Brevet FR2897284A1 — publié le 20070817

La présente invention concerne un procédé de lavage d'une tuyauterie, une tuyauterie dans laquelle est utilisé un tel procédé de lavage ainsi qu'une remplisseuse comprenant une telle tuyauterie. Une remplisseuse est un dispositif qui permet de remplir automatiquement des bouteilles ou des bidons avec un produit liquide. Une telle remplisseuse 100 est représentée sur la Fig. unique. Elle comprend un premier réservoir 102 dans lequel est stocké un premier produit liquide 104 et un deuxième réservoir 150 dans lequel est stocké un deuxième produit liquide 152. Le premier produit liquide 104 s'écoule du premier réservoir 102 par un premier tuyau de connexion 106 jusqu'à un tuyau d'alimentation 114 en passant à travers une première vanne 116. Le deuxième produit liquide 152 s'écoule du deuxième réservoir 150 par un deuxième tuyau de connexion 154 jusqu'au tuyau d'alimentation 114 en passant à travers une deuxième vanne 156. La première vanne 116 et la deuxième vanne 156 sont disposées au niveau du tuyau d'alimentation 114 et sont commandées de manière à ce qu'une seule soit ouverte pour permettre le passage d'un seul produit liquide 104 ou 152 ou qu'aucune ne soit ouverte pour permettre le lavage de la tuyauterie de la remplisseuse 100 comme cela est expliqué ci-après. A partir du tuyau d'alimentation 114, le produit liquide 104, 152 s'écoule jusqu'à un répartiteur 108. De ce répartiteur 108 s'étendent plusieurs canalisations de remplissage 110a, 110b, 110c et 110d qui se répartissent de manière à permettre le remplissage simultané de plusieurs bidons. Chaque canalisation de remplissage 110a, 110b, 110c, 110d se termine par un bec de remplissage 112a, 112b, 112c, 112d par lequel s'écoule le produit liquide 104 dans le bidon. Chaque bec de remplissage 112a, 112b, 112c, 112d comprend un dispositif d'ouverture et de fermeture commandé par une unité de contrôle. Lorsque le premier produit liquide 104 doit être remplacé par le deuxième produit liquide 152, le premier réservoir 102 doit être dissocié du tuyau d'alimentation 114 par fermeture de la première vanne 116, puis la remplisseuse 100, et en particulier la tuyauterie s'étendant entre le tuyau d'alimentation 114, le répartiteur 108, les canalisations de remplissage 110a, 110b, 110c et 110d et les becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d, doit être lavée afin de faire disparaître toutes traces du premier produit liquide 104 avant que le deuxième réservoir 152 soit connecté au tuyau d'alimentation 114 par ouverture de la deuxième vanne 156. 2 On connaît un procédé de lavage de la tuyauterie de la remplisseuse 100 qui comprend une étape de vidange du premier produit liquide 104 par les becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d, une étape de remplissage de la tuyauterie de la remplisseuse 100 avec un liquide de lavage et une étape de vidange du liquide de lavage. L'étape de remplissage avec le liquide de lavage et l'étape de vidange du liquide de lavage peuvent être renouvelées plusieurs fois selon le degré de salissure de la tuyauterie de la remplisseuse 100. Ce procédé nécessite une grande quantité de liquide de lavage et selon le nombre de passage de ce liquide de lavage, le procédé de lavage peut être long. On connaît un autre procédé de lavage qui comprend, après fermeture de la première vanne 116, une étape de vidange de la tuyauterie du premier produit liquide 104 par les becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d, une étape de remplissage de la tuyauterie de la remplisseuse 100 avec un liquide de lavage jusqu'à un niveau de remplissage référencé 120, une étape d'introduction à débit constant dans la tuyauterie d'un volume d'air par les becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d et une étape de vidange du liquide de lavage. L'étape de remplissage consiste à remplir la tuyauterie de la remplisseuse 100, c'est-à-dire les becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d, les canalisations de remplissage 110a, 110b, 110c