EP2590886B1 - Dispositif de remplissage avec systeme de regulation de debit - Google Patents

Dispositif de remplissage avec systeme de regulation de debit Download PDF

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EP2590886B1
EP2590886B1 EP11721024.5A EP11721024A EP2590886B1 EP 2590886 B1 EP2590886 B1 EP 2590886B1 EP 11721024 A EP11721024 A EP 11721024A EP 2590886 B1 EP2590886 B1 EP 2590886B1
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EP
European Patent Office
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passage
flow
rod
filling
section
Prior art date
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Active
Application number
EP11721024.5A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP2590886A1 (fr
Inventor
Mickaël HUITOREL
Arnaud Pasquet
Didier Cadiou
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.)
HEMA
Original Assignee
Hema SAS
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Publication date
Application filed by Hema SAS filed Critical Hema SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases

Definitions

  • the present invention relates to a filling device for a machine for filling containers with a filling product, in particular a food product.
  • the present invention relates more particularly to a filling device equipped with a flow control system for filling containers, such as bottles or jars, with all kinds of products, liquid to viscous, especially with products with a tendency to foaming and / or products comprising particles and / or pieces.
  • Filling machines are known, in particular of the rotary type, comprising a rotary carousel with a support structure carrying a tank of filler and a plurality of filling devices.
  • Each filling device conventionally comprises a filling spout, or a dosing spout, a supply duct connecting the tank to the filling spout for supplying the filling spout with filler, and dosing means for delivering a determined quantity of filler in each container brought under the filling spout.
  • the filling spout is conventionally formed of a tubular body having an internal passage of longitudinal axis, an open bottom axial end constituting the discharge orifice of the spout, and a supply orifice connected to the vessel through the conduit of food.
  • the metering means comprise a closure system comprising a valve movably mounted in said tubular body, and a valve actuation system for the longitudinal displacement of said valve between a closed position to close the discharge port and an open position.
  • the valve actuation system conventionally comprises a cylinder whose rod passes through an open upper end of the tubular body of the nozzle, the valve being fixed to the cylinder rod.
  • this solution is not applicable because the jet out of the dosing nozzle is accelerated speed, it is unstable direction, misshapen and turbulent, which causes splashing and promotes the formation of foam.
  • JP 2006 168777 discloses a device according to the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is to provide a solution to overcome at least one of the aforementioned drawbacks, which is simple design and implementation.
  • the subject of the present invention is a filling device for a filling machine according to claim 1.
  • the filling device comprises a flow control system, arranged upstream of the filling spout, formed of a simple rod that is fed into the supply duct, in order to reduce the passage section of the duct. food.
  • the rod extends directly into said internal passage to reduce the passage section of the supply conduit, the rod being directly in contact with the filler flowing in the supply conduit.
  • This restriction of the passage makes it possible to reduce the flow rate of the product arriving at the beak.
  • This restriction of the passage creates turbulence in the flow.
  • This regulation system consisting of a simple rod, is simple design and implementation. It is also space-saving, and can be installed on the supply duct in different configurations, including horizontally or vertically. In the high flow position, the passage section is complete, which leaves the possibility of using the device only in high flow for more viscous products and / or containing pieces, for example pieces of fruit or vegetables.
  • the flow control system can also be used to adapt the filling device to different products, in particular products of different viscosities, the rod being able to adopt multiple intermediate positions deployed between its large flow position and its small flow position.
  • the passage section of the feed duct will be adapted to the viscosity of the product to be metered by making the rod more or less fit into its internal passage.
  • the flow control rod is substantially cylindrical.
  • the central passage comprises from its axial end provided with said axial hole, a first portion preferably substantially cylindrical, whose cross section is greater than the cross section of the flow control rod, a so-called intermediate portion and a second portion, said second portion having a lower section than that of the first portion, the flow control rod in its small flow position extending in said intermediate portion and in the second portion.
  • said first portion is substantially cylindrical
  • said intermediate portion is substantially frustoconical, its section decreasing in the direction of the second portion.
  • a frustoconical portion allows a gradual variation of the passage section between the large flow position and the small flow position.
  • the intermediate passage comprises, upstream to downstream with respect to the direction of flow of the filling product, in particular from the top downwards in the case of a substantially vertical arrangement, the first substantially cylindrical upper portion. , the frustoconical intermediate portion, and the second lower portion.
  • the inner surface of the intermediate portion which defines said intermediate central passage is provided with a longitudinal recess extending along the intermediate portion and the second portion, said recess defining a secondary lateral passage for the intermediate portion. flow of the filling product in the small flow position.
  • the secondary passage opens directly on the intermediate passage, thus limiting the blockage of any pieces of the filling product.
  • the secondary passage is disposed relative to the axis of the central passage on the same side as the upstream passage.
  • the cross section of the upper portion of the intermediate central passage is greater than the cross section of the upstream passage of the upstream portion.
  • the supply duct thus presents singular pressure losses by diverging then converging allowing passage sections Important, and thus the dosage of viscous filler and / or large pieces, this compared to a conventional nozzle comprising first the converge and then the divergent.
  • the upstream passage and the downstream passage open laterally into the lower part of the intermediate central passage.
  • the supply duct thus presents singular pressure drops of the elbow type, allowing large passage sections, and thus the dosing of viscous filling product and / or with large pieces.
  • the device comprises a one-piece component constituting at least a part of the tubular body of the spout, the downstream part of the supply duct, and preferably at least a part of the intermediate portion of the supply duct, on which is mounted the flow control rod, so as to better control the positioning of the various elements of the device with respect to each other, and thus reduce its size, and to obtain a device requiring fewer seals and therefore more hygienic.
  • the flow control rod splits the internal passage of the supply duct into two substantially identical secondary passages, symmetrically disposed on both sides. other of the flow control rod.
  • the creation of two symmetrical secondary passages on either side of the rod makes it possible to standardize the flow rate in the supply duct downstream of the flow control rod.
  • the free end of the flow control rod is advantageously in close proximity to the internal surface of the passage of the supply duct, preferably almost in contact with a small clearance between the free end. and said inner surface.
  • the speed of movement of the rod between its two positions can be controlled by a control system to have a progressive movement between the two positions.
  • the dosing means comprise a control system adapted to control the first actuating system and the second actuating system for maintaining the flow control rod in a small flow position when the valve is moved to the open position at the beginning of dosing, to move the flow control rod during dosing in the retracted position, and to move the flow control rod to the low flow position at the end of dosing, before the valve is moved into position closed.
  • the supply duct has an internal passage of substantially circular section
  • the flow control rod is slidably mounted on the supply duct substantially perpendicular to the longitudinal axis of the internal duct passage
  • said second actuating system is able to radially move the flow control rod in the internal passage of the conduit, substantially perpendicular to the direction of flow of the filler.
  • the flow control rod is cylindrical, of circular cross section smaller than that of the internal passage.
  • the cylindrical surface of the flow control rod also limits turbulence.
  • the flow control rod has a convex surface free end, whose radius of curvature corresponds to that of the internal surface of the internal passage of the supply duct.
  • the supply port is formed laterally in the tubular body.
  • said second control system comprises a jack having a cylinder rod adapted to be connected to the flow control rod, for example via a cylinder rod end, the cylinder body is mounted on the conduit supply and carried by the latter, said cylinder body is mounted at a distance from the supply duct possibly via a plate and via at least one rigid link arm extending parallel and next to the flow control rod, the cylinder rod and any cylinder rod end.
  • said tubular body has an open upper axial end
  • said valve is assembled at the first end of a valve stem
  • said first control system comprises a jack having a jack rod adapted to be connected to the second end of the valve stem for example via a end of the cylinder rod, through said open upper end, the cylinder body is mounted on the body of the nozzle and carried directly by the latter, said cylinder body is mounted above and away from the body of the nozzle via possibly a platinum and via at least one rigid link arm extending parallel and adjacent to the valve stem, the cylinder rod, and any cylinder rod end.
  • the mounting of the actuating systems directly on the supply duct and the nozzle makes it possible to propose a filling device in the form of a module, which can be mounted directly via its supply duct to a filling tank.
  • the control system of the valve is magnetic type.
  • the flow control rod is adapted to be removably mounted to the free end of the cylinder rod by means of a quick-acting coupling system comprising a locking member, and or the second end of the valve stem is adapted to be removably mounted to the free end of the cylinder rod by means of a quick acting coupling system comprising a locking member.
  • the flow control rod can thus be easily disassembled to allow rapid replacement of the seal.
  • a first element among the flow control rod and the cylinder rod is adapted to be inserted into a fitting nozzle or socket mounted at the end of the other element, said second element, the tubular wall of the sleeve comprising at least one slot disposed perpendicularly to the axis of the flow control rod, the locking member of the second coupling system is adapted to be inserted substantially perpendicular to the axis of the flow control rod in said slot and to engage with at least one outer shoulder of the first element, to lock in longitudinal translation the first element in the sleeve.
