EP1705118B1 - Unité de dosage pour machine de conditionnement de produits liquides ou pateux, et son procédé de fonctionnement - Google Patents
Unité de dosage pour machine de conditionnement de produits liquides ou pateux, et son procédé de fonctionnement Download PDFInfo
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- EP1705118B1 EP1705118B1 EP20050006106 EP05006106A EP1705118B1 EP 1705118 B1 EP1705118 B1 EP 1705118B1 EP 20050006106 EP20050006106 EP 20050006106 EP 05006106 A EP05006106 A EP 05006106A EP 1705118 B1 EP1705118 B1 EP 1705118B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
- B65B3/26—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled
- B65B3/30—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement
- B65B3/32—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement by pistons co-operating with measuring chambers
Definitions
- the present invention relates to a dosing unit for a liquid or pasty product packaging machine, in particular for the preparation of portions of processed cheese and in particular of individual portions poured into a preformed shell, this dosage unit comprising mainly a body provided with a substantially cylindrical cavity containing a cylindrical plug whose outer diameter is substantially equal to the diameter of said cavity, at least one metering piston whose inlet is in communication with a reservoir of said liquid or pasty product and an outlet is connected to a first inlet orifice formed in the wall of said body and communicating with a peripheral dispensing channel extending over a given angular sector of said cylindrical plug and which communicates with a second outlet orifice formed in the wall of said body, connected to a spout of output arranged to sequentially release said product it is liquid or pasty and deposit it in said preformed shell, said plug being coupled to an actuating mechanism arranged to drive this plug in rotation, alternately in a direction and in the opposite direction, and to sequentially communicate the output of said piston of dosing with
- this dosage unit comprising mainly a body provided with a substantially cylindrical cavity containing a cylindrical plug whose outer diameter is substantially equal to the diameter of said cavity, at least one metering piston whose inlet is in communication with a reservoir of said liquid or pasty product and an outlet is connected to a first inlet orifice formed in the wall of said body and communicating with a peripheral dispensing channel extending over a given angular sector of said cylindrical plug and which communicates with a second outlet orifice formed in the wall of said body, connected to an outlet spout arranged to release quentially said liquid or pasty product and depositing it in said preformed shell, said plug being coupled to an actuating mechanism arranged to drive said rotary plug, alternately in a direction and in the opposite direction, and to sequentially communicate the output of said metering piston with the
- Dosage units of this type are known and widely used in the agri-food field, the pharmaceutical field or the cosmetic field. They are used in particular for the purpose of packaging small portions or individual portions of processed cheese, but also for dosing pasty substances such as care creams, dental prophylactic pastes or the like. They may usually comprise a single metering piston, but also two metering pistons operating alternately to increase the rate without exerting too much stress on the product. Indeed, some products may undergo structural changes and / or texture if the constraints related to a production rate, including the rate of dosing pistons applied to it, are too high.
- the dosing machine object of the publication WO 01/83299 is provided with means for automatic cleaning of the plug and cylinders These means are in the form of grooves in which circulate cleaning and rinsing solutions when the plug and the cylinders have been moved axially in a cleaning position. This machine does not have space or clean room itself.
- the cleaning of the packaging device concerned by the publication EP 0 383 659 is done by injecting a washing fluid into a washing chamber, into which the piston is taken, and into the pumping cylinders around the pistons.
- This device does not have a plug in rotation and in translation
- None of these devices meets the conditions necessary for the efficient cleaning of a dispensing and dosing system for processed cheese, in particular in the case of a system equipped with a rotary distribution valve flanked on both sides of two horizontal pistons operating alternately ..
- the present invention therefore proposes to overcome these drawbacks by producing a dosing unit designed in such a way that an effective cleaning can be carried out completely on site regardless of the product to be conditioned, that is to say without dismantling the components that are in contact with this product, and to offer a method of operation of this dosing unit that incorporates all phases of cleaning, sanitizing and / or disinfection required to meet the requirements of hygiene.
- said actuating mechanism coupled to said cylindrical plug, comprises a splined shaft driven by a drive motor, this shaft grooved bearing a cam consisting of a cylindrical piece coaxial with said spline shaft and integral and coaxial with said cylindrical plug, this cam being provided with a profiled peripheral groove which cooperates with a fixed roller, said cylindrical piece constituting said cam being freely sliding axially by ratio to said spline shaft and rigidly coupled in rotation with said splined shaft, and said profiled peripheral groove having at least a first substantially circular sector arranged to allow rotation of said cylindrical part and said cylindrical bushel about their axis and at least a second sector substantially helical arranged to allow a die translational placement of said cam and said cylindrical plug along their common axis
- said first sector of said profiled peripheral groove is arranged to allow a rotation of said cylindrical piece constituting said cam and of said cylindrical plug integral with this cam about their axis on at least one angular sector between 30 ° and 180 ° preferably at least approximately equal to 90 °, according to the configuration of the elements arranged around the body of the plug. This rotation is required during the operational dosing phases to alternately communicate the source of the product to be assayed with the outlet nozzle which deposits the metered product in a receiving element.
- said profiled peripheral groove comprises a third substantially circular sector arranged to allow a rotation of said cylindrical piece constituting said cam and said cylindrical plug about their axis on at least one angular sector between 30 ° and 180 ° , preferably at least approximately equal to 90 °, according to the configuration of the elements arranged around the body of the plug.
