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la Société Nouvelle des Anciens Etablissements F. WENGER, SoA. et la S. à R.L. Etablissements VIDUS-HUÉT & Cie, résidant à PARISo PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS DE SOUTIRAGE POUR LE REMPLISSAGE AUTOMA-
TIQUE DES BOUTEILLES.
La présente invention se réfère aux dispositifs de soutirage pour le remplissage automatique des bouteilles dans lesquelles le liquide est empêché de s'écouler entre les présentations successives de bouteilles au dispositif considéré, par l'effet d'une dépression régnant dans un ré- servoir renfermant ce liquide. Lorsqu'au contraire une bouteille est adap- tée au dispositif de façon étanche, l'effet de la dépression ne peut plus se faire sentir et le liquide peut s'écouler dans cette bouteille, l'air s'échappant par un tube axial d'évacuation. Quand on éloigne la bouteille, la brusque rentrée d'air refoule le liquide, ce qui évite tout écoulement intempestif.
L'invention vise à permettre d'établir un dispositif du genre en question dans lequel la hauteur de remplissage désirée à l'intérieur de la bouteille puisse être déterminée avec sûreté par un arrêt de l'écou- lement du liquide dans la bouteille quand cette hauteur est atteinte, sans qu'on ait à escompter un retour au réservoir d'un excès de liquide notable.
L'invention vise encore, pour certaines au moins de ses formes d'exécution, à limiter l'importance des rentrées d'air dans le réservoir, à réduire la valeur minimum de la dépression néceesaire à un bon fonctionnement, ainsi qu'à éviter l'aération du liquide du réservoir par barbotage de bulles d'air.
Le dispositif suivant l'invention est essentiellement remarquable en ce qu'il comporte en combinaison un réservoir à liquide à niveau constant à l'intérieur duquel on entretient une dépression substantiellement invaria- ble, une tête d'écoulement comportant un passage de liquide en forme de siphon entre ledit réservoir et la partie de cette tête propre à recevoir le goulot
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de la bouteille à remplir, et un tube d'échappement d'air agencé de maniè- re à ce que son extrémité inférieure plonge dans le goulot de la bouteille en cours de remplissage, tandis que son extrémité supérieure débouche dans le réservoir au-dessus du niveau du liquide dans celui-ci.
Avec un tel agencement on peut déterminer la dépression régnant dans le réservoir de telle manière qu'au repos, c'est-à-dire quand aucune bouteille n'est appliquée contre la tête, le niveau du liquide s'établisse à l'intérieur du passage en forme de siphon plus bas que le point le plus haut de ce passage. Le siphon reste ainsi désamorcé et le liquide ne s'écou- le donc pas. Quand au contraire l'on applique contre la tête le goulot d' une bouteille à remplir, la dépression qui règne dans le réservoir se trans- met à la bouteille par l'intermédiaire du tube d'échappement d'air et par suite le niveau dans le passage en forme de siphon s'élève et le siphon s' amorce, permettant le remplissage de la bouteille dont l'air s'échappe par le tube précité.
Dès que le niveau du liquide dans la bouteille atteint l' extrémité inférieure du tube, l'écoulement de liquide s'arrête et l'air remon- te dans le haut du passage de la tête en provoquant le désamorçage du siphon.
Cet arrêt de l'éconlement est parfaitement stable et il.est totalement impos- sible que du liquide continue à s'écouler tandis que de l'air s'échapperait sous forme de bulles, car l'air présent dans le haut du siphon forme bouchon à l'encontre d'un tel écoulement. Quand on retire la bouteille,la pression atmosphérique rétablit le niveau dans le passage de la tête à sa position de repos et chasse dans le réservoir la petite quantité de liquide qui s'é- tait introduite dans le bas du tube d'échappement d'air.
La tête du dispositif peut avantageusement comporter un manchon se fixant au fond du réservoir et adapté à recevoir le goulot de la bou- teille à remplir, un corps se montant sur ce manchon avec interposition d' un joint plastique débordant à l'intérieur du manchon pour que le haut du goulot de la bouteille puisse porter contre lui de façon étanche, ce corps étant pourvu d'une cavité centrale formant tuyère d'écoulement et de pas- sages s'ouvrant dans cette cavité et débouchant sur la périphérie du corps à un niveau inférieur à celui de leurs ouvertures de manière à constituer siphon en liaison avec ladite cavité centrale;e@@un t@@@axial d'échappement d' air traversant le corps précité et fixé à celui-ci par vissage ou autrement.