  • a first element among the valve stem and the cylinder rod is advantageously adapted to be inserted into a connector end or socket mounted at the end of the other element.
  • said second element, the tubular wall of the sleeve comprising at least one slot disposed perpendicularly to the axis of the spout, the locking member the second coupling system is adapted to be inserted substantially perpendicular to the axis of the nozzle in said slot and to engage with at least one outer shoulder of the first element, to lock in longitudinal translation the first element in the sleeve.
  • the Figures 1 to 6 illustrate a filling device, intended to equip a filling machine, for example rotary type, comprising a carousel comprising a support structure rotatably mounted on a fixed frame about a vertical axis of rotation.
  • the support structure carries filling liquid distribution means, formed for example of a cylindrical central vessel, and a plurality of filling devices according to the invention, arranged at regular angular space around the axis of rotation.
  • the filling device can be used for liquid filling products, such as water, milk, fruit juice or detergents, with or without pulps, semi-liquid, such as drinking yoghurt, sauces, vegetable oil or laundry.
  • liquid filling products such as water, milk, fruit juice or detergents
  • pulps such as water, milk, fruit juice or detergents
  • semi-liquid such as drinking yoghurt, sauces, vegetable oil or laundry.
  • the device illustrated in the figures is in particular intended to be used for the dosing of milk.
  • the filling device comprises a filling spout 1 with a discharge port 13 and a lateral supply port 15, a supply duct 2 connected to the supply port 15 for supplying the spout with filling, and dosing means for delivering a determined amount of filler in each container brought under the spout.
  • the spout 1, of longitudinal axis A is formed of a generally tubular body 10 having an internal passage 10a, an open upper axial end 14 and an open lower axial end constituting the discharge orifice 13.
  • the longitudinal axis A of the spout is arranged substantially vertically.
  • the supply duct 2 formed of a rigid tube, has a tubular internal passage 21, substantially rectilinear, of longitudinal axis B, of substantially constant circular section. It is rigidly connected by a first end 22 to the supply port.
  • the filling device is intended to be connected by the second end 23 of the supply duct to the tank of the filling machine.
  • the axis B of the internal passage 21 is slightly inclined with respect to the horizontal, for example about 5 °, to prevent the product from stagnating in the conduit between the filling cycles.
  • the duct is provided at each end with a flange 24, 25, for its assembly by means of two screws 26, on the one hand to the spout, at the level of the supply orifice, and on the other hand to the filling machine tank.
  • the axis B of the passage 21 is aligned along the axis of the lateral supply orifice 15, the latter having a section substantially identical to that of the passage 21.
  • the tubular body consists of two parts: an upper part 11, also called a dosing body, provided with the upper axial end 14 and the supply port; and a lower part 12, also called nozzle, provided with the discharge orifice 13, which is removably mounted on the upper part by means of a locking member formed of a stirrup 16 in the general shape of a U, such as described in French patent application no. 0904645, filed on September 29, 2009 , on behalf of the Applicant Company.
  • the inner surface of the wall of the upper part 11, which defines its internal passage, has its edge 111 greater than its lower edge 112, a cylindrical upper section 113, a frustoconical section 114 progressively increasing downwards, and a section 115 lower cylindrical, the frustoconical section and the lower section being connected by an inner shoulder oriented towards the lower edge.
  • Wall the lower part 12 has a cylindrical outer surface. Its internal surface, which defines its internal passageway, has, from its upper edge to its discharge orifice 13, a cylindrical upper section 121, a frustoconical section 122 progressively narrowing downwards and forming a closure seat, and a section 123 lower cylindrical or frustoconical delimited by the discharge port.
  • the lower part 12 is inserted into the lower section 115 of the upper part, until its upper edge bears against the shoulder, said upper edge being advantageously equipped with a seal.
  • the locking of the two parts 11, 12 is achieved by inserting the two branches of the stirrup 16 in diametrically opposite slots of the upper part 11 and under the shoulder 124 of the lower part 12.
  • the dosing means comprise a closure system 3 comprising a valve 31 disposed in the spout.
  • This valve is controlled opening and closing by a first actuating system 4 comprising a cylinder 41, for example pneumatic.
  • the valve is mounted at a first end of a valve stem 32 which is slidably mounted sealingly through the open upper axial end 14, via a translational guide block 33 which is fixed on the top edge 111 by means of screw (not visible).
  • the guide block has an axial passage 331 equipped with a guide ring 332 in which the valve stem 32 passes.
  • the open upper axial end 14 is equipped with an annular seal 17 held in place by the guide block.
  • the guide block is provided with a transversal hole 333, passing through the block from one side to the other and forming a leakage chamber, which makes it possible to identify any leaks at the joint, and which makes it possible, if necessary, to clean the gasket. rear of said seal 17.
  • the second end of the valve stem 32 is disposed above the guide block 33.
  • the body 411 of the jack is mounted on the upper piece 11 by means of two diametrically opposite support rods 42 and a plate 43.
  • the rods 42 support are fixed on one side to the upper edge 111 of the upper piece and the another side to a plate 43 on which is fixed the body 411 cylinder by means of two screws 2 not shown.
  • the tip 45 of the jack rod extending the rod 413 of cylinder is centered along the axis A and extends downwards between the two support rods, and its free end is mounted at the second end of the valve stem 32.
  • the valve stem is inserted into the cylindrical inner portion 414 of the cylinder rod end 45.
  • a locking member formed of an annular half-ring 43 is inserted into a slot of the rod end. actuator and engages with an outer shoulder of the valve stem for locking in longitudinal translation the valve stem in the cylinder rod end.
  • a sleeve 44 slidably mounted on the cylinder rod end can advantageously be moved from a high position, in which it is disposed above the slot of the rod end 45, towards a low position, in which it just keep the half-ring in inserted position.
  • the jack 41 is able to move the valve 31 in vertical translation in the internal passage of the lower piece between a closed position, in which the valve cooperates with the frustoconical section 122 of the lower piece to close the discharge orifice 13, and an open position illustrated to the figure 4 , to open the discharge port.
  • the cylinder rod is equipped with fins 31 for stabilizing the flow which, in the open position of the valve, extend in the frustoconical section 114 of the passage of the first part and in the cylindrical section 121 of the lower part.
  • the metering means further comprise a flow control system 5 mounted on the supply duct 2.
  • this regulation system comprises a flow control rod 51, of circular cross section, of longitudinal axis C, radially slidingly mounted, in a sealed manner, in a radial hole 27 of the supply duct which opens onto the internal passageway 21 .
  • the circular cross section of the flow control rod 51 is smaller than the circular cross section of the internal passage of the supply conduit.
  • the rod 51 has a free end 51a convex surface, whose radius of curvature substantially corresponds to that of the inner surface of the duct passage.
  • the rod 51 has a cylindrical base 52, of larger circular section, which is slidably mounted in a block 53 for translational guiding, fixed to the duct by means of screws 54 ( Fig.1 ).
  • the guide block has an axial passage 531 provided with a guide ring 532 in which the base 52 passes.
  • the seal is ensured by means of an annular seal 28, for example elastomeric material.
  • Hole 27 has a shoulder 27a facing outwardly.
  • the seal 28 is provided with a flange. The seal is housed in the hole and is held in place by the guide block 53, its flange abutting against said shoulder.
  • the conduit has for example a counterbore 27b in which the guide block is positioned.
  • the guide block is provided with a transverse hole 533, passing through the block from one side to the other and forming a leakage chamber, which makes it possible to identify any leaks at the seal, and which makes it possible, if necessary, to clean the seal. rear of said seal 28.
  • a second actuating system 6 makes it possible to move the flow control rod 51 between a retracted position, called a large flow rate, and an extreme deployed position, called a small flow rate.
  • This second actuating system 6 comprises a jack 61, for example pneumatic.
  • the body 611 of the cylinder is mounted on the pipe 2 by means of two diametrically opposite support rods 62 and a plate 65.
  • the rods 62 support are fixed on one side to the outer surface of the conduit 2 of feed and the another side to a plate 65 on which is fixed the body 611 cylinder by means of two screws not shown.
  • the cylinder rod end 66 extending the cylinder rod 613 is centered along the C axis, and extends downwardly between the two support rods. Its free end is assembled at the end of the base 52, disposed above the guide block 53.
  • the base is inserted into the cylindrical inner portion 614 of the jack rod tip 66 mounted at the end of the cylinder rod 613.
  • a locking member formed of an annular half-ring 63 is inserted into a slot of the cylinder rod end and engages an outer shoulder of the base 52 to lock in longitudinal translation the base in the rod end of cylinder.
