Brevet FR2712579A1 — publié le 19950524

TIREUSE REMPLISSEUSE POUR RECIPIENTS SOUPLES L'apparition sur le marché de l'emballage de récipients souples et rétractables a nettement amélioré la durée de conservation des liquides périssables dans la mesure ou leur conditionnement est réalisé dans les normes requises qui sont particulièrement l'absence d'air et de bonnes conditions sanitaires. Traditionnellement les précurseurs de ce type d'emballage, plus rigides que ceux-ci, mais moins efficaces en ce qui concerne la durée et la qualité de conservation, étaient remplissables par des moyens simples, directement avec un tuyau et un robinet, quelquefois volumétrique. Le nouvel emballage a créé toutefois un problème concernant son remplissage à cause de son manque de rigidité, et de la difficulté d'être fermé en éliminant l'air qui pourrait rester emprisonné entre le liquide et le système de fermeture, I'absence d'air étant une des conditions primordiales de conservation prolongée de beaucoup de liquides, en particulier alimentaires. Des appareils ou dispositifs connus existent déja, certains très simples mais peu performants, d'autres très élaborés faisant appel à des techniques très évoluées, mais à des prix relativement élevés, les rendant inaccessibles à l'opérateur moyen et ponctuel. L'invention et son environnement apportent une solution intéressante aux problèmes posés, en offrant à cette catégorie d'utilisateurs un appareil intermédiaire, mais remarquablement compétitif en cadence et qualité de travail. Cet appareil utilise des principes déja connus et utilisés sur d'autres types d'appareils du genre, tels que extraction de l'air avant remplissage par dépression et mesure du liquide déversé dans le récipient à remplir, mais les réalise avec des moyens différents, très simples, qui lui permettent de se situer dans un créneau de prix très abordable. Les appareils automatiques ou semi automatiques existants utilisent pour la plupart des systèmes de mesure volumétriques contrôlant le passage du liquide par une turbine à comptage électrique ou électronique beaucoup plus sophistiqués, obligeant la plupart du temps le constructeur à employer également une énergie pneumatique, en général, pour les mouvements mécaniques. L'invention réside dans la simplification de systèmes existants, par le fait qu'un réservoir intermédiaire préalablement jaugé et gradué se remplit automatiquement jusqu'à un niveau déterminé et contrôlable visuellement, en fonction du récipient à remplir, lequel réservoir, sur ordre manuel de l'opérateur qui a préalablement placé ledit récipient à l'endroit prévu à cet effet et l'a immobilisé par un levier de contrôle de position descend se placer sur l'orifice de remplissage du récipient et, automatiquement, après en avoir extrait l'air, se déverse dans ledit récipient qui, grâce à une position précise imposée par ses supports, se trouve, après égouttage complet du réservoir, parfaitement rempli jusque dans le col de son orifice. Le réservoir, libéré de son contenu, remonte alors automatiquement pour se remplir à nouveau, tandis que l'opérateur pose le dispositif de fermeture sur le récipient plein, le dégage de son support et remet une nouvelle vessie en place. La seule énergie pneumatique est employée sur la version présentée. La description de cet appareil présentera, par le texte et par les diverses figures qui y sont rattachées, toutes les pièces relatives à cette invention en expliquant leur rôle et le déroulement du cycle automatique gérant la partie automatique de son fonctionnement. Les dessins et figures annexées illustrent l'invention: La figure 1 présente le croquis de l'ensemble de l'appareil vu de profil selon l'invention La figure 2 présente les détails du réservoir vu en coupe et les accessoires qui lui sont rattachés, selon l'invention La figure 3 représente en coupe le bec de remplissage et ses accessoires selon l'invention La figure 4 représente le système de glissières et le dispositif permettant au réservoir de se déplacer verticalement selon l'invention La figure 5 présente la pièce destinée à recevoir l'orifice de remplissage du récipient à remplir, nommée support dans le texte, et le détail de ses accessoires. En référence à ces dessins,l'appareil est constitué: suivant les figures 1,2, 3,4et5 d'un châssis (13) qui peut être en structure tubulaire, mais devant avoir une assise suffisante pour assurer l'équilibre de l'appareil et sa charge, supportant: un réservoir (1) pouvant être de forme cylindrique monté sur un charriot (15) mobile verticalement par le fait qu'il est installé sur des glissières (8) faisant partie intégrante du châssis et qu'il est mu par des vérins (7a) . Les mouvements de ce réservoir sont contrôlés, en leur point extrême de déplacement, par deux dispositifs de contrôle de position (V1 ,V2) une tablette (11) inclinable fixée