Machine pour doser un produit pulvérulent
La présente invention a pour objet une machine pour doser un produit pulvérulent et pour en remplir des récipients.
Par l'expression produit pulvérulent ou plus simplement poudre est compris tout produit ou mélange de granulométrie fine - mme coulant mal ou ayant tendance à coller ou à se masser. Les granulés coulant bien peuvent naturellement tre traités aussi par la machine envisagée.
Il est déjà connu de réaliser des remplisseusesdoseuses pour produits pulvérulents; les plus courantes sont les remplisseuses à vis; leurs avantages et leurs inconvénients sont bien connus; pour ces derniers, on peut citer en particulier l'usure et les irrégularités causées par le fonctionnement discontinu et l'encrassement de la vis, le tassage de la poudre, le peu de latitude des variations des doses.
Dans un autre type, on remplit du produit à doser un sillon dont une certaine longueur est prélevée pour déterminer la dose. Ces machines sont tributaires du tassement de la poudre, de plus elles font appel à la réalisation de mouvements complexes qui en rendent le fonctionnement délicat.
De plus toutes ces machines présentant des mouvements discontinus ne permettent d'atteindre que des cadences relativement faibles.
On a donc cherché une machine qui permette d'atteindre des cadences de remplissage beaucoup plus élevées que les machines connues, d'une parfaite régularité, tout en réduisant notablement l'usure grâce à l'emploi de mouvements continus.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'invention et une variante:
la fig. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution,
la fig. 2 est une coupe selon 2-2 de la fig. 1,
la fig. 3 est une coupe, à plus grande échelle, de la variante,
la fig. 4 est une vue en perspective d'un dispositif que comprend cette forme d'exécution, et
les fig. 5 et 6 sont des coupes de deux autres dispositifs que peut comprendre cette forme d'exécution.
La machine représentée comporte un plateau circulaire horizontal 1 tournant d'un mouvement continu autour d'un axe fixe 2, muni d'une rangée d'alvéoles 3 répartis sur une circonférence et sur lequel reposent deux anneaux concentriques 4 et 5 fixes délimitant un magasin annulaire contenant une poudre à doser 6, ce magasin étant excentré par rapport au plateau de telle manière que sur une partie de la circonférence les alvéoles du plateau passent à l'intérieur et sur l'autre partie à l'extérieur du magasin.
Des récipients à remplir 7 sont amenés depuis l'extérieur du plateau manuellement ou par un dispositif mécanique selon un trajet schématisé par une flèche 8 (fig. 1). Ils viennent se mettre en position plus basse que le plateau sous des entonnoirs 9 à raison d'un récipient par alvéole, accompagnent le plateau pendant la plus grande partie de sa rotation, puis sont évacués selon un chemin schématisé par une flèche 10.
Les alvéoles 3 sont fermés en bas par un piston 1 1 dont la descente détermine la capacité à remplir et dont la remontée chasse la poudre qui se trouve dans l'alvéole.
Les pistons coulissent librement dans un guide 13 solidaire du plateau et reposent par leur extrémité inférieure sur une came 14 réglable par un dispositif à engrenage 15.
Des racleurs 16 en forme de U disposés sur une circonférence centrée par rapport au plateau 1, à raison d'un par alvéole et glissant radialement sur le plateau, assurent le transport de la poudre dosée depuis l'emplacement de l'alvéole 3 jusqu'à l'entonnoir 9. Ils sont appliqués sur le plateau 1 par des lames élastiques 17 fixées sur un étrier 18 guidé par deux tiges 19 rappelées par des ressorts 20 contre l'anneau extérieur 5 du magasin excentré.
La machine fonctionne de la façon suivante: le plateau 1 est entraîné dans un mouvement de rotation dans le sens de la flèche 12 et un alvéole 3 en position 3-1, dont le piston se trouve sensiblement au niveau du plateau et de toutes façons ne dépassant pas, s'engage sous le magasin 4, 5. Quand l'alvéole se trouve entièrement engagé sous le magasin (position 3-2) le piston commence à descendre pour atteindre la position basse extrme en position 3-3 de l'alvéole, et la poudre remplit ce dernier. Le piston remonte alors sous l'action de la came qui a été réglée de façon que la capacité ainsi déterminée contienne la quantité désirée de poudre (position 3-4).
Le piston reste dans cette position jusqu'à ce que l'alvéole soit sorti du magasin circulaire (position 3-5).
Pendant ce mouvement de sortie de l'alvéole, l'anneau 5 formant le bord externe du magasin arase la poudre au niveau du plateau de telle sorte que l'alvéole au cours de son mouvement n'entraîne que la quantité de poudre qui s'y trouve incluse.
