Brevet FR2576685A1 — publié le 19860801

La présente invention concerne un dispositif de dosage apte à délivrer un volume déterminé de produit, en particulier de produits alimentaires. Dans le cas particulier de produits alimentaires, les produits à doser peuvent être indifféremment constitués par des produits pâteux homogènes ou par des produits hétérogènes se présentant sous la forme de morceaux noyés dans un milieu liquide interstitiel de viscosité variable. Pour assurer leur conditionnement, ces produits doivent être dosés de façon aussi précise que possible et éjectés directement dans un conteneur approprié, notamment des boites de conserve, pots ou récipients analogues dans lesquels ils seront ultérieurement conservés. Dans la technique antérieure, et en particulier dans le domaine de l'industrie alimentaire, on connaît déjà un certain nombre de dispositifs conçus pour délivrer des quantités dosées de produit. Ces dispositifs connus se présentent généralement sous la forme de pompe doseuse faisant intervenir l'action d'un piston doseur animé d'un mouvement de va et vient. De telles pompes doseuses sont souvent associées à un boisseau dont la rotation permet l'ouverture et la fermeture de la chambre du piston pour assurer respectivement l'alimentation, puis le prélèvement et l'évacuation du produit dosé. Ainsi, la chambre du piston se trouve obligatoirement alimentée de façon discontinue, ce qui entraîne un certain nombre d'inconvénients, principalement une limitation des cadences de conditionnement de produit. En outre, les pompes doseuses de type à piston doseur donnent généralement naissance à un phénomène de coup de bélier qui rend difficile, voire impossible, la régularité du dosage, surtout dans le cas de produits hétérogènes et/ou de produits contenant des inclusions de bulles d'air, La présente invention a précisément eu pour but de résoudre les problèmes énoncés ci-dessus. Le dispositif de dosage selon l'invention a en outre été conçu pour permettre une alimentation permanente en produit à doser, sans qu'à aucun endroit du dispositif et qu'à aucun moment du processus de dosage, il ne s'exerce des pressions importantes sur le produit. Conformément à la présente invention, le dispositif de dosage apte à délivrer un volume déterminé de produit, en particulier de produits alimentaires, est. caractérisé en ce qu'il comprend - une chambre de dosage cylindrique de section circulaire et d'axe sensiblement horitontal, qui présente à sa partie supérieure une ouverture débouchant dans un réservoir surmontant ladite chambre de dosage et rempli de produit à doser, et qui communique avec un canal de sortie dans lequel un tiroir se déplace périodiquement entre une position haute d'obturation et une position basse de fin de dosage - une palette s'étendant radialement le long d'un arbre coaxial à la chambre de dosage, apte à être animée d'un mouvement de rotation d'amplitude contrôlée, au cours duquel l'extrémité libre de la palette balaie la surface intérieure cylindrique de la chambre de dosage - un volet mobile en translation apte à pénétrer périodiquement dans la chambre de dosage pour en délimiter une paroi par contact tangentiel avec ledit arbre, puis à s'en extraire pour autoriser une révolution complète de ladite palette. Les mouvements du volet, de la palette et du tiroir sont en outre commandés de façon interdépendante, avantageusement par des motoréducteurs eux-mêmes pilotés par un calculateur à microprocesseur. Selon l'invention, la commande Interdépendante des mouvements du volet, de le palette et du tiroir est réalisée de manière que -* en début de dosage - la palette (26) occupe une position d'origine en regard de la surface intérieure cylindrique (32) de la chambre de dosage (10), - le volet (34) occupe une position basse de fermeture de la chambre de dosage (10) par contact tangentiel avec l'arbre (28), - le tiroir (20) occupe la position haute dans laquelle il obture le canal de sortie (18) juste au-dessus du niveau de la communication (24) entre chambre de dosage (10) et canal de sortie (18) * en cours de dosage - le volet (34) reste en position basse, - le tiroir (20) reste en position haute, et - la palette (26) est animée d'un mouvement de rotation d'amplitude limité prédéterminé, évacuant ainsi au travers du canal de sortie (18) la quantité de produit déplacé par la rotation de la palette'(26) 8 en fin de dosage - le volet (34) reste en position basse, - la