EP1022249A1 - Doseur pour dispositif de remplissage volumétrique - Google Patents

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Publication number
EP1022249A1
EP1022249A1 EP00420009A EP00420009A EP1022249A1 EP 1022249 A1 EP1022249 A1 EP 1022249A1 EP 00420009 A EP00420009 A EP 00420009A EP 00420009 A EP00420009 A EP 00420009A EP 1022249 A1 EP1022249 A1 EP 1022249A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
metering device
valve
filling
liquid
buffer tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00420009A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Puthon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gangloff Scoma Industries
Original Assignee
Gangloff Scoma Industries
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gangloff Scoma Industries filed Critical Gangloff Scoma Industries
Publication of EP1022249A1 publication Critical patent/EP1022249A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/20—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups
    • B67C3/204—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups using dosing chambers

Definitions

  • the present invention relates to filling devices volumetric of flasks, bottles or other similar containers, to be filled with a liquid product, whether or not containing gas.
  • This invention relates more particularly to a dispenser for such a volumetric filling device.
  • level In known filling installations known as "level", the degree of filling is defined only by the level of product reached in the vial. The actual amount of product introduced into each bottle therefore varies, depending on the deformation of the bottle or according to dimensional tolerances of glassware. It cannot therefore be guaranteed that the each bottle is filled with a quantity of product constant and precise.
  • the opening of the filling is carried out by a mechanical valve controlled from the outside by a controlled key or by a cam, which involves many seals and other mechanical components, such as springs, that make the disinfection of the difficult and imperfect filling valve.
  • the present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks current filling facilities, providing a metering device for volumetric filling device, which also ensures filling of each container with a constant and precise dose.
  • the invention essentially relates to a device volumetric filling of flasks, bottles and other containers, comprising a metering device, a filling spout connected to the device dispenser, and a support device located under the filling spout and receiving a container to be filled, characterized in that the metering device comprises on the one hand a buffer tank, intended to be filled with liquid to be dosed up to an intermediate level, the interior volume located above of this level being filled with air or gas, and on the other hand a metering device cylindrical, open at its upper part and communicating through its part lower with a flow channel formed inside the spout filling, the cylindrical metering device being housed at least partially in the buffer tank, and being mounted to slide in a vertical direction, means being provided for moving said metering device between a position low, in which its open upper part is immersed in the liquid contained in the buffer tank, and a high position in which its upper part enters the volume of air or gas present above of the liquid level, so as to isolate
  • the upper edge of the dispenser ensures the separation of the liquid contained in the dispenser (and reaching said upper edge), relative to the rest of the liquid contained in the tank.
  • the amount of liquid thus isolated in the doser can then flow by gravity, through the filling spout (the valve is then open), up to the container to be filled.
  • the bottom of the cylindrical dispenser consists of a inner piston whose position is adjustable vertically, so that allow selection or adjustment of the volume of liquid which may be isolated, at each operating cycle, by said metering device.
  • the cylindrical metering device is guided, in vertical translation, through a circular opening formed in the lower wall of the buffer tank.
  • the control means vertically moving the metering device, may be in the form of a self-contained actuator, such as a cylinder.
  • a self-contained actuator such as a cylinder.
  • the spout filling is fixed by its upper part to the lower part of the cylindrical dispenser, and the vertical displacement of this cylindrical dispenser is controlled from the vertical displacement of a sheath capable of delimiting an enclosure, associated with the support device and vertically movable under the action of control means, in particular of the jack type, this by through the filling spout. This saves a cylinder additional, or another special means of actuation, for the dispenser.
  • the filling spout carries, at its lower end, a filling valve including a shutter valve made by a membrane in particular in the shape of a body hollow, of elastically deformable material, means being provided for the admission of compressed air or other gas under swelling pressure said shutter valve so as to apply it against an internal wall of the filling valve and thereby seal the outlet of the channel liquid flow. It is enough to release the air pressure so that the shutter valve returns to its original shape, and lets the liquid pass; alternatively, during gas filling, the membrane can return to the state free when the pressure in the tank equals the pressure in the enclosure.
