Dispositif pour débiter des quantités mesurées de substances.
La présente invention est relative à des dispositifs pour distribuer des quantités mesurées de substances, et elle a pour but de rendre ces dispositifs tels qu'ils permettent le débit de quantités exactes, mesurées en volume, de matières liquides, semi-liqnides, plastiques ou pâteuses, de diverses natures.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre, un piston pouvant coulisser dans ledit cylindre et qui en partage l'intérieur en une chambre d'actionnement et une chambre de refoulement, des butées limitant les déplacements du piston dans des directions opposées, des passages d'alimentation et d'évacuation pour l'admission de la substance dans la chambre de refoulement et pour son évacuation hors de celle-ci, un passage d'entrée pour l'admission d'un fluide d'actionnement sous pression dans la chambre d'actionnement, un passage de sortie de ce fluide hors de ladite chambre, des distributeursréglantlesdits passages d'alimentation, d'évacuation et d'admission et un organe de commande pour actionner lesdits distributeurs, ledit organe de commande pouvant etre placé dans deux positions, dans l'une desquelles il provoque,
d'une part, la fermeture des passages d'évacuation et d'entrée et, d'autre part, l'ouverture du passage d'alimentation, afin que la substance puisse pénétrer dans la chambre de refoulement en déglacant le piston dans un sens, alors que, dans l'autre de ces positions, l'organe de commande provoque, d'une part, la fermeture du passage d'alimentation et, d'autre part, l'ouverture des passages d'évacuation et d'entrée, afin que le fluide d'actionnement sous pression puisse actionner le piston dans le sens inverse pour refouler la substance hors de la chambre de refoulement à travers ledit passage d'évacuation.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 à 4 montrent, respectivement en plan, en coupe verticale selon II-II de fig. ï, en vue en bout et en coupe transversale selon IV-IV de fig. 1, un dispositif portatif destiné plus spécialement à introduire des nlatières de remplissage dans des gâteaux, des tartes ou autres produits alimentaires.
La fig. 5 montre, schématiquement, une installation pour fournir la substance à débiter, ainsi que le fluide d'actionnement au dispositif selon les fig. 1 à 4, et elle illustre aussi, schématiquement, un procédé pour lubrifier le piston de ce dispositif.
Les fig. 6 à 9 montrent, respectivement en coupe verticale selon VI-VI de fig. 7, en élévation, en vue de côté et en coupe transversa le selon IX-IX de fig. 7, une autre forme d'exécution du dispositif.
Le dispositif, montré aux fig. 1 à 4, comprend un cylindre tubulaire 1 avec un fond avant 2 et un fond arrière 3 qui sont vissés respectivement sur les extrémités du cylindre 1.
Une tête 4 est fixée à la face externe du fond 2 par des vis 5 avec interposition d'une mince plaque 6, fixe et perforée. Cette plaque 6 est fixée à la tête 4 du cylindre par une vis 7 à sa partie supérieure et par un raccord fileté 8 à sa partie inférieure.
Ce raccord 8, vissé dans la tête 4, reçoit l'extrémité d'un tube 9 par laquelle la substance à débiter est amenée au dispositif. Le tuyau 9 communique avec l'intérieur du cylindre 1 par des passages 10 et 11, ménagés respectivement dans la tête 4 et dans le fond 2 et par une ouverture correspondante 12, ménagée dans la plaque 6. L'extrémité extérieure du passage 10 est fermée par un bou ebon 13, qui peut être enlevé pour le nettoyage du passage.
La tête 4 porte un bec de décharge 15 par lequel la substance de remplissage est expulsée hors du dispositif. Ce bec est monté sur la tête 4 à l'aide d'un écrou 16 vissé sur un bossage fileté de la tête 4 et dans lequel est logée une rondelle souple 17 pour assurer l'étanchéité du joint aux fluides. Le bec 15 est relié à l'intérieur du cylindre par un passage 18 de la tête 4, par une ouverture 19 de la plaque 6 et par un passage 20 du fond 2.
Un crochet 21 est fixé sur le bec 15 pour permettre la suspension du dispositif quand il n'est pas utilisé.
Dans la face externe du fond 2 est ménagée une rainure verticale 23 (fig. 1) dans laquelle peut coulisser un tiroir distributeur 24 qui comporte une seule lumière 25 qui se trouve en regard de l'ouverture 19 de la plaque 6 quand le tiroir 24 est dans sa position haute (montrée à la fig. 2) et en regard de l'ouverture 12 quand le tiroir est dans sa position basse ou normale. Ainsi, quand on abaisse le tiroir 24, la substance de remplissage peut pénétrer, depuis le tuyau 9, dans le cylindre 1. Par contre, quand le tiroir 24 est dans sa position haute, il interrompt le passage de la substance dans le cylindre, mais permet, en revanche, l'expulsion de la substance, qui est enfermée dans ce cylindre par le bec de décharge 15. Les dimensions et les positions des ouvertures 12, 19 et 25 sont tels que l'ouverturc 12 soit complètement fermée avant que l'ouverture 19 soit ouverte.
Le tiroir 24 peut être actionné par un levier de commande 27, articulé à l'aide d'un axe 28 à un bossage 29 d'une lame 30 supportant le levier 27 et qui est logée dans des rainures ménagées dans les parties supérieures des fonds 2 et 3. Cette lame est fixée au fond 2 par une bague 31 engagée de force sur celui-ci. La lame 30 est attachée au fond 3 par une vis 32 et elle intervient donc à la fois -pour supporter le levier de commande 27 et pour empêcher le dévissage des fonds 2 et 3 du cylindre 1.
L'extrémité 34 du levier 27 est engagée dans un trou 35 à bord chanfreiné, ménagé dans le tiroir 24 et il traverse également une fente verticale 36 ménagée dans la plaque fixe 6. Le levier 27 commande donc le tiroir 24 et l'amplitude du mouvement de ce dernier est limitée par la longueur de la fente 36.
