EP0319363A1 - Dispositif pour le remplissage en gaz d'un récipient aérosol au travers d'une pompe sertie sur ce récipient - Google Patents
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- EP0319363A1 EP0319363A1 EP88402892A EP88402892A EP0319363A1 EP 0319363 A1 EP0319363 A1 EP 0319363A1 EP 88402892 A EP88402892 A EP 88402892A EP 88402892 A EP88402892 A EP 88402892A EP 0319363 A1 EP0319363 A1 EP 0319363A1
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Definitions
- the present invention relates to a device for filling gas with an aerosol container through a pump set on said aerosol container.
- Pumps are used to vaporize certain liquid products (the pump plus container assembly is usually called a vaporizer), for example perfumes, drugs, etc.
- the pump plus container assembly is usually called a vaporizer
- perfumes for example perfumes, drugs, etc.
- a gas under pressure nitrogen for example, is then introduced into the container which, for this purpose, is not completely filled with active product.
- the nitrogen expands and occupies the volume left free.
- One difficulty is to introduce nitrogen after the container has been loaded with liquid and the pump has been crimped onto the container.
- the invention relates more particularly to the filling with gas (nitrogen) of containers fitted with a precompression pump of the type described in US Patent No. 4,025,046 or the corresponding FR Patents No. 2,305,241 and 2 314,772.
- a device for filling an aerosol can with gas through a pump set on said aerosol can is remarkable in particular in that it comprises a sleeve (centering) intended to come to adapt to the pump when the device is at the bottom, this sleeve internally comprising a cylinder in which slides a piston carrying a retractable needle which can exit from below for enter the pump and open the gas filling passage by pushing a closing valve, the cylinder having an inlet port at the top and an exhaust port at the bottom; a gas transfer channel between the inlet orifice and the outlet of the needle; means being provided for limiting the exhaust flow rate of the cylinder in order to dampen the descent of the piston when a pressurized gas arrives at the intake orifice.
- the device further comprises a sleeve surrounding the sleeve and supporting it so as to allow a limited relative movement of sliding in one direction (mounted) of the sleeve in the sleeve, this movement allowing the opening of the cylinder exhaust and its venting through a flow limiter.
- the relative movement of the sleeve relative to the bushing controls the opening of the feed gas flow.
- the relative movement of the sleeve relative to the sleeve controls the stopping of the descent of the device.
- the relative movement of the sleeve relative to the sleeve controls the blocking of the pump piston in the lower part of the sleeve.
- the blocking is achieved by fingers arranged laterally, which can protrude centrally in the sleeve, the sleeve having an internal surface - or cam - which can exert a thrust on the external ends of the fingers.
- the filling head device can be mounted on any type of gas filling machine for valves or pumps, without any modification thereof.
- the device according to the invention is intended to be mounted on all filling machines, of the PAMASOL, COSTER, AEROFILL type, etc. These machines include a filling station 101, on which is placed a can 100, filled with liquid up to '' at a certain level (for example two-thirds) to leave a volume available for the gas to be injected. A pump 3 is crimped onto the neck of the can or bottle.
- the device 102 of the invention is fixed for example to a jack 103, so as to be able to descend towards the container. In the low position, the device locks onto the vaporizer and injects gas into it. When the operation is complete, the cylinder 103 rises, and the loaded container is replaced by a container without gas.
- the device comprises a sleeve 1, terminated at its lower end by a hollow form of cap 2 or centering device, intended to come to cap and center the vaporizer and its container, filled with liquid.
- the device is intended to be mounted on a machine, above the container 100 so as to be able to go up and down, the cap coming to center the vaporizer at the end of the downward movement movement.
- the sleeve 1 is formed internally with an axial cylinder 4, in which a piston 5 can slide.
- the piston is returned upwards by a spring 6.
- At the upper end of the cylinder there is an inlet orifice 7, allowing the admission of a pressurized fluid to push the piston 5 against the force of the spring 6.
