Brevet FR2644851A1 — publié le 19900928

La présente invention concerne le pompage des produits alimentaires liquides contenant des parties solides calibrées ou tout venant, dont la température est voisine de 180 degrés Celsius. Les pompes connues, traditionnellement utilisées dans l'industrie alimentaire sont nombreuses. Elles sont à lobes, à excentrique, à queue de cochon, à rotor centrifuge, à piston, à membrane en caoutchouc. Ces deux dernières pompes sont munies de clapets d'aspiration et de refoulement. Il est bien connu dans l'industrie alimentaire, que la viscosité d'un produit varie pour un même produit, à plus forte raison la variation est plus importante d'un produit à un autre. La carotte cuite n'aura pas la même viscosité lorsqu'elle est fraiche ou datant de plusieurs jours. Il y aura une grande différence de viscosite entre l'abricot et le coing cuits. Comme toute matière en général, la viscosité varie avec la température. Ces variations de viscosité entraient des pertes de charges variables dans les réseaux de tuyauteries.Dès que les pertes de charge d'un réseau dépassent la hauteur manomètrique pour laquelle sont prévues les pompes à lobes, à excentrique, centrifuge, d'une manière générale les pompes à rotor, le produit ne circule plus, ou moins bien, alors celui contenu dans la pompe est réduit en bouillie par l'action mécanique du rotor. A plus forte raison les produits liquides contenant des parties solides, augmentent considérablement la charge sur ces pompes. Les solides sont broyés en grande quantité. Enfin, ces types de pompes ne sont pas étudiés pour résister au pompage des produits dont la température est supérieure à 100 degrés Celsius. En ce qui concerne les pompes à piston ou à membrane caoutchouc connues, elles ne permettent pas de conserver intactes les parties solides, celles-ci sont laminées lors de leur passage dans les clapets d'aspiration et de refoulement. Parfois les parties solides bloquent les clapets, notamment lorsque ces solides sont d'une taille supérieure à l'ouverture des clapets, souvent étroite. Comme pour les pompes à rotor, elles ne permettent pas le pompage des produits dont la température est supérieure à 100 degrés Celsius. Les pompes à queue de cochon ne résistent pas à une température supérieure à 110 degrés Celsius. En effet le stator en caoutchouc s'use et éclate trés rapidement au voisinage de 120 degrés Celsius. Les parties solides sont parfois écrasées par le léger malaxage du rotor, suivant le débit et la vitesse du rotor. D'une manière générale, les pompes précitées, utilisées actuellement dans l'industrie alimentaire ne permettent pas : le pompage des produits liquides contenant des parties solides sans détruire ces solides, ainsi que le pompage des produits alimentaires à des températures voisines de 1â0 degrés Celsius. Aucune des pompes connues et utilisées dans llindustrie alimentaire, lorsqutelles sont à l1arret, en charge à ltaspiration et au refoulement, n'offrent la garantie d'une parfaite étanchéité entre les côtés aspiration et refoulement. Il est de plus en plus exigé dans l'industrie alimentaire, une propreté et une hygiène strictes, des installations en contact avec les produits. Les pompes n'échappent pas à cette règle. On rencontre dans cette industrie des types de pompes dont ltaccés au nettoyage manuel est parfois peu aisé. Exemple les pompes à queue de cochon. La présente invention permet de répondre en simultané à cinq critères techniques importants - Le pompage des liquides contenant des solides (cuits ou crus) avec respect de leur forme d'origine. - Le pompage des produits pompables dont les températures. sont voisines de 180 degrés Celsius, et en dessous. - Un accés aux parties intérieures de la pompe, en contact avec le produit, pour permettre un nettoyage efficace. - Une étanchéité assurée entre les côtés aspiration et refoulement. - Une hauteur manomètrique de pompage élevée. Respect de la forme des parties solides: La présente invention est pourvue d'une soupape cylindrique ou conique (1). La soupape est percée de trois canaux cylindriques percés en forme de Té dont les extrémités sont (1.1) - (1.2) - (1.3). Les diamètres de ces canaux sont égaux à ceux des conduits de l'aspiration et du refoulement du réseau. Le passage, sans obstacles des parties solides à travers la soupape permet ainsi de les conserver intactes. En fait, le passage dans la soupape est en quelque sorte la continuité dimentionnelle du réseau de tuyauterie de