EP1082265A1 - Bec de remplissage - Google Patents

Bec de remplissage

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Publication number
EP1082265A1
EP1082265A1 EP00910936A EP00910936A EP1082265A1 EP 1082265 A1 EP1082265 A1 EP 1082265A1 EP 00910936 A EP00910936 A EP 00910936A EP 00910936 A EP00910936 A EP 00910936A EP 1082265 A1 EP1082265 A1 EP 1082265A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
head
flow
filling spout
air
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00910936A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Emile Bedin
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.)
Sidel Participations Industrielles SA
Original Assignee
Sidel Participations Industrielles SA
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 Sidel Participations Industrielles SA filed Critical Sidel Participations Industrielles SA
Publication of EP1082265A1 publication Critical patent/EP1082265A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/281—Profiled valve bodies for smoothing the flow at the outlet of the filling nozzle
    • 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
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2602—Details of vent-tubes
    • 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
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid
    • B67C2003/2674—Means for preventing foaming of the liquid by creating a conical shaped flow directed to the container wall at the container neck height
    • B67C2003/2677—Means for preventing foaming of the liquid by creating a conical shaped flow directed to the container wall at the container neck height by means of a deflector

Definitions

  • the present invention relates to a valve filling spout, in particular for filling water bottles, mounted in a carousel device at very high speed.
  • Such a spout comprises sealing means with the neck of the bottle, a filling tube with a closing head, this tube being movable between two positions, one open, detached from the head in which the liquid flows and the other closed, in sealed support on the head, in which the flow is interrupted.
  • this tube is also necessary, in addition to the movement of the filling tube, that the air contained in the bottle can escape from the bottle, through a so-called air return duct. As soon as the liquid arranged in the bottle reaches the level of the entry of this conduit, there is interruption of the flow.
  • the problem is not as simple because other parameters such as filling time, the volumes of the bottles, the conformation of these bottles can be of paramount importance to achieve the desired rates, especially when they are at very high rates.
  • the filling time for a bottle of a liter and a half even by multiplying the number of spouts on the carousels, must be the order of a few seconds, except to provide excessive installations.
  • the air exhaust In order for the water to flow as quickly as possible, the air exhaust must also be adapted. It is advisable that the evacuated air does not disturb the flow of water by deflecting the veins of water, or even by torch said spout, that is to say that water is directly sucked into the flow d 'air.
  • the spout must avoid presenting retention zones capable of allowing the proliferation of bacteria and preferably the spout must be easy to clean, in particular by a simple passage of disinfection fluid.
  • the spout according to the present invention aims to meet all of the conditions indicated above.
  • the liquid filling spout, with valve in particular intended to be mounted on carrousel machines and at high speed, is characterized in that it comprises an air return tube with a central channel with a head integral with this tube, and an external coaxial liquid flow tube, the return air tube and the flow tube being movable relative to each other so as to take two positions, one closed, the tube being in leaktight contact with the head and the other open in which the liquid can flow between the tube and the head, as well as valve-leveling means.
  • the valve leveling means comprise:
  • this housing formed in the head, opening into the central channel, this housing comprising a lower seat and an upper seat, - at least one lateral channel for circulation of air and water, each channel opening outwards in a point located below the flow tube, and
  • each lateral air and water circulation channel makes an angle ⁇ with the longitudinal axis of the air return tube and emerges internally immediately above the ball when it rests on the lower seat.
  • the housing also has a lower hole, of diameter d, located in the lower seat, opening under the ball.
  • the arrangement describes a particular head which comprises two cones linked by their bases, the upper cone having a flow ramp leading to a peripheral seal carried by the head and disposed substantially in line with the connecting plane of the two cones.
  • the joint is of rectangular section.
  • Means are also provided for guiding the flow tube with respect to the air return tube.
  • FIG. 1 a view in longitudinal section of the spout according to the invention
  • FIG. 2 a view of the spout of FIG. 1, after partial rotation about its longitudinal axis,
  • Figure 1 shows a flow tube 1 0, a head 1 2 and a tube 1 4 for air return as well as means 1 6 for leveling with a valve 1 7.