et 110d, le répartiteur 108 et le tuyau d'alimentation 114 avec le produit de lavage. Le remplissage jusqu'au niveau de remplissage 120 laisse ainsi libre un volume d'expansion 122 qui ne contient pas de liquide de lavage. Le volume d'air introduit correspond sensiblement à ce volume d'expansion 122 et le sommet du tuyau d'alimentation 114 est muni d'un évent 118 qui permet l'évacuation de l'air du volume d'expansion 122. L'introduction de l'air à débit constant dans le liquide de lavage entraîne une remontée de celui-ci dans la tuyauterie de la remplisseuse 100 et, en particulier, dans le tuyau d'alimentation 114. Le liquide de lavage vient alors remplir la totalité du tuyau d'alimentation 114 par évacuation de l'air initialement contenu dans le volume d'expansion 122 par l'évent 118. L'air introduit remonte par effet de la loi d'archimède alors dans les différents tuyaux 110a, 110b, 110c, 110d, 108 et 114 de manière à s'évacuer par l'évent 118. Lors de la remontée du volume d'air, le liquide de lavage situé juste au dessus du volume d'air descend juste au dessous du volume d'air ce qui génère un mouvement de va-et-vient favorisant le décrochage des particules du premier produit liquide 104 collées aux parois de la tuyauterie. 3 L'introduction du volume d'air se fait en une seule fois, le débit d'introduction et le volume d'air doivent être déterminés de manière à ce que le liquide de lavage parvienne jusqu'à l'évent 118 mais sans déborder. En effet, une introduction trop violente d'un volume d'air correspondant au volume d'expansion 122 entraîne une montée du liquide de lavage jusqu'au sommet du tuyau d'alimentation 114 mais sous l'effet de son inertie, le liquide de lavage monte plus haut et déborde du tuyau d'alimentation 114 par l'évent 118. Même si ce procédé de lavage donne de bons résultats, il conserve certains inconvénients. Par exemple, lors de ce procédé de lavage, l'introduction de l'air génère un seul mouvement de va-et-vient, ce qui peut ne pas être suffisant pour détacher certaines particules du premier produit liquide 104 qui restent alors fixées sur les parois de la tuyauterie. En effet, le lavage est d'autant plus efficace qu'il y a plusieurs mouvements de va-et-vient et que la vitesse d'introduction du volume d'air est grande. Du fait que l'introduction du volume d'air se fait à une vitesse faible, l'air introduit se déplace sous forme de bulles et le procédé de lavage s'apparente plus à un procédé de brassage du liquide de lavage qu'à un véritable procédé de lavage. Un objet de la présente invention est de proposer un procédé de lavage d'une tuyauterie qui ne présente pas les inconvénients de l'état de la technique en permettant un meilleur lavage de la tuyauterie. A cet effet, est proposé un procédé de lavage d'une tuyauterie comprenant un point haut et au moins un point bas, et remplie d'un produit liquide, le procédé de lavage comprenant: - une étape de vidange de la tuyauterie du produit liquide ; - une étape de remplissage de la tuyauterie par un produit de lavage jusqu'à un 25 niveau de remplissage inférieur au niveau du point haut ; - une étape d'introduction dans la tuyauterie d'un volume total d'air par le ou chaque point bas, le volume total d'air introduit étant sensiblement égal au volume existant entre le niveau du point haut et le niveau de remplissage ; et - une étape de vidange de la tuyauterie du produit de lavage ; 30 le procédé étant tel que l'étape d'introduction comprend au moins deux cycles, chaque cycle comprenant en série, une introduction d'un volume d'air d'un premier type à un premier débit et une introduction d'un volume d'air d'un deuxième type à un deuxième débit inférieur au premier débit et en ce que l'intervalle de temps entre l'introduction du premier volume d'air du premier type et l'introduction du dernier 4 volume d'air du premier type est inférieur à l'intervalle de temps nécessaire au premier volume d'air du premier type pour atteindre le point haut. Avantageusement, le deuxième débit est nul. Selon un mode de réalisation