l'installation en place. La soupape (1) est rotative, son mouvement de rotation est alterné d'avant (axe 19 en position 1.B) en arriere (axe 19 en position 1.A.). Lors du refoulement du produit hors de la pompe, l'axe (19) est en (1.A), l'orifice (1.1) est face à (7.1), l'orifice (1.3) est face à (13.2). Le galet (4) est en contact sur le rayon (5.2) de la came (5).par-ua ressort (28)+ Lors de l'aspiration du produit : entrée du produit dans le cylindre (8) de la pompe, l'axe (19) est en (1.B), l'orifice (1.1) est face à (13.1), l'orifice (1.2) est face à (7.1) le galet (4) est en contact sur le rayon (5r1) de la came (5). L'angle de rotation alterné de la soupape est de 90 degrés, c'est l'angle formé par les positions (1.A) et (1.B) de l'axe (19). Le mouvement alterné~tie la soupape (1) est donne par une biellette (2) réglable en longueur, ce qui permet de caller correctement les orifices de la soupape face à ceux de la pompe. La biellette (2) est liée à un bras coudé (3) porteur du galet (4) en appui constant sur le profil de la came (5). La came (5) est fixée sur le plateau manivelle (23). Le système de commande de la soupape rotative est illustré planches fig. 1 - fig. 2. L'ensemble de manoeuvre de la soupape rotative (1) est synchronisé suivant la position du piston (7) dans la chambre (8). Principe de fonctionnement synchronisé piston soupape quelques millimètres avant que le piston (7) ait atteint le P.M.H. rep (7.1.1), le galet (4) débute sa montée sur le grand rayon (5.1) de la came (5), la rotation de la soupape commence, cette rotation à lieu de (1.A) vers (1.B) de l'axe (19). Lorsque le piston a atteint le P.M.H rep (7.1.1) l'axe (19) est en (1.B), la soupape est positionnée pour permettre la phase d'aspiration du produit (1.1) face à (13.1), (1.2) face à (7.1). Le piston recule et le produit innonde la chambre (8) durant le retour du piston vers P.M.B. repère (7.1.2). La soupape demeure dans la même position, en effet le système de manoeuvre est immobile car le galet (4) reste en appui sur la partie (5.1) concentrique à l'axe de rotation de la came (5). Quelques millimètres avant que le piston ait atteint le P.M.B. repère (7.1.2), le galet amorce sa descente sur la partie (5.2) la soupape commence sa rotation de (1.B) vers (1.A). Le piston est en (7.1.2), le galet (4) est sur (5.2) la soupape est alors en position de refoulement, (1.1) face à (7.1),(1.3) face à (13.2). Le piston se déplace de (7.1.2) vers (7.1.1), le produit est chassé hors du cylindre (8). Lors du deplacement du piston dans ce sens, la soupape reste immobile, en effet le galet (4) est en contact permanent sur la partie (5-2) concentrique à l'axe de rotation de la came (5). L'étanchéité entre les côtés aspiration et refoulement: la soupape (î) est ajustée dans son logement (21) pour créer une étanchéité parfaite. Dès l'arrêt de la pompe, le piston se déplace systèmatiquement pour atteindre la position pointmort haut repère (7.1.1) la soupape (1) est systèmatiquement placée dans la position d'aspiration, ctest-à-dire (1.1) face à (13.1), (1.2) face à (7.1), de sorte que dans cette position, le produit est bloqué et ne peut pénétrer dans la chambre (8), le piston lui faisant obstacle, et l'orifice (13.1) ne peut pas être en communication avec l'orifice (13.2) La mise en place du piston en position (7.1.1)et de la soupape (1) en position dtaspiration est assurée lors d'ut arrêt de la pompe, par un système dtindexage avec détecteur. électrique ou électronique. La température du produit est de 180 degrés Celsius, il est donc de ce fait nécessaire d'appliquer une étanchéité entre le piston (7) et le cylindre (8) adaptée pour ne pas détruire les joints (il). Cette étanchéité est réalisée par des joints spéciaux en T.P.F.E en forme de Vé (11). Pour garantir la longévité des joints (11), et en éviter le fluage, le piston (7) est refroidi intérieurement par une circulation d'eau. L'entrée d'eau froide dans le piston est en (12.E), la sortie de l'eau est en (13.E). L'étanchéité entre le piston (7) et le cylindre (8) est constante. En effet, l'usure des joints (11) est à rattrapage automatique, l'autocompensation est assurée par un ensemble poussoir à ressorts (14) faisant pression sur le presseur (15), lui-mime en appui permettent sur les joints (11) fig.l.La bride (14) est poussée par les 3 ressorts (24), logés dans des logements (25), des vis (26) permettent de doser la compression des ressorts (24) Le nettoyage correct de la pompe est assuré de la