- the corresponding rotation is useful for moving the cylindrical plug alternately in both directions during the cleaning phases to increase the turbulence of the cleaning, rinsing, disinfecting liquids or any other treatment undergone during these phases.
- said profiled peripheral groove comprises a third partially circular and partially helical sector, arranged to allow rotation combined with axial displacement of said cylindrical part constituting said cam and said cylindrical plug about their axis on at least one angular sector. between 30 ° and 180 °, preferably at least approximately equal to 90 °, according to the configuration of the elements arranged around the body of the plug.
- This combined movement has the advantage of further increasing the turbulence of cleaning liquids, rinsing, disinfection or any other treatment undergone during these phases.
- said first sector and said third sector are disposed on either side of said second helical sector, in order to clearly define the three phases of movement of said cylindrical plug, namely a normal operating phase for the determination of the product, a phase of moving to the cleaning zone and a cleaning phase.
- said first sector corresponds to a first position of said cylindrical plug in said first operational space of the plug, in which it performs alternative rotations to ensure the distribution of predetermined quantities of product to be packaged
- said second sector corresponds to a displacement in axial translation of said plug between said first space, said operational bushel, and said second space, said cleaning bushel
- said third sector corresponds to a position of said bushel in said second space called cleaning, in which it performs alternative rotations to undergo a cleaning operation.
- each metering piston is also subjected to cleaning and, for this purpose, each piston slides in a cylinder provided with a cavity in which said piston is brought to undergo this cleaning operation.
- said cylindrical plug is subjected to rotational movements combined with axial displacements in order to increase the turbulence of the cleaning fluids or other treatments during the cleaning phases.
- a cleaning operation of said metering piston is also carried out sequentially.
- the so-called “couleuse” module 10 comprises a frame 11 on which is mounted a metering unit 12 associated with a reservoir 13 containing the product to be metered and conditioned in predetermined portions. It is in this case a volumetric dosage particularly suitable for the preparation of small portions or individual portions of food products such as processed cheese, cosmetic products such as creams of care or pharmaceuticals or even dental prophylaxis.
- the metering unit 12 itself essentially comprises a body 14 arranged centrally under the reservoir 13 and for example two or even two pairs of metering pistons 15 sliding in cylinders 15 'arranged on either side of the body 14.
- the body 14 contains, on the one hand, a cylindrical bushel 16 and, on the other hand, a number of components of an actuating mechanism 17 arranged to drive the cylindrical plug 16 in rotation, alternately in one direction and in the opposite direction.
- the body 14 seen in more detail on the figures 4 , comprises a substantially cylindrical central cavity 18 composed of a first space 19, said operational cylindrical valve 16, and a second space 20, said cleaning bushel, said first space 19, said operational, and said second space 20, said cleaning, the cylindrical plug 16 being arranged in the extension of one another.
- These two spaces have a circular section at least equal in diameter to that of the cylindrical plug 16.
- the first space 19 preferably has a diameter substantially equal to that of the cylindrical plug 16, so that the clearance between the walls of the central cavity 18 in this area is very limited.
- the second space 20 preferably has a diameter substantially greater than that of the cylindrical plug 16, so that the clearance between the walls of the central cavity 18 in this zone is sufficient to allow easy circulation of cleaning liquids during the cleaning and treatment phases.
- the actuating mechanism 17, illustrated by the figure 3 is coupled to said cylindrical plug 16 and comprises a splined shaft 21 driven by a drive motor 22, for example a geared motor, this splined shaft 21 carrying a cam 23 constituted by a cylindrical piece coaxial with said spline shaft 21 and integral and coaxial of said cylindrical plug 16.
- This cam 23 is provided with a profiled peripheral groove 24 which cooperates with a fixed roller 25.
- Said cylindrical piece constituting said cam 23 is freely sliding axially with respect to said splined shaft 21 and rigidly coupled in rotation with this splined shaft 21, so as to slide axially by driving in translation the cylindrical plug 16.
- Said peripheral profiled groove 24 comprises at least a first substantially circular sector 24a arranged to allow a rotation of said cam 23 and said cylindrical plug 16 around their axis on a given angular sector, by example between 30 ° and 180 °, but preferably at least approximately equal to 90 °, and at least a second sector 24b substantially helical arranged to allow a displacement in translation of said cam 23 and said cylindrical plug 16 along their axis common over a given angular sector, for example between 30 ° and 180 ° but preferably at least approximately equal to 90 °.
- Said profiled peripheral groove 24 may comprise a substantially circular third sector 24c arranged to allow said cam 23 and said cylindrical plug 16 to rotate about their axis during the cleaning and treatment phases.
- This third sector 24c is preferably partially circular and partially helical and arranged to allow a combined rotation with an axial displacement of said cam 23 and said cylindrical plug 16 about their axis on at least one angular sector between 30 ° and 180 °, but preferably at least approximately 90 °.
- the cylindrical plug 16 is disposed in said first space 19 of said central cavity 18, that is to say towards the free end of the body 14.
- the cam 23 is in a position close to the free end of the splined shaft 21 and the fixed roller 25 is engaged in the peripheral groove 24 of the cam 23 in the substantially circular sector 24a arranged to allow a rotation of said cam 23 and said cylindrical plug 16 about their axis on a given angular sector.
- the movement of the cylindrical plug 16 is a reciprocating movement which makes it possible alternatively to release two doses of products respectively brought by the metering pistons 15. It is understood that if the number of the pistons is greater, for example two pairs of pistons working two to one.
