Brevet FR2904414A1 — publié le 20080201

La présente invention concerne un dispositif de portionnement volumétrique de matières visqueuses. Dans la description et les revendications qui vont suivre, on entendra par matière visqueuse un produit tel que par exemple des morceaux de viandes crues La présente invention a été développée pour une application particulière, à savoir le portionnement volumétrique en dose déterminée de viande crue. Cependant, l'invention ne se limite pas à cette application spécifique, et est transposable directement à d'autres matières, alimentaires ou non. Pour effectuer ce genre d'opération, on procède usuellement : l0 - Soit par pesée, la dose recherchée étant obtenue par l'association de morceaux de viandes de poids différents. Ce mode opératoire est évidemment fastidieux, coûteux en main d'oeuvre et peu satisfaisant en terme d'hygiène alimentaire. - Soit en utilisant des portionneurs volumétriques construits à l'image de pompe à pistons : à savoir une chambre cylindrique contenant un piston avec joint d'étanchéité. Le 15 volume engendré par la course du piston détermine la dose. La matière est admise, sous une pression déterminée, engendrée par un autre dispositif telle qu'une pompe de poussage du type OPTI fabriquée par la société Marlen, dans la chambre au travers d'une vanne sectionneuse, qui se ferme quand la chambre est remplie. Puis, cette dose, ainsi engendrée, est déchargée au travers d'une seconde vanne positionnée alors en position ouverte, sous 20 l'effet d'une pression introduite dans la chambre, pression agissant sur la face du piston opposée à la matière. Il peut s'agir d'une pression d'air, ou d'une action mécanique résultant par exemple d'un vérin pneumatique. Un tel dispositif présente plusieurs inconvénients : Il requiert une étanchéité parfaite du piston si le poussage se fait à l'air 25 Il nécessite l'application de deux vannes, respectivement pour l'admission et pour le déchargement - Sa complexité le rend difficilement nettoyable, élément critique dans les productions alimentaires - Il est discontinu dans son fonctionnement, l'admission ne pouvant se réopérer qu'une 30 fois le déchargement terminé, ce qui constitue un inconvénient notable en terme de cadence de production. La présente invention a pour objectif de résoudre ces problèmes. Pour cela elle propose un dispositif de portionnement volumétrique simple, facile à démonter pour en assurer le nettoyage et apte à assurer des cadences élevées. 2904414 2 Ces objectifs sont atteints, conformément à l'invention, grâce au fait que le dispositif comprend : - Un corps dont l'intérieur est un creux cylindrique percé de deux ouvertures diamétralement opposées 5 - Un boisseau lui-même cylindrique et tournant de 180 sous l'effet d'un actionneur, dans le dit boisseau étant aménagée, suivant l'axe des ouvertures du corps, une chambre de dosage à l'intérieur de laquelle est placé un piston sans tige dont le déplacement dans la course disponible de la chambre est provoqué par la pression P de la matière à l'admission. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles possibles, non limitatives de l'invention : La chambre de dosage est cylindrique La chambre de dosage n'est pas cylindrique Le piston a au moins une face bombée Le corps comporte un couvercle aisément démontable - Le boisseau est muni d'un arbre traversant le couvercle Le piston est guidé dans la chambre par une combinaison telle une association rainure-clavette coulissante D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés, qui en représentent, à simple titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré. Sur ces dessins Les figures 1 et 2 représentent des vues en coupe du dit dispositif, la fig. 1 de côté et la fig. 2 de dessus Les figures 3 et 4 représentent des vues de côté du dispositif La figure 5 représente une vue du dispositif en perspective, au seul titre d'illustration générale. L'installation représentée sur les figures 1 et 2 représente un portionneur volumétrique selon l'invention. Il comporte un châssis 1 sur lequel est fixé le corps 2 du dispositif. L'intérieur en est un creux cylindrique. Le corps 2 est percé de deux