Brevet FR2780948A1 — publié le 20000114

La présente invention concerne un dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée. Pour le conditionnement en récipients rigides ou semi-rigides destinés à être fermés par un bouchon, la quantité de gaz comprise au-dessus de la substance génère souvent des inconvénients. Ces inconvénients proviennent: soit par sa composition, telle que la présence d'oxygène, soit par sa température, soit par la présence de particules ou germes nuisibles à la conservation de la substance. Parmi les dispositifs retenus pour remplacer ce volume gazeux par un autre qui n'aurait pas les inconvénients cités, le dispositif le plus simple fait appel au soufflage d'un gaz protecteur ou gaz neutre, tel que montré aux Figs. la et lb. Aux Figs. la et lb, on peut voir un flacon 40 posé dans un support 60, par exemple le support d'un carrousel d'une machine à embouteiller. Ce flacon contient une substance sensible 70. On voit également une tête de bouchage 10 qui a saisi un bouchon 20 ainsi qu'un tube 31 d'arrivée d'un gaz neutre 50. A la Fig. la, le tube 31 est positionné dans l'axe du goulot 40a du flacon 40 et débouche à l'extérieur du flacon 40 légèrement au-dessus de l'ouverture du goulot c. Un gaz neutre 50 est insufflé dans le goulot 40a par le tube 31 et, par réaction, souffle l'air ambiant qui stagnait dans le volume libre 40e placé au-dessus de la surface libre 70a de la substance 70. Dans les faits, le gaz incident 50 se mélange progressivement à cet air ambiant, le surplus de ce mélange étant évacué hors du flacon. Il résulte de ce mécanisme de mélange que, dans la pratique, le taux de remplacement n'atteint jamais 100 %. Par ailleurs, pendant le soufflage, le gaz neutre qui est introduit dans le flacon entraîne, par effet Venturi, de l'air ambiant, si bien que le remplacement ne peut pas être total. On peut également constater, à la Fig. 1 a, que le volume intérieur 20a du bouchon 20 n'est pas concerné par l'opération de soufflage. A la Fig. 1 b, la tête de bouchage 10 s'est déplacée radialement pour se trouver alignée avec l'axe du goulot 40a. Cette tête de bouchage 10 descend alors avec un mouvement de rotation, et vient fermer hermétiquement le flacon 40, par le bouchon , qui est ensuite évacué. Pendant cette opération, de l'air ambiant est réintroduit dans le flacon du fait des déplacements de l'air ambiant. Par ailleurs, le bouchon 20 qui contient de l'air, 2 2780948 ajoute également une quantité d'air au-dessus du liquide sans toutefois réduire totalement les inconvénients ci-dessus. Ainsi, pour pallier les inconvénients ci-dessus mentionnés, on introduit généralement une grande quantité de gaz protecteur grevant ainsi le coût de l'opération. Un but de l'invention est donc de proposer un dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée, qui assure un taux de remplacement élevé de l'air placé au-dessus du niveau de la substance contenue dans le flacon, ainsi que dans le volume intérieur du bouchon, avant la fermeture de celui-ci, au profit d'un gaz neutre. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée, qui réduise la consommation de gaz neutre. A cet effet, le dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée, selon l'invention, comporte des moyens pour souffler un gaz neutre dans le volume intérieur d'un bouchon, mobile sur un plan tangent à la face supérieure du goulot d'un flacon, et entre une première position o le bouchon atteint le goulot, et une seconde position o l'axe du bouchon est aligné avec l'axe du flacon. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour souffler le gaz comportent un système d'amenée du gaz, comportant une plaque de protection qui peut recevoir un gaz par un tube, ladite plaque située tangente sous le bouchon recouvre complètement sa face inférieure à la première position du bouchon. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque de protection comporte un orifice qui met en relation le volume intérieur du bouchon avec l'atmosphère, à la première position du bouchon. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque de protection s'escamote par rapport au goulot du flacon lors de l'opération de vissage du bouchon sur le goulot. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: les Figs. la et lb représentent la vue de face d'un dispositif de remplissage connu d'un gaz neutre d'un flacon, suivi d'un dispositif de bouchage connu du flacon par un bouchon, la Fig. 2 représente la vue de face du dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée, selon l'invention et, La Fig. 3 montre une coupe selon A à la Fig. 2 du dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée, selon l'invention. Les Figs. 4 à 9 représentent les différentes étapes successives permettant d'obtenir un flacon bouché contenant une grande proportion de gaz neutre, selon l'invention. Le dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée selon l'invention est inséré dans un cycle de conditionnement