- the number of doses of products per cycle will be equal to four.
- the plug At the end of a period of normal operation to condition the product contained in the tank, the plug, as well as all other components in contact with this product, must undergo a cleaning cycle and / or disinfection.
- the geared motor 22 drives the splined shaft 21 in continuous rotation, driving the cam 23.
- the fixed roller 25 engages in the second substantially helical sector 24b of the peripheral groove 24 of the cam 23, which has the effect of axially moving the cam 23 and the cylindrical plug 16 in a translational movement which brings said cylindrical plug 16 into said second space 20 said cleaning said cylindrical plug 16.
- the geared motor 22 drives the splined shaft 21 in rotation alternately in one direction and in the opposite direction , to generate an axial pivoting movement of the cylindrical plug.
- the geared motor 22 drives the cylindrical plug both in rotation and in translation, for increase mixing and turbulence in said cleaning space and improve the efficiency of this treatment.
- the metering pistons 15, which are also in contact with the products, are also subjected to a cleaning cycle.
- the cylinder 15 ', in which each piston 15 slides is provided with a cavity 9 ( figure 2 ), formed at the rear of the sliding zone of the piston head, and whose diameter is greater than the internal diameter of the cylinder 15 'in this sliding zone.
- the piston 15 is brought into this cavity 9 which has been filled with the appropriate liquid for cleaning.
- the cleaning space 20 and the cavities 9 of the pistons 15 are of course connected, for these operations, to one or more sources of treatment liquids through valves controlled for example by a central control unit which controls in particular the gear motor 22 of the actuating mechanism 17.
- the valves can also be driven by a standalone external control unit. This same automated treatment can be applied to the two metering pistons 15.
- the present invention makes it possible to carry out completely automatically the cleaning of a metering unit and in particular of all the moving components which are in contact with the products to be assayed, such as the cylindrical plug and the metering pistons, by bringing these components in specific parts of cleaning, thus avoiding the tedious and long disassembly of these components that are in contact with these products.
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Description
- La présente invention concerne une unité de dosage pour une machine de conditionnement de produit liquide ou pâteux, notamment pour la préparation de portions de fromage fondu et en particulier de portions individuelles coulées dans une coquille préformée, cette unité de dosage comportant principalement un corps pourvu d'une cavité sensiblement cylindrique contenant un boisseau cylindrique dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre de ladite cavité, au moins un piston de dosage dont une entrée est en communication avec un réservoir dudit produit liquide ou pâteux et une sortie est connectée à un premier orifice d'entrée ménagé dans la paroi dudit corps et communiquant avec un canal périphérique de dosage s'étendant sur un secteur angulaire déterminé dudit boisseau cylindrique et qui communique avec un deuxième orifice de sortie ménagé dans la paroi dudit corps, relié à un bec de sortie agencé pour libérer séquentiellement ledit produit liquide ou pâteux et le déposer dans ladite coquille préformée, ledit boisseau étant couplé à un mécanisme d'actionnement agencé pour entraîner ce boisseau en rotation, alternativement dans un sens et dans le sens opposé, et mettre séquentiellement en communication la sortie dudit piston de dosage avec le canal périphérique de dosage du boisseau et ledit canal périphérique de dosage du boisseau avec ledit bec de sortie de l'unité de dosage, dans laquelle ladite cavité sensiblement cylindrique comporte un premier espace, dit opérationnel du boisseau, et un second espace, dit de nettoyage dudit boisseau, ledit espace opérationnel et ledit espace de nettoyage du boisseau étant disposés dans le prolongement l'un de l'autre, dans laquelle ledit mécanisme d'actionnement agencé pour entraîner ledit boisseau en rotation est également agencé pour déplacer en translation axiale ledit boisseau dudit premier espace, dit opérationnel, dans ledit second espace, dit de nettoyage, et inversement, le premier espace ayant un diamètre sensiblement égal à celui du boisseau cylindrique, et le second espace ayant un diamètre sensiblement supérieur à celui du boisseau cylindrique, pour permettre une circulation aisée des liquides de nettoyage pendant les phases de nettoyage et de traitement.
- Elle concerne également un procédé de fonctionnement d'une unité de dosage pour une machine de conditionnement de produit liquide ou pâteux, notamment pour la préparation de portions de fromage fondu et en particulier de portions individuelles coulées dans une coquille préformée, cette unité de dosage comportant principalement un corps pourvu d'une cavité sensiblement cylindrique contenant un boisseau cylindrique dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre de ladite cavité, au moins un piston de dosage dont une entrée est en communication avec un réservoir dudit produit liquide ou pâteux et une sortie est connectée à un premier orifice d'entrée ménagé dans la paroi dudit corps et communiquant avec un canal périphérique de dosage s'étendant sur un secteur angulaire déterminé dudit boisseau cylindrique et qui communique avec un deuxième orifice de sortie ménagé dans la paroi dudit corps, relié à un bec de sortie agencé pour libérer séquentiellement ledit produit liquide ou pâteux et le déposer dans ladite coquille préformée, ledit boisseau étant couplé à un mécanisme d'actionnement agencé pour entraîner ce boisseau en rotation, alternativement dans un sens et dans le sens opposé, et mettre séquentiellement en communication la sortie dudit piston de dosage avec le canal périphérique de dosage du boisseau et ledit canal périphérique de dosage du boisseau avec ledit bec de sortie de l'unité de dosage, procédé dans lequel l'on effectue séquentiellement une opération de nettoyage des composants de ladite unité de dosage en déplaçant ledit boisseau cylindrique axialement entre une première position opérationnelle, dans un premier espace, dit opérationnel du boisseau, de la cavité sensiblement cylindrique, et une seconde position de nettoyage, dans un second espace, dit de nettoyage du boisseau, de ladite cavité sensiblement cylindrique, ledit second espace étant disposé dans le prolongement dudit premier espace, ledit premier espace ayant un diamètre sensiblement égal à celui du boisseau cylindrique et le second espace ayant un diamètre sensiblement supérieur à celui dudit boisseau cylindrique pour permettre une circulation aisée des liquides de nettoyage pendant les phases de nettoyage et de traitement.