De préférence le corps se fixe sur le manchon par le moyen d'un dispositif de fixation rapide, tel qu'un emmanchement à baïonnette ou un mécanisme à filets rapides. Pour la commodité de réalisation de la cavité et des passages le corps peut être fait en deux pièces superposées. On peut associer au manchon un guide coulissant pour faciliter l'entrée des goulots des bouteil- les à remplir.
Dans une variante la tête est recouverte d'un chapeau qui ménage autour de cette tête un espace intermédiaire communiquant avec l'atmosphère du réservoir par le moyen d'un orifice calibré. Dans cette variante il est possible de prévoir pour la dépression régnant à l'intérieur du réservoir une valeur telle que le niveau s'établisse dans le chapeau au-dessous du débou- ché extérieur du passage en forme de siphon. On crée ainsi une rentrée d'air dans le chapeau, mais en raison de la présence de l'orifice calibré, cette rentrée d'air détermine une perte de charge grâce % laquelle la pression dans le chapeau reste supérieure à celle de l'atmosphère du réservoir, ce qui permet le maintien du niveau à la hauteur prévue.
Le fonctionnement Iqrs du remplissage est toujours assuré par l'amorçage du siphon, comme sus-indiqué, et ce siphon forme toujours bouchon pour les bulles d'air qui tendraient à retourner au réservoir en sens inverse de l'écoulement du liquide. Mais lors du remplissage le chapeau se remplit totalement du liquide et lorsqu'on retire la bouteille ce liquide est redescendant est traversé par de l'air qui remonte en bulles à partir du passage en forme de siphon dans lequel la pression s'est établie à la valeur de la pression atmosphérique extérieure.
Il y a ainsi du liquide, ce qui peut être considéré comme indésirable avec certains genres de liquides.
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La construction de la tête suivant cette variante peut être du même genre que décrit plus haut, à ceci près qu'il est prévu un chapeau conique venant se monter en place sur le corps, ce chapeau étant prolongé vers le haut par une partie cylindrique qui entoure le tube d'échappement d'air en ménageant entre les deux un espace annulaire calibré.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avan- tages qu'elle est susceptible de procurer :
Fig. 1 présente très schématiquement en coupe un dispositif de soutirage établi suivant une première forme d'exécution de l'invention.
Fig. 2 à 4 sont des vues partielles semblables à celle de fig.
1, mais indiquant diverses phases successives du remplissage d'une bouteil- le.
Fig. 5 montre en coupe le détail d'une réalisation constructive de la tête du dispositif de fig. 1.
Fig. 6 à 10 sont des vues correspondant respectivement à fig.
1 à 5, mais montrant une autre forme d'exécution de l'invention.
Le dispositif schématiquement représenté en fig. 1 comporte un réservoir 1 relié par un tuyau 2 à un ventilateur ou analogue qui y entretient une dépression substantiellement constante, relativement faible, de l'ordre de quelques centimètres d'eau. Ce réservoir renferme le liquide avec lequel on doit remplir les bouteilles liquide qui peut être absolu- ment quelconque à cette seule réserve qu'il ne doit pas être susceptible de dégager des gaz sous l'effet de la dépression. Le niveau A-A du liquide dans le réservoir 1 reste constant.
Dans l'exemple représenté on a supposé que cela était obtenu en alimentant ledit réservoir par un tuyau 3 fermé par un pointeau 4 commandé par un flotteur 5, étant précisé que tout autre moyen pourrait être adopté Au fond du réservoir 1 est fixée une tête ou- verte vers le bas pour recevoir le goulot de la bouteille à remplir et comportant un passage en forme de siphon entre le réservoir et l'ouverture destinée à recevoir le goulot. Dans l'exemple représenté, la tête compor- te un manchon 6 prolongé vers le haut par un manchon 7 de diamètre plus petit auquel il se raccorde par un épaulement, le tout étant coiffé par un corps 8 en forme de cloche. La tête comporte encore un tube axial 9 d'échap- pement d'air qui descend assez bas dans le manchon 6 et traverse le corps 8 pour déboucher dans le réservoir 1 au-dessus du niveau A-A.
Le niveau A-A et la dépression régnant dans le réservoir 1 sont déterminés de telle manière qu'au repos, c'est-à-dire quand aucune bou- teille n'est présentée à la tête sus-décrite , le niveau du liquide s'éta- blisse à l'intérieur du corps 8 en B-B au-dessus du bord inférieur de ce corps 8, mais au-dessous du bord supérieur.du manchon 7. On comprend que la différence de hauteur a entre les niveaux A-A et B-B représente la dépres- sion régnant dans l'atmosphère supérieure du réservoir 1. A cette position de repos, il se produit une rentrée d'air permanente par le tube axial 9, mais le ventilateur assurant la dépression dans le réservoir 1 est prévu en conséquence et d'autre part ce tube 9 peut être de diamètre relativement réduit.