  • a sleeve 64 slidably mounted on the cylinder rod can be moved from a high position, in which it is disposed above the slot of the cylinder rod end 66, to a low position, in which it comes to maintain the half-ring in inserted position.
  • the jack 61 is able to move the flow control rod 51 radially in the internal passage 21 between the high flow position, illustrated in FIG. figure 5 , and a small flow position shown at figures 4 and 6 .
  • the rod In the large flow position, the rod is disposed substantially outside of the internal passage. Its free end 51a is disposed substantially at the lower face of the seal 28.
  • the passage section of the supply duct is maximum.
  • the rod 51 In the small flow position, the rod 51 extends in said internal passage 21, its free end 51a is located in close proximity to the inner surface of the passage, opposite the hole 27.
  • the free end 51a can be contact with the surface.
  • the rod is not in contact against the inner surface, a game being maintained between the rod and the inner surface of the passage, for example of a half millimeter, to avoid material surface.
  • the rod in the small flow position forms two passages 29a, 29b ( Fig. 6 ) identical secondary, arranged symmetrically on either side of the rod 51.
  • the passage section can be reduced by 30 to 70% to obtain the small flow rate best suited to the product / container pair.
  • the flow control rod has a diameter of 6 mm, the diameter of the internal passage being 12.6 mm.
  • the passage section is thus about 125 mm 2 , and is reduced in the small flow position to about 50 mm 2 with two secondary passages of about 25 mm 2 , a reduction of the passage section of about 60%.
  • the metering means comprise a control system (not shown) making it possible to drive the cylinders 41, 61.
  • the metering means are, for example, of the weight type, the jacks being servocontrolled by a weighing sensor of the control system, which is placed for example at a container support device associated with the filling device.
  • the cylinders are controlled by a sensor for detecting the filling level of the container or a flow sensor that is interposed between the container and the spout at the time of filling, or a volumetric system.
  • the operation of the filling device according to the invention for filling a container is as follows.
  • the control system controls the jack 41 to move the valve 31 to its open position as illustrated in FIG. figure 4 .
  • the flow of filling product passes on both sides of the stem, by the two passages secondary.
  • the flow then passes into the tubular internal passage 21 and opens into the cylindrical section 113 of the upper part 11, in which the valve rod 32 of substantially constant section extends.
  • This cylindrical section 113 has a substantially constant passage section and a large length for stabilizing the flow.
  • the fins 34 serve to stabilize the flow by channeling the stream lines, which has the effect of making the flow more laminar.
  • the control system then drives the jack 61 to move the regulating rod 51 from its small flow position, illustrated in FIGS. figures 4 and 6 towards its broadband position shown in the figure 5 .
  • the control system drives the jack 61 to move the regulating rod 51 towards its low flow position, and then controls the jack 41 to move the valve 31 towards its closed position.
  • the speed of movement of the cylinder of the flow control rod is advantageously less than that of the valve cylinder.
  • the piston diameter of the cylinder of the flow control rod is for example greater than that of the piston of the valve cylinder.
  • FIGS. 7 to 13 illustrate a filling device according to one embodiment of the invention.
  • the filling device comprises a spout 1 'of filling with a discharge port 13' and a lateral supply port 15 ', a supply duct 2' connected to the supply port 15 'for the supply spout filler, and metering means for delivering a determined amount of filler into each container brought under the spout.
  • the spout 1 ' of longitudinal axis A', is formed of a generally tubular body 10 'having an internal passage 10', an open upper axial end 14 'and an open lower axial end constituting the orifice 13' of discharge.
  • the longitudinal axis A 'of the spout is arranged substantially vertically.
  • the conduit 2 'of supply has an internal passage 21' and is connected by a first end 22 'to the supply port.
  • the filling device is intended to be connected by the second end 23 'of the supply duct to the tank of the filling machine.
  • the tubular body 10 comprises an upper piece 11', also called the measuring body, provided with the upper axial end 14 'and the supply opening 15'; and a lower piece 12 ', also called a nozzle, provided with the discharge orifice 13', which is removably mounted on the upper piece by means of a locking member formed of a stirrup 16 'in the general shape of U.
  • the inner surface of the wall of the upper part 11 ' which defines its internal passage, has from its edge 111' greater than its lower edge 112 ', a cylindrical upper section 113', a frustoconical section 114 'progressively increasing towards the bottom and a cylindrical lower section 115 ', the frustoconical section and the lower section being connected by an inner shoulder oriented towards the lower edge.
  • the wall of the lower part 12 ' has a cylindrical outer surface.
  • Its inner surface, which defines its internal passageway, has, from its upper edge to its discharge orifice 13 ', a cylindrical upper section 121', a frustoconical section 122 which progressively reduces towards the bottom and forms a closure seat, and a lower section 123 'cylindrical or frustoconical delimited by the discharge port.
  • the lower piece 12 ' is inserted into the lower section 115' of the upper piece, until its upper edge bears against the shoulder, said upper edge being advantageously equipped with a seal.
  • the locking of the two parts 11 ', 12' is achieved by inserting the two branches of the stirrup 16 'in diametrically opposite slots of the upper part 11' and under the shoulder 124 'of the lower part 12'.
  • the dosing means comprise a shutter 3 'system comprising a valve 31' disposed in the spout.
  • This valve is controlled in opening and closing by a first system 4 'of actuation comprising a cylinder 41', for example pneumatic.
  • the valve is mounted at a first end of a valve stem 32 'which is sealingly slidably mounted through the open upper axial end 14' via a translational guide block 33 'which is secured to the edge 111 'superior by means of screws.
  • the guide block has a passage 331 'axial equipped a guide ring 332 'in which the valve stem 32' passes.
  • the open upper axial end 14 ' is equipped with an annular seal 17' held in place by the guide block.
  • the guide block is provided with a transverse hole 333 ', passing through the block from one side to the other and forming a leakage chamber, which makes it possible to identify any leaks at the seal, and which makes it possible, if necessary, to clean the seal. rear of said seal 17 '.
  • the second end of the valve stem 32 ' is disposed above the guide block 33'.
  • the body 411 'of the cylinder is mounted on the upper part 11' by means of two diametrically opposite support rods 42 'and a plate 43'.
  • the rods 42 'support are fixed on one side to the lateral lugs of the guide block, and on the other side to a plate 43' on which is fixed the body 411 'cylinder for example by means of two screws.
  • the tip 45 'of cylinder rod extending the rod 413' of cylinder is centered along the axis A 'and extends downwards between the two support rods, and its free end is mounted at the second end of the rod 32 'of flap.
  • the valve stem is inserted into the cylindrical inner portion 414 'of the cylinder rod end 45'.
  • a locking member formed of an annular half-ring 43 ' is inserted into a slot of the cylinder rod end and engages an outer shoulder of the valve stem to lock the valve stem longitudinally in the rod end of cylinder.
  • a sleeve 44 'slidably mounted on the cylinder rod end can advantageously be moved from a high position, in which it is disposed above the slot of the rod end 45', towards a low position, in which it comes to maintain the half-ring in inserted position.
  • the cylinder 41 ' is able to move the valve 31' in vertical translation in the internal passage of the lower part between a closed position, as illustrated in FIG. figure 10 , in which the valve cooperates with the frustoconical portion 122 'of the lower piece to close the discharge orifice 13', and an open position illustrated in FIG. figure 12 , to open the discharge port.
  • the cylinder rod is equipped with fins 31 'for stabilizing the flow which, in the open position of the valve, extend in the frustoconical section 114' of the passage of the first part and in the section 121 'of the cylinder. lower room.
  • the metering means further comprise a flow control system 5 'mounted on the feed duct 2'.
  • the intermediate central passage 80 ' comprises, from top to bottom, a generally cylindrical upper portion 81' of greater cross-section than that of the downstream passage 70 ', a frustoconical intermediate portion 82' whose section decreases from top to bottom, and a substantially cylindrical lower portion 83 '.
  • the upstream passage 70 ' opens out laterally into the upper portion 81' of the intermediate central passage. Its axis B'1 is slightly inclined relative to the horizontal, for example about 5 °, to prevent product stagnates in this upstream portion between filling cycles.
  • the passage 70'b downstream opens laterally into the lower portion 83 'of the central passage, opposite the passage 70'a upstream with respect to the axis B'2.
  • Its B'3 axis is for example disposed approximately at 45 ° relative to the horizontal.
  • the B'3 axis is disposed at approximately 90 ° of the axis B'2, preferably with a slight angle relative to the horizontal to avoid stagnation of the product.
  • the internal surface forming the central passage B'2 axis has a longitudinal recess of generally semicircular cross section extending along the frustoconical portion and the lower portion, said recess forming a secondary lateral passage 84 '.
