Brevet FR2819235A1 — publié le 20020712

La présente invention concerne un dispositif de conditionnement de produits dans des emballages, du type comprenant des moyens de guidage des produits à conditionner, définissant un conduit de guidage des produits jusque dans les emballages, et une conduite d'amenée de gaz de conditionnement jusque dans les emballages. De tels dispositifs équipent fréquemment des machines d'emballage de produits alimentaires, dont le conditionnement est assuré, par exemple, avec inertage des produits, grâce à la substitution de l'air ambiant à l'intérieur de l'emballage par un gaz inerte par rapport aux produits emballés. Dans le cas des denrées alimentaires courantes, le gaz inerte est souvent constitué d'azote, de gaz carbonique, d'argon ou d'un mélange de ces gaz. Ainsi, les dispositifs du type précité font souvent partie de machines ensacheuses verticales qui conditionnent en sachet des produits tels que de la salade, des chips ou des biscuits. Ils peuvent également équiper des machines de conditionnement horizontales, dans le cas de produits en barquette par exemple. De tels dispositifs se présentent généralement sous la forme d'un conduit de guidage des produits à conditionner, à l'intérieur duquel au moins une canule assure, en délivrant un gaz de conditionnement, l'évacuation de l'air présent dans l'emballage et accompagnant les produits. Cette canule se présente sous la forme d'un tube de petit diamètre comparé aux dimensions du conduit de guidage et amène le gaz jusque dans les emballages. Cependant, le conditionnement des produits par de tels dispositifs conduit à un certain nombre de difficultés. D'abord, la présence d'une ou de plusieurs canules gêne la progression des produits car elles constituent un frein, voire un risque de bouchage. De plus, afin d'atteindre de faibles taux résiduels de gaz indésirables à l'intérieur de l'emballage, les dispositifs mentionnés nécessitent de fournir d'importants volumes de gaz de conditionnement. Il est admis, par exemple, que l'inertage de produits conditionnés en sachets nécessite un volume de gaz inerte supérieur à trois, voire quatre fois le volume du sachet pour obtenir un taux d'oxygène résiduel inférieur à 2%. Enfin, ces difficultés sont particulièrement marquées dans le cas de produits légers ou pulvérents, telles que des poudres alimentaires, ou dans celui de produits constitués de pétales, telles que des chips ou des céréales soufflées. En effet, ces produits sont sensibles à la vitesse du gaz de conditionnement auquel ils sont soumis : une vitesse élevée a tendance à les soulever, ce qui perturbe la formation de l'emballage, notamment sa fermeture par soudage, et allonge les temps de conditionnement. Le but de l'invention est de prévenir l'ensemble de ces inconvénients en proposant un dispositif de conditionnement du type précité, dans lequel l'amenée du gaz de conditionnement ne gêne pratiquement plus la progression des produits, tout en diminuant de façon notabie le volume de gaz de conditionnement à fournir. Conformément à l'invention ce but est atteint avec un dispositif du type précité, dans lequel la conduite d'amenée du gaz entoure au moins partiellement le conduit de guidage des produits. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention - la surface extérieure de la partie aval du conduit de guidage et la surface intérieure de la conduite d'amenée du gaz définissent un espace d'interparoi ; - l'extrémité amont de la conduite d'amenée du gaz est fixée de façon étanche sur la conduite de guidage ; - l'extrémité amont du conduit de guidage est pourvue d'un pavillon d'alimentation en produits ; - des perforations sont ménagées au travers de la paroi du conduit de guidage ; - des perforations sont ménagées vers l'extérieur au travers de la conduite d'amenée du gaz ; - le conduit de guidage est constitué d'un tube de descente des produits, notamment sensiblement vertical, et la conduite d'amenée du gaz est constituée d'un tube, sensiblement coaxial à celui de descente ; - la conduite d'amenée du gaz est constituée d'un profilé creux à double paroi, à section en forme de U au moins partiel, les moyens de guidage étant formés par une paroi intérieure du profilé ; - le profilé creux forme une goulotte de guidage des produits ; - la goulotte est inclinée ; et - ledit