Brevet FR2945274A1 — publié le 20101112

La présente invention concerne une machine de remplissage de récipients avec un produit de remplissage. L'invention concerne plus particulièrement une machine de remplissage à débit de produit de remplissage variable permettant l'utilisation de ladite machine de remplissage pour des produits de remplissage différents, et notamment de viscosités différentes. Il est connu des machines de remplissage de récipients comprenant au moins un poste de remplissage, notamment des machines dite rotatives et des machines dites linéaires comprenant une pluralité de postes de remplissage, dans lesquelles chaque poste de remplissage comporte un bec de remplissage muni d'un orifice d'alimentation et d'un orifice de décharge et des moyens de dosage comprenant un système d'obturation monté dans le bec de remplissage, et apte à être commandé entre une position fermée et au moins une position ouverte. Chaque poste comprend en outre des moyens d'alimentation pour alimenter ledit bec de remplissage en produit de remplissage, lesdits moyens d'alimentation comprenant un conduit d'alimentation, raccordé à l'orifice d'alimentation du bec de remplissage en amont dudit système d'obturation. Dans le cas d'une machine rotative ou linéaire, les conduites d'alimentation relient classiquement les becs de remplissage à une cuve unique embarquée ou une conduite d'amenée unique reliée à une cuve déportée. En fonction de la viscosité du produit, de la présence de morceaux ou de particules, les sections de passage du produit de chaque poste de remplissage doivent être différentes, afin de maitriser la vitesse d'écoulement du produit par des pertes de charges adaptées et d'obtenir un dosage propre et sans débordement dans un temps imparti. Pour adapter la machine à différents produits de remplissage, on utilise classiquement des conduits d'alimentation rigides de différents diamètres. Le remplacement des conduites d'alimentation de tous les postes de remplissage s'avère long et fastidieux. Le but de la présente invention est de proposer une solution visant à pallier les inconvénients précités, qui permet d'adapter la machine de remplissage à différents produits de manière simple, rapide et économique. 2 A cet effet, la présente invention propose une machine de remplissage de récipients, notamment de type gravitaire, comprenant au moins un poste de remplissage comportant - un bec de remplissage muni d'un orifice d'alimentation et d'un 5 orifice de décharge, - des moyens de dosage comprenant un système d'obturation, par exemple de type clapet, monté dans le bec de remplissage, apte à être manoeuvré automatiquement entre une position fermée et au moins une position ouverte par un système d' actionnement ; io - des moyens d'alimentation pour alimenter ledit bec de remplissage en produit de remplissage, lesdits moyens d'alimentation comprenant un conduit d'alimentation apte à être alimenté en produit de remplissage, relié à l'orifice d'alimentation du bec de remplissage en amont dudit système d'obturation par rapport au sens d'écoulement du is produit de remplissage, caractérisée en ce que ledit conduit d'alimentation comprend au moins un tronçon formé d'un tuyau flexible, lesdits moyens d'alimentation comprenant en outre des moyens de pincement aptes à pincer ledit tuyau flexible pour modifier la section du passage interne 20 dudit tuyau flexible, lesdits moyens de pincement sont manoeuvrables entre au moins deux positions correspondant à des sections différentes du passage interne du tuyau flexible. Selon l'invention, le conduit d'alimentation du bec de remplissage comprend un tuyau flexible et des moyens de pincement qui 25 permettent de faire varier la section du passage interne du tuyau flexible, et donc de faire varier la perte de charge en fonction de la viscosité du produit de remplissage et/ou de la présence ou non de morceaux ou de particules dans le produit de remplissage, afin de maîtriser la vitesse d'écoulement du produit en sortie du bec de remplissage et d'obtenir un 30 dosage propre et sans débordement dans un délai imparti. La machine de remplissage selon l'invention peut donc être adaptée à différents produits, de viscosités différentes, de manière simple, rapide et économique, sans remplacement ou ajout de pièces, notamment sans remplacement de la conduite d'alimentation et sans 35 remplacement ou