- Les unités de dosages de ce type sont connues et largement utilisées dans le domaine agroalimentaire, le domaine pharmaceutique ou le domaine cosmétique. On les utilise en particulier en vue du conditionnement de petites portions ou portions individuelles de fromage fondu, mais également pour doser des substances pâteuses comme des crèmes de soins, des pâtes prophylactiques dentaires ou similaires. Elles peuvent comporter habituellement un seul piston de dosage, mais aussi deux pistons de dosage opérant alternativement pour augmenter la cadence sans toutefois exercer des contraintes trop importantes sur le produit. En effet, certains produits risquent de subir des transformations de structure et/ou de texture si les contraintes liées à une cadence de production, et notamment à la cadence des pistons de dosage qui lui sont appliquées, sont trop élevées.
- En particulier dans les domaines agroalimentaire, médical, dentaire et cosmétique, les exigences en matière d'hygiène sont très élevées et les machines de conditionnement, plus spécialement les unités de dosage qui sont des modules indépendants, doivent subir régulièrement des phases de nettoyage et de désinfection très méticuleuses. Une phase de nettoyage, d'hygiénisation et/ou de désinfection est une opération longue et fastidieuse qui nécessite habituellement le démontage des composants essentiels tels que le boisseau, les pistons de dosage, les tubulures d'amenée du produit depuis la sortie du réservoir et le bec de sortie, sans oublier l'ensemble des conduits qui relient ces composants et qui sont en contact avec le produit en cours de fonctionnement de la machine.
- Des tentatives ont été faites pour effectuer le nettoyage de certains composants sur place, sans les démonter, mais les résultats n'ont pas été probants et, en outre, un tel nettoyage s'est toujours limité à une partie des composants actifs de l'unité de dosage et non à l'ensemble des composants, de sorte qu'un démontage partiel a pratiquement toujours été nécessaire.
- La machine de dosage objet de la publication
WO 01/83299 - De façon similaire, le nettoyage du dispositif de conditionnement concerné par la publication
EP 0 383 659 se fait par injection d'un fluide de lavage dans une chambre de lavage, dans laquelle le piston est emmené, et dans les cylindres de pompage autour des pistons. Ce dispositif ne présente pas de boisseau en rotation et en translation - Le nettoyage de l'appareil de remplissage décrit par la publication
DE 38 38 462 , correspondant aux préambules des revendications 1 et 11, et qui est particulièrement utilisé pour des produits à conditionner chauds, notamment du fromage fondu, se fait par l'introduction d'un liquide nettoyage par les conduits d'alimentation dans le cylindre, le piston ayant été déplacé axialement vers l'avant une zone élargie, et dans le distributeur rotatif qui a déplacé axialement vers l'arrière également dans une zone élargie. - Le nettoyage ainsi obtenu dans tous ces dispositifs n'est pas optimum dans le cas où l'on se trouve en présence d'un produit à conditionner qui adhère fortement aux surfaces avec lesquelles il est en contact. En effet, une seule circulation d'un liquide de nettoyage sans agitation des éléments à nettoyer ne permet pas de garantir que tous les éléments ont été débarrassés de manière absolue de toutes les particules du produit à conditionner et que les exigences en matière d'hygiène sont convenablement respectées.
- Aucun de ces dispositifs ne réunit les conditions nécessaires au nettoyage efficace d'un système de distribution et dosage pour fromage fondu, en particulier dans le cas d'un système muni d'un boisseau de distribution rotatif flanqué de part et d'autre de deux pistons horizontaux opérant alternativement..
- La présente invention donc se propose de pallier ces inconvénients en réalisant une unité de dosage conçue de telle manière qu'un nettoyage efficace peut être réalisé intégralement sur site quel que soit le produit à conditionner concerné, c'est-à-dire sans démontage des composants qui sont en contact avec ce produit, et d'offrir un procédé de fonctionnement de cette unité de dosage qui intègre toutes les phases de nettoyage, d'hygiénisation et/ou de désinfection requises pour répondre aux exigences en matière d'hygiène.
