Brevet FR2601665A1 — publié le 19880122

- La présente invention est relative à un dispositif de remplissage pour machine à remplir des récipients avec des liquides non gazeux. La présente invention a plus particulièrement pour objet la réalisation d'un dispositif de remplissage, du type à retour d'air séparé, c'est-àdire évitant la pollution du liquide à soutirer par l'air évacué du récipient lors de son remplissage. Il est connu différents dispositifs de remplissage dans lesquels l'air contenu dans le récipient est évacué par un évent sans que cet air soit réintroduit dans la cuve d'alimentation en liquide. Mais, les lO dispositifs connus de ce type impliquent des pertes de liquide à soutirer qui ne sont par tolérables quand la valeur marchande du liquide à soutirer est importante. Par ailleurs, ces dispositifs sont des dispositifs à commande mécanique avec des joints coulissants qui, outre des problèmes de 15 réalisation mécanique, posent des problèmes importants de prolifération bactérienne. La Demanderesse s'est donc posé le problème de réaliser un dispositif de remplissage de récipient par des liquides non gazeux qui soit à la fois simple à fabriquer, en diminuant le nombre de pièces 20 nécessaires à sa réalisation, et aseptique, tout en ne diminuant pas la cadence de remplissage des récipients. Les caractéristiques et avantages ressortiront à la suite de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et parmi lesquels: 25 la Fig. 1 est une vue générale d'une installation comprenant le dispositif de remplissage selon l'invention. - la Fig. 2 est une vue en coupe du dispositif de remplissage selon l'invention. - la Fig. 3 est une variante du dispositif de remplissage selon 30 l'invention. - la Fig. 4 est une variante du dispositif de remplissage selon l'invention. 26 0 1665 Selon l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 1, le dispositif de remplissage A, selon l'invention, est destiné à remplir, à partir d'une cuve B d'alimentation en liquide, un récipient C, en matière plastique ou autre matériau, porté par un dispositif de levage D. Comme illustré Fig. 2, le dispositif de remplissage A est constitué d'un corps 1 d'axe X-X, d'une sonde électrique 2, coaxiale traversant le corps 1 sur toute sa hauteur, d'un manchon 3 d'axe X-X d'évacuation de l'air situé dans le récipient C à remplir, d'un conduit d'écoulement 4 du liquide, et d'une membrane 5, en élastomère ou autre matériau élastique. Selon une forme de réalisation préférentielle de l'invention, cette membrane 5 est constituée d'une rondelle circulaire d'axe X-X percée en son centre d'un orifice circulaire coaxial O. Le corps 1, d'axe vertical X-X, est percé, à sa face supérieure, d'un orifice supérieur coaxial 6, et à sa face inférieure, d'un Qrifice inférieur coaxial 7. Les orifices 6 et 7 débouchent dans une chambre centrale 8, d'axe X-X, du corps 1. Cette chambre 8 est limitée par un plafond constitué, 20 d'une surface annulaire 9, raccordé avec une paroi verticale 10 par une surface de révolution 11 d'axe X-X qui constitue la périphérie de cette chambre centrale 8. Cette chambre 8 est limitée, inférieurement, par un plancher 12 relié à l'orifice inférieur 7 par un épaulement 13. Cette chambre centrale 8 communique avec une chambre périphérique 25 14, d'axe X-X, par un passage annulaire entre une surface inférieure de la paroi 10 et le plancher 12 qui se prolonge radialement audelà de cette paroi 10. Cette chambre 14 est limitée, à son extrémité supérieure, par une surface annulaire 16. Dans l'exemple de réalisation représenté Fig. 3, 30 cette surface 16 est de section courbe mais elle pourrait être de section droite. Cette surface 16 se raccorde, vers l'intérieur en direction de l'axe X-X, à une surface 17 de révolution d'axe X-X. Cette surface 17 constitue donc, avec les surfaces 15 et 11, la paroi 10. La chambre annulaire 14 est limitée, à sa périphérie, par une surface 18 de révolution d'axe X-X qui se raccorde à la fois avec le plancher 12 et la surface annulaire 16 qui constitue le plafond de la chambre périphérique 14. Un conduit 19 débouche dans la chambre périphérique 14 reliant cette