- a needle 8 which can come out and slip, with sealing, by a lower axial hole 9
- the seal is ensured by an appropriate seal 31.
- the seal has a double function: preventing the gas injected into the pump from going back up into the cylinder and disturbing the movement of the piston, and making it possible to damp the descent of the piston, by means explained in more detail below.
- This needle exiting downwards during the descent of the piston, can enter the pump in order to push back the valve 105 of the valve.
- An exhaust port 10 is provided at the bottom of the cylinder, to allow the fluid in the cylinder to escape when the piston descends. Thanks to the seal 31, the exhaust through the orifice 10 makes it possible, by controlling it, to dampen the movements of the piston 5.
- a channel 11 is provided in the wall of the cylinder. This channel opens at the top into the inlet orifice 7, and at the bottom, by a mouth 12, at the outlet of the orifice for the passage of the needle 8, after the seal 31.
- a number of fingers 13 are provided, angularly distributed around the circumference, sliding in horizontal cylinders 14, formed at the lower part of the sleeve 1, at the level corresponding to the upper part of the pump when the sleeve 1 is placed on it, for the filling operation.
- the cylinders open into the centering device 2 through orifices 15.
- Each finger has a point 16, facing the orifice, and an enlarged head 17, biased laterally outwards by a spring 18.
- a ball 19 serves to push the head of the finger towards the center. In the rest position, the tips of the fingers do not protrude inside the centering device, and the latter can come into place without obstacle on the pump 3. After which, if the balls are pressed, the tips engage inside the centering device and jam the pump piston.
- the sleeve 1 is surrounded by a sleeve 20 and an adapter 30.
- the sleeve can slide on the sleeve and thus occupy a low rest position and a high working position.
- the sleeve 1 is returned to the low position by a spring 21, as well as the cylinder by a spring 22.
- the upward movement of the sleeve in the sleeve, against said springs performs four functions:
- the fluid intake port 7 in the cylinder 4 is extended by an intake tube 23.
- the adapter 30 is connected at its upper part to a valve body 29 which surrounds this tube 23 and has a valve 24 normally closed.
- This valve body is connected to the machine cylinder and serves as a gas inlet pipe under pressure.
- a pipe 25 opens internally to the adapter, through an orifice 26 which is located opposite the exhaust 10 of the cylinder when the sleeve is in the high position. In the low position, the exhaust is therefore closed and the piston 5 cannot therefore descend freely.
- a flow limiter 27 for controlling the exhaust, to brake the descent of the piston and avoid a sudden shock (damping).
- the sleeve 20 has a skirt 28 downwards, the inner wall of which has a cam 35.
- the widened part of the edge of the skirt 28 faces the balls 19, and prevents them from s 'escape, leaving the points 16 of the fingers 13 retracted (see Figure 5).
- the sleeve When the device descends to come into the filling position, the sleeve carries the sleeve and drives it in the downward movement. When the shoulder 32 of the centralizer 2 abuts on the pump 3, the sleeve stops its descent. The bush continues its movement to its low position, which corresponds to the bottom dead center of the jack.
- the body of the valve 24 When the device is mounted on a machine, the body of the valve 24 is fixed to the jack 103.
- the sleeve is supported by the socket, by the shoulder 33 resting on the step 34 of the socket. The sleeve is kept applied in this position by the springs 21 and 22.
- the device works as follows: a canister or flask 100, filled with liquid up to a certain level to reserve a volume (example, nitrogen) and provided with a pump 3 set on the container, is placed on the filling station 101, below a device 102 according to the invention, in the high position (FIG. 1). The device is in the high position with the sleeve in the low position on the sleeve. The valve 24 is therefore closed. The gas pressure only prevails in the top of the valve body 29; the piston is in the high position in the cylinder, and the needle 8 is retracted, it does not appear outside: it is protected, it cannot be folded (see FIG. 3).