  • a controlled valve connected to an external source of compressed air or other gas under pressure, the same valve ensuring the admission of air or gas towards the upper volume of the buffer tank, as well as by at least one vertical tube passing through the filling spout, towards the shutter valve inflatable.
  • the volumetric filling device shown in its together in FIG. 1, comprises three main parts from top to bottom, namely a metering device 1, a filling spout 2 with valve shutter, and a support device with bell 3, the latter receiving a bottle 4 (or other container) to be filled with a liquid.
  • the metering device 1 comprises a shaped buffer tank 5 cylindrical, and of vertical axis 6, delimited by a horizontal wall upper 7, a lower horizontal wall 8 and a side wall 9.
  • the buffer tank 5 has at its top a valve 10 controlled by a rotary cam 11 and connected to a compressed air supply.
  • This buffer tank 5 also includes, at its upper part, orifices 12 for the supply of the product to be dosed. In use, the buffer tank 5 thus contains a certain amount of liquid 13 to be dosed, and above the level 14 of this liquid, an air volume 15.
  • the bottom wall 8 of the buffer tank 5 is pierced with a wide circular opening, in which is slidably mounted, along the axis vertical 6, a generally cylindrical dispenser 16, open at its part superior.
  • the lower part of the metering device 16 is shaped externally in annular piston 17, slidably mounted in a cylindrical jacket 18 fixed coaxially under the bottom wall 8 of the buffer tank 5 - see also figure 6.
  • the filling spout 2 comprises a vertical tube 19, mounted along the aforementioned vertical axis 6 and fixed, by its upper end, under the metering device 16. At its lower end, the tube 19 carries a valve filling 20, the active element of which is a shutter valve 21, produced like an inflatable membrane, made of elastically deformable material, forming a kind of hollow body. In the inflated state, the shutter valve 21 cooperates with the internal wall of the filling valve 20, to close the outlet of the liquid flow channel 22 delimited by the tube 19.
  • FIG. 7 shows, in more detail, the shutter valve 21 in the state inflated
  • FIG. 8 shows the same shutter valve 21 in the state deflated, allowing the liquid to flow through the valve filling 20.
  • the shutter valve 21 is connected to the upper valve 10 by two coaxial tubes 23 and 24, with telescopic structure, arranged according to vertical axis 6.
  • the support 3 is located under the filling valve 20, along the vertical axis 6. It has a base 25, a vertical rod 26 fixed to the center of the base 25, and an upper circular plate 27, mounted at the top of the rod 26 and serving as a support surface for the bottle 4 to be completed.
  • the base 25 still supports a cylindrical jacket outer 28, coaxial with the central rod 26.
  • a cylindrical sleeve 29, also called “bell” is slidably mounted, guided vertically by the shirt 28 and passing around the plate higher 27.
  • the lower part of the sleeve 29 is integral with a piston annular 30, slidably mounted around the central rod 26.
  • the support with bell 3 is cylindrical, with two chambers 31 and 32 delimited respectively above and below the piston 30, and with control fluid arrivals / departures 33 and 34 for the supply and the purge of the two chambers 31 and 32, the supply of the upper chamber 31 carried out via a channel 35 formed in the central rod 26.
  • the filling valve 20 has a flange peripheral 36, located opposite the free upper edge 37 of the sleeve 29, an annular seal 38 being inserted under the flange 36.
  • these arrangements allow interaction of the sheath 29, the beak of filling 2 and doser 1-16, thus avoiding, in particular, the installation an additional cylinder to control the raising and lowering of the dispenser cylindrical 16.
  • the valve 20 of the nozzle 2 is closed by the pressure of the admitted air in the shutter valve 21, and the metering device 16 occupies a low position and is immersed in the liquid 13 contained in the buffer tank 5, partially filled, the liquid level 14 being controlled and maintained in permanence, in a known manner.
  • the bottle 4 to be filled is deposited, by a gripping device (not shown), on the upper plate 27 of the support 3, the sheath 29 of which initially occupies a low position, retracted into the folder 28.
  • the metering device 16 When rising, the metering device 16 manages to protrude above the level 14 of the liquid 13, in the air volume 15.
  • the liquid 39, contained in the metering device 16, is then isolated from the remainder of the liquid 13 of the buffer tank 5.