ouvertures diamétralement opposées 3a et 3e suivant l'axe XX, auxquelles sont raccordées les tuyaux A et E respectivement d'admission et d'échappement. A l'intérieur de ce corps 2 se trouve un boisseau 4 lui-même cylindrique, tournant autour son axe ZZ, et dans lequel est aménagée transversalement c'est-à-dire suivant l'axe 2904414 3 XX des ouvertures du corps 1, une chambre de dosage 5, préférentiellement cylindrique, à l'intérieur de laquelle est placé un piston 6 sans tige. Sous l'effet (voir fig. 5) de la pression de poussée P que subit la matière M à portionner, pression engendrée côté admission A par un moyen extérieur, celle-ci s'engage 5 dans la chambre de dosage 5 au travers de l'ouverture d'admission 3a en repoussant le piston 6 qui se déplace alors vers. l'autre extrémité de la chambre de dosage 5 c'est-à-dire vers l'ouverture d'échappement 3e, sur la course disponible dans la dite chambre 5. Lorsque le piston a parcouru cette course et donc atteint l'ouverture 3e, le boisseau 6 tourne de 180 autour de l'axe ZZ sous l'effet de l'actionneur, par exemple pneumatique, l0 7. Cette manoeuvre a pour effet de repositionner le piston 6 face à l'ouverture d'admission 3a. La pression de la matière M contenue dans la tuyauterie A, s'exerce à nouveau sur le piston 6 et la matière M s'engage à nouveau dans la chambre de dosage 5, repoussant à nouveau le piston 6, qui cette fois lui-même éjecte la dose de matière 15 précédemment obtenue, au travers de l'ouverture d'échappement 3e. L'opération se reproduit ainsi indéfiniment, l'admission d'une dose de matière sous pression provoquant simultanément l'éjection et l'échappement de la dose précédente. On comprend que le dosage, c'est-à-dire la quantité de matière souhaitée correspond au volume utile de la chambre de dosage 5. Celui-ci est modifiable en attribuant au piston 20 6 un volume, plus précisément une longueur, plus ou moins importante. On comprend aussi que le boisseau 4 interrompt le flux de matières à l'admission durant la manoeuvre de rotation décrite. Dans la pratique, lors de cette manoeuvre, et s'agissant par exemple d'une matière telle de la viande, les bords d'extrémité du boisseau 4 effectuent un effet de cisaillement à l'encontre de la matière en admission. 25 De la description ci-dessus, il est également évident que le dispositif est apte à fonctionner à cadence élevée, une admission et un déchargement, ou échappement,, se faisant simultanément. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préférentiel, l'extrémité du corps 2, opposée à celle où est placée l'actionneur 7 du boisseau 4 est constituée d'un couvercle 8 30 démontable rapidement comme par exemple en défaisant des serrages du type genouillère 11 visibles sur les fig. 3 et fig. 4, de façon à ouvrir l'ensemble et à dégager le boisseau 4 pour en effectuer le nettoyage. Il est également intéressant (voir fig. 1) de doter l'extrémité correspondante du boisseau 4 d'un arbre 9 traversant le couvercle 8 pour permettre de soulever l'ensemble 2904414 4 couvercle 8-boisseau 4 à l'aide par exemple d'un vérin pneumatique 10, afin de démonter commodément l'appareillage pour changer le piston 6 si l'on souhaite changer la dose, et pour permettre un nettoyage intégral de toutes les parties du dispositif. Par ailleurs, il va de soi qu'usuellement, le diamètre du piston 6 est au moins 5 légèrement supérieur au diamètre des ouvertures 3a et 3e du corps 2. Selon une variante possible de réalisation du piston, illustrée fig. 2 ce dernier est réalisé avec des faces bombées destinées à épouser la face cylindrique du corps 2. Selon un autre mode de réalisation non représenté la chambre de dosage (5) n'est pas un cylindre mais par exemple un volume sensiblement parallélépipédique ou un volume à to section oblongue, le piston 6 étant alors réalisé en conséquence. Dans une variante de l'invention non représentée, on peut prévoir au moins un guidage du coulissement du piston 6 tel que par exemple une association rainure-clavette coulissante ayant pour effet d'en améliorer le guidage, et d'éviter la rotation du piston 15 autour de l'axe XX. A titre d'exemple d'application, le dispositif de l'invention comporte