Le piston remonte alors sous l'effet de la came, sans dépasser le niveau du plateau, éloignant des alvéoles la quantité de poudre à transférer dans les récipients 7, en principe la totalité de la poudre contenue dans la capacité (position 3-6).
Cette poudre se trouve retenue par les racleurs.
Comme ceux-ci tournent à la mme vitesse que le plateau mais selon une circonférence excentrée par rapport au magasin, ils sont animés d'un mouvement relatif radial par rapport au plateau de sorte que la poudre qui y a été éjectée par le mouvement du piston de chaque alvéole tombe dans l'entonnoir 9 correspondant (position 9-1), la vidange étant terminée en position 9-2. Le contenu de l'entonnoir se vide lui-mme dans le récipient 7 aidé si nécessaire par un agitateur tournant non représenté. La vidange des entonnoirs doit tre terminée en 9-3 avant l'évacuation du récipient.
Le plateau 1 ne supportant pas de contraintes mécaniques importantes peut tre mince, en acier ou en matières diverses telles que des résines, ce qui peut éventuellement permettre de le réaliser par moulage.
Les parois des alvéoles peuvent tre constituées par une fourrure emboîtée dans le plateau en toute matière judicieusement choisie, l'assemblage fourrureplateau étant réalisé par tout moyen approprié préférablement d'une manière facilement amovible.
L'entonnoir décrit sous lequel vient s'adapter le récipient à remplir peut tre remplacé par tout dispositif destiné à évacuer la poudre, pourvu que sa forme et son emplacement puissent s'adapter à celle du racleur correspondant.
Les racleurs ont naturellement une forme et une dimension adaptées aux dimensions de la capacité de chaque alvéole, de l'emplacement de vidange de la poudre et de la quantité de la poudre. Leurs dimensions seront telles qu'ils puissent contenir la quantité maximum qui peut tre mesurée par les capacités des alvéoles de la machine à laquelle ils sont adaptés.
Les racleurs peuvent tre entraînés par tout moyen indépendant ou solidaire du plateau permettant d'obtenir leur mouvement relatif radial par rapport au plateau.
Le magasin annulaire peut tre constitué par deux anneaux frottant à frottement doux sur le plateau.
Ils y sont avantageusement appliqués par un dispositif à ressorts.
Le magasin annulaire excentré fixe présente des avantages considérables, il peut tre utilisé pour toutes machines appelées à employer des produits pulvérulents à répartir dans des capacités déterminées réparties sur une surface plane animée d'un mouvement de rotation.
Par le fait de la grande capacité du magasin, de sa forme et de sa position il se produit un mouvement général de la poudre qui facilite son homogénéisation. Le magasin permet un dosage exact du fait que son bord externe peut tre rodé sur le plateau et taillé en forme de biseau.
De plus la disposition du magasin permet l'installation d'agitateurs à axe vertical ainsi que de tout dispositif permettant d'assurer une densité et un niveau constants de la poudre qui s'y trouve contenue notamment par l'emploi d'un palpeur qui commande l'alimentation du magasin à partir d'une réserve de poudre, en particulier par la mise en route d'un couloir vibrant. Grâce à ces dispositifs, un remplissage régulier des alvéoles est obtenu d'une façon particulièrement constante.
Un palpeur est représenté fig. 4. I1 comprend une palette légère 45 reposant sur la poudre, portée par un levier 46 fixé sur un axe oscillant 47 dans un boitier 48 à l'intérieur duquel l'axe 47 entraîne une lame élastique isolée 49 venant faire contact avec une lame fixe 50, ces lames étant reliées à des broches d'amenée de courant 51. Le contact à lames peut tre éventuellement remplacé par un autre dispositif tel qu'un basculeur à mercure. Ces broches sont connectées de façon à mettre en action ou à interrompre le fonctionnement du dispositif d'alimentation de la poudre.
Les fig. 5 et 6 illustrent deux de ces dispositifs d'alimentation de la poudre. On sait que les ateliers de fabrication livrent souvent la poudre dans des bidons de formes diverses. Au lieu de vider ces bidons dans une trémie d'alimentation du magasin à poudre, il peut tre avantageux, notamment pour les produits stériles, d'utiliser directement le bidon sans avoir à exécuter les transvasements. On fixera alors un des dispositifs qui vont tre décrits ci-après à la place
du bouchon du bidon et on mettra cet ensemble en place de façon à alimenter le magasin à poudre
directement, à partir d'un bidon simplement main
tenu en position retournée.