  • the flow tube 10 is connected to a membrane 1 8, in the form of a funnel, which is the subject of French Patent No. 2 466 433, which simultaneously guides the liquid coming from the supply tank 20 and the effort of elastic return to press the end of the flow tube 1 0 on the head 1 2 as will be explained later.
  • the tube is also integral with retaining means 22 allowing the support of the neck 24 of the bottle, means which ensure, under the effect of displacement of the bottle, the movements of the tube 1 0 relative to the head 1 2, against the return effort of the membrane.
  • the diameter of the tube is adapted to cooperate sealingly with the head when it is in the closed position.
  • a peripheral seal 26, carried by this head, serves as a seat at the end of the tube 10.
  • This seal is preferably of rectangular section.
  • This head 1 2 fits substantially in an envelope comprising two cones 28 and 30 linked by their base.
  • the seal 26 is disposed in the immediate vicinity of the connection plane of these two cones linked by their bases.
  • the lower cone has a housing 32 with part of the valve 1 7, namely a lower seat 34 receiving a ball 36.
  • This housing comprises at its lower part an end hole 38, of diameter d, as well as lateral channels 40 of air and water circulation, inclined at an angle ⁇ with respect to the longitudinal axis, putting the outside into communication with the inside of the housing. These channels open at or immediately above the ball when the latter rests in its seat.
  • These channels are, in the embodiment shown, divided into 2 series of 3 juxtaposed channels and the diameter of each channel is of the order of 1 to 3 mm for a central channel diameter of 5 to 10 mm, in the case of filling with water.
  • the ball is made of a material having a density lower than that of water in the case of the same example used, and to fix an order of magnitude, the density of this material is 0.6 g / cm 3 .
  • This ball also has a very precise sphericity.
  • the material used is a polymer of great hardness to avoid premature wear in contact with the lower and especially upper seats.
  • the housing 32 extends into the upper cone 30 which has an upper seat 42, at the junction of this housing with an inner channel 44, formed in the tube 1 4 of air return.
  • this seat 42 makes an angle of 45 ° with the vertical.
  • the ball 36 can thus take two positions, one low in which it rests in its seat 34 and the other high, in which it comes to bear on the upper seat 42, closing the channel 44 of the tube 14 for return of air.
  • the upper cone 30 has a particular external profile, in the form of a ramp 46.
  • the foot of the ramp opens onto the gasket 26 of the flow tube with the head 12.
  • the air return tube 14 comprises, in its part located immediately above the head 1 2, means 48 for guiding the flow tube 1 0, internal to this tube.
  • These guide means 48 essentially comprise a ring 50, supported by wings 52, said ring having a barrel shape with a very large radius of curvature so as to ensure essential and preferential contact in the middle part of this ring.
  • the wings 52 and the ring 50 are profiled so as to disturb the flow of the liquid as little as possible.
  • FIG. 3 shows the constituent elements in section which give a good approximation of the ratios, in particular in thickness.
  • the upper part of the air return tube 14 is provided with fixing means 54, suitable for the nozzle concerned of the filling machine.
  • fixing means 54 suitable for the nozzle concerned of the filling machine.
  • FIGS. 4A to 4D For this description, reference is made to FIGS. 4A to 4D.
  • the spout is in the waiting position.
  • the filling tube 10 is supported by its end on the seal 26, which prevents any flow of liquid from the buffer tank 20.
  • Bottle B is waiting, in line with the spout.
  • the ball 36 rests by simple gravity in its lower seat 34, formed in the lower cone 28, the ball in the air is not subject to any other constraint.
  • the air return tube 14 is preferably connected to a manifold, not shown, which collects the air evacuated from the bottle, for the sake of containment.
  • the next step shown in FIG. 4B sees a relative movement of the bottle with respect to the spout which causes the neck of the bottle to come into tight contact with the retaining means 22. Therefore the relative movement causes the lifting of the filling tube 1 0 relative to the head, against the elastic return force of the membrane 1 8, which liberates the flow of water by gravity .