gaz est un gaz d'inertage. L'invention a également pour objet une installation d'emballage de produits, du type comprenant des moyens de formation et d'entraînement des emballages formés autour des produits, et un dispositif de conditionnement des produits dans les emballages, caractérisée en ce que le dispositif de conditionnement est tel que défini ci-dessus. Suivant une autre caractéristique de l'installation, les moyens de formation des emballages comportent une paire de mâchoires de soudage d'un film d'emballage, et la conduite d'amenée du gaz constitue le support de conformation du film d'emballage en cours de soudure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de conditionnement selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un détail d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; - les figures 4A et 4B sont des vues en perspective représentant partiellement une installation d'emballage selon l'invention comportant le dispositif de la figure 1 ; les figures 4A et 4B illustrent respectivement deux états de fonctionnement de l'installation ; - la figure 5 est une vue en perspective représentant partiellement une seconde installation d'emballage selon l'invention comportant le dispositif de la figure 2. Sur la figure 1 est représenté un premier mode de réalisation d'un dispositif 10 suivant l'invention. Il s'agit d'un dispositif à inertage. Ce dispositif 10 comprend un tube 12 de descente de produits, sensiblement vertical. A son extrémité supérieure, le tube de descente 12 comporte un pavillon 14, ou trémie, d'alimentation en produits convergent vers le bas. Les dimensions intérieures du tube de descente 12 et du pavillon 14 sont principalement dépendantes de la taille et de la nature des produits qu'ils sont destinés à guider. Le dispositif 10 comprend de plus un tube 18 d'amenée de gaz, sensiblement coaxial au tube de descente 12 et entourant totalement ce tube. Le tube d'amenée du gaz 18 est pourvu sur sa surface extérieure d'un orifice d'alimentation en gaz 20. L'extrémité inférieure du tube d'amenée 18 affleure sensiblement l'extrémité inférieure du tube de descente 12, de telle sorte qu'un espace d'interparoi est formé entre la surface intérieure du tube d'amenée 18 et la surface extérieure du tube de descente 12. Cet espace d'interparoi 22 est ouvert inférieurement, s'étend en hauteur jusqu'au-dessus de l'orifice d'alimentation en gaz 20 et est fermé de façon étanche par la fixation du tube d'amenée du gaz 18 sur le pavillon 14. Les tubes de descente 12 et d'amenée du gaz 18, ainsi que le pavillon 14, sont réalisés en matériau non-réactif vis-à-vis du gaz de conditionnement. Divers aménagements de ces éléments sont envisageables ; à titre d'exemple, ces éléments sont réalisés en acier inoxydable, le pavillon 14 étant rapporté par soudage sur le tube de descente 12 et le tube d'amenée 18 étant également rapporté par soudage à son extrémité supérieure sur la sortie du pavillon 14. Sur la figure 4A est partiellement représentée une installation 30 d'emballage en sachets, comportant le dispositif 10 précédemment décrit. Cette installation 30 comporte un dérouleur 32 d'un rouleau 34 de film de conditionnement 36. Ce film 36 est un film plastique remplissant des critères de stabilité chimique préétablis. Le film 36 provenant du rouleau 34 est enroulé autour du tube d'amenée du gaz 18. Les bords latéraux 36A et 36B du film s'étendent de part et d'autre du tube d'amenée 18 pour se rejoindre en un point 37, situé au-dessous du niveau de l'orifice d'alimentation 20. Au-dessous du point 37, le film forme un tube 38 de film, conformé par le tube d'amenée 18. Le tube de film 38 est fermé d'une part, par une jonction soudée horizontale 39, orientée transversalement par rapport au tube d'amenée 18 et formée à intervalles réguliers par la fermeture d'une première paire de mâchoires de soudage 40, située au-dessous du dispositif 10 et agencée transversalement au tube d'amenée 18 ; et, d'autre part, par une jonction soudée verticale 41, orientée longitudinalement et formée en continu par une seconde paire de mâchoires de soudage 42, agencée longitudinalement au tube d'amenée 18, juste au-dessous du point de jonction 37. Sur la figure 4B, la même installation 30 que précédemment décrite est de nouveau représentée, mais durant l'alimentation