Brevet FR2665682A1 — publié le 19920214

La présente invention concerne un procédé et un appareil de remplissage de conteneurs, conditionnements tels que des poches, par des liquides, afin que la subs- tance de remplissage ne puisse pas être projetée En parti- culier, l'invention concerne une buse qui comporte un dispositif destiné à empêcher l'écoulement d'une quantité excessive de liquide dans la poche ou la bouteille, un dispositif qui maintient la sortie de la buse au-dessus du niveau du liquide dans la poche ou la bouteille pendant le remplissage, et un procédé mettant en oeuvre cette buse pour le remplissage de poches et de bouteilles. Le remplissage des récipients en forme de poches pose de nombreux problèmes L'un d'eux est la projection du liquide lorsqu'il est déversé dans le récipient Un autre problème est l'égouttage de la buse après le remplissage du récipient Les projections et l'égouttage provoquent une contamination de la zone de scellement du récipient Les projections excessives peuvent aussi donner dans le réci- pient une quantité de liquide inférieure à celle qui est nécessaire Lorsque le récipient est une poche, le problème qui se pose est surtout celui de la contamination de la zone de scellement Ceci est le cas car, dans de nombreux cas, la poche est mise en forme et remplie au cours d'une même séquence d'opérations La poche est ainsi réalisée à partir d'une feuille et, lorsqu'elle est mise en forme avec un fond et des côtés fermés, elle est remplie La partie supérieure est alors scellée. Un problème se pose si la région qui doit comporter la soudure supérieure a été revêtue de la substance intro- duite dans le récipient en forme de poche Ceci est dû à une projection de la substance due à un écoulement turbu- lent dans la poche en cours de remplissage et à l'égouttage de la buse à la fin du remplissage Cependant, quelle que soit la cause exacte du revêtement de la surface interne par le produit, on sait qu'il est nuisible à la formation ultérieure de bonnes soudures L'invention a donc pour objet de réduire au minimum ces projections et l'égouttage d'une buse après le cycle de remplissage. L'invention a pour objet une buse anti-goutte des- tinée au remplissage de conditionnements, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe tubulaire allongé ayant une ouverture qui le traverse et destinée à l'écoulement d'un liquide, un dispositif placé à l'extrémité supérieure de cet organe et destiné à l'introduction d'un liquide, au moins une grille placée à l'autre extrémité de cet organe et destinée à diriger l'écoulement et à réduire la forma- tion de gouttes, au moins un dispositif d'aspiration dans la région voisine de la grille pour éliminer l'excès de liquide de la grille et des moyens destinées à relever cet organe durant le remplissage de ce conditionnement pour maintenir cette grille au-dessus du niveau du liquide dans le conditionnement en cours de remplissage. L'invention a pour objet un procédé de remplissage d'un conditionnement à l'aide d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) la disposition d'une buse tubulaire allongée ayant un canal qui la traverse pour délivrer du liquide à un conditionnement et équipée de grilles et de dispositifs d'aspiration voisins de ces grilles, (b) le déplacement de cette buse dans un condition- nement au voisinage du fond de ce dernier, (c) l'écoulement de liquide au travers de cette buse et le déplacement de la sortie de cette dernière pour main- tenir cette sortie au-dessus du niveau du liquide dans ce conditionnement, (d) l'arrêt de l'écoulement du liquide de la buse, et (e) la mise en action des dispositifs d'aspiration pour éliminer le liquide de la zone des écrans. L'invention concerne ainsi un procédé et un appareil de remplissage de conditionnements sous forme de récipients et en particulier de remplissage de poches formées de film souple L'appareil comprend une buse qui a un organe tubulaire allongé ayant une ouverture pour la circulation intermittente d'un liquide A l'extrémité supérieure, un dispositif permet l'introduction du liquide et, à l'extré- mité inférieure, au moins une grille provoque un écoulement