Un ressort 37, formé d'un fil recourbé dont une extrémité est fixée en 38 à la lame 30 et
dont une boucle centrale 39 est en contact avec la face supérieure de l'extrémité avant du levier 27, tend à pousser le tiroir 24 vers sa
position basse pour laquelle le tuyau 9 com
manique avec le cylindre 1. En appuyant sur l'extrémité arrière 40 du levier 27, on peut faire monter le tiroir 24 jusqu'à la position, montrée dans le dessin, pour laquelle le cylin-
dre : 1 est relié au bec de décharge 15. Les
deux positions du tiroir 24 sont déterminées par la butée de l'extrémité 34 du levier 27
contre les extrémités de la fente 36.
Un piston 41 est logé dans le cylindre 1. et partage l'intérieur de eelui-ei en deux chambres, une chambre de refoulement 42 à l'avant et une chambre d'actionnement 43 à l'arrière.
Le piston 41, monté sur l'extrémité d'une tige
44, comporte trois rondelles métalliques 45, 46
et 47, séparées entre elles par deux cuvettes 48 et 49, en caoutchouc ou en cuir, serrées
entre ces rondelles, alors que l'ensemble est
engagé entre une tête 50 du piston et un écrou 51 vissé sur une partie filetée de la tige 44 de celui-ci.
La tige 44 traverse le fond arrière 3 et peut coulisser dans une douille 52, vissée dans ce fond. Un tube 53, soudé ou fixé autrement à cette douille 52, entoure l'extrémité dépassante de la tige 44 du piston, et il supporte une butée filetée vissée dans un manchon 55 engagé dans l'extrémité libre du tube 53. La butée filetée 54 sert à limiter le mouvement vers l'arrière de la tige 44 et, par conséquent, du piston 41.
L'avancement du piston 41 est limité par le contact de sa tête 50 avec le fond 2 du cylindre. En réglant la position de la butée filetée 54 dans le manchon 55, on peut modifier la course du piston 41. On peut ainsi régler, à volonté, la quantité de substance qui est expulsée hors du dispositif, à chaque fonetionnement de celui-ci.
Un écrou de blocage 56 permet de maintenir la butée 54 à sa position réglée, alors que le tube 53 peut comporter un trou d'air 57
(fig. I) pour égaliser les pressions d'air, en permettant le libre mouvement de la tige 44 du piston.
De l'air comprimé est amené dans la chambre d'actionnement 43, derrière le piston 41, par un conduit d'alimentation 60 et à l'aide d'un distributeur d'air 61 (fig. 4). Le conduit 60, relié à un raecord 62 vissé dans le fond 3, communique avec un passage transversal 63, ménagé dans ce fond. L'extrémité externe de ce passage est fermée par un bonichon fileté 64 et ce passage 63 débouche dans l'extrémité inférieure d'un passage vertical 65 dans lequel est logé le distributeur 61, qui peut coulisser dans une douille 66, et dans lequel est ménagé un siège 67 pour une soupape (bille), fixée de toute manière appropriée dans le passage 65. La partie du passage 65, comprise entre la douille 66 et le siège 67, est reliée à l'extrémité arrière du cylindre 1 à l'aide d'un passage 68, ménagé dans le fond 3.
Le distributeur 61 comporte un alésage axial 69 qui est formé dans le distributeur depuis l'extrémité inférieure de celui-ci et qui relie deux trous transversaux 70 et 71 percés dans ce distributeur. Une bille 72 est engagée, en partie, dans l'extrémité inférieure du passage 65 et elle est normalement appliquée sur son siège 67 par la pression de l'air amené par le conduit 60. Quand l'extrémité 40 du levier de commande 27 est abaissée (position représentée à la fig. 4), elle vient en contact avec le distributeur 61 et refoule celui-ci vers le bas, ce qui écarte la bille 72 de son siège 67. L'air peut ainsi s'écouler depuis le conduit 60 dans le cylindre 1 par le trou 70, l'alésage 69, le trou 71 et le passage 68.
Quand la pression sur le levier 27 cesse, la pression de l'air refoule la bille 72 et le distributeur 61 vers le haut, ce qui interrompt le débit de l'air vers le cylindre. La montée du distributeur 61 relie le trou inférieur 70 au passage 68 alors que le trou supérieur 71 dépasse le bord supérieur de la douille 66. On forme ainsi un passage par lequel l'air, con tenu dans la chambre d'aetionnement, peut s'échapper à l'atmosphère.
Le dispositif ainsi constitué fonctionne comme suit: Le tuyau 9, qui peut être flexible ou être relié à un tuyau flexible, est alimenté en substance de remplissage, débitée sous pression depuis un récipient approprié. Le conduit d'air 60 est relié, par un tuyau flexible, à une source appropriée d'air comprimé à la pression nécessaire.
Quand on n'agit pas sur le levier 27, le ressort 37 maintient le tiroir 24 à sa position basse, alors que le distributeur d'air 61, y compris la bille 72, est maintenu à sa position supérieure de fermeture par la pression de l'air. Par conséquent, la pression exercée sur la substance de remplissage refoule celle-ci dans la chambre 42, ce qui fait reculer le piston 41 et la tige 44 jusqu'à ce que l'extrémité de celle-ci vienne buter eontre l'extrémité de la tige filetée 54.
Pour refouler la substance hors de la
chambre 42, on agit sur le levier 27 pour faire monter le tiroir 24, ce qui ferme d'abord l'ouverture 12 et ouvre ensuite l'ouverture : 19.
Après que le levier 27 et le tiroir 24 se
sont déplacés suffisamment pour fermer l'ou
verture 12, le levier 27 vient en contact avec l'extrémité supérieure du distributeur 61 et celui-ci est abaissé en écartant la bille 72 de son siège. I1 en résulte que de l'air est admis sous pression dans la chambre d'actionnement 43, ce qui refoule le piston 41 vers l'avant et expulse la substance hors de la chambre 42 par le bec 16. L'avancement du piston est limité par le contact de sa tête 50 avec le fond 2 du cylindre 1.