en produits 45 lors d'un stade opératoire ultérieur à celui représenté sur la figure 4A, comme il sera expliqué plus loin. Ces produits 45 sont, par exemple, des chips. Le fonctionnement du dispositif 10 et de l'installation 30 selon l'invention sont les suivants. Le film 36 est déroulé depuis le rouleau 34 au moyen du dérouleur 32, de telle sorte que ce film 36 épouse la forme extérieure du tube d'amenée du gaz 18. La zone sensiblement médiane du film est appliqué le long du tube 18, tandis que les bords 36A et 36B du film contournent chacun par un côté le tube 18, tel que représenté sur la figure 4A. Les bords 36A et 36B se rejoignent au point 37, juste au-dessous duquel ils sont soudés l'un à l'autre par la paire de mâchoires de soudage 42, formant ainsi la jonction soudée longitudinale 41. Le fonctionnement de la paire de mâchoires de soudage 42 ne sera pas détaillé puisqu'il relève de l'art connu. Des moyens d'entraînement non-représentés entraînent vers le bas le tube de film 38 ainsi conformé autour du tube d'amenée 18. Lorsque l'extrémité inférieure du tube de film 38 est suffisamment éloignée, d'une distance prédéfinie, de l'extrémité inférieure du dispositif 10, la paire de mâchoires de soudage 40 se referme transversalement sur le tube de film 38 afin de réaliser la jonction soudée 39. Le fonctionnement de cette paire de mâchoires 40 ne sera pas non plus détaillé puisqu'il relève de l'art connu. Pendant la formation de la jonction soudée 39, et, de façon continue ou discontinue, après le relâchement de la paire de mâchoires 40, du gaz inerte est injecté dans le tube d'amenée du gaz 18 au travers de l'orifice d'alimentation 20. Ce gaz est fourni par des moyens d'injection classiques non-représentés, de telle sorte qu'il se répand à l'intérieur de l'espace d'interparoi 22. Les moyens d'injection délivrent un gaz sous une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Le gaz injecté chasse l'air initialement contenu dans l'espace d'interparoi 22. Puisque le tube d'amenée du gaz est fixé de façon étanche à son extrémité supérieure sur le pavillon 14, le gaz se répand vers le bas au sein de l'espace 22. Le gaz s'échappe alors depuis l'extrémité inférieure ouverte de l'espace 22 à l'intérieur du tube de film 38 fermé par les jonctions soudées 39 et 41. De cette façon, l'air initialement contenu dans ce tube de film 38 est chassé par le flux de gaz inerte F1 généré en sortie du tube d'amenée du gaz 18. L'air ainsi chassé remonte le long du tube de descente 12, à l'intérieur de celui-ci. Les produits 45 sont alors introduits dans le tube de descente 12, depuis son extrémité supérieure, au moyen du pavillon d'alimentation 14. Sous l'effet de la gravité, ces produits 45 sont entraînés vers le bas jusqu'au fond soudé 39 du tube de film 38. Durant le chargement en produits 45, l'arrivée en gaz est maintenue et les moyens d'entraînement du tube de film 38 entraînent de nouveau vers le bas le tube 38 en cours de remplissage. Cette opération est représentée sur la figure 4B, où le fond soudé 39 du tube de film 38 a été descendu d'une hauteur h par rapport à sa position initiale de formation, située au niveau constant de la paire de mâchoires 40. Une fois le chargement en produits 45 terminé, et tout en maintenant l'arrivée en gaz inerte, le tube de film 38 est entraîné vers le bas d'une hauteur préétablie de telle sorte que le niveau supérieur des produits 45 chargés dans le tube 38 soit au-dessous du niveau de fermeture de la paire de mâchoires 40. Cette paire de mâchoires 40 se referme alors sur le tube de film 38 pour former une nouvelle jonction soudée transversale 39, qui constituera à la fois, pour sa partie supérieure, un nouveau fond soudé en vue d'un nouveau cycle de conditionnement tel que décrit jusqu'ici, et, pour sa partie inférieure, la fermeture supérieure du sachet ainsi réalisé. Le flux de gaz F1 en sortie de l'espace d'interparoi 22 est présent durant tout le cycle de conditionnement. Comme ce flux se répand à l'intérieur du tube de film 38 suivant une surface de sortie de grande dimension, le flux F1 présente une faible vitesse, et donc peu de turbulences, en l'occurrence beaucoup moins que dans les dispositifs à canules précités de l'art antérieur. Ce flux F1 faiblement turbulent se révèle particulièrement efficace pour évacuer