sur le châssis dont l'inclinaison et la hauteur sont réglables portant deux commande manuelle (14a et 14b), une sur chacun de ses côtés un support (16) constitué, par exemple, d'un plaque rigide fixée par serrage sur les glissières (8), de façon à être réglable en hauteur sur lequel prennent appui les vérins (7a) et sur lequel est installé un levier manuel de contrôle de position (14) statique et son dispositif de transmission d'ordre (V5) .Ce support est découpé de telle façon qu'il servira à placer le récipient à remplir (30) et son orifice (31) dans une position bien déterminée un coffret (50) dans lequel est installé le système d'automatisme un poste d' alimentation en énergie (54) qui peut être d'origine pneumatique ou électrique ou mixte un tableau de commandes comportant : une commande "départ cycle-fin de cycle" (51); un commande "remise à zéro" (52); une commande d'arrêt d'urgence (53) et pouvant supporter tout autre commande complémentaire suivant les figures 4et 5: d'un réservoir(1) et son tube niveau (2) ,arrimés sur le charriot, (15)comportant: un bec de remplissage (3), une vanne de remplissage(9) pilotée par un vérin rotatif (7), sa valve (V3) de contrôle de position, trois orifices supérieurs (31,32,33) une bride supportant le point d'appui d'un levier (10 a) un levier culbuteur (10) un vérin (7b) rattaché au levier culbuteur, sa valve (V4) de contrôle de position, une bride (10b) donnant appui à la base du vérin 7b, une sonde principale de niveau (6) une deuxième sonde de niveau (6b) de sécurité, une tige creuse centrale (4) portant à sa base une soupape (4a) de fermeture du bec de vidange (3), tenue forcée vers le bas par un ressort (R) prenant appui supérieur dans une douille perforée (3b)au niveau de la base du réservoir (1 )et solidaire du réservoir (1), soupape (4a) traversée par un orifice central (4b) fermé partiellement par un clapet à bille (4c) et communiquant par la partie creuse de la tige (4) avec un raccord (5) placé à la partie supérieure de la tige creuse. Ce raccord sert d'appui supérieur à une bague (4d) de plus gros diamètre que la tige et formant renflement sous laquelle le levier (10) prend appui.. - d'un bec de remplissage (3) comportant à sa partie supérieure, un filetage (3a) et à sa base une ouverture (34) prolongée par un tube (35) autour duquel est placé un joint circulaire(36) Le récipient à remplir (30) et son orifice de remplissage (31 )indépendants de l'appareil sont présentés à titre d'exemple mais peuvent se présenter sous toute autre forme acceptable par l'appareil Les parties et pieces décrites vont permettre d'expliquer clairement le fonctionnement logique et simple de l'appareil. Afin de clarifier le texte, le récipient à remplir sera dénommé "vessie". La mise en service nécessite la mise sous pression du circuit pneumatique, ou électrique, ou mixte suivant la version (54) et l'alimentation en liquide de la vanne (9) par un moyen régulier en débit et pression. L'opérateur agit sur la commande (52) de départ du cycle: la vanne (9) s'ouvre et le liquide arrive dans le réservoir (1) qui se trouve alors en position haute et dont le bec de vidange (3) se trouve en position fermée, et dans le tube de niveau (2) avec lequel il communique par la base Lorsque le liquide atteindra le niveau déterminé en fonction de la vessie choisie, la sonde principale de niveau (6) déclenchera un signal qui aura pour effet la fermeture de la vanne d'alimentation (9) du réservoir pilotée par le vérin rotatif (7b) et dont la position fermée est contrôlée par sa valve de contrôle de position (V3) . Durant ces opérations dont l'enchaînement est automatique, I'opérateur aura pu installer la vessie vide (30) sur la tablette (11) et bloquer son orifice de remplissage (31) avec le levier de contrôle de position (14) autorisant ainsi le déroulement des fonctions suivantes du cycle. Il pressera alors simultanément les deux commandes( 14a et 14b) de descente du réservoir, ce qui l'obligera à employer ses deux mains qui seront ainsi mises en sécurité, hors du champ de mouvement du réservoir (1) . Celui- ci descendra par la force des vérins (7) seulement si le niveau déterminé est atteint et la vanne (9) fermée, ce qui sera normalement le cas si le débit de l'alimentation liquide est suffisant. A ce stade du cycle, il aura la possibilité de contrôler visuellement la précision du contenu du réservoir (1) grâce au tube de niveau transparent (2). Dans le cas ou, à cause d'un débit liquide insuffisant, le niveau ne serait pas atteint, il tiendra les commandes (14a et 14b) pressées et l'exécution ne surviendra que dès que les conditions requises seront remplies. Si, pour une raison quelconque, la descente du réservoir(1) ne pouvait s'effectuer jusqu'au point prévu, à cause d'un quelconque obstacle, décelé par le tube (35) prolongeant le bec, le déroulement de la suite du