EP1149043B1 - Machine modulable de desinfection de pieces de bouchage de bouteilles avec cheminement helicoidal - Google Patents

Machine modulable de desinfection de pieces de bouchage de bouteilles avec cheminement helicoidal Download PDF

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EP1149043B1
EP1149043B1 EP99961155A EP99961155A EP1149043B1 EP 1149043 B1 EP1149043 B1 EP 1149043B1 EP 99961155 A EP99961155 A EP 99961155A EP 99961155 A EP99961155 A EP 99961155A EP 1149043 B1 EP1149043 B1 EP 1149043B1
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EP
European Patent Office
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machine according
machine
parts
slide
drum
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99961155A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1149043A1 (fr
Inventor
Jean-Paul Cerveny
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.)
Nestle Waters Management and Technology SAS
Original Assignee
Perrier Vittel Management et Technologie SA
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9901332A external-priority patent/FR2789065B1/fr
Application filed by Perrier Vittel Management et Technologie SA filed Critical Perrier Vittel Management et Technologie SA
Publication of EP1149043A1 publication Critical patent/EP1149043A1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/003—Pretreatment of caps, e.g. cleaning, steaming, heating or sterilizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B1/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying stoppers
    • B67B1/03—Pretreatment of stoppers, e.g. cleaning, steaming, heating, impregnating or coating; Applying resilient rings to stoppers

Definitions

  • the present invention relates to a device for disinfecting plastic parts and / or metallic for corking bottles.
  • the Applicant has set itself the objective of making a less expensive device than those currently used while significantly extending the duration of disinfection. Another objective is to make a modular installation at will.
  • these objectives are achieved by means of a machine for disinfecting plastic and / or metal parts for corking bottles, machine installed on a bottling line, upstream of the screwing machine and operating at the same rate as this, the closure pieces being introduced non-sterile into a inlet at one end of the machine and emerging sterilized through an outlet at the other end of the machine, characterized in that the path of the parts between the inlet and the output of the machine and inside of it, is a helical path.
  • the plugging parts are set in motion by friction against a member in rotation or by a pushing fluid.
  • a machine according to the invention performs at least the functions of disinfection and rinsing; depending on the chosen embodiment, it also performs a pre-drying or drying.
  • a machine according to the invention has three successive and coaxial sections: disinfection, rinsing, drying, and same axis as the path propeller as well as the preferential characteristics and possible below.
  • the parts are set in motion in their friction path against a rotating member.
  • the parts are moved by a system of transport formed by a hollow cylindrical sheath, movable in rotation around a slide helical secured to a fixed drum and wound on the outer wall thereof, the slide with a U-shaped profile open towards the sheath and a height lower than that sealing pieces so that the friction between the rotating drum and the pieces plugging introduced in the slide causes the displacement of said parts.
  • the bottom of the helical screw has a large number of holes through which a plurality of nozzles located at inside the fixed drum and preferably in its upper part, injects a solution disinfectant.
  • the holes are directed in a direction inclined relative to to a radius of the drum.
  • the disinfectant liquid is collected in the lower part of the fixed drum, in a suction cavity offset from the vertical plane of symmetry of the drum, the liquid being displaced by the rotation of the rotary drum.
  • the disinfectant liquid is filtered in filtration means then reheated by heating means and then recycled.
  • transitions between the sections are provided by arrangement of the helical slide.
  • the injection of the disinfectant solution is carried out by a nozzle in a pressure equalization chamber formed by a wall parallel to that fixed drum.
  • a groove is provided on the internal face of the rotary drum. into which the central parts cap slides.
  • the closure parts are set in motion by a pushing fluid.
  • the thrust fluid is chosen from the assembly (air compressed, forced filtered air, disinfection liquid).
  • the parts circulate in a transport system formed by a hollow and fixed cylindrical sheath, surrounding a helical slide secured to a fixed drum and wound on the outer wall thereof, the bottom of the slide being fitted with gills for injecting the thrust fluid.
  • the slide is produced by a profiled separation positioned and welded in a helical groove provided on the fixed drum.
  • the sole is a flexible metal strip wound between the separations and held by tension at its ends, and supported on two separation shoulders.
  • the machine is composed of design modules identical assembled in series and closed at both ends.
  • each module Preferably, provision is made at the outlet of each module and on its sheath at least one slot to promote the suction of the pushing fluid in a collector annular.
  • the liquid is recycled into the intake tube.
  • the longitudinal axis of the machine is arranged vertically for a vertical operation or horizontally arranged for horizontal operation.
  • the machine comprises a standard module with several turns whose upper part of the last turn performs the air rinsing function, the previous turns or front turns performing the sterilization function.
  • each front turn orifices are provided. for the passage of liquid injection nozzles oriented at a thrust angle.
  • one of the orifices is provided in the lower part of each turn on the vertical plane of symmetry.
  • a coaxial cylinder with the cylindrical sheath delimits a cylindrical evacuation space.
  • the cylindrical sleeve has holes for evacuating oblong shape.
  • an air intake inside the module, distributes the air to the minus an air injection nozzle to carry out the thrust of the plugging parts, then at at least a second air injection nozzle carrying out the internal rinsing of the parts of clogging, then at least a third air injection nozzle performing the rinsing of the plugging parts.
  • FIGS. 1 to 5 corresponding to a first embodiment of the invention.
  • a disinfection device (1) according to the invention is installed on the bottling line, upstream of the screwing machine and it operates at the same rate as the latter.
  • Such a device essentially comprises three successive sections and on the same axis: a disinfection section (2), a rinsing section (3), a drying zone (4).
  • Figures 1 to 5 showing a first non-limiting embodiment of the invention and operating horizontally, it mainly consists of a transport assembly (5) formed by a hollow cylindrical sheath (6), movable in rotation around a helical slide (7) secured to a fixed drum (8) and wound on the wall exterior of it.
