La présente invention a pour objet un appareil pour remplir des tubes d'un liquide.
Dans plusieurs domaines, notamment dans les centres vétérinaires d'insémination artificielle, on utilise des tubes en matière plastique contenant un produit biologique, par exemple une semence animale. Les tubes, appelés paillettes, sont destinés à être congelés et décongelés et doivent pouvoir supporter des tensions internes et superficielles considérables tout en restant étanches.
L'appareil selon l'invention a pour but de permettre le remplissage des tubes de façon stérile. rapidement et automatiquement, en laissant subsister une chambre d'air à une extrémité des tubes pour faciliter leur fermeture ultérieure et permettre ensuite aux tubes de résister à des variations de pression assez considérables dues aux variations de température qu'ils doivent subir.
L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une station de remplissage comportant un réservoir pour le liquide, au moins une aiguille de remplissage destinée à pénétrer dans une extrémité d'un tube, un conduit reliant le réservoir à l'aiguille, et une vanne de remplissage qui, dans une première position, ferme le conduit et, dans une seconde position, ouvre le conduit, une station d'aspiration comportant une source de vide, au moins une aiguille d'aspiration destinée à pénétrer dans l'autre extrémité du tube, un conduit reliant la source de vide à l'aiguille et une vanne d'aspiration qui, dans une première position, ferme le conduit, et dans une seconde position, ouvre le conduit, un dispositif donnant un mouvement alternatif aux aiguilles pour les faire pénétrer dans les extrémités respectives du tube et les retirer ensuite,
et un dispositif de commande des vannes agencé pour maintenir les vannes dans leur première position de fermeture quand les aiguilles sont en dehors des tubes et dans leur seconde position d'ouverture quand les aiguilles sont introduites dans les tubes, les conduits étant agencés pour fermer les extrémités respectives des tubes de façon étanche quand les aiguilles sont introduites dans les tubes, de manière que l'air emprisonné entre la pointe de l'aiguille de remplissage et l'extrémité voisine du tube constitue une chambre d'air.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 est une vue partielle en perspective de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue schématique de stations de remplissage et d'aspiration que comprend cette forme d'exécution, représentées dans une première position, et
la fig. 3 est une vue semblable à celle de la fig. 2, les stations étant représentées dans une seconde position.
L'appareil représenté (fig. 1) comprend un bâti 1 portant une trémie inclinée 2. une station de remplissage 3 et une station d'aspiration 4 coopérant pour le remplissage de tubes 5 en matière plastique. Le bâti porte également une matrice 6 génératrice d'ultra-sons et des cylindres 7 et 8. Les cylindres 7 et 8 portent quatre bandes 9 en matière élastique, du caoutchouc par exemple, qui sont entraînées sur les cylindres 7 et 8 mobiles ou non dans le sens de la flèche 10, sous l'action d'un moteur non représenté. Les bandes 9 sont crénelées, comportant des gorges 11 et des nervures 12.
Les stations de remplissage 3 et d'aspiration 4 sont représentées schématiquement aux fig. 2 et 3. La station de remplissage 3 comprend deux chariots 13 (dont un seul est représenté) pouvant prendre un mouvement alternatif horizontal indiqué par les flèches 14 contre un ressort 15 pour placer chaque chariot 13 dans une position extérieure, les chariots étant plus à l'extérieur que représenté à la fig. 2. Chaque chariot 13 porte une aiguille de remplissage 16 montée à l'extrémité d'un conduit souple 17 relié à un réservoir non représenté contenant le liquide qui doit remplir les tubes 5. Une vanne commandée mécaniquement est constituée par un doigt 18 qui peut prendre un mouvement alternatif indiqué par les flèches 19.
Cette vanne est destinée à fermer ou ouvrir les deux conduits 17 et à déplacer les chariots tout en assurant la retenue du liquide pendant que les paillettes viennent se placer face aux aiguilles.
La station d'aspiration 4 comprend de même deux chariots 20 pouvant prendre chacun un mouvement alternatif indiqué par les flèches 21 contre un ressort 22. Chaque chariot 20 porte une aiguille d'aspiration 23 montée à l'extrémité d'un conduit souple 24 relié à son autre extrémité à une source de vide non représentée.
Une vanne d'aspiration est constituée par un doigt 25 pouvant prendre un mouvement alternatif indiqué par les flèches 26. Cette vanne est destinée à fermer ou ouvrir les deux conduits 24 et à déplacer les chariots.
L'appareil fonctionne comme suit. Quand les bandes 9 (fig. 1) sont en mouvement, les tubes 5 placés sur la trémie 2 pénètrent successivement dans une gorge 11 de chacune des bandes 9, ces gorges étant exactement alignées dans les quatre bandes. A l'endroit où les bandes 9 sont courbées sur le cylindre 7. les gorges 11 s'écartent les unes des autres par suite de cette courbure d'une distance légèrement supérieure au diamètre externe des tubes 5.
Ceux-ci pénètrent ainsi facilement dans les gorges. Ils sont ensuite serrés par ces dernières dans la partie rectiligne des bandes 9 entre les cylindres 7 et 8. Pour simplifier le dessin. les tubes 5 ont été représentés à la fig. I seulement entre les stations 3 et 4 d'une part et la matrice 6 d'autre part.