Quand on cesse d'agir sur le levier 27, le distributeur d'air peut se fermer, en même temps que le tiroir 24 est abaissé, de manière à fermer d'abord l'ouverture 19 et à ouvrir ensuite l'ouverture 12, de sorte qu'une nouvelle charge de substance est admise dans la chambre 42, ce qui fait reculer le piston 41 jusqu'à ce que son mouvement soit arrêté par la butée 54.
On peut ainsi débiter des quantités exactement mesurées de la substance de remplissage par le bec 15. Le dispositif peut être mancen- vré t-rès rapidement et à un rythme de l'ordre de deux secondes pour chaque opération. La quantité de la substance, qui est refoulée à chaque manoeuvre, peut être réglée à l'aide de la butée filetée 54. On peut, au besoin, prévoir une échelle convenablement graduée pour ce réglage.
La fig. 5 montre, schématiquement, une installation pour fournir de la substance et de l'air comprimé au dispositif montré aux fig. 1 à 4 et elle montre également un moyen pour assurer la lubrification convenable du piston.
A la fig. 5, le dispositif est désigné, d'une manière générale, par 80.
La substance à débiter est contenue dans un récipient fermé 81. De préférence, cette substance se trouve dans une cuvette ouverte logée d'une manière amovible dans le récipient 81 afin qu'elle puisse être enlevée facilement pour être nettoyée ou remplacée par une autre cuvette.
Le récipient 81 comprend un couvercle amovible et étanche à l'air et sur lequel sont établis trois raccords 82, 83 et 84. Le raccord 82 est prolongé jusqu'à proximité du fond du récipient 81 et sert à fournir la substance au tuyau d'alimentation 9 du dispositif. La substance est refoulée dans le raccord 82 par la pression de l'air comprimé qui est introduit dans le récipient 81 par le raccord 84.
Le raccord 83 relie la partie supérieure du récipient 81 au conduit d'admission 60 et, de cette manière, le dispositif est constamment alimenté à la fois avec la substance à débiter et avec l'air à une pression appropriée pour le fonetionnement du dispositif.
Quand le dispositif est utilisé pour débiter des substances non huileuses, il peut être nécessaire de prévoir des moyens pour lubrifier le piston 41 et la tige 44 (fig. 2). A cet effet, un dispositif de graissage S5 peut être étaNi dans la partie du conduit d'admission d'air qui est placée entre le récipient 81 et le conduit 60.
Ce dispositif 85, schématisé à la fig. 5, comprend un réservoir d'huile 86 qui comporte, à sa partie supérieure, une cloche 87 traversée par le conduit d'air allant vers le dispositif 80. Un tube 88, ouvert à ses extrémités, contient une mèche 89 qui s'étend vers le bas depuis la cloche 87 et plonge dans l'huile contenue dans le réservoir 86. Dans l'extrémité supérieure du tnbe 88 sont percés plusieurs trous 90 à travers lesquels la surface de la mèche 89 est exposée à l'air traversant la cloche 87. L'air recueille donc une très petite quantité de vapeur d'huile qui est juste suffisante pour assurer une lubrification convenable du piston 41 et de sa tige 44, ainsi que du distributeur d'air 61 (fig. 4), alors qu elle n'est pas suffisante pour contaminer la substance qui est débitée par le dispositif.
Ceci est particulièrement important quand il s agit d'aliments.
Les fig. 6 à 9 montrent une autre forme d'exécution de l'objet de l'invention; ce dispositif comprend un cylindre disposé verticalement 101, fermé à son extrémité supérieure par une tête carrée 102 et, à son extrémité inférieure, par un fond 103 ayant également une section carrée. La tête 102 et le fond 103 sont reliés entre eux par quatre tiges 104 qui les maintiennent en place sur les extrémités du cylindre 101. Les tiges 104 peuvent être vissées dans les pièces 102 et 103 ou elles peu vent être reliées à celles-ci par des écrous ou d'autres moyens appropriés.
Un piston 105, monté sur une tige 106, est logé dans le cylindre 101 et il est constitué comme celui désigné par 41 dans les fig. 1 à 4, en comprenant trois rondelles métalliques 107, 108 et 109 entre lesquelles sont logées deux cuvettes en caoutchouc 110 et 111. Cet ensemble est serré entre une tête de piston 112 et un écrou 113, vissé sur une partie filetée de la tige 106.
Le fond 103 comporte un trou central taraudé dans lequel est vissé un manchon fileté 115 qui sert au guidage de la tige 106.
Le manchon 115 est prolongé jusqu'à l'intérieur du cylindre 101 et son extrémité interne peut servir de butée à l'écrou 113 pour limiter la course du piston 105. Le manchon 115 peut être vissé plus ou moins dans le cylindre et comporte, à cet effet, une tête hexagonale 116, afin que la course du piston puisse être réglée à volonté. Le manchon 115 peut être maintenu à sa position ajustée à l'aide d'un contre-écrou 117.
La course du piston 105 et de sa tige, dans l'autre sens, est limitée par le contact de la tête 112 avec la tête 102 du cylindre.
Comme dans le cas précédent, le piston 105 partage l'intérieur du cylindre vertical 101 en deux chambres, une chambre de refoulement supérieure 118 et une chambre d'actionnement inférieure 119.
La tête 102 comporte deux trous transversaux 121 et 122 dans lesquels sont logés, respectivement, un tiroir 123, qui règle l'admission et l'évacuation de la substance à débiter dans et hors de la chambre 118, et un distributeur d'air 124, qui règle l'entrée et la sortie de l'air comprimé dans et hors de la chambre 119. La tête 102 comporte également un passage vertical 125, 126, qui débouche dans le trou 121, et un passage latéral 127 qui débouche dans une extrémité élargie 128 du trou 122 et qui est relié à l'extrémité inférieure de la chambre d'aetionnement 119 à l'aide d'un conduit d'air extérieur 129 (fig. 8) et un passage approprié 130, ménagé dans le fond inférieur 103 (fig. 7).
