Brevet FR2601327A1 — publié le 19880115

Dispositif doseur pour doser de na s luimasses fou pâteuses et en remplir des récipients L'invention concerne un dispositif doseur prévu pour doser des masses fluides ou pâteuses, notamment des aliments devant être maintenus stériles, tels que lait, yogourt, pudding, desserts, etc., et en remplir 5 des récipients, lequel dispositif est constitué par un carter muni d'un ajutage et d'un raccord d'arrivée de la masse, un piston doseur, auquel est associé un tiroir distributeur à commande indépendante, pouvant se déplacer axialement dans le carter. Un dispositif doseur du type précité apparait, par exemple, dans le brevet allemand 2 321 205. De tels dispositifs doseurs ou dispositifs de remplissage fonctionnent en fait de façon satisfaisante. Ils présentent toutefois l'inconvénient qu'il faut, en plus 15 du cylindre contenant le piston doseur, un deuxième cylindre dans lequel travaille le tiroir distributeur, de sorte qu'obligatoirement la fabrication de l'ensemble du dispositif, notamment la réalisation des passages et des conduits de liaison entre le cylindre à 20 piston doseur et le cylindre à tiroir distributeur, n'est possible qu'au prix d'une complexité technique considérable. En outre, lors de l'aspiration et du remplissage, le produit est dévié et il n'est pas possible de l'expulser totalement de la chambre 25 doseuse. Enfin, on doit rendre étanches plusieurs chambres ou cylindres qui, lors du nettoyage indispensable du dispositif doseur, doivent être néttoyés particulièrement à grand frais; en outre, un tel dispositif doseur a une structure relativement 30 importante, ce qui est un inconvénient avec les dispositifs ou machines de remplissage équipées de plusieurs aJutages de distribution. Le but de l'invention est de procurer un dispositif doseur du type considéré, qui se caractérise par un remplissage en douceur, une structure peu encombrante, une fabrication économique et un nettoyage à la fois efficace et facile. Ce but est atteint conformément à l'invention 5 par le fait que le piston doseur et le tiroir distributeur peuvent se déplacer coaxialement dans un cylindre commun et que la tige du tiroir distributeur est guidée, bien centrée, dans un alésage du piston doseur et dans la tige creuse de ce piston doseur. Avec les moyens selon l'invention, on obtient un dispositif doseur dans lequel le piston doseur et le tiroir distributeur sont logés dans une seule chambre, c'est-à-dire dans un cylindre commun, de sorte que le produit circule selon un trajet rectiligne et est ainsi 15 plus facile à mettre dans les récipients. En outre, un tel dispositif doseur est extrêmement économique, étant donné que les différentes pièces sont en général des pièces purement de révolution et qu'il suffit pour celles-ci d'un nombre relativement faible de Joints 20 d'étanchéité. Un tel dispositif a une structure resserrée, et, dans le cas de machines de remplissage équipée de plusieurs aJutages de distribution, l'alimentation en produit peut passer directement par le bloc doseur du dispositif. En outre, le nettoyage et 25 plus facile et est meilleur; dans ce but, il suffit généralement d'amener le piston doseur dans une position déterminée. Il n'y a pas de volumes morts dans lesquels pourraient s'accumuler des germes. Les avantages du dispositif de l'invention se 30 manifestent particulièrement si la tige du piston doseur comporte plusieurs évidements longitudinaux séparés l'un de l'autre par des bandes et si le tiroir distributeur comporte un premier tampon obturateur coopérant avec l'ajutage du carter et un deuxième 35 tampon obturateur qui lui est relié par une tigepoussoir. Un tel dispositif doseur présente l'avantage que le produit s'écoule aussi bien à l'aspiration qu'à l'expulsion de sorte qu'il n'y a pas de temps morts. Un tel dispositif se caractérise donc par une capacité de distribution relativement importante. Le premier tampon obturateur peut avoir sensiblement la longueur de l'ajutage du carter; il 5 peut aussi être réalisé sous forme d'un disque plat agissant en tant que clapet de fermeture aussi bien à l'extrémité d'entrée qu'à l'extrémité de sortie de l'aJutage. Dans ce cas, l'extrémité de sortie de l'ajutage peut comporter une tête élargie de sorte que, 10 lors du remplissage des récipients, le produit peut à nouveau être concentré en un jet. Dans le cas des machines de remplissage équipées de plusieurs aJutages de distribution, le deuxième tampon obturateur peut être relié par une traverse 15 commune avec le tampon obturateur correspondant d'un tiroir distributeur ou de plusieurs tiroirs distributeurs voisins, ce qui simplifie la commande globale. Il s'est avéré particulièrement approprié de 20 réaliser la transition entre le cylindre du carter et l'ajutage sous forme d'un cône évasé et de donner en même temps au côté inférieur du piston doseur la forme conique correspondante. On garantit ainsi, d'une part, que