  • the upper valve 10 is then actuated, to send part of the air 15 from the tank to the sheath 29, through the tube 23 that extends a channel formed in the body of the valve 20.
  • This valve 10 at the same time evacuates (via the tube 24) the compressed air contained in the shutter valve 21, so that the latter returns to its original shape and frees the passage of the liquid through the filling valve 20.
  • the liquid 39, isolated in the metering device 16, can then flow through the channel 22, escape from the spout 2 through the open filling valve 20, and pour into the bottle 4, the opening of which is located under the outlet orifice of said valve 20 - see Figure 3.
  • the sheath 29 is kept lifted and applied against valve 20, with interposition of the seal 38, and it traps the bottle 4 tightly between the plate 27 and said valve 20.
  • the sealed enclosure 40 thus delimited, it is possible to execute operations such as vacuum or pressure, sterilization, etc ... (see also below).
  • valve 10 When the metering device 16 has emptied its entire volume of liquid 39 into the bottle 4, the valve 10 is again actuated to send air compressed in the shutter valve 21, which inflates and closes thus the filling valve 20 - see figure 4. Using the same valve 10, the enclosure 40 delimited by the sheath 29 is also placed communication with the open air, so that it regains pressure atmospheric.
  • the upper chamber 31 of the jack formed by the support 3 is then supplied, to allow the sheath 29 to descend into the interior of shirt 28 - see figure 5.
  • the upper edge 37 of the sleeve 29 separates from the valve filling 20 integral with the metering device 16, this occurring when I piston 17 comes into abutment at the base of the shirt 18.
  • the dispenser 16 thus resumes its position immersed in the liquid 13 of the buffer tank 5, and it fills again of this liquid.
  • each bottle 4 receives a constant quantity of liquid and precise, determined by the characteristics of the metering device 16. Nevertheless, this quantity is adjustable, providing that the bottom of the useful volume of the dispenser consists of an annular piston 41, of adjustable position vertically, from the outside, relative to the cylindrical body of said metering device 16. As shown in FIG. 6, the annular piston 41 is integral from the upper end of the tube 19 of the filling spout 2, this tube 19 being linked, via an internally threaded ring 42, to a externally threaded flange secured to the doser base 16. Rotation of the ring 42 thus makes it possible to control the raising or lowering of the piston 41 relative to the metering device 16.
  • the ring 42 can be positioned at different levels, relative to the tube 19, thanks to multiple annular grooves 43 formed on the tube 19.
  • the rise of the piston 41, for the passage from one adjustment position to another, can be controlled by compressed air, injected through an orifice 44 into a chamber 45 located under the piston 41, in the manner of a jack. So are allowed fine adjustment and coarse adjustment.
  • FIG. 9 shows the detail of the controlled valve 10.
  • the body 47 of valve 10 has internal channels 48 and 49, in relation with the compressed air supply, with the interior of the buffer tank 5, and with the upper parts of the vertical tubes 23 and 24.
  • the rotating part 50 of the valve 10, linked to the control cam 11, has other channels such as 51 and 52, which depending on the angular position of this rotating part 50 allow various combinations, necessary for the execution of the cycle previously described.

Abstract

Le dispositif de remplissage comprend un dispositif doseur (1), un bec de remplissage (2) relié au dispositif doseur (1), et un dispositif de support (3) situé sous le bec de remplissage (2) et recevant un récipient à remplir (4). Le dispositif doseur (1) comprend une cuve-tampon (5), remplie de liquide à doser (13) jusqu'à un niveau intermédiaire (14), le volume (15) situé au-dessus du niveau (14) étant rempli d'air ou de gaz. Un doseur cylindrique (16), ouvert à sa partie supérieure et communiquant avec le bec (2), est déplaçable verticalement entre une position basse, dans laquelle sa partie supérieure est immergée dans le liquide (13), et une position haute dans laquelle la partie supérieure pénètre dans le volume (15) de manière à isoler une dose de liquide (39). Le bec de remplissage (2) possède un clapet obturateur (21) sous forme de membrane gonflable. L'invention s'applique au remplissage de flacons, bouteilles et autres récipients. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne les dispositifs de remplissage volumétrique de flacons, bouteilles ou autres récipients analogues, à remplir avec un produit liquide, contenant ou non du gaz.