La fig. 5 représente un dispositif d'alimentation
pour une poudre coulant mal ou ayant tendance
à se masser. Ce dispositif est représenté fixé sur le
bidon contenant la poudre, à la place du bouchon.
Il comprend un arbre agitateur 55 entraîné directe
ment à vitesse lente par un moteur électrique 56.
Cet arbre est muni de tiges 57 destinées à briser le produit et à le faire s'écouler sur une surface inclinée 58. Le moteur 56 est commandé par le contact du palpeur à poudre.
La fig. 6 représente un dispositif d'alimentation analogue mais pour une poudre coulant bien. Un distributeur rotatif 60 comporte des alvéoles 61 qui se remplissent en passant dans le bidon et se vident dans le magasin annulaire après avoir tourné. Ce distributeur est entraîné par un moteur électrique à vitesse lente 62 commandé par le contact du palpeur à poudre.
Ces dispositifs sont avantageux notamment dans le cas de remplissage de poudres à base d'antibiotiques.
Les pistons peuvent tre construits de diverses façons, en particulier leur surface supérieure sera avantageusement plane. Ces pistons n'ayant à supporter que des efforts minimes peuvent tre très légers, ce qui simplifie leur construction et diminue la force motrice nécessaire à la marche de la machine.
Leur partie en contact avec la poudre peut tre constituée par une pastille d'un matériau inerte visà-vis de la poudre.
Une ligne d'aspiration constituée par des conduits radiaux 22 (fig. 2) et un conduit 23 percé dans l'axe de la machine permet, si nécessaire, d'éliminer la poudre qui peut tomber des alvéoles autour des pistons.
La tige des pistons peut tre agencée de façon à commander des dispositifs de sécurité divers, en particulier pour éviter la vidange de l'alvéole s'il ne se trouve pas de récipient en place pour recevoir la poudre. Cette variante est représentée à la fig. 3.
Dans cette variante, le piston 1 1 coulisse dans une matrice 27. Ces deux pièces sont facilement amovibles pour pouvoir tre changées suivant la dose de poudre à réaliser. Le piston 1 1 est fixé par un écrou 28 à la partie supérieure d'un coulisseau 29 prolongé à sa partie inférieure par une tige 30 fixée sur une douille 31 qui porte un galet 32 roulant sur la came 14.
Un ressort 33 maintient le galet 32 appuyé sur la came 14. Un autre ressort 34 maintient la tige 30 appuyée sur le coulisseau 29. Si le coulisseau 29 est empché de monter, le ressort 34 se comprime.
C'est le cas lorsqu'un doigt 35 est poussé vers la droite en regardant la fig. 3 et engagé dans une gorge 36 du coulisseau 29. Un support de flacon 37 est poussé vers le haut par un ressort 38 prenant appui sur une tige 39 fixée sur une douille 40 qui est appliquée contre une came 24 par un ressort 41. Le support de flacon 37 porte une gorge 42 de hauteur telle que s'il n'y a pas de flacon, la gorge monte plus haut que le doigt 35 repoussant celui-ci vers la droite et le forçant à s'engager dans la gorge 36 du coulisseau 29, empchant celui-ci de monter et donc la poudre d'tre éjectée.
Si un flacon se trouve en place, le doigt 35 se trouve en face de la gorge 42 et la pente de la gorge 36 le repousse vers la gauche. Le remplissage peut alors s'effectuer.
La came de commande du mouvement des pistons peut tre réglée pour produire la variation des doses.
Ce réglage peut avantageusement tre effectué mme en marche par une commande unique d'un type classique. Ce dispositif permet d'avoir une variation des doses possibles, avec un mme appareillage, beaucoup plus élevée que dans les autres types de machines conditionneuses de poudres connues.
A titre d'exemple, une machine à doser et à remplir conforme à la description ci-dessus possédant un plateau de 500 mm de diamètre comportant 18 alvéoles doseurs permet d'atteindre aisément une cadence de remplissage de 240 doses par minute.
Ses capacités prévues pour une quantité maximum de poudre de 5 g (densité apparente de la poudre 0,5) permettent de réaliser à la cadence donnée ci-dessus des doses variant de 0,50 g à 5 g avec une précision supérieure à 2 %.
Machine for dosing a powdery product
The present invention relates to a machine for dosing a pulverulent product and for filling containers therewith.
By the expression powdery product or more simply powder is understood any product or mixture of fine particle size - even flowing poorly or having a tendency to stick or to mass. The well-flowing granules can naturally also be treated by the envisaged machine.
It is already known to produce filling-dosing machines for powdery products; the most common are screw fillers; their advantages and disadvantages are well known; for the latter, there may be mentioned in particular the wear and the irregularities caused by the discontinuous operation and the fouling of the screw, the packing of the powder, the little latitude in the variations of the doses.