chambre périphérique 14 à la cuve B d'alimentation en liquide. Ainsi, le dispositif de remplissage A selon l'invention présente un corps 1 constitué d'une chambre centrale 8 d'axe vertical X-X communiquant avec une chambre périphérique 14 par un passage annulaire 10 ménagé entre la paroi 10 de séparation des chambres centrale 8 et périphérique 14, formant la surface de siège 15, et une surface 12 (plancher 12) de la chambre centrale se prolongeant radialement audelà de la paroi 10 dans la chambre périphérique 14. A proximité du plancher 12, une gorge annulaire 20 est ménagée à 15 la périphérie de la surface 18, entre l'arrivée du conduit 19 dans la chambre périphérique 14 et le plancher 12. Cette gorge annulaire 20 correspond à un plan de joint entre une partie supérieure 100 et une partie inférieure 101 du corps 1. Par ailleurs, un conduit 22 débouche dans la chambre périphé20 rique 14, ou dans la chambre centrale 8,. par le plancher 12. Ce conduit 22 est relié à une source de gaz sous pression non représentée par une électrovanne E. Le manchon 4, qui se prolonge à partir de l'épaulement 13 à travers l'orifice 7 en-dessous du dispositif A, permet par ailleurs de 25 fixer le bord intérieur de la membrane 5 contre ledit épaulement, cette membrane 5 étant de plus fixée, par son bord périphérique, dans la gorge annulaire 20 de la surface de révolution 18. La surface 15 de la paroi 10 se situe radialement approximativement à midistance entre l'épaulement 13 et la gorge 30 annulaire 20. De plus, un écart de quelques millimètres est ménagé entre la surface supérieure de la membrane 5 et cette surface 15. Ainsi, comme illustré Fig. 1, la membrane 5, fixée à la chambre périphérique 14 et se prolongeant radialement vers l'axe X-X au-delà de la paroi 10, forme avec la surface 12 (plancher 12) une chambre 35 annulaire 23 déformable. Enfin, le manchon 3, fixé au corps 1 de façon étanche au niveau de l'orifice 6, se prolonge vers le bas à travers le manchon 4 et débouche en-dessous de celui-ci. Ce manchon 3 est traversé sur toute sa hauteur par la sonde électrique 2. Un conduit annulaire 24 est ménagé entre la sonde électrique 2 et la surface interne du manchon 3. Ce conduit annulaire 24, ouvert à son extrémité inférieure située au-dessous du manchon 4, débouche à l'air libre à son extrémité supérieure grâce à un orifice 25. Par ailleurs, le diamètre interne du manchon 4 étant supérieur au 10 diamètre externe du manchon 3, un canal annulaire 26 relie la chambre centrale 8 avec l'extérieur du dispositif A. Enfin, un détecteur de proximité P du récipient C à remplir est placé, par exemple, sur le dispositif de remplissage A selon l'invention. Selon l'exemple de réalisation représenté Fig.- 1, ce détecteur P est fixé au corps 1, mais il pourrait être indépendant de ce corps 1 et placé, par exemple, sur le dispositif de levage D. VARIANTES: - la variante représentée figure 3 représente une adaptation du dispositif de remplissage selon l'invention à un dispositif de 20 remplissage dit "à canule longue". Dans cette variante, le manchon 3 et la sonde 2 ont été supprimés l'orifice 6 ayant aussi disparu. Le manchon 4 a de plus été remplacé par une canule longue 41 sur laquelle a été fixée à l'extérieur de celle-ci une sonde 42. Du fait de la présence de la sonde 42 à 25 l'extérieur de la canule 41, cette dernière est avantageusement réalisée en matériau isolant. - la variante représentée figure 4 représente une autre adaptation du dispositif de remplissage selon l'invention à un dispositif de remplissage à canule longue, dans lequel les parties 100 30 et 101 du corps 1 ont été inversées. Ainsi, l'orifice 7 a été supprimé et une canule longue 411 a été fixée à l'orifice 6 et munie d'une sonde 42. La membrane 5 n'est plus percée d'un orifice central 0. FONCTIONNEMENT Au repos, c'est-à-dire quand aucun récipient C n'est à remplir, 35 de l'air sous pression, fourni par l'électrovanne E via le conduit 22 dans la chambre annulaire 23 plaque la membrane 5 contre la surface 15 de la paroi 10. Ainsi, le liquide à soutirer arrivant par le conduit 19 dans la chambre périphérique 14 ne peut s'écouler par la