Si maintenant on introduit dans le manchon 6 le goulot 10 (fig.
2) d'une bouteille à remplir en ayant soin de l'appliquer de façon étanche contre l'épaulement séparant les manchons 6 et 7 (ce qui s'obtient aisément par insertion d'un joint plastique),on isole l'intérieur de la tête de l'at- mosphère extérieure. En raison de la présence du tube 9 qui forme liaison, la pression dans la bouteille et à l'intérieur de la tête s'établit ainsi à la même valeur que dans le haut du réservoir 1, la dépression représentée par a en fig. 1 cesse donc d'agir et par suite le liquide montie à l'inté-
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rieur du corps 8, son niveau tendant à s'établir dans le plan A-A. Ce liqui- de déborde ainsi par dessus le manchon 7 et redescend dans le goulot 10 en remplissant progressivement la bouteille, tandis que l'air renfermé par celle-ci s'échappe par le tube axial 9.
Quand le niveau du liquide dans la bouteille atteint l'extrémi- té inférieure du tube 9 (fig. 3) l'air ne peut plus s'échapper et par suite l'écoulement normal s'arrête. Le liquide qui ruisselait le long des parois du manchon 7 et du goulot 10 peut encore descendre, tandis que l'air monte dans le haut du corps 8, mais aussitôt que le niveau dans ledit corps 8 s'est abaissé jusqu'à l'extrémité supérieure du manchon 7, tout écoulement résiduel s'arrête à son tour et cela de fagon absolument stable, l'air pré- sent dans le haut du corps 8 formant bouchon et empêchant absolument tout passage de liquide et de bulles d'air en sens inverse l'un de l'autre.
Le niveau dans le goulot 10 s'établit en C-C, un peu au-dessus de l'extrémité inférieure du tube 9, en raison des écoulements résiduels. l'intérieur du tube 9 le liquide est remonté jusqu'à un niveau D-D et la différence b entre les niveaux C-C et C-D est évidemment égale à la différence entre le niveau A-A et le niveau E-E à l'intérieur du corps 8 (niveau du bord supérieur du manchon 7).
Quand on retire la bouteille (fig. 4), la pression atmosphéri- que se rétablit à l'intérieur du corps 8 et dans le haut du goulot 10 de la bouteille. Cette pression atmosphérique refoule donc le liquide à l'in- térieur du corps pour le ramener au niveau B-B de fig. 1. D'autre part elle pénètre à l'intérieur du tube 9 en faisant remonter dans ce tube la colonne de liquide qui s'y trouvait et qui s'évacue à l'intérieur du réservoir. Il suffit que le mouvement de descente de la bouteille soit suffisamment ra- pide pour que la pression atmosphérique n'ait pas le temps de faire remon- ter dans le tube 9 une colonne de liquide égale à la hauteur a de fig. 1, qui contrebalancerait alors l'effet de la dépression et resterait donc immo- bile dans le tube.
Il est important de noter qu'à aucun moment il n'y a barbotage d'air dans le liquide. L'aération de celui-ci est donc réduite au strict minimum indispensable pour l'écoulement. On remarquera en outre que le ni- veau de remplissage dans le goulot de la bouteille est fixé avec une très grande approximation par la profondeur d'enfoncement du tube 9. Une fois cette profondeur d'enfoncement convenablement réglée, toutes les bouteilles successivement remplies le sont au même niveau et rien ne s'oppose à ce que le niveau soit relativement bas à l'intérieur du goulot. Enfin la tête elle-même ne comporte aucune tuyère d'écoulement redescendant à l'intérieur du goulot, de telle sorte que la section de celui-ci est utilisée à plein.
Le remplissage est donc très rapide, même avec des bouteilles à goulot relativement étroit.
Fig. 5 montre une réalisation constructive avantageuse d'une tête du genre schématiquement représenté en fig. 1 à 4. Dans cette réalisa- tion le manchon 6 est soudé au fond du réservoir 1, mais on pourrait avoir avantage en certains cas à le fixer en place par bride ou autrement. Ce man- chon se prolonge vers le bas par un guide tubulaire évasé 11 qui peut cou- lisser dans le manchon 6, sa course étant limitée par la pointe de vis 6a s'enfonçant dans des rainures 11a dudit guide. Il a pour objet de faciliter l'introduction correcte du goulot de la bouteille. Sur le manchon 6 se monte un joint plastique 12 et sur le joint 12 s'emboîte une pièce annulaire 13 qui tient lieu du manchon supérieur 7 de fig. 1 à 4.
