Brevet FR2653420A1 — publié le 19910426

Pour certaines applications, il est nécessaire de remplir un récipient jusqu'à un niveau déterminé et régulier. I1 en est ainsi pour contrôler l'épaisseur d'un récipient en verre obtenu par moulage avec soufflage afin de vérifier et éventuellement ajuster les conditions du moulage. Dans cette application, au moins un récipient fabriqué par chaque moule est prélevé sur la chaine de transfert pour être pesé à l'état vide. Après cette opération, le récipient est rempli d'eau jusqu'à un niveau donné puis est pesé à nouveau. La différence entre les masses pondérales indique le poids d'eau, permet de connaitre le volume interne du récipient et par comparaison avec son volume externe, l'épaisseur moyenne de sa paroi. Cette mesure est effectuée par une balance de précision, notamment de type électronique, qui supporte mal les projections d'eau provenant du remplissage sur elle du récipient au moyen d'une canule amovible raccordée à un réseau d'eau. En effet, ce mode de remplissage, qui n'est pas prévu pour coopérer avec toutes les dimensions de bague, engendre des projections d'eau hors du récipient. A cela, il faut ajouter que, après retrait de la canule, l'ajustement précis du niveau d'eau dans le récipient est effectué manuellement au moyen d'un récipient verseur, c'est à dire par une technique favorisant les coulées d'eau, sur le récipient et sur la balance, et ne garantissant pas la régularité du niveau. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé pour le remplissage à niveau constant de récipients quelconques supprimant toute projection et permettant d'obtenir un niveau de remplissage rigoureux. Ce procédé consiste à obturer de manière étanche chaque récipient au moyen d'une tête munie d'une canule qui, communiquant avec un bac d'alimentation, est entourée par des moyens de mise en communication du récipient avec un réservoir tampon, à relier le réservoir tampon à une source de vide pour amener par aspiration le fluide dans le récipient et dans le réservoir tampon disposé au dessus de lui, à obturer, lorsque le fluide atteint un certain niveau dans le réservoir tampon, la canalisation reliant ce réservoir tampon à la source de fluide, à interrompre la mise en communication de la tête avec la source de fluide, à connecter le réservoir tampon avec une source d'air comprimé pour ajuster le niveau dans le récipient en chassant le fluide contenu dans le réservoir tampon, la canule et son conduit d'alimentation, et dans le col du récipient jusqu'à l'extrémité libre de la canule, puis à interrompre la mise en communication de la chambre tampon avec la source d'air sous pression et à éloigner la tête du récipient. Ainsi avec ce procédé, le remplissage du récipient s'effectue par aspiration puis, lorsque le récipient est plein et que le réservoir tampon est à son niveau maximal, la source de vide est remplacée par une source d'air comprimé qui procède au siphonnage et au séchage, successivement, du réservoir tampon, du conduit le reliant au col du récipient, de la canule, et de la canalisation reliant la canule au bac d'alimentation. Complémentairement, l'air comprimé vide la partie du récipient entourant la canule et procède ainsi à l'ajustement du niveau du liquide dans le récipient au ras de la canule. Un tel procédé permet donc d'obtenir un remplissage à niveau constant, sans aucune projection de liquide, avec une très grande rapidité, quelles que soient les dimensions et l'opacité des récipients. L'invention vise également un dispositif pour le remplissage à niveau constant de récipients, dispositif du type comportant au moins une tête applicable sur le buvant du récipient. Selon l'invention, la tête de ce dispositif est munie d'une part, d'une surface d'appui apte à être appliquée de manière étanche sur le buvant du récipient, d'autre part, d'une canule axiale amovible de remplissage et d'ajustement du niveau, saillant de ladite surface étanche et apte à pénétrer dans le col du récipient, cette canule étant raccordée par une canalisation à un bac d'alimentation en liquide, et, de plus, d'une cavité interne formant