laminaire et réduit la formation de gouttes à la fin de l'écoulement du liquide Un dispositif d'aspiration est placé à l'extrémité inférieure, dans la région d'une ou plusieurs grilles, afin qu'il retire l'excès du liquide de la région des grilles En outre, la totalité de l'organe tubulaire allongé qui forme la buse peut être déplacée vers le haut lorsque le récipient est en cours de remplissage afin que l'extrémité de sortie de la buse reste à une distance de consigne au-dessus du niveau du liquide dans le récipient et réduise ainsi au minimum l'énergie de choc du fluide lorsqu'il pénètre dans le conditionnement. Dans ce procédé, la buse est introduite dans la poche et la buse est ouverte afin que le liquide s'écoule dans le récipient Le liquide s'écoule dans le récipient et simultanément la buse remonte afin que la sortie de la buse reste au-dessus du niveau du liquide dans le récipient pendant la séquence de remplissage La buse est fermée lorsque la poche est remplie et le dispositif d'aspiration est alors commandé afin qu'il retire tout excès de liquide de la région de la grille ou des grilles et empêche la formation d'une goutte La buse est alors prête pour une autre séquence de remplissage. Lorsqu'une poche est en cours de remplissage, la buse participe habituellement à une séquence d'opérations de mise en forme et de remplissage Lorsque la poche a été mise en forme au point d'avoir un fond et des côtés fermés, elle est à l'état de remplissage A ce moment, la buse est proche du fond de la poche La buse est commandée afin qu'elle fasse couler une quantité donnée de liquide dans la poche Simultanément, la buse est soulevée afin qu'elle reste au-dessus du niveau du liquide qui s'écoule dans la poche Lorsque la quantité donnée de liquide s'est écoulée dans la poche, l'écoulement est interrompu et l'excès de liquide de la région d'une ou plusieurs grilles de la buse est retiré par aspiration Ceci réduit la formation d'une goutte à la cessation de la circulation du liquide. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe en élévation d'un ensemble à buse de remplissage en position fermée; la figure 2 est une coupe en élévation de l'ensemble à buse de remplissage en position ouverte; la figure 3 est une coupe de l'ensemble à buse de remplissage de la figure 1 suivant la ligne 3-3; la figure 4 est une vue en élévation latérale de la buse de remplissage au début du remplissage d'un récipient; la figure 5 est une vue en élévation latérale de la buse de remplissage lorsque le récipient est à moitié plein; et la figure 6 est une vue en élévation latérale de la buse de remplissage lorsque le récipient a été rempli. Sur la figure 1, la buse 10 de remplissage est représentée en position fermée Dans cette position, le liquide ne peut pas passer par l'ouverture 23 de la buse La buse comporte un corps 14 qui reçoit un liquide par un canal 12 d'un conduit 11 Le liquide est reçu du conduit 36 par une ouverture 35 Le conduit 11 supporte aussi la buse et constitue un dispositif permettant le soulèvement et l'abaissement de la buse pendant les cycles de remplis- sage du récipient Le conduit 11 coopère par vissage avec le corps 14 de buse par l'intermédiaire de filets 13 Le conduit 15 formé dans le corps de la buse permet au liquide de s'écouler dans un boîtier 16 de tige d'obturateur et vers la région du siège 17 d'obturateur de la buse Le liquide s'écoule autour du guide 26 de la tige 18 vers la région du siège 17 La partie inférieure de la tige est au contact du siège lorsque l'obturateur est en position de fermeture Ceci interrompt l'écoulement du liquide En position d'ouverture comme représenté sur la figure 2, le conduit 15 communique avec la chambre 21, le liquide circulant du conduit 15 à la chambre 21 A la partie inférieure de la chambre 21, une ou plusieurs grilles 22 sont destinées à mettre le liquide qui s'écoule sous forme d'un écoulement laminaire Après circulation à travers la grille, le liquide sort de la buse par l'ouverture 23 Un ou plusieurs conduits 20 communique avec la chambre 21 et sont destinés à l'extraction du liquide en excès de la chambre 21 après la cessation de l'écoulement