La substance à débiter est fournie, sous pression, à l'extrémité 131 du trou 121 et elle est évacuée, hors du dispositif, par l'extrémité supérieure 132 du trou vertical 125. L'air comprimé est introduit par l'extrémité élargie 133 du trou 122. Les extrémités des trous 121, 122 et 125 sont taraudées, comme montré, pour recevoir des raccords appropriés.
Le dispositif peut être relié à l'appareil qui fournit la substance à débiter et à la source d'air comprimé de diverses manières, mais il convient tout particulièrement à être monté sur la paroi latérale d'un récipient ou réservoir fermé qui contient cette substance et dans lequel agit la pression d'air d'une manière analogue à celle décrite à propos de la fig. 5. Ainsi, l'orifice d'alimentation 131 peut être relié à un conduit aboutissant au fond du récipient contenant la substance à débiter, alors que l'entrée d'air 133 peut être raccordée à la partie supérieure du récipient. Cette partie peut également être reliée directement à un conduit d'alimentation d'air. Pour l'évacuation de la substance, débitée par le dispositif, on peut se servir d'un tuyau souple ou organe analogue, raccordé à l'orifice d'évacuation 132.
On voit aux fig. 6 et 9 que le tiroir 123 est engagé dans une douille 135 munie d'un joint d'étanchéité 136 maintenu en place par un écrou 137. Dans l'extrémité interne du tiroir 123 est percé nn passage axial 138 qui débouche dans un trou transversal 139, orienté vers le bas. Le e tiroir 123 comporte également un deuxième trou transversal 140 qui le traverse complètement.
Quand le tiroir 123 est dans sa position interne montrée dans le dessin, le trou 140 est en alignement avec le passage vertical 125, 126 de la tête 102 et la chambre de refoulement 118 est reliée à l'entrée 132. Quand le tiroir est déplacé vers la droite des fig. 6 et 9, le trou 139 vient en regard du passage 126 et permet à la substance, fournie à l'entrée 131, de passer par ce passage 126 dans la chambre 118. La communication entre la chambre 118 et la sortie 132 est alors interrompue par le tiroir.
Le distributeur d'air 124 (fig. 9), dont le diamètre est réduit à plusieurs reprises, peut coulisser avec une de ses parties dans une douille 141 et avec la partie médiane 142 qui comporte un passage axial, dans le trou 122.
Trois trous transversaux 143, 144 et 145 aboutissent au passage de la partie médiane 142 aux endroits montrés dans le dessin.
Un manchon 146 est logé dans l'extrémité élargie 133 du trou 122 et sert de logement à une soupape à bille 147 qui est engagée avec jeu dans le manehon 146 et qui peut reposer sur un siège 148 formé par l'extrémité interne du trou élargi 133, quand le distributeur 124 a été déplacé vers la droite de la fig. 9.
Quand le distributeur 124 occupe sa position, montrée à la fig. 9, la bille 147 est écartée de son siège 148 et l'air, fourni à l'entrée 133, peut traverser les trous 143 et 144 et pénétrer dans le passage 142 d'où il passe, par le trou 145, dans l'antre extrémité élargie 128 du passage 122. L'air s'écoule ensuite, par le passage 127, le conduit d'air 129 et le passage 130, vers la chambre d'actionnement 119 sous le piston 105.
Quand le distributeur 124 est déplacé vers la droite de la fig. 9, la bille 147 peut venir reposer sur son siège 148 par l'effet de la pression de l'air, ce qui interrompt l'alimentation d'air vers la chambre d'actionnement.
De plus, le déplacement de ce tiroir 124 fait déboucher le trou 144 dans l'extrémité élargie 128 du trou 122, alors que le trou 145 débouche à l'air libre, à l'extérieur de la douille 141. De cette manière, on obtient une sortie par laquelle l'air, contenu dans la chambre 119, peut s'échapper à l'atmosphère.
Le tiroir 123 et le distributeur sont ma oeuvrés simultanément par un levier de com- mande 160 articulé en 161 à un support 162 faisant saillie sur la face avant de la tête 102 du cylindre. Une broche transversale 163, engagée dans l'extrémité supérieure, en forme de fourche, du levier 160, peut venir en contact avec la face supérieure du support 162 pour limiter le déplacement vers l'extérieur du levier 160. Celui-ci est maintenu à sa position interne (telle que montrée) par une pince élastique 164, montée sur le cylindre 101.
Le levier 160 agit sur le tiroir 123 et le distributeur 124 à l'aide d'une traverse 165 (fig. 7) qui pénètre dans des encoches 166 et 167, ménagées respeetivement dans les organes 123 et 124 (fig. 9). Quand le levier 160 occupe sa position interne, pour laquelle il est engagé dans la pince 164, le tiroir 123 et le distribu- teur d'air 124 occupent leurs positions internes, comme montré. Dans ces conditions, le tiroir 123 relie la chambre de refoulement 118 au passage d'évacuation 125 et à la sortie 132, alors que le distributeur d'air 124 permet l'in- troduction de l'air comprimé dans la chambre d'actionnement 119, ce qui refoule le piston 105 vers l'extrémité supérieure du cylindre 101.
Ceci correspond à la position normale du dispositif et assure, autant que possible, que les fuites qui peuvent se produire soient deys fuites d'air et non des fuites de la substance à débiter.
Pour faire fonctionner le dispositif, on dégage le levier de manoeuvre 160 hors de la pince 164. Ceci oblige le tiroir 123 à fermer, d'abord, le passage d'évacuation 125 et à établir, ensuite, la conununication entre l'entrée 131 et la chambre de refoulement 118 par les trous 138, 139 et 126.
