Brevet FR2849011A1 — publié le 20040625

PROCEDE DE REMPLISSAGE AUTOMATIQUE DE CONTENANTS POUR LIQUIDES ALIMENTAIRES ET APPAREIL METTANT EN îUVRE CE PROCEDE L'invention est relative à un procédé de remplissage automatique en eau de bouteilles et à un appareil mettant en oeuvre ce procédé Elle concerne de façon plus générale, le remplissage de récipients en liquide alimentaire. Les bouteilles d'eau minérale ou de source se vendant en grandes quantités, les machines de remplissage automatique doivent fonctionner à cadence élevée et avec une perte d'eau minimale. Dans les machines connues de ce type permettant le 10 remplissage de bouteilles en eau non gazeuse, on privilégie soit la cadence élevée soit la minimisation de la perte d'eau car, jusqu'à présent, les moyens permettant la minimisation ralentissent les cadences de remplissage. Une telle machine, appelée aussi soutireuse, est 15 représentée sur les figures 1 et 2 Elle comporte un plateau tournant 10 présentant une pluralité de postes de remplissage 121, 122, etc, dont chacun comprend un robinet 14 i (figure 2) qui est ouvert quand une bouteille 16 i est installée à ce poste. On voit en effet, sur la figure 2, que lorsqu'une 20 bouteille 16 i est installée à un poste sur le plateau, son rebord supérieur 18 i appuie contre le rebord inférieur 20 j d'un organe de commande et de distribution 22 i du robinet 12 i à l'intérieur duquel l'eau est amenée en permanence par sa partie supérieure En l'absence d'une bouteille 16 j, c'est le rebord 24, d'une pièce centrale 26 i du robinet qui appuie contre la face 5 inférieure 20 i de l'organe 22 i et empêche ainsi l'eau de s'écouler, le robinet étant alors fermé. La pièce centrale 26, présente une ouverture 28 j en communication avec une canalisation 30 i destinée à évacuer l'air de la bouteille 16 i lors de son remplissage en eau et à évacuer 10 le trop plein d'eau lorsque le robinet est ouvert et la bouteille 16 i est pleine Par ailleurs, lorsque le robinet est fermé, l'eau s'écoule par l'ouverture 28 i. Les canalisations 30 i d'évacuation d'air et d'eau communiquent avec une canalisation centrale 32 par 15 l'intermédiaire d'un conduit torique 34 et de conduits radiaux 36 (figure 1). Les bouteilles sont introduites sur le plateau tournant 10 grâce à un dispositif 40 de distribution et les bouteilles remplies sont évacuées par un dispositif d'évacuation 20 42 L'angle de rotation du plateau 10 entre les dispositifs 40 d'introduction et 42 d'évacuation est par exemple d'environ 270 . Les bouteilles se remplissent entre une position A, qui est celle de l'introduction sur le plateau 10 par le 25 dispositif 40, et une position B survenant avant l'arrivée de la bouteille à la position C o se trouve le dispositif 42 d'évacuation. Le trop plein d'eau est évacué vers le conduit 32, entre les positions B et C, quand les bouteilles sont pleines. 30 De l'eau est aussi évacuée vers le conduit 32 entre les positions C et A quand le robinet est fermé. La quantité d'eau perdue entre les positions B et A dépend de la pression de l'eau et du diamètre des trous 28 i et des canalisations 30 i En fonctionnement continu, la perte d'eau 35 concerne environ 50 % des robinets. Pour réduire la perte d'eau, on peut diminuer la pression de distribution, c'est-à-dire la hauteur de la cuve, ou des cuves, alimentant les robinets de distribution 12 i Mais, cette diminution de pression diminue la cadence de remplissage. 5 On peut d'ailleurs, avec une cuve de faible hauteur, complètement supprimer la perte d'eau en prévoyant que la conduite 30 i ou 72 remonte au-dessus de la hauteur de la surface libre de la cuve de distribution, comme décrit plus loin avec la figure 7. Mais, cette solution connue entraîne une perte de cadence de l'ordre de 20 % par rapport aux solutions o de l'eau est perdue. Par ailleurs, on a observé qu'au début du remplissage de chaque bouteille, de l'eau de la canalisation 30 i revient 15 vers la bouteille en raison de la pression régnant dans la canalisation qui est supérieure à la pression dans la bouteille. Ce retour d'eau n'est pas favorable à l'hygiène de la distribution. L'invention permet de réduire dans une grande mesure 20 les pertes en eau, sans pour autant diminuer la cadence de remplissage des bouteilles. A cet effet, la machine de remplissage de bouteilles d'eau comprend, selon l'invention, dans le conduit d'évacuation de chaque robinet, une vanne commandée de façon à être ouverte 25 lors du remplissage en eau des bouteilles et à être fermée quand la bouteille est pleine Par conduit d'évacuation, on entend le (ou les) conduit(s) qui parte(nt) de l'ouverture de rejet dans le robinet et qui aboutit(issent) au collecteur de rejet d'eau. Ainsi, la vanne se trouve soit à l'extérieur du robinet soit à 30 l'intérieur de ce dernier. Dans ces conditions, il n'y a pratiquement plus d'évacuation d'eau quand les bouteilles sont pleines et/ou quand le robinet est fermé. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la 35 vanne, dans le conduit d'évacuation du robinet, reste fermée sur un parcours et/ou un temps suffisant après l'ouverture du robinet jusqu'à ce que la pression interne dans la bouteille soit égale à la pression de l'eau à distribuer et supérieure à la pression dans le collecteur de rejet. Ainsi, lorsque la vanne est ouverte, l'eau qui se trouvait dans le conduit d'évacuation n'est pas refoulée vers la bouteille mais est évacuée par ce conduit Le remplissage s'effectue donc dans des conditions sanitaires plus satisfaisantes qu'avec la machine connue. La fermeture de la vanne dans le conduit de sortie de chaque robinet peut s'effectuer en une position se trouvant légèrement après celle correspondant au remplissage de la bouteille afin de tenir compte de l'incertitude sur la position de remplissage complet de la bouteille due aux dispersions 15 éventuelles entre vitesses de remplissage pour les divers robinets Ainsi, la vanne n'est fermée que lorsqu'il est certain que la bouteille est pleine d'eau. La vanne de chaque robinet peut être commandée mécaniquement par l'intermédiaire d'une came En variante, on 20 prévoit une commande électromécanique. Quel que soit son mode de réalisation, on peut aussi noter que, par rapport aux machines connues, la cadence de distribution n'est pas ralentie par la pression qui peut régner dans le collecteur d'évacuation. En outre, on peut alimenter les robinets par l'intermédiaire d'une cuve en liaison avec une cuve principale et, cette cuve d'alimentation des robinets peut être constamment complètement remplie d'eau, l'absence d'air dans cette cuve étant favorable aux conditions sanitaires de distribution. L'invention concerne ainsi une machine de remplissage automatique en liquide alimentaire, notamment en eau, par exemple en eau non gazeuse, de contenants tels que des bouteilles comprenant une pluralité de dispositifs de distribution d'eau dont chacun comporte un robinet qui s'ouvre 35 lors de la présentation d'une bouteille à remplir et se ferme lors de l'évacuation de la bouteille remplie, chaque dispositif de distribution étant en outre relié à un conduit d'évacuation, qui est caractérisée en ce que, dans chaque conduit d'évacuation, on prévoit une vanne commandée pour s'ouvrir après 5 l'ouverture du robinet et pour se fermer après remplissage en eau de la bouteille. De préférence, la vanne dans le conduit de chaque dispositif de distribution d'eau est ouverte après que la pression dans la bouteille à remplir ait atteint la pression de 10 distribution d'eau. La vanne dans le conduit de chaque dispositif de distribution d'eau peut être fermée très légèrement après que la bouteille soit entièrement remplie d'eau. En variante, la vanne dans le conduit de chaque 15 dispositif de distribution d'eau est fermée très légèrement avant que la bouteille soit entièrement remplie d'eau. La machine comporte, dans une réalisation, des moyens pour faire varier les positions d'ouverture et de fermeture des vannes. La machine comprend par exemple un plateau tournant et des moyens à came de position fixe coopérant avec les vannes pour commander leur fermeture et leur ouverture lors de l'avancement de chaque dispositif de distribution avec la rotation du plateau. De préférence, les dispositifs de distribution sont reliés à une cuve de distribution d'eau qui est maintenue constamment remplie, et donc vide d'air Dans ce cas, la machine peut être telle que la cuve de distribution d'eau comporte un seul étage. L'invention concerne aussi un procédé de remplissage en liquide alimentaire tel que de l'eau, notamment d'eau non gazeuse, de bouteilles (ou autres contenants) à l'aide d'une machine de remplissage automatique qui comprend une pluralité de dispositifs de distribution de liquide dont chacun comporte un 35 robinet qui s'ouvre lors de la présentation d'une bouteille à remplir et se ferme lors de l'évacuation de la bouteille remplie, chaque dispositif de distribution étant en outre relié à un conduit d'évacuation, qui est caractérisé en ce qu'on ouvre chaque conduit d'évacuation après l'ouverture du robinet et en 5 ce qu'on ferme chacun de ces conduits après remplissage de la bouteille correspondante. De préférence, on ouvre le conduit de chaque dispositif de distribution après que la pression dans la bouteille à remplir ait atteint la pression de distribution de 10 liquide. Le conduit de chaque dispositif de distribution est, par exemple, fermé légèrement après que la bouteille soit entièrement remplie de liquide. En variante, le conduit de chaque dispositif de 15 distribution est fermé légèrement avant que la bouteille soit entièrement remplie