- Ce but est atteint par l'unité de dosage selon l'invention, telle que définie en préambule et caractérisée en ce que ledit mécanisme d'actionnement, couplé audit boisseau cylindrique, comporte un arbre cannelé entraîné par un moteur d'entraînement, cet arbre cannelé portant une came constituée d'une pièce cylindrique coaxiale audit arbre cannelé et solidaire et coaxiale dudit boisseau cylindrique, cette came étant pourvue d'une gorge périphérique profilée qui coopère avec un galet fixe, ladite pièce cylindrique constituant ladite came étant librement coulissante axialement par rapport audit arbre cannelé et rigidement couplé en rotation avec cet arbre cannelé, et ladite gorge périphérique profilée comportant au moins un premier secteur sensiblement circulaire agencé pour permettre une rotation de ladite pièce cylindrique et dudit boisseau cylindrique autour de leur axe et au moins un deuxième secteur sensiblement hélicoïdal agencé pour permettre un déplacement en translation de ladite came et dudit boisseau cylindrique le long de leur axe commun
- D'une manière avantageuse, ledit premier secteur de ladite gorge périphérique profilée est agencé pour permettre une rotation de ladite pièce cylindrique constituant ladite came et dudit boisseau cylindrique solidaire de cette came autour de leur axe sur au moins un secteur angulaire compris entre 30° et 180°, de préférence au moins approximativement égal à 90°, selon la configuration des éléments disposés autour du corps du boisseau. Cette rotation est requise pendant les phases opérationnelles de dosage pour faire communiquer alternativement la source de produit à doser avec le bec de sortie qui dépose le produit dosé dans un élément récepteur.
- D'une manière particulièrement avantageuse, ladite gorge périphérique profilée comporte un troisième secteur sensiblement circulaire agencé pour permettre une rotation de ladite pièce cylindrique constituant ladite came et dudit boisseau cylindrique autour de leur axe sur au moins un secteur angulaire compris entre 30° et 180°, de préférence au moins approximativement égal à 90°, selon la configuration des éléments disposés autour du corps du boisseau. La rotation correspondante est utile pour déplacer le boisseau cylindrique alternativement dans un sens et dans l'autre au cours des phases de nettoyage pour accroître la turbulence des liquides de nettoyage, rinçage, désinfection ou tout autre traitement subi au cours de ces phases.
- Selon une variante avantageuse, ladite gorge périphérique profilée comporte un troisième secteur partiellement circulaire et partiellement hélicoïdal, agencé pour permettre une rotation combinée avec un déplacement axial de ladite pièce cylindrique constituant ladite came et dudit boisseau cylindrique autour de leur axe sur au moins un secteur angulaire compris entre 30° et 180°, de préférence au moins approximativement égal à 90°, selon la configuration des éléments disposés autour du corps du boisseau. Ce mouvement combiné a pour avantage d'accroître encore la turbulence des liquides de nettoyage, rinçage, désinfection ou tout autre traitement subi au cours de ces phases.
- De manière préférentielle, ledit premier secteur et ledit troisième secteur sont disposés de part et d'autre dudit deuxième secteur hélicoïdal, afin de délimiter nettement les trois phases de déplacement dudit boisseau cylindrique, à savoir une phase de fonctionnement normal pour le dosage du produit, une phase de déplacement vers la zone de nettoyage et une phase de nettoyage.
- Dans la forme de réalisation préférée, ledit premier secteur correspond à une première position dudit boisseau cylindrique dans ledit premier espace, dit opérationnel du boisseau, dans laquelle il effectue des rotations alternatives pour assurer la distribution de quantités prédéterminées de produit à conditionner, ledit deuxième secteur correspond à un déplacement en translation axiale dudit boisseau entre ledit premier espace, dit opérationnel du boisseau, et ledit second espace, dit de nettoyage du boisseau, et ledit troisième secteur correspond à une position dudit boisseau dans ledit second espace dit de nettoyage, dans laquelle il effectue des rotations alternatives pour subir une opération de nettoyage.
- De façon avantageuse, chaque piston de dosage est également soumis à un nettoyage et, à cet effet, chaque piston coulisse dans un cylindre pourvu d'une cavité dans laquelle ledit piston est amené pour subir cette opération de nettoyage.
- Ce but est également atteint par le procédé selon l'invention, caractérisé en ce que l'on soumet le boisseau cylindrique à au moins des mouvements de rotation dans ledit second espace.
- De façon préférentielle, dans ledit second espace, dit de nettoyage, l'on soumet ledit boisseau cylindrique à des mouvements de rotation combinés à des déplacements axiaux afin d'augmenter les turbulences des fluides de nettoyage ou autres traitements pendant les phases du nettoyage.
- De façon avantageuse, afin d'automatiser au maximum tout le processus de nettoyage, l'on effectue également séquentiellement une opération de nettoyage dudit piston de dosage.