chambre centrale 8 et le conduit annulaire 26 dans le récipient C à remplir. Quand le dispositif de levage D monte le récipient C jusqu'à ce que le manchon 4 pénètre à l'intérieur du col du récipient C, le détecteur de proximité P est excité et commande alors l'électrovanne E qui fait diminuer la pression régnant dans la chambre annulaire 23. Ainsi, la membrane 5 n'étant plus en contact avec la surface 15 de la paroi 10, la chambre périphérique 14 est mise en communication avec la 10 chambre centrale 8. Le liquide peut donc s'écouler dans le récipient C à remplir, par le conduit annulaire 26 constitué par la face interne du manchon 4 et la face externe du manchon 3. L'air contenu dans le récipient C peut s'échapper par le conduit 15 annulaire 24 constitué par le manchon 3 et la sonde 2 à travers l'orifice 25. Ainsi l'air contenu dans le récipient à remplir n'est pas évacué dans la cuve d'alimentation en liquide sans pour autant que du liquide à soutirer soit perdu dans cette opération. Quand le liquide atteint le niveau de la sonde 2, celle-ci commande l'électrovanne E qui remet alors sous pression la chambre annulaire 23, ainsi la membrane 5 est de nouveau plaquée contre la surface 15 de la paroi 10 et le remplissage du récipient C est alors achevé, un nouveau cycle peut alors commencer. Ainsi, grâce au dispositif de remplissage selon l'invention, le 25 remplissage est effectué avec une grande hygiène, à la fois par le retour d'air séparé et par l'absence de pièces en mouvement, et donc de joints, qui sont autant de pièges à bactéries. Par ailleurs le lavage d'un dispositif de remplissage selon l'invention est très simplifié, puisqu'il suffit de couper l'alimentation en gaz sous pression de la chambre annulaire 23 pour ouvrir tout le dispositif de remplissage A et le mettre ainsi en position de lavage. En outre, le dispositif de remplissage n'entraîne aucune perte de liquide puisque, par son principe même, l'alimentation est arrêtée dès que la quantité de liquide nécessaire a été fournie. De plus, le dispositif de remplissage selon l'invention fonctionne parfaitement, même en l'absence de tout contact étanche entre le col du récipient C à remplir et le dispositif de remplissage A. Enfin, il suffit d'introduire quelques centimètres cube d'air sous la membrane 5 dans la chambre annulaire 23 pour passer de la position d'ouverture à la position de fermeture du dispositif de remplissage A.Ainsi, le dispositif de remplissage selon l'invention présente des temps de fermeture de l'ordre de 20 millisecondes, alors qu'il est habituellement considéré que les dispositifs pneumatiques sont lents. 26 0 1665 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de remplissage pour machine à remplir des récipients avec des liquides non gazeux, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une chambre centrale (8) d'axe vertical X-X communiquant avec une chambre périphérique (14) par un passage annulaire ménagé entre une paroi (10) de séparation des chambres centrale (8) et périphérique (14), formant une surface de siège 15, et une surface (12) de la chambre centrale (8) se prolongeant radialement au-delà de la paroi (10) dans la chambre périphérique (14). 2.- Dispositif de remplissage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un conduit (19) débouche dans la chambre périphérique (14), reliant cette chambre périphérique (14) à une cuve (B) d'alimentation en liquide. 3.- Dispositif de remplissage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un conduit (22) relié à une source de gaz sous pression débouche à la surface (12). 4.- Dispositif de remplissage selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'un conduit (6, 7) débouchant dans la chambre centrale (8), relie cette chambre centrale (8) à un conduit (4, 41, 411) d'écoulement du liquide dans le récipient (C) à remplir. 5.- Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'une membrane (5), en élastomère ou autre matériau élastique, fixée à la chambre périphérique (14), et se prolongeant radialement vers l'axe X-X au25 delà de la paroi (10), forme avec la surface (12) une chambre annulaire (23) déformable.