cycle serait interrompu jusqu'après correction du défaut. Le tube(35) prolongeant le bec de vidange(3) du réservoir (1) se placera alors dans l'orifice (31) de la vessie, en comprimant légèrement le joint (36) sur la partie périphérique de l'orifice de la vessie, par la force des vérins (7) de manière à créer une liaison hermétique entre les deux récipients (let 30) . Un signal donné par la valve (V2) déclenchera le système de dépression dont la durée sera gérée par l'automate: I'air éventuellement présent dans la vessie sera aspiré par la voie du tube creux (4)et de son orifice inférieur (4b) relié au système de dépression par le raccord (5) situé à l'extrémité superieure du tube creux 4) et sera éliminé au maximum. Le clapet à bille (4c), situé dans la soupape de vidange (4a), s'opposera au retour de l'air dans la vessie (30) dés l'arrêt du système de dépression. La soupape de vidange (4a) du réservoir(1) s'ouvrira alors, tirée vers le haut par la tige creuse(4) qui elle même est tirée vers le haut, par le levier culbuteur (10), actionné par le vérin (7c) placé à la partie supérieure du réservoir . Après une durée déterminée, préréglée en fonction du volume de liquide à déverser, la soupape de vidange (4a) se fermera, déclenchant, par la voie de la valve de contrôle de position(V4), I'ouverture de la vanne d'alimentation (9), et l'ordre de remontée du réservoir vers sa position haute. L'opérateur pourra ainsi poser le système de fermeture sur l'orifice du récipient plein et dégager celui-ci, en basculant le levier de contrôle de position (14b) , ce qui aura pour effet d'interdire la possibilité de descente du réservoir et assurera la sécurité de l'opérateur Lorsque le nombre prévu, moins un, de récipients pleins sera atteint, I'opérateur agira sur la commande FDC (51), ce qui aura pour effet de lui laisser remplir le dernier récipient et d'empécher le déroulement d'un nouveau cycle après la remontée du réservoir, laissant ainsi le réservoir vide en position haute La deuxième sonde de niveau (6b) vient renforcer l'efficacité de la sonde principale (6) en cas de défaut d'exécution de l'ordre transmis par oelle-ci Une commande d'arrêt supplémentaire (53) se trouve à la portée de l'opérateur pour interrompre à tout moment l'arrivée du liquide dans le réservoir Selon les modes particuliers de fabrication Tous les ordres manuels et automatiques, la fonction dépression, les contrôles de niveau et de position des divers organes en mouvement sont gérés par l'automate pneumatique programmé à ces effets Tous les ordres manuels et automatiques, la fonction dépression, les contrôles de niveau et de position des divers organes en mouvement peuvent être gérés par un système électronique ou électropneumatique Tous les organes physiques de structure de l'appareil présenté sont construits en acier et matériaux inoxydables mais peuvent être construits sous des formes et des apparences différentes de celles représentées sur les schémas et avec des matériaux différents compatibles avec le bon fonctionnement de l'appareil L'appareil est destiné particulièrement aux petites ou moyennes unités de conditionnement de liquides utilisant des récipients souples, régulièrement ou ponctuellement. REVENDICATIONS 1) Appareil de remplissage semi automatique de récipients souples à partir de tous liquides caractérisé par un réservoir intermédiaire(1) jaugé et gradué, servant de mesure volumétrique du liquide utilisé, se déplaçant verticalement , se remplissant jusqu'à un niveau déterminé, en position haute ,et se vidant en position basse dans le récipient à remplir après en avoir retiré l'air. 2)Appareil de remplissage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réservoir (1) est équipé d'un tube de niveau (2) gradué transparent permettant de vérifier régulièrement la précision du niveau du liquide qui sera déversé dans chacun des récipients à remplir et servant de support et de repère de hauteur à la sonde automatique de niveau (6) dont le signal déclenchera l'arrêt automatique de la vanne (9) d'alimentation du réservoir (1) 3)Appareil de remplissage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un réservoir (1) fermé à la base par une soupape (4a) portée par une tige creuse (4) qui assure la double fonction d'ouvrir et de fermer la base du réservoir par ses qualités mécaniques et sert de conducteur à la dépression nécessaire pour retirer l'air du récipient (30) à remplir par sa partie centrale creuse(4b) 4)Appareil de remplissage, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la sonde principale de niveau (6) et une deuxième sonde de sécurité (6b) sont gérées uniquement par l'énergie pneumatique 5)Appareil de remplissage, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la sonde principale de niveau (6) et une deuxième sonde de niveau de sécurité (6b) sont gérées par l'énergie électrique