Cette invention se rapporte, plus particulièrement, à un doseur pour un tel dispositif de remplissage volumétrique.
Dans les installations de remplissage connues dites "à niveau", le degré de remplissage est défini uniquement par le niveau de produit atteint dans le flacon. La quantité réelle de produit introduite dans chaque flacon varie donc, suivant la déformation du flacon ou en fonction des tolérances dimensionnelles de la verrerie. Il ne peut donc être garanti que le remplissage de chaque flacon soit effectué avec une quantité de produit constante et précise.
Par ailleurs, dans de nombreux cas, l'ouverture de la soupape de remplissage est réalisée par un clapet mécanique commandé de l'extérieur par une clé commandée ou par une came, ce qui implique de nombreux joints et autres composants mécaniques, tels que ressorts, qui rendent la désinfection de la soupape de remplissage difficile et imparfaite.
La présente invention vise à pallier aux inconvénients précités des installations de remplissage actuelles, en fournissant un doseur pour dispositif de remplissage volumétrique, qui assure aussi le remplissage de chaque récipient avec une dose constante et précise.
A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de remplissage volumétrique de flacons, bouteilles et autres récipients, comprenant un dispositif doseur, un bec de remplissage relié au dispositif doseur, et un dispositif de support situé sous le bec de remplissage et recevant un récipient à remplir, caractérisé en ce que le dispositif doseur comprend d'une part une cuve-tampon, prévue pour être remplie en liquide à doser jusqu'à un niveau intermédiaire, le volume intérieur situé au-dessus de ce niveau étant rempli d'air ou de gaz, et d'autre part un doseur cylindrique, ouvert à sa partie supérieure et communiquant par sa partie inférieure avec un canal d'écoulement formé à l'intérieur du bec de remplissage, le doseur cylindrique étant logé au moins partiellement dans la cuve-tampon, et étant monté coulissant en direction verticale, des moyens de commande étant prévus pour déplacer ledit doseur entre une position basse, dans laquelle sa partie supérieure ouverte est immergée dans le liquide contenu dans la cuve-tampon, et une position haute dans laquelle sa partie supérieure pénètre dans le volume d'air ou de gaz présent au-dessus du niveau de liquide, de manière à isoler une dose de liquide.
Ainsi, en remontant de quelques centimètres vers le haut de la cuve-tampon, le bord supérieur du doseur, précédemment immergé dans le liquide, assure la séparation du liquide contenu dans le doseur (et atteignant ledit bord supérieur), par rapport au restant du liquide contenu dans la cuve. La quantité de liquide, ainsi isolée dans le doseur, peut ensuite s'écouler par gravité, au travers du bec de remplissage (dont la soupape est alors ouverte), jusque dans le récipient à remplir.
Une dose constante et précise de liquide peut ainsi être soutirée de la cuve-tampon, et délivrée dans chaque récipient. Toutefois, selon une disposition avantageuse, le fond du doseur cylindrique est constitué par un piston intérieur dont la position est réglable verticalement, de manière à permettre une sélection ou un réglage du volume de liquide pouvant être isolé, à chaque cycle de fonctionnement, par ledit doseur.
Selon une forme d'exécution particulière, le doseur cylindrique est guidé, en translation verticale, au travers d'une ouverture circulaire ménagée dans la paroi inférieure de la cuve-tampon.
Les moyens de commande, déplaçant verticalement le doseur, peuvent être constitués sous la forme d'un actionneur autonome, tel qu'un vérin. Toutefois, selon une disposition particulièrement avantageuse, le bec de remplissage est fixé par sa partie supérieure à la partie inférieure du doseur cylindrique, et le déplacement vertical de ce doseur cylindrique est commandé à partir du déplacement vertical d'un fourreau apte à délimiter une enceinte, associé au dispositif de support et déplaçable verticalement sous l'action de moyens de commande, notamment du genre vérin, ceci par l'intermédiaire du bec de remplissage. On fait ainsi l'économie d'un vérin additionnel, ou d'un autre moyen d'actionnement spécial, pour le doseur.