modification du bec de remplissage et/ou de son système d'obturation associé. La limitation d'opération manuelle pour 3 l'adaptation de la machine à un type de produit améliore également l'hygiène. Les moyens de pincement peuvent avoir uniquement deux positions, ou plusieurs positions pour pouvoir traiter une multitude de s produits de remplissage de viscosités différentes. Le tuyau flexible à section fermée selon l'invention associé à des moyens de pincement constituent une solution simple à mettre en place et efficace pour faire varier la section du conduit d'alimentation. Le tuyau flexible peut être inséré aisément au niveau d'un conduit io d'alimentation, tout en garantissant un passage interne sensiblement continu qui peut être nettoyé facilement et de manière efficace. Selon une particularité, lesdits moyens de pincement sont manoeuvrables entre une position de repos correspondant à un état non pincé du tuyau flexible, dans lequel ledit tuyau flexible a une section de is passage interne maximale, et au moins une position active correspondant à un état pincé du tuyau flexible dans lequel le tuyau flexible à une section réduite. La machine peut avoir une seule position active ou une multitude de positions actives. La possibilité de revenir aisément et rapidement à une section maximale permet également un meilleur 20 nettoyage de la machine. Le nettoyage de la machine pourra avantageusement être effectué dans l'état non pincé du tuyau flexible. Selon un mode de réalisation, le bec de remplissage comprend un corps globalement tubulaire, l'orifice d'alimentation étant formé radialement sur la paroi tubulaire dudit corps, le système d'obturation 25 comprenant un clapet qui est monté dans ledit corps tubulaire et commandé en ouverture et en fermeture par un système d'actionnement comprenant un vérin, le corps de vérin étant disposé au-dessus du bec de remplissage et sa tige s'étendant sensiblement axialement dans le corps tubulaire et portant en extrémité ledit clapet. 30 Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de pincement comprennent une première barre fixe et une deuxième barre mobile entre lesquelles est disposé ledit tuyau flexible, la première barre fixe étant de préférence sensiblement en contact avec le tuyau flexible, et la deuxième barre mobile étant apte à être déplacée entre une position de repos et une 35 position active par un dispositif d'actionnement. 4 Selon un mode de réalisation, ledit tuyau flexible est disposé de sorte que son axe longitudinal forme un angle non nul et inférieur à 90° par rapport à l'horizontale, la première barre fixe étant disposée sous ledit tuyau flexible. Ces moyens de pincement dans lesquels seule la s barre disposée au-dessus est mobile permettent de déformer élastiquement le tuyau flexible uniquement par le haut et ainsi d'éviter des zones de rétention de produit de remplissage dans le tuyau flexible. Selon un autre mode de réalisation, le tuyau flexible est disposé sensiblement verticalement, lesdits moyens de pincement comprennent io une première barre et une deuxième barre entre lesquelles est disposé ledit tuyau flexible, la première barre et/ou la deuxième barre étant apte à être déplacée entre une position de repos et une position active par un dispositif d'actionnement. Selon l'invention, des moyens de pincement simples de is conception peuvent être utilisés pour agir simultanément sur plusieurs tubes flexibles de postes de remplissage différents. Selon un mode de réalisation, la machine de remplissage comprend plusieurs postes de remplissage, lesdits moyens de pincement comprenant au moins un système de pincement apte à pincer simultanément les tuyaux flexibles 20 de plusieurs postes de remplissage, ledit système de pincement comprenant une première barre et une deuxième barre entre lesquelles passent des tuyaux flexibles, et un dispositif d'actionnement pour déplacer au moins l'une des deux barres entre une position de repos et au moins une position active de pincement. 