Machine perfectionnée pour emplir les récipients, notamment les bouteilles. La présente invention a pour objet une machine perfectionnée pour emplir les réci pients, notamment les bouteilles, présentant au moins un bec d'emplissage comprenant, d'une part, un conduit d'emplissage dont une des extrémités est destinée à être introduite dans un récipient pour son emplissage, ce conduit étant pourvu d'un organe d'obturation du goulot de ce récipient et, d'autre part, un tube destiné à mettre en communication l'intérieur du récipient avec une chambre dans laquelle règne une pression différente de la pression atmosphérique;
cette machine est caractérisée par le fait qu'elle présente des moyens permet tant l'utilisation d'au moins deux pressions différentes et successives pour l'appui du gou lot du récipient contre ledit organe d'obtura tion, ces pressions étant déterminées, d'une part, par des organes provoquant des mouve ments relatifs d'approche et d'éloignement du récipient et du bec, d'emplissage et, d'autre part, par au moins un élément élastique porté par le conduit d'emplissage qui est monté à coulissement sur ledit bec, cet élément élasti que tendant à s'opposer à l'ouverture du con duit d'emplissage à l'encontre desdites pres sions.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, deux formes d'exécution de la machine objet de ].'invention.
La fig. 1 est une coupe partielle de la pre mière forme. La fig. 2 est une vue en plan d'un détail de construction.
La fig. 3 est une vue en plan d'im autre détail de construction.
La fig. 4 est une coupe partielle de la se conde forme, et la fig. 5 est une vue en plan d'un détail de construction.
La machine partiellement représentée sur les fi-. 1 à 3 comprend un bec d'emplissage par le vide 35; un récipient 4 est destiné à s'approcher et à s'éloigner dudit bec. Ce der nier présente un corps 36 fixé sur le bâti de la machine et percé d'un canal 38 relié à un tube 39 plongeant dans une cuve d'alimenta tion 40 et à un conduit 25 dont -une des extré mités est destinée à être introduite dans le récipient 4.
Ce conduit 25 est monté à coulissement sur le corps 36 contre l'action d'un élément élasti que tel qu'un ressort de rappel 27 et porte un organe d'obturation 28 de l'orifice du réci pient 4.
L'une des extrémités du ressort 27 prend appui sur un épaulement du conduit 25 et son autre extrémité repose sur le corps 36 du bec d'emplissage; ce corps 36 porte un tube 24 monté à l'intérieur et coaxialement au conduit 25; la paroi de celui-ci est percée, au niveau de l'organe 28, d'un évent 29 destiné à mettre en communication l'intérieur du récipient à remplir 4 avec l'air atmosphérique qui, ainsi, peut pénétrer dans ce récipient 4 et faciliter la succion du trop-plein ou de la mousse de celui-ci par le tube 24 communiquant avec une chambre à vide non représentée.
La paroi du conduit 25 pourrait aussi être percée de plusieurs évents 29 dont la section totale serait beaucoup plus faible que celle du tube 24, afin de ne pas influencer défavo rablement l'effet de succion de celui-ci. De phis, ce ou ces évents 29 permettent, dans certains cas, d'éviter l'adhérence par succion du goulot du récipient 4 et de l'organe d'ob turation 28.
L'une des extrémités du tube 24 porte un clapet 26 pour la fermeture du conduit 25 à l'intérieur du récipient 4. Celui-ci prend appui sur un support 23 que porte la tige 22 d'un piston 20 se déplaçant à l'intérieur d'un cylindre à double effet 3, dont les extrémités sont reliées par des canalisations 19 et 21 à un distributeur comprenant deux disques co axiaux 1 et 2; le disque 1 ou stator est libre sur un arbre 5, mais ne tourne pas; il est pressé par un ressort 6, contre le disque 2 ou rotor calé sur l'arbre 5 qui entraîne rotati- vement la cuve 40 et l'ensemble du dispositif d'emplissage représenté.
Au stator 1 aboutit un conduit 7 d'amenée d'un fluide à haute pression dont la poussée sur le piston 20 est suffisante pour déformer le ressort 27, et lm conduit 8 d'amenée d'un fluide à basse pression dont la poussée sur le piston 20 est insuffisante pour déformer ce ressort 27.