Selon encore une autre caractéristique, le bec de remplissage porte, à son extrémité inférieure, une soupape de remplissage incluant un clapet obturateur réalisé par une membrane notamment en forme de corps creux, en matériau élastiquement déformable, des moyens étant prévus pour l'admission d'air comprimé ou d'un autre gaz sous pression gonflant ledit clapet obturateur de manière à l'appliquer contre une paroi interne de la soupape de remplissage et obturer ainsi le débouché du canal d'écoulement du liquide. Il suffit d'évacuer la pression d'air pour que le clapet obturateur reprenne sa forme originelle, et laisse passer le liquide ; en variante, lors du remplissage gazeux, la membrane peut revenir à l'état libre lorsque la pression dans la cuve égale la pression dans l'enceinte. En particulier, lorsque le bec de remplissage est disposé coaxialement à la cuve-tampon, il est avantageusement prévu, sur ladite cuve-tampon, une vanne commandée reliée à une source extérieure d'air comprimé ou d'autre gaz sous pression, la même vanne assurant l'admission de l'air ou du gaz vers le volume supérieur de la cuve-tampon, ainsi que, par au moins un tube vertical traversant le bec de remplissage, vers le clapet obturateur gonflable.
Dans l'ensemble, l'on obtient ainsi un dispositif de remplissage volumétrique particulièrement avantageux :
  • Le remplissage est réalisable de façon très précise, en ce qui concerne le volume de liquide introduit dans chaque récipient, ce volume étant néanmoins réglable dans de larges limites (par exemple de 10 à 150 centilitres).
  • Le clapet obturateur est réalisé sans organes mécaniques internes, donc de façon simple et facile à nettoyer.
  • La structure d'ensemble du dispositif reste simple, du fait qu'il nécessite un seul actionneur du genre vérin, et une seule vanne commandée, pour l'ensemble des fonctions.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif de remplissage volumétrique :
  • Figure 1 est une vue d'ensemble, en coupe verticale, montrant un dispositif de remplissage volumétrique conforme à la présente invention, en début de cycle de remplissage d'un flacon ;
  • Figure 2, 3, 4 et 5 sont des vues similaires à figure 1, illustrant des phases successives du cycle de remplissage ;
  • Figure 6 est une vue de détail, en coupe et à échelle agrandie, du doseur cylindrique seul, montrant ses possibilités de réglage ;
  • Figure 7 et 8 sont des vues de détail, en coupe et à échelle agrandie, de la soupape de remplissage, respectivement avec clapet obturateur gonflé et dégonflé ;
  • Figure 9 représente, à échelle agrandie, te détail de la vanne commandée associée à la cuve-tampon.
    • Le dispositif de remplissage volumétrique, représenté dans son ensemble sur la figure 1, comprend de haut en bas trois parties principales, à savoir un dispositif doseur 1, un bec de remplissage 2 avec clapet obturateur, et un dispositif de support avec cloche 3, ce dernier recevant un flacon 4 (ou autre récipient) à remplir d'un liquide.
    Le dispositif doseur 1 comprend une cuve-tampon 5 de forme cylindrique, et d'axe vertical 6, délimitée par une paroi horizontale supérieure 7, une paroi horizontale inférieure 8 et une paroi latérale 9. La cuve-tampon 5 comporte à son sommet une vanne 10 commandée par une came rotative 11 et raccordée à une arrivée d'air comprimé. Cette cuve-tampon 5 comporte aussi, à sa partie supérieure, des orifices 12 pour l'amenée du produit à doser. En cours d'utilisation, la cuve-tampon 5 contient ainsi une certaine quantité de liquide 13 à doser, et au-dessus du niveau 14 de ce liquide, un volume d'air 15.
    La paroi inférieure 8 de la cuve-tampon 5 est percée d'une large ouverture circulaire, dans laquelle est montée coulissant, suivant l'axe vertical 6, un doseur de forme générale cylindrique 16, ouvert à sa partie supérieure. La partie inférieure du doseur 16 est conformée extérieurement en piston annulaire 17, monté coulissant dans une chemise cylindrique 18 fixée coaxialement sous la paroi inférieure 8 de la cuve-tampon 5 - voir aussi la figure 6.
