Brevet FR2905121A1 — publié le 20080229

La présente invention concerne un siège pour le bec de remplissage d'une remplisseuse, un bec de remplissage comprenant un tel siège, ainsi qu'une remplisseuse comprenant au moins un tel bec de remplissage. Une remplisseuse est un dispositif qui assure le remplissage d'un emballage à l'aide d'un produit contenu dans un réservoir. Une remplisseuse comporte un ou plusieurs becs de remplissage destinés à délivrer le produit dans le ou les emballages à remplir. La Fig. 1 représente un bec de remplissage 100 d'une remplisseuse de l'état de la technique destiné à remplir un emballage 50 d'un produit contenu dans un réservoir 101. Le bec de remplissage 100 comprend un siège 103, un embout 106, un joint 108. Le siège 103 est la partie qui vient en vis-à-vis de l'emballage 50 et qui est fixé au réservoir 101 au moyen d'un écrou 104 qui se visse sur une partie filetée 102 du réservoir 101. Un joint 105 est positionné entre la partie filetée 102 et le réservoir 101 et est comprimé par serrage de l'écrou 104 afin d'assurer l'étanchéité. L'embout 106 est solidaire d'une tige 107, elle-même déplacée verticalement par des moyens non représentés. L'emballage 50 est disposé sous le bec de remplissage 100 qui est alimenté en produit, à partir du réservoir 101. Préalablement à l'étape de remplissage, l'emballage vide 50 a été placé sous le bec de remplissage 100, c'est-à-dire sous le siège 103. Le remplissage commence dès que l'embout 106 est déplacé verticalement vers le haut afin d'ouvrir un espace pour permettre l'écoulement du produit entre l'embout 106 et le siège 103. Quand la quantité de produit désirée a été atteinte, l'embout 106 est déplacé verticalement vers le bas afin d'obturer l'espace et ainsi interdire le passage du produit. Le joint 108 vient en pression contre le siège 103 afin de d'obturer l'espace. Parmi les conditions d'écoulement, certaines sont particulièrement importantes pour l'utilisateur : il s'agit du débit de remplissage mais aussi de l'absence d'éclaboussures lors de l'ouverture et de l'obturation de l'espace ainsi que de l'absence de gouttes sous le siège 103 après l'obturation de l'espace. En effet, ces éclaboussures ou ces gouttes sont susceptibles de souiller les emballages qui doivent dans ce cas être nettoyés individuellement, générant ainsi des coûts supplémentaires. Les conditions d'écoulement sont liées notamment aux conditions telles que la pression du produit en amont du bec de remplissage 100, les caractéristiques du produit et en particulier sa 2905121 2 viscosité, mais dépendent aussi des formes et dimensions des différentes parties du bec de remplissage 100. Afin de réduire le risque de gouttes après la fermeture du bec de remplissage, il est utilisé différentes solutions : 5 une première solution consiste, comme cela est représenté sur la Fig. 2, à réaliser un bec de remplissage dont le siège 109 comprend plusieurs canaux 110 orientés de bas en haut sous le dispositif d'obturation constitué par l'embout 106. Ainsi la veine de fluide est divisée, et pour une même section totale d'écoulemen,t les forces de capillarité qui retiennent le produit à la 10 partie inférieure du bec après l'arrêt de l'écoulement se trouvent augmentées. Ce type de bec est appelé bec multi jet , tandis que le type de bec représenté par la Fig. 1 est appelé mono jet . Une deuxième solution consiste à retenir le produit subsistant à la base du bec après la fermeture de celui-ci en le faisant remonter par un dispositif 15 d'aspiration. Cette deuxième solution non représentée est parfois combinée avec la première solution. Ces différentes solutions présentent cependant les inconvénients suivants : La première solution bec mult:i-jet de l'état de la technique est d'une 20 fiabilité faible car le produit retenu est localisé à la partie inférieure des canaux et il suffit que les quantités de produit de deux canaux voisins se rejoignent pour créer les conditions suffisantes à la formation d'une goutte. La deuxième solution nécessite une action complémentaire à la fermeture du bec afin de générer la remontée d,e produit. 25 Un objet de la présente invention est de proposer un siège pour le bec de remplissage d'une remplisseuse qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui, en particulier, permette d'éviter la formation de gouttes après l'arrêt de l'écoulement du produit. A cet effet, est proposé un siège pour un bec de remplissage comprenant au 30 moins un canal s'étendant verticalement, et caractérisé en ce que chaque canal comprend une partie supérieure, un évidement disposé dans le prolongement et au-dessous de la partie supérieure correspondante et un évasement reliant la partie supérieure à l'évidement correspondant, la section de chaque évidement étant supérieure à la section de la partie supérieure correspondante. 2905121 Selon un mode de réalisation particulier, chaque évasement prend la forme d'une marche à angle droit. Selon un autre mode de réalisation particulier, chaque évasement prend la forme d'une rampe présentant un angle obtus avec la paroi de la partie supérieure. 