In another type, a furrow of which a certain length is taken to determine the dose is filled with the product to be measured. These machines are dependent on the packing of the powder, moreover they call for the realization of complex movements which make their operation difficult.
Moreover, all these machines having discontinuous movements only allow relatively low rates to be achieved.
A machine has therefore been sought which makes it possible to achieve much higher filling rates than known machines, with perfect regularity, while notably reducing wear thanks to the use of continuous movements.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine which is the subject of the invention and a variant:
fig. 1 is a plan view of this embodiment,
fig. 2 is a section on 2-2 of FIG. 1,
fig. 3 is a section, on a larger scale, of the variant,
fig. 4 is a perspective view of a device that comprises this embodiment, and
figs. 5 and 6 are sections of two other devices that this embodiment can include.
The machine shown comprises a horizontal circular plate 1 rotating in a continuous movement around a fixed axis 2, provided with a row of cells 3 distributed over a circumference and on which rest two fixed concentric rings 4 and 5 delimiting a store. annular containing a powder to be dosed 6, this magazine being eccentric with respect to the plate such that on a part of the circumference the cells of the plate pass inside and on the other part outside the magazine.
Containers to be filled 7 are brought from outside the tray manually or by a mechanical device along a path shown schematically by an arrow 8 (FIG. 1). They are placed in a lower position than the tray under funnels 9 at the rate of one container per cell, accompany the tray during most of its rotation, then are evacuated along a path shown schematically by an arrow 10.
The cells 3 are closed at the bottom by a piston 11, the descent of which determines the capacity to be filled and the rise of which drives the powder which is in the cell.
The pistons slide freely in a guide 13 integral with the plate and rest by their lower end on a cam 14 adjustable by a gear device 15.
U-shaped scrapers 16 arranged on a circumference centered with respect to the plate 1, at the rate of one per cell and sliding radially on the plate, ensure the transport of the metered powder from the location of the cell 3 to to the funnel 9. They are applied to the plate 1 by resilient blades 17 fixed to a bracket 18 guided by two rods 19 biased by springs 20 against the outer ring 5 of the eccentric magazine.
The machine operates as follows: the plate 1 is driven in a rotational movement in the direction of arrow 12 and a cell 3 in position 3-1, the piston of which is located substantially at the level of the plate and in any case is not protruding, engages under the magazine 4, 5. When the cell is fully engaged under the magazine (position 3-2) the piston starts to descend to reach the extreme low position in position 3-3 of the cell , and the powder fills the latter. The piston then rises under the action of the cam which has been adjusted so that the capacity thus determined contains the desired quantity of powder (position 3-4).
The plunger remains in this position until the cell is out of the circular magazine (position 3-5).
During this exit movement of the cell, the ring 5 forming the outer edge of the magazine level the powder at the level of the plate so that the cell during its movement only entrains the quantity of powder which s' found included.
The piston then rises under the effect of the cam, without exceeding the level of the plate, moving away from the cells the quantity of powder to be transferred into the receptacles 7, in principle all of the powder contained in the capacity (position 3-6) .
This powder is retained by the scrapers.
As these rotate at the same speed as the plate but around a circumference eccentric with respect to the magazine, they are driven by a relative radial movement with respect to the plate so that the powder which has been ejected there by the movement of the piston of each cell falls into the corresponding funnel 9 (position 9-1), the emptying being completed in position 9-2. The content of the funnel itself empties into the receptacle 7 aided if necessary by a rotating stirrer, not shown. The emptying of the funnels must be completed in 9-3 before the container is evacuated.
The plate 1, which does not withstand significant mechanical stresses, may be thin, made of steel or of various materials such as resins, which may possibly allow it to be produced by molding.
The walls of the cells can be formed by a fur nested in the tray of any judiciously chosen material, the fur-tray assembly being produced by any suitable means, preferably in an easily removable manner.
The funnel described in which the receptacle to be filled fits can be replaced by any device intended to remove the powder, provided that its shape and its location can adapt to that of the corresponding scraper.
The scrapers naturally have a shape and a dimension adapted to the dimensions of the capacity of each cell, the location of emptying the powder and the quantity of the powder. Their dimensions will be such that they can contain the maximum quantity which can be measured by the capacities of the cells of the machine to which they are adapted.
The scrapers can be driven by any means independent of or integral with the plate making it possible to obtain their relative radial movement with respect to the plate.
The annular magazine can be formed by two rings rubbing gently on the plate.
They are advantageously applied there by a spring device.