  • the slide (7) has a U-shaped profile open towards the sheath.
  • the rotary sheath or drum (6) and the fixed drum (8) are coaxial.
  • the helical slide (7) is extended at one end of the fixed drum (8) by a inclined rectilinear part forming an inlet slide (9) in which all the parts non-sterile caps (11) are oriented in the same direction and go down to enter the transport assembly.
  • the helical slide is extended at its other end by a straight part also inclined forming an exit slide (10) so as to direct the parts downwards plug (11) all oriented in the same direction as in the inlet slide (9).
  • the slide (7) is significantly lower (see Figures 9.11) than the parts plugging so as to allow them to protrude.
  • the friction between the rotary drum (6) and the plugging parts (11) cause them to move in the helical slide (7) by driving them towards the outlet slide (10).
  • the inner surface of the rotary drum (6) can, for example, be smooth, or striated by grooves parallel to the axis of rotation, or striated by grooves according to a helix parallel to the axis (12) of the fixed helical slide (7) (see Figure 12).
  • a closure piece (11) covers 35 m for a length of 1 m scabbard.
  • the bottom (13) of the helical screw (7) has a large number of holes (14) through which a plurality of nozzles (15), located inside the fixed drum (8) and preferably in its upper part, injects a liquid and / or gaseous and / or hot disinfectant solution.
  • the jets (16) of disinfectant solution thus participate in the movement of the parts closure (11).
  • the disinfectant liquid is collected in lower part of the fixed drum (8), in a suction cavity (17) offset from the vertical plane of symmetry of the drum, the liquid being displaced by the rotation of the drum rotary (6).
  • the disinfectant liquid is filtered in filtration means (22) then reheated by heating means (23) then recycled.
  • the rinsing (3) and drying (4) sections each have a means of transport built on the same principle as that of the disinfection section.
  • the frame and the mechanical drive means (motor (30), rollers (31) ...) are the scope of the skilled person.
  • a second embodiment is given by way of nonlimiting example on the Figures 6 to 11.
  • the injection of the disinfectant solution is carried out by a nozzle (15) in a pressure equalization chamber (26) formed by a wall parallel (27) to that of the fixed drum (8) ( Figure 9).
  • Figure 11 shows, seen in section along BB of Figure 9, plugging parts in two successive loops of the slide.
  • FIGS. 21 to 23 of a third embodiment of the invention This is shown operating vertically, from top to bottom but we can reverse the direction of operation and we can also plan to do so operate horizontally in one direction or the other.
  • the parts are set in motion by a fluid thrust injected into the machine, their path between inlet E and outlet S of the machine remaining helical.
  • the pushing fluid is for example filtered injected air under pressure or sent by a turbine.
  • the closure pieces circulate in a transport system (5) composed of a cylindrical hollow casing (101) and fixed, coaxial with a fixed drum (102) forming support for a helical transport slide (107) arranged in the spacing between sheath (101) and drum (102).
  • the hollow cylindrical sheath (101) surrounds a helical slide secured to a fixed drum and wound on the outer wall thereof, the bottom (103) of the slide being provided with gills for injecting the thrust fluid.
  • the figures show a helical slide. produced by means of a profiled partition (107a) positioned and welded in a groove helical provided on the outer surface of the fixed drum (102) ( Figure 22a).
  • the bottom of the slide is produced in the form a flexible metal strip wound in a spiral between the partitions (107a), and held by tension at its two ends, its two edges being supported on two shoulders (107b) provided on each side of the partition (107a) ( Figure 22a).
  • the installation is modular as in FIGS. 21 and 22, that is, the disinfection (108), rinsing (109), drying (110) sections are modules of identical design assembled in series by fixing means (104) and closed at both ends by an inlet wall and an outlet wall (111,112).
  • a single sliding sole is used for all of the modules.
  • washing or drying section we bring, by tubes (106 or 106 ') inside the drum (102) and parallel to its longitudinal axis, disinfection fluid or pushing fluid (e.g. liquid through the tube (106) and sterile air through the tube (106 ')).
  • disinfection fluid or pushing fluid e.g. liquid through the tube (106) and sterile air through the tube (106 ')
  • the fluid is for example injected into the pressure chamber (105) by nozzles (114) with adjustable flow rate by means of adjustment (114b) and passing through the drum (102) by rectangular slots (114a).
  • nozzles (114) with adjustable flow rate by means of adjustment (114b) and passing through the drum (102) by rectangular slots (114a).
  • One to four nozzles can be provided per turn ( Figures 21,22,22a, 22b).
  • louvers (113) the geometry, for example triangular (113a) or trapezoidal (113b) and known in the art which direct the fluid jet in the direction of movement of the parts of blockage ( Figure 22a).
  • suction slots (116) At the outlet end of each module, and on its fixed sheath (101), one (or more) suction slots (116) (FIG. 22a) preferably inclined (by 45 ° example) to favor the suction of the thrust fluid in a collector annular (115) ( Figures 22a and 21) through a suction means (117). This fluid will go away then for recycling in a fluid / air separator (119) ( Figure 21).
  • Each funnel is provided with a funnel (120,120 ') for receiving the parasitic discharge of fluids inside the drums (figure 21). These rejections are conducted by concentric tubes (121,121 ') to a filter (122) which also collects the fluid from a tube (123) of the separator (119) ( Figure 21).
  • the fluid from the filter (122) is pumped by a recycling pump (124), which leads to a reservoir (125) then recycled by an intake pump (126) into the tube intake (106).
  • a modular installation has multiple advantages.
  • FIGS. 24 to 30 of a fourth embodiment of the invention Reference is now made to FIGS. 24 to 30 of a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 26 shows schematically the installation of a disinfection-rinsing device (201) according to the invention in a disinfection installation (202) located in upstream of a bottling line (203).
