Brevet FR2540090A1 — publié le 19840803

La présente invention concerne un distributeur à tiroir qui cconîvient pour commander le débit de produits fluides dans les machines de remplissage volumétrique, comprenant un tiroir qui glisse à l'intérieur d'une première chambre cylindrique Ces distributeurs conviennent parti- culièrement pour être utilisés dans des machines de remplis- sage de bouteilles (et récipients similaires) avec des produits liquides et sem-liquides. Dans certaines machines de remplissage déjà connues, le dosage (mesure) des produits pendant le remplis- sage des récipients est effectué par un dispositif de dosage comprenant un piston à double effet coulissant dans une chambre cylindrique dans laquelle le produit est amené à passer avant qu'il puisse atteindre l'appareil de distri- bution Le dosage du produit dépend directement du déplace- ment du piston à double effet et de la variation qui en résulte du volume des deux parties de la chambre cylindrique qui se trouvent de chaque câté du piston, dans la phase o le produit est aspiré dans une partie de la chambre, un refoulement du produit se fait à partir de l'autre partie de la chambre Les machines du type décrit ci-dessus, munies d'un dispositif de distribution à dosage sont déjà bien connues sur le marché et leurs noms sont connus des spécialistes en matière de machines de remplissage volu- métrique. Un problème, parmi d'autres, auquel les fabricants de machines sont confrontés réside dans la réduction, dans la mesure du possible, des erreurs de dosage du produit. Dans les machines connues, la précision du dosage est extrêmement sensible aux pertes d'étanchéité des différents éléments de l'appareil de commande et de distribution du produit (avec la perte de produit qui en résulte) et également à l'infiltration de fluides étrangers dans les conduites d'alimentation et de distri- bution du produit depuis la source d'alimentation jusqu'à l'appareil de distribution à dosage Des infiltrations possibles, d'air par exemple, peuvent en fait être la cause de variations par réduction du débit du produit dans l'appareil de dosage, avec les erreurs de dosage qui en résultent Dans le but d'obtenir, à la sortie des machines de remplissage connues, des récipients remplis avec une quantité du produit même légèrement inférieure à celle requise (pour de nombreux produits, le contenu total doit être déclaré sur l'étiquette qui les marque), les utilisa- teurs de ces machines ont habituellement recours à un réglage en excès de la quantité volumétrique requise du produit Pour des produits bon marché, ce réglage conduit à des pertes négligeables (tout au moins tolérables) en ce qui concerne les prix de production, mais dans le cas de produits plus coûteux, la dépense peut être considérable sur de longues périodes d'utilisation. Dans le but de résoudre le problème de la commande de dosage, une attention particulière a été portée sur l'étanchéité, par exemple dans les distributeurs de commande et de distribution du produit pour l'appareil de dosage/ distribution Ainsi, des distributeurs particuliers qui conviennent pour un appareil de dosage/distribution ont été proposés, généralement appelés "distributeurs à tiroir". Ces distributeurs comprennent une pièce de forme générale cylindrique qui coulisse à l'intérieur d'une chambre cylin- drique dans laquelle débouchent à la fois la conduite d'arrivée du fluide à doser (mesurer) et la conduite qui fournit le produit à l'appareil de dosage et donc à l'appareil de distribution Cette pièce cylindrique, ou tiroir, a une forme telle qu'elle présente des régions de diamètre réduit, définissant des chambres correspondantes (trois en général) qui, conjointement avec la position du tiroir à l'intérieur de la pièce cylindrique, permettent que les conduites précitées communiquent entre elles afin de réaliser les phases de dosage et de distribution Dans certains cas, les parties du tiroir qui délimitent les chambres sont munies d'une ou de plusieurs bagues d'étan- chéité périphériques destinées à assurer l'étanchéité contre les parois intérieures de la chambre cylindrique quand le tiroir se déplace dans un sens et dans l'autre à l'intérieur de la chambre; dans d'autres cas, la chambre cylindrique comporte des sièges annulaires dans lesquels sont logées des bagues d'étanchéité pour assurer l'étanché- ité contre les surfaces des parties de tiroir qui n'ont pas un diamètre réduit Ces tiroirs sont normalement action- nés pneumatiquement par admissiond'air comprimé directement dans