Un conduit 9 sert à l'évacuation du fluide chassé du cylindre 3 et débouchant dans le stator 1; celui-ci est pourvu en regard du ro tor 2 de canaux concentriques 10 et 11 com muniquant entre eux par un canal 12 et ali mentés par le conduit 7, et d'un canal 13 ali menté par le conduit 8. Des canaux concentri ques 14 et 15 communiquant au moyen d'un ca nal 16 sont également ménagés dans le stator 1 en regard du rotor 2 et servent au passage du fluide refoulé par le piston 20.
Le rotor 2 est percé d'un orifice 30 et d'un orifice 31; ce dernier est relié à l'une des extrémités du cylindre 3 par la canalisation 21 qui, soit envoie dut fluide sous haute pres- sion dans celui-ci, soit en évacue le fluide re foulé par le piston 20. L'orifice 30 est relié à l'autre extrémité du cylindre 3 par la cana lisation 19, 19' qui sert au passage, soit du fluide à haute pression, soit du fluide à basse pression et sert également à l'évacuation du fluide refoulé par le piston 20.
Pour son immobilisation angulaire, le sta tor 1 porte un toc<B>1.7</B> dans lequel est engagé lui arrêt 18 solidaire d'une partie fixe de la machine.
La machine représentée sur les fig. 1 à. 3 fonctionne comme suit L'orifice 30 du rotor 2 est amené, par rota tion dans le sens de la flèche 41 en A, c'est- à-dire au commencement. du canal 10 alimenté en fluide à haute pression par le conduit 7;
pendant- la durée du déplacement de l'ori fice 30 au-dessus du canal 10, le fluide sous haute pression pénètre dans le cylindre 3 par la canalisation 19 et déplace le piston 20, ainsi que le récipient 4 dont le goulot vient presser contre l'organe d'obturation 28; à. ce mo ment, la pression exercée par le piston 20 est supérieure à la résistance du ressort 27 qui se déforme; le conduit 25 coulisse sur le corps 36 du bec 35 et quitte le clapet 26, de sorte que le liquide contenu dans la cuve 40 peut., par le tube 39, le canal 38 et le conduit 25, pénétrer dans le récipient 4.
Puis, du fait du déplacement du rotor 2, l'orifice 30 vient en regard du canal. 1.3 alimenté par le conduit 8 en fluide à basse pression qui, par la canali sation 19, exerce sur le piston 20 une pression insuffisante pour déformer le ressort 27; de ce fait, celui-ci fait coulisser le conduit 25 qui vient s'appliquer contre le clapet 26 qui l'ob ture, tandis que le goulot du récipient 4 est toujours pressé d'une manière étanche contre l'organe d'obturation 28; simultanément, le tube 24 aspire l'excédent clll liquide et la mousse se trouvant dans le récipient 4;
enfin, l'orifice 31 de la canalisation 21, par suite de la rotation du rotor '21, arrive en regard du canal 11 alimenté en haute pression par le conduit 7, ce fluide déplace le piston 20 de façon à éloigner le récipient 4 du bec d'em- plissage 35, et le fluide refoulé par ledit pis- ton 20 est chassé par la canalisation 19, l'ori fice 30, les canaux 14, 16 et 15, dans le con duit d'évacuation 9.
La machine représentée sur les fig. 4 et 5 est aussi une machine à emplir par le vide; elle présente également une cuve d'alimenta tion 40, un bec d'emplissage par le vide 35, destiné à s'approcher et à s'éloigner d'un réci pient 4 à remplir, prenant appui sur le bâti de la machine.
Le bec 35 présentant un corps 36, un canal 38 et un conduit 25 monté à cou lissement, est solidaire de la tige 22 d'un pis ton 20 se déplaçant dans un cylindre 3 à dou ble effet relié par des canalisations 19 et 21 à un distributeur comprenant un rotor 2 et un stator 1, celui-ci étant percé de canaux reliés à un conduit 7 d'amenée de fluide à haute pression, à un conduit 8 d'amenée de fluide à basse pression, et à un conduit d'évacuation 9, ce distributeur étant semblable à celui de la machine représentée sur les fig. 1 à 3.
