Brevet FR2563887A1 — publié le 19851108

La présente invention est relative à une nouvelle vanne à fuite contrôlée et plus particulièrement à une vanne pour le dosage de produits alimentaires, et notamment de produits laitiers, laquelle vanne est conçue pour être étanche dans une gamme de températures donnée, dites températures de travail, et pour être fuyarde dans une autre gamme de tempé- rature, supérieure ou inférieure, dite de nettoyage. On connaît des publications décrivant des vannes de purge, des robinets à boisseau et des obturateurs qui sont réalisés en au moins deux matériaux présentant des coefficients de dilatation thermique différents. Toutefois, les vannes et analogues décrites dans ces publications ne doivent pas présenter de fuite, en dépit des chocs thermiques auxquels elles sont soumises. La présente invention a pour but de pourvoir à une vanne à fuite contrôlée, utilisable pour le dosage de produits alimentaires et plus particulièrement de produits laitiers, qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les vannes de dosage de produits alimentaires, notamment laitiers, proposées conformément à l'Art antérieur, en ce qu'elle présente de larges sections d'ouverture de boisseau, à plein débit, en ce qu'elle peut être nettoyée de façon parfaite après usage, évitant ainsi toute contamination d'une partie d'une fabrication ultérieure par des traces d'une fabrication antérieure, en ce qu'elle présente une structure qui assure une grande efficacité de nettoyage. La présente invention a pour objet une vanne pour le dosage de produits alimentaires, et notamment laitiers, comportant une partie externe, ou corps, et une partie interne mobile, qui sont réalisées en matériaux différents, présentant des coefficients de dilatation différents, laquelle vanne est caractérisée en ce que les coefficients de dilatation des matériaux dont sont respectivement constitués la partie interne et le corps de vanne sont dans un rapport d'environ 1:2 à 1::30, cette différence de coefficients de di latation de la partie interne et du corps de vanne, créant, dans la vanne, un jeu qui établit un chemin de fuite pour un liquide de nettoyage introduit dans ladite vanne à une température différente de la température du fluide à doser, laquelle température différente est propre à provoquer la différence de dilatation entre les deux matériaux susdits, qui engendre le chemin de fuite. Selon un mode de réalisation avantageux de la vanne à fuite contrôlée conforme à la présente invention, la partie interne mobile de la vanne est constituée par un boisseau sensiblement tronconique ou cylindrique, un papillon ou un secteur (guillotine). Cette partie interne sera dénommée dans ce qui va suivre, pour des raisons de simplification dans la description : "boisseau. Selon un autre mode de réalisation avantageux de la vanne à fuite contrôlée conforme à la présente invention, le boisseau est réalisé en un matériau pris dans le groupe qui comprend la céramique, l'acier inoxydable, les matières plastiques et le corps de vanne est réalisé en un matériau pris dans le groupe qui comprend les matières plastiques, et l'acier inoxydable. Selon une disposition avantageuse de ce mode de réalisation, le boisseau de la vanne à fuite contrôlée conforme à la présente invention est en céramique et le corps de vanne en matière plastique. Selon une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, le corps de vanne de la vanne à fuite contrôlée conforme à la présente invention, est en acier inoxydable et le boisseau est en céramique. Selon encore une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, le corps de vanne de la vanne à fuite contrôlée conforme à la présente invention est en matière plastique et le boisseau est en acier inoxydable. Conformément à la présente invention, la matière plastique utilisée pour la réalisation du corps de vanne ou du boisseau est prise dans le groupe qui comprend les polyamides, les polyacétals, les composés fluorés tels que poly tétrafluoréthylène ou éthylène-propylène fluoré, entre autres. Selon un autre mode de réalisation avantageux de la vanne à fuite contrôlée conforme à l'invention, le boisseau et/ou le corps de vanne comporte(nt) un décrochement apte à coopérer avec le jeu susdit créé par la différence des coefficients de dilatation respectifs du boisseau et du corps de vanne, pour former avec ledit jeu, le chemin de fuite susdit. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. La présente invention vise plus particulièrement les vannes à fuite contrôlée conformes aux dispositions qui précèdent, ainsi que les installations de dosage de produits, notamment de produits alimentaires et plus particulièrement de produits laitiers, comprenant de telles vannes et comprenant une alimentation en agent de nettoyage pour le nettoyage en place des vannes après usage. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels Les figures 1, 2 et 3 sont des vues en coupe axiale d'un mode de réalisation d'une vanne conforme à l'invention respectivement en position d'aspiration du produit dans la vanne (figure 1), en position de dosage du-produit aspiré, hors de la vanne (figure 2), en position de nettoyage en place (NEP); Les figures 4 et 5 représentent schématiquement à plus grande échelle, également en coupe axiale, un mode de réalisation d'une vanne conforme à l'invention dont le corps de vanne comporte un décrochement, et Les figures 6 et 7 représentent également en coupe axiale, un autre mode de réalisation d'une vanne conforme à 1 'inven- tion. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. La vanne conforme à l'invention comprend une partie externe, ou corps de vanne 1, qui sert au guidage de la partie interne 2 et à la jonction avec les canalisations des fluides à doser. Le corps de vanne 1 est réalisé en un matériau présentant un coefficient de dilatation différent de celui du matériau dont est constituée la partie interne 2 de la vanne. Si le coefficient de dilatation du matériau dont est constitué le corps de vanne 1 est supérieur à celui du matériau dont est constituée la partie interne 2, la vanne conforme à l'invention sera étanchera froid et fuyarde à chaud ; la vanne conforme à l'invention sera au contraire fuyarde à froid et étanche à chaud si le coefficient de dilatation du matériau dont est constituée la partie interne 2 est supérieur à celui du matériau dont est constitué le corps de vanne 1. La partie interne 2 de la vanne peut être constituée par un boisseau de forme sensiblement tronconique, ou cylindrique, ou par un papillon ou un secteur (guillotine). Dans le mode de réalisation représenté aux figure 1 à 5, la partie interne 2 est constituée par un boisseau de forme sensiblement tronconique. La vanne conforme à l'invention peut en outre comporter au moins un décrochement, tel que le décrochement 3 ménagé sur le corps de vanne 1. La vanne à boisseau représentée aux dessins présente, de manière connue, une arrivée 4 de produit à doser qui est injecté ou aspiré dans la vanne, à partir d'une trémie ou analogue d'alimentation, par une canalisation 5 ; l'arrivée 4 présente une large section d'ouverture à plein débit, ce qui procure certains avantages qui seront énoncés plus loin. De même, la sortie 6 du produit dosé vers un récipient de condi tionnement (non représenté) présente également une section d'ouverture relativement large. Il est avantageux que, dans le mode de réalisation suivant lequel il est désiré que la vanne soit étanche à froid et fuyarde à chaud, le boisseau présente un coefficient de dilatation thermique qui est 2 à 30 fois moindre que celui du corps de vanne. En pareil cas, le boisseau 2 est avantageusement réalisé en un matériau présentant un coefficient de dilatation très faible, résistant à la corrosion à chaud par les acides et les bases, tel que la céramique, dont le coefficient de dilatation est de 4.10-6, ou la silice vitreuse. Le corps de vanne 1 peut, en pareil cas, avantageusement être réalisé en "Téflon" (polytétrafluoréthylène ou éthylènepropylène fluoré) dont le coefficient de dilatation est de 106.10-6 ou en acier inoxydable dont le coefficient de dilatation est de 11.10-6. En variante, le boisseau 2 peut être réalisé en acier inoxydable (coefficient de dilatation 11.10-6) de même que le piston 7, tandis que le corps de vanne est réalisé en polyamide ("Nylon") dont le coefficient de dilatation est de 100.10-6. Le produit à doser est injecté dans la vanne par l'arrivée 4, à une température comprise entre 0 et 20pu, qui est la température de travail, et il est déchargé de la vanne, par la sortie 6, pour être dosé dans un récipient, à la même température. Le produit de nettoyage est injecté dans la vanne par la canalisation 11 à une température égale ou supérieure à 60"C et de préférence comprise entre 60 et 90"C. L'élévation de température dans la vanne peut donc être de 60"C à 90"C ; une telle élévation de température détermine entre le corps de vanne 1 et le boisseau 2, l'apparition d'un jeu 8 dont la valeur est fonction des coefficients de dilatation des matériaux en présence, et également de l'écart de températures entre la température de travail et la température de nettoyage, ainsi que des dimensions, et notamment du diamètre, de la vanne.C'est ainsi que dans le cas d'une vanne dont le diamètre est de 5 cm, dans laquelle la température de travail est de 100C et la température du produit de nettoyage est de 70cl, on obtient un jeu entre les pièces qui est: - de 0,3 mm lorsque le corps de vanne 1 est en "Téflon", d-e coefficient de dilatation 106.10-6, tandis que le boisseau 2 est en céramique, de coefficient de dilatation 4.10-6 - de 0,27 mm lorsque le corps de vanne 1 est en polyamide ("Nylon") de coefficient de dilatation 100.10-6, de même que les cylindres 9, tandis que le boisseau 2, avec le piston 7 est réalisé en acier inoxydable, donnant lieu à une fuite en couronne entre les pièces ;; - de 0,02 mm lorsque le corps de vanne 1 est en acier inoxy dable, de coefficient de dilatation 11.10-6, tandis que le boisseau 2 est en céramique de coefficient de dilatation 4.10-6 ; La création du jeu 8 permet un nettoyage parfait de la vanne conforme à l'invention, après usage, ce qui n'est pas le cas des vannes connues jusqu'à ce jour. En outre, la combinaison du décrochement 3, qui permet de baigner le boisseau dans le produit de nettoyage introduit dans la vanne, avec la formation d'une fuite 8 en raison des différences de comportements et notamment des différences de coefficients de dilatation des matériaux qui constituent les pièces de la vanne, laquelle fuite favorise la circulation du produit de nettoyage dans la vanne, assure un nettoyage parfait en profondeur de la vanne, ce que ne permettaient pas les dispositifs connus dans l'Art antérieur. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, un boisseau 10 en acier inoxydable, de forme cylindrique, coopère avec un corps de vanne 12 en polyamide. Le boisseau 10 comporte des décrochements 13 et le corps de vanne comporte des décrochements 14 qui coïncident avec les décrochements 13 du boisseau 10 lorsque la vanne est fermée (cf. figure 7), tandis que lorsque la vanne est ouverte pour permettre le nettoyage avec un détergent à température comprise entre 60 et 90"C, la différence entre les coefficients de dilatation du boisseau 10 et du corps de vanne 12 crée une fuite (cf. figure 6) pour la circulation du fluide de nettoyage. La vanne est étanche lorsque le produit à doser est injecté dans la vanne en quantité dosée et en est déchargé, à une température comprise entre 0 et 20"C ; par contre, lorsque le produit de nettoyage est débité à température relativement élevée (60-900C) dans la vanne pour en réaliser le nettoyage, il est envoyé dans toutes les parties qui ont pu être en contact avec le produit à nettoyer, à un débit relativement rapide, et le contact du produit de nettoyage à température élevée avec les pièces de la vanne, provoque la formation d'une fuite entre les pièces, qui permet un nettoyage en profondeur en tous les points de la vanne, sachant que les détergents sont aptes à pénétrer, s'ils contiennent des agents tensio-actifs, dans des fentes dont la largeur est aussi faible que 50 Â environ, dans lesquelles le lait, dont la tension superficielle est de 50, ne peut même pas pénétrer. Dans son application à la fabrication du yoghourt, la vanne conforme à l'invention résoud de façon parfaite, en permettant son nettoyage en place après usage, le problème posé par la subsistance de traces de produit insuffisamment nettoyées, conformément aux procédés et dispositifs de l'Art antérieur, qui sont susceptibles de contaminer une partie de la fabrication ultérieure. La qualité améliorée du nettoyage a une incidence sur la durée de conservation du produit laitier tel que yoghourt, dosé et conditionné à l'aide des vannes conformes à l'invention, qui, du fait de l'élimination de toute contamination, est augmentée de façon sensible. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisa tion et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1") Vanne pour le dosage de produits alimentaires, et notamment laitiers, comportant une partie externe, ou corps, et une partie interne mobile, qui sont réalisées en matériaux différents, présentant des coefficients de dilatation différents, laquelle vanne est caractérisée en ce que les coefficients de dilatation des matériaux dont sont respectivement constitués la partie interne (2) et le corps de vanne (1) sont dans un rapport d'environ 1:2 à 1::30, cette différence de coefficients de dilatation de la partie interne (2) et du corps de vanne (1), créant, dans la vanne, un jeu qui établit un chemin de fuite pour un liquide de nettoyage introduit dans ladite vanne à une température différente de la température du fluide à doser, laquelle température différente est propre à provoquer la différence de dilatation entre les deux matériaux susdits, qui engendre le chemin de fuite. 2") Vanne à fuite contrôlée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie interne (2) mobile de la vanne est constituée par un boisseau sensiblement tronconique ou cylindrique, un papillon ou un secteur (guillotine). 3 ) Vanne à fuite contrôlée selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le boisseau (2) est réalisé en un matériau pris dans le groupe qui comprend la céramique, l'acier inoxydable, les matières plastiques et le corps de vanne est réalisé en un matériau pris dans le groupe qui compend les matières plastiques et l'acier inoxydable. 4 ) Vanne à fuite contrôlée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le boisseau (2) est en céramique et le corps de vanne en matière plastique. 5 ) Vanne à fuite contrôlée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le corps de vanne (1) est en acier inoxydable et le boisseau (2) est en céramique. 6 ) Vanne à fuite contrôlée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le corps de vanne (1) est en matière plastique et le boisseau (2) est en acier inoxydable. 7 ) Vanne à fuite contrôlée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la matière plastique utilisée pour la réalisation du corps de vanne ou du boisseau est prise dans le groupe qui comprend les polyamides, les polyacétals, les composés fluorés tels que le polytétrafluoréthylène ou 1 'éthylène-propylène fluoré. 8 ) Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le boisseau et/ou le corps de vanne comporte(nt) un décrochement apte à coopérer avec le jeu susdit créé par la différence des coefficients de dilatation respectifs du boisseau et du corps de vanne, pour former avec ledit jeu, le chemin de fuite susdit. 9 ) Vanne à fuite contrôlée selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, du type comprenant une arrivée (4) de produit et une sortie (6) dosée de produit, et trois positions, à savoir une position d'aspiration du produit dans la vanne, par l'arrivée (4), une position de dosage du produit par la sortie (6) et une position de nettoyage dans laquelle l'arrivée (4) et la sortie (6) sont en communication entre elles, laquelle vanne est caractérisée en ce que la vanne est pourvue d'une canalisation (11) d'alimentation d'agent de nettoyage qui débouche dans le cylindre (9) et est démasquée par le retrait du piston (7) de la vanne, dans la position d'ouverture simultanée de ltorifice d'arrivée (4) et de l'orifice de sortie (6) pour permettre la circulation de l'agent de nettoyage.