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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.