- a jack (not shown) lowers the device until the shoulder 32 of the centering device 2 abuts against the pump 3.
- the sleeve stops the downward movement, slightly compresses the O-ring 106 to ensure the seal between the cylinder 4, the sleeve 1 and the piston of the pump 3, while the jack continues to lower the bush 20, compressing the springs 21 and 22 (which may for example have a resistance of the order of 5 to 10 kg).
- the piston 5 descends, its speed being braked by the flow limiter 27.
- the needle 8 therefore descends with a controlled speed in the opening of the piston rod of the pump 3 and pushes the valve 105 for closing this pump.
- the gas passing through the channel 11 reaches the pump which it can fill.
- Relative displacement of the sleeve relative to the sleeve also causes the descent of the jack 103 to stop.
- the device, in the position of FIG. 2, is then in the state of FIG. 4.
- the filling of gas can stop be controlled by monitoring the pressure in the supply line, pressure balancing, or the end of travel of the slider cylinder of the filling machine, or simply by a time delay.
- the gas filling is finished.
- the cylinder is raised.
- the sleeve 20 rises, first alone, which cuts off the gas supply by closing the valve 24.
- the step 34 abuts on the shoulder 33 of the sleeve, the latter is lifted and carried by the socket. After stopping in the high position, and replacing the filled container with a gas-free container, the cycle can start again.
- the operation of the device is ensured by the pressure of the filling gas, arriving at the body of the valve 24.
- the damping system regulates the operation and avoids operating incidents.
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Abstract
Description
- La présente invention a pour objet un dispositif pour le remplissage en gaz d'un récipient aérosol au travers d'une pompe sertie sur ledit récipient aérosol. On utilise des pompes pour vaporiser certains produits liquides (l'ensemble pompe plus récipient est appelé ordinairement vaporisateur) par exemple des parfums, des médicaments, etc. Au fur et à mesure que le produit à vaporiser est expulsé, il est remplacé par de l'air. Pour certains produits, le contact avec l'air est à éviter. On introduit alors un gaz sous pression, de l'azote par exemple, dans le récipient qui, dans ce but, n'est pas rempli complètement de produit actif. Au fur et à mesure que le produit est vaporisé, l'azote se détend et occupe le volume laissé libre. Une difficulté consiste à introduire l'azote une fois que le récipient a été chargé de liquide et que la pompe a été sertie sur le récipient.
- L'invention concerne plus particulièrement le remplissage en gaz (azote) de récipients munis d'une pompe à précompression du type décrit dans le brevet US n° 4 025 046 ou les brevets FR correspondants n°s 2 305 241 et ₂ 314 772.
- Conformément à la présente invention, un dispositif pour le remplissage en gaz d'un bidon aérosol au travers d'une pompe sertie sur ledit bidon aérosol, le dispositif étant mobile entre une position haute -ou de repos- et une position basse -ou de fonctionnement-, est remarquable notamment en ce qu'il comporte un manchon (centreur) prévu pour venir s'adapter sur la pompe quand le dispositif est en bas, ce manchon comportant intérieurement un cylindre dans lequel coulisse un piston portant une aiguille escamotable pouvant sortir par le bas pour pénétrer dans la pompe et ouvrir le passage de remplissage de gaz en repoussant un clapet de fermeture, le cylindre comportant un orifice d'admission en haut et un orifice d'échappement en bas ; un canal de transfert du gaz entre l'orifice d'admission et la sortie de l'aiguille ; des moyens étant prévus pour limiter le débit d'échappement du cylindre en vue d'amortir la descente du piston quand un gaz sous pression arrive à l'orifice d'admission.
- Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif comporte en outre une douille entourant le manchon et le supportant de façon à permettre un mouvement relatif limité de glissement dans un seul sens (montée) du manchon dans la douille, ce mouvement permettant l'ouverture de l'échappement du cylindre et sa mise à l'air à travers un limiteur de débit.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande l'ouverture du débit de gaz de chargement.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande l'arrêt de la descente du dispositif.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande le blocage du piston de la pompe dans la partie inférieure du manchon.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, le blocage est réalisé par des doigts disposés latéralement, pouvant faire saillie centralement dans le manchon, la douille possédant une surface interne -ou came- pouvant exercer une poussée sur les extrémités extérieures des doigts.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif en tête de remplissage peut se monter sur n'importe quel type de machine de remplissage de gaz pour valves ou pompes, sans aucune modification de celles-ci.
- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, apparaîtront à lecture de la description qui va suivre, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation schématique représentant la position relative d'un dispositif selon l'invention et d'un vaporisateur à pompe avant le début de l'opération de remplissage ;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, pendant l'opération de remplissage ;
- la figure 3 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation selon l'invention représentant le dispositif au repos ;
- la figure 4 est une vue en coupe de l'exemple de la figure 3 représentant le dispositif en fonctionnement pendant l'introduction de gaz dans un vaporisateur ;
- la figure 5 est une vue en coupe de détail de l'exemple précédent représentant la phase n° 1, c'est-à-dire le centrage du vaporisateur dans le manchon ;
- la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 représentant la phase n° 2, c'est-à'dire le blocage du piston de la pompe par l'intermédiaire de doigts ou pointeaux commandés par une came ;
- la figure 7 est un vue en coupe partielle d'un autre détail représentant la phase n° 3, c'est-à-dire l'ouverture du clapet avec introduction du gaz dans le cylindre et le canal de transfert ; et,
- la figure 8 est une vue en coupe partielle d'un autre détail représentant la phase n° 4, c'est-à-dire la descente de l'aiguille dans le piston de la pompe, l'ouverture du clapet de la pompe et l'introduction du gaz au travers de celle-ci.
- Le dispositif selon l'invention est destiné à être monté sur toutes les machine de remplissage, du type PAMASOL, COSTER, AEROFILL, etc.. Ces machines comportent un poste de remplissage 101, sur lequel est placé un bidon 100, rempli de liquide jusqu'à un certain niveau (par exemple aux deux tiers) pour laisser un volume disponible pour le gaz à injecter. Une pompe 3 est sertie sur le col du bidon ou du flacon. Le dispositif 102 de l'invention est fixé par exemple à un vérin 103, de façon à pouvoir descendre vers le bidon. En position basse, le dispositif se cale sur le vaporisateur et y injecte le gaz. Quand l'opération est terminée, le vérin 103 remonte, et le récipient chargé est remplacé par un récipient sans gaz.
- Le dispositif comporte un manchon 1, terminé à son extrémité inférieure par une forme creuse de chapeau 2 ou centreur, prévue pour venir coiffer et centrer le vaporisateur et son récipient, rempli de liquide. Le dispositif est destiné à être monté sur une machine, au-dessus du récipient 100 de façon à pouvoir monter et descendre, le chapeau venant centrer le vaporisateur en fin de course du mouvement de descente. Le manchon 1 est formé intérieurement avec un cylindre axial 4, dans lequel peut coulisser un piston 5. Le piston est rappelé vers le haut par un ressort 6. A l'extrémité supérieure du cylindre, il y a un orifice d'admission 7, permettant l'admission d'un fluide sous pression pour repousser le piston 5 contre la force du ressort 6. Au piston est fixée vers le bas une aiguille 8, qui peut sortir et entrer en glissement, avec étanchéité, par un trou axial inférieur 9. L'étanchéité est assurée par un joint approprié 31. L'étanchéité assure une double fonction : empêcher le gaz injecté dans la pompe de remonter dans le cylindre et perturber le mouvement du piston, et permettre d'assurer l'amortissement de la descente du piston, par des moyens expliqués plus en détail ci-après. Cette aiguille, en sortant vers le bas lors de la descente du piston peut pénétrer dans la pompe en vue d'y repousser le clapet 105 de la soupape. Un orifice d'échappement 10 est prévu dans le bas du cylindre, pour permettre au fluide qui se trouve dans le cylindre, de s'échapper lorsque le piston descend. Grâce au joint 31, l'échappement par l'orifice 10 permet, en le contrôlant, d'amortir les mouvements du piston 5.