Le mouvement des bandes est interrompu quand deux tubes 5 se trouvent en regard des stations 3 et 4. Les bandes avancent ainsi de façon intermittente, les tubes 5 restant en repos pendant 57 100" de seconde par exemple en regard des stations 3 et 4, et se déplaçant ensuite dans le sens de la flèche 10 pendant 43; 100" de seconde par exemple avant un nouvel arrêt, deux nouveaux tubes ayant remplacé les anciens en regard des stations 3 et 4.
Quand deux tubes 5 sont arrêtés en regard de ces stations (fig. 2) les cames commandant les chariots 13 et 20 permettent à ceux-ci de se rapprocher l'un de l'autre sous l'action des ressorts 15 à 22. Les aiguilles 16 et 23 pénètrent chacune dans une extrémité des tubes jusqu'à ce que les conduits souples 17 et 24 viennent buter contre les tubes 5 et les fermer de façon étanche. A ce moment, les doigts de vanne 18 et 25 sont à distance des conduits souples 17 et 24, respectivement, de sorte que le liquide du réservoir de la station 3 peut s'écouler dans les conduits 17 et à travers les aiguilles 16, alors que la source de vide de la station 4 produit à travers les conduits 24 et les aiguilles 23 une aspiration qui assure le remplissage des deux tubes 5.
Chaque tube présente près de son extrémité d'aspiration un bouchon 27 constitué par deux tampons d'ouate séparés par une couche d'une poudre capable de s'agglomérer au contact du liquide et de durcir au contact de l'air, de l'alcool polyvinylique par exemple (voir brevet français N" 995 878). Ce bouchon est initialement poreux et n'empêche pas l'aspiration par la station 4. Quand le liquide est venu mouiller la couche d'alcool polyvinylique, celle-ci s'agglomère et se durcit, fermant hermétiquement le tube 5 à cette extrémité et coupant l'aspiration par la station 4.
Le liquide injecté dans chaque tube ne dépasse pas la pointe de l'aiguille 16 car l'écoulement est interrompu par l'air emprisonné dans l'espace étanche délimité par la pointe de l'aiguille 16 et l'extrémité voisine du tube 5, constituant une chambre d'air 28 (fig. 2) à l'extrémité de remplissage du tube.
Les doigts de vanne 18 et 25 s'éloignent alors l'un de l'autre pour venir serrer les conduits souples 17 et 24 afin de couper respectivement l'alimentation du liquide et le vide et pousser les chariots pour les écarter l'un de l'autre afin que les aiguilles 16 et 23 se retirent hors des tubes.
Les bandes 9 se déplacent alors de manière que deux nouveaux tubes viennent en regard des stations 3 et 4, le cycle de remplissage et d'aspiration se répétant.
Si pour une raison quelconque un tube 5 ne se trouve pas en regard des stations 3 et 4 quand l'appareil fonctionne (fig. 3) les ressorts 15 et 22 maintiennent respectivement les chariots 13 et 20 associés à ce tube l'un vers l'autre, de sorte que ces chariots restent en pression sur les tubes souples 17 et 24 correspondants contre les doigts de vanne 18 et 25, I'alimentation et l'aspiration pour ce tube restant ainsi fermées. Il ne se produit ainsi aucune perte de liquide et l'unique tube en regard des stations 3 et 4 se remplit normalement car la butée des conduits 17 et 24 contre ce tube stoppe le mouvement des chariots pendant que les doigts 18 et 25 poursuivent leur mouvement l'un vers l'autre, ce qui a pour effet de libérer les tubes souples 17 et 24.
Pendant que deux tubes 5 sont arrêtés en regard des stations 3 et 4, deux tubes déjà remplis sont arrêtés en regard de la matrice 6 (fig. 1). Celle-ci s'abaisse sur ces tubes et les soude par ultra-sons.
Les nervures 12 serrent les tubes et amortissent les vibrations afin qu'elles ne se propagent pas le long des tubes où elles risqueraient d'endommager le liquide remplissant les tubes. Les tubes remplis et fermés tombent ensuite dans un récipient non représenté quand les bandes 9 passent sur le cylindre 8.
La chambre d'air 28 est indispensable dans le cas d'une semence vivante (voir brevet suisse N" 509194). Elle constitue une chambre de décompression qui permet des dilatations et contractions successives de la colonne de liquide pendant les opérations de congélation et de décongélation de la semence. La chambre 28 favorise aussi les opérations de soudage sous la matrice 6 et cons- titue un premier obstacle à la transmission des ultra-sons dans la colonne de semence.
L'appareil décrit permet un remplissage stérile sans perte de liquide et évitant tout laminage de la semence. L'ensemble constitué par les conduits 17 et les aiguilles 16 de la station de remplissage peut être jeté après chaque opération, évitant la nécessité d'un nettoyage.
Il est évident que les mécanismes commandant le mouvement des chariots 13 et 20, le mouvement des vannes 18 et 25 et le mouvement des cylindres 7 et 8 et des bandes 9 sont synchronisés pour assurer le cycle décrit: arrêt des bandes 9, pénétration des aiguilles 16 et 23 dans les tubes 5 des stations 3 et 4, ouverture des vannes 18 et 25 pour permettre le remplissage des tubes, fermeture des vannes, retrait des aiguilles hors des tubes, et mouvement des bandes pour amener deux autres tubes dans les stations 3 et 4. Le mécanisme commandant l'abaissement de la matrice à ultrasons 6 est également synchronisé afin que la fermeture des tubes se fasse pendant l'arrêt des bandes.