La pièce 13 est coiffée par le corps 8, réalisé sous la forme d'une cloche cylindro-conique dont la jupe cylindrique entoure le manchon 6 avec un jeu notable. Des ailettes 14 maintiennent un écartement déterminé entre la pièce annulaire 13 et la partie conique du corps 8. Le bord inférieur 8a de la partie cylindrique dudit corps 8 est de diamètre plus petit que le reste de cette partie cylin- drique, de manière à se monter à jeu réduit sur le manchon 6 auquel il se fixe par le moyen d'un joint à baïonnette. Des ouvertures 8b sont prévues
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dans la partie immédiatement au-dessus du bord 8a de manière à permettre la communication entre le réservoir 1 et l'espace compris entre le corps
8 et le manchon 6.
Enfin le corps est traversé axialement par le tube 9 qui s'y fixe par vissage et ce tube comporte au-dessous de la pièce annu- laire 13 une jupe conique 15 destinée à former déflecteur pour empêcher le liquide de ruisseler le long de la paroi du tube 9 dans le bas de celui- ci.
La construction décrite ci-dessus est particulièrement simple et elle présente l'avantage considérable de permettre le démontage quasi- instantané des diverses pièces constitutives de la tête pour les nettoya- ges, vérifications, échanges, etc...
Dans la variante de la fig. 6 le corps 8 descend moins bas que dans le cas de fig. 1, mais ce corps 8 est à son tour coiffé par un chapeau
16 qui descend presque jusqu'au fond du réservoir 1 et en tout cas notable- ment plus bas que ledit corps 8, ce chapeau 16 s'élevant au-dessus du niveau
A-A par une partie cylindrique 17 qui entoure le tube axial 9 en ménageant autour de celui-ci un espace annulaire qui débouche par un passage calibré dans le haut du réservoir.
La dépression dans le réservoir 1 est telle qu'au repos le ni- veau du liquide s'établisse dans le chapeau 16 à un niveau F-F-situé entre le bas du corps 8 et le bas du chapeau 16. L'air peui ' rentrer dans le réservoir 1 non seulement par le tube 9, mais encore par la passage ménagé entre le corps 8 et le chapeau 16 et par le passage annulaire entre la partie cylindrique 17 et le tube 9. Mais ce dernier passage comporte une sortie calibrée qui crée une perte de charge notable de telle sorte que la pression régnant dans le chapeau 16 est notablement plus forte que la pression régnant dans le haut du réservoir 1. Cette différence est représentée par la hauteur c entre les niveaux A-A et F-F.
Quand on applique le goulot 10 de la bouteille à remplir au fond du manchon (fig. 7) on fait cesser l'effet de,la dépression à l'intérieur du corps 8 et dans l'espace compris entre ce corps et le chapeau 16. Le ni- veau du liquide remonte donc et le siphon s'amorce comme dans le cas précé- dent. La bouteille se remplit pendant que l'air s'échappe dans le réservoir 1 par le tube axial 9. On notera qu'en raison de la perte de charge due à l'écoulement du liquide, le niveau de ce liquide dans la partie cylindrique 17 ne s'établit qu'en G-G, légèrement en dessous du niveau A-A régnant à l'intérieur du réservoir 1. Quand l'extrémité inférieure du tube axial 9 est noyée, l'écoulement s'arrête et comme dans le cas de la forme d'exécu- tion précédente cet arrêt est stable pour les mêmes raisons.
Cornue dans le cas de fig. 3, le liquide s'élève dans le tube 9 à une hauteur d égale à la hauteur qui sépare le niveau A-A du niveau E-E correspondant au bord supé- rieur du manchon 7.
Quand on retire la bouteille (fig. 9), l'air extérieur rentre dans le goulot et dans le corps 8. La petite colonne de liquide qui rem- plissait le bas du tube axial 9 est chassée à l'intérieur du réservoir 1 le niveau à l'intérieur du chapeau 16 tend à se rétablir au niveau F-F de fig. 6 ; le liquide qui se trouvait dans la partie haute du chapeau 16 redes- cend, tandis que l'air extérieur le traverse sous forme de bulles pour s' échapper dans le réservoir 1 par l'orifice calibré ménagé entre la partie cylindrique 17 et le tube axial 9 ;on revient ainsi à la position de repos de fig. 6.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est, comme on le voit, très voisin de celui de la première forme décrite ci-dessus en référence aux fig. 1 à 4, mais la dépression nécessaire à ce fonctionnement est un peu plus forte, puisqu'il faut abaisser davantage le niveau au repos.