    Le bec de remplissage 2 comprend un tube vertical 19, monté suivant l'axe vertical précité 6 et fixé, par son extrémité supérieure, sous le doseur 16. A son extrémité inférieure, le tube 19 porte une soupape de remplissage 20 dont l'élément actif est un clapet obturateur 21, réalisé comme une membrane gonflable, en matériau élastiquement déformable, formant un genre de corps creux. A l'état gonflé, le clapet obturateur 21 coopère avec la paroi interne de la soupape de remplissage 20, pour obturer le débouché du canal d'écoulement de liquide 22 délimité par le tube 19. La figure 7 montre, plus en détail, le clapet obturateur 21 à l'état gonflé, tandis que la figure 8 montre le même clapet obturateur 21 à l'état dégonflé, autorisant alors l'écoulement du liquide au travers de la soupape de remplissage 20.
    Le clapet obturateur 21 est relié à la vanne supérieure 10 par deux tubes coaxiaux 23 et 24, à structure télescopique, disposés suivant l'axe vertical 6.
    Le support 3 se situe sous la soupape de remplissage 20, suivant l'axe vertical 6. Il comporte une embase 25, une tige verticale 26 fixée au centre de l'embase 25, et un plateau circulaire supérieur 27, monté au sommet de la tige 26 et servant de surface d'appui pour le flacon 4 à remplir. L'embase 25 supporte encore une chemise cylindrique extérieure 28, coaxiale à la tige centrale 26. Dans la chemise extérieure 28 est monté coulissant un fourreau cylindrique 29, appelé aussi "cloche", guidé verticalement par la chemise 28 et passant autour du plateau supérieur 27.
    La partie inférieure du fourreau 29 est solidaire d'un piston annulaire 30, monté coulissant autour de la tige centrale 26. Ainsi, le support avec cloche 3 est conformé en vérin, avec deux chambres 31 et 32 délimitées respectivement au-dessus et au-dessous du piston 30, et avec des arrivées/départs de fluide de commande 33 et 34 pour l'alimentation et la purge des deux chambres 31 et 32, l'alimentation de la chambre supérieure 31 s'effectuant par l'intermédiaire d'un canal 35 ménagé dans la tige centrale 26.
    La soupape de remplissage 20 possède une collerette périphérique 36, située en regard du bord supérieur libre 37 du fourreau 29, un joint annulaire 38 étant inséré sous la collerette 36. Comme précisé plus bas, ces dispositions permettent une interaction du fourreau 29, du bec de remplissage 2 et du doseur 1-16, évitant ainsi, en particulier, l'installation d'un vérin additionnel pour commander la montée et la descente du doseur cylindrique 16.
    Au départ d'un cycle de fonctionnement, comme l'illustre la figure 1, la soupape 20 du bec 2 est fermée par la pression de l'air admis dans le clapet obturateur 21, et le doseur 16 occupe une position basse et est immergé dans le liquide 13 contenu dans la cuve-tampon 5, partiellement remplie, le niveau de liquide 14 étant contrôlé et maintenu en permanence, de façon connue. Le flacon 4 à remplir est déposé, par un dispositif de préhension (non représenté), sur le plateau supérieur 27 du support 3 dont le fourreau 29 occupe initialement une position basse, rétractée dans la chemise 28.
    Ensuite, en alimentant la chambre inférieure 32 du vérin formé par le support 3, et comme le montre la figure 2, le fourreau 29 est déplacé vers le haut, en direction de la soupape de remplissage 20, et il entoure alors le flacon 4. A un moment donné, le bord supérieur 37 du fourreau 29 vient en butée contre la collerette 36 de la soupape 20. Sous la poussée verticale du fourreau 29, qui poursuit sa montée, tout le bec de remplissage 2 s'élève, entraínant avec lui vers le haut le doseur 16.
    En s'élevant, le doseur 16 parvient à dépasser au-dessus du niveau 14 du liquide 13, dans le volume d'air 15. Le liquide 39, contenu dans le doseur 16, est alors isolé du restant du liquide 13 de la cuve-tampon 5. La vanne supérieure 10 est à ce moment actionnée, pour envoyer une partie de l'air 15 de la cuve vers le fourreau 29, par le tube 23 que prolonge un canal ménagé dans le corps de la soupape 20. Cette vanne 10 évacue en même temps (par le tube 24) l'air comprimé contenu dans le clapet obturateur 21, pour que ce dernier reprenne sa forme originelle et libère le passage du liquide au travers de la soupape de remplissage 20.
