Brevet FR2544491A1 — publié le 19841019

La présente invention est reltive à un appareil doseur volumétrique destin à autre utilisé pour des produits visqueux, voire même liquides, et notamment pour des produits alimentaires Un tel appareil doseur peut autre em- ployé, par exemple, pour doser de la graisse, du yaourt,du beurre, du chocolat, etc... Dans tous les cas, le problè- me est de délivrer une dose de produit d'un volume donné, par exemple pour remplir des pots, sur une machine de conditionnement industriel. On connatt des appareils doseurs volumétriques pour produits visqueux. Ces appareils fonctionnent habituellement suivant le m8me principe qu'une seringue, c'està-dire qu'ils comportent un piston aspirant la dose de produit avant de la refouler ensuite vers un appareil d'utilisation. L'un des principaux inconvénients de ces doseurs connus résulte du fait que le piston doseur fonctionne par aspiration. Dans ces conditions, on constate qu'une certaine quantité d'air est aspirée en même temps que le produit, si bien que l'appareil refoule, non pas le produit lui-m8me, mais une émulsion d'air dans le produit. Par ailleurs, des difficultés sont fréquemment rencontrées pour recharger 1' appareil et renouveler a réserve de produit à doser. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, cn réalisant un appareil doseur susceptible de fournir à cadence accélérée, des doses successives d'un produit liquide ou visqueux, sans que les doses cantien- nent de l'air dissous ou émulsionné. Un appareil doseur selon l'invention, destiné à prélever sur une réserve de produit liquide ou visqueux des doses successives éjectées vers le bas, est caractérisé en ce que la réserve de produit est constituée par une cartouche située à la partie supérieure de lappareil, -alors qu' au-dessous de la base de cette cartouche, se trouve un boisseau tournant qui met en communication alternativement le bas de la cartouche avec la chambre de dosage d'un premier piston transversal qui recule alors sous la poussée du produit de la cartouche, d'autre part la chambre de dosage d'un second piston transversal opposé au premier, tandis qu'il est relie à une ouverture inférieure d'évacuation dans laquelle il refoule sous pression la dose qu'il avait re çue dans Ùn cycle précédent. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chacun des deux pistons de dosage a sa partie arrière soumise à la poussée de moyens de rappel, constitués par exemple par un ressort ù par un vérin. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque piston doseur comporte une molette de butée, qu'on visse plus ou moins, pour régler la course utile du piston, et, par consequent, le volume dosé à chque cycle, cette molette réglable coopérant avec une butée fixe de l'appareil. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la reserve de produit est constituée par une cartouche cy lindrique, ouverte à ses deux extrémités, et initialement remplie du produit à doser. Dans la partie supérieure de cette cartouche, on met en place un piston poussoir, qui descend en repoussant le produit vers le bas, en direction du boisseau rotatif, au fur et à mesure que la machine fonctionne. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le piston poussoir est équipé d'un clapet anti-retour~dant la partie supérieure est reliée à une alimentation d'air comprimé, si bien que, pendant le fonctionnement normal de la machine, le clapet anti-retour se ferme automatiquement au contact du produit à doser et empoche ce produit de remonter dans le piston poussoir après que le matelas d'air compris- entre le produit et le piston poussoir ait été évacué à l'etérieur.Ensuite, a-)rès épuisement de la réserve contenue dans la cartouche, il suffit d'envoyer la pression d'air comprimé à travers le clapet, pour ouvrir celui-ci et provoquer automatiquement le décollement et le retour en arrière du piston poussoir, ce qui facilite les opora tions de recharge de la machine. Il résulte de ce qui précède, que, contrairement aux machines de dosage précédemment connues, l'appareil doseur selon l'invention utilise la poussée du produit de lacartouche, pour faire reculer alternativement les pitons doseurs, chacun à 11 encontre de ses moyens de rappel. C'estdonc le produit à doser lui-même qui est moteur, ce qui Carantit un remplissage sans air de chacune des chambres dc dosage. On est donc certain que les doses successivement éjectes à la partie inférieure de l'appareil sont consti tu@es par un produit non émulsionné et exempt d'air. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue d'ensemble d'un appareil doseur selon l'invention. Figure 2 est une coupe suivant II - il (figure 1), illustrant la structure de la cartouche, et du piston poussoir. Figures 3 et 4 sont des coupes en élévation, des organes de dosage proprement dits, à savoir le boisseau tournant, et les deux pistons antagonistes situés au-dessous de la cartouche, Figure 5 est une vue en perspective du boisseau tournant considéré isolément. Figure 6 est une vue en perspective du joint d' étanchéité souple dont on équipe le boisseau tournant, On a représenté sur les dess-ins, un appareil doseur selon l'invention, qui est destin à recevoir, à sa partie supérieure, la chemise cylindrique 1 d'une cartouche contenant une réserve d'un produit visqueux ou liquide 2. Ce produit peut être notamment un produit alimentaire tel que du beurre, de la graisse, du chocolat, du yaourt, etc... La partie inférieure de la chemise 1 de la cartouche 1,2 , est emboîtée de façon amovible, dans une embase 3. S- partie supérieure regoit, après mise en place, un plateau d'immobilisation 4. A l'intérieur de la chemise fixe 1, on engage un piston de poussée 5, que traverse dans le sens axial, un canal 6 à l'intérieur duquel un clapet 7 tend à être repoussé vers le bas, par un ressort 8, de faible tarage. A sa partie supérieure, le canal t est relié à une tubulure souple 9, dans laquelle on peut souffler, ou ne pas souffler (flèche 10) un fluide sous pression constitué, par exem le, par de l'air comprimé. Le piston 5 est solidaire d'une tige de poussée 11, soumise, -zar exemple, à l'action d'un vérin 12. sa partie inférieure, la chemise 1 de la cartouche 1,2 débouche dans un entonnoir 13 qui s'ouvre dans une chambre fixe 14, à l'intérieur de laquelle peut tourner un boisseau distributeur 15. Ce boisseau a une fore cylindrique et il comporte deux empreintes latérales opposées 16 et ?7, situées de part et d'autre d'un bord d'étanchéité dans lequel-est creuse une rainure longitudinale 18. Les deux rainures 18 sont diamétralement opposées sur la-paroi cylindrique du boisseau 15, et elles débouchent dans deux rainures circulaires 19 et 20, disposées transversalement à leurs extrémités.L'ensemble de ces rainures est destiné à recevoir un joint d'étanchéité 21 réalisé en une matière moulée souple, et dont la forme définit deux joints toriques 22 et 23, reliés par deux génératrices 24 et 25, a' section cir culaire. Ce joint 21 est moulé d'une pièce, et on le monte élastiquement dans l'ensemble des rainures 18, 19 et 20, pour assurer l'étanchéité entre les deux empreintes ou alvéoles 16 et 17. Dans la chambre de distribution 14 débouchent deux chambres longitudinales coaxiales et opposées, à savoir une première chambre de dosage 26, et une seconde champ bre de dosage 37. Dans la chambre 26, peut coulisser, de façon étanche un premier piston doseur 28, sur la partie arrière filetée 29 duquel on peut visser une molette de réglage 30. De meme, l'arrière filet 31 du second-piston doseur 27 reçoit une molette vissée 32. L'arrière du piston 28 est souris à la poussée de la tige 33 d'un vérin 34, tandis que l'arrière du second piston doseur 27 est soumis à la poussez de la tige 35 d'un vérin de rappel 36. On remarque que chacune des deux tiges de poussce 33 et 35 n'est pas solidaire de l'arrière du piston doseur correspondant 28 ou 27 : autrement dit, caque vérin 33, 36 peut pousser l'arrière du piston 28 ou 27 correspondant, mais il ne peut en aucun cas le tirer. La première chambre de dosage 26 et la seconde chambre de dosage 37qui lui est oppose sont situées tou- tes deux à l'intérieur d'un corps dc dosage 3t, dans le qucl débouche l'entonnoir 13. a sa