Brevet FR3035100A1 — publié le 20161021

DISPOSITIF DE REMPLISSAGE DE BOISSONS D'UN CONTENANT, NOTAMMENT PAR SON FOND La présente invention concerne un procédé de remplissage de boissons d'un contenant, notamment par son fond. Le procédé se base sur l'association d'un dispositif d'alimentation, dont la buse d'injection a une configuration et une forme géométrique particulière, et d'un design 10 spécifique du contenant, l'ensemble apportant des améliorations significatives par rapport aux systèmes de remplissage de récipients par le fond. Le dispositif ainsi conçu, de part une approche géométrique et hydrodynamique, permet simultanément de limiter la formation d'un chapeau de mousse prohibitif en surface du liquide gazeux dans le contenant, d'éviter une élévation de la température de la boisson 15 lors du remplissage, de garantir une meilleure conservation de la boisson, d'obtenir un processus de remplissage répétable et d'optimiser la manipulation du contenant tout en assurant la sécurité de l'opérateur. 20 ETAT DE LA TECHNIQUE Il existe en effet des dispositifs basés sur le principe de remplir un contenant, comme un verre ou gobelet, en injectant la boisson par le fond même de celui-ci, mais ils ne résolvent finalement pas de façon simultanée et intégrale l'ensemble des difficultés que 25 l'on rencontre lorsque l'on souhaite remplir un contenant de boisson par son fond, de manière répétable, sans verser des gouttes, sans produire un chapeau de mousse prohibitif en surface des boissons gazeuses tout en garantissant la meilleure sécurité pour l'opérateur. 30 3035100 2 EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle apporte une solution pour minimiser significativement la formation du chapeau de mousse en surface 5 des boissons gazeuses lors du remplissage du récipient, ou gobelet ou tout autre type de contenant par le fond. Elle concerne l'association d'une buse d'injection du liquide du dispositif de remplissage, qui est introduite au travers d'un organe auto-obturant, ou valve anti-retour, intégré en paroi du fond du gobelet, caractérisé d'une part par sa géométrie spécifique et d'autre part par celle du contenant lui-même dont la valve anti-retour est 10 positionnée idéalement afin de répondre aux principes fondamentaux d'hydrodynamique favorisant les écoulements laminaires. En effet il est bien connu que la production d'un écoulement turbulent génère automatiquement une émulsion importante de bulles de gaz et donc génère une grande quantité de mousse par exemple dans le cas de la bière. 15 Inversement, la production d'un jet laminaire, dont les lignes de courant suivent le plus tangentiellement possible la paroi du récipient, conduit à une amélioration très sensible du résultat. Un écoulement laminaire a aussi pour avantage d'être répétable et prévisible, ce qui aura pour conséquence d'obtenir des remplissages de contenants dans des conditions invariables et reproductibles. 20 En résumé, l'invention décrite porte sur : Le dispositif de remplissage d'un contenant à boisson, au travers d'une de ses parois, notamment par son fond, comportant une électrovanne et un capteur de 25 présence, dont la buse de remplissage est destinée à s'introduire au travers d'un organe auto-obturant disposé dans l'une des parois du contenant, la buse de remplissage comportant un conduit interne et une bouche d'injection inclinée d'un angle cc compris entre +30 et -30° de préférence incliné de -5 à -30° degrés pour diriger le jet de la boisson vers le bas en tangence avec l'intérieur du fond du contenant. 3035100 3 Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, d'une forme extérieure de préférence cylindrique avec une tête hémisphérique ou ogivale, comprend un conduit interne de section variable. Le dispositif de remplissage dans lequel une buse de remplissage, dont l'axe 5 est de préférence excentré du centre du fond du contenant et dont l'orientation de la sortie de la bouche d'injection suit un angle 0, de préférence supérieur à 60° par rapport à l'axe X suivant un plan comprenant l'axe vertical du contenant et l'axe du centre de la buse de remplissage, dirige le jet de la boisson sortant de la buse de remplissage suivant une trajectoire en tangence avec l'intérieur de la paroi latérale. Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement stoppant la course d'introduction du contenant et créant ainsi une surface d'appui positionnant la bouche d'injection à une distance fixe par rapport au fond du contenant pendant le remplissage. Le dispositif de remplissage dont le capteur, de par sa forme extérieure, guide avec précision la paroi extérieure du contenant lors de l'introduction de la buse et est apte à détecter la présence du contenant. Le dispositif de remplissage dont un bac de rétention est destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne libère la boisson en l'absence du contenant. Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé au fond du contenant par une bague d'étanchéité, qui peut être positionnée soit à l'intérieur soit à l'extérieur du contenant, suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant. Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de l'épaisseur de la matière du fond du contenant, avec 25 ou sans la présence de la bague d'étanchéité. Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est positionné sur une paroi différente du fond du contenant. Un appareil, fixe ou mobile, qui comprend au moins deux dispositifs et qui est destiné à accueillir des contenants. 30 3035100 4 DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse, et d'un récipient ou gobelet quelconque appelé ici contenant, positionné 5 en cours de remplissage. La figure 2 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse et de ce contenant, avant ou après remplissage. La figure 3 montre une vue de dessus en coupe A.A suivant la figure 1, représentant le positionnement géométrique relatif de la buse dans son contenant. 10 La figure 4 est un détail B de la figure 2. Les figures 5 et 6 illustrent l'écoulement au fond du contenant de la boisson en phase de remplissage. La figure 7 illustre un exemple de l'intégration de deux procédés de remplissage sur un même appareil. 15 Le dispositif de l'invention qui permet d'assurer le remplissage de la boisson, d'un contenant par son fond, comprend : - une électrovanne (2) réalisant l'alimentation de la boisson dans la buse de remplissage 20 - une buse (1) de remplissage munie d'une tête (8) et d'une bouche (9) d'injection - un capteur (3) détectant la présence du contenant - un contenant (4) à boisson constitué d'une paroi (12) et d'un fond (11) - une bague (6) d'étanchéité, disposée dans l'orifice (7) et fixée au fond (11) du contenant (4) - un organe (5) auto-obturant qui peut être une membrane ou valve anti-retour souple ou un clapet anti-retour rigide, fixé entre la bague (6) d'étanchéité et le fond (11) du contenant (4) - Un épaulement (10) ou embase 3035100 5 D'une manière plus détaillée, on peut voir sur les figures 1, 2, 3 la disposition et la constitution des divers éléments : Le dispositif de remplissage à proprement parler comprend une électrovanne (2) 5 directement reliée classiquement par une tuyauterie au circuit d'arrivée (non représenté) de boisson. En sa partie supérieure, au niveau de son orifice de sortie, est disposée la buse (1) de remplissage ainsi qu'un capteur (3) de présence. Le contenant (4), comprend en son fond (11), une bague (6) d'étanchéité sertie ou 10 fixée en sa partie inférieure, dans l'orifice (7) du contenant, pouvant être indifféremment installée à l'intérieur ou à l'extérieur de la paroi. La bague (6) d'étanchéité est volontairement disposée au plus près de la paroi du contenant (2). Entre cette bague (6) d'étanchéité et le fond (11) du contenant (4) est fixé l'organe (5) auto-obturant. 15 La buse (1) de remplissage est d'une forme de préférence cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale afin de faciliter sa pénétration progressive au travers de l'organe (5) auto-obturant sans détériorer celui-ci. L'organe (5) auto-obturant assure un contact permanent avec la forme extérieure de la buse (1) pendant les trois phases d'introduction, de remplissage et de retrait créant une étanchéité permanente du contenant 20 (4). La figure 4 montre bien la forme de la sortie de la bouche d'injection (9) dont la partie interne s'incurve progressivement en inclinaison vers le bas d'un angle négatif compris entre 5 et 15°. La buse (1) de remplissage comprend également en sa partie inférieure, un épaulement (10) ou embase, créant une surface d'appui pour le positionnement idéal en hauteur du gobelet lorsqu'il est phase de remplissage. 25 La position relative en hauteur de la bouche d'injection (9) est optimisée de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire en pente douce, tangente à la paroi (12) et au fond (11) du contenant (4). 3035100 6 Les figures 5 et 6 montrent la disposition angulaire en orientation latérale de la bouche d'injection (9), de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire tangente à la paroi (12) latérale. On comprend ainsi la complémentarité de la disposition d'ensemble de la buse (1) dans son contenant (4) permettant aux lignes de courant du jet 5 sous pression sortant de la bouche (9) d'injection de suivre une trajectoire avec un écoulement le plus laminaire possible évitant toute turbulence émettrice d'émulsions gazeuses. Les formes géométriques du contenant (4) et de la buse (1) sont ainsi deux éléments indissociables caractéristiques de la présente invention. 10 Pour une meilleure compréhension de l'invention et des avantages qu'elle procure, on rappelle les phases du processus pour effectuer le remplissage du contenant (4) par son fond (11) avec le dispositif à buse (1) de remplissage et du contenant (4) associé. Par un mouvement manuel de haut en bas du contenant (4), la buse (1) de remplissage est introduite au travers de l'organe (5) auto-obturant jusqu'à venir en contact avec 15 l'épaulement (10) de la buse ou tout autre embase d'appui prévue à cet effet. Dans cette position de remplissage en butée, le capteur (3) détecte la présence du contenant (4) en position de remplissage. Il donne alors l'ordre à l'électrovanne (2) de s'ouvrir, permettant le passage de la boisson sous pression dans le contenant (4), celui-ci restant étanche pendant son remplissage au niveau de l'organe (5) auto-obturant qui enserre la buse (1) sur 20 sa surface extérieure. Après une certaine durée programmée de remplissage, l'électrovanne (2) se referme, stoppant le remplissage, et le contenant (4) peut alors être extrait de la buse (1) avec un mouvement de bas en haut. La buse (1) n'est alors plus en contact avec l'organe (5) auto- 25 obturant et ce dernier s'occulte naturellement, retenant ainsi la boisson dans le contenant (4). Lorsque l'utilisateur souhaite ne pas extraire le contenant (4) immédiatement après son remplissage, la buse (1) reste toujours présente à l'intérieur du contenant (4) autant de temps que souhaité, l'organe (5) auto-obturant réalisant une très bonne étanchéité sur la paroi extérieure de la buse (1). Cette possibilité permet ainsi à l'utilisateur d'être 3035100 7 disponible pour effectuer d'autres tâches avant d'extraire le contenant (4) de la buse (1) et de terminer le service. On remarquera que, la tête de la buse (8) étant positionnée dans le bas du contenant 5 (4), le jet unidirectionnel sortant de la buse est toujours en contact avec la boisson déjà présente dans le contenant dès les premiers dixièmes de seconde de remplissage : ainsi la boisson ne subit pas de réchauffement avec l'air ambiant comme on l'observe lors d'un remplissage conventionnel par le haut d'un verre ou d'une carafe. Cela évite donc une élévation de la température au sein du liquide lors du remplissage, et contribue encore 10 davantage à la limitation de formation de mousse de la bière sensible à ce paramètre. On notera également que la bouche (9) d'injection de la buse (1) de remplissage, qui oriente le jet de boisson au plus bas du contenant, évite toute oxydation du liquide avec l'air ambiant, améliorant ainsi sa conservation. 15 En comparaison avec un remplissage d'un verre réalisé avec le bec d'une tireuse conventionnelle dont la position peut être aléatoire, la présente invention qui assure un positionnement et une orientation de la buse (1) de remplissage précis et toujours identiques par rapport au contenant (4), permet d'obtenir répétabilité et qualité constantes 20 de remplissage. Un avantage sécuritaire est également induit par cette disposition de buse (1) qui dirige le jet de la boisson vers le bas. En effet en cas d'une ouverture intempestive de l'électrovanne (2) pouvant libérer un jet de boisson, alors que le contenant (4) ne serait pas 25 en position de remplissage, le liquide serait facilement capté par gravité par un bac de rétention (non représenté). Dans un autre mode particulier de l'invention, il est tout à fait possible de dupliquer le nombre de dispositifs de remplissage afin que l'opérateur puisse remplir plusieurs 30 contenants en même temps. REVENDICATIONS1) Dispositif de remplissage d'un contenant (4) à boisson, au travers d'une de ses parois, notamment par son fond (11), comportant une électrovanne (2) et un capteur (3) de présence, caractérisé en ce qu'une buse (1) de remplissage est destinée à s'introduire au 10 travers d'un organe (5) auto-obturant disposé dans l'une des parois du contenant (4), la buse (1) de remplissage comportant un conduit interne et une bouche (9) d'injection inclinée d'un angle a compris entre +30 et -30° de préférence incliné de -5 à -30° degrés pour diriger le jet de la boisson vers le bas en tangence avec l'intérieur du fond (11) du contenant (4). 15 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la buse (1) de remplissage, d'une forme extérieure de préférence cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale, comprend un conduit interne de section variable. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la buse (1) de remplissage, dont l'axe est de préférence excentré du centre du fond (11) du contenant (4) 20 et dont l'orientation de la sortie de la bouche (9) d'injection suit un angle 0, de préférence supérieur à 60° par rapport à l'axe X suivant un plan comprenant l'axe vertical du contenant (4) et l'axe du centre de la buse (1) de remplissage, dirige le jet de la boisson sortant de la buse (1) de remplissage suivant une trajectoire en tangence avec l'intérieur de la paroi latérale (12). 25 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la buse (1) de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement (10) stoppant la course d'introduction du contenant (4) et créant ainsi une surface d'appui positionnant la bouche (9) d'injection à une distance fixe par rapport au fond (11) du contenant (4) pendant le remplissage. 3035100 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (3), de par sa forme extérieure, guide avec précision la paroi (12) extérieure du contenant (4) lors de l'introduction de la buse (1) et est apte à détecter la présence du contenant (4). 6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un bac de rétention est destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne (2) libère la boisson en l'absence du contenant (4). 7) Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé au fond (11) du contenant (4) par une bague (6) d'étanchéité, qui peut être positionnée soit à l'intérieur soit à l'extérieur du contenant (4), suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant (4). 8) Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de 15 l'épaisseur de la matière du fond (11) du contenant (4), avec ou sans la présence de la bague d'étanchéité (6). 9) Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est positionné sur une paroi différente du fond (11) du contenant (4). 20 10) Appareil, fixe ou mobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dispositifs selon l'une des revendications 1 à 6 et est destiné à accueillir des contenants (4) selon l'une des revendications 7 à 9.