Brevet FR2564525A1 — publié le 19851122

POMPE DOSEUSE POUR PRODUITS PATEUX OU CHARGES DE SUBSTANCES FRAGILES. Il existe differents types de pompes doseuses utilisées pour distribuer automatiquement des produits liquides ou pâteux dans des recipients successivement présentes sous la machine. Celles-ci font appel generalement à une vanne rotative oscillante situee a la base de la réserve de produit et qui met alternativement le piston distributeur en relation avec ladite réserve dans la phase d'aspiration puis avec le circuit de refoulement dans la phase de compression. De tels dispositifs presentent l'inconvénient de ne pas permettre un dosage précis par suite de la difficulté de régler les éléments mécaniques qui commandent la course du piston. De plus, le mouvement de la vanne rotative entraine la detérioration des produits fragiles qui sont en suspension dans les liquides véhiculés, et sa fonction se prête mal au transfert de produits pâteux. Le dispositif objet de la présente invention permet d'éviter ces inconvénients, en même temps qu'il permet une construction simple. Il ne comporte en effet aucun clapet ni soupape, ce qui conduit a un matériel peu onéreux, facile a entretenir. Du fait de sa simplicité, son réglage est aussi très facilement obtenu ne nécessitant que le déplacement de contacts fin de course. Et le réglage simple permet de régler aussi bien le volume de la chambre d'aspiration que le taux de compression, de façon séparée ou simultanée, ce qui permet de régler le débit du produit véhiculé aussi bien que la pression a laquelle il est soumis, autorisant ainsi le transfert de produit fragile tels que les conserves de légumes ou de fruits. Pour cela, deux pistons sont montés dans un même cylindre et peuvent se déplacer selon un cycle déterminé par le jeu de contacts fin de course manoeuvrés par les pistons eux-memes a la fin de chaque phase, ce qui les amène à se déplacer, ou bien indépendamment l'un de l'autre de manière a s'éloigner et se rapprocher alternativement l'un de l'autre afin de créer l'effet d'aspiration et de refoulement, ou bien simultanément afin de déplacer dans le cylindre, sans variation de volume, le produit aspiré depuis l'orifice d'aspiration jusqu'a l'orifice de refoulement du système, les pistons jouant aussi, au cours de leurs déplacements, le roule d'obturateurs des orifices d'aspiration et de refoulement. Un tel dispositif, par suite -de son absence de clapet ou de soupape est facile a construire et a entretenir. Par suite aussi de l'absence de ces organes il peut etre utilise pour le transfert et le dosage des produits pateux utilises en pâtisserie, et la possibilité qu'il offre de regler le volume de la chambre d'aspiration et son taux de compression le rend particulièrement utile pour le transfert, avec dosage, des produits fragiles en suspension dans un liquide tels que les fruits, légumes ou champignons en conserve. Les dessins annexés, donnés a titre d'exemple- seulement, montrent un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention. La figure 1 est une vue schématique en coupe partielle, longitudinale, diamétrale, du dispositif objet de l'invention en position de fin de compression. La figure 2 est une vue schématique en coupe partielle, diamétrale du même dispositif en position de début d'aspiration. La figure 3 est une vue schématique en coupe partielle, diamétrale du même dispositif en position de fin d'aspiration. La figure 4 est une vue schématique en coupe partielle, diamétrale du même dispositif en position de début de compression. Les figures 5, 6, 7 et 8 sont les vues schématiques en coupe partielle, diamétrale montrant les mêmes phases successives selon un autre mode de réalisation. Tel qu'il est représenté, (fig. I) le dispositif comporte le cylindre métallique I ouvert de part et d'autre, contenant les deux pistons 2 et 3 montés en série, chacun étant manoeuvre respctivement indépendamment l'un de l'autre par les vérins extérieurs 4 et 5, par l'intermédiaire des bras 6 et 7. Un bac 8 de stockage du