- Dans la paroi du cylindre est prévu un canal 11. Ce canal débouche en haut dans l'orifice d'admission 7, et en bas, par une embouchure 12, à la sortie de l'orifice de passage de l'aiguille 8, après le joint 31. Ainsi, quand un fluide sous pression est envoyé par l'orifice d'admission 7 pour repousser vers le bas le piston 5, le fluide passe en dérivation par le canal 11 pour parvenir à la sortie de l'aiguille 8, c'est-à-dire à l'entrée de la pompe 3, sans pouvoir remonter dans le cylindre 4, grâce au joint 31.
- Pour bloquer le piston de la pompe 3, il est prévu un certain nombre de doigts 13, répartis angulairement sur la circonférence, coulissant dans des cylindres horizontaux 14, formés à la partie inférieure du manchon 1, au niveau correspondant à la partie supérieure de la pompe quand le manchon 1 est placé dessus, pour l'opération de remplissage. Les cylindres débouchent dans le centreur 2 par des orifices 15. Chaque doigt a une pointe 16, en regard de l'orifice, et une tête élargie 17, sollicitée latéralement vers l'extérieur par un ressort 18. Une bille 19 sert à repousser la tête du doigt vers le centre. A la position de repos, les pointes des doigts ne font pas saillie à l'intérieur du centreur, et celui-ci peut venir se mettre en place sans obstacle sur la pompe 3. Après quoi, si on appuie sur les billes, les pointes s'engagent à l'intérieur du centreur et coincent le piston de la pompe.
- Le manchon 1 est entouré par une douille 20 et un adaptateur 30. Le manchon peut glisser sur la douille et occuper ainsi une position basse de repos et une position haute de travail. Le manchon 1 est rappelé en position basse par un ressort 21, ainsi que le cylindre par un ressort 22. Le mouvement de montée du manchon dans la douille, à l'encontre desdits ressorts assure quatre fonctions :
- L'orifice d'admission 7 du fluide dans le cylindre 4 est prolongé par une tubulure d'admission 23. L'adaptateur 30 est relié à sa partie supérieure à un corps de clapet 29 qui entoure cette tubulure 23 et comporte un clapet 24 normalement fermé. Ce corps de clapet est relié au vérin de la machine et sert de canalisation d'arrivée du gaz sous pression. Quand le manchon 1 monte dans la douille, pousse le cylindre, et écrase légèrement le joint 106, la tubulure vient soulever le clapet, et ouvre ainsi le passage au fluide sous pression.
- Une canalisation 25 débouche intérieurement à l'adaptateur, par un orifice 26 qui se trouve en face de l'échappement 10 du cylindre quand le manchon est en position haute. En position basse, l'échappement est donc fermé et le piston 5 ne peut donc pas descendre librement. A l'autre extrémité de la canalisation 25 est prévu un limiteur de débit 27 permettant de contrôler l'échappement, pour freiner la descente du piston et éviter un choc brutal (amortissement).
- La douille 20 comporte vers le bas une jupe 28 dont la paroi intérieure comporte une came 35. Quand le manchon est en position basse, la partie élargie du bord de la jupe 28 est en regard des billes 19, et empêche celles-ci de s'échapper, en laissant rentrées les pointes 16 des doigts 13 (voir figure 5).
- Quand le manchon est en position haute, le diamètre interne plus étroit de la jupe vient appuyer sur les billes, ce qui fait émerger les pointes 16 à l'intérieur du centreur, et coincer le piston de la pompe qui s'y trouve (voir figure 6).