l'air initialement contenu dans le tube de film 38, et également l'air qu'ont tendance à entraîner les produits 45 lors de leur descente dans le tube de film 38. Par ailleurs, l'agencement périphérique uniforme de la sortie du flux F1 garantit une meilleure homogénéité de la répartition du gaz inerte au sein des produits au cours de leur chargement dans le tube de film 38. Le conditionnement en sachet décrit ci-dessus conduit à une excellente capacité d'inertage, avec, par exemple, un taux d'oxygène résiduel à l'intérieur du sachet fermé inférieur à 2%. Ce résultat est obtenu avec seulement une quantité de gaz inerte injecté sensiblement égale, voire inférieure, à deux fois le volume du sachet réalisé. De plus, aucun élément permettant d'amener le gaz ne gêne la descente des produits 45 à l'intérieur du tube de descente 12, puisque le tube d'amenée du gaz 18 lui est extérieur. Ce dispositif est particulièrement avantageux pour le conditionnement en sachets de produits légers, notamment pulvérulents, ou constitués de pétales évoqués plus haut, puisque la faible intensité de turbulences gazeuses au sein du sachet en cours de formation permet de maintenir un temps de cycle court, donc une cadence de production élevée, sans nuire à la stabilité du chargement en produits. En variante à ce mode de réalisation, et comme représenté à la figure 1, le tube de descente 12 est de plus percé dans sa partie basse de plusieurs orifices 46, permettant ainsi le passage du gaz depuis l'espace d'interparoi 22 vers l'intérieur du tube de descente 12. Le fonctionnement d'un tel dispositif est analogue au précédent. L'évacuation de l'air initialement contenu dans le tube de film 38 est conjointement réalisée à la fois par le flux F1 et par des flux F2, générés par l'échappement du gaz inerte depuis l'espace d'interparoi 22 dans l'intérieur du tube de descente 12 au travers des orifices 46. Ces flux F2, de moindre intensité que le flux F1, contribuent à maintenir une ambiance gazeuse faiblement turbulente à l'intérieur du tube de film 38 au-dessous de l'extrémité inférieure du tube de descente des produits 12. Une variante non-représentée du dispositif 10 consiste à ménager des perforations dans la partie basse du tube d'amenée du gaz 18. Le gaz s'échappant de ces perforations est alors piégé entre l'extérieur du tube d'amenée du gaz 18 et le film entourant ce tube 18. Ce gaz contribue à l'inertage de la surface intérieure du tube de film 38, tout en facilitant son entraînement vers le bas. Sur la figure 2 est représenté un second mode de réalisation d'un dispositif 100 selon l'invention. Le dispositif 100 comporte deux profilés creux 101,102, à doubleparoi, de section transversale sensiblement rectangulaire. Ces deux profilés 101,102 sont disposés de façon symétrique l'un en face de l'autre, par des moyens de fixation non-représentés, de telle sorte que leurs parois respectives en vis-à-vis 111,112 forment un conduit de guidage 113 de direction longitudinale parallèle à celle des profilés 101,102. Ce conduit 113 sert à guider des produits suivant le sens indiqué par la flèche S. L'extrémité amont, par rapport au sens de guidage des produits, de chacun des profilés 101,102 est hermétiquement fermée, tandis que l'extrémité aval de chacun d'eux est ouverte, de telle sorte que chaque profilé 101,102 définit respectivement entre ses parois un espace d'interparoi 121, 122 ouvert en aval. Chaque espace d'interparoi 121,122 communique avec un orifice respectif 119, 120 d'alimentation en gaz, de fonction analogue à l'orifice d'alimentation 20 du dispositif 10 précédent. Les parois intérieures 111,112 des profilés 101,102 s'étendent longitudinalement, dans le sens opposé à celui indiqué par la flèche S, audelà de l'extrémité amont fermée de chacun des profilés 101,102. Deux plaques semblables 114,115, sensiblement rectangulaires, sont rapportées sur l'extrémité amont des parois 111,112. Ces plaques 114,115 ne sont pas longitudinalement alignées avec les parois intérieures 111,112, mais au contraire, divergent vers l'amont du dispositif, de telle sorte qu'elles définissent une zone ou pavillon d'alimentation de section plus grande que celle du conduit de guidage 113. Avantageusement, les parois intérieures 112,113 sont chacune, dans leur partie aval, perforée de trous 146, de fonction