    Le liquide 39, isolé dans le doseur 16, peut alors s'écouler par le canal 22, s'échapper du bec 2 par la soupape de remplissage 20 ouverte, et couler dans le flacon 4 dont l'ouverture se situe sous l'orifice de sortie de ladite soupape 20 - voir figure 3.
    Au cours de cette phase de remplissage, le fourreau 29 est maintenu levé et appliqué contre la soupape 20, avec interposition du joint 38, et il emprisonne d'une façon étanche le flacon 4 entre le plateau 27 et ladite soupape 20. Dans l'enceinte étanche 40 ainsi délimitée, il est possible d'exécuter des opérations telles que mises sous vide ou sous pression, stérilisation, etc... (voir aussi plus bas).
    Lorsque le doseur 16 a vidé tout son volume de liquide 39 dans le flacon 4, la vanne 10 est de nouveau actionnée pour envoyer de l'air comprimé dans le clapet obturateur 21, lequel se gonfle et vient refermer ainsi la soupape de remplissage 20 - voir figure 4. A l'aide de la même vanne 10, l'enceinte 40 délimitée par le fourreau 29 est aussi mise en communication avec l'air libre, de sorte qu'elle retrouve la pression atmosphérique.
    La chambre supérieure 31 du vérin formé par le support 3 est alors alimentée, pour permettre la descente du fourreau 29 à l'intérieur de la chemise 28 - voir figure 5. A un certain moment de ce mouvement de descente, le bord supérieur 37 du fourreau 29 se sépare de la soupape de remplissage 20 solidaire du doseur 16, ceci intervenant lorsque Je piston 17 vient en butée à la base de la chemise 18. Le doseur 16 reprend ainsi sa position immergée dans le liquide 13 de la cuve-tampon 5, et il se remplit de nouveau de ce liquide.
    Lorsque le fourreau 29 atteint sa position de fin de course inférieure, le flacon 4 rempli est évacué, et un nouveau flacon à remplir est amené sur le plateau 27, le même cycle de remplissage pouvant alors se répéter de façon identique.
    Ainsi, chaque flacon 4 reçoit une quantité de liquide constante et précise, déterminée par les caractéristiques du doseur 16. Néanmoins, cette quantité est réglable, en prévoyant que le fond du volume utile du doseur est constitué par un piston annulaire 41, de position réglable verticalement, depuis l'extérieur, par rapport au corps cylindrique dudit doseur 16. Comme le montre la figure 6, le piston annulaire 41 est solidaire de l'extrémité supérieure du tube 19 du bec de remplissage 2, ce tube 19 étant lié, par l'intermédiaire d'une bague 42 filetée intérieurement, à une bride filetée extérieurement et solidaire de la base du doseur 16. La rotation de la bague 42 permet ainsi de commander la montée ou la descente du piston 41 relativement au doseur 16. De plus, la bague 42 peut être positionnée à différents niveaux, relativement au tube 19, grâce à des gorges annulaires multiples 43 formées sur le tube 19. La montée du piston 41, pour le passage d'une position de réglage à une autre, peut être commandée par de l'air comprimé, injecté par un orifice 44 dans une chambre 45 située sous le piston 41, à la manière d'un vérin. Ainsi sont permis un réglage fin et un réglage grossier.
    La figure 9 montre le détail de la vanne commandée 10. Le corps 47 de la vanne 10 possède des canaux internes 48 et 49, en relation avec l'arrivée d'air comprimé, avec l'intérieur de la cuve-tampon 5, et avec les parties supérieures des tubes verticaux 23 et 24. La partie tournante 50 de la vanne 10, liée à la came de commande 11, comporte d'autres canaux tels que 51 et 52, qui selon la position angulaire de cette partie tournante 50 permettent diverses combinaisons, nécessaires à l'exécution du cycle de fonctionnement précédemment décrit.