5 Selon un autre mode de réalisation particulier, chaque évasement prend la forme d'une rampe présentant un angle aigu avec la paroi de la partie supérieure. Avantageusement, la différence de section entre la partie supérieure et l'évidement est inférieure au diamètre des gouttes de produit susceptibles de se former. L'invention propose également un bec de remplissage comprenant un siège selon 10 l'une des variantes précédentes. L'invention propose également une remplisseuse comprenant au moins un bec de remplissage selon la variante précédente. 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 15 réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : - la Fig. 1 représente un bec de remplissage mono jet de l'état de la technique, - la Fig. 2 représente un siège pour un bec de remplissage "multi-jet" de l'état de la technique, 20 - la Fig. 3 représente un siège pour un bec de remplissage "multi-jet" selon l'invention, - la Fig. 4 représente le siège selon l'invention lors d'une phase sans écoulement, - la Fig. 5 représente le siège selon l'invention au début d'une phase d'écoulement, 25 - la Fig. 6 représente le siège selon l'invention lors d'une phase où l'écoulement est maximum; -la Fig. 7 représente le siège selon l'invention à l'instant où l'écoulement s'arrête, - la Fig. 8 représente le siège selon l'invention après l'arrêt de l'écoulement, 30 - la Fig. 9 représente un siège pour un bec de remplissage "mono-jet" selon l'invention, - la Fig. 10 représente un siège pour un bec de remplissage "multi-jet" selon un autre mode de réalisation de l'invention, et 2905121 4 - la Fig. 11 représente un siège pour un bec de remplissage "mono jet" selon un autre mode de réalisation de l'invention. Pour faciliter la compréhension de l'invention, seuls les sièges, les embouts et les joints ont été représentés, et ceci avec une échelle plus importante. Les éléments 5 qui sont identiques pour différentes Figs. portent les mêmes références. La Fig. 3 représente un siège 201 pour un bec de remplissage multi-jet selon l'invention, ainsi qu'un embout 106 et un joint 108. Le siège 201 comporte à sa base plusieurs canaux 202. Chaque canal 202 est constitué d'une partie supérieure 203 de section constante, d'un évasement 204 assurant le raccordement avec un évidement 10 205 situé dans la partie inférieure du canal 202, la section de l'évidement 205 étant supérieure à la section de la partie supérieure 203. La partie supérieure 203 est ainsi en vis-à-vis de l'embout 106 et la partie inférieure est ainsi en vis-à-vis de l'emballage à remplir. L'évidement 205 est disposé dans le prolongement et au-dessous de la partie supérieure 203 correspondante. 15 La Fig. 4 représente le siège 201 lorsqu'il n'y a aucun écoulement. Du produit est ainsi contenu dans chacun des canaux 202 mais, comme cela est expliqué ci-après, le produit reste, par capillarité, dans la partie supérieure 203 de chaque canal 202 et le produit qui est dans l'un des canaux 202 ne peut pas venir en contact avec le produit qui est dans l'un des canaux 202 voisin, empêchant ainsi la formation d'une goutte. 20 La Fig. 5 représente le siège 201 au début de la phase d'écoulement du produit. Le produit a une vitesse faible compte tenu que son écoulement est limité par l'espace disponible entre l'embout 106 et le siège 201. Du fait de cette faible vitesse d'écoulement, le produit s'écoule en occupant la totalité du volume disponible de chaque canal. 202, y compris le volume de l'évidement 205. 25 La Fig. 6 représente le siège 201 lorsque l'écoulement est maximum. Le bec de remplissage est alors totalement ouvert, la vitesse du produit est plus importante et le produit s'écoule en occupant seulement une section correspondant à la section de la partie supérieure 203 du canal 202. La surface de l'évidement 205 n'est alors plus en contact avec le produit en cours d'écoulement. La vitesse d'écoulement est alors 30 suffisante pour faire décoller la veine de produit de la paroi de l'évidement 205. Pour éviter que des gouttes de produit se forment sur les parois de l'évidement 205, l'espace disponible entre la veine de produit et la paroi de l'évidement 205 est réduite. En d'autres termes, si du produit s'est accumulé sur les parois de l'évidement 205 au cours de la phase représentée en Fig. 5, la veine de produit telle que 2905121 5 représentée en Fig. 6 vient absorber ce produit accumulé, limitant ainsi la quantité de produit qui reste sur les parois de l'évidement 205. Un moyen simple pour permettre l'absorption du produit par la veine de produit est que la différence de section entre la partie supérieure 203 et l'évidement 205 est inférieure au diamètre des gouttes de 5 produit susceptibles de se former. La différence de section doit être adaptée selon les caractéristiques physiques du produit de remplissage et, en particulier, de sa viscosité et du diamètre minimum des gouttes qu'il peut produire. La Fig. 7 représente le siège 201 à l'instant où l'écoulement s'arrête. A l'instant où le joint 108 rentre en contact avec 1,e siège 201, les canaux 202 ne sont plus 10 alimentés en produit et les veines de produit se rompent au niveau de chaque évasement 204, c'est-à-dire immédiatement au-dessus de chaque évidement 205. La vitesse d'obturation de l'espace doit être suffisante pour éviter que l'écoulement repasse par une phase similaire à celle représentée en Fig. 5, c'est-à-dire que l'écoulement remplisse chaque évidement 205. 