la chambre cylindrique de manière à provoquer les courses axiales du tiroir dans un sens et dans l'autre à l'intérieur de la chambre cylindrique En présence de produits fluides possédant des caractéristiques corrosives chimiquement ou de produits fluides avec des caractéris- tiques abrasives nuisibles, les éléments d'étanchéité sont soumis à une usure rapide faisant apparaître les inconvé- nients mentionnés ci-dessus Ces inconvénients risquent le plus d'apparaître dans des machines de remplissage à grande vitesse équipées avec des dispositifs multiples de dosage/distribution et lorsqu'il existe une pression de commande considérable à la fois dans les circuits de commande et de distribution du produit et dans les circuits de commande pneumatique des distributeurs associés avec différents dispositifs de dosage/distribution. Il est maintenant apparu qu'en évitant l'arrivée directe d'air comprimé à la chambre cylindrique dans laquelle coulisse le tiroir, le risque d'infiltration d'air dans les conduites du produit fluide est réduit et que le nombre des éléments d'étanchéité qui sont nécessaires est également réduit en utilisant la même chambre cylindrique pour la distribution du produit vers les différentes conduites, avec la réduction qui en résulte des risques de fuite et ainsi, de pertes de produit. Un objet de l'invention est donc de proposer un distributeur qui pallie certains au moins des problèmes mentionnés ci-dessus, dont la réalisation est économique et le fonctionnement fiable A cet effet, l'invention concerne un tiroir de distributeur comprenant un prolonge- ment qui passe par un passage étanche dans l'une des extrémités de la chambre cylindrique, ce prolongement étant accouplé avec un piston à double effet commandé par un fluide sous pression, ce piston à double effet coulissant à l'intérieur d'une second chambre cylindrique séparée de la première et étanche par rapport à elle. L'invention concerne également un tiroir distribu- teur, qui a la forme d'une bobine et avec deux épaulements d'extrémité opposés munis à leur surface latérale d'un dispositif d'étanchéité contre les parois intérieures de la première chambre cylindrique, ces épaulements délimitant une partie du tiroir de section réduite, formant une région étanche pour le passage du produit fluide, le tiroir étant creux et ouvert à chaque extrémité pour être intérieurement en communication directe avec la première chambre cylin- drique; la première chambre cylindrique comporte une entrée pour un produit fourni par une source d'alimentation, cette entrée étant située dans une position dans laquelle elle ne peut être fermée parle tiroir pendant son mouvement, une sortie pour le produit vers l'appareil de distribution qui débouche dans la région étanche délimitée par les épaulements du tiroir et un premier et un second orifices pour le produit, qui, en fonction de la position du tiroir, permettent qu'à des instants successifs, le premier orifice communique avec l'entrée de produit dans- la chambre cylindrique tandis que le second orifice commu- nique avec la sortie par la région étanche délimitée par les épaulements du tiroir, ou que le second orifice commu- nique avec l'entrée de produit et le premier orifice avec la sortie, par région étanche Les deux orifices sont reliés convenablement, par des techniques généralement connues, aux chambres formées de chaque côté du piston à double effet d'un appareil de dosage. La séparation nette de la première et de la seconde chambres cylindriques d'un distributeur, décrite dans le paragraphe ci-dessus, réduit sensiblement les risques d'infiltrations possibles d'air (ou autres fluides) dans le circuit de commande et de distribution du produit et permet en outre d'actionner le distributeur en utili- sant seulement des pressions modérées dans le circuit de commande, apportant l'avantage de la vitesse de fonction- nement du distributeur sans que ceci n'affecte le 254 OO 9 a circuit de commande et de distribution du produit. La simple forme en bobine du tiroir d'un dis- tributeur selon l'invention n'impose que d'utiliser un nombre minimal d'éléments d'étanchéité coulissants avec l'avantage que cela apporte sur les prix de production et l'entretien du distributeur En outre, grâce à l'utilisation complète de la chambre cylindrique dans laquelle coulisse le tiroir pour la distribution du produit, il est possible d'obtenir des distributeurs de dimensions très réduites, avec l'avantage de leur adapta- tion facile dans une machine de remplissage complexe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'une machine de remplissage comprenant un distributeur selon l'invention. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, La figure 1 est une vue schématique d'une machine selon l'invention, montrant le trajet suivi par des récipients en forme de bouteilles, qui sont remplies pendant le fonctionnement de la machine, La figure 2 est une vue schématique de côté d'une unité de dosage/distribution de la machine, et La figure 3 est une vue de côté et en coupe partielle du distributeur. Les récipients 1 à remplir, par exemple des bouteilles arrivant d'une ligne d'arrivée 2 (voir figure 1) sont guidés, convenablement espacés les uns des autres, pour reposer sur une plate-forme de transport tournante 3 qui fait partie de la machine de remplissage 4 D'une façon générale, la machine 4 est de réalisation connue et elle comporte une série d'unités 5 de dosage/distribution du produit avec lequel les récipients doivent être remplis. Ces unités 5 sont supportées au-dessus de la plate- forme de transport 3 et pour tourner avec elle, à une hauteur réglable en fonction de la hauteur des récipients 1, et elles sont reliées individuellement à un noyau central (ou distributeur tournant) 3 a de la plate-forme de 254 0093 transport 3 afin d'alimenter tous les branchements néces- saires pour leur fonctionnement, par exemple les conduites d'alimentation 6 pour fournir aux unités individuelles 5 le produit fluide provenant d'un réservoir d'alimentation (non-représenté). Le remplissage d'un récipient 1 se fait dans la période nécessaire pour son transport depuis une zone d'entrée de la machine jusqu'à un poste de sortie espacé de la zone d'entrée d'un angle désigné par un "o" sur la figure 1; à partir du poste de sortie, les récipients remplis passent de la plate-forme de transport 3 à une ligne de sortie 7 pour être transportés à des postes successifs ou des machines successives qui effectuent par exemple le contrôle du poids des récipients et leur emballage dans des cartons ou autres. Selon la figure 2, une unité 5 de dosage/distribu- tion comporte un appareil de dosage 8 muni d'un piston 9 à double effet coulissant à l'intérieur d'une chambre cylindrique 10 qui communique avec un distributeur 11 pour la commande et la distribution du produit, au moyen de deux canaux dont l'un débouche dans une partie infé- rieure et l'autre, au moyen d'une conduite 12, dans une partie surpérieure de la chambre cylindrique 10, un de chaque cÈté du piston 9 Chaque unité 5 de dosage/ distribution comporte également un appareil de distribution 13 qui est supporté à se déplacer verticalement dans deux directions, vers des récipients reposant sur la plate- forme de transport 3 dans une position inférieure dans laquelle une buse de distribution 17 est branchée sur une entrée du récipient ou vers une position haute dans laquelle la buse 14 est éloignée de l'entrée du récipient 1. L'appareil de distribution 13 n'est pas décrit en détail car il est bien connu du spécialiste en la matière; il est relié à un distributeur 11 par une conduite 15 par laquelle le produit dosé (mesuré) passe depuis l'appareil de dosage 8 vers l'appareil de distribution 13 La buse de distribution 14 est reliée par une conduite 16 à un réservoir 17 et à un appareil d'aspiration (non-représenté) pour éviter un écoulement du produit à la fin de la phase de remplissage d'un récipient 1 Les unités 5 comportent également un robinet à deux voies 19 qui peut être actionné par un poussoir 20 accouplé avec la tige du piston 9 pendant le déplacement de ce dernier à l'intérieur de la chambre cylindrique 10 Le robinet 19 fait partie d'un circuit pneumatique de commande et d'actionnement du distributeur 11 et sa position est réglable suivant la longueur de la chambre 10. Le distributeur 11 (voir figure 3) comporte un tiroir 21, pratiquement en forme de bobine, avec deux épaulements d'extrémité 22, 23 aux extrémités opposées, les épaulements 22, 23 comportant des bagues d'étanchéité périphériques 24 qui assurent l'étanchéité contre une surface intérieure d'une chemise cylindrique 25 définissant une chambre cylindrique 26 dans laquelle le tiroir 21 coulisse axialement -La chambre cylindrique 26 est fermée à ses extrémités au moyen de deux pièces 27, 28 fixées sur le carter 29 du distributeur 11; le carter 29 comporte un raccord de tuyau 30 sur lequel est branchée l'une des conduites 6, pour relier le distributeur 11 au noyau central 3 a; le raccord 30 forme ainsi une entrée de la chambre 26 qui ne