  • the guide means comprising the ring 50 in the shape of a barrel, provide guidance, including when the movement is not perfectly parallel to the vertical axis, for example under the effect of a very slightly asymmetrical push of the elastic return means.
  • the air in the bottle must have the possibility of being evacuated through the channel 44 inside the tube 1 4 for the return of air.
  • the air passes through the side channels 40.
  • the flow rate of these channels must be sufficient to allow the evacuation of air, but it is also necessary that, at the confluence of the air intake, above the ball, the central channel accepts this flow rate so as not to brake the speed, which would decrease the flow.
  • the evacuation speed is adapted so as not to create a vortex immediately above the ball so as not to entrain it in the generated air call, the ball then blocking the central channel.
  • the air flows tend to pass immediately above the ball in its seat, being at most tangential to the sphere, well above its horizontal diametral plane, ensuring then rather a tackle.
  • the hole 38, of diameter d is of reduced dimensions, of the order of 1 to 2 mm so as not to favor the passage of air in order to avoid any untimely lifting of the ball 36.
  • the water level has reached the base of the filling tube 1 0.
  • the ball of density less than that of water, floats and comes to seal, the channel 44 inside the air return tube.
  • the ball bears on the upper seat 42.
  • the supply tube 10 bears on the seal 26 and provides sealing. Once the neck is cleared, the water level drops to compensate for the volume of the spout removed.
  • the rates obtained allow filling times of the order of a few seconds to be reached for one and a half liter water bottles.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

L'objectif de l'invention est un bec de remplissage de liquide, notamment prévu pour être monté sur des machines à carrousel et à haute cadence, caractérisé en ce qu'il comprend: un tube de retour d'air avec un canal (44) central et avec une tête solidaire de ce tube, un tube d'écoulement du liquide, coaxial extérieur, le tube de retour d'air et le tube d'écoulement étant mobiles l'un par rapport à l'autre en sorte de prendre deux positions l'une fermée, le tube étant en contact étanche avec la tête et l'autre ouverte dans laquelle le liquide peut s'écouler entre le tube et la tête, ainsi que des moyens de mise à niveau à clapet (17).

Description

BEC DE REMPLISSAGE
La présente invention concerne un bec de remplissage à clapet, notamment pour le remplissage de bouteilles d'eau, monté dans un dispositif à carrousel à très haute cadence.
Dans les sociétés de mise en bouteilles de liquides notamment d'eau de source, le remplissage doit être d'une grande précision, d'une grande rapidité et doit éviter les pertes d'eau pour ne pas gaspiller des ressources naturelles. De plus, compte tenu de la pureté de l'eau mise en bouteille il convient que cette eau soit conduite jusque dans la bouteille sans qu'il y ait un retour d'air environnant dans la cuve d'alimentation. La grande précision concerne le volume délivré qui se traduit dans la bouteille par un niveau à une hauteur donnée et constante d'une bouteille à l'autre. Un procédé bien connu consiste à utiliser la gravité ou une légère surpression dans la cuve d'alimentation pour permettre l'écoulement gravitaire ou sous légère pression du liquide à travers un bec de remplissage. Un tel bec comprend des moyens d'étanchéité avec le goulot de la bouteille, un tube de remplissage avec une tête de fermeture, ce tube étant mobile entre deux positions l'une ouverte, décollé de la tête dans laquelle le liquide s'écoule et l'autre fermée, en appui étanche sur la tête, dans laquelle l'écoulement est interrompu. Pour que l'écoulement soit possible, il faut aussi, en plus du mouvement du tube de remplissage, que l'air contenu dans la bouteille puisse s'échapper hors de la bouteille, à travers un conduit dit de retour d'air. Dès que le liquide disposé dans la bouteille atteint le niveau de l'entrée de ce conduit, il y a interruption de l'écoulement.
Dans la pratique, le problème n'est pas aussi simple car d'autres paramètres comme le temps d'emplissage, les volumes des bouteilles, la conformation de ces bouteilles peuvent avoir une importance primordiale pour atteindre les cadences recherchées, surtout quand elles sont à très hautes cadences.