  • the plugging parts (213) from a store (204), which directs and distributes them, are brought by an input slide (214) to a disinfection-rinsing device (201), in which they circulate in a path helical (215) under the effect of a pushing fluid, then exit by a slide outlet (216) equipped with a regulator (205) determining the output speed of the parts capping (213), depending on the flow required for the bottling line (203) which sees the casings of a filler (203a), and a screwdriver (203b).
  • FIGS 26 and 27 show only the main organs of the disinfection liquid circuit: tank (206), pump (207), filters (208), inlet (209) of liquid in the device (201) separating into a plurality of conduits injection (210), for example three, each supplying a liquid injection nozzle (211a, 211b, 211c).
  • a disinfection-rinsing device (201) according to this fourth embodiment is produced in the form of a standard module corresponding to predetermined standard disinfection, said standard module being shown diagrammatically in figures 24 and 26.
  • the helical path includes for example but not limited to six turns contiguous whose upper part of the last turn (or back turn) performs the function of air rinsing, the previous turns (or front turns) performing the function of sterilization by means of a sterilization liquid, injected by a plurality of nozzles liquid injection for example three in number (211a, 211b, 211c) per turn.
  • the U-shaped slide which forms the helical path (215) can be produced according to the techniques already described for the third embodiment.
  • the routing of the pieces of plugging takes place in the standard module (201), between a cylindrical sleeve (217) fixed forming the outer shell, a fixed bottom (or bottom) (218) of slide, and two partition walls (219).
  • the closure pieces are set in motion by the sterilization liquid under pressure which also acts as a thrust.
  • the nozzles are distributed regularly over each turn and oriented according to a thrust angle ( ⁇ ), as shown in Figure 29 corresponding to a view detail of one of the front turns.
  • the thrust angle ( ⁇ ) is preferably measured tangentially to the bottom of the turns.
  • Holes (220a, 220b, 220c) are provided in the bottom of the turns for the passage nozzles (211a, 211b, 211c).
  • one of the orifices (220c) is provided in the lower part of each turn, on the vertical (221) and longitudinal plane of the module.
  • the excess sterilization liquid is discharged through the two high ports (220a, 220b) of each turn, flows into the cylindrical space (222), passes through the low orifices (220c) of the front turns, then the evacuation holes (223) provided at the bottom of the sleeve cylindrical (217) external, to then be collected in a drain pan (225).
  • the evacuation holes (223) are preferably oblong, their longitudinal axis being placed perpendicular to the vertical longitudinal plane (221) of the module and on the axes of the partitions (219) so that the liquid is evacuated by the substantially triangular interstices (224) located on either side of the separations (219) of the slides between the closure pieces (213).
  • FIG. 31 showing the air rinsing carried out substantially in half or a third of the upper part of the last turn.
  • the air inlet (223) also distributes the air to a second (or more) nozzle air injection (212b), located towards the top of the last turn and directing the air towards the inside of the closure pieces that pass in front of it so as to rinse them from inside one after the other.
  • a second (or more) nozzle air injection (212b) located towards the top of the last turn and directing the air towards the inside of the closure pieces that pass in front of it so as to rinse them from inside one after the other.
  • the outside of the plugs (213) is rinsed by one or more nozzles (212c) located outside the cylindrical sheath (217).
  • the plugging parts are pushed by the air, then rinsed internally and externally (or vice versa) to arrive already partially dried in the outlet slide which directs them to a dryer (not shown) which will finish their drying.
  • the regulator (205) can be, for example, composed of a rotating star part (226) driven by a geared motor (227).

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  • Sealing Of Jars (AREA)

Description

La présente invention concerne un dispositif de désinfection de pièces plastiques et/ou métalliques destinées au bouchage de bouteilles.
Un tel dispositif peut être illustré dans l'état de la technique par EP-A-349 502.
La demanderesse s'est fixé comme objectif de réaliser un dispositif moins onéreux que ceux utilisés actuellement tout en prolongeant notablement la durée de la désinfection. Un autre objectif est de réaliser une installation modulable à volonté.
Conformément à l'invention, ces objectifs sont atteints grâce à une machine de désinfection de pièces plastiques et/ou métalliques de bouchage de bouteilles, machine installée sur une ligne d'embouteillage, en amont de la machine à visser et fonctionnant à la même cadence que celle-ci, les pièces de bouchage étant introduites non stériles dans une entrée à une extrémité de la machine et ressortant stérilisées par une sortie à l'autre extrémité de la machine, caractérisée en ce que le cheminement des pièces entre l'entrée et la sortie de la machine et à l'intérieur de celle-ci, est un cheminement hélicoïdal.
Les pièces de bouchage sont mises en mouvement par friction contre un organe en rotation ou par un fluide de poussée.
Une machine selon l'invention effectue au moins les fonctions de désinfection et rinçage ; selon la variante de réalisation choisie elle effectue également un préséchage ou un séchage.
Selon deux premières variantes de réalisation, une machine selon l'invention comporte trois sections successives et coaxiales : désinfection, rinçage, séchage, et de même axe que l'hélice du cheminement ainsi que les caractéristiques préférentielles et éventuelles ci-après.
De façon préférentielle, les pièces sont mises en mouvement dans leur cheminement par friction contre un organe en rotation.
Plus particulièrement, les pièces sont mises en mouvement par un système de transport formé d'un fourreau cylindrique creux, mobile en rotation autour d'une glissière hélicoïdale solidaire d'un tambour fixe et enroulée sur la paroi extérieure de celui-ci, la glissière présentant un profil en U ouvert vers le fourreau et une hauteur inférieure à celle des pièces de bouchage de manière que le frottement entre le tambour rotatif et les pièces de bouchage introduites dans la glissière engendre le déplacement desdites pièces.
