Brevet FR2580594A1 — publié le 19861024

La présente invention concerne un emballage pour distribuer un pré- mélange de boisson carbonatée à un débit contrôlé directement dans la bouche d'un consommateur dans les conditions de micro-gravité de l'espace extérieur. Plus spécifiquement, la présente invention se rapporte à un récipient aplatissable comportant un passage de commande de débit variable qui maintient un écoulement sensiblement constant d'un pré-mélange de boisson carbonatée depuis le récipient jusqu'à la bouche du consommateur. Il est connu que, dans des conditions de gravité nulle ou de microgravité régnant dans l'espace extérieur, des boissons ne peuvent pas être versées d'un récipient directement dans la bouche d'un consommateur. Elles doivent être refoulées hors des récipients ou des emballages, sous pression, directement dans la bouche du consommateur ou de l'astronaute. Pour des boissons et de l'eau calme, l'astronaute peut aspirer le liquide contenu dans un récipient aplatissable au moyen d'une paille. En outre le récipient utilisé pour distribuer un produit alimentaire ou une boisson doit être d'un type à volume aplatissable afin d'empêcher la création à l'intérieur du récipient d'un espace ou poche d'air dont l'emplacement ne pourrait pas être contrôlé à cause des conditions de gravité sensiblement nulle. Des exemples de récipients distributeurs de / produits alimentaires du type précité sont décrits dans leà' brevets US 3 227 308 et 3 273 760 délivrés tous deux à Frankenberg. / Bien que les récipients distributeurs de / produits alimentaires de Frankenberg conviennent pour rla distribution de nourriture et de certains liquides, ils ne conviendraient pas pour distribuer un pré-mélange de boisson carbonatée dans l'espace extérieur, dans les conditions de micro-gravité qui y règnent. En conséquence un objet principal de la présen- te invention est de créer un emballage pour la distribution d'un prémélange de boisson carbonatée directement dans la bouche d'un consommateur dans des conditions de gravité nulle ou de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur, à un débit sensiblement constant qui soit confortable pour le consommateur de la boisson. Un autre objet de la présente invention est de créer un emballage pour pré-mélange en micro-gravité utili- sable dans l'espace extérieur et qui maintienne sensiblement constant le niveau de carbonatation ( la quantité de C02 en solution) du pré-mélange pendant toute l'opération de distribution à partir de l'emballage, depuis une condition pleine jusqu'à une condition sensiblement vide. -- Encore un autre objet de la présente invention est de créer un emballage pour pré-mélange en micro-gravité utilisable dans l'espace extérieur, comportant des éléments de sécurité intervenant en relation avec l'actionnement accidentel de l'emballage. Ces objets et d'autres de la présente invention sont atteints au moyen d'un emballage pour distribution d'un pré-mélange de boisson carbonatée à un débit contr8ôlé directement dans la bouche d'un consommateur dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur, cet emballage comprenant: un récipient rigide; une enveloppe aplatissable placée à l'intérieur du récipient rigide, l'enveloppe contenant le pré- mélange de boisson carbonatée; un bec pour boire servant à distribuer la boisson carbonatée directement dans la bouche du consommateur une valve associée au bec pour amorcer ou arrêter l'écoule- ment de boisson carbonatée dans celui-ci; un dispositif d'actionnement de valve pour ouvrir ou fermer la valve afin d'assurer respectivement l'amorçage ou l'arrêt de l'écoule- ment; un gaz propulseur disposé dans le récipient extérieur rigide autour de l'enveloppe aplatissable de façon à compri- mer l'enveloppe et à obliger le pré-mélange de boisson carbonatée à s'écouler par le bec quand la valve est ouverte, le gaz propulseur se trouvant initialement à une pression suffisante pour faire en sorte que la carbonatation du pré- mélange de boisson carbonatée le fasse rester en solution pendant la période de distribution à partir de l'emballage; et un dispositif de commande de débit pour maintenir un débit sensiblement constant du prémélange de boisson carbonate à partir de l'enveloppe et au travers du bec pour boire. La présente invention concerne également un procédé nouveau de distribution d'un pré-mélange de boisson carbonatée dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur, en utilisant la structure d'embal- lage décrite ci-dessus. L'emballage de la présente invention comporte également des éléments de sécurité, tels qu'un bouchon de sécurité amovible placé sur le bec pour boire et un verrou de sécurité