C'est ainsi que dans le cas où les bouteilles défilent à 40 000 unités à l'heure, le temps de remplissage d'une bouteille d'un litre et demi, même en multipliant le nombre de becs sur les carrousels, doit être de l'ordre de quelques secondes, sauf à prévoir des installations démesurées.
Aussi, l'écoulement du liquide dans la bouteille doit s'effectuer dans les meilleures conditions et simultanément, l'arrêt de l'écoulement doit être très précis. On note que pour une mise à niveau il serait possible de procéder de façon connue. Selon cette méthode, après remplissage en surplus au-dessus du niveau requis dans la bouteille, on procède à une aspiration du trop plein d'eau au moyen d'une canule de mise à niveau réglée à une hauteur donnée.
Dans le cas de l'eau de source par exemple, une telle aspiration est possible mais il est interdit de réintroduire cette eau aspirée dans le réservoir d'alimentation sous peine de polluer l'eau de source directement puisée. Si le procédé utilise une canule, cette eau aspirée doit être rejetée et considérée comme une perte, ce qui n'est pas souhaitable pour des raisons financières mais aussi à cause des limites des ressources naturelles. II faut donc procéder à un arrêt de l'écoulement avec une mise à niveau simultanée à cet arrêt et non à une opération particulière ultérieure dans le carrousel.
Il convient aussi de prévoir un mécanisme simple en sorte d'éviter toute perte de fiabilité d'une telle machine de remplissage car tout arrêt intempestif d'une telle chaîne est en effet fortement préjudiciable à l'utilisateur.
Pour que l'écoulement de l'eau soit aussi rapide que possible, il faut aussi que l'échappement de l'air soit adapté. Il convient que l'air évacué ne perturbe pas l'écoulement de l'eau en déviant les veines d'eau, voire en mettant en torche ledit bec, c'est à dire que de l'eau est directement aspirée dans le flux d'air.
Dans le domaine de la mise en bouteille, particulièrement pour l'eau, l'aspect pollution bactérienne est à prendre en compte de façon très pointue.
Ainsi, le bec doit éviter de présenter des zones de rétention susceptibles de permettre la prolifération de bactéries et de préférence le bec doit être facile à nettoyer, notamment par un simple passage de fluide de désinfection.
Le bec selon la présente invention vise à répondre à l'ensemble des conditions indiquées ci-avant.
A cet effet, selon l'invention, le bec de remplissage de liquide, à clapet, notamment prévu pour être monté sur des machines à carrousel et à haute cadence, se caractérise en ce qu'il comprend un tube de retour d'air avec un canal central avec une tête solidaire de ce tube, et un tube d'écoulement du liquide, coaxial extérieur, le tube de retour d'air et le tube d'écoulement étant mobiles l'un par rapport à l'autre en sorte de prendre deux positions l'une fermée, le tube étant en contact étanche avec la tête et l'autre ouverte dans laquelle le liquide peut s'écouler entre le tube et la tête ainsi que des moyens de mise à niveau à clapet. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de mise à niveau à clapet comprennent :
- un logement interne ménagé dans la tête, débouchant dans le canal central, ce logement comprenant un siège inférieur et un siège supérieur, - au moins un canal latéral de circulation d'air et d'eau, chaque canal débouchant vers l'extérieur en un point situé en dessous du tube d'écoulement, et
- une bille de densité inférieure à celle du liquide, prévue pour reposer sur le siège inférieur lorsque le logement est vide et pour venir en appui sur le siège supérieur lorsque le logement est rempli d'eau.
Selon une autre caractéristique, chaque canal latéral de circulation d'air et d'eau fait un angle α avec l'axe longitudinal du tube de retour d'air et débouche intérieurement immédiatement au-dessus de la bille lorsque celle-ci repose sur le siège inférieur.
Le logement comporte aussi un trou inférieur, de diamètre d, situé dans le siège inférieur, débouchant sous la bille. L'agencement décrit une tête particulière qui comprend deux cônes liés par leurs bases, le cône supérieur présentant une rampe d'écoulement débouchant sur un joint d'étanchéité périphérique porté par la tête et disposé sensiblement au droit du plan de liaison des deux cônes.