15 La Fig. 8 représente le siège 201 après l'arrêt de l'écoulement. A l'instant qui suit l'arrêt de l'écoulement, le joint 108 est comprimé par l'action de l'embout 106, ce qui a pour effet de repousser le produit dans les canaux 202. Le produit ainsi repoussé se localise dans la partie supérieure de l'évidement 205 où il reste en équilibre par l'effet des forces de capillarité. La longueur de chaque évidement 205 doit être 20 supérieure à la longueur du déplacement du produit, pour éviter que le produit d'un canal 202 vienne en contact avec le produit d'une autre canal 202 au risque de former une goutte. La succession des cycles de remplissage n'aura pas de conséquences sur le fonctionnement décrit car le produit ne peut s'accumuler dans l'évidement 205 en 25 quantité suffisante pour générer une goutte. L'évasement 204 peut prendre différentes formes. Par exemple, il peut prendre la forme d'une marche à angle droit comme cela est mieux vu sur la Fig. 9 qui est expliquée ci-après. Il peut prendre la forme d'une rampe présentant un angle obtus avec la paroi de la partie supérieure 203 comme cela est représenté sur les Fig. 3 à 8. Il 30 peut prendre la forme d'une rampe présentant un angle aigu avec la paroi de la partie supérieure 203. La présence d'un angle aigu créé un volume supplémentaire de stockage du produit qui est ainsi retenu par capillarité dans chaque évidement 205. 2905121 6 Le fonctionnement d'un siège pour un bec de remplissage multi jet qui a été expliqué ci-dessus, s'applique aussi à un bec de remplissage mono jet tel que représenté sur la Fig. 9. Le siège 301 pour un tel bec de remplissage "mono jet" comporte à sa base un 5 canal 302, constitué d'une partie supérieure 303 de section constante, d'un évasement 304 assurant le raccordement avec un évidement 305 situé dans la partie inférieure du canal 302, la section de l'évidement 305 étant supérieure à la section de la partie supérieure 303. L'évasement 304 aura avantageusement une forme adaptée pour assurer une retenue annulaire du produit par capillarité et, en particulier, elle peut 1 o prendre la forme d'une marche à angle droit, ou celle d'une rampe présentant un angle obtus avec la paroi de la partie supérieure 303 ou la forme d'une rampe présentant un angle aigu avec la paroi de la partie supérieure 303. Dans les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus, chaque embout 106 est muni d'un joint 108, cependant, le fonctionnement de becs de remplissage ne 15 comportant pas de joint, sera tout à fait similaire, sous réserve que les formes et dimensions soient adaptées et que les becs soient étanches en position fermée. La Fig. 10 représente, en partie, un tel bec de remplissage multi jet sans joint dont l'embout 256 a été adapté. La Fig. 11 représente, en partie, un tel bec de remplissage mono jet sans joint dont l'embout 256 a été adapté. 20 Une remplisseuse peut comporter une pluralité de becs de remplissage "mono-jet" ou "multi-jet", chaque bec de remplissage comportant un siège conforme à l'un de modes de réalisation de l'invention. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes 25 accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1) Siège (201, 301) pour un bec de remplissage comprenant au moins un canal (202, 302) s'étendant verticalement, et caractérisé en ce que chaque canal (202, 302) comprend une partie supérieure (203, 30:3), un évidement (205, 305) disposé dans le prolongement et au-dessous de la partie supérieure (203, 303) correspondante et un évasement (204, 304) reliant la partie supérieure (203, 303) à l'évidement (205, 305) correspondant, la section de chaque évidement (205, 305) étant supérieure à la section de la partie supérieure (203, 303) correspondante. 2) Siège (201, 301) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque évasement (204, 304) prend la forme d'une marche à angle droit. 3) Siège (201, 301) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque évasement (204, 304) prend la forme d'une rampe présentant un angle obtus avec la paroi de la partie supérieure (203, 303). 4) Siège (201, 301) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque évasement (204, 304) prend la forme d'une rampe présentant un angle aigu avec la paroi de la partie supérieure (203, 303). 5) Siège (201, 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence de section entre la partie supérieure (203, 303) et l'évidement (205, 20 305) est inférieure au diamètre des gouttes de produit susceptibles de se former. 6) Bec de remplissage comprenant un siège (201, 301) selon l'une des revendications précédentes. 7) Remplisseuse comprenant au moins un bec de remplissage selon la revendication 6.