De façon préférentielle, dans la section de désinfection, le fond de la vis hélicoïdale comporte un nombre important de trous à travers lesquels une pluralité de buses situées à l'intérieur du tambour fixe et de préférence dans sa partie haute, injecte une solution désinfectante.
De façon préférentielle, les trous sont dirigés selon une direction inclinée par rapport à un rayon du tambour.
De façon préférentielle, le liquide désinfectant est recueilli en partie inférieure du tambour fixe, dans une cavité d'aspiration décalée par rapport au plan vertical de symétrie du tambour, le liquide étant déporté par la rotation du tambour rotatif.
De façon préférentielle, on prévoit des aménagements pour éviter que le liguide s'écoule par les extrémités du tambour.
De façon préférentielle, après aspiration par un conduit, le liquide désinfectant est filtré dans des moyens de filtration puis réchauffé par des moyens de chauffage puis recyclé.
De façon préférentielle, on prévoit des transitions entre les sections par des aménagement de la glissière hélicoïdale.
De façon préférentielle, l'injection de la solution désinfectante est réalisée par une buse dans une chambre d'égalisation de pression formée par une paroi parallèle à celle du tambour fixe.
De façon préférentielle, on prévoit sur la face interne du tambour rotatif une rainure dans laquelle glisse le capuchon central des pièces.
Selon deux autres variantes de réalisation d'une machine selon l'invention, les pièces de bouchage sont mises en mouvement par un fluide de poussée.
De façon préférentielle, le fluide de poussée est choisi dans l'ensemble (air comprimé, air filtré pulsé, liquide de désinfection).
De façon préférentielle, les pièces circulent dans un système de transport formé d'un fourreau cylindrique creux et fixe, entourant une glissière hélicoïdale solidaire d'un tambour fixe et enroulée sur la paroi extérieure de celui-ci, la sole de la glissière étant munie d'ouies pour l'injection du fluide de poussée.
De façon préférentielle, la glissière est réalisée par une séparation profilée positionnée et soudée dans une gorge hélicoïdale prévue sur le tambour fixe.
De façon préférentielle, la sole est une bande métallique souple enroulée entre les séparations et maintenue par tension à ses extrémités, et appuyée sur deux épaulements de la séparation.
De façon préférentielle, la machine est composée de modules de conception identique assemblés en série et fermés aux deux extrémités.
De façon préférentielle, on prévoit en sortie de chaque module et sur son fourreau au moins une fente pour favoriser l'aspiration du fluide de poussée dans un collecteur annulaire.
De façon préférentielle, le liquide est recyclé dans le tube d'admission.
Selon les besoins, l'axe longitudinal de la machine est disposé verticalement pour un fonctionnement vertical ou disposé horizontalement pour un fonctionnement horizontal.
Selon l'une des variantes, la machine comporte un module standard à plusieurs spires dont la partie haute de la dernière spire réalise la fonction de rinçage par air, les spires précédentes ou spires avant réalisant la fonction de stérilisation.
De façon préférentielle, dans la sole de chaque spire avant on prévoit des orifices pour le passage de buses d'injection de liquide orientées selon un angle de poussée.
De façon préférentielle, l'un des orifices est prévu en partie basse de chaque spire sur le plan de symétrie vertical.
De façon préférentielle, un cylindre coaxial avec le fourreau cylindrique délimite un espace cylindrique d'évacuation.
De façon préférentielle le fourreau cylindrique comporte des trous d'évacuation de forme oblongue.
De façon préférentielle, une arrivée d'air, à l'intérieur du module, distribue l'air à au moins une buse d'injection d'air pour réaliser la poussée des pièces de bouchage, puis à au moins une deuxième buse d'injection d'air réalisant le rinçage interne des pièces de bouchage, puis à au moins une troisième buse d'injection d'air réalisant le rinçage externe des pièces de bouchage.
Bien entendu, les caractéristiques préférentielles mais non limitatives énumérées peuvent être appliquées individuellement ou en combinaison.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en référence aux figures annexées suivantes :
  • Figure 1 : croquis montrant, vu de côté, un premier mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 2 : croquis montrant le tambour fixe et la glissière de transport,
  • Figure 3 : croquis montrant l'ensemble de transport selon une coupe verticale réalisée dans la section de désinfection,
  • Figure 4 : détail de l'ensemble de transport dans sa partie haute,
  • Figure 5 : détail de l'ensemble de transport dans sa partie basse,
  • Figure 6 : croquis montrant, en vue de côté, un deuxième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 7 : croquis montrant le tambour fixe et la glissière de transport dans le mode de réalisation de la figure 6,
  • Figure 8 : croquis montrant l'ensemble de transport selon une coupe verticale réalisée dans la section de désinfection,
  • Figure 9 : détail de l'ensemble de transport dans sa partie haute,
  • Figure 10 : détail de l'ensemble de transport dans sa partie basse,
  • Figure 11 : vue en coupe selon BB de la figure 9,
  • Figures 12 à 18 : croquis montrant des variantes d'aménagement du tambour rotatif (6),
  • Figures 19a, 19b : croquis montrant la conception des transitions entre sections,
  • Figures 20a, 20b : détails de l'ensemble de transport dans le cas de « bouchons sport ».
  • Figure 21 :croquis montrant, vu en coupe, un troisième mode de réalisation de l'invention.
  • Figures 22, 22a,22b : vues de détail du mode de réalisation de la figure 2,
  • Figure 23 : étapes d'un procédé selon l'invention,
  • Figures 24 et 25 : schémas de principe d'un module standard selon un quatrième mode de réalisation de l'invention,
  • Figure 26 : vue générale schématique d'une installation de désinfection comportant un dispositif selon les figures 24 et 25,
  • Figure 27 : vue de face de l'installation de la figure 26.