- La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'une forme de réalisation préférée d'une unité de dosage pour une machine de conditionnement de produit liquide ou pâteux de l'invention, en référence aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif, dans lesquels:
- la
figure 1 est une vue schématique en perspective représentant le module dit "couleuse" d'une machine de conditionnement équipée d'une unité de dosage selon l'invention destinée, par exemple, à doser des portions de fromage fondu, - la
figure 2 est une vue de face représentant la partie du module dit "couleuse" équipée de l'unité de dosage selon l'invention de lafigure 1 , - la
figure 3 est une vue en perspective illustrant le boisseau cylindrique et le mécanisme d'actionnement de l'unité de dosage selon l'invention. - la
figure 4A est une vue en perspective partiellement coupée illustrant l'unité de dosage selon l'invention avec le boisseau cylindrique en position de travail, et - la
figure 4B est une vue en perspective partiellement coupée illustrant l'unité de dosage selon l'invention avec le boisseau cylindrique en position de nettoyage. - En référence aux figures, le module dit "couleuse" 10, représenté en particulier par les
figures 1 et2 , comporte un châssis 11 sur lequel est montée une unité de dosage 12 associée à un réservoir 13 contenant le produit à doser et à conditionner en portions prédéterminées. Il s'agit dans ce cas d'un dosage volumétrique convenant particulièrement bien à la préparation de petites portions ou de portions individuelles de produits alimentaires telles que du fromage fondu, de produits cosmétiques tels que des crèmes de soins ou de produits pharmaceutiques ou encore de prophylaxie dentaire. L'unité de dosage 12 proprement dite comporte essentiellement un corps 14 disposé de façon centrale sous le réservoir 13 et par exemple deux ou, même deux paires de pistons de dosage 15 coulissant dans des cylindres 15', disposés de part et d'autre du corps 14. Le corps 14 contient, d'une part, un boisseau cylindrique 16 et, d'autre part, un certain nombre de composants d'un mécanisme d'actionnement 17 agencé pour entraîner ce boisseau cylindrique 16 en rotation, alternativement dans un sens et dans le sens opposé. - Le corps 14, vu plus en détail sur les
figures 4 , comporte une cavité centrale 18 sensiblement cylindrique composée d'un premier espace 19, dit opérationnel du boisseau cylindrique 16, et un second espace 20, dit de nettoyage du boisseau, ledit premier espace 19, dit opérationnel, et ledit deuxième espace 20, dit de nettoyage, du boisseau cylindrique 16 étant disposés dans le prolongement l'un de l'autre. Ces deux espaces ont une section circulaire au moins égale en diamètre à celle du boisseau cylindrique 16. Le premier espace 19 a de préférence un diamètre sensiblement égal à celui du boisseau cylindrique 16, de sorte que le jeu entre les parois de la cavité centrale 18 dans cette zone est très limité. En revanche, le deuxième espace 20 a de préférence un diamètre sensiblement supérieur à celui du boisseau cylindrique 16, de sorte que le jeu entre les parois de la cavité centrale 18 dans cette zone est suffisant pour permettre une circulation aisée de liquides de nettoyage pendant les phases de nettoyage et de traitement. - Le mécanisme d'actionnement 17, illustré par la
figure 3 , est couplé audit boisseau cylindrique 16 et comporte un arbre cannelé 21 entraîné par un moteur d'entraînement 22, par exemple un moto-réducteur, cet arbre cannelé 21 portant une came 23 constituée d'une pièce cylindrique coaxiale audit arbre cannelé 21 et solidaire et coaxiale dudit boisseau cylindrique 16. Cette came 23 est pourvue d'une gorge périphérique 24 profilée qui coopère avec un galet fixe 25. Ladite pièce cylindrique constituant ladite came 23 est librement coulissante axialement par rapport audit arbre cannelé 21 et rigidement couplé en rotation avec cet arbre cannelé 21, de manière à pouvoir coulisser axialement en entraînant en translation le boisseau cylindrique 16. Ladite gorge périphérique 24 profilée comporte au moins un premier secteur 24a sensiblement circulaire agencé pour permettre une rotation de ladite came 23 et dudit boisseau cylindrique 16 autour de leur axe sur un secteur angulaire déterminé, par exemple compris entre 30° et 180°, mais de préférence au moins approximativement égal à 90°, et au moins un deuxième secteur 24b sensiblement hélicoïdal agencé pour permettre un déplacement en translation de ladite came 23 et dudit boisseau cylindrique 16 le long de leur axe commun sur un secteur angulaire déterminé, par exemple compris entre 30° et 180° mais de préférence au moins approximativement égal à 90°. Ladite gorge périphérique 24 profilée peut comporter un troisième secteur 24c sensiblement circulaire agencé pour permettre une rotation de ladite came 23 et dudit boisseau cylindrique 16 autour de leur axe pendant les phases de nettoyage et de traitement. Ce troisième secteur 24c est de préférence partiellement circulaire et partiellement hélicoïdal et agencé pour permettre une rotation combinée avec un déplacement axial de ladite came 23 et dudit boisseau cylindrique 16 autour de leur axe sur au moins un secteur angulaire compris entre 30° et 180°, mais de préférence au moins approximativement égal à 90°. - Lors du fonctionnement normal de l'unité de dosage 12, tel qu'illustré par la
figure 4A , le boisseau cylindrique 16 est disposé dans ledit premier espace 19 de ladite cavité centrale 18, c'est-à-dire vers l'extrémité libre du corps 14. La came 23 se trouve dans une position proche de l'extrémité libre de l'arbre cannelé 21 et le galet fixe 25 est engagé dans la gorge périphérique 24 de la came 23 dans le secteur 24a sensiblement circulaire agencé pour permettre une rotation de ladite came 23 et dudit boisseau cylindrique 16 autour de leur axe sur un secteur angulaire déterminé. Le mouvement du boisseau cylindrique 16 est un mouvement alternatif qui permet de libérer alternativement deux doses de produits respectivement amenés par les pistons de dosage 15. Il est bien entendu que si le nombre des pistons est supérieur, par exemple deux couples de pistons travaillant deux à deux en opposition de phase, le nombre des doses de produits par cycle sera égal à quatre. A la fin d'une période de fonctionnement normal pour conditionner le produit contenu dans le réservoir, le boisseau, ainsi que tous les autres composants en contact avec ce produit, doit subir un cycle de nettoyage et/ou désinfection. - A cet effet, le moto-réducteur 22 entraîne l'arbre cannelé 21 en rotation continue, en entraînant la came 23. Le galet fixe 25 s'engage dans le deuxième secteur 24b sensiblement hélicoïdal de la gorge périphérique 24 de la came 23, ce qui a pour effet de déplacer axialement la came 23 et le boisseau cylindrique 16 selon un mouvement en translation qui amène ledit boisseau cylindrique 16 dans ledit second espace 20 dit de nettoyage de ce boisseau cylindrique 16. Lorsque ledit boisseau cylindrique 16 se trouve à l'intérieur de ce second espace 20, comme représenté par la