En outre au moment de l'enlèvement de la bouteille, de l'air traverse en bulles le liquide renfermé par le chapeau 16, en provoquant ainsi une aéra- tion qui peut en certains cas être jugée indésirable. Enfin au repos la tête
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provoque une rentrée d'air non seulement par le tube axial 9, mais encore par l'orifice annulaire calibré compris entre ce tube et la partie cylin- drique17, ce qui exige une plus grande puissance de la part du ventilateur utilise pour créer la dépression à l'intérieur du réservoir 1. Néanmoins cette forme d'exécution peut présenter des avantages particuliers quand on estime désirable de fonctionner sous une dépression notable, par exemple pour permettre le remplissage du réservoir 1 à partir d'une cuve ouverte extérieure, sans aucun mécanisme de pompe ou analogue.
Fig. 10 montre une construction possible de la tête utilisée dans le dispositif de fig. 6 à 9. On retrouve dans cette construction le manchon 6 solidaire du réservoir 1 et dans lequel coulisse le guide infé- rieur 11. L'extrémité supérieure du manchon 6 reçoit également le joint plas- tique 12, mais sur ce joint vient s'appuyer directement une pièce 19, en forme de cône, qui s'emmanche sur le haut du manchon 6 par le moyen d'un joint à baïonnette, cette pièce 19 comportant une cavité centrale 20 et des passages 21 en forme de siphon s'étendant entre cette cavité centrale et la périphérie de ladite pièce. Sur la pièce 19 est monté le chapeau 16 que des ailettes 16a maintiennent écarté et centré sur ladite pièce 19. Les ai- lettes 16a inférieures se fixent sur la pièce 19 par un système à filets ra- pides.
Le chapeau 16 se prolonge vers le haut par la partie cylindrique 17 et le passage annulaire calibré entre ladite partie cylindrique 17 et le tu- be axial 9, vissé dans la pièce 19, est réalisé très simplement par un di- mensionnement judicieux du diamètre intérieur de ladite partie 17. On réali- se encore dans ce cas un ensemble très rapidement démontable et par conséquent facile à nettoyer, vérifier, etc...
Eventuellement la pièce 19 peut être faite en deux parties se su- perposant en ménageant entre elles un espace intermédiaire propre à réaliser les passages 21.
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on en sortirait pas en remplaçant les détails d'exécu- tion décrits par tous autres équivalents. On conçoit notamment que la cons- truction de la tête dans chacune des deux formes d'exécution ci-dessus dé- crites peut varier suivant les cas. Plus spécialement en ce qui-concerne la forme d'exécution de fig. 6 à 10, le chapeau 16 pourrait éventuellement être solidaire de la tôlerie du réservoir 1.
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the New Society of Old Establishments F. WENGER, SoA. and the S. à R.L. Etablissements VIDUS-HUÉT & Cie, residing in PARISo IMPROVEMENTS TO SUPPLY DEVICES FOR AUTOMATIC FILLING
BOTTLE TICK.
The present invention relates to the withdrawal devices for the automatic filling of bottles in which the liquid is prevented from flowing between the successive presentations of bottles to the device in question, by the effect of a vacuum prevailing in a tank containing this liquid. When, on the contrary, a bottle is fitted to the device in a leaktight manner, the effect of the vacuum can no longer be felt and the liquid can flow into this bottle, the air escaping through an axial tube d 'evacuation. When the bottle is moved away, the sudden inflow of air forces the liquid back, which prevents any untimely spillage.
The invention aims to make it possible to establish a device of the type in question in which the desired filling height inside the bottle can be determined with certainty by stopping the flow of liquid into the bottle when this height is reached, without having to expect a return to the reservoir of a significant excess of liquid.
The invention also aims, for at least some of its embodiments, to limit the amount of air entering the tank, to reduce the minimum value of the negative pressure necessary for proper operation, as well as to avoid aeration of the liquid in the reservoir by bubbling air bubbles.
The device according to the invention is essentially remarkable in that it comprises in combination a constant-level liquid reservoir inside which a substantially invariable depression is maintained, a flow head comprising a liquid passage in the form of siphon between said reservoir and the part of this head suitable for receiving the neck
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of the bottle to be filled, and an air exhaust tube arranged so that its lower end plunges into the neck of the bottle being filled, while its upper end opens into the reservoir above the level of the liquid in it.