  • the secondary lateral passage is disposed substantially in the same plane as the axes B'1 and B'2 and B'3, and is arranged relative to the axis B'2 on the same side as the axis B'1.
  • the control system comprises a flow control rod 51 'of circular cross-section, a substantially vertical longitudinal axis C', axially slidably mounted in a sealed manner, in an axial hole 27 'of the supply duct formed the upper end of its intermediate portion, the hole opening on the upper portion 81 'of the central passage.
  • the circular cross section of the rod 51 ' is smaller than the cross section of the upper portion 81'.
  • the rod has a cross section substantially equal to the section of the portion 83 'lower, preferably slightly lower.
  • the rod has a portion 55 'of slightly larger section end than the rest of the rod, the cross section being substantially equal to or slightly smaller than the section of the portion 83' below the level of this portion 55 'end.
  • the rod 51 ' is slidably mounted in a translation guide block 53', fixed on the upper edge of the intermediate portion 8 of the conduit for example by means of screws 54 '.
  • the guide block has an axial passage 531 'provided with a guide ring 532' in which the rod 51 'passes.
  • Sealing is provided by means of an annular seal 28 ', for example of elastomeric material.
  • Hole 27 ' has an outwardly directed shoulder.
  • the seal 28 ' is provided with a flange. The seal is housed in the hole and is held in place by the guide block 53 ', its flange abutting against said shoulder.
  • the conduit has for example a bore in which the guide block is positioned.
  • the guide block is provided with a hole 533 'transverse, passing through the block from side to side and forming a leakage chamber, which can identify any leaks at the seal, and which allows if necessary cleaning the l rear of said seal 28 '.
  • a second actuating system 6 ' makes it possible to move the flow control rod 51' between a retracted position, called a large flow rate and an extreme deployed position, called a small flow rate.
  • This second system 6 ' actuator comprises a cylinder 61 ', for example pneumatic.
  • the body 611 'of the jack is mounted on the guide block by means of two diametrically opposite rods support 62' and a plate 65 '.
  • the rods 62 'support are fixed on one side to two lateral lugs of the guide block 53' and on the other side to a plate 65 'on which is fixed the body 611' of the jack, for example by means of two screws.
  • the tip 66 'of the cylinder rod extending the cylinder rod 613' is centered along the axis C ', and extends downwards between the two support rods. Its free end is assembled to the portion 52 'of the rod, disposed above the block 53' guide.
  • the rod is inserted into the cylindrical inner portion 614 'of the jack rod end 66' mounted at the end of the jack rod 613 '.
  • a locking member formed of an annular half-ring 63 ' is inserted into a slot of the cylinder rod end and engages an outer shoulder of the rod 51' to lock in longitudinal translation the rod in the rod end of cylinder.
  • a sleeve 64 'slidably mounted on the cylinder rod can be moved from a high position, in which it is disposed above the slot of the cylinder rod end 66', to a low position, in which it just keep the half-ring in inserted position.
  • the cylinder 61 ' is able to move in vertical translation the flow control rod 51' axially in the central passage 80 ', between the large flow position, illustrated in FIG. figure 13 , and a small flow position illustrated in Figures 10 to 12 .
  • the rod 51 ' In the large flow position, the rod 51 'is disposed substantially outside the internal passage 21', only its end portion 55 'being disposed in the upper portion 81' of the central passage, below the underside of the seal 28 .
  • the passage section of the supply duct is maximum.
  • the rod 51 ' extends in the upper portion 81' and in the frustoconical portion 82 'of the central passage, the end portion 55' being disposed in this frustoconical portion, above the portion 83 lower.
  • the dosing means comprise a control system (not shown) for controlling the jacks 41 ', 61'.
  • the dosing means are, for example, of the weight type, the jacks being servocontrolled by a weighing sensor of the control system, which is placed for example at a container support device associated with the filling device.
  • the cylinders are controlled by a sensor for detecting the filling level of the container or a flow sensor that is interposed between the container and the spout at the time of filling, or a volumetric system.
  • the operation of the filling device according to the invention for filling a container is as follows.
  • the control system controls the jack 41' to move the valve 31 'to its open position as illustrated in FIG. figure 12 .
  • the flow of filling product from the upstream passage 70 ' enters the annular upper portion formed by the rod 51' positioned in the upper portion 81 'of the central passage, then by the lateral passage 84' secondary, and by the passage annular frustoconical formed by the end portion 55 'of the rod positioned in the frustoconical portion 82'.
  • the flow then passes into the lower portion 83 'of the central passage, into the downstream passage 70', then into the cylindrical section 113 'of the upper part 11', in which the valve stem 32 'extends.
  • This cylindrical section 113 ' has a large length for stabilizing the flow.
  • the fins 34 serve to stabilize the flow by channeling the stream lines, which has the effect of making the flow more laminar.
  • the control system then drives the jack 61 'to move the regulating rod 51' from its small flow position to its high flow position, as shown in FIG. figure 13 .
  • the control system drives the jack 61 'to move the regulating rod 51' towards its small flow position, then controls the jack 41 'to move the valve 31' towards its closed position as illustrated in FIG. the figure 10 .
  • the speed of movement of the cylinder of the flow control rod is advantageously less than that of the valve cylinder.
  • the piston diameter of the cylinder of the flow control rod is for example greater than that of the piston of the valve cylinder.
  • the flow control rod moves vertically in the flow direction of the product to move from one position to another.
  • the secondary lateral passage opens directly in the central passage, which limits the risk of blocking pieces, the pieces possibly stuck in the secondary passage in the small flow position can be evacuated when the flow control rod is returned to the high flow position.
  • Pressure losses are also created by the divergent form by the increase in section between the upstream passage and the upper portion of the central passage, then by the converge formed by the decrease in section between this upper portion and the lower portion of the central passage. and the downstream passage.
  • the passage section is not divided into two parts, as in the previous embodiment, which allows dosing in small flow filler products with markers (pulps, herbs, .... ) or smaller pieces of larger size.
  • the spout nozzle body 11 ' is formed of two generally cylindrical parts, a cylindrical lower portion 11' a on which the nozzle 12 'is mounted, and a cylindrical upper portion 11' b provided with the upper axial end 14 'and the supply port 15'.
  • the device comprises a single piece 90 'constituting said upper part 11'b of the spout, the part 7'b downstream of the supply duct and a tubular part, referenced 91', in which are constituted the lower portion 83 'and the frustoconical portion 82 'of the central passage and the lateral passage 84' secondary.
  • This piece 9 is assembled by its part 11'b to part 11'a of the metering body, for example by screwing, by inserting a gasket 92 'sealing.
  • the remainder of the intermediate portion of the duct is formed by a tubular piece 93 'constituting the upper portion 81' of the central passage, and provided with the axial hole 27 'and a lateral hole 93'a.
  • This tubular piece 93 ' is assembled by its lower edge to the tubular portion 91', for example by screwing, by inserting a sealing gasket 94 '.
  • This piece 90 limits the number of seal and ensure a precise distance between the rod 32' cylinder and the rod 52 'flow control and thus optimize the size of the device.
  • the device comprises identical blocks 33 ', 53' for the two actuating systems, as well as identical seals 17 ', 27' for sealingly mounting the rod 32 ' cylinder and the rod 51 'flow control.
  • the downstream portion 7a of the supply duct is formed of a rigid tube provided at each end with a flange 25'a, 25'b, for its assembly, on the one hand to the intermediate portion 8 ', level 93'a lateral hole of the room 93 'which opens into the upper portion of the central passage, and secondly to the tank of the filling machine.
  • the axis B'1 of the upstream passage 70'a is aligned along the axis of the lateral hole 93'a, the latter having a section substantially identical to that of the upstream passage.
  • the stroke of the flow control rod can be adjusted via a control system 616 ', for example screw, to obtain the small flow best suited to the filler and the container.
  • the stroke of the rod 51 ' is adjusted so that in small flow, the end portion 55' of the rod is disposed beyond the frustoconical portion 82 'of the central passage, at its portion 83' lower .
  • the rod In small flow, the rod almost completely closes the central passage, the flow of filling product passing through the secondary lateral passage, arranged parallel to the central passage, and of reduced section relative to the central passage.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de remplissage pour une machine de remplissage de récipients avec un produit de remplissage, notamment un produit alimentaire. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de remplissage équipé d'un système de régulation de débit pour le remplissage de récipients, tel que des bouteilles ou des pots, avec toute sorte de produits, liquides à visqueux, en particulier avec des produits ayant tendance à mousser et/ou des produits comprenant des particules et/ou morceaux.