l'écoulement du produit sera amélioré et, d'autre 25 part, que la totalité du produit sera complètement expulsée, de sorte qu'il ne subsistera pas de résidus dans le cylindre. On facilite encore le nettoyage du dispositif s'il existe, au-dessus de la course du piston doseur 30 nécessaire pour remplir celui-ci, un volume de plus grand diamètre que le cylindre, dans lequel se déplace le piston doseur, ce volume de plus grand diamètre servant à des fins de nettoyage. Un exemple de réalisation préféré de l'invention 35 est représenté sur le dessin, et va être expliqué ciaprès en détail, et sur le dessin: La figure 1 représente, en coupe schématique, un dispositif doseur pour un dispositif de remplissage à plusieurs aJutages de distribution, le piston doseur et le tiroir distributeur étant respectivement représentés dans des positions différentes; La figure 2 est une coupe transversale à travers le piston doseur; La figure 3 représente une variante du dispositif doseur; La figure 4 représente une variante de l'ajutage du dispositif doseur; La figure 5 représente une autre variante de la 10 commande du tiroir distributeur; et La figure 6 représente une variante du piston doseur et du carter. -Comme on le voit sur la figure 1, dans une machine de remplissage à plusieurs aJutages de 15 distribution (non représentée), on prévoit un dispositif doseur comportant un bloc doseur 1 constitué par un carter 2 fermé à son extrémité supérieure par un couvercle 3. Entre le couvercle 3 et le carter 2 se trouve une arrivée de produit 4, constituée par un 20 alésage ou une ouverture, cette arrivée se raccordant à l'extrémité droite du bloc doseur 1 à une chambre d'équilibrage 5 pour un piston d'équilibrage, non représenté. Etant donné que les éléments modulaires d'une unité de dosage individuelle ont respectivement 25 la même configuration, il suffit en principe d'en décrire une seule. Toutefois, pour des raisons de facilité, on va décrire l'opération de remplissage de la gauche vers la droite en se référant à l'ensemble du bloc doseur 1. Dans un cylindre 6 du carter 2 peut se déplacer axialement un piston doseur 7, par l'intermédiaire d'une tige de piston creuse 8, laquelle est rendue étanche par rapport au couvercle 3 par un joint d'étanchéité 9. Un tiroir distributeur 11 peut se 35 déplacer axialement dans la tige de piston 8 et il est constitué par une tige de tiroir 12, une tige-poussoir 13, un premier tampon obturateur 14 et un deuxième tampon obturateur 15. Le premier tampon obturateur 14 a sensiblement la longueur d'un aJutage 16 du carter 2, tandis que le deuxième tampon obturateur 15 est plus long et est guidé dans la tige de piston 8 avec intercalation d'un Joint d'étanchéité 17. La tige de piston 8 comporte des évidements 5 longitudinaux 18 allant jusqu'au piston doseur 7, notamment trois évidements -comme on le voit sur la figure 3- séparés l'un de l'autre par des bandes 19. En outre, le piston doseur 7 comporte un alésage longitudinal 21 qui coopère avec le premier tampon 10 obturateur 14. En outre, le carter 2 comporte une chambre de recul 22 de plus grand diamètre que le cylindre 6, dans lequel le piston doseur peut être ramené en arrière à des fins de nettoyage, comme il sera décrit plus en 15 détail ci-après. Le dispositif doseur fonctionne comme suit: Dans la position du piston doseur et du tiroir distributeur Il représentée le plus sur la gauche sur le dessin, le dispositif doseur se trouve à la fin de 20 l'opération d'expulsion. Ceci signifie que le piston doseur 7 est arrivé à son point mort bas et que l'ajutage 16 est complètement obturé par le premier tampon obturateur 14. Pour recevoir à nouveau du produit en provenance de l'arrivée de produit 4, le 25 piston doseur 7 est amené dans sa position initiale représentée en II sur le dessin. Lorsque le piston doseur 7 remonte, du produit est aspiré dans la partie inférieure du cylindre 6, par l'alésage longitudinal 21 du piston doseur 7 et par les évidements longitudinaux 30 18 dans la tige de piston 8. Le dispositif est ensuite amené -à la position III, c'est-à-dire que le tiroir distributeur 11 est remonté Jusqu'à ce que l'extrémité inférieure du premier tampon obturateur 14 obture l'extrémité d'entrée de l'aJutage 16; en même temps, 35 le piston doseur 7 est obturé dans la zone de son alésage longitudinal 21. Ensuite, le tiroir distributeur 11 continue à se déplacer vers le haut pour arriver en position IV, à savoir jusqu'à ce que l'extrémité d'entrée de l'ajutage 16 soit dégagée par le premier tampon obturateur- 14. Le produit de remplissage peut alors être expulsé, notamment par le fait que le piston doseur 7 est amené à la position V, de sorte que le produit se trouvant sur sa face avant 5 est expulsé par l'aJutage 16 dans unrécipient, non représenté. En même temps qu'à lieu cette opération d'expulsion, du produit est à nouveau aspiré de l'arrivée de produit 4 par les évidements longitudinaux 18 