produit a véhiculer est adapté directement à l'orifice 9 d'aspiration. Une tubulure 10 d'évacuation du produit est adaptée directement à l'orifice 11 de refoulement. Le dispositif étant ainsi constitué, les pistons 2 et 3 positionnes selon la figure 1 se trouvent en fin du cycle de compression, chacun des pistons 2 et 3 ayant sa face intérieure au contact de l'autre et ensemble au niveau de la position extreme de l'orifice de refoulement 11. Dans cette position l'orifice 9 d'aspiration, qui communique librement avec le cylindre I est totalement obturée par le corps du piston 2 ainsi que l'orifice 11 de refoulement. Le piston 2 est commandé par la tige 12 qui traverse, à frottement doux et de façon étanche, le piston 3 selon son axe, ceci ayant pour avantage d'assurer un parfait guidage concentrique de chacun desdits pistons dans le cylindre I lorsque Done, Sous l'action de chacun des vérins pneumatiques 4 et 5, autorisée uli un palpeur, non représenté. qui contrôle le passage des récipients a rem- plir qui défilent sur la machine lilullie d'une telle pompe, les deux pistons 2 Le bris 7, qui commande le piston 3 et qui porte sur la barre 17, solidaire de lui et parallèle à l'axe des pistons. le curseur réglable 20 manoeuvrant alors le contact 15 (fig. 3), les deux vérins 4 et 5 sont aussitôt nus en mouvement simultanément de manière que le piston 2 vienne obturer totaiement l'orifice d'aspiration 9 avant que le piston 3 découvre totalement l'orifice de refoulement 11. (ce qui est atteint sur la fig. 4). Pendant ce monvement simultané des deux pistons 2 et 3. qui s'effectue en parfait synchronisme. le volume de la chambre 14. qui se déplce, reste constant. Dans cette position où l'orifice de refoulement 11 est totalement ouvert. le bras 7 atteignant le contact 30. le piston 3 s'arr@te, alors que le piston 2 contimue sa course, ce qui provoque la compression de la chambre 14 précédemment créée. chassant le produit qu'elle contient dans la conduite d'évacuation 10, le mouvement du piston 2 s'arrêtant lorsque la face extétieure de ce piston munie du bras 19 atteint le contact fin de course 16. ce qui provoque le renouvellement du cycle ci-dessus décrit. On remarque que le curseur 20 est réglable sur le barre 17 de manière à régler le volume de la chambre 14, donc le volume de produit aspiré, et le contact 16 est réglable sur le bras 18 parallèle à l'axe des pistons de manière à régler le taux de compression au refoulement en réglant la course du piston 2. On comprend donc que le dispositif étant ainsi constitué et le bac 8 étant rempli d'un produit pâteux, ou liquide chargé de corps fragiles tels que des fruits, des légumes ou des champignons, ce produit est aspiré dans la chambre 14 lorsque celle-ci se développe alors qu'elle communique avec le bac 8 à travers l'orifice d'aspiration 9 (fig. 3). Cette chambre 14 subissant alors la translation notée sur la figure 4, elle ne sera plus en communication avec le bac 8, I'orifice d'aspiration 9 ayant été préalablement obturée par le piston 2, mais elle sera en communication avec la tubulure 10 d'évacuation à travers l'orifice de refoulement 11 qui a été dégagé par le piston 3. On notera que durant cette translation, cette chambre 14 etant maintenue à volume constant, il ne se produit aucun refoulement vers le bac 8, même durant le temps ou l'orifice d'aspiration 9 est encore partiellement ouverte, ce qui permet de supprimer tout clapet. Cette même chambre 14 est, au contraire, soumise a la compression provoquée par le déplacement du piston 2 lorsque le piston 3 s'est arrêté à ltextrémité la plus extérieure de l'orifice 11, ce qui provoque le refoulement du produit à travers la conduite 10 (fig. 4). Et le cycle recommencera automatiquement, comme cela a été decrit ci-dessus, sous le contrôle des contacts fin de course 13, 15 et 16, pour autant, cependant, que le palpeur, non représente, qui contrôle le passage des recipients à remplir, l'autorise. Le cycle étant ainsi organisé, la pompe ainsi constituée acheminera au cours de