25 Selon un autre mode de réalisation, la machine de remplissage comprend plusieurs postes de remplissage avec un système de pincement et son dispositif d'actionnement associé pour chaque poste de remplissage. Selon un mode de réalisation, la machine comprend plusieurs 30 postes de remplissage et une cuve de distribution embarquée ou une conduite d'amenée reliée à une cuve de stockage déportée, chaque poste de remplissage comprenant un conduit d'alimentation reliant le bec de remplissage à ladite cuve de stockage ou à ladite conduite d'amenée. Selon un mode de réalisation, la machine est de type rotative, 35 lesdits postes de remplissage étant disposés à espace angulaire régulier sur un carrousel, les conduits d'alimentation s'étendant radialement des becs de remplissage vers la cuve de distribution ou la conduite d'amenée centrée selon l'axe de rotation du carrousel. Selon un mode de réalisation, les systèmes de pincement sont disposés à espace angulaire régulier, la première barre et la deuxième 5 barre de chaque système de pincement s'étendant en arc de cercle. Selon un mode de réalisation, chaque conduit d'alimentation d'un poste de remplissage comprend un premier tuyau rigide et un deuxième tuyau rigide raccordés respectivement à la cuve de distribution ou la conduite d'amenée, et à un bec remplissage, ledit tuyau flexible, éventuellement équipé d'embouts rigides à collerette étant monté, de manière amovible, entre les extrémités libres des deux tuyaux rigides, éventuellement munies d'une collerette. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 représentent deux vues schématiques partielles en perspective d'une machine de remplissage selon l'invention, sans les moyens de pincement, sur laquelle seule une partie des postes de remplissage est illustrée ; - la figure 3 représente une vue partielle en coupe transversale de la machine de remplissage des figures 1 et 2, équipée de moyens de pincement, la coupe étant réalisée au niveau d'un poste de remplissage, avec les moyens de pincement dans une position active ; et, - la figure 4 représente une vue schématique en perspective des moyens de pincement de la machine des figures 1 et 2, lesdits moyens de pincement étant dans leur position active. Dans le présent mode de réalisation illustré sur les figures, la machine de remplissage est de type rotative, et comprend un carrousel 1 comportant une structure 10 support destinée à être montée tournante sur un bâti fixe (non représenté) autour d'un axe A de rotation vertical. Le carrousel 1 porte une pluralité de postes 2 de remplissage disposés à espace angulaire régulier autour de l'axe A de rotation. Chaque poste 2 de remplissage comprend un bec 3 de remplissage monté verticalement sur une couronne 11 de la structure support. 6 En référence à la figure 3, le bec 3 de remplissage est formé d'un corps 31 globalement tubulaire présentant un passage 32 interne, une extrémité axiale supérieure ouverte et une extrémité axiale inférieure constituant l'orifice 33 de décharge du bec de remplissage. Le corps tubulaire est muni d'un orifice 34 radial d'alimentation pour l'alimentation du bec en produit de remplissage. Le corps tubulaire est monté sur la face inférieure de la couronne 11, au niveau d'une ouverture de ce dernier. Des moyens de dosage du produit sont associés à chaque bec de io remplissage pour délivrer une quantité déterminée de produit de remplissage dans chaque récipient amené sous le bec de remplissage. Ces moyens de dosage comprennent un système 4 d'obturation comprenant un clapet 41 disposé dans le bec de remplissage. Ce clapet est commandé en ouverture et en fermeture par un système 5 de is commande comprenant un vérin 51, par exemple pneumatique. Le corps 51a du vérin est monté sur la face supérieure de la couronne 11 et sa tige 5lb s'étend sensiblement axialement dans le passage 32 interne du bec de remplissage et porte à son extrémité libre le clapet 41, de sorte que le clapet puisse être déplacé en translation verticale par le vérin entre une 20 position fermée, illustrée à la figure 3, pour fermer l'orifice de décharge, et des positions ouvertes pour ouvrir l'orifice de décharge. Les moyens de dosage sont par exemple de type pondéral, le vérin étant asservi par un capteur de pesée placé au niveau d'un système support de récipient associé au poste de remplissage. En variante, le vérin est asservi par un 25 capteur de détection du niveau de remplissage du récipient ou un capteur de débit venant s'intercaler entre le récipient et le bec au moment du remplissage. Le corps 31 tubulaire est avantageusement constitué de deux pièces afin de faciliter le montage et démontage du bec de remplissage : 30 une première pièce 31a, munie de l'extrémité axiale supérieure et de l'orifice 