analogue à celle des perforations 46 du dispositif 10 précédent. Sur la figure 5 est représentée une installation 300 d'emballage en sachets comportant le dispositif 100. Il s'agit d'une installation sensiblement horizontale, adaptée pour le conditionnement de produits 345 entraînés par un convoyeur d'approvisionnement 301 et un convoyeur d'expédition 302. Ces convoyeurs ne sont que schématiquement représentés. Les produits 345 sont, par exemple, des brioches prêtes à être inertées et emballées. Cette installation 300 comporte en outre les mêmes éléments additionnels que l'installation 30 précédemment décrite ; ces éléments communs sont référencés par les mêmes numéros. Le fonctionnement du dispositif 30 est analogue à celui du dispositif 10, tout comme le fonctionnement de l'installation 300 est analogue à celui de l'installation 30. Cependant, il convient en plus d'entraîner les produits suivant la flèche S durant leur conditionnement au moyen des convoyeurs 301 et 302, selon des dispositions connues dans la technique. Sur la figure 3 est représentée un troisième mode de réalisation d'un dispositif 200 selon l'invention. Ce mode de réalisation ne diffère du précédent qu'au niveau du profilé utilisé, puisqu'est employé maintenant un profilé 203 à double paroi et de section en forme de U retourné. Ceci revient à relier par une plaque supérieure 204 à double paroi les deux profilés 101 et 102 du second mode de réalisation. Le dispositif 200 dispose alors d'un unique espace d'interparoi 222 à section en U retourné, ainsi que d'un conduit de guidage des produits 213 formé par les parois 111,112 et la paroi intérieure 212 de la plaque 204. Le fonctionnement du dispositif suivant ce troisième mode de réalisation est analogue à celui du dispositif suivant le second mode de réalisation. Une variante non-représentée consiste à utiliser le dispositif 200 au sein d'une installation sensiblement analogue à l'installation 300, mais en retournant le dispositif 200 de telle sorte que sa section présente un profil en forme de U droit. Ainsi, en installant un tel dispositif de façon que son extrémité amont soit située plus haut que son extrémité aval, les produits peuvent être entraînés à l'intérieur du dispositif 200 par simple gravité. Enfin, il convient de remarquer qu'un dispositif suivant l'invention est applicable pour un conditionnement dans des emballages autres que des sachets. Ainsi, l'invention est par exemple applicable, sans sortir de son cadre, à des dispositifs d'emballage de produits par filmage, ou à un conditionnement de produits en barquettes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de conditionnement de produits dans des emballages, du type comprenant des moyens (111, 112 ; 111, 212, 112) de guidage des produits (45 ; 345) à conditionner, définissant un conduit (12 ; 113 ; 213) de guidage des produits jusque dans les emballages, et une conduite (18 ; 101, 102 ; 203) d'amenée de gaz de conditionnement jusque dans les emballages, caractérisé en ce que la conduite d'amenée du gaz (18 ; 101, 102 ; 203) entoure au moins partiellement le conduit de guidage des produits (12 ; 113 ; 213). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure de la partie aval du conduit de guidage et la surface intérieure de la conduite d'amenée du gaz définissent un espace d'interparoi (22 ; 121, 122, 222). 3. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité amont de la conduite d'amenée du gaz (18 ; 101, 102 ; 203) est fixée de façon étanche sur la conduite de guidage (12 ; 113 ; 213). 4. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité amont du conduit de guidage est pourvue d'un pavillon (14 ; 114, 115) d'alimentation en produits (45 ; 345). 5. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des perforations (46 ; 146) sont ménagées au travers de la paroi du conduit de guidage (12 ; 113 ; 213). 6. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des perforations sont ménagées vers l'extérieur au travers de la conduite d'amenée du gaz (18 ; 101, 102 ; 203). 7. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit de guidage est constitué d'un tube de descente (12) des produits (45), notamment sensiblement vertical, et caractérisé en ce que la conduite d'amenée du gaz est constituée d'un tube (18), sensiblement coaxial à celui de descente (12).