chaque cycle une quantité constante de produit. Et on constate qu'elle est particulierement simple dans sa construction, puisqu'elle ne com porte aucun clapet (ce qui permet aussi le transfert de produits Fragiles et facilite son entretien), ni aucun mouvement rotatif. De plus, le volume constant de produit véhiculé au cours de chaque cycle peut être aisément modifie, ce qui fait de cette pompe une pompe doseuse, le reglage du débit se faisant de façon très simple par la seule manoeuvre du curseur 20 sur la barre 17 qui le porte. On constate en effet, sur la figure 3 que, si on déplace le curseur 20 vers la droite, le piston 3 arrête son mouvement d'aspiration avant que la chambre 1.4 ait atteint son volume maximum défini ci-dessus, reduisant donc de façon constante au cours de chaque cycle successif la quantite de produit aspire. On peut donc ainsi doser de façon aisee et très précise le débit de la pompe. De même, le contact fin de course 16 est monté coulissant sur le bras 18. On constate donc (fig. 4) que si l'on déplace ce contact vers la gauche de la figure, le piston 2, en l'atteignant par l'intermédiaire de son bras 19 situé à sa partie arrière, provoque le début du cycle suivant avant que la chambre 14 ait ete totalement comprimée. Le dispositif étant ainsi constitué, il est clair qu'une telle pompe, particulièrement simple dans sa construction, est d'un entretien particulièrement aise, ce qui est un grand avantage dans les industries alimentaires. Etant en effet constituee essentiellement des deux seuls pistons 2 et 3, sans aucun clapet ni vanne, il suffit de déconnecter la tige centrale 12 du bras 6 qui la conduit, ainsi que le bras 7 du vérin 5 qui le commande, pour qu'à la suite de ces deux seules opérations simples à exécuter les deux pistons 2 et 3 soient facilement extraits du cylindre 1, chacune de ces trois pièces (1,2 et 3), les seules qui soient en contact avec les produits pouvant alors être aisément nettoyées. L'emploi de ce dispositif est donc particulièrement avantageux en combinaison, sur une même chatne, avec en amont un distributeur automatique de recipients de conserve, et en aval une machine automatique à capsuler lesdits récipients, ce dispositif permettant de doser les différents volumes de produit à distribuer selon chaque type de récipient, et permettant d'adapter le taux de compression a la nature du produit et a sa fragilité, ce résultat étant obtenu par l'opérateur par le simple deplacement des curseurs 20 et 16 comme il vient d'être dit. Selon encore un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, (figures 5, 6, 7 et 8), les pistons 2 et 3 se trouvant dans la position de la figure 5, identique à celle de la figure 1, qui représente la position relative des organes au debut du cycle, c'est, dans le cas present, sous l'action du seul verin 5 autorise par le palpeur, non représenté, que les deux pistons 2 et 3 se deplacent ensemble, le piston 2 étant poussé par le piston 3, jusqu'à ce que leurs deux faces accolees atteignent le bord extérieur de l'orifice 9 (fig.6). A cet instant, le bras 7 situe à l'arrière du piston 3 atteint le contact 24 qui provoque le renversement du sens de marche du verin 5, qui, etant encore seul en mouvement, ramène le piston 3 jusqu'à une distance du bord intérieur de l'orifice de refoulement Il toujours superieure au diamètre de ce dernier, donc sans l'avoir decouvert. Durant cette phase, le piston 2 reste immobile ne subissant aucune sollicitation de la part du vérin 4 qui le commande, et le piston 3 coulissant librement sur l'axe 12. Ce mouvement du seul piston 3 qui aura découvert l'orifice d'aspiration 9 (fig.7) produit l'aspiration dans la chambre 14 du produit contenu dans le bac 8. A cet instant, selon la figure 7, la face extérieure munie du bras 7 du piston 3 vient en contact avec le curseur réglable 25 coulissant sur l'axe 12. Le verin 5 continuant sa course entraine alors simultanement les deux pistons 2 et 3, qui se deplacent ensemble sous l'impulsion du seul vérin 5 jusqu'à ce que la face