With such an arrangement it is possible to determine the vacuum prevailing in the reservoir in such a way that at rest, that is to say when no bottle is applied against the head, the level of the liquid is established inside. of the siphon-shaped passage lower than the highest point of this passage. The siphon thus remains deactivated and the liquid therefore does not flow. When, on the contrary, the neck of a bottle to be filled is applied against the head, the negative pressure which reigns in the reservoir is transmitted to the bottle by means of the air exhaust tube and consequently the level. in the siphon-shaped passage rises and the siphon is primed, allowing the filling of the bottle, the air of which escapes through the aforementioned tube.
As soon as the level of the liquid in the bottle reaches the lower end of the tube, the flow of liquid stops and the air rises in the top of the passage of the head causing the drain of the siphon.
This stop of the flow is perfectly stable and it is totally impossible for liquid to continue to flow while air would escape in the form of bubbles, because the air present in the top of the siphon forms plug against such flow. When the bottle is removed, atmospheric pressure restores the level in the passage of the head to its rest position and expels into the reservoir the small quantity of liquid which had entered the bottom of the exhaust tube of the cylinder. air.
The head of the device can advantageously comprise a sleeve which is fixed to the bottom of the reservoir and adapted to receive the neck of the bottle to be filled, a body being mounted on this sleeve with the interposition of a plastic seal projecting inside the sleeve. so that the top of the neck of the bottle can bear against it in a sealed manner, this body being provided with a central cavity forming a flow nozzle and passages opening into this cavity and opening out to the periphery of the body to a level lower than that of their openings so as to constitute a siphon in connection with said central cavity; an axial air exhaust passage passing through the aforesaid body and fixed thereto by screwing or otherwise.
Preferably, the body is fixed on the sleeve by means of a quick fixing device, such as a bayonet fitting or a quick thread mechanism. For the convenience of making the cavity and the passages the body can be made in two superimposed pieces. A sliding guide can be associated with the sleeve to facilitate the entry of the necks of the bottles to be filled.
In a variant, the head is covered with a cap which leaves around this head an intermediate space communicating with the atmosphere of the reservoir by means of a calibrated orifice. In this variant, it is possible to provide for the vacuum prevailing inside the reservoir a value such that the level is established in the cap below the exterior outlet of the siphon-shaped passage. This creates a re-entry of air into the cap, but due to the presence of the calibrated orifice, this re-entry of air determines a pressure drop thanks to which the pressure in the cap remains greater than that of the atmosphere. of the tank, which allows the level to be maintained at the planned height.
The operation Iqrs of the filling is always ensured by the priming of the siphon, as indicated above, and this siphon always forms a plug for the air bubbles which would tend to return to the reservoir in the opposite direction to the flow of the liquid. But when filling the cap is completely filled with the liquid and when removing the bottle this liquid is descending is crossed by air which rises in bubbles from the siphon-shaped passage in which the pressure is established at the value of the external atmospheric pressure.
There is thus liquid, which can be considered undesirable with certain kinds of liquids.
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The construction of the head according to this variant can be of the same type as described above, except that there is provided a conical cap coming to be mounted in place on the body, this cap being extended upwards by a cylindrical part which surrounds the air exhaust tube, leaving a calibrated annular space between the two.
The appended drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics that it presents and the advantages that it is likely to provide:
Fig. 1 very schematically shows in section a withdrawal device established according to a first embodiment of the invention.
Fig. 2 to 4 are partial views similar to that of FIG.
1, but indicating various successive phases of filling a bottle.
Fig. 5 shows in section the detail of a constructive embodiment of the head of the device of FIG. 1.
Fig. 6 to 10 are views corresponding respectively to FIG.
1 to 5, but showing another embodiment of the invention.
The device schematically represented in FIG. 1 comprises a reservoir 1 connected by a pipe 2 to a fan or the like which maintains there a substantially constant, relatively low depression, of the order of a few centimeters of water. This reservoir contains the liquid with which the liquid bottles must be filled, which can be absolutely arbitrary except that it must not be capable of giving off gases under the effect of the vacuum. The level A-A of the liquid in tank 1 remains constant.
In the example shown, it was assumed that this was obtained by supplying said tank by a pipe 3 closed by a needle 4 controlled by a float 5, it being specified that any other means could be adopted At the bottom of the tank 1 is fixed a head or - green downwards to receive the neck of the bottle to be filled and comprising a passage in the form of a siphon between the reservoir and the opening intended to receive the neck. In the example shown, the head comprises a sleeve 6 extended upwards by a sleeve 7 of smaller diameter to which it is connected by a shoulder, the whole being capped by a body 8 in the form of a bell. The head also comprises an axial air exhaust tube 9 which descends quite low in the sleeve 6 and passes through the body 8 to open into the reservoir 1 above the level A-A.
