CH465480A - Soupape de distribution d'une matière fluide visqueuse, notamment pour des maschines de remplissage - Google Patents

Description

  
 



  Soupape de distribution d'une matière fluide visqueuse, notamment pour des machines de remplissage
 La présente invention a pour objet une soupape de distribution d'une matière fluide visqueuse, notamment pour des machines de remplissage, destinée à être utilisée pour remplir des récipients avec des matières fluides visqueuses, telles que de la glace molle,   l'oléomar-    garine, etc, qui sont habituellement préparées en vrac en vue de l'emballage dans des récipients qui sont vendus par des détaillants.



   Dans l'emballage de ces matières, un problème se pose lorsqu'elles sont amenées aux récipients par décharge à travers une buse reliée à une source d'alimentation. Lorsque l'écoulement de la matière à travers la buse est interrompu au poste de remplissage, un résidu est produit par la décharge de la matière laissée dans la buse. Quand le récipient plein se déplace vers un poste adjacent où un couvercle ou une autre fermeture doit être appliqué au récipient pour terminer l'opération d'emballage, ce résidu croise le bord du récipient et présente un problème d'hygiène dans le fonctionnement de ces machines d'emballage.



   Par conséquent,   Invention    a pour principal but de remédier à ce problème en créant une soupape agissant de façon spéciale, par laquelle la matière est délivrée au récipient et fonctionne en éliminant ce problème de résidu.



   L'invention vise, en particulier, à créer une soupape de distribution d'une matière fluide visqueuse. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte un élément ayant une entrée et une sortie pour la matière, un seul dispositif d'ouverture et de fermeture de l'entrée pour permettre le passage d'une quantité prédéterminée de matière fluide et pour créer une succion appliquée à la matière dans l'organe après que l'entrée ait été fermée pour empêcher le déchargement de quantités excessives de matière fluide par la sortie.



   Le dessin annexe illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la soupape, objet de l'invention.



   La fig. 1 est une vue en élévation de la partie supérieure d'une machine décrite dans le brevet américain
No 3 225 889, sur laquelle est montée cette forme de réalisation de la soupape selon l'invention.



   La fig. 2 est une vue en plan de dessus de la fig. 1, à une plus grande échelle, avec une partie adjacente de la machine représentée partiellement.



   La fig. 3 est une coupe verticale, suivant la ligne 3-3 de la fig. 2, montrant la soupape de l'invention au début de son cycle de fonctionnement dans la position dans laquelle la matière fluide visqueuse peut s'écouler à travers sa buse de sortie.



   La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 3, montrant des parties de la soupape   a    la fin du cycle de fonctionnement lorsque l'écoulement de la matière a été arrêté et la succion créée.



   La fig. 5 est une coupe transversale, suivant la ligne 5-5 de la fig. 3.



   La fig. 6 est une coupe verticale, suivant la ligne 6-6 de la fig. 3.



   La fig. 7 est une coupe verticale, suivant la ligne 7-7 de la fig. 3.



   Les fig. 8 et 9 sont des schémas illustrant successivement tes effets de formation du résidu dans le fonctionnement des soupapes usuelles.



   Les fig. 10,   1 1    et 12 sont trois vues en coupe partielle des parties essentielles de la soupape illustrant sont fonctionnement pendant un cycle de travail.



   La fig. 13 est un schéma du tracé suivi par les deux gorges de la came, superposées pour illustrer leurs aspects relatifs pendant un cycle de fonctionnement complet.



   La machine représentée comporte une roue de chargement horizontale 20 présentant des ouvertures 21 pour maintenir les récipients 22 du type ouvert à la partie supérieure devant être remplis et fermés à différents postes définis par les groupes auxiliaires solidaires de la machine.



   Un pignon de commande 23 est contenu dans un carter 24 au-dessus de la roue de chargement 20. Ce carter est capable, par construction,   de;    supporter diverses unités auxiliaires nécessaires.  



   La forme d'exécution de la soupape comporte un châssis 25 qui supporte en rotation un arbre vertical 26 dans un palier de poussée 27. L'extrémité inférieure de l'arbre 26 est clavetée à un pignon droit 28 qui est agencé pour passer à travers une ouverture 29 du carter 24 et pour être supporté en prise avec le pignon de commande 23.



   L'extrémité supérieur 30 de l'arbre 26 est élargie et est creuse pour recevoir l'extrémité inférieure d'un arbre coaxial intérieur 31. Deux fentes longitudinales 32, diamétralement opposées, s'ouvrent dans les parois de l'extrémité supérieure 30 de l'arbre 26 et deux galets d'entraînement 33,33 sont disposés coulissants dans ces fentes et portés par leurs axes 34,34 sur l'arbre 31.