intérieure du piston 3 atteigne le bord exterieur de l'orifice 11 de refoulement (fig. 8). Durant ce déplacement la chambre 14 contenant le produit aspiré se deplace sans que son volume ne varie jamais. Et l'orifice 9 d'aspiration a ete ferme avant que l'orifice de refoulement 11 ait commencé à etre demasque par le piston 3. Selon la figure 8, le contact 26 est alors atteint par le bras 7, provoquant l'immobilisation du vérin 5 en même temps que le démarrage du verin 4 dont l'axe coulisse librement dans le bras et sur lequel axe est situé le curseur 27 régle selon le taux de compression desiré. Lorsque le curseur 27, au cours du développement ainsi obtenu du verin 4, atteint le bras 6 solidaire de l'axe 12, il entraÎne le seul piston 2, laissant immobile le piston 3, ce qui a pour effet de réduire la chambre 14 donc de comprimer le produit qu'elle contient et de l'évacuer à travers l'orifice 11. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que la butee 28 située de façon fixe à l'extrémité de l'axe du vérin 4 atteigne le contact 29 qui arrete le vérin 4 et assure ie redémarrage du cycle, par le mouvement de nouveau du seul vérin 5, pour autant d'ailleurs que le palpeur, non représenté, qui contrôle le passage des récipients, l'autorise. On constate que ce mode de réalisation présente l'avantage d'une plus grande sécurité de fonctionnement, puisque chacun des mouvements des deux pistons, n'est commandé dans chacune des phases que par un seul vérin, le vérin 5 ou le vérin 4, même dans leur mouvement simultané qui est obtenu par la poussée que le piston 3, manoeuvré par le seul vérin 5, exerce sur le piston 2.Tandis que selon le mode de réalisation précédent, la simultanéité des mouvements des pistons 2 et 3 n'est obtenue que par le parfait synchronisme des mouvements des deux vérins 4 et 5, ce qui n' ex- clut pas la possibilite de quelques déréglages, le synchronisme étant obtenu que par un parfait équilibre de la pression de l'air distribue a chacun des vérins-moteurs qui par ailleurs peuvent supporter des efforts de frottement différents les résultantes n'étant pas toujours égales ni constantes. Quant aux réglages du débit de la pompe aussi bien que celui de sa compression pour véhiculer des produits fragiles, ils sont aussi faciles a obtenir que précédemment. Il suffit en effet de déplacer le curseur 25 sur l'axe 12 pour que le piston 3, dans son mouvement de retour, entraÎne le piston 2 après avoir parcouru lui-même une course prévue qui determine le développement de la chambre 14, donc le volume aspiré. De la même manière, il suffit de déplacer le curseur 27 sur l'axe duvérin 4 pour que soit differente aussi la course du piston 2, qui comprime la chambre 14, ce qui permet de ne pas atteindre le taux de compression maximum, épargnant ainsi les produits fragiles. On constate aussi que l'automatisme de ce mode de réalisation ne nécessite que trois contacts seulement (24, 26 et 29) alors que le mode de réalisation précédent en nécessitait quatre, d'où un circuit de commande plus simple. Le fonctionnement de la pompe ainsi constituee s'effectuera donc dans les mêmes conditions générales que celles précédemment décrites sans qu'il soit nécessaire d'en renouveler la description détaillée, la même succession des mouvements se retrouvant, seuls les moyens d'entraÎnement des pistons et de réglage étant différemment organisés, de la manière qui vient d'être dite. L'invention n'est pas limitée a l'exemple ou aux exemples qui en ont été décrits, toute variante, considérée comme une équivalence, ne pouvant en modifier la portée. C'est ainsi que les vérins moteurs pourraient être aussi bien des vérins électriques que pneumatiques sans que l'économie de l'invention slen trouve modifiée. C'est ainsi aussi que le piston 2 pourrait être commandé directement par son vérin 4 sans que l'axe 12, qui l'entraîne, traverse le piston 3, la presence de cet axe 12 n'ayant pour but, comme il a été dit, que d'assurer un meilleur guidage de chacun des pistons lorsque chacun d'eux se trouve