du liquide du conduit 15 vers la chambre 21 Ce liquide est retiré par une aspiration transmise par les conduits 20. La buse 10 est de préférence un dispositif électro- mécanique, mais elle peut aussi être de type mécanique. Dans le cas d'un dispositif électromécanique, un champ magnétique induit par des bobines 25 provoque une remontée vers le haut de l'aimant 27 Celui-ci est solidaire du guide 26 de la tige Des butées 28 et le siège 18 limitent le déplacement de la tige 17. La figure 2 représente la buse en position d'ouver- ture La tige de l'obturateur est en position abaissée et permet au liquide de s'écouler par le conduit 15 vers la chambre 21 Le liquide passe à travers la grille 22 et sort par l'ouverture 23 Lorsque la buse se ferme à nouveau, une aspiration est transmise par les conduits 20 afin que l'excès de liquide de la chambre 21 soit retiré. La figure 3 est une coupe de la buse suivant la ligne 3-3 de la figure 1 Elle représente un corps de buse 14, une chambre 21, une tige 17 d'obturateur et des con- duits 20 d'aspiration. Les figures 4 à 6 illustrent le remplissage d'un récipient par la buse Sur la figure 4, la buse est repré- sentée en position totalement introduite dans le récipient , lors du remplissage du récipient par le liquide 31 Le liquide de la buse 10 forme pratiquement un écoulement laminaire Ceci est dû à sa circulation dans la grille Sur la figure 5, le récipient 30 représenté est à peu près à moitié plein de liquide Sur cette figure, la buse 10 a remonté afin que l'ouverture 23 de la buse soit juste au- dessus du niveau du liquide 31 présent dans le récipient. Sur la figure 6, le récipient 30 est représenté plein La buse est placée au-dessus du niveau du liquide et le courant de liquide de la buse a cessé A ce moment, une aspiration est transmise par les conduits 20 afin que l'excès de liquide de la partie inférieure de la buse soit extrait, c'est-à-dire de la partie de la grille ou des grilles. Les fonctions principales de la grille ou des grilles 22 sont de créer un courant laminaire dans le liquide quittant la buse et de faciliter la suppression des gouttes de la buse lorsque celle-ci est en position de fermeture La grille peut être une grille unique ou plu- sieurs grilles empilées Il est préférable qu'une grille unique soit utilisée, et elle peut avoir une épaisseur d'environ 0,1 à 10 mm et de préférence d'environ 0,2 à mm La grille a une ouverture de mailles d'environ 0,1 à 5 mm et de préférence d'environ 0,5 à 2,5 mm Ceci suffit pour former des canaux par lesquels le liquide s'écoule en formant un courant pratiquement laminaire. Il est aussi préférable que la buse ait un diamètre tel qu'elle remplit pratiquement toute la section du récipient pendant le remplissage Dans le cas d'une poche, cela correspond à 60 à 90 % environ du diamètre du réci- pient Lorsque le récipient est un flacon, ceci correspond à 60 à 90 % environ de l'ouverture du col du flacon Une buse de grand diamètre donne des projections réduites puisque le liquide peut s'écouler à une plus faible vitesse En outre, le risque d'écoulement très turbulent est réduit au minimum De cette manière, les projections et la contamination des parois internes du récipient sont réduites. La buse 10 est déplacée vers le haut et vers le bas mécaniquement, hydrauliquement ou pneumatiquement Lors d'une commande hydraulique ou pneumatique, un piston est fixé directement ou indirectement au conduit 11 Un liquide ou un gaz agissant sur le piston provoque le soulèvement et l'abaissement de la buse 10 Dans une opération mécanique, le conduit 11 peut porter un organe denté tel qu'une crémaillère à sa surface externe Un pignon en prise avec cette crémaillère assure le soulèvement et l'abaissement de la buse D'autres dispositifs mécaniques peuvent être utilisés La figure 1 représente une technique hydraulique ou pneumatique pour le soulèvement et l'abaissement de la buse 10 Une barre 37 est raccordée à la tige 38 d'un piston 39 qui se déplace dans un cylindre 40 Celui-ci est fixé à un support 41 Un fluide ou un gaz est pompé par l'ouverture 42 ' ou l'ouverture 42 " afin que le piston et l'obturateur 10 soient déplacés