The level AA and the vacuum prevailing in the reservoir 1 are determined in such a way that at rest, that is to say when no bottle is presented to the head described above, the level of the liquid s' is established inside the body 8 in BB above the lower edge of this body 8, but below the upper edge of the sleeve 7. It is understood that the height difference a between the levels AA and BB represents the negative pressure prevailing in the upper atmosphere of the tank 1. At this rest position, there is a permanent re-entry of air through the axial tube 9, but the fan ensuring the negative pressure in the tank 1 is provided accordingly and on the other hand, this tube 9 can be of relatively small diameter.
If we now introduce the neck 10 into the sleeve 6 (fig.
2) a bottle to be filled, taking care to apply it tightly against the shoulder separating the sleeves 6 and 7 (which is easily obtained by inserting a plastic seal), the inside of the the head of the outer atmosphere. Due to the presence of the tube 9 which forms a connection, the pressure in the bottle and inside the head is thus established at the same value as in the top of the tank 1, the depression represented by a in FIG. 1 therefore ceases to act and consequently the liquid rises inside
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laughter of body 8, its level tending to settle in the plane A-A. This liquid thus overflows over the sleeve 7 and descends again into the neck 10, gradually filling the bottle, while the air contained by the latter escapes through the axial tube 9.
When the level of the liquid in the bottle reaches the lower end of the tube 9 (fig. 3) the air can no longer escape and therefore the normal flow stops. The liquid which flowed along the walls of the sleeve 7 and the neck 10 can still descend, while the air rises in the upper body 8, but as soon as the level in said body 8 has lowered to the upper end of the sleeve 7, any residual flow stops in its turn and that in an absolutely stable way, the air present in the top of the body 8 forming a plug and absolutely preventing any passage of liquid and air bubbles in it. opposite to each other.
The level in the neck 10 is established at C-C, a little above the lower end of the tube 9, due to the residual flows. inside the tube 9 the liquid has risen to a level DD and the difference b between the levels CC and CD is obviously equal to the difference between the level AA and the level EE inside the body 8 (level of upper edge of sleeve 7).
When the bottle is removed (fig. 4), atmospheric pressure is reestablished inside the body 8 and in the top of the neck 10 of the bottle. This atmospheric pressure therefore forces the liquid inside the body to bring it back to level B-B in fig. 1. On the other hand, it penetrates inside the tube 9 by causing the column of liquid which was there to go up in this tube and which is discharged inside the reservoir. It suffices for the downward movement of the bottle to be sufficiently rapid so that atmospheric pressure does not have time to cause a column of liquid equal to the height a of FIG. 1, which would then counterbalance the effect of the depression and would therefore remain immobile in the tube.
It is important to note that at no time is there air bubbling into the liquid. The aeration of the latter is therefore reduced to the strict minimum essential for the flow. It will also be noted that the level of filling in the neck of the bottle is fixed with a very great approximation by the depth of insertion of the tube 9. Once this depth of insertion has been suitably adjusted, all the bottles successively filled on are at the same level and nothing prevents the level from being relatively low inside the neck. Finally, the head itself has no flow nozzle going back down inside the neck, so that the section of the latter is fully used.
Filling is therefore very fast, even with relatively narrow-necked bottles.
Fig. 5 shows an advantageous constructive embodiment of a head of the type shown schematically in FIG. 1 to 4. In this embodiment, the sleeve 6 is welded to the bottom of the tank 1, but it could be advantageous in certain cases to fix it in place by flange or otherwise. This sleeve is extended downwards by a flared tubular guide 11 which can slide in the sleeve 6, its stroke being limited by the screw tip 6a which is inserted into the grooves 11a of said guide. Its purpose is to facilitate the correct introduction of the neck of the bottle. On the sleeve 6 is mounted a plastic seal 12 and on the seal 12 fits an annular part 13 which takes the place of the upper sleeve 7 of FIG. 1 to 4.
The part 13 is capped by the body 8, produced in the form of a cylindrical-conical bell, the cylindrical skirt of which surrounds the sleeve 6 with significant play. The fins 14 maintain a determined spacing between the annular part 13 and the conical part of the body 8. The lower edge 8a of the cylindrical part of said body 8 is of smaller diameter than the rest of this cylindrical part, so as to be mount with reduced clearance on the sleeve 6 to which it is fixed by means of a bayonet seal. 8b openings are planned
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in the part immediately above the edge 8a so as to allow communication between the tank 1 and the space between the body
8 and sleeve 6.
Finally the body is axially traversed by the tube 9 which is fixed thereto by screwing and this tube comprises, below the annular part 13, a conical skirt 15 intended to form a deflector to prevent the liquid from flowing along the wall. of the tube 9 in the bottom of it.