à une extrémité du cylindre commun 1. L'invention peut être utilisée comme pompe doseuse pour la distribution automatique, aussi bien dans des récipients de conserve que dans des contenants comestibles, des pâtes de biscuiterie, des cremes de pâtisserie, des confitures ou autres confiseries, ainsi que des conserves de toute nature: fruits , légumes, champignons, patés, etc... dont la fragilité exclue l'utilisation de pompes qui les détérioreraient par excès de pression. REVENDICATIONS 10) - Dispositif permettant de doser et de distribuer automatiquement dans des récipients successifs des produits pâteux ou des liquides chargés de substances fragiles, Caractérise par le fait qutil comporte, mobiles dans un même cylindre (1) ouvert à ses deux extrémités, deux pistons (2) et (3) independants l'un de l'autre, capables de se deplacer séparément de manière a creer entre eux une chambre aspirante (14) recevant le produit a véhiculer, ou de se déplacer simultanement et a la même vitesse de manière a effectuer la translation dans le cylindre (1) de ladite chambre (14), sans modifier son volume, depuis l'orifice d'aspiration (9), avec lequel elle etait en communication, jusqu'au niveau de l'orifice de refoulement (11), au niveau duquel seul l'un des deux pistons se déplace par rapport a l'autre de manière a comprimer ladite chambre, et en chasser le produit qu'elle contient, a travers l'orifice de refoulement avec lequel elle communique dans cette position, les deux pistons (2) et (3) revenant ensemble jusqu 1au niveau de l'orifice d'aspiration (9) en vue du renouvellement du cycle, lesdits orifices (9) et (11) etant successivement obturés et découverts par lesdits pistons eux-mêmes au cours de leurs déplacements. 2" - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que les deux pistons (2) et (3) independants l'un de l'autre peuvent être mus chacun par un verin separé, tels que les verins (4) et (5), les mouvements de chacun d'eux étant asservis par un circuit ditributeur d'énergie, tel qu'un circuit pneumatique, organisé selon une logique déterminee dont les phases successives sont introduites par des contacts fin de course manoeuvrés par les pistons eux-mêmes au cours de leurs mouvements, assurant ainsi successivement par le seul deplacement axial desdits pistons le developpement de la chambre (14) en communication avec l'orifice (9) d'aspiration par le deplacement d'un seul piston, puis le déplacement de la dite chambre, à volume constant, jusqu'au niveau de l'orifice (11) de refoulement par le deplacement simultane des deux pistons, suivi par la compresion de ladite chambre en communication avec l'orifice de refoulement par le deplacement d'un seul piston par rapport à l'autre. 3 ) - Dispositif selon la revendication 2, Caractérisé par le fait que l'un des deux pistons, le piston (2) par exemple, est commandé par son verin (4) par l'intermédiaire de l'axe (12) qui - traverse l'autre piston dans son centre, coulissant dans celui-ci librement de façon etanche. 4 ) - Dispositif selon la revendication 2, Caracterise par le fait que le circuit qui distribue l'énergie à chacun des verins (4) et (5), qui mettent en mouvement les pistons (2) et (3) est organisé au moyen des composants adequats connus de telle manière que les faces interieures des deux pistons etant accolées et le piston (2) obturant les orifices (9) et (11) d'aspiration et de refoulement, les verins (4) et (5) les deplacent tous deux en synchronisme jusqu'à ce que les deux faces accolees des pistons (2) et (3) se trouvent a la limite exterieure de l'orifice d'aspiration (9); le contact fin de course (13), étant atteint par le bras (7) du piston (3), provoque l'immobilisation du piston (2) et l'inversion du mouvement du piston (3) mu par le piston (5), ce qui crée la chambre (14) communiquant avec le bac (8) à travers l'orifice (9) d'aspiration; le contact (15), étant atteint par le curseur 20 solidaire du piston (3) au moment ou celui-ci a recule au plus jusqu'à une distance du bord intérieur de l'orifice de