palette (26) reste immobilisée dans sa position de fin de rotation, et - le tiroir (20) coulisse en position basse pour évacuer le reste de la quantité de produit dosé se trouvant dans le canal de sortie (18) Entrè deux opérations successives de dosage * le volet occupe une position haute à l'extérieur de la chambre de dosage, * la palette poursult ea rotation pour revenir dans sa position d'origine, puis * le volet est ramené dans sa position basse1 et * le tiroir revient en position haute d'obturation. D'autres caractéristiques et avantages de l'objet de la présente Invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée fate ci-après, notamment en regard des figures annexées sur lesquelles - la figure 1 représente une vue partielle en coupe du dispositif de dosage selon l'invention, - la figure 2 représente une vue de côté du dispositif de dosage de la figure 1,et - les- figures 3a à 3d illustrent schématiquement le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Sur les différentes figures annexées, les éléments correspondants portent des références identiques. Le dispositif de dosage selon la présente invention comporte tout d'abord une chambre de dosage cylindrique 10 de section circulaire et d'axe sensiblement horizontal. Cette chambre de dosage 10 est entièrement remplie du produit à doser 12, et ce pendant toutes les phases du dosage. A sa partie supérieure, la chambre de dosage 10 présente une ouverture 14 débouchant dans un réservoir 16 surmontant ladite chambre 10. Le réservoir 16 est également entièrement rempli de produit à doser 12. Ce réservoir peut être monté de façon étanche sur le corps de la chambre de dosage par un moyen approprié quelconque, par exemple par boulonnage, avec interposition de joints d'étanchéité. ta chambre de dosage 10 communique en outre avec un canal de sortie 18 dans lequel se déplace un tiroir 20 qui est apte à coulisser périodiquement entre une position haute d'obturation et une position basse de fin de dosage Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, l'extrémité supérieure 22 du canal de sortie 18 débouche également dans le réservoir 16. Ce canal de sortie s'étend de préférence selon une direction verticale et se trouve de préférence placé au voisinage immédiat de la chambre de dosage 10. La communication entre la chambre de dosage 10 et le canal de sortie 18 est établie par l'intermédiaire d'un conduit 24 qui est de préférence incliné par rapport à l'horizontal dans le sens de rotation de la palette 26. Cette palette 26 qui s'étend radialement le long d'un arbre 28 coaxial à la chambre de dosage 10, est apte à être animée d'un mouvement de rotation d-'amplitude contrôlée. Au cours de sa rotation, l'extrémité libre 30 de la palette 26 vient balayer la surface intérieure cylindrique 32 de la chambre de dosage 10. Le dispositif de dosage selon l'invention comporte également un volet 34 mobile en translation et apte à pénétrer périodiquement dans la chambre de dosage puis a s'en extraire. Lorsque le volet 34 occupe la position basse dans la chambre de dosage 10, il assure la fermeture de cette chambre par contact tangentiel avec l'arbre 28. il est prévu que le volet 34 puisse ensuite s'extraire à nouveau de la chambre de dosage 10 de manière à autoriser une révolution complète de la palette 26, ce qui permet à cette dernière de revenir dans sa position d'origine. Sur le mode de réalisation particulier décrit, on constate que l'extrémité inférieure 36 du volet 34 est biseautée de manière à définir une arrête tranchante qui, en position basse du volet 34, dépasse sensiblement la ligne de contact tangentiel avec l'arbre 28. Cette arrête tranchante permettra donc de couper les éventuels morceaux de produit rencontrés par le volet 34 lors de son déplacement en direction de l'arbre 28. De façon analogue, le tiroir 20 se présente sous la forme d'un piston dont les surfaces d'extré-mité sont munles d'arêtes coupantes 38. Lors du déplacement du tiroir, soit vers le bas, soit vers le haut, Il est ainsi possible de sectionner les morceaux de produIt qui seraient Immobilisés au voisinage du conduit de communication 24. Le tiroir 20 est commandé dans son déplacement en translation par t'intermédiaire d'une tige 40 qui traverse le réservoir 16 rempli du produit à doser. De façon avantageuse, la tige de commande 40 du tiroir 20 présente une section transversale inférieure à celle du canal de sortie 18, de manière à autoriser un refoulement