de flacons, après le remplissage de ceux-ci. A la Fig. 2, on peut voir un flacon 40 placé dans un support 60 d'un carrousel mobile 80. Pendant son circuit sur le carrousel 80, le flacon est rempli d'une substance dont le niveau visible en 70a délimite le volume libre 40e placé entre lui et l'ouverture 40c du goulot 40a du flacon 40. A l'instar du dispositif de la Fig. 1, le dispositif représenté à la Fig. 2 comprend une tête de bouchage 10 dans laquelle peut prendre place un bouchon 20. La tête de bouchage 10 est constituée d'un corps cylindrique lOa prolongé dans sa partie basse par un réceptacle l0b pour bouchon qui présente une forme également cylindrique coaxiale et qui est pourvu d'une empreinte 1 Oc. L'empreinte 1Oc est disposée coaxiale, sous et dans le réceptacle 10b. Elle est prévue pour recevoir et enserrer un bouchon par sa périphérie 20b. Le dispositif de bouchage représenté à la Fig. 2 comprend également un système 30 d'amenée d'un gaz neutre 50. Ce système comprend une plaque de protection 33 dont la face supérieure 33a est disposée dans un plan légèrement au- dessus du plan contenant l'ouverture 40c du goulot 40a du flacon 40 pour permettre, comme on le verra par la suite, le déplacement radial du bouchon 20. Cette plaque de protection 33 d'aspect sensiblement rectangulaire à la Fig. 3 jouxte le goulot 40a et l'enveloppe sur un demi-périmètre par une découpe 33b de forme semi-cylindrique. La plaque de protection 33 est prévue pour recevoir le bouchon 20 qui est maintenu dans l'empreinte IOc de la tête 10 et dont la face inférieure 20d entre alors en contact, au jeu près, avec la face supérieure 33a de la plaque 33. La surface de la face supérieure 33a est telle que ladite face déborde de la trace engendrée par le déplacement radial de la face inférieure 20d du bouchon 20 sur 4 2780948 ladite surface 33a de la position montrée à la Fig. 2 à la position dans laquelle il se trouve dans l'axe du flacon 40 à la Fig. 7. Elle comporte également un orifice 33c qui met en relation le volume intérieur 20a du bouchon avec l'atmosphère. Un tube 31 prolongé par un coude 32 débouche au travers de la plaque de protection 33 sur sa face supérieure 33a. Le tube 31 peut recevoir un gaz neutre 50 tel de l'azote ou du gaz carbonique, distribué de manière synchronisée avec le déplacement radial de la tête de bouchage 10. Le corps cylindrique 1 Oa est relié par sa partie haute à un organe de manoeuvre 1 1. Cet organe de manoeuvre 11 va au préalable emmener la tête à boucher 10 chercher un bouchon 20, par exemple sur un carrousel à bouchon, (cette opération n'est pas représentée) puis pour la positionner comme cela est montré à la Fig. 2. L'organe de manoeuvre 1Il peut ensuite déplacer radialement la tête de bouchage 10 et son bouchon 20 entre deux positions respectives o la face inférieure d circule sensiblement dans le même plan que la face supérieure 33a de la plaque de protection 33. La première position est représentée à la Fig. 2 et correspond au début de l'opération de bouchage du flacon sous atmosphère contrôlée. Les projections des parois de la périphérie 20b du bouchon et de la paroi interne 40 b sont tangentes comme le montre la Fig. 3. La seconde position est représentée à la Fig. 7. L'axe du bouchon est aligné avec l'axe du flacon 40. Le bouchon 20 maintenu dans la tête 10 peut être entraîne en rotation par la tête 10 au moment de son vissage sur le goulot 40b du flacon 40. Le bouchon 20 reçoit un taraudage 20e réalisé dans le volume intérieur 20a, prévu pour coopérer avec le filetage 40d présent sur le goulot 40a. Ainsi, dans la seconde position, la tête de bouchage 10 peut aussi descendre, animée d'un mouvement de rotation conmme représenté à la Fig. 9 pour permettre le vissage du bouchon 20 sur le goulot 40a du flacon 40. Comme on le verra par la suite, le système d'amenée 30 d'un gaz est prévu pour se déplacer radialement par rapport à l'axe du flacon 40 en s'éloignant de lui, quand la tête à boucher est positionnée dans l'axe du flacon 40. La première étape de bouchage d'un flacon sous atmosphère contrôlée est représentée aux Figs. 2 et 4. Un flacon 40 est présent dans son support 60, et un bouchon 20 est installé dans l'alvéole 1Oc. 2780948 La circulation du gaz 50 dans le système d'amenée 30 est commandée juste avant que la tête de bouchage 10 ne commence son déplacement. La veine de gaz 50 circule dans le volume 20a du bouchon 20, ressort par l'orifice 33c et permet de décontaminer le volume intérieur 20a du bouchon 20. La seconde étape est représentée à la Fig. 5. La tête de bouchage 10 commence à se déplacer en direction de l'axe du flacon 40 suivant B. Dès que la tête de bouchage a commencé à déplacer le bouchon 20 sur la face supérieure 33a de la plaque de protection 33, la veine de gaz "V" suit le chemin tracé à la Fig. 5 en forme de sinusoïde et débouche du coude 32 dans l'espace intérieur 20a du bouchon 20. L'orifice 33c quitte le volume intérieur 20a du bouchon 20 et