34 d'alimentation, est montée sur la face inférieure de la couronne 11, et une deuxième pièce 31b munie de l'orifice de décharge, est montée de manière amovible sur la première pièce. Chaque poste de remplissage comprend en outre des moyens 35 d'alimentation connectés à l'orifice 34 d'alimentation pour alimenter ledit bec de remplissage en produit de remplissage. Lesdits moyens 7 d'alimentation comprennent un conduit 6 d'alimentation raccordé à l'orifice d'alimentation du bec de remplissage. Les conduits d'alimentation de l'ensemble des becs de remplissage sont raccordés d'un côté à un bec de remplissage et de l'autre côté à une même cuve 7 de distribution montée sur la structure 10 support. De manière connue, cette cuve de distribution embarquée est alimentée en produit de remplissage depuis une cuve de stockage déportée via une conduite d'amenée, la cuve de distribution servant de zone tampon. En variante, la cuve de distribution peut être remplacée par une conduite d'amenée io reliée à une cuve de stockage déportée. Selon l'invention, ce conduit 6 d'alimentation comprend un tronçon constitué d'un tuyau 61 flexible, élastiquement déformable, appelé également tuyau souple, apte à être pincé par des moyens 8 de pincement montés sur la structure 10 support pour faire varier la section is du passage 611 interne du tuyau flexible, et ainsi adapter la perte de charge au type de produit de remplissage. Dans le mode de réalisation illustré, le conduit d'alimentation comprend trois tronçons, un tronçon intermédiaire constitué d'un tuyau flexible, par exemple en matériau élastomère, raccordé en extrémité à 20 deux tronçons d'extrémité constitués de tuyaux 62, 63 rigides. Un premier tuyau 62 rigide est raccordé à la cuve 7 de distribution et un deuxième tuyau 63 rigide est raccordé à l'orifice 34 d'alimentation du bec de remplissage. Le tuyau flexible et les tuyaux rigides sont sensiblement 25 rectilignes et présentent des sections intérieures sensiblement identiques. Le premier tuyau rigide et le second tuyau rigide sont montés respectivement sur la cuve et le bec de remplissage de sorte que les tuyaux 61, 62, 63 constituant le conduit d'alimentation forment un angle non nul par rapport à l'horizontal, compris entre 1° et 45°, par exemple 30 de l'ordre de 5°. Dans le mode de réalisation illustré, le premier tuyau 62 rigide est raccordé par une partie 62b d'extrémité coudée à la paroi 71 de fond de la cuve 7. Le deuxième tuyau 63 rigide est formé d'un seul tenant avec la première pièce 31a du bec de remplissage. Le tuyau flexible est monté de manière amovible entre les 35 extrémités libres des deux tuyaux rigides, de manière à obtenir un passage interne de conduit d'alimentation ayant une surface 8 sensiblement continue. Le tuyau flexible est serti ou emmanché sur deux embouts 64 rigides de type clamp, chacun muni d'une collerette 64a pour leur assemblage aux extrémités libres des tuyaux 62, 63 rigides également munies de collerettes 62a, 63a. Tel qu'illustré sur les figures 1 s et 2, le blocage des collerettes est réalisé au moyen de deux demi-bagues 91, 92 à section transversale en U, articulées l'une à l'autre par une première extrémité, et munies à leur deuxième extrémité d'un système 93 de serrage, le système de serrage comprenant par exemple un écrou papillon venant se visser sur une tige filetée montée pivotante sur une lo demi-bague et apte à venir s'enclencher dans une fente de l'autre demi-bague. Les deux demi-bagues sont emboîtées sur les collerettes puis serrées par le système de serrage pour maintenir de manière étanche les deux collerettes l'une contre l'autre. En variante, ces raccords de type clamp, à embouts et demi-bagues, peuvent être remplacés par des ls raccords de type DIN ou des raccords de type SMS. Pour chaque poste de remplissage, les moyens de pincement 8 comprennent une première barre 81, dite inférieure, montée fixe sur les traverses 12 radiales de la structure 10 support, sous le tuyau 61 flexible, en contact avec ce dernier, et une deuxième barre 82, dite supérieure, 20 montée mobile sur les traverses 12 radiales de la structure 10 support au-dessus du tuyau flexible, les deux barres étant sensiblement alignées verticalement. La barre supérieure est manoeuvrable verticalement entre une position de repos et une position active par un dispositif 83 d'actionnement de type vérin. Dans sa position