du produit 12 vers le réservoir 16 lorsque ledit tiroir occupe sa position basse. On observera en outre que dans cette position basse1 l'extrémité inférieure du tiroir 20 dépasse le niveau de l'ouverture inférieure du canal de sortie 18, de manière à assurer l'éjection complète de la quantité de produit à doser qui est restée dans le canal de sortie. On observera également que la tige 42 de commande de mouvement du volet 34 traverse le réservoir 16, tout comme la tige 40. Le déplacement des deux tiges 40 et 42 assure ainsi une sorte de brassage du produit 12 remplissant le réservoir 16 et favorisant ainsi I'alimentation continue par gravité de la chambre de dosage 10. Les tiges de commande 40 et 42 traversent le réservoir 16 par un couvercle supérieur 44 dans lequel sont montés les joints d'étanchéité 46. Au-delà du couvercle 44, les tiges 40 et 42 se prolongent à l'intérieur d'une chambre stérile 48 destinée à protéger le produit contre toute forme de contamination résultant du coulissement des tiges 40 et 42. A l'extérieur de cette chambre stérile 48, les extrémités de tige sont par exemple couplées à des motoréducteurs classiques appropriés, non représentés sur les dessins. Le réservoir 16 se trouve alimenté en permanence par un bac tampon 50 disposé à un niveau supérieur à celui du réservoir 16, le communication étant assurée par l'lntermé diapre d'un conduit de raccordement 52. Le bac tampon 50 contenant le produit à doser doit etre placé à un niveau suffisamment haut pour assurer un bon remplissage du réservoir 16. Il est également possible dans la pratique d'envisager un dispositif additionnel surmontant le bac tampon et exerçant sur le produit à doser une légère pression favorisant l'alimentation du réservoir 16. La figure 2 illustre un mode de réalisation particulier du dispositif de dosage selon l'invention, comportant deux chambres de dosage 10 disposées -de façon adjacente. Il est bien entendu parfaitement possible de multiplier le nombre de ces chambres de dosage en fonction des besoins. Sur la figure 2, on constate que les deux chambres adJacentes représentées sont en fait délimitées par des joues 54 solidaires de l'arbre 'ambre 28. Ce dernier est monté dans le corps du doseur à l'aide de bagues d'étanchéité 56 disposées de part et d'autre d'une chambre annulaire stérile 58 parcourue par de l'air stérile circulant au travers des conduits 60. Les bagues d'étanchéieé 56 sont soumises à l'action de la force exercée par le ressort 62. De manière à bien faire comprendre le mode de fonctionnement du dispositif de dosage précédemment décrit, les-figures 3a à 3d illustrent la position des principaux organes du dispositif nu cours des étapes essentielles du dosage. La figure 3a correspond au début du dosage. A ce moment, la palette 26 occupe sa position d'origine qui se trouve obligatoirement en regard de la surface intérieure 32 de la chambre de dosage 10. Cette position d'origine peut par exemple etre celle représentée sur la figure 3a, c'est-à-dire que la palette 26 arrive au ras de l'ouverture 14 de la chambre 10. Toujours dans cette première position, le volet 34 occupe sa position basse venant ainsi fermer la chambre de dosage 10 par contact avec l'arbre 28. Enfin, le tiroir 20 occupe sa position haute d'obturation, interdisant ainsi toute communication entre la chambre 10 et le réservoir 16. La figure 3b correspond à la fin de J'opération de dosage. On constate qu'entre ces deux étapes, le volet 34 est resté en position basse et que la palette a tourné d'un angle prédéterminé en évacuant ainsi au travers du canai de sortie 18 une -certaine quantité de produit déplacé au cours de sa rotation. II est clair qu'en cours de dosage le tiroir 20 reste en position haute pour éviter un retour du produit 12 vers le réservoir 16. Après immobilisation de la palette 26, dans sa position de fin de dosage, le tiroir 20 coulisse en position basse pour évacuer le reste de produit se trouvant dans le canal de sortie. Au cours de cette phase ultime d'éjection du produit, le volet 34 est resté en position basse. La figure 3c illustre le retour des différents organes à leur position d'origine pour procéder à un nouveau dosage. Tout d'abord le volet 34 doit bien sûr s'extraire de la chambre de dosage 10, de manière que la palette 26 puisse revenir dans sa position d'origine en poursuivant sa rotation. On observera qu'à ce stade, le tiroir 20 est resté dans sa position basse. Ensuite, le