The fixed eccentric annular magazine presents considerable advantages; it can be used for all machines called upon to use pulverulent products to be distributed in determined capacities distributed over a flat surface animated by a rotational movement.
Due to the large capacity of the magazine, its shape and its position, a general movement of the powder occurs which facilitates its homogenization. The magazine allows exact metering because its outer edge can be run-in on the plate and cut in the form of a bevel.
In addition, the arrangement of the store allows the installation of vertical-axis agitators as well as any device making it possible to ensure a constant density and level of the powder contained therein, in particular by the use of a probe which controls the supply of the magazine from a reserve of powder, in particular by starting a vibrating corridor. Thanks to these devices, regular filling of the cells is obtained in a particularly constant manner.
A probe is shown in fig. 4. It comprises a light pallet 45 resting on the powder, carried by a lever 46 fixed on an oscillating axis 47 in a box 48 inside which the axis 47 drives an insulated elastic blade 49 coming into contact with a fixed blade 50, these blades being connected to current supply pins 51. The blade contact can optionally be replaced by another device such as a mercury rocker. These pins are connected so as to activate or interrupt the operation of the powder feed device.
Figs. 5 and 6 illustrate two of these powder feed devices. It is known that the manufacturing workshops often deliver the powder in cans of various shapes. Instead of emptying these cans into a feed hopper of the powder store, it may be advantageous, in particular for sterile products, to use the can directly without having to carry out the transfers. One of the devices which will be described below will then be fixed instead of
the cap of the can and we will put this assembly in place to supply the powder magazine
directly, from a can simply hand
held in inverted position.
Fig. 5 shows a feed device
for a powder that does not flow well or has a tendency
to massage. This device is shown attached to the
can containing the powder, in place of the stopper.
It includes a 55 direct driven agitator shaft
ment at slow speed by an electric motor 56.
This shaft is provided with rods 57 intended to break up the product and cause it to flow over an inclined surface 58. The motor 56 is controlled by the contact of the powder probe.
Fig. 6 shows a similar feed device but for a well-flowing powder. A rotary distributor 60 has cells 61 which fill up as they pass into the container and empty into the annular magazine after having rotated. This distributor is driven by a low-speed electric motor 62 controlled by the contact of the powder probe.
These devices are advantageous in particular in the case of filling powders based on antibiotics.
The pistons can be constructed in various ways, in particular their upper surface will advantageously be flat. These pistons having to withstand only minimal forces can be very light, which simplifies their construction and reduces the motive force necessary for the operation of the machine.
Their part in contact with the powder may be formed by a pellet of a material inert with respect to the powder.
A suction line formed by radial conduits 22 (FIG. 2) and a conduit 23 drilled in the axis of the machine makes it possible, if necessary, to eliminate the powder which may fall from the cells around the pistons.
The rod of the pistons can be arranged so as to control various safety devices, in particular to prevent emptying of the cell if there is no receptacle in place to receive the powder. This variant is shown in FIG. 3.
In this variant, the piston 11 slides in a die 27. These two parts are easily removable so that they can be changed according to the dose of powder to be produced. The piston 1 1 is fixed by a nut 28 to the upper part of a slide 29 extended at its lower part by a rod 30 fixed on a bush 31 which carries a roller 32 rolling on the cam 14.
A spring 33 keeps the roller 32 pressed on the cam 14. Another spring 34 keeps the rod 30 pressed on the slider 29. If the slider 29 is prevented from rising, the spring 34 is compressed.
This is the case when a finger 35 is pushed to the right when looking at FIG. 3 and engaged in a groove 36 of the slide 29. A bottle support 37 is pushed upwards by a spring 38 bearing on a rod 39 fixed on a sleeve 40 which is applied against a cam 24 by a spring 41. The support bottle 37 carries a groove 42 of height such that if there is no bottle, the groove rises higher than the finger 35 pushing the latter to the right and forcing it to engage in the groove 36 of the slide 29, preventing it from rising and therefore the powder from being ejected.
If a vial is in place, finger 35 is in front of groove 42 and the slope of groove 36 pushes it to the left. Filling can then take place.
The piston movement control cam can be adjusted to produce the variation in doses.
This adjustment can advantageously be carried out even while running by a single control of a conventional type. This device makes it possible to have a variation of the possible doses, with the same equipment, much higher than in the other types of known powder packaging machines.
By way of example, a metering and filling machine conforming to the above description having a plate 500 mm in diameter comprising 18 metering cells makes it easy to achieve a filling rate of 240 doses per minute.
Its capacities provided for a maximum quantity of powder of 5 g (apparent density of the powder 0.5) make it possible to produce at the rate given above doses varying from 0.50 g to 5 g with a precision greater than 2% .