  • Figure 28 : vue de détail d'une buse d'injection de liquide de désinfection,
  • Figure 29: vue en coupe verticale d'une des spires avant d'un module standard de désinfection-rinçage,
  • Figure 30 : coupe horizontale partielle réalisée selon AA de la figure 29,
  • Figure 31 : vue en coupe verticale et transversale de la partie haute de la dernière spire d'un module standard de désinfection-rinçage.
On se reporte d'abord aux figures 1 à 5 correspondant à un premier mode de réalisation de l'invention.
Un dispositif (1) de désinfection selon l'invention est installé sur la ligne d'embouteillage, en amont de la machine à visser et il fonctionne à la même cadence que celle-ci.
Un tel dispositif comprend essentiellement trois sections successives et sur le même axe : une section de désinfection (2), une section de rinçage (3), une zone de séchage (4).
Sur les figures 1 à 5 représentant un premier mode de réalisation non limitatif de l'invention et fonctionnant horizontalement, celui-ci se compose principalement d'un ensemble de transport (5) formé d'un fourreau (6) cylindrique creux, mobile en rotation autour d'une glissière hélicoïdale (7) solidaire d'un tambour fixe (8) et enroulée sur la paroi extérieure de celui-ci. La glissière (7) présente un profil en U ouvert vers le fourreau.
Le fourreau ou tambour rotatif (6) et le tambour fixe (8) sont coaxiaux.
La glissière hélicoïdale (7) est prolongée à une extrémité du tambour fixe (8) par une partie rectiligne inclinée formant glissière d'entrée (9) dans laquelle toutes les pièces de bouchage (11) non stériles sont orientées dans le même sens et descendent vers le bas pour entrer dans l'ensemble de transport.
La glissière hélicoïdale est prolongée à son autre extrémité par une partie rectiligne également inclinée formant glissière de sortie (10) de façon à diriger vers le bas les pièces de bouchage (11) toutes orientées dans le même sens que dans la glissière d'entrée (9).
La glissière (7) est sensiblement moins haute (voir figures 9,11) que les pièces de bouchage de façon à les laisser dépasser. Le frottement entre le tambour rotatif (6) et les pièces de bouchage (11) provoque le mouvement de celles-ci dans la glissière hélicoïdale (7) en les entraínant vers la glissière de sortie (10).
La surface intérieure du tambour rotatif (6) peut, par exemple être lisse, ou striée par des rainures parallèles à l'axe de rotation, ou striée par des rainures selon une hélice parallèle à l'axe (12) de la glissière hélicoïdale fixe (7) (voir figure 12).
Grâce à cet ensemble de transport interne (5) le trajet d'une pièce de bouchage (11) est considérablement allongé par rapport à la longueur du tambour fixe.
A titre d'exemple, une pièce de bouchage (11) parcourt 35 m pour une longueur de fourreau de 1 m.
Dans la section de désinfection (voir figures 2,4), le fond (13) de la vis hélicoïdale (7), comporte un nombre important de trous (14) à travers lesquels une pluralité de buses (15), situées à l'intérieur du tambour fixe (8) et de préférence dans sa partie haute, injecte une solution désinfectante liquide et/ou gazeuse et/ou chaude.
Préférentiellement, les trous (14) ne sont pas dirigés radialement mais selon une direction inclinée, par exemple d'un angle α= de 10 à 20°, par rapport à un rayon du tambour. Les jets (16) de solution désinfectante participent ainsi au mouvement des pièces de bouchage (11).
Préférentiellement, comme sur la figure 5, le liquide désinfectant est recueilli en partie inférieure du tambour fixe (8), dans une cavité d'aspiration (17) décalée par rapport au plan vertical de symétrie du tambour, le liquide étant déporté par la rotation du tambour rotatif (6).
Pour éviter que le liquide s'écoule par les extrémités du tambour rotatif, on prévoit des aménagements dont quelques variantes sont décrites ci-après à titre d'exemples non limitatifs :
  • le tambour rotatif (6) (figures 13, 14a, 14b) peut présenter des retours circulaires rigides (18) à chaque extrémité dont la hauteur est supérieure au niveau (12) de liquide à retenir. Dans ce cas, la glissière d'entrée (9) devra être coudée en (19) pour contourner le retour (18) ;
  • dans le cas où les retours (18) seraient en élastomère ou autre matériau souple, on peut prévoir un doigt d'écartement (21) au droit de l'arrivée de la glissière d'entrée (9) (voir figure 17) ;
  • l'ensemble du tambour rotatif (6) (figure 15) peut être immergé dans un bac (20) ;
  • l'ensemble du tambour peut être incliné et une de ses extrémités immergée dans un bac (20) (figure 16) ;
  • on peut également faire varier le rayon de giration de la glissière hélicoïdale (7) au droit de l'entrée et de la sortie du tambour rotatif (figure 18).
Après aspiration par un conduit (18a) (voir figure 1), le liquide désinfectant est filtré dans des moyens de filtration (22) puis réchauffé par des moyens de chauffage (23) puis recyclé.
Les sections de rinçage (3) et de séchage (4) comportent chacune un moyen de transport construit sur le même principe que celui de la section de désinfection.
Les transitions entre sections peuvent être réalisées par des aménagements de la glissière hélicoïdale :
  • par variation du diamètre primitif de la glissière hélicoïdale (7) qui est monobloc dans ce cas (voir croquis figure 19a) ;
  • par variation du diamètre primitif et augmentation du pas (pour ne pas diminuer le rayon de giration),dans ce cas la glissière est visible (voir croquis figure 19b).
Le bâti et les moyens mécaniques d'entraínement (moteur (30), galets (31)...) sont à la portée de l'homme du métier.
Un deuxième mode de réalisation est donné à titre d'exemple non limitatif sur les figures 6 à 11.
Celui-ci diffère du premier mode de réalisation essentiellement par la forme du bâti (24) et la transition entre deux sections par augmentation du pas de la glissière hélicoïdale.