peut être fermée par le tiroir 21. Le carter 29 comporte également trois logements annulaires 31, 32, 33, le logement 31 communiquant avec la partie inférieure de la chambre cylindrique 10 de l'appareil de dosage 8 par un canal 31 a Le logement 32 communique avec la conduite 12 et le logement 33 communique avec la conduite 15 qui relie le distributeur 11 à l'appareil de distribution 13 Une série de trous correspondant à ces logements, à savoir une sortie aboutissant au logement 33 et un premier et un second orifices aboutissant aux logements 31, 32 respectivement dans la chemise cylin- drique 35, permettent le passage du produit depuis la chambre 26 vers les logements 31, 32, 33 Les épaulements 22, 23 du tiroir 21 définissent une région étanche, c'est-à-dire un logement étanche 34 par lequel à des instants successifs et en fonction de la position du tiroir 21, les logements 31, 33 et 32,33 peuvent être mis en communication. Le tiroir 21 est creux et son intérieur communique librement avec la chambre cylindrique 26 Ce tiroir 21 est dimensionné de manière que si les logements 31, 33 communiquent entre eux par le logement 34, le logement 32 communique librement avec la chambre cylindrique 26; mais quand les logements 32, 33 communiquent entre eux par le logement 34, le logement 31 communique librement avec la chambre cylindrique 26. Le tiroir 21 comporte un prolongement axial 35 en forme de tige, qui passe par un passage étanche dans la joue 28 et qui est accouplé avec une tige d'un piston 36 commandé pneumatiquement, coulissant à l'intérieur d'une chambre cylindrique 37 reliée par deux conduites 38,39 à un appareil compresseur (non-représenté sur les figures) Un accouplement 18 relie le prolongement 35 avec la tige de piston 36 qui permet, éventuellement, de séparer la chambre 35 et le piston 36 du carter 29 sans qu'il soit nécessaire de démonter le distributeur 11. Le fonctionnement du distributeur ressort de la description ci-dessus, mais il est expliqué ci-après. En commençant par exemple par la position dans laquelle le distributeur 11 est représenté sur la figure 3, mais avec le piston 9 dans sa position la plus basse dans la chambre 10 (en contact avec le fond de la chambre) quand le cycle de remplissage d'un récipient est déclenché (ce qui est produit par des parties de la machine non-représentées sur les dessins, détectant la présence d'un récipient au-dessus de la buse de distri- bution 14) de l'air comprimé est amené dans la chambre 37 par une conduite 38 et par conséquent, le piston 36 se déplace vers la gauche, vue sur la figure 3, entraînant avec lui le tiroir 21 Dans ces conditions, la partie inférieure de la chambre cylindrique 10 est mise en communication avec la chabre 26 et par conséquent, la conduite 6, par le logement 31 et l'intérieur du tiroir 21 Le produit sous pression amené par la conduite 6 commence alors à déplacer le piston 9 vers le haut et le produit est donc déchargé de la partie supérieure de la chambre 10, par la conduite 12, les logements 32,33 et la conduite 15 à l'appareil de distribution par lequel il est déchargé dans le récipient 1 Quand le poussoir 20 actionne le robinet à deux voies 19 (qui détecte la position du mouvement maximal voulu vers le haut du piston 9), la conduite 38 est placée en évacuation et l'air comprimé est introduitdansla chambre 37 par la conduite 39. Il se produit donc un mouvement du piston 36 vers la droite, vue sur la figure 3, et le tiroir 21 revient à la position initiale dans laquelle il est représenté sur la figure 3. Le piston 9 commence alors à se déplacer vers le bas et le produit qui a rempli la partie inférieure de la chambre 10 pendant la décharge de la partie supérieure de cette chambre est lui-même déchargé par les logements 31, 34, 33 et la conduite 15 vers l'appareil de distribu- tion 13 Le cycle de remplissage est terminé quand le piston 9 atteint sa position la plus inférieure. Il est évident que le dosage volumétrique du produit dépend de la position du robinet 19 La position réglable de ce robinet 19 permet de modifier la course du piston 9 et donc de modifier le dosage du produit délivré dans un cycle de remplissage qui consiste en une course de montée et une course de descente du piston 9. Il apparait en regard de la description ci- dessus, et particulièrement en regard de la figure 3, que la chambre 37 est physiquement séparée de la chambre 26 et qu'il n'y a donc aucun risque que de l'air comprimé provenant de la chambre 37 s'infiltre dans la chambre 36 et contamine le produit