des ouvertures d'admission et d'échappement 3a et 3e d'un diamètre de 100 mm, un cylindre doseur 5 de diamètre 200 mm logé dans un corps 2 de diamètre 500 mm. Avec un piston 6 de longueur 100 mm, le volume de la dose est alors d'environ 12.5 litres, ce qui correspondant suivant 20 la densité du produit, à la formation d'une barre de jambon de 13 kilogrammes environ. En augmentant la longueur du piston 6, on peut diminuer le volume de dosage. En choisissant judicieusement cette longueur, on peut également obtenir une dose qui soit un sous multiple de la quantité finale recherchée, qui sera alors obtenue par plusieurs manoeuvres successives du dispositif. 25 Dans un autre cas d'application non illustré, on pourra, à titre d'exemple non limitatif, réaliser le dispositif avec des dimensions réduites. Dans ce cas, le dispositif peut être conçu sans le châssis 1 ni le vérin 10, l'axe ZZ étant cette fois sensiblement horizontal et comportant des poignées, et l'axe XX étant désormais vertical, on obtient ainsi un appareillage déplacé et commandé à la main, tenu avec éventuellement l'aide d'un 30 équilibreur et qui convient parfaitement au dosage et à la dépose d'une portion dans un bac, un plat, ou une alvéole de machine à emballer. L'organe de commande du dispositif, tel un distributeur pneumatique pilotant l'actionneur 7, lui-même provoquant la rotation du boisseau 6, est dans ce cas avantageusement réalisé en fixant une gâche sur l'une des poignées du dispositif. 2904414 5 Par ailleurs, il va de soi que d'une façon générale, la commande de rotation du boisseau 6 peut provenir d'un signal quelconque, ou résulter d'une horloge ou d'une séquence ou encore d'une intervention manuelle. L'invention est susceptible d'applications dans les industries, particulièrement 5 alimentaires, telles celles produisant des barres de viandes destinées à être ultérieurement tranchées. D'autre part, il est courant que les dispositifs de poussée utilisés pour alimenter les dispositifs de portionnement tels que celui de l'invention, exercent cet effet sous vide, afin d'améliorer la compacité de la matière. On notera que le dispositif de l'invention peut to aisément être lui-même doté des joints d'étanchéité permettant son maintien sous vide tels que par exemple : Un joint plat ou torique entre le couvercle 8 et le corps 2 Un joint torique ou un joint à lèvre pour les étanchéités de passage de l'arbre 9 et de la liaison à l'actionneur 7 15 Il est également évident que pour certaines applications, par exemple de dosage de matière quasi fluide admise sous forte pression, l'on pourra doter le piston 6 d'un joint du type joint à double lèvre. 20 25 30 REVENDICATIONS 1- Dispositif de portionnement volumétrique de matières visqueuses comportant un corps (2) dont l'intérieur est un creux cylindrique percé de deux ouvertures, diamétralement opposées suivant un axe XX, respectivement (3a) et (3e), caractérisé en ce qu'il comporte un boisseau (4) lui-même cylindrique et tournant de 180 sous l'effet d'un actionneur (7), dans le dit boisseau. (4) étant aménagée, suivant l'axe XX des ouvertures (3a) et (3e) du corps (2), une chambre de dosage (5) à l'intérieur de laquelle est placé un piston sans tige (6), dont le déplacement dans la course disponible de la chambre (5) est provoqué par la pression P de la matière à l'admission 2- Dispositif suivant la première revendication caractérisée en ce que la chambre de dosage (5) est cylindrique 3- Dispositif suivant l'une des revendications ci-dessus caractérisé en ce que la chambre de dosage (5) n'est pas cylindrique 4- Dispositif suivant l'une des revendications ci-dessus caractérisé en ce que le piston (6) a au moins une face bombée 5- Dispositif suivant l'un des revendications ci-dessus caractérisé en ce que le corps (2) comporte un couvercle (8) aisément démontable 6- Dispositif suivant l'une des revendications ci-dessus caractérisé en ce que le boisseau (4) est muni d'un arbre (9) traversant le couvercle (8) 7- Dispositif suivant l'une des revendications ci-dessus caractérisé en ce que le piston (6) est guidé dans la chambre (5) par une combinaison telle une association rainure-clavette coulissante 30