En même temps, on déplace le distributeur d'air pour permettre à la bille 147 de s'appliquer sur son siège 148 pour interrompre l'alimentation d'air, alors qu'une sortie d'air est établie pour l'air, contenu dans la chambre 119, par les trous 144 et 145. Par conséquent, la substance peut pénétrer dans la chambre 118, ce qui refoule le piston 105 vers le bas, ce mouvement étant limité par le contact entre l'écrou 113 et l'extrémité du manchon 115 formant butée.
Quand le levier 160 est ramené à sa position initiale, les eommunieations pour la substance et pour l'air comprimé sont inversées, de sorte que l'air peut pénétrer dans la chambre d'actionnement 119 pour refouler le piston 105 vers le haut dans le cylindre 101 pour expulser la substance hors de la chambre 118, par le passage d'évacuation 125, jusqu'à l'endroit de son utilisation.
Il est évident que le dispositif, tel que décrit, peut subir de nombreuses modifications. Ainsi, le manchon 115 formant butée du dispositif des fig. 6 à 9 peut être utilisé pour le dispositif des fig. 1 à 4, à la place de la vis de butée 54 et vice versa. De plus, un dispositif de graissage, analogue à celui désigné par 85, peut au besoin être utilisé pour le dispositif des fig. 6 à 9.
De même, chacune des formes d'exécution du dispositif peut être montée ou peut faire partie de machines ou d'appareils de divers genres. Elle peut, par exemple, être montée au-dessus ou au voisinage d'un transporteur ou d'une table tournante, sur lequel se trouvent des aliments, articles de pâtisserie ou de confiserie destinés à recevoir une substance de remplissage.
Dans ce cas, et pour plusieurs autres applications, des moyens automatiques peuvent être prévus pour actionner l'organe ou levier de manoeuvre. Par exemple, le levier de ma oeuvre 27 ou 60 peut être agencé de manière à pouvoir venir en contact et à être actionné par une came ou par un groupe de cames monté sur le transporteur ou à la table tournante ou adjoint à ceux-ci.
Il est à noter que, pour toutes les formes d'exécution décrites plus haut, l'admission de l'air dans la chambre d'actionnement et sa décharge hors de celle-ci sont commandées toutes deux par des distributeurs à double effet. On peut également se servir d'un distributeur à simple effet pour régler seulement l'admission de l'air. Ceci peut être obtenu en établissant un orifice d'étranglement, ouvert en permanence, pour la sortie de l'air hors de la chambre d'actionnement à l'air libre. Cet orifice de section réduite n'empêche pas qu'une pression soit produite dans la chambre d'actionnement qui suffit à faire fonctionner le dispositif, mais il est suffisant pour permettre le retour du piston quand l'alimentation en air est interrompue.
On préfère, toutefois, se servir d'un distributeur d'air à double effet, car il permet d'obtenir une économie dans la consommation en air comprimé et de faire fonctionner l'appareil plus rapidement.
La substance à débiter peut, évidemment, être introduite dans le dispositif par des moyens pour lesquels on ne se sert pas d'air comprimé ou de tout autre fluide sous pression. Par exemple, la substance peut être fournie, à la pression nécessaire, à l'aide d'une pompe d'un genre approprié.
Device for delivering measured quantities of substances.
The present invention relates to devices for dispensing measured quantities of substances, and its aim is to make these devices such that they allow the flow of exact quantities, measured by volume, of liquids, semi-liquids, plastics or materials. pasty, of various kinds.
The device according to the invention is characterized in that it comprises a cylinder, a piston which can slide in said cylinder and which divides its interior into an actuating chamber and a discharge chamber, stops limiting the movements of the piston. in opposite directions, supply and discharge passages for the admission of the substance into the discharge chamber and for its discharge out thereof, an inlet passage for the admission of a fluid d 'actuation under pressure in the actuating chamber, an outlet passage for this fluid out of said chamber, distributors regulating said supply, discharge and admission passages and a control member for actuating said distributors, said control member control which can be placed in two positions, in one of which it causes,
on the one hand, the closing of the discharge and inlet passages and, on the other hand, the opening of the supply passage, so that the substance can enter the discharge chamber by de-icing the piston in one direction , while, in the other of these positions, the control member causes, on the one hand, the closing of the supply passage and, on the other hand, the opening of the discharge and inlet passages , so that the pressurized actuating fluid can actuate the piston in the reverse direction to force the substance out of the discharge chamber through said discharge passage.
The accompanying drawing shows, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Figs. 1 to 4 show, respectively in plan, in vertical section along II-II of FIG. ï, in end view and in cross section along IV-IV of FIG. 1, a portable device intended more especially to introduce filling nlatières into cakes, pies or other food products.
Fig. 5 shows, schematically, an installation for supplying the substance to be dispensed, as well as the actuating fluid to the device according to FIGS. 1 to 4, and it also illustrates, schematically, a method for lubricating the piston of this device.
Figs. 6 to 9 show, respectively in vertical section along VI-VI of FIG. 7, in elevation, in side view and in cross section according to IX-IX of FIG. 7, another embodiment of the device.
The device, shown in fig. 1 to 4, comprises a tubular cylinder 1 with a front base 2 and a rear base 3 which are screwed respectively onto the ends of the cylinder 1.
A head 4 is fixed to the external face of the bottom 2 by screws 5 with the interposition of a thin plate 6, fixed and perforated. This plate 6 is fixed to the head 4 of the cylinder by a screw 7 at its upper part and by a threaded connector 8 at its lower part.
This connector 8, screwed into the head 4, receives the end of a tube 9 through which the substance to be dispensed is brought to the device. The pipe 9 communicates with the interior of the cylinder 1 by passages 10 and 11, formed respectively in the head 4 and in the bottom 2 and by a corresponding opening 12, formed in the plate 6. The outer end of the passage 10 is closed by an ebon 13, which can be removed for cleaning the passage.