Plus particulièrement, le joint est à section rectangulaire. II est aussi prévu des moyens de guidage du tube d'écoulement par rapport au tube de retour d'air.
Le bec selon la présente invention est maintenant décrit en détail selon un mode de réalisation particulier non limitatif, ceci en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent : - figure 1 , une vue en coupe longitudinale du bec selon l'invention,
- figure 2, une vue du bec de la figure 1 , après rotation partielle autour de son axe longitudinal,
- figure 3, une vue en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1 , et - figures 4A à 4D, une vue d'un synoptique des différentes étapes de fonctionnement du bec selon l'invention. La figure 1 montre un tube 1 0 d'écoulement, une tête 1 2 et un tube 1 4 de retour d'air ainsi que des moyens 1 6 de mise à niveau avec un clapet 1 7.
Le tube 10 d'écoulement est relié à une membrane 1 8, en forme d'entonnoir, objet du brevet français N °2 466 433, qui assure simultanément le guidage du liquide provenant de la cuve 20 d'alimentation et l'effort de rappel élastique pour plaquer l'extrémité du tube 1 0 d'écoulement sur la tête 1 2 comme cela sera expliqué ultérieurement.
Le tube est aussi solidaire de moyens 22 de retenu permettant l'appui du goulot 24 de la bouteille, moyens qui assurent, sous l'effet de déplacement de la bouteille, les mouvements du tube 1 0 par rapport à la tête 1 2, à encontre de l'effort de rappel de la membrane. Le diamètre du tube est adapté pour coopérer de façon étanche avec la tête lorsqu'il est en position fermée.
A cet effet, un joint 26 périphérique, porté par cette tête, sert de siège à l'extrémité du tube 10. Ce joint est préférentiellement à section rectangulaire.
Cette tête 1 2 s'inscrit sensiblement dans une enveloppe comprenant deux cônes 28 et 30 liés par leur base. Le joint 26 est disposé à proximité immédiate du plan de liaison de ces deux cônes liés par leurs bases.
Le cône inférieur présente un logement 32 avec une partie du clapet 1 7 à savoir un siège 34 inférieur recevant une bille 36. Ce logement comprend à sa partie inférieure un trou 38 d'extrémité, de diamètre d , ainsi que des canaux 40 latéraux de circulation d'air et d'eau, inclinés d'un angle α par rapport à l'axe longitudinal, mettant en communication l'extérieur avec l'intérieur du logement. Ces canaux débouchent au niveau ou immédiatement au-dessus de la bille lorsque celle-ci repose dans son siège.
Ces canaux sont, dans le mode de réalisation représenté, répartis en 2 séries de 3 canaux juxtaposés et le diamètre de chaque canal est de l'ordre de 1 à 3 mm pour un diamètre de canal central de 5 à 1 0 mm, dans le cas d'un remplissage avec de l'eau.
La bille est réalisée en un matériau ayant une densité inférieure à celle de l'eau dans le cas du même exemple retenu, et pour fixer un ordre de grandeur, la densité de ce matériau est de 0,6 g/cm3. Cette bille présente également une sphéricité de grande précision. Avantageusement, le matériau utilisé est un polymère de grande dureté pour éviter une usure prématurée au contact des sièges inférieur et surtout supérieur.
Le logement 32 se prolonge dans le cône 30 supérieur qui présente un siège 42 supérieur, à la jonction de ce logement avec un canal 44 intérieur, ménagé dans le tube 1 4 de retour d'air. De façon préférentielle, ce siège 42 fait un angle de 45 ° avec la verticale. La bille 36 peut ainsi prendre deux positions, l'une basse dans laquelle elle repose dans son siège 34 et l'autre haute, dans laquelle elle vient en appui sur le siège 42 supérieur, obturant le canal 44 du tube 14 de retour d'air.
On note aussi que le cône 30 supérieur présente un profil extérieur particulier, en forme de rampe 46. Le pied de la rampe débouche sur le joint 26 d'étanchéité du tube d'écoulement avec la tête 1 2.