The construction described above is particularly simple and it has the considerable advantage of allowing the almost instantaneous disassembly of the various constituent parts of the head for cleaning, checks, exchanges, etc.
In the variant of FIG. 6 the body 8 descends less low than in the case of FIG. 1, but this body 8 is in turn capped by a hat
16 which descends almost to the bottom of the tank 1 and in any case notably lower than the said body 8, this cap 16 rising above the level
A-A by a cylindrical part 17 which surrounds the axial tube 9, leaving an annular space around the latter which opens out through a calibrated passage in the top of the reservoir.
The depression in the reservoir 1 is such that at rest the level of the liquid is established in the cap 16 at a level FF-situated between the lower part of the body 8 and the bottom of the cap 16. The air can enter. in the reservoir 1 not only by the tube 9, but also by the passage made between the body 8 and the cap 16 and by the annular passage between the cylindrical part 17 and the tube 9. But this last passage has a calibrated outlet which creates a significant pressure drop such that the pressure prevailing in the cap 16 is notably greater than the pressure prevailing in the top of the reservoir 1. This difference is represented by the height c between the levels AA and FF.
When the neck 10 of the bottle to be filled is applied to the bottom of the sleeve (fig. 7), the effect of the depression inside the body 8 and in the space between this body and the cap 16 is stopped. The liquid level therefore rises and the siphon is primed as in the previous case. The bottle fills up while the air escapes into the reservoir 1 through the axial tube 9. It will be noted that due to the pressure drop due to the flow of the liquid, the level of this liquid in the cylindrical part 17 is only established in GG, slightly below the level AA prevailing inside the tank 1. When the lower end of the axial tube 9 is flooded, the flow stops and as in the case of the previous form of execution this judgment is stable for the same reasons.
Retort in the case of fig. 3, the liquid rises in the tube 9 to a height d equal to the height which separates the level A-A from the level E-E corresponding to the upper edge of the sleeve 7.
When the bottle is removed (fig. 9), the outside air enters the neck and the body 8. The small column of liquid which filled the bottom of the axial tube 9 is expelled inside the tank 1 on. level inside the cap 16 tends to re-establish itself at the level FF of FIG. 6; the liquid which was in the upper part of the cap 16 goes down again, while the outside air passes through it in the form of bubbles to escape into the reservoir 1 through the calibrated orifice made between the cylindrical part 17 and the tube axial 9, thus returning to the rest position of FIG. 6.
The operation of this second embodiment is, as can be seen, very similar to that of the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 4, but the depression necessary for this operation is a little stronger, since the level must be lowered further at rest.
Further, upon removal from the bottle, air bubbles through the liquid enclosed by the cap 16, thereby causing aeration which may in some cases be deemed undesirable. Finally at rest the head
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causes a re-entry of air not only through the axial tube 9, but also through the calibrated annular orifice included between this tube and the cylindrical part 17, which requires greater power from the fan used to create the depression inside the tank 1. However, this embodiment can have particular advantages when it is considered desirable to operate under a significant vacuum, for example to allow the tank 1 to be filled from an external open tank, without any pump mechanism or the like.
Fig. 10 shows a possible construction of the head used in the device of FIG. 6 to 9. In this construction, we find the sleeve 6 integral with the reservoir 1 and in which the lower guide 11 slides. The upper end of the sleeve 6 also receives the plastic seal 12, but on this seal comes s' directly support a part 19, in the shape of a cone, which fits onto the top of the sleeve 6 by means of a bayonet joint, this part 19 comprising a central cavity 20 and passages 21 in the form of a siphon extending between this central cavity and the periphery of said part. On part 19 is mounted the cap 16 which fins 16a keep spaced apart and centered on said part 19. The lower fins 16a are fixed on part 19 by a rapid thread system.
The cap 16 is extended upwards by the cylindrical part 17 and the annular passage calibrated between the said cylindrical part 17 and the axial tube 9, screwed into the part 19, is produced very simply by a judicious dimensioning of the internal diameter. of said part 17. In this case, an assembly is also produced which can be dismantled very quickly and therefore easy to clean, check, etc.
Optionally, the part 19 can be made in two overlapping parts, leaving between them an intermediate space suitable for making the passages 21.
It should also be understood that the foregoing description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention, which would not be departed from by replacing the details of execution. tion described by all other equivalents. It will be understood in particular that the construction of the head in each of the two embodiments described above may vary according to the case. More especially with regard to the embodiment of FIG. 6 to 10, the cap 16 could possibly be integral with the sheet metal of the tank 1.