The head 4 carries a discharge spout 15 through which the filling substance is expelled from the device. This spout is mounted on the head 4 by means of a nut 16 screwed onto a threaded boss of the head 4 and in which is housed a flexible washer 17 to seal the seal against fluids. The spout 15 is connected to the inside of the cylinder by a passage 18 of the head 4, by an opening 19 of the plate 6 and by a passage 20 of the bottom 2.
A hook 21 is fixed on the spout 15 to allow the device to be suspended when it is not in use.
In the outer face of the bottom 2 is formed a vertical groove 23 (fig. 1) in which can slide a dispenser drawer 24 which comprises a single slot 25 which is located opposite the opening 19 of the plate 6 when the drawer 24 is in its high position (shown in FIG. 2) and facing the opening 12 when the drawer is in its low or normal position. Thus, when the drawer 24 is lowered, the filling substance can enter, from the pipe 9, into the cylinder 1. On the other hand, when the slide 24 is in its high position, it interrupts the passage of the substance into the cylinder, but allows, on the other hand, the expulsion of the substance, which is enclosed in this cylinder by the discharge spout 15. The dimensions and positions of the openings 12, 19 and 25 are such that the opening 12 is completely closed before the opening 19 is open.
The drawer 24 can be actuated by a control lever 27, articulated by means of a pin 28 to a boss 29 of a blade 30 supporting the lever 27 and which is housed in grooves made in the upper parts of the bases. 2 and 3. This blade is fixed to the bottom 2 by a ring 31 forcibly engaged thereon. The blade 30 is attached to the bottom 3 by a screw 32 and it therefore intervenes both to support the control lever 27 and to prevent the unscrewing of the bottoms 2 and 3 from the cylinder 1.
The end 34 of the lever 27 is engaged in a hole 35 with a chamfered edge, formed in the drawer 24 and it also passes through a vertical slot 36 formed in the fixed plate 6. The lever 27 therefore controls the drawer 24 and the amplitude of the movement of the latter is limited by the length of the slot 36.
A spring 37, formed of a bent wire, one end of which is fixed at 38 to the blade 30 and
a central loop 39 of which is in contact with the upper face of the front end of the lever 27, tends to push the drawer 24 towards its
low position for which the pipe 9 com
pot holder with cylinder 1. By pressing the rear end 40 of lever 27, drawer 24 can be raised to the position, shown in the drawing, for which the cylinder
dre: 1 is connected to the discharge nozzle 15. The
two positions of the drawer 24 are determined by the stop of the end 34 of the lever 27
against the ends of the slot 36.
A piston 41 is housed in cylinder 1. and divides the interior of eelui-ei into two chambers, a discharge chamber 42 at the front and an actuation chamber 43 at the rear.
The piston 41, mounted on the end of a rod
44, has three metal washers 45, 46
and 47, separated from each other by two cups 48 and 49, rubber or leather, tight
between these washers, while the assembly is
engaged between a head 50 of the piston and a nut 51 screwed onto a threaded portion of the rod 44 thereof.
The rod 44 passes through the rear base 3 and can slide in a socket 52, screwed into this base. A tube 53, welded or otherwise fixed to this sleeve 52, surrounds the projecting end of the rod 44 of the piston, and it supports a threaded stop screwed into a sleeve 55 engaged in the free end of the tube 53. The threaded stop 54 serves to limit the rearward movement of the rod 44 and, therefore, of the piston 41.
The advance of the piston 41 is limited by the contact of its head 50 with the bottom 2 of the cylinder. By adjusting the position of the threaded stop 54 in the sleeve 55, it is possible to modify the stroke of the piston 41. It is thus possible to adjust, at will, the quantity of substance which is expelled out of the device, at each operation thereof.
A locking nut 56 keeps the stopper 54 in its adjusted position, while the tube 53 may have an air hole 57
(fig. I) to equalize the air pressures, allowing free movement of the piston rod 44.
Compressed air is brought into the actuating chamber 43, behind the piston 41, through a supply duct 60 and with the aid of an air distributor 61 (FIG. 4). The conduit 60, connected to a raecord 62 screwed into the bottom 3, communicates with a transverse passage 63, formed in this bottom. The outer end of this passage is closed by a threaded bonichon 64 and this passage 63 opens into the lower end of a vertical passage 65 in which is housed the distributor 61, which can slide in a sleeve 66, and in which is provided a seat 67 for a valve (ball), fixed in any suitable manner in the passage 65. The part of the passage 65, between the sleeve 66 and the seat 67, is connected to the rear end of the cylinder 1 to the using a passage 68, made in the back 3.
The distributor 61 has an axial bore 69 which is formed in the distributor from the lower end thereof and which connects two transverse holes 70 and 71 drilled in this distributor. A ball 72 is engaged, in part, in the lower end of the passage 65 and it is normally applied to its seat 67 by the pressure of the air supplied by the duct 60. When the end 40 of the control lever 27 is lowered (position shown in FIG. 4), it comes into contact with the distributor 61 and pushes the latter downwards, which moves the ball 72 away from its seat 67. The air can thus flow from the duct 60 in cylinder 1 through hole 70, bore 69, hole 71 and passage 68.
When the pressure on the lever 27 ceases, the air pressure forces the ball 72 and the distributor 61 upwards, which interrupts the flow of air to the cylinder. The rise of the distributor 61 connects the lower hole 70 to the passage 68 while the upper hole 71 protrudes from the upper edge of the sleeve 66. A passage is thus formed through which the air, contained in the ventilation chamber, can s. 'escape the atmosphere.
The device thus formed operates as follows: The pipe 9, which may be flexible or be connected to a flexible pipe, is supplied with filling substance, delivered under pressure from a suitable container. The air duct 60 is connected, by a flexible pipe, to a suitable source of compressed air at the necessary pressure.
When the lever 27 is not acted upon, the spring 37 maintains the spool 24 in its lower position, while the air distributor 61, including the ball 72, is maintained in its upper closed position by the pressure of the air. Consequently, the pressure exerted on the filling substance pushes it back into the chamber 42, which causes the piston 41 and the rod 44 to retreat until the end of the latter abuts against the end of the rod. the threaded rod 54.