Il comporte également des trappes de visite (25) qui peuvent bien entendu être également prévues sur le premier mode de réalisation.
L'injection de la solution désinfectante est réalisée par une buse (15) dans une chambre d'égalisation de pression (26) formée par une paroi parallèle (27) à celle du tambour fixe (8) (figure 9).
La figure 11 montre, vu en coupe selon BB de la figure 9, des pièces de bouchage dans deux boucles successives de la glissière.
Ces modes de réalisation peuvent être modifiés pour la stérilisation des bouchons dits « sport » avec capuchon central (29) en saillie sur la capsule.
Dans ce cas (figures 20a, 20b) on prévoit sur la face interne du tambour rotatif (6) des rainures ou cannelures droites parallèles à l'axe de rotation (28) dans lesquelles glisse le capuchon central des pièces.
On se reporte à présent aux figures 21 à 23 d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Celui-ci est représenté fonctionnant verticalement, du haut vers le bas mais on peut inverser le sens de fonctionnement et on peut également prévoir de le faire fonctionner horizontalement dans un sens ou dans l'autre.
Dans ce mode de réalisation, les pièces sont mises en mouvement par un fluide de poussée injecté dans la machine, leur cheminement entre l'entrée E et la sortie S de la machine restant hélicoïdal. Le fluide de poussée est par exemple de l'air filtré injecté sous pression ou envoyé par une turbine.
Les pièces de bouchage circulent dans un système de transport (5) composé d'un fourreau cylindrique creux (101) et fixe, coaxial avec un tambour fixe (102) formant support pour une glissière hélicoïdale (107) de transport disposée dans l'espacement entre fourreau (101) et tambour (102).
Le fourreau cylindrique creux (101) entoure une glissière hélicoïdale solidaire d'un tambour fixe et enroulée sur la paroi extérieure de celui-ci, la sole (103) de la glissière étant munie d'ouies pour l'injection du fluide de poussée.
A titre d'exemple non limitatif on a représenté sur les figures une glissière hélicoïdale réalisée grâce à une séparation profilée (107a) positionnée et soudée dans une gorge hélicoïdale prévue sur la surface externe du tambour fixe (102) (figure 22a).
Le fond de la glissière, appelé sole de glissement (103) est réalisée sous forme d'une bande métallique souple enroulée en spirale entre les séparations (107a), et maintenue par tension à ses deux extrémités, ses deux bords étant appuyés sur deux épaulements (107b) prévus de chaque côté de la séparation (107a) (figure 22a).
De façon préférentielle, l'installation est modulaire comme sur les figures 21 et 22, c'est-à-dire que les sections de désinfection (108), rinçage (109), séchage (110) sont des modules de conception identique assemblés en série par des moyens de fixation (104) et fermés aux deux extrémités par une paroi d'entrée et une paroi de sortie (111,112).
On utilise préférentiellement une sole de glissement unique pour l'ensemble des modules.
Ces modules sont différentiés selon leur fonction par le fluide qui y est conduit.
Selon qu'un module est utilisé en section de désinfection, de lavage ou de séchage on amène, par des tubes (106 ou 106') intérieurs au tambour (102) et parallèles à son axe longitudinal, du fluide de désinfection ou du fluide de poussée (par exemple du liquide par le tube (106) et de l'air stérile par le tube (106')).
Le fluide est par exemple injecté dans la chambre de pression (105) par des buses (114) à débit réglable grâce à des moyens de réglage (114b) et traversant le tambour (102) par des fentes rectangulaires (114a). On peut prévoir de une à quatre buses par tour (figures 21,22,22a,22b).
Le fluide traverse ensuite la sole de glissement par des ouies (113) (dont la géométrie par exemple triangulaire (113a) ou trapézoïdale (113b) et connue de l'art antérieur) qui dirigent le jet de fluide dans le sens du déplacement des pièces de bouchage (figure 22a).
On prévoit à l'extrémité de sortie de chaque module, et sur son fourreau fixe (101), une (ou plusieurs) fentes d'aspiration (116) (figure 22a) de préférence inclinée (par exemple à 45°) pour favoriser l'aspiration du fluide de poussée dans un collecteur annulaire (115) (figures 22a et 21) grâce à un moyen d'aspiration (117). Ce fluide partira ensuite en vue d'un recyclage dans un séparateur fluide/air (119) (figure 21).
On prévoit en sortie de chaque module un entonnoir (120,120') de réception des rejets parasites de fluides à l'intérieur des tambours (figure 21). Ces rejets sont conduits par des tubes concentriques (121,121') jusqu'à un filtre (122) qui recueille également le fluide issu par un tube (123) du séparateur (119) (figure 21).
Le fluide issu du filtre (122) est pompé par une pompe de recyclage (124), conduit à un réservoir (125) puis recyclé par une pompe d'admission (126) dans le tube d'admission (106).
Une installation modulaire présente de multiples avantages.
Elle permet notamment de modifier une installation existante (en ajoutant par exemple des modules si la désinfection n'est pas suffisante), ou de réaliser, avec des éléments standards, des installations adaptées à des contraintes locales, ou de modifier un processus.
Sur la figure 23 on a représenté à titre d'exemple non limitatif les étapes pouvant composer un procédé de désinfection conforme à l'invention, celles-ci sont :
  • E : entrée des pièces de bouchage
  • A : injection liquide désinfection, phase liquide
  • B : injection fluide de poussée
  • C : sortie liquide désinfection
  • D : injection d'eau pure
  • H : injection fluide de poussée
  • F : sortie d'eau
  • G : séchage par air
  • I : sortie d'air
  • S : sortie des pièces de bouchage
    • On se reporte à présent aux figures 24 à 30 d'un quatrième mode de réalisation de l'invention.