associé au dispositif d'actionnement de valve, afin d'empêcher une distribution accidentelle du pré-mélange de boisson carbonatée. Dans un mode préféré de réalisation, le gaz propulseur utilisé est du gaz carbonique du fait qu'il est totalement compatible avec le gaz carbonique se trouvant en solution dans le pré-mélange de boisson carbonatée dans l'enveloppe en matière plastique contiguë et aplatissable. Le dispositif de commande de débit de la présente invention comprend, dans un mode préféré de réalisation, un carter tubulaire pourvu d'une partie supérieure cylindrique et d'une partie inférieure de profil conique, ainsi qu'un piston de forme complémentaire qui est placé dans le carter tubulaire. L'espace existant entre les parois latérales intérieures du carter tubulaire et les parois latérales extérieures du piston constitue un passage de dimension variable pour l'écoulement du pré-mélange de boisson carbona- tée jusqu'au bec pour boire. Un ressort est prévu pour espacer le piston du fond du carter tubulaire de telle sorte que, pendant le remplissage de la boîte, la partie inférieure de profil conique du piston ne se coince pas contre le fond du carter tubulaire. La position du piston, et par conséquent la dimension du passage, sont réglables manuellement de façon à établir un débit prédéterminé. Il se produit seulement une légè--re baisse de débit lorsque la pression du gaz propulseur diminue, de sorte que les contenus de la boite sont distribués depuis une condition pleine jusque dans une condition vide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de face montrant l'emballage de pré-mélange en micro-gravité conforme à la présente invention, observé sur le côté du bec pour boire et avec le bouchon de sécurité enlevé la figure 2 est une vue en perspective d'arrière de l'emballage de pré-mélange de la figure 1, montrant le levier d'actionnement de valve qui est placé sur le haut de l'emballage; la figure 3 est une vue en plan de l'emballage de pré- mélange en micro-gravité des figures 1 et 2 la figure 4 est une vue en élévation latérale et en coupe faite selon la ligne 4-4 de la figure 3, montrant la valve distributrice et le levier d'actionnement associé à celle-ci dans une condition fermée ou non-actionnée; la figure 5 est une vue en coupe partielle de l'emballage de pré-mélange en micro-gravité de la présente invention, faite selon la ligne 4-4 de la figure 3 et montrant la valve distributrice et son levier d'actionnement dans une condition ouverte et actionnée la figure 6 est une vue en coupe partielle de l'emballage de la présente invention, faite selon la ligne 6-6 de la figure 3 et montrant comment le dispositif de commande de débit de la présente invention est réglable manuellement; la figure 7A est une vue en élévation latérale et en coupe faite selon la ligne 7-7 de la figure 3, montrant le disposi- tif de commande de débit de la présente invention réglé manuellement pour établir un faible débit de boisson; et la figure 7B est une vue en élévation latérale, faite selon la ligne 7-7 de la figure 3, montrant le dispositif de commande de débit de la présente invention, réglé manuelle- ment pour établir un grand débit de boisson. On va maintenant donner une description détaillée du mode préféré de réalisation. En référence aux figures 1 et 2, il est représenté en vue en perspective un emballage de pré-mélange en micro-gravité conforme à la présente inven- tion, comprenant un récipient rigide extérieur 2, tel qu'une boîte métallique à boisson classique. La boîte 2 peut également être constituée d'une matière plastique rigide et durable, si cela est souhaité. Il est prévu sur le haut du récipient 2 un ensemble de valve conforme à la présente invention, comprenant un corps principal 32, un bec ou buse pour boire 34 fixé sur le corps 32 au moyen de vis 10, et un levier 28 d'actionnement de valve qui sera décrit de façon plus détaillée dans la suite. Il est égale- ment représenté sur les figures 1 et 2 un bouchon de sécurité 33 qui peut être vissé sur le bec pour boire afin d'empêcher la distribution accidentelle de boisson carbona- tée. Ce bouchon de sécurité 33 peut être fixé sur le corps principal 32 de l'ensemble de valve par un cordon approprié , comme indiqué. Une bande "Velcro" peut être prévue sur la boîte 2 pour permettre un support de la boîte 2 dans le véhicule spatial. La figure 3 est une vue en plan de l'emballage des figures 1 et 2, dont une partie est enlevée pour illus- trer le fonctionnement d'un verrou de sécurité 31 associé au levier 28 d'actionnement de valve. Comme illustré, le verrou 31, dans la position représentée en traits pleins sur la figure 3, est disposé en dessous du levier