de repos, la barre 82 25 supérieure est écartée du tuyau flexible, ou simplement en contact avec le tuyau flexible, le tuyau flexible étant dans un état non-pincé. Depuis cette position de repos, la barre supérieure peut être déplacée verticalement vers le bas par le dispositif d'actionnement jusqu'à sa position active illustrée à la figure 3, pour pincer le tuyau flexible et ainsi 30 réduire la section de son passage interne par déformation élastique. Lorsque la barre supérieure est ramenée vers sa position de repos, le tuyau flexible revient élastiquement dans son état non pincé. Dans le présent mode de réalisation, la machine comprend des moyens de pincement communs à plusieurs postes de remplissage 35 adjacents. En référence à la figure 4, la machine comprend plusieurs système 8a de pincement, par exemple au nombre de six, décalés 9 angulairement autour de l'axe A. Chaque système de pincement comprend une barre 81 inférieure et une barre 82 supérieure qui s'étendent en arc de cercle, entre lesquelles passent les tuyaux flexibles de plusieurs postes de remplissage adjacents. Chaque système de s pincement comprend en outre un dispositif d'actionnement de la barre supérieure, formé ici d'un vérin 83 par exemple de type pneumatique. Les systèmes 8a de pincement sont montés sur un anneau 84 support formé de plusieurs éléments en arc de cercle montés entre des traverses 12 radiales (Fig. 1) de la structure 10 support. La barre 81 io inférieure de chaque système de pincement est montée de manière fixe aux extrémités libres de deux pattes 85 verticales solidaires de l'anneau 84 support. La barre supérieure est montée à l'extrémité libre de la tige 83a du vérin, le corps 83b du vérin étant monté sur l'anneau 84 support, entre les deux pattes 85 verticales. Pour guider le mouvement en is translation verticale de la barre 82 supérieure entre ses deux positions, la barre supérieure est montée coulissante sur les deux pattes 85 verticales, la barre supérieure comprenant par exemple deux plots 82a montés coulissants dans des ouvertures 85a des pattes verticales. Dans l'exemple illustré sur les figures, la machine comprend trente postes de remplissage 20 et six dispositifs 8a de pincement associés à cinq postes 2 de remplissage, trois tuyaux flexibles étant par exemple disposés entre deux pattes verticales, et un tuyau au-delà de chaque patte verticale. Les barres supérieures des systèmes de pincement sont déplacées ensemble en position de repos ou en position active par commande simultanée de leur 25 vérin pour adapter la machine à deux produits de remplissage différents. Tel qu'indiqué précédemment, la perte de charge des conduits d'alimentation, et donc le débit de produit de remplissage dans lesdits conduits d'alimentation, et donc la vitesse d'écoulement du produit au niveau de l'orifice 33 de décharge du bec de remplissage peuvent être 30 adapté aisément en fonction du produit de remplissage à doser, de manière automatique et simultanément pour tous les postes de remplissage, sans remplacement ou ajout de pièce, ce qui simplifie la manipulation pour passer d'un produit à un autre produit de viscosité différent et augmente le niveau d'hygiène en évitant les interventions 35 manuelles dans l'enceinte de dosage. 2945274 lo En variante, les vérins 83 pneumatiques sont remplacés par des vérins électriques de type � brushless �, permettant de régler les barres supérieures à différentes positions actives, et ainsi de traiter plusieurs produits de remplissage de viscosités différentes sur la même machine. s Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ce type de machine, la machine pouvant être de type linéaire, avec un ou plusieurs postes de dosage, avec une cuve de stockage déportée ou intégrée à ladite machine. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de lo réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Machine de remplissage de récipients, comprenant au moins un poste de remplissage comportant - un bec de remplissage muni d'un orifice d'alimentation et d'un orifice de décharge, - des moyens de dosage comprenant un système d'obturation monté dans le bec de remplissage, apte à être manoeuvré entre une position fermée et au moins une position ouverte ; et, io - des moyens d'alimentation pour alimenter ledit bec de remplissage en produit de remplissage, lesdits moyens d'alimentation comprenant un conduit d'alimentation, relié à l'orifice d'alimentation du bec de remplissage en amont dudit système d'obturation, caractérisée en ce que ledit conduit (6) d'alimentation comprend is au moins un tronçon formé d'un tuyau (61) flexible, lesdits moyens d'alimentation comprenant en outre des moyens (8) de pincement aptes à pincer ledit tuyau flexible pour modifier la section du passage (611) interne dudit tuyau flexible, lesdits moyens de pincement sont manoeuvrables entre au moins deux positions correspondant à des 20 sections différentes du passage interne du tuyau flexible. 