    La figure 26 montre schématiquement l'implantation d'un dispositif de désinfection-rinçage (201) selon l'invention dans une installation de désinfection (202) située en amont d'une ligne d'embouteillage (203).
    Dans l'installation (202), les pièces de bouchage (213) issues d'un magasin (204), qui les oriente et les distribue, sont amenées par une glissière d'entrée (214) à un dispositif de désinfection-rinçage (201), dans lequel elles circulent dans un chemin hélicoïdal (215) sous l'effet d'un fluide de poussée, puis sortent par une glissière de sortie (216) équipée d'un régulateur (205) déterminant la vitesse de sortie des pièces de bouchage (213), en fonction du débit nécessaire à la ligne d'embouteillage (203) dont on aperçoit les carter d'une soutireuse (203a), et d'une visseuse (203b).
    Sur les figures 26 et 27 on a représenté uniquement les principaux organes du circuit du liquide de désinfection : réservoir (206), pompe (207), filtres (208), l'arrivée (209) de liquide dans le dispositif (201) se séparant en une pluralité de conduits d'injection (210), par exemple trois, alimentant chacun une buse d'injection de liquide (211a, 211b, 211c).
    Du circuit d'air comprimé, on n'a représenté que- les emplacements des buses d'injection d'air (212a, 212b).
    Un dispositif de désinfection-rinçage (201) selon ce quatrième mode de réalisation est fabriqué sous forme d'un module standard correspondant à des critères de désinfection standard prédéterminés, ledit module standard étant schématisé en figures 24 et 26.
    Le cheminement hélicoïdal comporte par exemple mais non limitativement six spires jointives dont la partie haute de la dernière spire (ou spire arrière) réalise la fonction de rinçage par air, les spires précédentes (ou spires avant) réalisant la fonction de stérilisation au moyen d'un liquide de stérilisation, injecté par une pluralité de buses d'injection de liquide par exemple au nombre de trois (211a, 211b, 211c) par spire.
    La glissière en U qui forme le cheminement hélicoïdal (215) peut être réalisée selon les techniques déjà décrites pour le troisième mode de réalisation.
    Comme dans le mode de réalisation précédent, le cheminement des pièces de bouchage s'effectue dans le module standard (201), entre un fourreau cylindrique (217) fixe formant l'enveloppe externe, une sole (ou fond) fixe (218) de glissière, et deux parois de séparation (219).
    A l'intérieur de ce cheminement, les pièces de bouchage sont mises en mouvement par le liquide de stérilisation sous pression qui fait également office de fluide de poussée.
    A cet effet, les buses sont réparties régulièrement sur chaque spire et orientées selon un angle de poussée (β), comme le montre la figure 29 correspondant à une vue de détail de l'une des spires avant.
    L'angle de poussée (β) est de préférence mesuré tangentiellement à la sole des spires.
    Des orifices (220a, 220b, 220c) sont prévus dans la sole des spires pour le passage des buses (211a, 211b, 211c).
    De façon préférentielle, un des orifices (220c) est prévu en partie basse de chaque spire, sur le plan vertical (221) et longitudinale du module.
    Un cylindre (222a), coaxial avec le fourreau fixe cylindrique (217) délimite avec l'ensemble des fonds de spires (218) un espace cylindrique d'évacuation (222).
    Le liquide de stérilisation en excès est évacué par les deux orifices hauts (220a, 220b) de chaque spire, s'écoule dans l'espace cylindrique (222), traverse les orifices bas (220c) des spires avant, puis les trous d'évacuation (223) prévus en bas du fourreau cylindrique (217) externe, pour ensuite être recueilli dans un bac d'évacuation (225).
    Les trous d'évacuation (223) (voir figure 30) sont de préférence de forme oblongue, leur axe longitudinal étant placé perpendiculairement au plan longitudinal vertical (221) du module et sur les axes des séparations (219) de façon à ce que le liquide s'évacue par les interstices sensiblement triangulaires (224) situés de part et d'autre des séparations (219) des glissières entre les pièces de bouchage (213).
    On se reporte à présent à la figure 31 montrant le rinçage par air réalisé sensiblement dans la moitié ou le tiers de la partie haute de la dernière spire.
    Une arrivée d'air sous pression (223) située à l'intérieur du module (201), distribue l'air sous pression à une première (ou plusieurs) buse d'injection d'air (212a), dirigeant l'air dans le sens du mouvement des pièces de bouchage (213) de manière à prendre le relais, en tant que fluide de poussée, du liquide de désinfection qui opérait dans la partie basse de la spire et a été évacué.
    L'arrivée d'air (223) distribue également l'air à une deuxième (ou plusieurs) buse d'injection d'air (212b), située vers le sommet de la dernière spire et dirigeant l'air vers l'intérieur des pièces de bouchage qui défilent devant elle de manière à les rincer de l'intérieur l'une après l'autre.
    L'extérieur des pièces de bouchage (213) est rincé par une ou plusieurs buses (212c) situées extérieurement au fourreau cylindrique (217).
    Dans la partie haute de la dernière spire réalisant le rinçage, les pièces de bouchage sont poussées par l'air, puis rincées intérieurement et extérieurement (ou l'inverse) pour arriver déjà en partie séchées dans la glissière de sortie qui les dirige vers un sécheur (non représenté) qui terminera leur séchage.
    Pour régler la vitesse de sortie des pièces de bouchage (213), le régulateur (205) peut être, par exemple, composé d'une pièce rotative en étoile (226) entraínée par un motoréducteur (227).

    Claims (29)

    1. Machine de désinfection de pièces plastiques et/ou métalliques de bouchage de bouteilles, machine installée sur une ligne d'embouteillage, en amont de la machine à visser et fonctionnant à la même cadence que celle-ci, les pièces de bouchage étant introduites non stériles dans une entrée à une extrémité de la machine et ressortant stérilisées par une sortie à l'autre extrémité de la machine, caractérisée en ce que le cheminement des pièces entre l'entrée et la sortie de la machine et à l'intérieur de celle-ci, est un cheminement hélicoïdal.