d'actionnement 28 afin d'empêcher ce levier 28 d'être abaissé. Le verrou 31 peut pivoter autour d'un axe 29 et il comporte sur le côté arrière une encoche 31A destinée à recevoir une bille d'encliquetage 14 qui est normalement poussée dans l'encoche 31A par un ressort 9. Pour déverrouiller le levier 28, le verrou 31 est poussé jusque dans la position représentée en trait interrompu sur la figure 3. La vue en plan de la figure 3 représente égale- ment plusieurs tampons cosmétiques 35 disposés sur des vis de retenue pour la fixation du corps principal de l'ensemble de valve 32 sur le haut de la boîte à boisson 2. La figure 3 représente également de façon plus détaillée la disposition d'un lien 15 de bouchon de sécurité qui correspond au cordon ou au lien représenté sur les figures 1 et 2. La figure 3 montre en outre, en vue en plan, une vis 6 réglable manuellement et qui permet de placer le piston en forme de balle du dispositif de commande de débit de la présente invention dans différentes positions initiales en vue d'obtenir des débits petits ou grands, comme illustré sur les figures 7A et 7B et comme cela sera décrit dans la suite. En référence à la figure 4, qui est une vue en élévation latérale et en coupe de l'emballage pour micro- gravité de la présente invention, il est représenté les détails intérieurs de l'emballage comportant une enveloppe 3 en matière plastique flexible, qui est pourvue d'un bec moulé en matière plastique. L'enveloppe peut être constituée de polyéthylène, de polyester métallisé ou analogues et elle contient le pré-mélange de boisson carbonatée à distribuer. Sur la figure 4, l'enveloppe aplatissable 3 est pratiquement pleine. Autour de l'enveloppe aplatissable 3, dans l'inter- valle existant entre sa surface extérieure et les parois intérieures du récipient extérieur rigide 2, il est prévu du gaz carbonique sous pression qui a été introduit par l'intermédiaire d'un tampon 13 prévu dans le fond du réci- pient 2. La pression de ce gaz carbonique doit être suffisamment grande pour que la carbonatation du pré-mélange se trouvant dans l'enveloppe 3 soit maintenue pendant la période de distribution de ce gaz. Ainsi la pression initiale du C02 entourant l'enveloppe 3 est choisie de telle sorte que le pré-mélange maintienne C02 en solution depuis une condition "pleine" de l'enveloppe 3 jusque dans une condition sensiblement "vide". En conséquence, la qualité de la boisson carbonatée est maintenue depuis le début jusqu'à la fin. L'ensemble de valve de la présente invention est fixé sur le haut de l'emballage, au travers d'une ouverture ménagée dans la partie supérieure du récipient 2, au moyen d'un organe de retenue 24. Une bague torique d'étanchéité 23 est disposée entre l'organe de retenue 24 et la paroi inté- rieure du haut du récipient 2. L'organe de retenue 24 supporte également le carter tubulaire extérieur 1 du dispositif de commande de débit de la présente invention dans une position s'étendant à l'intérieur de l'enveloppe aplatissable 3. L'extrémité inférieure du carter tubulaire 1 est pourvue d'orifices d'entrée lA pour permettre l'écoulement du pré- mélange de boisson carbonatée dans le carter tubulaire 1. Un piston 5 de forme complémentaire est disposé à l'inté- rieur du carter tubulaire 1. Dans un mode préféré de réalisation, ce piston a une forme de balle, comme illustré, et il est pourvu d'une partie cylindrique supérieure et d'une partie inférieure de profil conique. Le piston 5 en forme de balle est supporté dans une position proche mais espacée des parois intérieures du carter tubulaire 1 au moyen d'un ressort hélicoïdal 8 interposé entre la base du piston et le fond du carter tubulaire de profil complémen- taire. Ce ressort 8 empêche un mouvement du piston 5 vers le bas afind'éviter la fermeture du passage d'écoulement FP existant entre les parois latérales exérieures du piston et les parois latérales intérieures du carter tubulaire 1 quand le récipient est en train d'être rempli. La dimension du passage FP est réglable manuellement au moyen d'une vis 6 ( figure 6) à une dimension prédéterminée qui correspond à un débit désiré. En conséquence un consommateur buvant au moyen du bec 34 ne sent pas une variation appréciable de débit qui pourrait produire une gêne ou une indigestion. L'enveloppe 3 est supportée à l'intàieur du récipient 2 à partir d'un déversoir ou bec 4 en matière plastique qui est fixé à son tour sur le carter tubulaire extérieur 1 du dispositif de commande de débit. Des bagues toriques d'étanchéité 19, 20 appropriées sont disposées autour de l'extérieur du carter tubulaire 1 afin d'empêcher un écoulement de fluide entre le bec de l'enveloppe ou l'organe de