réservoir tampon et communiquant, d'un côté, avec le col du récipient et, de l'autre côté et par un orifice obturable par des moyens réagissant au niveau de liquide dans ce réservoir, avec une canalisation raccordée à un distributeur, lui-même connecté à un circuit de vide et à un circuit d'air comprimé. Grâce à sa structure, cette tête est peu onéreuse, simple à réaliser, de fonctionnement sûr et précis, et peut être utilisée pour des récipients ayant des dimensions différentes et pour assurer des remplissages à des niveaux différents, par simple remplacement de la canule. La canule peut avoir un diamètre de l'ordre de 1 mm pour coopérer avec des récipients dont le diamètre intérieur du col est de l'ordre de 2 mm, c'est à dire peut être utiliséepour remplir à niveau constant des récipients de petites dimensions. En outre, ce dispositif peut être utilisé pour remplir des récipients opaques, dont l'opacité s'opposait jusqu'alors au contrôle de leur remplissage par des cellules photo-électriques. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du dispositif dans le cas de son application à une installation de remplissage pour un seul récipient. A la figure 1, 2 désigne la tête de remplissage fixée à l'extrémité libre d'un bras 3 dont l'autre extrémité est fixée de manière réglable sur une console 4. 5 désigne une colonne sur laquelle peut coulisser la console 4 en fonction des sollicitations d'un vérin 6. 7 désigne un bac dit d'alimentation et contenant le fluide utilisé pour le remplissage d'un récipient 8, et par exemple un liquide tel que de l'eau. Ce bac est disposé verticalement de manière que le niveau du liquide qu'il contient soit toujours au dessous du niveau de remplissage du récipient 8. Dans cette forme d'exécution, le bac est disposé au dessous de la surface 9 de réception du récipient 8, surface qui peut être constituée par le plateau d'une balance. Comme le montre la figure 2, la tête de remplissage 2 est composée d'un corps 10 sur lequel est rapporté un siège 12 portant un joint annulaire 13. Ce joint est réalisé dans un matériau compressible élastiquement, tel qu'un caoutchouc synthétique ou naturel. Le diamètre extérieur du joint est choisi de manière qu'il puisse constituer moyen d'obturation étanche pour des récipients de diamètres différents et par exemple pour des récipients en verre avec col standard 14 et pour des bocaux 15, montrés en traits mixtes à la figure 2. Le joint 13 est traversé axialement par un canal annulaire 16, communiquant avec un logement 17, de plus grand diamètre et ménagédans la partie dorsale du siège 12. Ce logement 17 communique lui-même, par au moins un perçage 18, avec un réservoir tampon 19 ménagé dans le corps 10. Les figures 2 à 4 montrent que la tête est munie d'une canule 20 dont l'extrémité supérieure est vissée de manière amovible dans le corps 10 et dont l'extrémité inférieure fait saillie du joint 13 pour plonger dans le récipient correspondant. Cette canule, qui est disposée dans le canal 16 et coaxialement à celui-ci, communique par des perçages 22 et une canalisation 23 avec le bac d'alimentation 7 précité. La cavité 19 du réservoir tampon communique par un orifice 24 avec un canal 25 raccordé par une canalisation 26 à un distributeur 27. A ce dernier aboutit un conduit 28, relié à une source de vide, et un conduit 29, relié à une source d'air comprimé. La cavité 19 du réservoir tampon est munie de moyens d'obturation de l'orifice 24 réagissant au niveau de liquide contenu dans la cavité. Dans la forme d'exécution représentée, ces moyens sont constitués par un flotteur 30 dont l'extrémité conique 30a est apte à obturer l'orifice 24. Pour procéder au remplissage avec un niveau constant d'un récipient 8 prélevé sur une chaine de fabrication, il suffit, après avoir posé le récipient sur la surface 9 et par exemple sur le plateau d'une balance, d'actionner le vérin 6 de manière que la tête 2 se déplace verticalement vers le bas dans le sens de la flèche 31 de figure 1, jusqu'à ce que la face 13a du joint 13 vienne en appui sur le buvant 8a du récipient, pour obturer de manière étanche ce récipient. Un