   Un boulon 35, disposé à travers le châssis 25, est engagé de facon amovible dans une ouverture taraudée 36 ménagée dans le carter 24 pour fixer rigidement la position de la soupape par rapport au pignon de commande 23.



   Une came cylindrique 37 est montée et clavetée à l'extrémité supérieure de plus grand diamètre 30 pour tourner avec elle. La came 37 est supportée à la base par un organe d'espacement 38 prévu sur le palier de poussée 27. A l'extrémité supérieure de la came, un moyeu supérieur 39, qui fait partie intégrante de l'arbre 26, est maintenu par un palier 41 dans une ouverture du châssis 25. Le palier de poussée 27 est supporté dans une ouverture à la base du châssis par un épaulement annulaire 42, d'une plaque de base 43, maintenue en position par un boulon 44. Un coussinet 40 permet l'alignement, tant axial que radial, de l'arbre 31.



   L'arbre 31 s'étend vers le haut à travers le moyeu 39. A l'extrémité supérieure de l'arbre 31, une seconde came cylindrique 45 comporte un moyeu de base 46, claveté à l'arbre 31, et maintenu en position par un écrou 46A.



   Un palier de poussée 47 est disposé et supporté sur la bride d'arbre 48 et dans une console 49 de la partie horizontale supérieure 50 d'une plaque de liaison 51.



  Le moyeu 46 présente une surface de base plate qui prend appui sur la partie supérieure de la cage intérieure du palier 47.



   La came cylindrique 37 présente une gorge périphérique 52 servant de rampe, qui reçoit un galet de came 53, dont l'axe 54 est fixé à une console 55 goupillée à deux barres de guidage 56.56 montées à mouvement de va-et-vient dans des paliers supérieurs 57.57 et des paliers inférieurs 58.58 du châssis d'ossature 25.



   Les extrémités supérieures des barres 56.56 ont un diamètre réduit afin de former des épaulements annulaires 59.59 tournés vers le haut et traversent les ouvertures 60.60 ménagées dans la partie horizontale supérieure 50, les épaulements annulaires touchant les bords marginaux de la partie 50 près des ouvertures 60.60. Par ce moyen, le mouvement vers le haut des barres 56.56 entraîne avec elles la plaque 51, le palier 47 et la came supérieure 45. La partie de plaque 50 est maintenue contre les épaulements 59.59 par des écrous   61. 61.   



   Les extrémités supérieures des barres 56.56 sont reliées à une plaque triangulaire 62 par serrage de boulons 63.63. Le sommet de la plaque triangulaire s'étend vers l'extérieur et est fixé à l'extrémité supérieure d'une barre de liaison 64 par une goupille 65.



  La barre 64 s'étend vers le bas, traverse un palier coulissant 65 dans la partie horizontale inférieure 66 d'une seconde plaque de liaison 67 et est fixée par un boulon 68 à la partie horizontale inférieure 69 de la plaque de liaison 51.



   La plaque 67 comporte également une partie horizontale supérieure 70 qui est reliée à une console 71 montée coulissante sur la partie supérieure des barres 56.56. L'axe 72 d'un galet de came 73 est fixé à la console 71. Le galet de came 73 s'engage dans la gorge 74 servant de rampe de la came 45.



   La soupape elle-même comporte un élément creux fixe 75 présentant, d'un côté, une ouverture d'entrée 76 agencée pour recevoir un raccord 77 par lequel la matière de remplissage 78 est amenée sous pression à la soupape.



   L'élément creux 75 est disposé dans une ouverture 79 d'un prolongement en forme de console 80 du châssis 25 et fixé en position par un écrou 81.



   Une ouverture supplémentaire 82 de la console 80, analogue à l'ouverture 79, et un élément identique à l'élément 75 peuvent permettre d'utiliser la soupape pour remplir simultanément deux récipients, comme décrit et représenté dans le brevet américain mentionné ci-dessus.



   Toutefois, lorsqu'un seul récipient à la fois doit être rempli, une troisième ouverture 83 est prévue entre les ouvertures 79 et 82 pour une seule soupape au lieu de deux.



   L'élément 75 présente une ouverture verticale 84 qui s'étend à travers lui de haut en bas. On a disposé coulissant dans cette ouverture verticale un manchon cylindrique 85 qui présente une ouverture 86 sur le côté agentée pour coïncider avec l'ouverture 76.
 Le manchon 85 est fixé à la partie horizontale inférieure 69 de la plaque de liaison 51 pour se déplacer avec elle. L'extrémité de la partie 69 de la plaque s'engage dans une fente 86 prévue à l'extrémité supérieure du manchon.