partie inférieure, la chambre de distribution 14 s'ouvre sur un canal de refoulement 39 par lecuel l'appareil selon l'invention ójecte vers le bas, continuellement, mais "en pointillés", des doses successives du produit 2. Le fonctionnement est le suivant L'alimentation est assurée par une cartouche 1,2 contenant le produit 2 à doser. L'utilisateur la met en place dans l'embase 3 (figure 2), après quoi, il l'immobilise par le plateau 4. Le piston 5 est abaissé sur le sommet de la masse de produit 2, et l'appareil est prêt à fonctionner. Le boisseau 15 est alors animé d'un mouvement rotatif, qui peut entre - soit effectué toujours dans le même sens, auquel cas cha que chambre de dosage 26, 37 se trouve successivement en face des deux empreintes 16, 17 - soit d'un mouvement alternatif de rotation, sur une am plitude angulaire d'environ un quart de tour, auquel cas l'empreinte 17 se trouve toujours en liaison avec la chambre 26, alors que l'empreinte 16 est toujours reliée à la chambre 37. Dans tous les cas, ce mouvement du boisseau 15 relie la chambre 26 alternativement avec l'entonnoir d' alimentation 13 et avec le canal de refoulement 39, tan dis que la chambre 37 est reliée alternativement avec ces mêmes éléments 39 et 13. Autrement dit, quand le boisseau est à la po sition angulaire illustrée sur la figure 3, le produit 2 sous pression dans la cartouche et force dans l'enton- noir 3, se trouve dirigé vers la première chambre 26 o il repousse le piston 28, jusquà ce que la molette 30 de celui-ci vienne en butée sur le bti 40 de la machine, comme illustré sur la figure 1. Pendant ce temps, le vé- rin 36 repousse le piston 27- en direction du boisseau tournant 15, ce qui a pour effet de refouler vers le ca nal 39, la dose de produit 2 contenue dans la chambre 37. *^ la position angulaire suivante du boisseau distributeur 15(figure ), clest vers la chambre T qu'est forcé le produit 2, qui repousse le piston 27, jusqu ce que sa molette 32 vienne aussi en bute sur le bati 40. Simultanément, le piston 28, sous la poussée de son vérin 34 refoule la dose de produit 2 contenue dans la chambre 26 vers le canal d'évacuation 39 ; et ainsi de suite. Cn comprend donc que le canal d'évacuation 39 délivre de façon continue, mais "en pointillés", une succession de doses préréglées du produit 2, comme schématisé sur la f- gure 1, par la flèche 41. Lors que la charge de produit 2 contenue dans la cartouche 1,2 est puisée, il suffit d'envoyer une impulsion d'air comprimé (flèche 10) dans la canalisation 9 cette impulsion a pour effet de repousser vers le bas le clapet 7 qui s'ouvre, l'air comprimé étant alors envoyé sous le piston 5 qui a tendance à se soulever de lui-mame. Cela supprime l'inconvénient de certaines machines connues, où, en fin de. course, le piston restait collé dans le ré- servoir d'alimentation. La machine selon l'invention présente les principaux avantages suivants - possibilité de recharger l'appareil par simple échange d'une cartouche 1,2 t pleine de produit 2 suppression des temps morts pendant le fonctionnement, étant donné que l'un des pistons doseurs 28 ou 27 recu le et se charge, pendant que l'autre avance et rejette sa dose de produit 2 par le canal d'évacuation 39 - possibilité de régler le volume dosé, pour toute valeur intermédiaire entre un volume maximum et un volume mi nimum, par simple vissage ou dévissage des deux molet tes 30,32 (figure 1) - pendant toutes les phases du cycle opératoire, le pro duit est maintenu sous pression, ce qui interdit toute rentrée d'air et toute émulsification du produit ; en particulier, c'est le produit 2 qui repousse devant lui alternativement le piston 27 et le piston 28 - la présence du clapet 7 incorporé au piston 5 permet, d'une part d'évacuer tout éventuel matelas d'air au mo ment de la mise en place initiale du piston 5 sur le produit 2 (si bien qu'ensuite, le piston 5 pousse "sans air11), tandis que d'autre part, l'insufflation d'air comprimé en 10 permet à la fois de décoller le piston 5 et de le faire remonter au sommet de la cartouche vide 1,2. REVENDICATIONS ' - Appareil doseur destiné à