retenue 24, respectivement. Un organe d'espace- ment 26 pourvu d'une partie formant chicane 37 est disposé entre l'organe de retenue 24 et les parties supérieures de l'enveloppe 3 et du bec 4 afin de maintenir la partie principale de l'enveloppe en dessous et espacée des orifices 1A, indépendamment du volume du pré-mélange contenu dans l'enveloppe. Une chicane 38 pourvue d'orifices 38A est également prévue à la base du récipient 2 pour empêcher l'enveloppe 3 de se rompre sur le tampon 13. Les orifices lA devraient être dimensionnés de telle sorte que l'enveloppe 2 ne s'écrase pas sur leurs bords et soit ainsi rompue. Dans un autre mode de réalisation, les orifices lA peuvent comporter des tampons qui sont pourvus de plusieurs petits trous espacés. La valve distributrice de la présente invention est formée par une bague torique 21 placée à l'extrémité d'un plongeur 25, qui s'appuie contre la surface intérieure du bec pour boire 34 dans une zone adjacente à son ouverture de sortie. Le plongeur 25 est poussé par un ressort hélicoï- dal 7 jusque dans une position normalement fermée. Un levier 28 d'actionnement de valve, relié à l'extrémité distale du plongeur 25, par rapport au bec 34 et par l'intermédiaire d'une rondelle 27 et d'une bague d'arrêt 12, sert à ouvrir et fermer la valve pour amorcer ou arrêter l'écoulement de boisson à partir du bec 34. Dans la position représentée sur la figure 4, la valve est fermée et le levier 28 est bloqué dans sa position de repos. La figure 4 montre égale- ment, en section droite, des bagues toriques d'étanchéité appropriées 22, 17 et 16 qui sont réparties le long du carter de valve autour du plongeur 25. La figure 5 est une vue en coupe partielle montrant l'élément obturateur 21 de la valve distributrice de la présente invention dans une position ouverte tandis que le levier 28 est placé dans une position abaissée, actionnée ou déverrouillée. Dans la position illustrée sur la figure 5, du pré-mélange de boisson carbonatée s'écoule à partir de l'enveloppe 3 en passant par les orifices 1A, l'espace ou passage FP existant entre le piston 5 et le carter tubulaire 1 pour sortir par le bec pour boire 34. Sur la figure 6, il est représenté en coupe un moyen ou vis de réglage manuel 6 servant à ajuster la position initiale ou position statique du piston 5 en forme de balle de manière à obtenir un faible débit, comme illustré par les positions relatives des éléments sur la figure 7A; ou bien un grand débit comme illustré par les positions relatives des composants sur la figure 7B. Comme le montre la figure 6, le débit peut être réglé en changeant la posi- tion verticale du piston 5 en forme de balle par modification de la position verticale de la vis de réglage d'écoulement 6. Comme le montrent clairement les figures 7A et 7B, on peut obtenir un grand ou un petit débit de cette manière puisque la la position verticale du piston 5 en forme de balle change la dimension du passage d'écoulement FP. Un débit préféré produit par le bec 34 est de 300 cm3/minute. Une pression préférée dans le bec 34 est comprise entre 0,07 et 0,14 x 10 Pa. La pression du pré- mélange dans l'enveloppe 3 est de préférence de 4,2 x 105 Pa. En conséquence le piston 5 devrait être réglé à l'aide de la vis 6 pour atteindre ces débits et pressions préférés dans le bec 34. D'autres détails mis en évidence sur la figure 6 concernent des vis de retenue 11 et les tampons cosmétiques associés 35. En conséquence on peut voir en référence à la description détaillée des figures 1 à 7 que l'emballage pour pré-mélange en micro-gravité de la présente invention peut être utilisé sensiblement de la manière suivante. On enlève- rait d'abord le bouchon de sécurité 33 du bec pour boire 34. On ferait ensuite pivoter le verrou de sécurité 31 à partir du dessous du levier d'actionnement de valve 28 pour l'amener dans la position déverrouillée. L'astronaute placerait alors le bec ou la buse dans sa bouche et appuierait sur le levier d'actionnement de valve 28 pour le pousser vers le bas, afin d'ouvrir la valve placée à l'intérieur du bec 34 et de distribuer le pré-mélange de boisson carbonatée directement dans sa bouche. Le débit serait pré-réglé par la vis de réglage d'écoulement 6 manoeuvrable manuellement de façon à établir les conditions préférées mentionnées ci- dessus pour assurer le confort nécessaire à l'astronaute correspondant. La position de l'élément de réglage manuel de débit 6 ferait en sorte que la boisson passant par le bec 34 s'écoule à un débit sensiblement constant et confortable - dans la bouche de l'astronaute. Le récipient 2 utilisable dans la présente invention peut être fabriqué en métal, par exemple en alumi- nium, ou