   Des joints d'étanchéité toriques 87 et 88 engagés dans des évidements 89 et respectivement 90 de l'élément 75 et l'écrou 81 sont en contact avec les surfaces extérieures du manchon 85 pour empêcher la décharge du fluide entre le manchon et l'élément 75.



   On a disposé à l'intérieur du manchon 85 un piston 91 en vue d'un mouvement de va-et-vient avec le manchon. Ce piston possède une paroi d'extrémité supérieure 92 fermée, en dessous de laquelle se trouve une extrémité creuse inférieure 93 qui est ouverte. Une ouverture latérale 94 est également prévue comme l'ouverture 86 et est agencée pour coïncider avec elle.



  La partie creuse entre   couverture    latérale 94 et   l'extré-    mité inférieure ouverte 93 constitue un passage 95 pour le transfert de fluide depuis l'ouverture d'entrée 76. Des joints d'étanchéité toriques 103 et 104 engagés dans les gorges 105 et 106 du piston 95 touchent la surface intérieure du manchon 85 pour empêcher les fuites.



   Un arbre 96 au moyen duquel le piston 91 effectue un mouvement alternatif fait saillie vers le haut sur la paroi 92, d'une seule pièce avec elle. Cet arbre 96 est relié à des barres de guidage 56.56 au moyen d'une plaque 67. La partie horizontale inférieure 66 de la plaque est agencée pour s'engager dans une fente 97 de l'extrémité supérieure de l'arbre 96.



   La sortie de la soupape comporte une buse taraudée 98 reliée de façon amovible avec l'extrémité inférieure filetée du manchon 85.  



   La rotation du pignon droit 28 sous l'action du pignon de commande 23 fait tourner les arbres 26 et 31 qui provoquent à leur tour la rotation des cames 37, 45.



   La rotation de la came inférieure 37 a pour effet que son galet de came 53 effectue un mouvement de va-et-vient verticalement dans les limites de la gorge 52. Ceci entraîne également les barres de guidage 56.56 dans un mouvement de va-et-vient correspondant et par conséquent élève et abaisse périodiquement la plaque 57 et les parties solidaires de cette plaque, y compris la came supérieure 45 et le manchon 85. Toutefois, en même temps, le galet de came supérieur 73 est animé d'un mouvement de va-et-vient par rotation de la came supérieure 45 et par le mouvement vertical imprimé à cette came par le déplacement de la plaque 51 dû au mouvement du galet de came inférieur 53.



   Les gorges servant de rampe ne sont pas identiques l'une à l'autre quant à leur contour. Mais elles varient comme représenté à la fig. 13 de manière que le galet de came supérieur dirige le galet de came inférieur lorsqu'ils se déplacent essentiellement des quantités représentées au diagramme.



   Cette relation a pour effet que le piston 91 se déplace depuis une position initiale (fig. 10) vers le haut, vers une position dans laquelle l'orifice d'admission 76 est fermé (fig. 11). De là, le piston s'élève davantage par rapport au manchon 85 pour créer une vide partiel au-dessus du fluide 78 restant dans la soupape. Ce vide partiel crée une contrepression après que l'écoulement à travers la soupape ait été arrêté, de manière à empêcher la formation du résidu qu'on désire éviter et qui est produit par les soupapes à fluide classiques et apparaît en même temps que la montée du manchon 85 et de la buse 98.



   La buse 98 est élevée cependant que la roue de chargement 20 tourne pour déplacer le récipient rempli depuis une position juste en dessous de la buse 98 vers un poste de bouchage (non représenté). En même temps, un nouveau récipient vide se trouvant sur la roue de chargement prend une position en dessous de la buse en vue du prochain cycle de fonctionnement, après quoi le manchon 85 est abaissé tandis que le piston ramène le système dans les positions relatives des éléments (fig. 10).



   Par suite de cette action, il ne reste qu'un petit monticule 100 sur le dessus de la matière fluide placée dans le récipient 22 (fig. 12) qui est aisément aplati par un couvercle de forme usuelle (non représenté) placé sur l'embouchure du récipient. Ceci est en contraste évident avec l'action d'une soupape classique 101 (fig. 8 et 9), qui entraîne la production d'un résidu 102 après que la soupape ait été arrêtée et qui est écarté par traction de la buse, lorsque le récipient se déplace vers le poste de bouchage, pour tomber sur le bord du récipient (fig. 9).
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Soupape de distribution d'une matière fluide visqueuse, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément ayant une entrée et une sortie pour la matière, un seul dispositif d'ouverture et de fermeture de l'entrée pour permettre le passage d'une quantité prédéterminée de matière fluide et pour créer une succion appliquée à la matière dans l'organe après que l'entrée ait été fermée pour empêcher le déchargement de quantités excessives de matière fluide par la sortie.