premier actionnement du distributeur 27 met en communication le réservoir tampon 19 avec la source de vide 28. La dépression ainsi créée dans la cavité est transmise, par les alésages 18, la chambre 17 et le canal annulaire 16, au récipient 8 et, par la canule 20 et le conduit 22, à la canalisation 23 plongeant dans le bac d'alimentation 7. I1 en résulte que le liquide du bac 7 est aspiré dans le récipient qui est ainsi progressivement rempli. Sous l'effet de cette aspiration, le liquide pénètre également dans le réservoir tampon 19 et soulève le flotteur 30 qui vient ainsi obturer l'orifice 24 du conduit 25 comme montré à la figure 3. Une dépression de l'ordre de 0,5 bar suffit pour effectuer les transferts sans dommages pour le matériel. A ce moment, et par actionnement automatique au manuel du distributeur 27, le conduit 26, reliant la tête au distributeur précité, est raccordé au conduit 29, c'est à dire à la source d'air comprimé. L'air comprimé pénétrant dans le réservoir tampon 19 chasse devant lui l'eau contenue dans ce réservoir, successivement, dans la canalisation 18,dans le logement 17, dans le canal annuaire 16 et dans la partie 8b du col du récipient entourant la canule 20, comme montré à la figure 4. En d'autres termes, dès que le niveau du liquide contenu dans le récipient 8 affleure l'extrémité inférieure de la canule 20, le liquide ne peut plus être chassé par la canule et seule l'air peut traverser cette canule grâce à sa pression d'arrivée.Cela met en évidence que le niveau de remplissage du flacon dépend exclusivement de la longueur de la canule 20 et, en conséquence, est constant d'un récipient à un autre. Bien entendu, la modification du niveau s'effectue en remplaçant la canule par une canule de longueur plus grande ou plus courte en fonction des besoins.Pour éviter la formation d'un bouillonnement au niveau de l'extrémité de la canule, bouillonnement pouvant réduire la précision du niveau de remplissage, l'air comprimé est amené à une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'ordre de 0,2 à 0,3 bar. Lorsque la partie 8b du récipient est vidée de son eau, l'alimentation en air sous pression est maintenue, afin que cet air,passant à travers la canule, le canal 22 et le conduit 23, vide ces conduits de toute eau et, par ventilation, assure même l'assèchement de ces conduits. Grâce à cet agencement, lorsque la tête est relevée pour permettre le déplacement du récipient, la canule ne contient aucune quantité d'eau, ce qui supprime tout risque de projection pouvant détériorer la balance. Le dispositif permet donc, en une seule opération, de procéder au remplissage à niveau constant de tous récipients. I1 peut être utilisé avec une ou plusieurs têtes disposées côte à côte sur un même support pour remplir à niveau constant plusieurs récipients par un même liquide produit, soit dans une station d'essai des récipients, soit sur une installation d'embouteillage. Le liquide transféré peut être fluide ou visqueux, posséder une masse spécifique quelconque, être dangereux ou toxique, très onéreux ou non. Cedispasitif permet d'assurer l'auto-contrôle des récipients car en présence d'une bague défectueuse favorisant la communication avec l'extérieur du récipient, il empêche le remplissage du récipient et provoque son rejet. Enfin, il accepte une canule de faible diamètre de l'ordre de 1 mm, permettant de remplir des récipients ayant un très petit col, tout en tolérant, grâce au grand diamètre de son joint, des bocaux c'est à dire des récipients de très grand diamètre. Dans une forme d'exécution particulière, et pour être certain que l'air sous faible pression soit en mesure de décoller le flotteur 30 obturant l'orifice 24, dans la phase de siphonnage de l'eau excédentaire, chaque tête est munie d'un accumulateur 33 à membrane 34, dont la chambre amont communique, par un conduit 35, avecle conduit 26 et, par un canal 36, avec le réservoir tampon 19. Ainsi, dès que la canalisation 26 est raccordée à la source d'air comprimé, cet air pénètre dans la chambre amont de l'accumulateur 33 et déforme la membrane 34 en direction de la chambre aval