n'évacue plus le gaz 50. Le fond du bouchon 20fjoue le rôle d'un réflecteur et renvoie la veine gazeuse vers le volume libre 40e du flacon 40. La veine gazeuse rencontre alors la surface libre 70a de la substance 70 qui la renvoie vers l'extérieur du flacon 40. Le gaz pénètre dans les deux volumes 20a et 40e se mélange avec l'air qu'ils contiennent et entraîne le mélange obtenu à l'extérieur du flacon 40. Il ne pénètre dans l'espace intérieur 20a que du gaz neutre 50. Ledit gaz débouche au travers de la plaque de protection 33 qui s'étend latéralement à la sortie du coude 32, ce qui réduit considérablement l'introduction d'air ambiant par effet venturi dans l'espace intérieur 20a. Une proportion importante d'air présent dans l'espace intérieur 20a et dans le volume libre 40e est évacuée à l'extérieur du flacon 40 entre la première et la seconde étape. La troisième étape est représentée à la Fig. 6. La tête de bouchage 10 continue son déplacement suivant B. Le gaz 50 circule dans le tube 31 et arrive dans une partie différente de l'espace intérieur 20a, et située vers la périphérie 20b du bouchon 20. La veine de gaz "V" suit une trajectoire différente dans le volume intérieur 20a et dans le volume 40e avant de ressortir du goulot 40a. La veine "V" atteint des endroits qui étaient hors de sa trajectoire entre la première et la seconde étape. L'air résiduel qui aurait pu stagner dans l'espace intérieur 20a du bouchon 20, et le volume libre 40e du flacon 40 pendant cet intervalle, sont évacués vers l'extérieur du flacon 40 par la veine gazeuse "V". 6 2780948 A la quatrième étape représentée à la Fig. 7, la tête de bouchage 10 s'arrête. Son axe est alors aligné avec l'axe du goulot 40a du flacon 40. La circulation du gaz est interrompue après cet instant. L'espace intérieur 20a du bouchon 20, et le volume libre 40e du flacon 40 sont alignés et ne forment qu'un seul volume "M" o seul du gaz neutre est présent. Ce gaz est statique. A la cinquième étape représentée à la Fig. 8, le système d'amenée 30 s'escamote latéralement de la tête de bouchage 10 suivant C ou D et s'éloigne du goulot 40a du flacon 40 d'une distance suffisante pour permettre la descente de la tête de bouchage 10 sans rencontrer la plaque de protection 33. L'éloignement du système d'amenée 30 ne perturbe pas le volume de gaz "M". A la sixième et dernière étape, représentée à la Fig. 9, et très rapidement après la cinquième étape, la tête de bouchage 10 descend poser le bouchon 20 sur le goulot a du flacon 20. Le volume de gaz neutre "M" est comprimé et une partie de ce gaz est expulsé par la couronne située entre la face inférieure 20d du bouchon 20 et l'ouverture 40c du flacon 40. Ce gaz neutre expulsé chasse l'air ambiant qui aurait pu pénétrer par cette couronne. Le bouchon 20 est vissé de manière étanche sur le flacon 20 par la tête de bouchage 10 qui effectue un mouvement de rotation associé au mouvement de descente comme le montrent les flèches E et F. Le bouchon 20 peut cependant être monté de manière étanche sur le flacon 20 par d'autre manière que par vissage. Le dispositif de bouchage pour flacon sous atmosphère contrôlée de l'invention permet un taux élevé de remplacement de l'air ambiant par un gaz neutre dans la partie située sous le bouchon et le niveau de remplissage du flacon. Ce taux peut atteindre des valeurs plus élevées qu'il est possible d'obtenir avec dispositifs connus utilisant le soufflage d'un gaz protecteur montrés aux Figs. la et lb, avec des consommations de gaz très inférieures. Le dispositif de l'invention permet également de réduire l'introduction d'air juste avant l'opération de fermeture du flacon. REVENDICATIONS 1) Dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour souffler un gaz neutre (50) dans le volume intérieur (20a) d'un bouchon (20), mobile sur un plan tangent à l'ouverture (40c) du goulot (40a) d'un flacon (40), et entre une première position o le bouchon (20) atteint le goulot (40a), et une seconde position o l'axe du bouchon (20) est aligné avec l'axe du flacon (40). 2) Dispositif de bouchage pour flacon sous atmosphère contrôlée, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour souffler le gaz (50) comportent un système d'amenée (30) du gaz (50), comportant une plaque de protection (33) qui peut recevoir un gaz (50) par un tube (31), ladite plaque (33) située tangente sous le bouchon (20) recouvre complètement sa face inférieure (20d) à la première position du bouchon (20). 3) Dispositif de bouchage pour flacons sous atmosphère contrôlée, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque de protection (33) comporte un orifice (33c) qui met en relation le volume intérieur (20a) du bouchon (20) avec l'atmosphère, à la première position du bouchon (20). 4) Dispositif de bouchage pour flacon sous atmosphère contrôlée, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque de protection (33) s'escamote lors de l'opération de vissage du bouchon (20) sur le goulot (40a).