To force the substance out of the
chamber 42, we act on the lever 27 to raise the drawer 24, which first closes the opening 12 and then opens the opening: 19.
After lever 27 and drawer 24 are
are moved enough to close or
verture 12, the lever 27 comes into contact with the upper end of the distributor 61 and the latter is lowered by removing the ball 72 from its seat. It follows that air is admitted under pressure into the actuating chamber 43, which forces the piston 41 forward and expels the substance out of the chamber 42 through the spout 16. The advancement of the piston is limited by the contact of its head 50 with the bottom 2 of the cylinder 1.
When you stop acting on the lever 27, the air distributor can close, at the same time as the drawer 24 is lowered, so as to first close the opening 19 and then open the opening 12, so that a new charge of substance is admitted into the chamber 42, which moves the piston 41 back until its movement is stopped by the stop 54.
It is thus possible to deliver exactly measured quantities of the filling substance through the spout 15. The device can be operated very quickly and at a rate of the order of two seconds for each operation. The quantity of the substance, which is discharged at each maneuver, can be adjusted using the threaded stop 54. A suitably graduated scale can be provided for this adjustment, if necessary.
Fig. 5 shows, schematically, an installation for supplying substance and compressed air to the device shown in FIGS. 1 to 4 and it also shows a way to ensure proper lubrication of the piston.
In fig. 5, the device is generally designated by 80.
The substance to be dispensed is contained in a closed container 81. Preferably, this substance is in an open bowl removably housed in the container 81 so that it can be easily removed for cleaning or replaced with another bowl. .
The container 81 comprises a removable and airtight cover and on which are established three connectors 82, 83 and 84. The connector 82 is extended to near the bottom of the container 81 and serves to supply the substance to the pipe. power supply 9 of the device. The substance is discharged into the connector 82 by the pressure of the compressed air which is introduced into the container 81 through the connector 84.
The connector 83 connects the upper part of the container 81 to the inlet duct 60 and, in this way, the device is constantly supplied with both the substance to be dispensed and with air at a pressure suitable for the operation of the device.
When the device is used to deliver non-oily substances, it may be necessary to provide means for lubricating the piston 41 and the rod 44 (fig. 2). For this purpose, a lubricating device S5 can be established in the part of the air intake duct which is placed between the container 81 and the duct 60.
This device 85, shown schematically in FIG. 5, comprises an oil reservoir 86 which comprises, at its upper part, a bell 87 through which the air duct going towards the device 80. A tube 88, open at its ends, contains a wick 89 which extends down from the bell 87 and plunges into the oil contained in the reservoir 86. In the upper end of the tnbe 88 are drilled several holes 90 through which the surface of the wick 89 is exposed to the air passing through the bell. 87. The air therefore collects a very small quantity of oil vapor which is just sufficient to ensure adequate lubrication of the piston 41 and its rod 44, as well as of the air distributor 61 (fig. 4), while it is not sufficient to contaminate the substance which is dispensed by the device.
This is especially important when it comes to food.
Figs. 6 to 9 show another embodiment of the object of the invention; this device comprises a vertically arranged cylinder 101, closed at its upper end by a square head 102 and, at its lower end, by a bottom 103 also having a square section. The head 102 and the bottom 103 are connected to each other by four rods 104 which hold them in place on the ends of the cylinder 101. The rods 104 can be screwed into the parts 102 and 103 or they can be connected to them by nuts or other suitable means.
A piston 105, mounted on a rod 106, is housed in the cylinder 101 and it is made like that designated by 41 in FIGS. 1 to 4, comprising three metal washers 107, 108 and 109 between which are housed two rubber cups 110 and 111. This assembly is clamped between a piston head 112 and a nut 113, screwed on a threaded part of the rod 106 .
The base 103 has a threaded central hole in which is screwed a threaded sleeve 115 which serves to guide the rod 106.
The sleeve 115 is extended to the interior of the cylinder 101 and its internal end can serve as a stop for the nut 113 to limit the stroke of the piston 105. The sleeve 115 can be screwed more or less into the cylinder and comprises, for this purpose, a hexagonal head 116, so that the stroke of the piston can be adjusted at will. The sleeve 115 can be held in its adjusted position using a lock nut 117.
The stroke of the piston 105 and its rod, in the other direction, is limited by the contact of the head 112 with the head 102 of the cylinder.
As in the previous case, the piston 105 divides the interior of the vertical cylinder 101 into two chambers, an upper discharge chamber 118 and a lower actuation chamber 119.
The head 102 has two transverse holes 121 and 122 in which are housed, respectively, a slide 123, which regulates the admission and discharge of the substance to be dispensed into and out of the chamber 118, and an air distributor 124 , which regulates the entry and exit of the compressed air in and out of the chamber 119. The head 102 also has a vertical passage 125, 126, which opens into the hole 121, and a lateral passage 127 which opens into a enlarged end 128 of the hole 122 and which is connected to the lower end of the ventilation chamber 119 by means of an external air duct 129 (fig. 8) and a suitable passage 130, formed in the bottom lower 103 (fig. 7).
The substance to be debited is supplied, under pressure, to the end 131 of the hole 121 and it is discharged, out of the device, through the upper end 132 of the vertical hole 125. The compressed air is introduced through the enlarged end 133. of hole 122. The ends of holes 121, 122 and 125 are threaded, as shown, to accommodate suitable fittings.
The device can be connected to the apparatus which supplies the substance to be dispensed and to the source of compressed air in various ways, but it is particularly suitable for mounting on the side wall of a closed container or reservoir which contains this substance. and in which the air pressure acts in a manner analogous to that described in connection with FIG. 5. Thus, the supply port 131 can be connected to a duct leading to the bottom of the container containing the substance to be dispensed, while the air inlet 133 can be connected to the upper part of the container. This part can also be connected directly to an air supply duct. For the evacuation of the substance, delivered by the device, one can use a flexible pipe or similar member, connected to the evacuation orifice 132.