2. Machine de remplissage selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens (8) de pincement sont manoeuvrables entre une position de repos correspondant à un état non pincé du tuyau (61) flexible, dans lequel ledit tuyau flexible a une section de passage (611) 25 interne maximale, et au moins une position active correspondant à un état pincé du tuyau flexible dans lequel le tuyau flexible à une section réduite. 3. Machine de remplissage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bec (3) de remplissage comprend un corps (31) 30 globalement tubulaire, l'orifice (34) d'alimentation étant formé radialement sur la paroi tubulaire dudit corps, le système (4) d'obturation comprenant un clapet (41) qui est monté dans ledit corps tubulaire et commandé en ouverture et en fermeture par un système (5) d'actionnement comprenant un vérin (51), le corps (51a) de vérin étant 35 disposé au-dessus du bec de remplissage et sa tige (5lb) s'étendant 12 sensiblement axialement dans le corps tubulaire et portant en extrémité ledit clapet. 4. Machine de remplissage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de pincement comprennent une première barre (81) fixe et une deuxième barre (82) mobile entre lesquelles est disposé ledit tuyau flexible, et la deuxième barre mobile étant apte à être déplacée entre une position de repos et une position active par un dispositif (8) d'actionnement. 5. Machine de remplissage selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit tuyau (61) flexible est disposé de sorte que son axe longitudinal forme un angle non nul inférieur à 90° par rapport à l'horizontale, la première barre fixe étant disposée sous ledit tuyau flexible. 6. Machine de remplissage selon l'une des revendications 1 à 5, is caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs postes de remplissage (2), lesdits moyens (8) de pincement comprenant au moins un système (8a) de pincement apte à pincer simultanément les tuyaux (61) flexibles de plusieurs postes de remplissage, ledit système de pincement comprenant une première barre (81) et une deuxième barre (82) entre lesquelles 20 passent des tuyaux flexibles, et un dispositif d'actionnement pour déplacer au moins l'une des deux barres entre une position de repos et au moins une position active de pincement. 7. Machine de remplissage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs postes (2) de remplissage 25 et une cuve (7) de distribution embarquée ou une conduite d'amenée reliée à une cuve de stockage déportée, chaque poste de remplissage comprenant un conduit (6) d'alimentation reliant le bec (3) de remplissage à ladite cuve de stockage ou à ladite conduite d'amenée. 8. Machine de remplissage selon la revendication 7, caractérisée 30 en ce qu'elle est de type rotative, lesdits postes (2) de remplissage étant disposés à espace angulaire régulier sur un carrousel (1), les conduits (6) d'alimentation étendant radialement des becs (3) de remplissage vers la cuve de distribution ou la conduite d'amenée centrée selon l'axe (A) de rotation du carrousel. 35 9. Machine de remplissage selon la revendication 8 en combinaison avec la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que les 13 systèmes (8a) de pincement sont disposés à espace angulaire régulier, la première barre (81) et la deuxième barre (82) de chaque système de pincement s'étendant en arc de cercle. 10. Machine de remplissage selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que chaque conduit (6) d'alimentation d'un poste (2) de remplissage comprend un premier tuyau (62) rigide et un deuxième tuyau (63) rigide raccordés respectivement à la cuve (7) de distribution ou à la conduite d'amenée, et à un bec (3) de remplissage, ledit tuyau (61) flexible étant monté entre les extrémités libres des deux tuyaux rigides.