    2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte trois sections successives et coaxiales : désinfection (2), rinçage (3), séchage (4), et de même axe que l'hélice du cheminement.
    3. Machine selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les pièces sont mises en mouvement dans leur cheminement par friction contre un organe en rotation.
    4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les pièces sont mises en mouvement par un système de transport (5) formé d'un fourreau cylindrique creux, mobile en rotation autour d'une glissière hélicoïdale (7) solidaire d'un tambour fixe (8) et enroulée sur la paroi extérieure de celui-ci, la glissière présentant un profil en U ouvert vers le fourreau et une hauteur inférieure à celle des pièces de bouchage de manière que le frottement entre le tambour rotatif (6) et les pièces de bouchage introduites dans la glissière engendre le déplacement desdites pièces.
    5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que, dans la section de désinfection, le fond (13) de la vis hélicoïdale (7) comporte un nombre important de trous (14) à travers lesquels une pluralité de buses (15) situées à l'intérieur du tambour fixe (8) et de préférence dans sa partie haute, injecte une solution désinfectante.
    6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que les trous (14) sont dirigés selon une direction inclinée par rapport à un rayon du tambour.
    7. Machine selon l'une des revendications 5 à 6, caractérisée en ce que le liquide désinfectant est recueilli en partie inférieure du tambour fixe (8), dans une cavité d'aspiration (17) décalée par rapport au plan vertical de symétrie du tambour, le liquide étant déporté par la rotation du tambour rotatif (6).
    8. Machine selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que on prévoit des aménagements pour éviter que le liquide s'écoule par les extrémités du tambour.
    9. Machine selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que, après aspiration par un conduit (18), le liquide désinfectant est filtré dans des moyens de filtration (22) puis réchauffé par des moyens de chauffage (23) puis recyclé
    10. Machine selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que on prévoit des transitions entre les sections par des aménagements de la glissière hélicoïdale.
    11. Machine selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que l'injection de la solution désinfectante est réalisée par une buse (15) dans une chambre d'égalisation de pression (26) formée par une paroi parallèle (27) à celle du tambour fixe.
    12. Machine selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisée en ce que on prévoit sur la face interne du tambour rotatif (6) une rainure (28) dans laquelle glisse le capuchon central des pièces.
    13. Machine selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les pièces de bouchage sont mises en mouvement par un fluide de poussée.
    14. Machine selon la revendication 13, caractérisé en ce que le fluide de poussée est choisi dans l'ensemble (air comprimé, air filtré pulsé, liquide de désinfection).
    15. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce que les pièces circulent dans un système de transport (5) formé d'un fourreau cylindrique creux (101,217) et fixe, entourant une glissière hélicoïdale solidaire d'un tambour fixe et enroulée sur la paroi extérieure de celui-ci, la sole (103,218) de la glissière étant munie d'ouies pour l'injection du fluide de poussée.
    16. Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce que la glissière est réalisée par une séparation profilée (107a,219) positionnée et soudée dans une gorge hélicoïdale prévue sur le tambour fixe (102).
    17. Machine selon la revendication 16, caractérisée en ce que la sole (103,218) est une bande métallique souple enroulée entre les séparations (107a,219) et maintenue par tension à ses extrémités, et appuyée sur deux épaulements (107b) de la séparation.
    18. Machine selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisée en ce qu'elle est composée de modules de conception identique assemblés en série et fermés aux deux extrémités.
    19. Machine selon l'une des revendications 13 à 18, caractérisée en ce qu'on prévoit en sortie de chaque module un entonnoir (120,120') de réception des rejets.
    20. Machine selon l'une des revendications 13 à 19, caractérisée en ce qu'on prévoit à l'extrémité de chaque module et sur son fourreau au moins une fente (116) pour favoriser l'aspiration du fluide de poussée dans un collecteur annulaire (115).
    21. Machine selon l'une des revendications 13 à 20, caractérisée en ce que le liquide est recyclé dans le tube d'admission.
    22. Machine selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisée en ce que son axe longitudinal est disposé verticalement pour un fonctionnement vertical.
    23. Machine selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisée en ce que son axe longitudinal est disposé horizontalement pour un fonctionnement horizontal.
    24. Machine selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisée en ce qu'elle comporte un module standard à plusieurs spires dont la partie haute de la dernière spire (réalise la fonction de rinçage par air, les spires précédentes ou spires avant réalisant la fonction de stérilisation.
    25. Machine selon la revendication 24, caractérisée en ce que dans la sole de chaque spire avant on prévoit des orifices (220a,220b,220c) pour le passage de buses d'injection de liquide (211a, 211b, 211c) orientées selon un angle de poussée (β).
    26. Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'un des orifices (220c) est prévu en partie basse de chaque spire sur le plan de symétrie vertical (221).
    27. Machine selon l'une des revendications 24 à 26, caractérisée en qu'un cylindre (222a) coaxial avec le fourreau cylindrique (217) délimite un espace cylindrique d'évacuation (222).
    28. Machine selon la revendication 27, caractérisée en ce que le fourreau cylindrique (217) comporte des trous d'évacuation (223) de forme oblongue.
    29. Machine selon la revendication 24, caractérisée en ce que une arrivée d'air (223), à l'intérieur du module (201), distribue l'air à au moins une buse d'injection d'air (212a) pour réaliser la poussée des pièces de bouchage, puis à au moins une deuxième buse d'injection d'air (212b) réalisant le rinçage interne des pièces de bouchage, puis à au moins une troisième buse d'injection d'air (212c) réalisant le rinçage externe des pièces de bouchage.
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