We see in fig. 6 and 9 that the drawer 123 is engaged in a sleeve 135 provided with a seal 136 held in place by a nut 137. In the internal end of the drawer 123 is drilled nn axial passage 138 which opens into a transverse hole 139, facing down. The th drawer 123 also has a second transverse hole 140 which passes completely through it.
When the spool 123 is in its internal position shown in the drawing, the hole 140 is in alignment with the vertical passage 125, 126 of the head 102 and the discharge chamber 118 is connected to the inlet 132. When the spool is moved to the right of fig. 6 and 9, the hole 139 comes opposite the passage 126 and allows the substance, supplied to the inlet 131, to pass through this passage 126 into the chamber 118. The communication between the chamber 118 and the outlet 132 is then interrupted. through the drawer.
The air distributor 124 (fig. 9), the diameter of which is reduced several times, can slide with one of its parts in a bush 141 and with the middle part 142 which has an axial passage, in the hole 122.
Three transverse holes 143, 144 and 145 lead to the passage of the middle part 142 at the places shown in the drawing.
A sleeve 146 is housed in the enlarged end 133 of the hole 122 and serves as a housing for a ball valve 147 which is loosely engaged in the manehon 146 and which can rest on a seat 148 formed by the inner end of the enlarged hole. 133, when the distributor 124 has been moved to the right of FIG. 9.
When the distributor 124 occupies its position, shown in FIG. 9, the ball 147 is moved away from its seat 148 and the air, supplied to the inlet 133, can pass through the holes 143 and 144 and enter the passage 142 from where it passes, through the hole 145, into the another widened end 128 of the passage 122. The air then flows, through the passage 127, the air duct 129 and the passage 130, towards the actuating chamber 119 under the piston 105.
When the distributor 124 is moved to the right of FIG. 9, the ball 147 can come to rest on its seat 148 by the effect of the air pressure, which interrupts the air supply to the actuation chamber.
In addition, the movement of this slide 124 causes the hole 144 to emerge in the widened end 128 of the hole 122, while the hole 145 opens out into the open air, outside the sleeve 141. In this way, it is possible to obtains an outlet through which the air, contained in the chamber 119, can escape to the atmosphere.
The spool 123 and the distributor are operated simultaneously by a control lever 160 articulated at 161 to a support 162 projecting from the front face of the head 102 of the cylinder. A transverse pin 163, engaged in the upper end, in the form of a fork, of the lever 160, can come into contact with the upper face of the support 162 to limit the outward movement of the lever 160. The latter is held at its internal position (as shown) by an elastic clamp 164, mounted on the cylinder 101.
The lever 160 acts on the drawer 123 and the distributor 124 by means of a cross member 165 (fig. 7) which penetrates into the notches 166 and 167, formed respectively in the members 123 and 124 (fig. 9). When the lever 160 occupies its internal position, for which it is engaged with the clamp 164, the spool 123 and the air distributor 124 occupy their internal positions, as shown. Under these conditions, the spool 123 connects the discharge chamber 118 to the discharge passage 125 and to the outlet 132, while the air distributor 124 allows the introduction of compressed air into the actuating chamber. 119, which forces piston 105 towards the upper end of cylinder 101.
This corresponds to the normal position of the device and ensures, as far as possible, that any leaks which may occur are air leaks and not leaks of the substance to be dispensed.
To operate the device, the operating lever 160 is released from the clamp 164. This forces the drawer 123 to close, first, the discharge passage 125 and then to establish the connection between the inlet 131 and the discharge chamber 118 through the holes 138, 139 and 126.
At the same time, the air distributor is moved to allow the ball 147 to rest on its seat 148 to interrupt the air supply, while an air outlet is established for the air, contained. in the chamber 119, through the holes 144 and 145. Consequently, the substance can enter the chamber 118, which forces the piston 105 downwards, this movement being limited by the contact between the nut 113 and the end of the sleeve 115 forming a stop.
When the lever 160 is returned to its original position, the communications for the substance and for the compressed air are reversed, so that air can enter the actuating chamber 119 to force the piston 105 up into the chamber. cylinder 101 to expel the substance from the chamber 118, through the discharge passage 125, to the place of its use.
It is obvious that the device, as described, can undergo numerous modifications. Thus, the sleeve 115 forming a stop of the device of FIGS. 6 to 9 can be used for the device of fig. 1 to 4, in place of the stop screw 54 and vice versa. In addition, a lubricating device, similar to that designated by 85, can if necessary be used for the device of FIGS. 6 to 9.
Likewise, each of the embodiments of the device may be mounted or may form part of machines or apparatus of various kinds. It can, for example, be mounted above or in the vicinity of a conveyor or a turntable, on which there are foods, pastry or confectionery articles intended to receive a filling substance.
In this case, and for several other applications, automatic means can be provided to actuate the operating member or lever. For example, the lever of my work 27 or 60 can be arranged so as to be able to come into contact and to be actuated by a cam or by a group of cams mounted on the conveyor or on the turntable or associated with them.
It should be noted that, for all the embodiments described above, the admission of air into the actuation chamber and its discharge out of the latter are both controlled by double-acting distributors. A single acting distributor can also be used to control only the air intake. This can be achieved by establishing a throttle orifice, permanently open, for the exit of air from the actuation chamber into the open air. This orifice of reduced section does not prevent pressure from being produced in the actuating chamber which is sufficient to operate the device, but it is sufficient to allow the piston to return when the air supply is interrupted.
It is preferred, however, to use a double-acting air distributor, since it makes it possible to obtain a saving in the consumption of compressed air and to operate the apparatus more quickly.
The substance to be dispensed can, of course, be introduced into the device by means for which compressed air or any other pressurized fluid is not used. For example, the substance can be supplied, at the necessary pressure, by means of a pump of a suitable kind.