de liquide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins 20 ci-annexés sur lesquels: la figure 1, déjà décrite, correspond à une machine de remplissage de bouteilles d'eau correspondant à l'état antérieur de la technique, la figure 2, déjà décrite, montre un robinet pour la 25 machine représentée sur la figure 1, la figure 3 est un schéma simplifié de la machine représentée sur la figure 1 mais comportant les perfectionnements selon l'invention, les figures 4 et 5 sont des schémas de robinets de 30 la machine représentée sur la figure 3 également avec les perfectionnements de l'invention, la figure 4 correspondant à un robinet fermé et la figure 5 à un robinet ouvert, -la figure 6 est un schéma d'installation comprenant la machine de remplissage de bouteilles comprenant les 35 perfectionnements selon l'invention, la figure 7 est un schéma d'installation connue, et la figure 8 est un schéma analogue à celui de la figure 7 montrant une installation selon l'invention. Sur les figures 3, 4 et 5, les éléments analogues à 5 ceux représentés sur la figure 1 et sur la figure 2 portent les mêmes chiffres de référence. L'invention consiste (figures 3 à 5) à doter d'une vanne 50 i chaque conduit 30 i de robinet 12 i L'ouverture et la fermeture de la vanne sont commandées par des moyens mécaniques 10 à came (non montrés) en des positions déterminées du plateau 10. Dans la position A, la vanne 50 i est fermée Elle est ouverte après un pas de fonctionnement, soit dans la position D, le plateau 10 tournant dans le sens des aiguilles d'une montre. Cette vanne ouverte en position D est ensuite fermée 15 en position E qui suit la position F pour laquelle la bouteille correspondante est remplie d'eau. Ainsi, entre les positions E et A, dans le sens de rotation du plateau 10, la vanne 50 i est fermée. Le robinet 12 i est, de son côté, ouvert entre les 20 positions A et C et fermé entre les positions C et A (figure 4). Entre la position A et la position D, le robinet 12 i s'ouvre mais la vanne 50 i est fermée Entre ces positions A et D, la pression dans la bouteille vide 16 i (figure 5) s'établit à la pression P de l'eau dans le robinet Ainsi, quand la vanne 25 50 i est ouverte, la bouteille 16 i est déjà à pression élevée et l'eau qui se trouvait dans le conduit 30 i lors de l'ouverture de la vanne 50 i n'est pas refoulée vers la bouteille mais est au contraire évacuée vers l'extérieur, dans le sens de la flèche f. Ensuite, entre les positions D et F, l'eau à la 30 pression P chasse l'air dans la bouteille 16 i à travers le conduit 30 i et la vanne 50 i ouverte Une fois la bouteille 16 i pleine, le trop plein est évacué par ce même conduit 30 i et la vanne 50 i La vanne 50 i est fermée en position E proche de la position F. Après la position F, la vanne 50 i étant fermée, il n'y a pas de perte d'eau et l'eau se trouvant encore dans le conduit 30 i à l'aval de l'ouverture 28 i n'est pas refoulée dans la bouteille lorsque celle-ci quitte le plateau 10 en position C du fait de la fermeture de la vanne 50. En variante, la vanne 50 i, qui a été ouverte en position D, est fermée en une position E' disposée légèrement avant la position F pour laquelle l'eau remplit complètement la bouteille Dans ce cas, la bouteille termine de se remplir en 10 comprimant l'air qui se trouve éventuellement en haut de cette dernière On évite ainsi la perte d'eau qui se produit quand la vanne reste ouverte entre les positions F et E. Dans un mode de réalisation, les positions pour lesquelles les vannes sont ouvertes et fermées sont modifiables 15 pour tenir compte, par exemple, de variations de cadence ou de vitesse ou de débit On peut ainsi maîtriser le rejet de l'eau. On peut ainsi, à titre d'exemple, prévoir une commande des vannes 50 i telle que ces vannes soient constamment ouvertes afin de permettre la désinfection de la machine Les vannes 20 peuvent également être ouvertes pour faire circuler de l'eau qui a stagné pendant un certain temps. On a représenté sur la figure 6 une installation comportant une machine de distribution d'eau qui comprend une cuve torique 60 alimentée par une cuve supérieure 62 disposée 25 au-dessus de la cuve 60, cette cuve 62 étant elle-même alimentée par une entrée 64 par l'eau provenant d'une source, d'un forage ou d'un réseau de distribution Cette alimentation s'effectue, par exemple, sous une pression de l'ordre de 5 bars. Dans cet exemple, la cuve 60 est maintenue constamment 30 pleine Par contre, la cuve principale 62 présente, à son niveau supérieur, un espace 66 pour de l'air Le niveau de cette cuve 62 varie entre deux niveaux respectivement h 1 et h 2. On a également représenté sur cette figure 6, les vannes 50 i. Par rapport à une installation analogue mais dépourvue des vannes 50 i, l'installation selon l'invention présente