  • Il est connu des machines de remplissage, notamment de type rotative, comprenant un carrousel rotatif avec une structure support portant une cuve de produit de remplissage et une pluralité de dispositifs de remplissage. Chaque dispositif de remplissage comprend classiquement un bec de remplissage, ou bec de dosage, un conduit d'alimentation reliant la cuve au bec de remplissage pour alimenter le bec de remplissage en produit de remplissage, et des moyens de dosage pour délivrer une quantité déterminée de produit de remplissage dans chaque récipient amené sous le bec de remplissage. Le bec de remplissage est classiquement formé d'un corps tubulaire présentant un passage interne d'axe longitudinal, une extrémité axiale inférieure ouverte constituant l'orifice de décharge du bec, et un orifice d'alimentation relié à la cuve par le conduit d'alimentation. Les moyens de dosage comprennent un système d'obturation comprenant un clapet monté mobile dans ledit corps tubulaire, et un système d'actionnement de clapet pour le déplacement longitudinal dudit clapet entre une position fermée pour fermer l'orifice de décharge et une position ouverte. Le système d'actionnement de clapet comprend classiquement un vérin dont la tige passe par une extrémité supérieure ouverte du corps tubulaire du bec, le clapet étant fixé à la tige de vérin.
  • Pour le dosage de produit, il peut s'avérer nécessaire d'effectuer la fin du dosage avec un petit débit, ceci pour de multiples raisons : précision de dosage, faible volume libre dans le col, produit moussant,.... Pour les produits moussants, en particulier le lait, il est nécessaire d'effectuer le début de dosage à un petit débit pour limiter la formation de mousse. Pour les produits semi-liquides, cette fonction petit débit peut être créée, sans perturber l'écoulement, en conservant un jet cylindrique, en jouant sur la position du clapet pour réduire l'ouverture du bec de dosage.
  • Pour des produits liquides, cette solution n'est pas applicable, car le jet en sortie de bec de dosage voit sa vitesse accélérée, il est de direction instable, difforme et turbulent, ce qui provoque des éclaboussures et favorise la formation de mousse.
  • Pour stabiliser le jet, plusieurs grilles empilées sont classiquement ajoutées au niveau de l'orifice de décharge. Ces grilles sont proscrites pour des raisons d'hygiène dans le cas de produits sensibles comme le lait où elles ne peuvent être correctement nettoyées en place, et ne peuvent être utilisées dans le cas de produits avec des particules et/ou morceaux. Une autre solution consiste à prévoir un deuxième siège dans le bec de remplissage coopérant avec une portion tronconique de la tige reliée au clapet pour limiter le débit en amont du clapet. Cette solution s'avère satisfaisante mais n'est pas utilisable dans le cas de produits avec morceaux.
  • JP 2006 168777 divulgue un dispositif selon le préambule de la revendication 1. Le but de la présente invention est de proposer une solution visant à pallier au moins l'un des inconvénients précités, qui soit simple de conception et de mise en oeuvre.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de remplissage pour machine de remplissage selon la revendication 1. Le dispositif de remplissage comprend un système de régulation de débit, disposé en amont du bec de remplissage, formé d'une simple tige que l'on fait rentrer dans le conduit d'alimentation, afin de réduire la section de passage du conduit d'alimentation. La tige s'étend directement dans ledit passage interne pour réduire la section de passage du conduit d'alimentation, la tige étant directement en contact avec le produit de remplissage s'écoulant dans le conduit d'alimentation. Cette restriction du passage permet de diminuer le débit du produit arrivant au bec. Cette restriction du passage crée des turbulences dans l'écoulement. En implantant la régulation de débit en amont du bec, l'écoulement a le temps de se stabiliser en un écoulement plus laminaire, avant la sortie du bec. Ce système de régulation, formé d'une simple tige, est simple de conception et de mise en oeuvre. Il s'avère en outre peu encombrant, et peut être implanté sur le conduit d'alimentation dans différentes configurations, notamment à l'horizontale ou à la verticale. Dans la position grand débit, la section de passage est complète, ce qui laisse la possibilité d'utiliser le dispositif uniquement en grand débit pour des produits plus visqueux et/ou contenant des morceaux, par exemple des morceaux de fruits ou légumes.
  • Le système de régulation de débit peut également être utilisé pour adapter le dispositif de remplissage à des produits différents, notamment des produits de viscosités différentes, la tige pouvant adopter de multiples positions intermédiaires déployées entre sa position grand débit et sa position petit débit. La section de passage du conduit d'alimentation sera adaptée à la viscosité du produit à doser en faisant rentrer plus ou moins la tige dans son passage interne.
  • Selon un mode de réalisation, ledit conduit d'alimentation comprend
    • une partie intermédiaire définissant un passage central intermédiaire, de préférence sensiblement rectiligne,
    • une partie amont, destinée à être connectée à des moyens de distribution, définissant un passage amont par exemple sensiblement rectiligne
    • et une partie aval connectée à l'orifice d'alimentation, définissant un passage aval par exemple sensiblement rectiligne,
    la tige de régulation de débit étant montée coulissante dans un trou axial formé à une extrémité axiale de la partie intermédiaire du conduit d'alimentation, ledit second système d'actionnement étant apte à déplacer axialement la tige de régulation de débit dans le passage central intermédiaire, ledit trou axial débouchant dans une première portion du passage central, l'un parmi le passage aval ou le passage amont débouchant latéralement dans ladite première portion du passage intermédiaire, l'autre débouchant dans une deuxième portion du passage.
  • Selon un mode de réalisation, ledit conduit d'alimentation comprend
    • ladite partie intermédiaire disposée sensiblement verticalement,
    • ledit passage amont débouchant latéralement dans une première portion dite supérieure du passage central de ladite partie intermédiaire, et le passage aval débouchant dans une deuxième portion dite inférieure du passage central,
    • la tige de régulation de débit étant montée coulissante sensiblement verticalement dans le trou axial disposé à l'extrémité supérieure de la partie intermédiaire du conduit d'alimentation et débouchant dans la portion supérieure.
  • Selon un mode de réalisation, la tige de régulation de débit est sensiblement cylindrique.
  • Selon l'invention, le passage central comprend depuis son extrémité axiale munie dudit trou axial, une première portion de préférence sensiblement cylindrique, dont la section transversale est supérieure à la section transversale de la tige de régulation de débit, une portion dite intermédiaire et une deuxième portion, ladite deuxième portion ayant une section inférieure à celle de la première portion, la tige de régulation de débit dans sa position petit débit s'étendant dans ladite portion intermédiaire et dans la deuxième portion.
  • Selon un mode de réalisation, ladite première portion est sensiblement cylindrique, ladite portion intermédiaire est sensiblement tronconique, sa section diminuant en direction de la deuxième portion. Une telle portion tronconique permet une variation progressive de la section de passage entre la position grand débit et la position petit débit.
  • Selon un mode de réalisation, le passage intermédiaire comprend, d'amont en aval par rapport au sens d'écoulement du produit de remplissage, en particulier de haut en bas dans le cas d'une disposition sensiblement verticale, la première portion supérieure sensiblement cylindrique, la portion intermédiaire tronconique, et la deuxième portion inférieure.
  • Selon l'invention, la surface interne de la partie intermédiaire qui définit ledit passage central intermédiaire, est munie d'un renfoncement longitudinal s'étendant le long de la portion intermédiaire et de la deuxième portion, ledit renfoncement définissant un passage latéral secondaire pour l'écoulement du produit de remplissage en position petit débit. Le passage secondaire débouche directement sur le passage intermédiaire, limitant ainsi le blocage d'éventuels morceaux du produit de remplissage. De préférence, le passage secondaire est disposé par rapport à l'axe du passage central du même côté que le passage amont.
  • Selon un mode de réalisation, la section transversale de la portion supérieure du passage central intermédiaire est supérieure à la section transversale du passage amont de la partie amont. Le conduit d'alimentation présente ainsi des pertes de charge singulières par divergent puis convergent permettant des sections de passage importantes, et ainsi le dosage de produit de remplissage visqueux et/ou avec des morceaux de taille importante, ceci par rapport à un ajutage classique comportant d'abord le convergent puis le divergent.
  • Selon un mode de réalisation, le passage amont et le passage aval débouchent latéralement dans la partie inférieure du passage central intermédiaire. Le conduit d'alimentation présente ainsi des pertes de charge singulières de type coude, permettant des sections de passage importantes, et ainsi le dosage de produit de remplissage visqueux et/ou avec des morceaux de taille importante.
  • Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend une pièce monobloc constituant au moins une partie du corps tubulaire du bec, la partie aval du conduit d'alimentation, et de préférence au moins une partie de la partie intermédiaire du conduit d'alimentation, sur laquelle est montée la tige de régulation de débit, de manière à maîtriser au mieux le positionnement des différents éléments du dispositif les uns par rapport aux autres, et ainsi réduire son encombrement, et d'obtenir un dispositif nécessitant moins de joints d'étanchéité et donc plus hygiénique.