   SOUS-REVENDICATIONS 1- Soupape suivant la revendication, dans laquelle ledit dispositif comporte un manchon monté en vue d'un mouvement de va-et-vient dans le passage, ce manchon présentant une ouverture sur un côté, agencée pour coïncider avec l'entrée dans une position de son mouvement par rapport à cette entrée, un piston monté en vue d'un mouvement de va-et-vient dans le manchon, ce piston présentant une ouverture dans son côté, agencée pour coincider avec l'ouverture et le manchon dans une position de son mouvement par rapport au manchon, ce piston présentant un passage s'étendant à travers lui depuis l'ouverture jusqu'à son extrémité in férieure, l'extrémité inférieure de ce manchon présentant une sortie distante de l'entrée de la matière introduite par l'orifice d'admission,

   des moyens d'étanchéité entre le piston et le manchon et un dispositif permettant de faire aller et venir périodiquement le manchon et le piston par rapport au corps et l'un par rapport à l'autre de manière à ouvrir l'entrée pour établir la communication avec la sortie pendant une période déterminée dans chaque cycle de travail, puis de fermer l'entrée et, pendant que l'entrée est fermée, de déplacer le piston vers le haut par rapport au manchon pour créer une succion appliquée à la matière fluide demeurée audessus de la sortie.

   2- Soupape suivant la revendication, dans laquelle le dispositif comporte un élément mobile disposé dans le passage et agencé pour ouvrir et fermer périodiquement l'entrée et pour accroître l'espace dans le passage en continuité avec la sortie lorsque la sortie est fermée.

   3- Soupape suivant la revendication, dans laquelle la sortie comporte une buse de décharge et des moyens permettant d'élever et d'abaisser périodiquement la buse en relation avec le récipient devant être rempli dans une position située en dessous du récipient.

   4 Soupape suivant la revendication, dans laquelle le corps de soupape affecte la forme d'un élément cylindrique creux ayant une ouverture d'entrée sur un côté et une ouverture de sortie à la base, un manchon cylindrique monté en vue d'un mouvement de va-etvient dans l'ouverture de sortie, une buse reliée à la base du manchon, un piston creux monté coulissant dans la partie supérieure du manchon, le piston et le manchon présentant des ouvertures latérales agencées pour coïncider rune avec l'autre et avec l'ouverture d'entrée dans la position d'ouverture de la soupape et des moyens servant au mouvement de va-et-vient périodique du piston entre les positions d'ouverture et de fermeture de la soupape et au mouvement de va-et-vient du manchon pour élever et abaisser la buse.

   5- Soupape suivant la sous-revendication 4, dans laquelle les moyens servant au mouvement de va-etvient périodique du piston comportent un premier galet de came relié au piston et une première came servant à actionner ledit premier galet de came.

   6- Soupape suivant la sous-revendication 5, dans laquelle les moyens servant à élever et à abaisser périodiquement le manchon comprennent un second galet de came relié au manchon et une seconde came servant à actionner ledit second galet de came.

   7- Soupape suivant la sous-revendication 6, dans laquelle les cames sont montées indépendamment, respectivement sur des arbres téléscopiques séparés, des moyens servant à faire tourner les arbres en même temps, des moyens servant à relier le second galet de came à l'arbre de la première came, de manière que le mouvement du second galet de came provoque le déplacement axial des cames l'une par rapport à l'autre.

   8- Soupape suivant la sous-revendication 6, dans laquelle les cames sont montées en rotation chacune sur un arbre séparé, ces arbres étant montés en vue d'un mouvement axial l'un par rapport à l'autre, la soupape comportant des moyens servant à faire tourner les arbres simultanément, des moyens reliant le second galet de came à l'arbre de la première carafe, de manière que le mouvement du second galet de came provoque le déplacement axial des arbres l'un par rapport à l'autre.

   9- Soupape suivant la sous-revendication 8, dans laquelle les cames sont des cames cylindriques, chaque came possédant une gorge périphérique continue définissant le trajet de déplacement de ses galets de cames, galets engagés dans les gorges de façon à pouvoir y coulisser.

   10- Soupape suivant la sous-revendication 9, dans laquelle les gorges sont agencées pour provoquer le mouvement d'un galet de came en relation avec l'autre galet de came, de manière à produire une expansion de l'espace intérieur de la soupape en continuité avec la sortie après la fermeture de l'entrée pour créer une succion sur la matière fluide demeurée dans l'espace, afin d'empêcher la formation d'un résidu.