    L'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées :
    • en utilisant tous moyens d'actionnement pour déplacer verticalement le doseur ;
    • en disposant le dispositif doseur ailleurs qu'au-dessus du dispositif de support et du bec de remplissage, auquel cas le dispositif doseur est relié au bec de remplissage par une tuyauterie rigide et souple, et possède ses propres moyens d'actionnement ;
    • en remplaçant, dans le dispositif doseur, l'air par un autre gaz, tel que du gaz carbonique ;
    • en utilisant ensemble ou séparément les divers constituants précédemment décrits, par exemple en associant le dispositif doseur à une soupape de remplissage classique ;
    • en montant le dispositif de remplissage volumétrique, objet de l'invention, sur des machines de tous types, notamment rotatives ou linéaires.

    Claims (7)

    1. Dispositif de remplissage volumétrique de flacons, bouteilles et autres récipients, comprenant un dispositif doseur (1), un bec de remplissage (2) relié au dispositif doseur (1), et un dispositif de support (3) situé sous le bec de remplissage (2) et recevant un récipient à remplir (4), caractérisé en ce que le dispositif doseur (1) comprend d'une part une cuve-tampon (5), prévue pour être remplie en liquide à doser (13) jusqu'à un niveau intermédiaire (14), le volume intérieur (15) situé au-dessus de ce niveau (14) étant rempli d'air ou de gaz, et d'autre part un doseur cylindrique (16), ouvert à sa partie supérieure et communiquant par sa partie inférieure avec un canal d'écoulement (22) formé à l'intérieur du bec de remplissage (2), le doseur cylindrique (16) étant logé au moins partiellement dans la cuve-tampon (5), et étant monté coulissant en direction verticale, des moyens de commande étant prévus pour déplacer ledit doseur (16) entre une position basse, dans laquelle sa partie supérieure ouverte est immergée dans le liquide (13) contenu dans la cuve-tampon (5), et une position haute dans laquelle sa partie supérieure pénètre dans le volume d'air ou de gaz (15) présent au-dessus du niveau de liquide (14), de manière à isoler une dose de liquide (39).
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond du doseur cylindrique (16) est constitué par un piston (41) dont la position est réglable verticalement, de manière à permettre une sélection ou un réglage du volume de liquide (39) pouvant être isolé par ledit doseur (16).
    3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un orifice (44) pour l'injection d'air comprimé dans une chambre (45) située sous le piston (41), à la manière d'un vérin, pour la commande de la montée dudit piston (41)
    4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le doseur cylindrique (16) est guidé en translation verticale au travers d'une ouverture circulaire ménagée dans la paroi inférieure (8) de la cuve-tampon (5).
    5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bec de remplissage (2) est fixé, par sa partie supérieure, à la partie inférieure du doseur cylindrique (16), en et ce que le déplacement vertical de ce doseur cylindrique (16) est commandé à partir du déplacement vertical d'un fourreau (29) apte à délimiter une enceinte (40), associé au dispositif de support (3) et déplaçable verticalement sous l'action de moyens de commande, notamment du genre vérin, ceci par l'intermédiaire du bec de remplissage (2).
    6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bec de remplissage (2) porte, à son extrémité inférieure, une soupape de remplissage (20) incluant un clapet obturateur (21) réalisé par une membrane notamment en forme de corps creux, en matériau élastiquement déformable, des moyens (10,24) étant prévus pour l'admission d'air comprimé ou d'un autre gaz sous pression gonflant ledit clapet obturateur (21) de manière à l'appliquer contre une paroi interne de la soupape de remplissage (20) et obturer ainsi le débouché du canal d'écoulement (22) du liquide.
    7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bec de remplissage (2) est disposé coaxialement à la cuve-tampon (5), et en ce qu'il est prévu, sur ladite cuve-tampon (5), une vanne commandée (10) reliée à une source extérieure d'air comprimé ou d'autre gaz sous pression, la même vanne (10) assurant l'admission de l'air ou du gaz vers le volume supérieur (15) de la cuve-tampon (5), ainsi que, par au moins un tube vertical (23,24) traversant le bec de remplissage (2), vers le clapet obturateur gonflable (21).
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