figure 4B , et que cet espace a été rempli avec des liquides appropriés pour assurer le nettoyage, le rinçage, la désinfection ou tout autre traitement adéquat, le moto-réducteur 22 entraîne l'arbre cannelé 21 en rotation alternativement dans un sens et dans le sens opposé, pour engendrer un mouvement de pivotement axial du boisseau cylindrique. Selon une des formes de réalisation, lorsque le troisième secteur 24c de la gorge cylindrique 24 de la came 23 a une forme à la fois circulaire et hélicoïdale, le moto-réducteur 22 entraîne le boisseau cylindrique à la fois en rotation et en translation, pour augmenter le brassage et les turbulences dans ledit espace de nettoyage et améliorer l'efficacité de ce traitement. - Les pistons de dosage 15, qui sont également en contact avec les produits, sont aussi soumis à un cycle de nettoyage. A cet effet, le cylindre 15', dans lequel coulisse chaque piston 15, est pourvu d'une cavité 9 (
figure 2 ), ménagée à l'arrière de la zone de coulissement de la tête du piston, et dont le diamètre est supérieur au diamètre intérieur du cylindre 15' dans cette zone de coulissement. Lors du cycle de nettoyage, le piston 15 est amené dans cette cavité 9 qui a été remplie avec le liquide approprié à son nettoyage. - L'espace de nettoyage 20 ainsi les cavités 9 des pistons 15 sont bien entendu raccordés, pour ces opérations, à une ou plusieurs sources de liquides de traitement par l'intermédiaire de vannes commandées par exemple par une unité centrale de commande qui pilote notamment le moto-réducteur 22 du mécanisme d'actionnement 17. Les vannes peuvent également être pilotées par une unité de commande externe autonome. Ce même traitement automatisé peut être appliqué aux deux pistons de dosage 15.
- La présente invention permet d'effectuer de façon totalement automatique le nettoyage d'une unité de dosage et notamment de tous les composants mobiles qui sont en contact avec les produits à doser, tels que le boisseau cylindrique et les pistons de dosage, en amenant ces composants dans des parties spécifiques de nettoyage, évitant ainsi le démontage fastidieux et long de ces composants qui sont en contact avec ces produits.
Claims (13)
- Unité de dosage pour une machine de conditionnement de produit liquide ou pâteux, notamment pour la préparation de portions de fromage fondu et en particulier de portions individuelles coulées dans une coquille préformée, cette unité de dosage (12) comportant principalement un corps (14) pourvu d'une cavité (18) sensiblement cylindrique contenant un boisseau cylindrique (16) dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre de ladite cavité, au moins un piston de dosage (15) dont une entrée est en communication avec un réservoir (13) dudit produit liquide ou pâteux et une sortie est connectée à un premier orifice d'entrée ménagé dans la paroi dudit corps et communiquant avec un canal périphérique de dosage s'étendant sur un secteur angulaire déterminé dudit boisseau cylindrique et qui communique avec un deuxième orifice de sortie ménagé dans la paroi dudit corps, relié à un bec de sortie agencé pour libérer séquentiellement ledit produit liquide ou pâteux et le déposer dans ladite coquille préformée, ledit boisseau (16) étant couplé à un mécanisme d'actionnement (17) agencé pour entraîner ce boisseau en rotation, alternativement dans un sens et dans le sens opposé, et mettre séquentiellement en communication la sortie dudit piston de dosage (15) avec le canal périphérique de dosage du boisseau et ledit canal périphérique de dosage du boisseau avec ledit bec de sortie de l'unité de dosage, dans laquelle ladite cavité (18) sensiblement cylindrique comporte un premier espace (19), dit opérationnel du boisseau (16), et un second espace (20), dit de nettoyage dudit boisseau, ledit espace opérationnel (19) et ledit espace de nettoyage (20) du boisseau étant disposés dans le prolongement l'un de l'autre, dans laquelle ledit mécanisme d'actionnement (17) agencé pour entraîner ledit boisseau (16) en rotation est également agencé pour déplacer en translation axiale ledit boisseau dudit premier espace (19), dit opérationnel, dans ledit second espace (20), dit de nettoyage, et inversement, le premier espace (19) ayant un diamètre sensiblement égal à celui du boisseau cylindrique (16), et le second espace (20) ayant un diamètre sensiblement supérieur à celui du boisseau cylindrique (16), pour permettre une circulation aisée des liquides de nettoyage pendant les phases de nettoyage et de traitement, caractérisée en ce que ledit mécanisme d'actionnement (17), couplé audit boisseau cylindrique (16), comporte un arbre cannelé (21) entraîné par un moteur d'entraînement (22), cet arbre cannelé portant une came (23) constituée d'une pièce cylindrique coaxiale audit arbre cannelé (21) et solidaire et coaxiale dudit boisseau cylindrique (16), cette came (23) étant pourvue d'une gorge périphérique profilée (24) qui coopère avec un galet fixe (25), ladite pièce cylindrique constituant ladite came (23) étant librement coulissante axialement par rapport audit arbre cannelé (21) et rigidement couplé en rotation avec cet arbre cannelé, et ladite gorge périphérique profilée (24) comportant au moins un premier secteur (24a) sensiblement circulaire agencé pour permettre une rotation de ladite pièce cylindrique et dudit boisseau cylindrique autour de leur axe et au moins un deuxième secteur (24b) sensiblement hélicoïdal agencé pour permettre un déplacement en translation de ladite came (23) et dudit boisseau cylindrique (16) le long de leur axe commun.