manière suivante fig.3 - fig.4 : desserage de la vis moletée (9) et dépose de celle-ci, extraction de la plaque (10). La biellette (2) s'échappe alors vers le bas dès que le goujon (10.1) est hors de la biellette (2) Desserage des vis à têtes hexagonales (20) Les vis (20) serrent (21) contre (8.). Pivotement de ltensemble de la tête (21), munie de la soupape, autour des charnières (22). I1 apparait alors l'intérieur complet de la pompe, à savoir le piston, les canaux de la soupape rotative accessibles au nettoyage et à la désinfection. La présente invention peut être utilisée came pcmpe doseuse volumétrique. Il suffit pour ce faire de I 'équiper d'une variation de vitesse : motovariateur ou un moteur à courant continu avec sa variation électronique ou un moteur asynchrone muni d'un variateur de fréquence. La présente invention est équipe d'une chambre annulaire (16), qui permet d'assurer aux parties en contact avec le produit une barrière aseptique. I1 s'agit pour cela d'introduire dans cette chambre par l'orifice (17.C) de la vapeur condensée et de sortir cette vapeur condensée par l'orifice (18.C). Les corps étrangers, introduits de l'extérieur par le mouvement du piston, sont ainsi éliminés par la circulation de la vapeur condensée dans la chambre annulaire. REVENDICATIONS 1 - Pampa étudiée spécialement pour l'industrie alimentaire afin de permettre le pompage des produits pompables, notamment les liquides à température élevée, voisine de 1800 Celsius, contenant des parties solides de sorte que ces solides demeurent intacts.C'est à dire qu'ils conservent leur forme d'origine, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une chambre (8) dans laquelle se déplace un piston (7), relié aux conduits d'aspiration et de refoulement par une soupape(l), percée de 3 canaux (1.1), (1.2), (1.3), disposés en forme de TE, entraînée selon un mouvement de rotation, alterné de 900 d'avant en arrière par un ensemble de manoeuvre à bielle (2) came (5), galet (4), synrhronisé suivant la position du piston (7) dans la chambre (8) 2 - Pompe , selon revendication 1, caractérisée de façon que l'ensemble de manoeuvre comprenne respectivement la biellette (2), liée à la soupape (I) et au levier (3). UTn galet (4) est fixé sur le levier (3). Un poussoir, muni d'un ressort (28), appuie en permanence le galet (4) sur la came (5). La came (5) possède deux rayons (5.1) et (5.2). Les rayons (5.1) et (5.2) sont concentriques à l'axe de rotation de la came (5).Le rayon (5.1) est d'une dimension plus grande que le rayon (5.2) 3 - Pompe, selon revendication 1, applicable à la réalisation d'une poppe doseuse volumétrique, caractérisée de façon à ce qu'elle soit soit équipée d'un variateur de vitesse, motovariateur ou un moteur à courant continu avec sa variation électronique ou un moteur asynchrone, muni drun variateur de fréquence 4 - Pompe, selon revendication 1, caractérisée par un système de refroidissement du piston (7) et par la présence de joints en Vé (11) 5 - Pompe , selon revendication 4, caractérisée de façon à ce qu'elle comporte en outre un rattrapage automatique de 1'étanchéité des joints (11), constitué par une pièce (vis) poussée par la bride (14). La bride (14) est poussée par les ressorts (24), logés dans les logements (25).Des vis (26) permettent de doser la compression des ressorts (24). L'effet de oanpression des ressorts (24) produit l'intensité du serrage des joints (11) sur le piston (7) donc le réglage de l'étanchéité 6 - Pompe, selon revendication 1, caractérisée de façon à ce que la soupape (1) soit logée dans une tête (21), pivotante autour des charnières (22), fixées sur le corps (7) de sorte que le pivotement de la tête laisse appara1tre l'intérieur de la pompe pour en permettre le nettoyage complet, à savoir : la chambre (8) et les canaux en forme de TE de la soupape (1). La tête (21) est retenue par les goujons (10.1) et les vis (20). La soupape (1) est retenue par une vis moletée (9) et la plaque (10) 7 - Pompe, selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée de façon qu'elle soit manie d'un dispositif permettant de créer une barrière aseptique entre 1 1extérieur et l'intérieur de la pompe par une circulation de vapeur condensée dans une chambre (16). La vapeur condensée ayant pour effet d'entraîner vers l'extérieur de la pompe les corps étrangers introduits par le mouvement du piston (7) La vapeur condensée entre dans la chambre (16) par un orifice (17.C) et sort de la chambre (16) par un orifice (18.C)