La machine représentée sur les fig. 4 et 5 fonctionne comme suit: Du fait de la rotation du rotor 2, l'orifice 30 vient en d, c'est-à-dire en regard du canal 10 alimenté en fluide à haute pression par le conduit 7; ce fluide, par la canalisation 21, pénètre dans le cylindre 3 où il déplace le piston 20 et, par celui-ci, la tige 22 qui actionne le bec d'emplissage 35 de façon à le rapprocher du récipient 4;
ensuite de ce mou vement du bec 35, tout d'abord l'organe d'ob turation 28 vient en contact avec le goulot de ce récipient. 4, puis, comme l'effort. de trac tion exercé par le piston 20 sur ce bec 35 est supérieur à la résistance du ressort 27, celui- ci fléchit, le clapet 26 libère l'ouverture du conduit 25 et le remplissage du récipient 4 s'effectue; cette opération dure aussi long temps que l'orifice 30 reste en communication avec le canal 10; simultanément, le fluide re foulé par le piston 20 passe par la canalisa tion 19, l'orifice 31, le canal 15 et le conduit d'évacuation 9; l'orifice 30 vient ensuite en regard du canal 13, alimenté en fluide à basse pression par le conduit 8;
ce fluide pénètre par la canalisation 21 dans le cylindre 3 où sa poussée sur le piston 20 n'est pas suffisante pour équilibrer la pression du ressort 27 qui déplace alors le conduit 25 pour l'amener en contact avec le clapet de fermeture 26; enfin, l'orifice 31 vient en regard du canal 11 ali menté en fluide à haute pression par les ca naux 12 et 10 et le conduit. 7; ce fluide, par la canalisation 19, pénètre dans le cylindre 3 et assure l'éloignement du bec 35 du récipient 4; simultanément le fluide refoulé par le pis ton 20, s'échappe par la canalisation 21, l'ori fice 30, et les canaux 15, 14,16 et 9.
L'ordre des opérations indiquées précé demment, lorsque le rotor tourne dans le sens de la flèche 41, est indiqué sur la fig. 5; sur cette dernière sont représentés les différents secteurs correspondant aux différentes phases du fonctionnement: le secteur Sr correspond à la phase de refoulement du fluide lors de l'éloignement relatif du récipient et du bec d'emplissage et à la durée de cet éloignement.
Le secteur S2, de même amplitude angu laire, correspond à la phase d'envoi du fluide à haute pression dans le cylindre 3 pour pro voquer la phase de refoulement précitée.
Le secteur S3 correspond à la phase d'en voi de la pression haute dans le cylindre 3, lors du mouvement d'approche relatif du ré cipient et du bec d'emplissage.
Le secteur S4 correspond à la phase d'en voi de la pression basse dans le cylindre 3, cette pression remplaçant la précédente du même côté du piston 20, lors de la fermeture du conduit d'emplissage.
Le secteur S5 est le plus long de toits et il a la même amplitude angulaire que les sec teurs S3 et S4 réunis, plus le secteur neutre entre S3 et S4. Il correspond. à la phase de refoulement du fluide par le piston 20, et à la durée du stationnement dudit piston 20 pendant l'opération d'emplissage et celle de succion du trop-plein.
Dans les exemples qui précèdent, il y a lieu de noter que la pression du fluide s'exerce toujours dans le sens des deux flèches I3 et C, sauf lors de la transition de la pression haute à la basse, le fluide sous pression basse se trouvant refoulé dans ses canalisations d'ame née jusqu'à ce que le ressort 27 soit. détendu. Un des avantages des machines décrites est que la durée de chaque phase du remplis sage peut être aussi longue que désirée, no tamment celle de la succion de la mousse et du trop-plein; cet avantage est appréciable surtout avec des liquides ayant tendance à mousser, comme le lait, par exemple, notam ment lorsque ce liquide est mis en bouteilles à basse température.
Lorsque la machine à emplir est du type dit à. contrepression ou isobarométrique, elle présente une cuve 40 contenant le liquide à embouteiller dans sa partie inférieure et un gaz sous pression, tel que du C02, dans sa partie supérieure. Dans ce cas, chaque bec d'emplissage comprend: Un organe d'obturation du goulot de la bouteille à emplir permettant d'isoler l'inté rieur de celle-ci par rapport à l'atmosphère; un tube 24 de mise en communication de la partie supérieure de la cuve 40 avec l'inté rieur de la bouteille à emplir; et un conduit 25 de mise en communication de la partie infé rieure de la cuve 40 avec l'intérieur de la bouteille à emplir.