prélever sur une réserve de produit liquide ou visqueux (2) des doses successives éjectées vers le bas en (41), caractérisé en ce que la réserve de pr-oduit (2) est constituée par une cartouche (1), située à la partie supérieure de l'appareil, alors qu'au-dessous de la base de cette cartouche (t), se trouve un boisseau tournant (15) qui met le bas de la cartouche (1) en communication alternativement avec la chambre de dosage (26) d'un premier piston transversal (28) qui recule alors sous la poussée du pr.oduit (2) de la cartouche (1), d'autre part la chambre. de dosage (37) d'un se cond piston transversal (27) opposé au premier, tandis que ce boisseau (15) est relié à une ouverture inférieure d' évacua-tion (39), dans laquelle est refoulée sous pression la dose reçue dans un cycle précédent. 2 - Appareil doseur suivant la revendication 1? caractérisé en ce que chacun des deux pistons de dosage (27), (28) a sa partie arrière soumise à la poussée de m@ens de rappel, constitués par exemple par un ressort. ou par un vérin (36), (34). 3 - Appareil doseur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque piston doseur (27), (28) comporte une molette de butée (32) et (30) qu'on visse plus ou moins, pour régler la course utile du piston, et par conséquent, le volume dosé a chaque cycle, cette molette réglable (32), (30) coopérant avec deux butées fixes (40) de l'appareil. 4 - Appareil doseur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réserve de produit. (2) est constituée par une cartouche cylindrique (1), (2), ouverte à ses deux etris, et ini tialemen' nmplm. du produit (2) à doser. 5 - Appareil doseur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la partie supericure de cette cartouche (i), (2), on met en place un piston poussoir (5) qui descend en repoussant le produit (2) vers le bas, en direction du boisseau rotatif (1@) nu fur et à mesure que la machine fonctionne. 6 - pareil doseur suivant l'une quelconque ces revendications précédentes, caractérisé en ce que le pis- ton poussoir (5) est équipé d'un clapet anti-retour (,) dont 1 partie supérieure est reliee à une alimentation (9) d'air comprimé (10), si bien que, pendent le fonction @nement normal de la machine, le clapet anti-retour (7) se ferme automatiquement au contact du produit (2) à doser et empêche le produit (9) de renonter dans le piston poussoir (5) après que le matelas d'air compris entre le produit et le piston poussoir ait été évacué à l'extérieur, alors qutaprès épuisement de la réserve contenue dans la cartouche (13, (2), il suffit d'envoyer la pression d'air compriné à travers le clapet (7) pour ouvrir celui-ci et provoquer automatiquement le décollement et le retour en arrière du piston poussoir (5), ce qui facilite les opérations de recharge de la machine. 7 - Appareil doseur suivant l'une quelconque des revendications précédentes; caractérisé en ce qu'il utilise la poussée du produit (2) de la cartouche (1), (2), pour faire reculer alternativement les pistons doseurs (27), (28) chacun à l'encontre de ses moyens de rappel, si bien que c'est le produit à doser (2) lui-m8ma qui est moteur, ce qui garantit un remplissage sans air de chacune des chambres de dosage (26), (37) si bien que les doses successives éjectées à la partie inférieure de l'appareil sont constituées par un produit (2) non émulsionné et exempt d'air. 8 - Appareil doseur suivant l'une quelconque des reveiidicaticns précédentes, caractérisé en ce que le boisseau rotatif (15) comporte deux empreintes latérales oppo suées (16) et (17) situées de part et d'autre d'un bord d' étanchéité. 9 - Appareil doseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une rainure longitudinale (18) est creusée dans chaque bord d'étanchéité, pour deboucher de part et d'autre dans deux rainures circulaires transversales (19) et (20), l'ensemble étant prévu pour recevoir un joint d'étanchéité (21). 10 - Appareil doseur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (21) est moulé d'une pièce en matière souple, et comporte deux joints toriques (22), (23), reliés par deux génératrices (24), (25) a section circulaire.