  • Selon un autre mode de réalisation, ne faisant pas partie de l'invention, en position petit débit, la tige de régulation de débit scinde le passage interne du conduit d'alimentation en deux passages secondaires sensiblement identiques, disposés symétriquement de part et d'autre de la tige de régulation de débit. La création de deux passages secondaires symétriques de part et d'autre de la tige permet d'uniformiser le débit d'écoulement dans le conduit d'alimentation en aval de la tige de régulation de débit. Dans la position petit débit, l'extrémité libre de la tige de régulation de débit est avantageusement à proximité immédiate de la surface interne du passage du conduit d'alimentation, de préférence presqu'en contact, avec un faible jeu entre l'extrémité libre et ladite surface interne. La vitesse de déplacement de la tige entre ses deux positions peut être pilotée par un système de commande pour avoir un déplacement progressif entre les deux positions.
  • Selon une particularité, les moyens de dosage comprennent un système de commande apte à commander le premier système d'actionnement et le second système d'actionnement pour maintenir la tige de régulation de débit en position petit débit lorsque le clapet est déplacé en position ouverte en début de dosage, pour déplacer en position escamotée la tige de régulation de débit en cours de dosage, et pour déplacer la tige de régulation de débit en position petit débit en fin de dosage, avant le déplacement du clapet en position fermée.
  • Selon un mode de réalisation, le conduit d'alimentation présente un passage interne de section sensiblement circulaire, la tige de régulation de débit est montée coulissante sur le conduit d'alimentation sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal du passage interne du conduit, ledit second système d'actionnement est apte à déplacer radialement la tige de régulation de débit dans le passage interne du conduit, sensiblement perpendiculairement au sens d'écoulement du produit de remplissage.
  • Selon un mode de réalisation, la tige de régulation de débit est cylindrique, de section transversale circulaire inférieure à celle du passage interne. La surface cylindrique de la tige de régulation de débit limite également les turbulences.
  • Selon un mode de réalisation, la tige de régulation de débit présente une extrémité libre à surface convexe, dont le rayon de courbure correspond à celui de la surface interne du passage interne du conduit d'alimentation.
  • Selon un mode de réalisation, l'orifice d'alimentation est formé latéralement dans le corps tubulaire.
  • Selon un mode de réalisation, ledit second système de commande comprend un vérin comportant une tige de vérin apte à être reliée à la tige de régulation de débit, par exemple via un embout de tige de vérin, le corps de vérin est monté sur le conduit d'alimentation et porté par ce dernier, ledit corps de vérin est monté à distance du conduit d'alimentation via éventuellement une platine et via au moins un bras rigide de liaison s'étendant parallèlement et à côté de la tige de régulation de débit, de la tige de vérin et de l'éventuel embout de tige de vérin.
  • Selon un mode de réalisation, ledit corps tubulaire présente une extrémité axiale supérieure ouverte, ledit clapet est assemblé à la première extrémité d'une tige de clapet, ledit premier système de commande comprend un vérin comportant une tige de vérin apte à être reliée à la deuxième extrémité de la tige de clapet par exemple via un embout de tige de vérin, à travers ladite extrémité supérieure ouverte, le corps de vérin est monté sur le corps du bec et porté directement par ce dernier, ledit corps de vérin est monté au-dessus et à distance du corps du bec via éventuellement une platine et via au moins un bras rigide de liaison s'étendant parallèlement et à côté de la tige de clapet, de la tige de vérin, et de l'éventuel embout de tige de vérin. Le montage des systèmes d'actionnement directement sur le conduit d'alimentation et le bec permet de proposer un dispositif de remplissage sous forme de module, qui peut être monté directement par son conduit d'alimentation à une cuve de remplissage. Selon un autre mode de réalisation, le système de commande du clapet est de type magnétique.
  • Selon un mode de réalisation, la tige de régulation de débit est apte à être montée de manière amovible à l'extrémité libre de la tige de vérin au moyen d'un système d'accouplement à action rapide comprenant un organe de blocage, et/ou la deuxième extrémité de la tige de clapet est apte à être montée de manière amovible à l'extrémité libre de la tige de vérin au moyen d'un système d'accouplement à action rapide comprenant un organe de blocage. La tige de régulation de débit peut ainsi être aisément démontée pour permettre le remplacement rapide du joint d'étanchéité.
  • Selon un mode de réalisation, pour le montage de la tige de régulation de débit à la tige de vérin, un premier élément parmi la tige de régulation de débit et la tige de vérin est apte à être inséré dans un embout ou douille de raccord montée à l'extrémité de l'autre élément, dit second élément, la paroi tubulaire de la douille comprenant au moins une fente disposée perpendiculairement à l'axe de la tige de régulation de débit, l'organe de blocage du second système d'accouplement est apte à être inséré sensiblement perpendiculairement à l'axe de la tige de régulation de débit dans ladite fente et à venir en prise avec au moins un épaulement extérieur du premier élément, pour bloquer en translation longitudinale le premier élément dans la douille. Pour le montage de la tige de clapet à la tige de vérin, un premier élément parmi la tige de clapet et la tige de vérin est avantageusement apte à être inséré dans un embout ou douille de raccord montée à l'extrémité de l'autre élément, dit second élément, la paroi tubulaire de la douille comprenant au moins une fente disposée perpendiculairement à l'axe du bec, l'organe de blocage du second système d'accouplement est apte à être inséré sensiblement perpendiculairement à l'axe du bec dans ladite fente et à venir en prise avec au moins un épaulement extérieur du premier élément, pour bloquer en translation longitudinale le premier élément dans la douille.
  • L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre de deux modes de réalisation particuliers actuellement préférés de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de remplissage ;
    • les figures 2 et 3 sont deux vues de côté du dispositif de remplissage de la figure 1 ;
    • la figure 4 est une vue agrandie en coupe selon le plan IV-IV, le clapet étant en position ouverte, la tige de régulation de débit étant en position petit débit ;
    • la figure 5 est une vue agrandie selon le plan de coupe V-V de la figure 3, la tige de régulation de débit étant en position grand débit ;
    • la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5, la tige de régulation de débit étant en position petit débit ;
    • la figure 7 est une vue en perspective d'un dispositif de remplissage selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 8 est une vue de face du dispositif de remplissage de la figure 7 ;
    • les figures 9a et 9b sont respectivement une vue de dessus et une vue en perspective d'un élément constitutif du dispositif de remplissage de la figure 7 ;
    • la figure 10 est une vue agrandie en coupe selon le plan X-X, de la figure 8, le clapet étant en position fermée, la tige de régulation de débit étant en position petit débit ;
    • la figure 11 est une vue agrandie partielle de la figure 10 ;
    • la figure 12 est une vue analogue à celle de la figure 10, le clapet étant en position ouverte, la tige de régulation de débit étant en position petit débit ;
    • la figure 13 est une vue analogue à celles des figures 10 et 12, le clapet étant en position ouverte, la tige de régulation de débit étant en position grand débit ;
    • la figure 14 est une vue analogue de celle de la figure 12, la tige de régulation de débit étant dans une position petit débit différente.
  • Les figures 1 à 6 illustrent un dispositif de remplissage, destiné à équiper une machine de remplissage, par exemple de type rotative, comprenant un carrousel comportant une structure support montée tournante sur un bâti fixe autour d'un axe de rotation vertical. La structure support porte des moyens de distribution de liquide de remplissage, formés par exemple d'une cuve centrale cylindrique, et une pluralité de dispositifs de remplissage selon l'invention, disposés à espace angulaire régulier autour de l'axe de rotation.
  • Le dispositif de remplissage peut être utilisé pour des produits de remplissage liquides, tels que eau, lait, jus de fruits ou détergents, comportant ou non des pulpes, à semi-liquides, tels que yaourt à boire, sauces, huile végétale ou lessive. Le dispositif illustré sur les figures est en particulier destiné à être utilisé pour le dosage de lait.
  • En référence en particulier aux figures 1 et 4, le dispositif de remplissage comporte un bec 1 de remplissage avec un orifice 13 de décharge et un orifice 15 d'alimentation latéral, un conduit 2 d'alimentation connecté à l'orifice 15 d'alimentation pour l'alimentation du bec en produit de remplissage, et des moyens de dosage pour délivrer une quantité déterminée de produit de remplissage dans chaque récipient amené sous le bec.
  • Le bec 1, d'axe A longitudinal, est formé d'un corps 10 globalement tubulaire présentant un passage 10a interne, une extrémité 14 axiale supérieure ouverte et une extrémité axiale inférieure ouverte constituant l'orifice 13 de décharge. L'axe longitudinal A du bec est disposé sensiblement verticalement.