La figure 2 illustre une technique mécanique Dans ce cas, une crémaillère 43 est fixée rigidement au conduit 11 La rotation du pignon 44 provoque un déplacement vers le haut et vers le bas de la buse 10. Lors du remplissage d'une poche formée d'un film, la buse est déplacée vers le bas presque au fond de la poche et l'écoulement du liquide dans la poche commence Lorsque le liquide s'écoule dans la poche, la buse est déplacée vers le haut afin que le fond de la buse reste au-dessus du niveau du liquide dans la poche Lorsque la quantité déterminée de liquide a rempli la poche, la circulation du liquide cesse et une aspiration est transmise à la partie inférieure de l'obturateur afin que des gouttes ne puissent pas se former L'excès de liquide est évacué de la région de la grille ou des grilles de la buse vers un réservoir de recyclage L'aspiration est alors interrompue et la buse est prête à être abaissée pour la commande d'un autre cycle. Une fonction principale de cette buse de remplissage est d'empêcher les projections du liquide qui est introduit dans les poches ou autres récipients, autour de la buse, car il pourrait mouiller le film dans la zone dans laquelle une soudure doit être faite dans une étape ultérieure Si la région qui doit former la soudure a été mouillée par du produit, elle risque de donner une soudure de moindre résistance. De préférence, le liquide recueilli par les disposi- tifs d'aspiration est renvoyé à une cuve de recirculation. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Buse anti-goutte destinée au remplissage de conditionnements, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe tubulaire allongé ( 14) ayant une ouverture ( 15, 21, 23) qui le traverse et destinée à l'écoulement d'un liquide, un dispositif ( 11, 12, 35, 36) placé à l'extrémité supérieure de cet organe ( 14) et destiné à l'introduction d'un liquide, au moins une grille ( 22) placée à l'autre extrémité de cet organe ( 14) et destinée à diriger l'écou- lement et à réduire la formation de gouttes, au moins un dispositif d'aspiration ( 20) dans la région voisine de la grille ( 22) pour éliminer l'excès de liquide de la grille et des moyens ( 37, 38, 39, 40, 41, 42 ', 42 "; 43, 44) des- tinées à relever cet organe ( 14) durant le remplissage de ce conditionnement pour maintenir cette grille ( 22) au- dessus du niveau du liquide dans le conditionnement en cours de remplissage. 2 Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs grilles ( 22). 3 Buse selon la revendication 2, caractérisée en ce que les grilles ( 22) ont une épaisseur comprise entre 0,1 et 10 cm. 4 Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs dispositifs d'aspiration ( 20). 5 Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de la buse ( 14) remplit pratiquement la section droite du conditionnement à remplir. 6 Procédé de remplissage d'un conditionnement à l'aide d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) la disposition d'une buse tubulaire allongée ( 14) ayant un canal qui la traverse pour délivrer du liquide à un conditionnement et équipée de grilles ( 22) et de dispositifs d'aspiration ( 20) voisins de ces grilles, (b) le déplacement de cette buse dans un condition- nement au voisinage du fond de ce dernier, (C) l'écoulement de liquide au travers de cette buse et le déplacement de la sortie de cette dernière pour maintenir cette sortie au-dessus du niveau du liquide dans ce conditionnement, (d) l'arrêt de l'écoulement du liquide de la buse, et (e) la mise en action des dispositifs d'aspiration pour éliminer le liquide de la zone des écrans. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le liquide recueilli par les dispositifs d'aspira- tion est renvoyé à une cuve de recirculation. 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le liquide est choisi dans le groupe qui comprend la lessive, les détergents, les adoucissants et les lotions. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le liquide est une lessive. Procédé selon la revendication 8, en ce que le liquide est un adoucissant. 11 Procédé selon la revendication 8, en ce que ce conditionnement est une poche souple en film.