Le tube 14 de retour d'air comprend dans sa partie située immédiatement au-dessus de la tête 1 2, des moyens 48 de guidage du tube 1 0 d'écoulement, intérieurs à ce tube. Ces moyens 48 de guidage comportent essentiellement un anneau 50, soutenu par des ailes 52, ledit anneau ayant une forme en tonneau avec un très grand rayon de courbure en sorte d'assurer un contact essentiel et préférentiel dans la partie médiane de cet anneau.
Les ailes 52 et l'anneau 50 sont profilés en sorte de perturber le moins possible l'écoulement du liquide.
La figure 3 montre les éléments constitutifs en section qui donnent une bonne approximation des rapports, notamment en épaisseur.
La partie haute du tube 14 de retour d'air est muni de moyens 54 de fixation, adaptés pour le bec concerné de la machine de remplissage. Le fonctionnement d'un tel bec de remplissage est maintenant indiqué en sorte de faire ressortir tous les rôles précis et complémentaires des différents éléments ainsi que la synergie qui en résulte.
Pour cette description, on se reporte aux figures 4A à 4D.
Sur la figure 4A, le bec est en position d'attente. Le tube 1 0 de remplissage est en appui par son extrémité sur le joint 26, ce qui interdit tout écoulement du liquide en provenance de la cuve 20 tampon.
La bouteille B est en attente, dans l'axe du bec.
La bille 36 repose par simple gravité dans son siège 34 inférieur, ménagé dans le cône 28 inférieur, la bille, dans l'air n'est soumise à aucune autre contrainte.
Le tube 14 de retour d'air est relié de préférence à un collecteur, non représenté, qui collecte l'air évacué de la bouteille, par souci de confinement. L'étape suivante représentée sur la figure 4B voit un mouvement relatif de la bouteille par rapport au bec qui provoque la venue du goulot de la bouteille en appui étanche sur les moyens 22 de retenue. De ce fait le déplacement relatif provoque le soulèvement du tube 1 0 d'emplissage par rapport à la tête, à encontre de l'effort de rappel élastique de la membrane 1 8, ce qui libère l'écoulement de l'eau de façon gravitaire.
Durant le déplacement du tube 1 0 de remplissage, les moyens de guidage comprenant l'anneau 50 en forme de tonneau, assurent le guidage, y compris lorsque le déplacement n'est pas parfaitement parallèle à l'axe vertical, par exemple sous l'effet d'une poussée très légèrement dissymétrique des moyens de rappel élastique.
On remarque l'admission de l'eau dans la bouteille sous forme de parapluie, sur toute la périphérie, avec un décollement de la veine d'eau sur le joint 26, grâce à la rampe 46 de la partie supérieure 30 de la tête 12. Pour que l'eau pénètre, il faut que l'air de la bouteille ait la possibilité d'être évacué par le canal 44 intérieur du tube 1 4 de retour d'air. L'air passe à travers les canaux 40 latéraux. Le débit de ces canaux doit être suffisant pour permettre l'évacuation de l'air mais il faut aussi que, au confluent de l'arrivée de l'air, au-dessus de la bille, le canal central accepte ce débit pour ne pas freiner la vitesse, ce qui diminuerait le débit. Il faut aussi que la vitesse d'évacuation soit adaptée pour ne pas créer un vortex immédiatement au- dessus de la bille en sorte de ne pas l'entraîner dans l'appel d'air généré, la bille venant alors boucher le canal central. Dans le mode de réalisation, on note que les flux d'air ont tendance à passer immédiatement au-dessus de la bille dans son siège, en étant tout au plus tangentiel à la sphère, bien au- dessus de son plan diamétral horizontal, assurant alors plutôt un plaquage.
Le trou 38, de diamètre d est de dimensions réduites, de l'ordre de 1 à 2 mm pour ne pas privilégier le passage d'air afin d'éviter tout soulèvement intempestif de la bille 36. Dans la phase suivante illustrée sur la figure 4C, le niveau d'eau est arrivé au droit de la base du tube 1 0 de remplissage. De ce fait, l'eau ayant pénétré dans le logement 32, tant par le trou 38 d'extrémité que par les canaux 40 latéraux, la bille, de densité inférieure à celle de l'eau, flotte et vient obturer de façon étanche, le canal 44 intérieur du tube de retour d'air. La bille vient en appui sur le siège 42 supérieur.