particulier, lorsqu'il y a plusieurs points bas, le 5 démarrage du cycle de l'un des points bas se fait de manière séquentielle par rapport aux autres points bas. Selon un autre mode de réalisation particulier, lorsqu'il y a plusieurs points bas, le démarrage de chaque cycle se fait de manière simultanée dans chacun des points bas. 1 o Avantageusement, le premier débit est tel que l'introduction du volume d'air du premier type génère une bulle remplissant la section de la tuyauterie. L'invention propose également une tuyauterie remplie d'un produit liquide et comprenant: - un point haut et au moins un point bas ; 15 - des moyens de vidange du produit liquide ; - des moyens de remplissage par un produit de lavage jusqu'à un niveau de remplissage inférieur au niveau du point haut ; - des moyens d'introduction d'un volume total d'air par le ou chaque point bas, le volume total d'air introduit étant sensiblement égal au volume existant entre le niveau 20 du point haut et le niveau de remplissage ; et - des moyens de vidange du produit de lavage ; les moyens d'introduction étant tels qu'ils comprennent des moyens de régulation prévus pour réaliser au moins deux cycles, chaque cycle comprenant en série, une introduction d'un volume d'air d'un premier type à un premier débit et une 25 introduction d'un volume d'air d'un deuxième type à un deuxième débit inférieur au premier débit et en ce que l'intervalle de temps entre l'introduction du premier volume d'air du premier type et l'introduction du dernier volume d'air du premier type est inférieur à l'intervalle de temps nécessaire au premier volume d'air du premier type pour atteindre le point haut. 30 Avantageusement, le deuxième débit est nul. Avantageusement, les moyens de régulation comprennent des dispositifs d'introduction d'air et une unité de contrôle commandant chaque dispositif d'introduction d'air. Selon un mode de réalisation particulier, les dispositifs d'introduction d'air sont constitués de becs de connexion, chacun d'eux étant adapté pour s'emmancher de manière étanche sur l'un des points bas. Selon un autre mode de réalisation particulier, les dispositifs d'introduction d'air 5 sont constitués d'injecteurs, chacun d'eux étant placé au niveau de l'un des points bas. L'invention propose également une remplisseuse comprenant une tuyauterie selon une des variantes précédentes. Avantageusement, chaque point bas est un bec de remplissage. 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 la Fig. unique qui représente une remplisseuse. Les éléments identiques à la remplisseuse 100 de l'état de la technique portent les mêmes références. La remplisseuse 100 comprend un réservoir d'air sous pression 126 qui alimente une canalisation principale 122 à partir de laquelle sont alimentées des canalisations secondaires 124a, 124b, 124c et 124d. Chaque canalisation secondaire 124a, 124b, 124c, 124d est terminée par un bec de connexion 128a, 128b, 128c, 128d. Chaque bec de connexion 128a, 128b, 128c, 128d vient s'emmancher de manière étanche sur l'un des becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d de manière à ce que, lorsque les becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d sont ouverts, l'air mis sous pression par le réservoir d'air sous pression 126 pénètre par chacun des becs de remplissage 112a, 112b, 112c et 112d. Dans un autre mode de réalisation, chaque bec de remplissage 112a, 112b, 112c, 112d est muni d'un injecteur par lequel est injecté l'air sous pression. La tuyauterie de la remplisseuse 100 s'étend entre un point haut prenant ici la forme de l'évent 118 et au moins un point bas, chacun d'eux prenant ici la forme d'un bec de remplissage 112a, 112b, 112c, 112d. Selon l'invention, le procédé de lavage de la tuyauterie 100 qui est remplie du produit liquide 104 comprend : - une étape de vidange de la tuyauterie du produit liquide 104 ; - une étape de remplissage de la tuyauterie par un produit de lavage jusqu'à un niveau de remplissage 120 inférieur au niveau du point haut 118 ; 6 - une étape