qui s'y trouve. REVENDICATIONS 1 Distributeur à tiroir qui convient pour la commande du débit de produits fluides dans des machines de remplissage volumétrique, comprenant un tiroir qui coulisse à l'intérieur d'une première chambre cylindrique, caractérisé en ce que le tiroir ( 21) comporte un prolon- gement ( 35) qui passe par un passage étanche dans l'une des extrémités ( 28) de la chambre cylindrique ( 26), le prolongement ( 35) étant accouplé avec un piston ( 36) à double effet commandé par un fluide sous pression, le piston ( 36) à double effet coulissant à l'intérieur d'une seconde chambre cylindrique ( 37) séparée de la première chambre cylindrique ( 26)et étanche par rapport à elle. 2 Distributeur à tiroir qui convient pour commander le débit de produits fluides dans des machines de remplissage volumétrique, comprenant un tiroir qui coulisse à l'intérieur d'une première chambe cylindrique ( 26), caractérisé en ce que le-tiroir ( 21) a la forme d'une bobine et comprend deux épaulements d'extrémité ( 22,23) opposéspourvus à leur périphérie d' un dispo- sitif ( 24) assurant l'étanchéité contre les parois intérieures de la première chambre cylindrique ( 26), lesdits épaulements ( 22,23) délimitant une partie du tiroir ( 21) de section réduite qui forme une région étanche ( 34) pour le passage du produit fluide, ledit tiroir ( 21) étant creux et ouvert à chaque extrémité de manière que son intérieur communique directement avec la première chambre cylindrique ( 26), une entrée ( 30) dans la première chambre cylindrique ( 26) pour un produit fourni par une source d'alimentation, l'entrée ( 30) étant située dans une position dans laquelle elle ne peut être fermée par le tiroir ( 21) pendant ses mou- vements, une sortie ( 15) pour le produit vers l'appareil de distribution, qui débouche dans la région étanche ( 34) délimitée par les épaulements ( 22,23) du tiroir ( 21) et un premier et un second orifices ( 31,32) pour le produit qui, en fonction de la position du tiroir ( 21) peuvent être disposés à des instants successifs, avec le premier orifice ( 31) en communication avec l'entrée ( 30) du produit dans la chambre cylindrique ( 26) pendant que le second orifice ( 32) communique avec la sortie par la région étanche ( 34) délimitée par les épaulements ( 22,23) du tiroir ( 21), ou avec le second orifice ( 32) communi- quant avec l'entrée du produit ( 30) et le-premier orifice ( 31) communiquant avec la sortie ( 15) par la région étanche ( 34). 3 Distributeur à tiroir selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tiroir ( 21) qui a la forme d'une bobine et qui comprend deux épaulements d'extrémité ( 22,23)opposés munis à leur périphérie d'un dispositif ( 24) d'étanchéité contre les parois intérieures d'une première chambre cylindrique ( 26), dans laquelle le tiroir ( 21) peut coulisser, lesdits épaulements ( 22,23) délimitant une partie du tiroir ( 21) de section réduite qui forme une région étanche ( 34) pour le passage du produit fluide, ledit tiroir ( 21) étant creux et ouvert à chaque extrémité de manière que son intérieur soit en communication directe avec la première chambre cylindrique ( 26), une entrée ( 30) dans la première chambre cylindrique ( 26) pour un produit délivré par une source d'alimentation, l'entrée ( 30) étant située dans une position dans laquelle elle ne peut être fermée par le tiroir ( 21) pendant son mouvement, une sortie ( 15) pour le produit vers l'appareil de distribution, qui débouche dans la région étanche ( 34) délimitée par les épaulements ( 22,23) du tiroir ( 21) et un premier et un second orifices ( 31,32) pour le produit, qui, en fonction de la position du tiroir ( 21) peuvent être disposés à des instants successifs de manière que le premier orifice ( 31) communique avec l'entrée ( 30) du produit dans la chambre cylindrique ( 26) tandis que le second orifice ( 32) communique avec la sortie ( 15) par la région étanche ( 34) délimitée par les épaulements ( 22,23) du tiroir ( 21), ou que le second orifice ( 32) soit mis en communication avec l'entrée ( 30) du produit et que le premier orifice ( 31) communique avec la sortie ( 15) par la-région étanche ( 34). 4 Distributeur à tiroir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le prolongement ( 35) est accouplé avec le piston ( 36) par un accouplement ( 18), la réalisation et la disposition étant telles que la seconde chambre ( 37) et le piston ( 36) peuvent être séparés de la première chambre ( 26) et du prolongement ( 35) sans démonter le distributeur ( 11).