L'emplissage d'une bouteille s'opère comme suit Le goulot de la bouteille est amené en con tact étanche avec l'organe d'obturation du bec d'emplissage; puis le tube 24 de mise en com munication de la partie supérieure de la cuve 40 avec l'intérieur de la bouteille laisse passer le C02, afin que la pression régnant dans la dite cuve 40 s'établisse dans la bouteille; en fin, le conduit 25 de mise en communication de la partie inférieure de la cuve 40 avec l'in térieur de la bouteille laisse arriver, par gra vité, le liquide dans celle-ci.
Le tube 24 doit donc être ouvert et fermé aux moments opportuns, ce qui nécessite le montage d'un deuxième élément élastique, par exemple un ressort sur le conduit d'emplis- sage. Ce dernier porte alors deux ressorts de forces différentes, le plus faible s'opposant à l'ouverture du tube 24, le plus .fort s'opposant à l'ouverture du conduit 25. Le fluide à pres sion basse peut vaincre le plus faible de ces ressorts, mais pas le plus fort; le fluide à haute pression peut vaincre la résistance des deux ressorts. Une telle machine est utilisée pour des boissons telles que la bière et la li monade.
L'ordre des phases est établi conformément aux opérations à réaliser. Il peut notamment être réalisé comme suit a) Pression basse d'appui du récipient à emplir contre son organe d'obturation, avec mouvement. d'approche relatif dudit récipient et du bec mettant en communication l'inté rieur du récipient avec l'intérieur de la cuve susmentionnée de la machine, contenant le gaz sous pression.
b) Pression haute, avec mouvement d'ap proche relatif dudit récipient et du bec, ou vrant pendant une durée prédéterminée le conduit 25 d'écoulement du liquide provenant de la cuve 40.
c) Pression basse, avec mouvement d'éloi gnement relatif dudit. récipient et du bec d'emplissage, et contact. étanche du récipient avec l'organe d'obturation porté par le bec, le conduit 25 d'écoulement du liquide étant fermé, et le tube 24 mettant en communica tion l'intérieur dudit récipient avec la partie de la cuve 40 susmentionnée contenant le gaz sous pression, restant ouvert.
d) Suppression des pressions d'appui, et éloignement relatif du récipient empli et du bec d'emplissage.
Dans le cas de cette application, la dispo sition des organes transmettant les pressions d'appui est. semblable à celles précédemment. décrites, sauf que le canal 10 est raccourci et que le début de ce canal est remplacé par un second petit canal 1.3 séparé du canal 10, et disposé symétriquement. par rapport ait canal 14, ce second petit canal 13 correspondant à la phase a) qui vient d'être mentionnée.
Dans la présente description, on a employé le mot fluide pour désigner l'agent -utilisé pour la transmission des pressions différentes et des mouvements, au moyen du distributeur susmentionné. Ce fluide petit être de l'air com primé ou un autre gaz sous pression. Il peut également être un liquide tel que l'huile pour mouvements hydrauliques, cette dernière solu tion étant utilisée de préférence.
Bien entendu, le distributeur utilisé pourra être de n'importe quel type (à disque, conique, cylindrique, à soupapes, etc.), pourvu qu'il permette d'appliquer successivement les différentes pressions nécessaires pour l'appui du goulot du récipient à emplir contre l'orr,,-ane d'obturation porté par le bec d'emplissage, ces pressions différentes agissant comme indiqué plus haut.
On pourra même appliquer les pressions d'appui différentes autrement que par emploi d'un fluide sous pression. Cependant, cette dernière solution sera la mieux appropriée, notamment dans le cas de l'application de l'in vention aux machines à emplir par le vide.
Dans ce cas, en effet, la distribution d'un fluide sous différentes pressions, de préfé rence Hydrauliques, conformément à la spé cification qui précède, permet d'emplir pêle- mêle des récipients, même (le hauteurs très di verses, sans que la durée de la phase d'appui sous basse pression du goulot de ceux-ci con tre l'organe obturateur<B>28</B> soit influencée par lesdites irrégularités, car la course de ferme ture du conduit d'emplissage se produit lors de la transition entre l'application de la pres sion haute et l'application de la pression basse et a lieu, toujours au même moment, quelle que soit la hauteur des récipients emplis.