volet 34 redescend pour fermer la chambre de dosage 10 et, au cours de ce mouvement, il est amené à déplacer une certaine quantité de produit à doser se trouvant dans la chambre. Etant donne que le tiroir 20 occupe toujours sa position basse, une communication entre la chambre de dosage 10 et le réservoir 16 est alors permise. Par suite, le déplacement du volet 34 ne va pas comprimer la matière à doser 12 qui peut s'échapper par le conduit 24 et être recyclée dans le réservoir 16. Ensuite, lorsque le volet 34 occupe sa position basse de fermeture de la chambre de dosage 10, et avant le début de la rotation de la palette 26, le tiroir 20 revient dans sa position haute d'obturation. On constate ainsi que le dispositif doseur selon l'invention présente par rapport aux dispositifs de la technique antérieure des avantages déterminants. C'est ainsi que le dispositif doseur selon l'invention se trouve alimenté sans aucune difficulté de façon permanente. Le produit à doser se trouve délivré sans aucune pression notable ne s exerce sur la pâte en un endroit quelconque du dispositif. En outre,le produit se déplace essentiellement par gravité, ce qui rend possible le dosage de certains produits hétérogènes qu'il était quasiment impossible de doser de façon exacte avec les dispositifs antérieurs, tels que des produits foisonnés ou encore des produits hétérogènes du type salade de fruits. Lors de la description précédente du fonctionnement du dispositif, il est apparu que les différents organes en mouvement dans le réservoir 16 engendrait un brassage du produit par ailleurs soumis à une circulation du fait du retour d'une certaine quantité de produit dans le réservoir par le canal de sortie 18. Le produit à doser se trouve donc continuellement renouvelé et il est important de noter qu'il n' existe aucun recoin borgne où l'on pourrait observer une stagnation du produit, phénomène tout aussi gênant pour des produits stériles que pour des produits non stériles, ces derniers étant susceptibles de subir alors des dégradations notamment d'origine bactérienne. La conception même du dispositif selon l'invention permet, sans aucune difficulté, de modifier les doses de produit à délivrer ainsi que le passage d'un type de produit à un type différent. Pour effectuer le nettoyage de l'ensemble du dispositif et en particulier de la chambre de dosage 10, Il suffit de ramener le volet 34 dans sa position haute, puis d'alimenter le dispositif avec un liquide de lavage approprié et d'animer l'arbre 28 portant la palette 26 d'un mouvement de rotation permanent. La conception même du dispositif de dosage selon l'invention permet avec une très grande certitude de délivrer toujours un même volume de produit. Le dosage est bien entendu réglable par simple variation de la course de rotation de la palette 26. L'amplitude maximale de la rotation de la palette correspond aux deux positions limites illustrées sur les figures 3a et 3b. II est clair que toutes les positions intermédiaires peuvent être choisies pour délivrer des fractions de la dose maximale. Lorsque la densité du produit à doser est susceptible de varier en cours d'utiiiaation, le dispositif selon l'invention permet très facilement d'ajuster le dosage. En effet, le produit dosé est délivré dans un récipient 64 qui peut être soit placé directement sur un dispositif de pesage automatique, soit être transféré à un tel dispositif. Toutes les variations de poids ainsi enregistrées, suite à des changements de densité, sont ainsi directement transmises à I 'ordinateur de commande qui calculera la correction à apporter et transmettra l'information correspondante au motoréducteur commandant la rotation de l'arbre 28. Une telle correction se traduit bien sur par une modification de l'amplitude de rotation utile de la palette 26 au sein de la chambre de dosage 10. Bien entendu, la présente invention ne se trouve pas limitée au mode de réalisation particulier décrit précédemment, mais il est parfaitement possible sans pour autant sortir du cadre de cette invention d'en imaginer un certain nombre de variantes d'exécution. REVENDICATIONS 1/ DIspositIf de dosage apte à délivrer un volume déterminé de produIt, en particulier de produits alimentaires, caractérisé en ce qu'il comprend - une chambre de dosage cylindrique (10) de section circulaire et d'axe sensiblement horizontal, qui présente sa sa partie supérieure une ouverture (14) débouchant dans un réservoir (16) surmontant ladite chambre de dosage et rempli de produit à doser (12), et qui communique avec un canal de sortie (18) dans lequel un tiroir (20) se déplace périodiquement entre une position haute d'obturation et une position basse de fin de dosage - une palette (26) stétendant radialement le long d'un arbre (28) coaxial à la chambre de dosage (10), apte à être animée d'un mouvement de rotation d'amplitude contrôlée, au cours duquel l'extrémité libre (30) de la palette (26) balaie la surface intérieure cylindrique (32) de la chambre de dosage (10) - un volet (34) mobile en translation apte à pénétrer périodiquement dans la chambre de dosage (10) pour en délimiter une paroi par contact tangentiel avec ledit arbre (28), puis à s'en extraire pour autoriser une révolution complète de ladite palette (26) et en ce que les mvements du volet (34), de la palette (26) et du tiroir (20) sont commandés de façon interdépendante. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande interdépendante des mouvements du volet, de la palette et du tiroir est réalisée de manière que * en début de dosage - la palette (26) occupe une position d'origine en regard de la surface intérieure cylindrique (32) de la chambre de dosage (10), - le volet (34) occupe une position basse de fermeture de la chambre de dosage (10) par contact tangentiel avec l'arbre (28), - le tiroir (20) occupe la position haute dans laquelle Il obture le canal de sortie (18) Juste au-dessus du niveau de la communication (24) entre chambre de dosage (10) et canal de sortie (18) * en cours de dosage - le volet (32i) reste en position basse, - le tiroir (20) reste en position haute, et - la palette (26) est animée d'un mouvement de rotation d'amplitude Imité prédéterminé, évacuant ainsi au travers du canal de sortie (18) la quantité de produit déplacé par la rotation de la palette (26) * en fin de dosage - le volet (34) reste en position basse, - la palette (26) reste immobilisée dans sa position de fin de rotation, et - le tiroir (20) coulisse en position basse pour évacuer le reste de la quantité de produit dosé se trouvant dans le canal de sortie (18) 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, entre deux opérations successives de dosage * le volet (34) occupe une position haute à l'extérieur de la chambre de dosage (10), * la palette (26) poursuit sa rotation pour revenir dans sa position d'origine, puis * le volet (34) est ramené dans sa position basse, et * le tiroir (20) revient en position haute d'obturation. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal de sortie (18) s'étend selon une direction verticale, et se trouve de préférence agencé au voisinage immédiat de la chambre de dosage (10) 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 & 4, caractérisé en ce que la communication entre la chambre de dosage (10) et le canal de sortie (18) est réalisée par l'intermédiaire d'un conduit (24) de préférence incliné par rapport B l'horizontal dans le sens de la rotation de la palette 526) 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tiroir (2C)) se présente sous la forme d'un piston dont les surfaces d'extrémité sont munies d'arêtes coupantes (38). 7/ Dispositif selon l'une des revendications 9 à 6, caractérisé en ce que la tige de commande (40) du tiroir (20) présente une section transversale inférieure à celle du canal de sortie (18) de manière à autoriser un refoulement du produit (12) vers le réservoir (16) lorsque ledit tiroir (20) occupe sa position basse. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, en position basse, le tiroir (20) dépasse le niveau de l'ouverture du canal de sortie (18). 9/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure (36) du volet (34) est biseautée de manière à définir une are te tranchante qui, en position basse du volet (34), dépasse sensiblement la ligne de contact tangentiel avec l'arbre (28) 10/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les tiges de commande du volet (42) et du tiroir (40) traversent le réservoir (16) de produit. 11/ Dispositif selon Itune des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le réservoir (16) est alimenté en permanence par un bac tampon (50) disposé à un niveau supérieur à celui du réservoir (16) 12/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les mouvements du volet (34), de la palette (26) et du tiroir (20), sont réalisés par des motoréducteurs pilotés par un calculateur à microprocesseur.