  • Le conduit 2 d'alimentation, formé d'un tube rigide, présente un passage 21 interne tubulaire, sensiblement rectiligne, d'axe longitudinal B, de section circulaire sensiblement constante. Il est raccordé rigidement par une première extrémité 22 à l'orifice d'alimentation. Le dispositif de remplissage est destiné à être connecté par la deuxième extrémité 23 du conduit d'alimentation à la cuve de la machine de remplissage. Dans le présent mode de réalisation, l'axe B du passage 21 interne est légèrement incliné par rapport à l'horizontale, par exemple d'environ 5°, pour éviter que du produit ne stagne dans le conduit entre les cycles de remplissage. Le conduit est muni à chaque extrémité d'une bride 24, 25, pour son assemblage au moyen de deux vis 26, d'une part au bec, au niveau de l'orifice 15 d'alimentation, et d'autre part à la cuve de la machine de remplissage. L'axe B du passage 21 est aligné selon l'axe de l'orifice 15 d'alimentation latéral, ce dernier ayant une section sensiblement identique à celle du passage 21.
  • Le corps 10 tubulaire est constitué de deux pièces : une pièce 11 supérieure, appelée également corps de doseur, munie de l'extrémité 14 axiale supérieure et de l'orifice 15 d'alimentation ; et une pièce 12 inférieure, appelée également buse, munie de l'orifice 13 de décharge, qui est montée de manière amovible sur la pièce supérieure au moyen d'un organe de blocage formé d'un étrier 16 en forme générale de U, tel que décrit dans la demande de brevet français n° 0904645, déposée le 29 septembre 2009 , au nom de la Société déposante.
  • La surface interne de la paroi de la pièce 11 supérieure, qui définit son passage interne, présente de son bord 111 supérieur à son bord 112 inférieur, un tronçon 113 supérieur cylindrique, un tronçon 114 tronconique augmentant progressivement vers le bas, et un tronçon 115 inférieur cylindrique, le tronçon tronconique et le tronçon inférieur étant relié par un épaulement intérieur orienté vers le bord inférieur. La paroi de la pièce 12 inférieure présente une surface extérieure cylindrique. Sa surface interne, qui définit son passage interne, présente, de son bord supérieur à son orifice 13 de décharge, un tronçon 121 supérieur cylindrique, un tronçon 122 tronconique se réduisant progressivement vers le bas et formant un siège d'obturation, et un tronçon 123 inférieur cylindrique ou tronconique délimité par l'orifice de décharge. La pièce 12 inférieure est insérée dans le tronçon 115 inférieur de la pièce supérieure, jusqu'à la mise en appui de son bord supérieur contre l'épaulement, ledit bord supérieur étant avantageusement équipé d'un joint d'étanchéité. Le blocage des deux pièces 11, 12 est réalisé en insérant les deux branches de l'étrier 16 dans des fentes diamétralement opposées de la pièce supérieure 11 et sous l'épaulement 124 de la pièce inférieure 12.
  • Les moyens de dosage comprennent un système 3 d'obturation comprenant un clapet 31 disposé dans le bec. Ce clapet est commandé en ouverture et en fermeture par un premier système 4 d'actionnement comprenant un vérin 41, par exemple pneumatique. Le clapet est monté à une première extrémité d'une tige 32 de clapet qui est montée coulissante de manière étanche à travers l'extrémité 14 axiale supérieure ouverte, via un bloc 33 de guidage en translation qui est fixé sur le bord 111 supérieur au moyen de vis (non visible). Le bloc de guidage présente un passage 331 axial équipé d'une bague 332 de guidage dans lequel passe la tige 32 de clapet. L'extrémité 14 axiale supérieure ouverte est équipée d'un joint 17 d'étanchéité annulaire, maintenu en place par le bloc de guidage. Le bloc de guidage est muni d'un trou 333 transversal, traversant le bloc de part en part et formant une chambre de fuite, qui permet de repérer d'éventuelles fuites au niveau du joint, et qui permet si nécessaire le nettoyage de l'arrière dudit joint 17. La deuxième extrémité de la tige 32 de clapet est disposée au-dessus du bloc 33 de guidage. Le corps 411 du vérin est monté sur la pièce 11 supérieure au moyen de deux tiges 42 support diamétralement opposées et d'une platine 43. Les tiges 42 support sont fixées d'un côté au bord 111 supérieur de la pièce supérieure et de l'autre côté à une platine 43 sur laquelle est fixé le corps 411 de vérin au moyen de deux 2 vis non représentées. L'embout 45 de tige de vérin prolongeant la tige 413 de vérin est centré selon l'axe A et s'étend vers le bas entre les deux tiges support, et son extrémité libre est montée à la deuxième extrémité de la tige 32 de clapet. Pour ce montage, la tige de clapet est insérée dans la partie 414 intérieure cylindrique de l'embout de tige de vérin 45. Un organe de blocage formé d'une demi-bague 43 annulaire est inséré dans une fente de l'embout de tige de vérin et vient en prise avec un épaulement extérieur de la tige de clapet pour bloquer en translation longitudinale la tige de clapet dans l'embout de tige de vérin. Un manchon 44 monté coulissant sur l'embout de tige de vérin peut avantageusement être déplacé d'une position haute, dans laquelle il est disposé au-dessus de la fente de l'embout de tige 45, vers une position basse, dans laquelle il vient maintenir la demi-bague en position insérée.
  • Le vérin 41 est apte à déplacer le clapet 31 en translation verticale dans le passage interne de la pièce inférieure entre une position fermée, dans laquelle le clapet coopère avec le tronçon 122 tronconique de la pièce inférieure pour fermer l'orifice 13 de décharge, et une position ouverte illustrée à la figure 4, pour ouvrir l'orifice de décharge.
  • La tige de vérin est équipée d'ailettes 34 de stabilisation de l'écoulement qui, dans la position ouverte du clapet, s'étendent dans le tronçon 114 tronconique du passage de la première pièce et dans le tronçon 121 cylindrique de la pièce inférieure.
  • Les moyens de dosage comprennent en outre un système 5 de régulation de débit monté sur le conduit 2 d'alimentation. En référence aux figures 4, 5 et 6, ce système de régulation comprend une tige 51 de régulation de débit, de section transversale circulaire, d'axe longitudinal C, montée coulissante radialement, de manière étanche, dans un trou 27 radial du conduit d'alimentation qui débouche sur le passage 21 interne. La section transversale circulaire de la tige 51 de régulation de débit est inférieure à la section transversale circulaire du passage 21 interne du conduit d'alimentation. La tige 51 présente une extrémité 51a libre à surface convexe, dont le rayon de courbure correspond sensiblement à celui de la surface interne du passage du conduit. La tige 51 présente une embase 52 cylindrique, de section circulaire plus large, qui est montée coulissante dans un bloc 53 de guidage en translation, fixé sur le conduit au moyen de vis 54 (Fig.1). Le bloc de guidage présente un passage 531 axial muni d'une bague 532 de guidage dans lequel passe l'embase 52. L'étanchéité est assurée au moyen d'un joint 28 d'étanchéité annulaire, par exemple en matériau élastomère. Le trou 27 présente un épaulement 27a orienté vers l'extérieur. Le joint 28 est muni d'une collerette. Le joint est logé dans le trou et est maintenu en place par le bloc 53 de guidage, sa collerette en butée contre ledit épaulement. Le conduit présente par exemple un lamage 27b dans lequel le bloc de guidage est positionné. Le bloc de guidage est muni d'un trou 533 transversal, traversant le bloc de part en part et formant une chambre de fuite, qui permet de repérer d'éventuelles fuites au niveau du joint, et qui permet si nécessaire le nettoyage de l'arrière dudit joint 28.
  • Un second système 6 d'actionnement permet de déplacer la tige 51 de régulation de débit entre une position escamotée, dite grand débit et une position déployée extrême, dite petit débit. Ce second système 6 d'actionnement comprend un vérin 61, par exemple pneumatique. Le corps 611 du vérin est monté sur le conduit 2 au moyen de deux tiges 62 support diamétralement opposées et d'une platine 65. Les tiges 62 support sont fixées d'un côté à la surface extérieure du conduit 2 d'alimentation et de l'autre côté à une platine 65 sur laquelle est fixé le corps 611 de vérin par l'intermédiaire de deux vis non représentées. L'embout 66 de tige de vérin prolongeant la tige de vérin 613 est centré selon l'axe C, et s'étend vers le bas entre les deux tiges support. Son extrémité libre est assemblée à l'extrémité de l'embase 52, disposée au-dessus du bloc 53 de guidage.
