Brevet FR2888827A1 — publié le 20070126

La présente invention concerne un bec de remplis-sage alimenté par un liquide sous pression. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît, en particulier du document FR-A-2 838 730 un bec de remplissage comportant un corps tubulaire dans lequel est monté un clapet principal associé à un siège de clapet pour assurer une ouverture ou une fermeture du bec de remplissage, le clapet principal étant relié à un actionneur électromagnétique. L'actionneur électromagnétique présente l'avantage d'assurer la commande du clapet principal sans qu'il soit nécessaire de traverser la paroi du corps tubulaire de sorte que ce type de bec de remplissage est particulièrement adapté au conditionnement de produits alimen- taires. Toutefois, en raison du faible espace disponible, il n'est pas possible de prévoir des pièces magnétiques fournissant un champ important. La force appliquée au clapet principal pour ouvrir celui-ci est donc limitée et il est donc généralement nécessaire de prévoir des bacs tampons servant à réguler la pression en amont du bec de remplissage. La présence de ces bacs tampons constitue une contrainte tant par le volume que ces bacs tampons occupent à proximité de l'installation de remplissage, que par les problèmes bactériologiques que pose le stockage d'un liquide alimentaire dans un bac tampon. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un bec de remplissage comportant un dispositif de commande du cla- pet principal pouvant fonctionner avec des pressions d'alimentation élevées. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un bec de remplissage comportant un corps tubulaire dans lequel est monté un siège de clapet tk( auquel est associé un clapet principal relié à un piston s'étendant dans une cavité de pilotage reliée à un orifice d'échappement et à un conduit de pilotage ayant un orifice de pilotage pourvu d'un clapet de pilotage com- mandé, le conduit de pilotage débouchant sur une face de piston provoquant un déplacement du clapet principal vers une position d'ouverture lorsque le conduit de pilotage est alimenté en liquide sous pression. Ainsi, en prévoyant un clapet de pilotage de fai- ble dimension, il est facile de manoeuvrer celui-ci au moyen d'un actionneur électromagnétique, même lorsque le liquide à conditionner est à une pression élevée, et la pression admise dans la cavité de pilotage exerce sur le clapet principal une force d'actionnement qui est fonc- tion de la surface du piston. Quelle que soit la pression d'alimentation du liquide, il est donc possible de commander l'ouverture du clapet principal par un dimensionnement approprié du piston par rapport à la dimension du clapet principal. Selon une version avantageuse de l'invention, le clapet principal est relié au piston par une liaison tubulaire formant le conduit de pilotage monté coaxialement au clapet principal. Ainsi, l'ensemble obtenu est particulièrement compact. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le clapet de pilotage est relié par une tige de pilotage à un obturateur assurant une fermeture de l'orifice d'échappement lors de l'ouverture de l'orifice de pilotage. On obtient ainsi l'ouverture rapide du clapet prin- cipal. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif du bec de remplissage selon l'invention, en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective en coupe axiale du bec de remplissage selon l'invention en posi- tion fermée, - la figure 2 et une vue en coupe analogue à celle de la figure 1 du bec de remplissage en position ouverte, - la figure 3 est une vue en coupe partielle agrandie selon la ligne III-III de la figure 2. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux dessins, le bec de remplissage comporte de façon connue en soi du document précité un corps tubulaire 1 comprenant trois éléments 1.1, 1.2 et 1.3 reliés entre eux par des attaches rapides non représentées. L'élément de corps 1.1 est relié à un dispositif d'alimentation en liquide sous pression. L'élément de corps 1.2 comporte une cloison transversale 2 comportant une ouverture centrale 3 formant un siège de clapet au- quel est associé un clapet principal 4. Selon le mode de réalisation illustré de l'invention, le clapet principal 4 est percé d'un orifice de pilotage 15 coaxial au clapet principal 4. En outre, le clapet principal 4 est relié, par un conduit