d'introduction d'un volume total d'air par le ou chaque point bas 112a, 112b, 112c, 112d, le volume total d'air ainsi introduit étant sensiblement égal au volume existant entre le niveau du point haut 118 et le niveau de remplissage 120 ; et - une étape de vidange de la tuyauterie du produit de lavage. Dans le mode de réalisation de l'invention, l'étape d'introduction comprend au moins deux cycles, chaque cycle comprenant en série, une introduction d'un volume d'air d'un premier type à un premier débit et une introduction d'un volume d'air d'un deuxième type à un deuxième débit inférieur au premier débit et l'intervalle de temps entre l'introduction du premier volume d'air du premier type et l'introduction du l0 dernier volume d'air du premier type est inférieur à l'intervalle de temps nécessaire au premier volume d'air du premier type pour atteindre le point haut 118. La succession d'au moins deux cycles génère ainsi au moins un volume d'air du premier type et un volume d'air du deuxième type puis, à nouveau, un volume d'air du premier type. Cette succession de volumes d'air réalisés par introduction d'air à des 15 débits différents génère des variations de la vitesse du liquide de lavage vers le point haut 118 et ces variations de vitesse favorisent le détachement des particules du premier produit liquide 104. Chaque volume d'air du premier type génère ainsi un coup de butoir qui se répercute le long de la tuyauterie et qui vient détacher les particules du premier produit liquide 104. 20 Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième débit est très faible voir nul. Dans ce cas, le volume total d'air prend la forme de deux volumes d'air du premier type qui se suivent à une certaine distance l'un de l'autre et qui sont séparés par un volume de liquide de lavage contenant peu ou pas du tout d'air. Cette succession permet d'obtenir une pluralité de mouvements de va-et-vient, tout en garantissant que 25 le haut de la tuyauterie est lavé et ceci dans un temps très court. En effet, pour chaque volume d'air du premier type introduit, la colonne de liquide de lavage subit un mouvement ascendant vers le point haut 118 et à chaque passage d'un volume d'air du premier type, le liquide de lavage subit un mouvement de descente. Il y a donc bien une succession de mouvements de va-et-vient. 30 Dans le cas du procédé de lavage de l'état de la technique, le volume d'air introduit en une seule fois est sensiblement égal au volume d'expansion 122 et si, pour améliorer le lavage, une deuxième introduction est nécessaire, l'homme du métier attendra que le premier volume d'air soit évacué par le point haut 118 avant de réaliser la deuxième injection, sans quoi, le liquide de lavage va déborder par le point haut 7 118. La durée du procédé de lavage selon l'invention est donc largement inférieure à celle du procédé de lavage de l'état de la technique. Le fait que l'intervalle de temps entre l'introduction du premier volume d'air du premier type et l'introduction du dernier volume d'air du premier type est inférieur à l'intervalle de temps nécessaire au premier volume d'air du premier type pour atteindre le point haut 118 garantit que le volume d'expansion 122 est entièrement lavé avant que le premier volume d'air atteigne le point haut 118 et sorte de la tuyauterie. Lorsqu'il y a plusieurs points bas 112a, 112b, 112c et 112d, il est possible que le démarrage du cycle de l'un des points bas 112a, 112b, 112c, 112d se fasse de manière séquentielle par rapport aux autres points bas 112a, 112b, 112c, 112d ou que le démarrage de chaque cycle se fasse de manière simultanée dans chacun des points bas 112a, 112b, 112c, 112d. Pour garantir un bon lavage de la tuyauterie, il est préférable que chaque volume d'air introduit reste sous la forme d'un seul volume et ne se disperse pas sous forme de bulles d'air. De préférence, le premier débit est tel que chaque volume d'air du premier type est constitué d'une seule bulle ou d'un ensemble de bulles remplissant la section de la tuyauterie. Un débit