- Quand le dispositif descend pour venir se mettre en position de remplissage, la douille porte le manchon et l'entraîne dans le mouvement de descente. Quand l'épaulement 32 du centreur 2 vient en butée sur la pompe 3, le manchon arrête sa descente. La douille continue son mouvement jusqu'à sa position basse, qui correspond au point mort bas du vérin. Quand le dispositif est monté sur une machine, le corps du clapet 24 est fixé au vérin 103. Le manchon est supporté par la douille, par l'épaulement 33 reposant sur le gradin 34 de la douille. Le manchon est maintenu appliqué dans cette position par les ressorts 21 et 22.
- Le dispositif fonctionne de la façon suivante : un bidon ou flacon 100, rempli de liquide jusqu'à un certain niveau pour réserver un volume (exemple, de l'azote) et muni d'une pompe 3 sertie sur le récipient, est placé sur le poste de remplissage 101, en dessous d'un dispositif 102 selon l'invention, en position haute (figure 1). Le dispositif est en position haute avec le manchon en position basse sur la douille. Le clapet 24 est donc fermé. La pression du gaz ne règne que dans le haut du corps de clapet 29 ; le piston est en position haute dans le cylindre, et l'aiguille 8 est rentrée, elle n'apparaît pas à l'extérieur : elle est protégée, elle ne peut être pliée (voir figure 3).
- Un vérin (non représenté) fait descendre le dispositif jusqu'à ce que l'épaulement 32 du centreur 2 vienne en butée contre la pompe 3. Le manchon cesse le mouvement de descente, comprime légèrement le joint torique 106 pour assurer l'étanchéité entre le cylindre 4, le manchon 1 et le piston de la pompe 3, tandis que le vérin continue à faire descendre la douille 20, en comprimant les ressorts 21 et 22 (qui peuvent présenter par exemple une résistance de l'ordre de 5 à 10 kg).
- La continuation du mouvement de descente de la douille 20 provoque le coincement du manchon sur le piston de la pompe, par la sortie des pointes des doigts 13 à l'intérieur du centreur 2, ainsi que l'ouverture du clapet 24 (voir figure 7), et l'alignement de l'échappement 10 du cylindre 4 avec la canalisation 25 (voir figure 8).
- Le piston 5 descend, sa vitesse étant freinée par le limiteur de débit 27. L'aiguille 8 descend donc avec une vitesse contrôlée dans l'ouverture de la tige du piston de la pompe 3 et repousse le clapet 105 de fermeture de cette pompe. Cependant, le gaz en passant par le canal 11, parvient jusqu'à la pompe qu'il peut remplir. Le déplacement relatif de la douille par rapport au manchon provoque également l'arrêt de la descente du vérin 103. Le dispositif, dans la position de la figure 2, se trouve alors dans l'état de la figure 4. L'arrêt du remplissage de gaz peut être commandé par une surveillance de la pression dans la conduite d'alimentation, d'équilibrage de pression, ou la fin de course du cylindre curseur de la machine de remplissage, ou tout simplement par une temporisation. Par exemple, au bout de 1 à 3 secondes, selon les tailles de bidon ou flacon, ou selon la pression désirée, le remplissage de gaz est terminé. On commande la remontée du vérin. La douille 20 remonte, d'abord seule, ce qui coupe l'arrivée de gaz par la fermeture du clapet 24. Puis, quand le gradin 34 vient en butée sur l'épaulement 33 du manchon, ce dernier est soulevé et emmené par la douille. Après arrêt en position haute, et remplacement du bidon rempli par un bidon sans gaz, le cycle peut recommencer.
- Le fonctionnement du dispositif est assuré par la pression du gaz de remplisage, arrivant au corps du clapet 24. Le système amortisseur régularise le fonctionnement et évite les incidents de fonctionnement.
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