qui est ainsi soumise à une onde de pression se répercutant dans le réservoir tampon 19. I1 en résulte que le flotteur 30, pressé contre l'orifice 24 par la pression de l'eau, est soumis instantanément à une pression d'air qui s'ajoute à la pression qu'il reçoit par le conduit 25 et qui provoque son décollement de l'orifice 24, c'est à dire assure l'ouverture du conduit 25 amenant l'air comprimé dans la chambre 19. Un tel agencement est particulièrement intéressant lorsque plusieurs têtes sont juxtaposées sur un même support avec une alimentation commune, car il garantit le déclenchement simultané du siphonnage dans les différentes têtes et supprime donc les défauts d'ouverture provenant de phénomènes de compression ou autres dans des canalisations de longueurs différentes.Ce dispositif, qui a été décrit dans le cas de son application au remplissage de récipients en cours d'essais de fabrication, peut, bien entendu, être utilisé pour remplir par tous liquides non gazeux et avec un niveau constant des récipients divers en effectuant, si ces récipients ont une capacité régulière, un dosage précis. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le remplissage à niveau constant de récipients, caractérisé en ce qu'il consiste à obturer de manière étanche chaque récipient 8 au moyen d'une tête 2 munie d'une canule 20 qui, communiquant avec un bac d'alimentation contenant le liquide de remplissage 7, est entouré par des moyens 16-17-18 de mise en communication du récipient 8 avec un réservoir tampon 19, à relier le réservoir tampon 19 à une source de vide pour amener, par aspiration, le liquide dans le récipient 8 et dans le réservoir tampon 19 disposé au dessus de lui, à obturer, lorsque le liquide atteint un certain niveau dans le réservoir tampon 19, la canalisation 25-26 reliant ce réservoir tampon au bac 7, à interrompre l'alimentation en vide de la tête 2, à connecter le réservoir tampon 19 avec une source d'air comprimé pour ajuster le niveau dans le récipient en chassant le liquide contenu dans le réservoir 19, la canule 20 et son conduit d'alimentation et dans le col du récipient jusqu'à l'extrémité libre de la canule 20, puis à interrompre la communication du réservoir 19 avec la source d'air sous pression et à éloigner la tête du récipient. 2. Dispositif pour le remplissage à niveau constant de récipients, du type comportant au moins une tête 2 applicable sur le buvant 8a d'un récipient 8, caractérisé en ce que sa tête 2 est munie d'une part d'une face d'appui 13a apte à être appliquée de manière étanche sur le buvant 8a du récipient, d'autre part, d'une canule axiale 20, amovible, de remplissage et d'ajustement du niveau, saillant de ladite face 13a et apte à pénétrer dans le col du récipient 8, cette canule étant raccordée par une canalisation 23 à un bac d'alimentation 7 et, de plus, d'une cavité interne 19 formant réservoir tampon et communiquant, d'un côté, avec le col du récipient et de l'autre côté et par un orifice 24 obturable par des moyens 30 réagissant au niveau de liquide dans le réservoir tampon 19, avec une canalisation 26 raccordée à un distributeur 27, lui-même connecté à un circuit de vide 28 et à un circuit d'air comprimé 29. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de la tête 2 est solidaire d'un siège 12, en forme de cloche, pour un joint annulaire 13 qui, entourant la canule 20 vissée axialement dans le corps 10, forme la face d'appui étanche 13a. 4. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'alésage interne 16 du joint 13 forme, avec la canule 20, un canal annulaire débouchant dans un logement 17 du siège 12, tandis que le réservoir tampon 19 comporte au moins un alésage 18 le faisant communiquer avec le logement 17 précité. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le bac d'alimentation 7 est disposé au dessous du niveau de remplissage du récipient 8. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le réservoir tampon 19 communique, par un alésage 36, avec la chambre aval d'un accumulateur 33 à membrane 34 dont la chambre amont est connectée à la canalisation 26, raccordée au distributeur 27.