d'introduction élevé garantit également une montée rapide du liquide de lavage et le lavage est d'autant meilleur que la vitesse de montée du produit de lavage est importante. La tuyauterie comprend ainsi un point haut 118 et au moins un point bas 112a, 112b, 112c, 112d, et est remplie du produit liquide 104, la tuyauterie comprend également : - des moyens de vidange du produit liquide 104 ; - des moyens de remplissage par un produit de lavage jusqu'au niveau de 25 remplissage 120 inférieur au niveau du point haut 118 ; - des moyens d'introduction du volume total d'air par le ou chaque point bas 112a, 112b, 112c, 112d, le volume total d'air introduit étant sensiblement égal au volume existant entre le niveau du point haut 118 et le niveau de remplissage 120 ; et - des moyens de vidange du produit de lavage. 30 Pour permettre la mise en oeuvre du procédé de lavage décrit ci-dessus, les moyens d'introduction comprennent des moyens de régulation prévus pour réaliser au moins deux cycles, chaque cycle comprenant en série, une introduction d'un volume d'air du premier type à un premier débit et une introduction d'un volume d'air du deuxième type à un deuxième débit inférieur au premier débit et l'intervalle de temps 8 entre l'introduction du premier volume d'air du premier type et l'introduction du dernier volume d'air du premier type est inférieur à l'intervalle de temps nécessaire au premier volume d'air du premier type pour atteindre le point haut 118. Comme cela a été expliqué ci-dessus, le deuxième débit est de préférence faible, voir nul. Les moyens de vidange prennent ici la forme des becs de remplissage 112a, 112b, 112c, 112d et les moyens de remplissage peuvent prendre la forme d'une canalisation de remplissage connectée au tuyau d'alimentation 114 par l'intermédiaire d'une troisième vanne. Les moyens de régulation comprennent des dispositifs d'introduction d'air et une unité de contrôle commandant chaque dispositif d'introduction d'air. En fonction des caractéristiques de la tuyauterie de la remplisseuse, l'utilisateur détermine le volume et le débit de chaque volume d'air du premier type ou du deuxième type à introduire ainsi que l'intervalle de temps entre chacun d'eux. Ces différentes données sont enregistrées dans l'unité de contrôle qui peut alors commander les dispositifs d'introduction d'air en fonction de ces différentes données. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la Fig. unique, les dispositifs d'introduction d'air sont constitués des becs de connexion 128a, 128b, 128c et 128d, chacun d'eux étant adapté pour s'emmancher de manière étanche sur l'un des points bas 112a, 112b, 112c, 112d. Dans un autre mode de réalisation, les dispositifs d'introduction d'air peuvent être constitués d'injecteurs, chacun d'eux étant placé au niveau de l'un des points bas 112a, 112b, 112c, 112d. Dans le cas de la remplisseuse 100, chaque point bas 112a, 112b, 112c, 112d est un bec de remplissage permettant de remplir un bidon. Du fait de la cohésion de chaque volume d'air introduit, la tuyauterie peut être constituée de portions horizontales et/ou verticales. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple et au mode de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Dans le mode de réalisation décrit, chaque volume du premier type est introduit à un premier débit et chaque volume du deuxième type est introduit à un deuxième débit, mais il est possible que pour chaque volume du premier type le débit soit différent ou que pour chaque volume du deuxième type débit soit différent. REVENDICATIONS 1) Procédé de lavage d'une tuyauterie comprenant un point haut (118) et au moins un point bas (112a, 112b, 112c, 112d), et remplie d'un produit liquide (104), le procédé de lavage comprenant : - une étape de vidange de la tuyauterie du produit liquide (104) ; - une étape de remplissage de la tuyauterie par un produit de lavage jusqu'à un niveau de remplissage (120) inférieur au niveau du point haut (118) ; - une étape d'introduction dans la tuyauterie d'un volume total