l'avantage d'une augmentation de cadence de l'ordre de 5 à 10 % et une réduction de la perte d'eau. On a représenté, sur la figure 7, un autre type d'installation de distribution d'eau qui ne comporte pas de cuve supérieure Dans cette installation, connue en elle-même, la cuve de soutirage est alimentée par une pompe 70 délivrant l'eau, par exemple sous une pression de 5 bars, et le conduit de 10 sortie 72 de chaque robinet, présente une partie atteignant le niveau supérieur de la cuve de soutirage 74 afin que son extrémité se trouve au-dessus du plus haut des niveaux 76 assigné à l'eau dans la cuve 74 Dans ces conditions, l'eau dans le conduit 72 ayant le même niveau que dans la cuve 74, il n'y a 15 pas de perte d'eau. Toutefois, la pression de distribution est faible, du fait de la hauteur réduite de l'eau dans la cuve En outre, l'air se trouvant à la partie supérieure de la cuve 74 peut polluer l'eau à distribuer. On a représenté sur la figure 8, une installation analogue à celle de la figure 7, mais comportant le perfectionnement selon l'invention, à savoir, notamment, les vannes 50 i dans les conduits de sortie de chaque robinet. Dans ce cas, la cuve 74 est entièrement remplie d'eau, 25 ce qui minimise les risques de pollution En outre, l'absence d'air permet une augmentation de la cadence de soutirage de l'ordre de 20 à 30 % par rapport à l'installation représentée sur la figure 7. Enfin, comme déjà mentionné, on évite les retours 30 d'eau dans chaque bouteille ou récipient. REVENDICATIONS 1 Machine de remplissage automatique en liquide alimentaire, notamment en eau, par exemple en eau non gazeuse, de contenants tels que des bouteilles comprenant une pluralité de dispositifs de distribution d'eau dont chacun comporte un 5 robinet qui s'ouvre lors de la présentation d'une bouteille à remplir et se ferme lors de l'évacuation de la bouteille remplie, chaque dispositif de distribution étant en outre relié à un conduit d'évacuation, caractérisée en ce que, dans chaque conduit 10 d'évacuation ( 30 i), on prévoit une vanne ( 50 i) commandée pour s'ouvrir après l'ouverture du robinet et pour se fermer après remplissage en eau de la bouteille. 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vanne dans le conduit de chaque dispositif de 15 distribution d'eau est ouverte après (D) que la pression dans la bouteille à remplir ait atteint la pression de distribution d'eau. 3 Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la vanne dans le conduit de chaque 20 dispositif de distribution d'eau est fermée très légèrement après (E) que la bouteille soit entièrement remplie d'eau. 4 Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la vanne dans le conduit de chaque dispositif de distribution d'eau est fermée très légèrement 25 avant (E') que la bouteille soit entièrement remplie d'eau. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour faire varier les positions d'ouverture et de fermeture des vannes. 6 Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un plateau tournant ( 10) et des moyens à came de position fixe coopérant avec les vannes pour commander leur fermeture et leur ouverture lors de l'avancement de chaque dispositif de distribution avec la rotation du plateau. 7 Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les dispositifs de distribution sont reliés à une cuve ( 60; 74) de distribution d'eau qui est maintenue constamment remplie, et donc vide d'air. 8 Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cuve ( 74) de distribution d'eau comporte un seul étage. 9 Procédé de remplissage en liquide alimentaire tel que de l'eau, notamment d'eau non gazeuse, de bouteilles (ou 10 autres contenants) à l'aide d'une machine de remplissage automatique qui comprend une pluralité de dispositifs de distribution de liquide dont chacun comporte un robinet qui s'ouvre lors de la présentation d'une bouteille à remplir et se ferme lors de l'évacuation de la bouteille remplie, chaque 15 dispositif de distribution étant en outre relié à un conduit d'évacuation, caractérisé en ce qu'on ouvre chaque conduit d'évacuation après l'ouverture du robinet et en ce qu'on ferme chacun de ces conduits après remplissage de la bouteille correspondante. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on ouvre le conduit de chaque dispositif de distribution après que la pression dans la bouteille à remplir ait atteint la pression de distribution de liquide. 11 Procédé selon la revendication 9 ou 10, 25 caractérisé en ce que le conduit de chaque dispositif de distribution est fermé légèrement après que la bouteille soit entièrement remplie de liquide. 12 Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le conduit de chaque dispositif de 30 distribution est fermé légèrement avant que la bouteille soit entièrement remplie de liquide.