dans la tige de piston 8, de sorte que, aussi bien lors de l'expulsion que lors de l'aspiration, du produit est amené dans le dispositif. Si on veut amener le dispositif en position de nettoyage, il suffit, par exemple à partir de la position représentée en IV d'amener le piston doseur dans la position représentée en traits mixtes. Le tiroir distributeur Il se trouve déjà dans une position dans laquelle il peut être lavé de tous les côtés parun liquide de nettoyage qui peut être introduit, par exemple, par l'arrivée de produit 4. La variante de la figure 3 diffère de la réalisation des figures 1 et 2, simplement par le fait que le tampon obturateur inférieur ou premier tampon, est constitué par un disque plat 23, de sorte que, par un déplacement axial approprié du tiroir distributeur 25 11, l'extrémité de distribution de l'aJutage 16 ainsi que son extrémité d'entrée (position III et IV) peuvent être obturées; Lors du remplissage, le disque plat 23 sort de l'aJutage 16. Pour le reste, le fonctionnement est le même que pour la réalisation des figures 1 et 2. 30 Une autre variante consiste en ce que l'ajutage 16 comporte une tête de sortie élargie 24, de sorte que, lors du remplissage des récipients, le produit est à nouveau concentré en un Jet. Dans le cas de dispositifs de remplissage à 35 plusieurs aJutages de distribution, les tampons obturateurs arrière 15 des tiroirs distributeurs 11, disposés l'un à côté de l'autre, peuvent être reliés par une traverse commune 25 à une tige de distributeur commune 26. La commande de l'ensemble du dispositif distributeur s'en trouve considérablement simplifiée. Enfin, il s'est encore avéré approprié de donner au carter 2, dans la zone de transition entre le 5 cylindre 6 et l'ajutage 16, la forme d'un cône évasé; ou bien le carter peut comporter une transition 27 en forme de cône évasé et le côté inférieur du piston doseur est à cet endroit réalisé avec une conicité correspondante. Il en résulte l'avantage que la 10 totalité des produit peut être expulsée du cylindre 6 et qu'il ne peut pas subsister de résidus de produit dans lesquels pourraient s'accumuler des germes ou l'analogue. Revendications 1. Dispositif doseur pour doser des masses fluides ou pâteuses, notamment des produits alimentaires devant tre maintenus stériles tels que lait, yogourt, pudding, desserts, etc., et pour en remplir des récipients, lequel dispositif est constitué par un carter muni d'un aJutage et d'un raccord d'arrivée de la masse, un piston doseur auquel est associé un tiroir distributeur à commande indépendante pouvant se déplacer axialement dans le carter, 10 caractérisé en ce que le piston doseur (7) et le tiroir distributeur (11) peuvent se déplacer coaxialement dans un cylindre commun (6) du carter (2) et en ce qu'une tige (12) du tiroir distributeur (11) est guidée, bien centrée, dans un alésage (21) du piston doseur (7) et 15 dans la tige creuse (8) du piston doseur (7). 2. Dispositif doseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de piston (8) comporte plusieurs évidements longitudinaux (18> répartis sur sa pariphérie et séparés l'un de l'autre par des bandes 20 (19) et en ce que la tige de distributeur (12) comporte un premier tampon obturateur (14) coopérant avec l'aJutage (16) du carter (2) et un deuxième tampon obturateur (15) relié au précédent par une tige. ^. (13). Dispositif doseur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier tampon obturateur (14) a sensiblement la même longueur que l'aJutage (16) du carter (2). -4. Dispositif doseur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier 30 tampon obturateur (14) est réalisé sous forme de disque plat (23) et constitue un clapet de fermeture, aussi bien à l'extrémité d'entrée qu'à l'extrémité de sortie de l'ajutage (16). 5. Dispositif doseur selon l'une quelconque des 35 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité de sortie de l'ajutage (16) comporte une tête élargie (24). 6. Dispositif doseur selon l'une quelconque des revendications 1 & 5, caractérisé en ce que, dans le 5 cas de machines de remplissage à plusieurs aJutages de distribution, le deuxième tampon obturateur (15) est relié par une traverse commune (25) à un tampon obturateur correspondant d'un ou de plusieurs tiroirs distributeurs (11). 7. Dispositif doseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la transition (27>) entre le cylindre l'aJutage (16) a la forme d'un cône évasé. 8. Dispositif doseur selon la revendication ?, 15 caractérisé en ce que le côté inférieur du piston doseur (7) tourné vers la transition (27) en forme de cône évasé, a une conicité correspondante. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, au-dessus 20 de la course de distribution nécessaire au remplissage du piston doseur (7), le cylindre comporte une chambre de recul (22) de plus grand diamètre que le cylindre (6) dans lequel le piston doseur (7) peut être amené aux fins de nettoyage.