Le passage d'air étant interdit, l'admission d'eau par écoulement gravitaire est interrompue, le tube 1 0 de remplissage peut être fermé.
Sur la figure 4D, la descente relative de la bouteille par rapport au bec relâche l'effort exercé, ce qui permet à l'effort de rappel élastique de la membrane de s'exercer.
Dans d'autres réalisations avec interposition d'un ressort de rappel, le fonctionnement est strictement le même.
Le tube 10 d'alimentation porte sur le joint 26 et assure l'étanchéité. Une fois le goulot dégagé, le niveau d'eau descend pour compenser le volume du bec retiré.
On obtient ainsi une fermeture du bec avec une mise à niveau de grande précision et ceci avec zéro perte d'eau comme cela est qualifié dans le domaine de ces machines de mise en bouteille. L'absence de perte d'eau est obtenue par la présence du clapet, en l'occurrence la bille qui assure une fermeture étanche du canal intérieur de retour d'air, exactement au moment où le niveau de remplissage est atteint. On remarque aussi que dans le mode de réalisation représenté, le nettoyage du bec est facilité par l'absence de recoins dans lesquels il pourrait y avoir accumulation de particules et autres bactéries. Les différents canaux et trous d'extrémité sont en effet balayés par les différents flux.
Combiné à l'utilisation d'une membrane et à l'absence de ressort, l'agencement est ainsi attractif et représente le mode de réalisation préférentiel.
Les cadences obtenues permettent d'atteindre des temps de remplissage de l'ordre de quelques secondes pour des bouteilles d'eau d'un litre et demi.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 . Bec de remplissage de liquide, notamment prévu pour être monté sur des machines à carrousel et à haute cadence, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un tube (1 4) de retour d'air avec un canal (44) central et avec une tête (1 2) solidaire de ce tube,
- un tube (1 0) d'écoulement du liquide, coaxial extérieur, le tube de retour d'air et le tube d'écoulement étant mobiles l'un par rapport à l'autre en sorte de prendre deux positions l'une fermée, le tube étant en contact étanche avec la tête et l'autre ouverte dans laquelle le liquide peut s'écouler entre le tube et la tête, ainsi que
- des moyens (1 6) de mise à niveau à clapet (1 7).
2. Bec de remplissage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de mise à niveau à clapet comprennent :
- un logement (32) interne ménagé dans la tête (1 2), débouchant dans le canal (44) central, ce logement comprenant un siège (34) inférieur et un siège (42) supérieur,
- au moins un canal (40) latéral de circulation d'air et d'eau, chaque canal débouchant vers l'extérieur en un point situé en dessous du tube d'écoulement, et - une bille (36) de densité inférieure à celle du liquide, prévue pour reposer sur le siège inférieur lorsque le logement est vide et pour venir en appui sur le siège supérieur lorsque le logement est rempli d'eau.
3. Bec de remplissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque canal (40) latéral de circulation d'air et d'eau fait un angle g, avec l'axe longitudinal du tube ( 1 4) de retour d'air.
4. Bec de remplissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque canal (40) débouche intérieurement immédiatement au-dessus de la bille (36) lorsque celle-ci repose sur le siège inférieur.
5. Bec de remplissage selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le logement comporte aussi un trou (38) inférieur, de diamètre d, situé dans le siège (34) inférieur, débouchant sous la bille (36) .
6. Bec de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (1 2) comprend deux cônes (28, 30) liés par leurs bases, le cône (28) supérieur présentant une rampe (46) d'écoulement débouchant sur un joint (26) d'étanchéité périphérique porté par la tête et disposé sensiblement au droit du plan de liaison des deux cônes.
7. Bec de remplissage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint (26) est à section rectangulaire.
8. Bec de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (48) de guidage du tube d'écoulement par rapport au tube de retour d'air, ces moyens comprenant un anneau (50) soutenu par des ailes (52), ledit anneau ayant une forme en tonneau avec un très grand rayon de courbure.
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