bien en une matière plastique rigide et à forte résistance aux chocs, comme du polycarbonate, du nylon ou analogue. Le récipient 2 peut être une boite d'une contenance de 340 cm3, une bouteille d'une contenance de 2 litres ou bien un récipient plus gros d'une contenance de 7 à 20 litres. L'enveloppe aplatissable 3 utilisée avec l'emballage de la présente invention peut être réalisée en polyéthylène, en PET ou en un matériau stratifié en polyéthy- lène métallisé. Il va de soi que l'emballage pour pré-mélange en micro-gravité de la présente invention peut être modifié ou adapté par un spécialiste moyen sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la présente invention. il REVENDICATIONS 1. Emballage pour la distribution d'un pré-mélange de boisson carbonatée à un débit contrôlé directement dans la bouche d'un consommateur dans les conditions de micro- gravité régnant dans l'espace extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un récipient rigide (2); b) une enveloppe aplatissable (3) placée à l'intérieur du récipient rigide (2), ladite enveloppe contenant le pré- mélange de boisson carbonatée; c) un bec pour boire (34) servant à distribuer ladite boisson carbonatée directement dans la bouche du consomma- teur; d) une valve (32) associée audit bec (34) pour amorcer ou arrêter l'écoulement de boisson carbonatée dans celui-ci; e) un dispositif d'actionnement de valve (28) pour ouvrir et fermer ladite valve afin d'assurer respectivement l'amorçage ou l'arrêt de l'écoulement f) un gaz propulseur disposé dans ledit récipient rigide (2) autour de ladite enveloppe aplatissable (3) de façon à comprimer ladite enveloppe (3) et à obliger le pré- mélange de boisson carbonatée à s'écouler par le bec (34) quand ladite valve est ouverte, ledit gaz propulseur se trouvant initialement à une pression suffisante pour faire en sorte que la carbonation dudit prémélange de boisson carbonatée le fasse rester en solution pendant la période de distribution à partir de l'emballage; et g) un dispositif de commande de débit pour maintenir un débit sensiblement constant du prémélange de boisson carbonatée à partir de ladite enveloppe et au travers dudit bec pour boire (34). 2. Emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bec pour boire (34) est associé à un bouchon de sécurité (33) amovible manuellement. 3. Emballage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit bouchon de sécurité (33) est fixé de façon permanente sur ledit emballage à l'aide d'un cordon (15). 4. Emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'actionnement de valve (28) comporte un verrou de sécurité (31) pour empêcher son actionnement accidentel. 5. Emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gaz propulseur est du gaz carbonique sous pression. 6. Emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande de débit comprend un carter tubulaire (1) établissant une communication fluidique entre un orifice de ladite enveloppe (3) et ladite valve (32), un piston (5) placé dans ledit carter tubulaire (1), un moyen pour espacer les parois extérieures du piston (5) des parois intérieures du carter tubulaire, l'espace (FP) ainsi formé entre elles constituant un passage de dimension variable pour l'écoulement de boisson carbonatéea. 7. Emballage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit carter tubulaire (1) comporte une partie supérieure cylindrique et une partie inférieure de profil conique, ledit piston (5) comportant des surfaces cylindrique et de profil conique opposées et de formes semblables, et en ce qu'il est en outre prévu un ressort hélicOïdal (8) qui est disposéentre les sommets opposés des surfaces coniques respectives. 8. Emballage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est en outre. prévu un moyen (6) pour régler manuellement la dimension initiale du passage (FP) de dimension variable quand ladite valve (32) est fermée par déplacement dudit piston (5) par rapport audit carter tubulaire (1). 9. Emballage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est en outre prévu un moyen pour ajuster manuellement la dimension initiale dudit passage (FP) de dimension variable quand ladite valve (32) est fermée par déplacement dudit piston (5) par rapport audit carter tubu- laire (1). 10. Emballage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit carter tubulaire (1) est disposé à l'intérieur dudit récipient rigide (2) et s'étend vers le bas jusque dans l'enveloppe iplatlssable (3), ledit carter tubulaire (1) comportant à sa base un moyen d'entrée pour permettre le transfert de l'écoulement dudit pré-mélange de boisson carbonatée jusque dans ladite enveloppe de dimension varia- ble.