- Unité de dosage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit premier secteur (24a) de ladite gorge périphérique profilée (24) est agencé pour permettre une rotation de ladite pièce cylindrique constituant ladite came (23) et dudit boisseau cylindrique (16) solidaire de cette came autour de leur axe sur au moins un secteur angulaire compris entre 30° et 180° et de préférence au moins approximativement égal à 90°.
- Unité de dosage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite gorge périphérique profilée (24) comporte un troisième secteur (24c) sensiblement circulaire agencé pour permettre une rotation de ladite pièce cylindrique constituant ladite came (23) et dudit boisseau cylindrique (16) autour de leur axe sur au moins un secteur angulaire compris entre 30° et 180° et de préférence au moins approximativement égal à 90°.
- Unité de dosage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite gorge périphérique profilée (24) comporte un troisième secteur (24c) partiellement circulaire et partiellement hélicoïdal, agencé pour permettre une rotation combinée avec un déplacement axial de ladite pièce cylindrique constituant ladite came (23) et dudit boisseau cylindrique (16) autour de leur axe sur au moins un secteur angulaire compris entre 30° et 180° et de préférence au moins approximativement égal à 90°.
- Unité de dosage selon les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit premier secteur (24a) et ledit troisième secteur (24c) sont disposés de part et d'autre dudit deuxième secteur (24b).
- Unité de dosage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit premier secteur (24a) correspond à une première position dudit boisseau cylindrique (16) dans ledit premier espace (19), dit opérationnel, dans laquelle il effectue des rotations alternatives pour assurer la distribution de quantités prédéterminées de produit à conditionner.
- Unité de dosage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit deuxième secteur (24b) correspond à un déplacement en translation axiale dudit boisseau cylindrique (16) entre ledit premier espace (19), dit opérationnel, et ledit second espace (20), dit de nettoyage.
- Unité de dosage selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit troisième secteur (24c) correspond à une position dudit boisseau cylindrique (16) dans ledit second espace (20), dit de nettoyage, dans laquelle il effectue des rotations alternatives pour subir une opération de nettoyage.
- Unité de dosage selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit troisième secteur (24c) correspond à une position dudit boisseau cylindrique (16) dans ledit second espace (20), dit de nettoyage, dans laquelle il effectue des rotations alternatives combinées avec un déplacement axial pour subir une opération de nettoyage.
- Unité de dosage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit au moins un piston (15) coulisse dans un cylindre (15') pourvu d'une cavité (9) dans laquelle ledit au moins un piston (15) est amené pour subir une opération de nettoyage.
- Procédé de fonctionnement d'une unité de dosage pour une machine de conditionnement de produit liquide ou pâteux, notamment pour la préparation de portions de fromage fondu et en particulier de portions individuelles coulées dans une coquille préformée, cette unité de dosage (12) comportant principalement un corps (14) pourvu d'une cavité (18) sensiblement cylindrique contenant un boisseau cylindrique (16) dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre de ladite cavité, au moins un piston de dosage (15) dont une entrée est en communication avec un réservoir dudit produit liquide ou pâteux et une sortie est connectée à un premier orifice d'entrée ménagé dans la paroi dudit corps et communiquant avec un canal périphérique de dosage s'étendant sur un secteur angulaire déterminé dudit boisseau cylindrique et qui communique avec un deuxième orifice de sortie ménagé dans la paroi dudit corps, relié à un bec de sortie agencé pour libérer séquentiellement ledit produit liquide ou pâteux et le déposer dans ladite coquille préformée, ledit boisseau étant couplé à un mécanisme d'actionnement (17) agencé pour entraîner ce boisseau en rotation, alternativement dans un sens et dans le sens opposé, et mettre séquentiellement en communication la sortie dudit piston de dosage (15) avec le canal périphérique de dosage du boisseau et ledit canal périphérique de dosage du boisseau avec ledit bec de sortie de l'unité de dosage, procédé dans lequel l'on effectue séquentiellement une opération de nettoyage des composants de ladite unité de dosage en déplaçant ledit boisseau cylindrique axialement entre une première position opérationnelle, dans un premier espace (19), dit opérationnel du boisseau, de la cavité sensiblement cylindrique (18), et une seconde position de nettoyage, dans un second espace (20), dit de nettoyage du boisseau, de ladite cavité sensiblement cylindrique, ledit second espace étant disposé dans le prolongement dudit premier espace, ledit premier espace (19) ayant un diamètre sensiblement égal à celui du boisseau cylindrique (16) et le second espace (20) ayant un diamètre sensiblement supérieur à celui dudit boisseau cylindrique pour permettre une circulation aisée des liquides de nettoyage pendant les phases de nettoyage et de traitement, caractérisé en ce que l'on soumet ledit boisseau cylindrique (16) à au moins des mouvements de rotation dans ledit second espace (20).
- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on soumet ledit boisseau cylindrique (16) dans ledit second espace (20), dit de nettoyage, à des mouvements de rotation combinés à des déplacements axiaux.
- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on effectue également séquentiellement une opération de nettoyage dudit au moins un piston de dosage (15).
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