refoulement (11) toujours supérieure au. diamètre dudit orifice qui reste donc encore obturé par le piston (3), provoque l'animation du verin (4) qui entraÎne le piston (2) dans le même sens que le piston (3) et à la même vitesse, deplaçant ainsi la chambre (14), sans que son volume varie, jusqu'à ce que le piston (3) decouvre l'orifice de refoulement (11), le piston (2) maintenant totalement obturé l'orifice d'aspiration (9); le contact (30), etant atteint par le bras (7) du piston (3),provoque l'arrêt du vérin (5), donc du piston (3), alors que le piston (2) continue sa course, ce qui provoque la compression de la chambre (14) d'où l'expulsion à travers l'orifice (11) du produit contenu dans ladite chambre, jusqu'à cé que le doigt (19) solidaire du piston (2) atteigne le contact (16); le cycle recommençant automatiquement pour autant que le palpeur constate par ailleurs la présence à l'entrée de l'appareil d'un récipient prêt à recevoir le produit ainsi distribué. 5 ) - Dispositif selon la revendication 4, Caractérisé par lé fait que le contact (15) est monte mobile sur le bras (17) parallèle à l'axe des pistons, afin de permettre le reglage du volume de la chambre d'aspiration, et le contact (16) est monté mobile sur la barre (18) parallele à l'axe des pistons, afin de permettre le réglage du taux de compression. 6 ) - Dispositif selon la revendication 2, Caracterise par le fait que le circuit qui distribue l'énergie à chacun des verins (4) et (5) qui mettent en mouvement le piston (2) est organise au moyen des composants adéquats connus de telle manière que les faces interieures des pistons étant accolées et le piston (2) obturant les orifices (9) et (11) d'aspiration et de refoulement, le vérin (5) entre seul en action pour déplacer les deux pistons, le piston (3) commandé directement par le vérin (5) entrainant le piston (2) avec lequel il est en contact, ce mouvement se continuant jusqu'a ce que les deux orifices (9) et (11) soient obturés totalement par le piston (3); à cet instant le contact (24), étant atteint par le bras (7) du piston (3), provoque l'inversion du vérin (5) qui entraine le piston (3) à découvrir l'orifice (9) d'aspiration et a creer la chambre (14) jusqu'a ce que le piston (3) se trouve a une distance de l'orifice de refoulement ll l) toujours supérieure au diamètre de ce dernier, et sans l'avoir découvert; le piston (3), continuant sa course entre en contact avec le curseur (25) situé sur l'axe (12) du piston (2) selon le réglage choisi pour déterminer la chambre d'aspiration (14), entrainant ainsi le piston (2) en même temps que lui, ce qui a pour effet de déplacer la chambre (14) qui conserve toujours son même volume, jusqu a ce que le piston (3) découvre totalement l'orifice (I l) de refoulement, I'orifice d'aspiration (9) étant maintenu obturé par le piston (2); le contact (26), étant alors atteint par le bras (7) du piston (3), le vérin (5) n'est plus alimenté bloquant ainsi le piston (3) dans cette position, en même temps que le même contact (26) autorise l'alimentation du vérin (4), sur l'axe duquel le curseur (27)est réglé selon le taux de compression recherché, ledit axe coulissant dans le bras (6) par l'intermédiaire duquel ledit curseur (27) entraine le piston (2) ; le contact (29), étant enfin atteint par le taquet (28) solidaire de l'extrémité de l'axe du vérin (4), arrête l'alimentation dudit vérin, donc stoppe le piston (2) qui a assuré l'expulsion à travers l'orifice (11) du produit contenu dans la chambre (14); le cycle recommençant alors automatiquement, pour autant que le palpeur constate par ailleurs la présence a l'entrée de l'appareil d'un récipient prêt à recevoir le produit ainsi distribué. 7 ) - Dispositif selon la revendication 6, Caractérisé par le fait que le curseur (25) est monté mobile sur l'axe (12) du piston (2), afin de permettre le réglage de la chambre d'aspiration (14), et le curseur (27) est monté mobile sur l'axe du vérin (4) qui commande le piston (2). afin de permettre le réglage du taux de compression.