de pilotage tubulaire 5 s'étendant coaxialement au clapet principal 4, à un piston 6 de section circulaire montée pour cou-lisser dans une cavité de pilotage cylindrique 7 réalisée à l'extrémité supérieure d'un noyau 8 fixé à l'intérieur de l'élément de corps 1.2 par une collerette 9 comportant des lumières oblongues 10 permettant un écoulement du liquide autour du noyau 8. La cavité de pilotage 7 débouche à la partie supérieure du noyau 8 de sorte qu'elle comporte une ouverture permettant au piston de sortir de la cavité de pilotage lors d'un déplacement du clapet prin- cipal 4 vers la position d'ouverture. Un conduit d'échappement 11 de section circulaire traverse verticalement le noyau 8 coaxialement au conduit de pilotage tubulaire 5. Le conduit d'échappement 11 dé-bouche à son extrémité supérieure dans le fond de la ca- vité 7 et comporte à son extrémité inférieure un orifice d'échappement 12 auquel est associé un obturateur 13 fixé à l'extrémité inférieure d'une tige de pilotage 14 de section carrée (figure 3) dont les arêtes verticales 15 sont guidées par la paroi interne du conduit d'échappe- ment 11. La tige de pilotage 14 s'étend verticalement dans le conduit de pilotage 5 et dans l'orifice de pilotage 15 du clapet principal 4. Un clapet de pilotage 16 est fixé à l'extrémité supérieure de la tige de pilotage 14. Le clapet de pilotage 16 est relié de façon démontable à une tige de commande 17 elle-même reliée à un actionneur non représenté. Dans la position illustrée sur la figure 1, le bec de remplissage est en position fermée, c'est-à-dire que le clapet principal 4 est en appui sur son siège 3 et le clapet de pilotage 16 ferme l'orifice de pilotage 15 tandis que l'obturateur 13 est écarté de l'orifice d'échappement 12. Le clapet principal 4 et le clapet de pilotage 16 assurent donc une séparation étanche entre la chambre d'alimentation 18 délimitée par l'élément de corps 1.1 et la chambre de distribution 19 délimitée par les éléments de corps 1.2 et 1.3. De préférence, la chambre de distribution 19 est maintenue remplie de liquide en prévoyant un obturateur 13 dont la surface inférieure coopère avec une restriction 20 à l'extrémité inférieure du corps tubulaire 1 avec un jeu juste suffisant pour retenir par capillarité le liquide contenu dans la chambre de distribution 19 lorsque le clapet principal 4 et le clapet de pilotage 16 sont dans une position de ferme- ture. Dans cette position le piston 6 s'étend au voisi2888827 5 nage du fond de la cavité de pilotage 7. Pour assurer une ouverture du bec de remplissage comme illustré par la figure 2, la tige de commande 17 est tirée vers le haut entraînant ainsi simultanément vers le haut le clapet de pilotage 16 qui ouvre l'orifice de pilotage 15 et l'obturateur 13 qui ferme l'orifice d'échappement 12. On notera qu'en raison de la faible dimension du clapet de pilotage 16, une force minime permet de man uvrer celui-ci. Le liquide contenu dans la chambre d'alimentation 18 s'écoule alors à travers l'orifice de pilotage 15 et le conduit de pilotage 5, et après avoir rempli le conduit d'échappement 11, le liquide exerce une pression sur la face inférieure du piston 6. Le remplis-sage rapide du conduit de pilotage 5 et du conduit d'échappement 11 est favorisé par des rainures longitudinales 21 (figure 3) dans deux faces opposées de la tige de pilotage 14. Le piston 6 est dimensionné par rapport au clapet principal 4 pour que la force exercée vers le haut par le liquide sur le piston 6 dans la cavité 7 soit supérieure à la force exercée vers le bas sur le clapet principal 4 par le liquide contenu dans la chambre d'alimentation 18. Lors de l'ouverture du clapet de pilotage 16, le clapet principal 4 est alors déplacé vers sa position ouverte comme illustré sur la figure 2. Lorsque le piston 6 atteint le bord supérieur de la cavité 7, le liquide emprisonné dans la cavité 7 peut s'échapper et le clapet principal 4 est alors maintenu dans une position d'ouverture stable. Cette position est de préférence calculée pour que l'écoulement soit laminaire à la sortie du bec de remplissage. Un écoulement laminaire à la sortie du bec de remplissage est en outre favorisé en prévoyant un noyau 8 ayant une surface externe conique 22 ayant une conicité correspondante à la surface interne 23 de l'élé- ment de corps 1.3 en regard. De préférence, l'obturateur 13 a en outre une forme adaptée pour qu'en position ou-verte du clapet de pilotage, la surface inférieure de l'obturateur 13 prolonge sans discontinuité la surface externe 22 du noyau 8 comme illustré par la figure 2. Pour la fermeture du bec de remplissage, le clapet de pilotage 16 est actionné vers le bas pour refermer l'orifice de pilotage 15. Dans ce mouvement l'orifice d'échappement 12 est ouvert de sorte que la pression chute sur la face inférieure du piston 6. Le clapet prin- cipal 4 se referme alors sous l'effet du poids de l'en-semble mobile et de la pression exercée par le liquide contenu dans la chambre d'alimentation 18. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va- riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion tel que défini par les revendications. En particulier, bien que l'invention ait été il-lustrée en relation avec un dispositif dans lequel le clapet de pilotage et le conduit de pilotage sont concen- triques au clapet principal 4 et au corps tubulaire 1, on peut prévoir un clapet de pilotage excentré associé à un conduit de pilotage débouchant latéralement dans le fond de la cavité 7. De même, on peut prévoir un obturateur 13 ayant pour seule fonction d'assurer une fermeture ou une ouverture de l'orifice d'échappement sans fonction de clapet auxiliaire assurant un maintien du remplissage de la chambre de distribution 19. Bien que l'invention ait été décrite avec une tige de pilotage de section carrée, on peut prévoir une tige de pilotage ayant de façon plus générale une section polygonale. t\tL REVENDICATIONS 1. Bec de remplissage comportant un corps tubulaire (1) comportant une cloison transversale percée d'une ouverture formant un siège de clapet (3) auquel est associé un clapet principal (4), caractérisé en ce que le clapet principal (4) est relié à un piston (6) s'étendant dans une cavité de pilotage (7) reliée à un orifice d'échappement (12) et à un conduit de pilotage (5) ayant un orifice de pilotage (15) pourvu d'un clapet de pilotage commandé (16), le conduit de pilotage (5) débouchant sur une face de piston (6) provoquant un déplacement du clapet principal (4) vers une position d'ouverture lors-que le conduit de pilotage (5) est alimenté en liquide sous pression. 2. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet principal (4) est relié au piston (6) par une liaison tubulaire (5) formant le conduit de pilotage monté coaxialement au clapet princi- pal. 3. Bec de remplissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice d'échappement (12) est coaxial au conduit de pilotage et en ce que le clapet de pilotage (16) est relié par une tige de pilotage (14) à un obturateur (13) assurant une fermeture de l'orifice d'échappement (12) lors d'une ouverture de l'orifice de pilotage (15). 4. Bec de remplissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité de pilotage (7) est réa- lisée dans un noyau (8) qui est fixé au corps tubulaire (1) et est traversé par un conduit d'échappement (11) assurant une liaison entre la cavité de pilotage (7) et l'orifice d'échappement (12). 5. Bec de remplissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit d'échappement (11) a une rk section circulaire et la tige de pilotage (14) a une section polygonale. 6. Bec de remplissage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige de pilotage (14) comporte au moins une rainure longitudinale (21) dans une face de la tige de pilotage. 7. Bec de remplissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'obturateur (13) comporte une sur-face inférieure coopérant avec une restriction (20) du corps tubulaire pour retenir par capillarité un liquide contenu dans le corps tubulaire lorsque le clapet principal (4) est dans une position de fermeture. 8. Bec de remplissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau (8) a une surface externe conique (22) ayant une conicité correspondante à une sur-face interne (23) du corps tubulaire en regard. 9. Bec de remplissage selon la revendication 7 et la revendication 8, caractérisé en ce que pour une position ouverte du clapet de pilotage (16) la surface infé- rieure de l'obturateur (13) prolonge sans discontinuité la surface externe (22) du noyau. 10. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (7) comporte une ouverture permettant au piston de sortir de la cavité lors du déplacement du clapet principal (4) vers la position d'ouverture.