d'air par le ou chaque point bas (112a, 112b, 112c, 112d), le volume total d'air introduit étant sensiblement égal au volume existant entre le niveau du point haut (118) et le niveau de remplissage (120) ; et - une étape de vidange de la tuyauterie du produit de lavage ; le procédé étant caractérisé en ce que l'étape d'introduction comprend au moins deux cycles, chaque cycle comprenant en série, une introduction d'un volume d'air d'un premier type à un premier débit et une introduction d'un volume d'air d'un deuxième type à un deuxième débit inférieur au premier débit et en ce que l'intervalle de temps entre l'introduction du premier volume d'air du premier type et l'introduction du dernier volume d'air du premier type est inférieur à l'intervalle de temps nécessaire au premier volume d'air du premier type pour atteindre le point haut (118). 2) Procédé de lavage d'une tuyauterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième débit est nul. 3) Procédé de lavage d'une tuyauterie selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, lorsqu'il y a plusieurs points bas (112a, 112b, 112c, 112d), le démarrage du cycle de l'un des points bas (112a, 112b, 112c, 112d) se fait de manière séquentielle par rapport aux autres points bas (112a, 112b, 112c, 112d). 4) Procédé de lavage d'une tuyauterie selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, lorsqu'il y a plusieurs points bas (112a, 112b, 112c, 112d), le démarrage de chaque cycle se fait de manière simultanée dans chacun des points bas (112a, 112b, 112c, 112d). 5) Procédé de lavage d'une tuyauterie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier débit est tel que l'introduction du volume d'air du premier type génère une bulle remplissant la section de la tuyauterie. 6) Tuyauterie remplie d'un produit liquide (104) et comprenant : - un point haut (118) et au moins un point bas (112a, 112b, 112c, 112d) ; - des moyens de vidange du produit liquide (104) ; - des moyens de remplissage par un produit de lavage jusqu'à un niveau de remplissage (120) inférieur au niveau du point haut (118) ; - des moyens d'introduction d'un volume total d'air par le ou chaque point bas (112a, 112b, 112c, 112d), le volume total d'air introduit étant sensiblement égal au volume existant entre le niveau du point haut (118) et le niveau de remplissage (120) ; et - des moyens de vidange du produit de lavage ; les moyens d'introduction étant tels qu'ils comprennent des moyens de régulation prévus pour réaliser au moins deux cycles, chaque cycle comprenant en série, une introduction d'un volume d'air d'un premier type à un premier débit et une introduction d'un volume d'air d'un deuxième type à un deuxième débit inférieur au premier débit et en ce que l'intervalle de temps entre l'introduction du premier volume d'air du premier type et l'introduction du dernier volume d'air du premier type est inférieur à l'intervalle de temps nécessaire au premier volume d'air du premier type pour atteindre le point haut (118). 7) Tuyauterie selon la revendication 6, caractérisée en ce que le deuxième débit est nul. 8) Tuyauterie selon une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que les 25 moyens de régulation comprennent des dispositifs d'introduction d'air et une unité de contrôle commandant chaque dispositif d'introduction d'air. 9) Tuyauterie selon la revendication 8, caractérisée en ce que les dispositifs d'introduction d'air sont constitués de becs de connexion (128a, 128b, 128c, 128d), chacun d'eux étant adapté pour s'emmancher de manière étanche sur l'un des points 30 bas (112a, 112b, 112c, 112d). 10) Tuyauterie selon la revendication 8, caractérisée en ce que les dispositifs d'introduction d'air sont constitués d'injecteurs, chacun d'eux étant placé au niveau de l'un des points bas (112a, 112b, 112c, 112d). 11) Remplisseuse (100) comprenant une tuyauterie selon une des revendications 6 5 à 10. 12)Remplisseuse (100) selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque point bas (112a, 112b, 112c, 112d) est un bec de remplissage.