  • Pour ce montage, l'embase est insérée dans la partie 614 intérieure cylindrique de l'embout de tige de vérin 66 monté à l'extrémité de la tige 613 de vérin. Un organe de blocage formé d'une demi-bague 63 annulaire est inséré dans une fente de l'embout de tige de vérin et vient en prise avec un épaulement extérieur de l'embase 52 pour bloquer en translation longitudinale l'embase dans l'embout de tige de vérin. Un manchon 64 monté coulissant sur la tige de vérin peut être déplacé d'une position haute, dans laquelle il est disposé au-dessus de la fente de l'embout de tige de vérin 66, vers une position basse, dans laquelle il vient maintenir la demi-bague en position insérée.
  • Le vérin 61 est apte à déplacer la tige 51 de régulation de débit radialement dans le passage 21 interne entre la position grand débit, illustré à la figure 5, et une position petit débit illustré aux figures 4 et 6. Dans la position grand débit, la tige est disposée sensiblement en dehors du passage 21 interne. Son extrémité 51a libre est disposée sensiblement au niveau de la face inférieure du joint 28. La section de passage du conduit d'alimentation est maximale.
  • Dans la position petit débit, la tige 51 s'étend dans ledit passage 21 interne, son extrémité 51a libre est située à proximité immédiate de la surface interne du passage, à l'opposé du trou 27. L'extrémité 51a libre peut être en contact avec la surface. De préférence, la tige n'est pas en contact contre la surface interne, un jeu étant maintenu entre la tige et la surface interne du passage, par exemple d'un demi millimètre, afin d'éviter de mater cette surface. La tige en position petit débit forme deux passages 29a, 29b (Fig. 6) secondaires identiques, disposés symétriquement de part et d'autre de la tige 51.
  • Suivant la pénétration de la tige 51 dans le conduit 21 ou le diamètre de la tige 51, la section de passage peut être réduite de 30 à 70% pour obtenir le petit débit le mieux adapté au couple produit / récipient. Pour le mode de réalisation préféré, la tige de régulation de débit présente un diamètre de 6 mm, le diamètre du passage interne étant de 12,6 mm. La section de passage est ainsi d'environ 125 mm2, et est réduite en position petit débit à environ 50 mm2 avec deux passages secondaires d'environ 25 mm2, soit une réduction de la section de passage d'environ 60%.
  • Les moyens de dosage comprennent un système de commande (non représenté) permettant de piloter les vérins 41, 61. Les moyens de dosage sont par exemple de type pondéral, les vérins étant asservis par un capteur de pesée du système de commande, qui est placé par exemple au niveau d'un dispositif de support de récipient associé au dispositif de remplissage. En variante, les vérins sont asservis par un capteur de détection du niveau de remplissage du récipient ou un capteur de débit venant s'intercaler entre le récipient et le bec au moment du remplissage, ou un système volumétrique.
  • Le fonctionnement du dispositif de remplissage selon l'invention pour le remplissage d'un récipient est le suivant.
  • La tige 51 de régulation étant en position petit débit, le système de commande pilote le vérin 41 pour déplacer le clapet 31 dans sa position ouverte tel qu'illustré à la figure 4. Le flux de produit de remplissage passe de part et d'autre de la tige, par les deux passages secondaires. Le flux passe ensuite dans le passage 21 interne tubulaire puis débouche dans le tronçon 113 cylindrique de la pièce 11 supérieure, dans laquelle s'étend la tige 32 de clapet de section sensiblement constante. Ce tronçon 113 cylindrique présente une section de passage sensiblement constante et une longueur importante permettant de stabiliser l'écoulement. Les ailettes 34 servent à stabiliser l'écoulement en canalisant les lignes de courant, ce qui a pour effet de rendre l'écoulement plus laminaire.
  • Le système de commande pilote ensuite le vérin 61 pour déplacer la tige 51 de régulation de sa position petit débit, illustrée aux figures 4 et 6 vers sa position grand débit illustrée à la figure 5. En fin de dosage, le système de commande pilote le vérin 61 pour déplacer la tige 51 de régulation vers sa position petit débit, puis commande le vérin 41 pour déplacer le clapet 31 vers sa position de fermeture.
  • La vitesse de déplacement du vérin de la tige de régulation de débit est avantageusement inférieure à celle du vérin de clapet. Pour ce faire, le diamètre du piston du vérin de la tige de régulation de débit est par exemple supérieur à celui du piston du vérin de clapet.
  • Les figures 7 à 13 illustrent un dispositif de remplissage selon un mode de réalisation de l'invention.
  • En référence en particulier aux figures 7 et 10, le dispositif de remplissage comporte un bec 1' de remplissage avec un orifice 13' de décharge et un orifice 15' d'alimentation latéral, un conduit 2' d'alimentation connecté à l'orifice 15' d'alimentation pour l'alimentation du bec en produit de remplissage, et des moyens de dosage pour délivrer une quantité déterminée de produit de remplissage dans chaque récipient amené sous le bec.
  • Le bec 1', d'axe A' longitudinal, est formé d'un corps 10' globalement tubulaire présentant un passage 10' a interne, une extrémité 14' axiale supérieure ouverte et une extrémité axiale inférieure ouverte constituant l'orifice 13' de décharge. L'axe longitudinal A' du bec est disposé sensiblement verticalement.
  • Le conduit 2' d'alimentation présente un passage interne 21' et est connecté par une première extrémité 22' à l'orifice d'alimentation. Le dispositif de remplissage est destiné à être connecté par la deuxième extrémité 23' du conduit d'alimentation à la cuve de la machine de remplissage.
  • Le corps 10' tubulaire comprend une pièce 11' supérieure, appelée également corps de doseur, munie de l'extrémité 14' axiale supérieure et de l'orifice 15' d'alimentation ; et une pièce 12' inférieure, appelée également buse, munie de l'orifice 13' de décharge, qui est montée de manière amovible sur la pièce supérieure au moyen d'un organe de blocage formé d'un étrier 16' en forme générale de U.
  • La surface interne de la paroi de la pièce 11' supérieure, qui définit son passage interne, présente de son bord 111' supérieur à son bord 112' inférieur, un tronçon 113' supérieur cylindrique, un tronçon 114' tronconique augmentant progressivement vers le bas, et un tronçon 115' inférieur cylindrique, le tronçon tronconique et le tronçon inférieur étant relié par un épaulement intérieur orienté vers le bord inférieur. La paroi de la pièce 12' inférieure présente une surface extérieure cylindrique. Sa surface interne, qui définit son passage interne, présente, de son bord supérieur à son orifice 13' de décharge, un tronçon 121' supérieur cylindrique, un tronçon 122' tronconique se réduisant progressivement vers le bas et formant un siège d'obturation, et un tronçon 123' inférieur cylindrique ou tronconique délimité par l'orifice de décharge. La pièce 12' inférieure est insérée dans le tronçon 115' inférieur de la pièce supérieure, jusqu'à la mise en appui de son bord supérieur contre l'épaulement, ledit bord supérieur étant avantageusement équipé d'un joint d'étanchéité. Le blocage des deux pièces 11', 12' est réalisé en insérant les deux branches de l'étrier 16' dans des fentes diamétralement opposées de la pièce supérieure 11' et sous l'épaulement 124' de la pièce inférieure 12'.
  • En référence aux figures 10 et 11, les moyens de dosage comprennent un système 3' d'obturation comprenant un clapet 31' disposé dans le bec. Ce clapet est commandé en ouverture et en fermeture par un premier système 4' d'actionnement comprenant un vérin 41', par exemple pneumatique. Le clapet est monté à une première extrémité d'une tige 32' de clapet qui est montée coulissante de manière étanche à travers l'extrémité 14' axiale supérieure ouverte, via un bloc 33' de guidage en translation qui est fixé sur le bord 111' supérieur au moyen de vis. Le bloc de guidage présente un passage 331' axial équipé d'une bague 332' de guidage dans lequel passe la tige 32' de clapet. L'extrémité 14' axiale supérieure ouverte est équipée d'un joint 17' d'étanchéité annulaire, maintenu en place par le bloc de guidage. Le bloc de guidage est muni d'un trou 333' transversal, traversant le bloc de part en part et formant une chambre de fuite, qui permet de repérer d'éventuelles fuites au niveau du joint, et qui permet si nécessaire le nettoyage de l'arrière dudit joint 17'. La deuxième extrémité de la tige 32' de clapet est disposée au-dessus du bloc 33' de guidage. Le corps 411' du vérin est monté sur la pièce 11' supérieure au moyen de deux tiges 42' support diamétralement opposées et d'une platine 43'. Les tiges 42' support sont fixées d'un côté à des pattes latérales du bloc de guidage, et de l'autre côté à une platine 43' sur laquelle est fixé le corps 411' de vérin par exemple au moyen de deux vis. L'embout 45' de tige de vérin prolongeant la tige 413' de vérin est centré selon l'axe A' et s'étend vers le bas entre les deux tiges support, et son extrémité libre est montée à la deuxième extrémité de la tige 32' de clapet. Pour ce montage, la tige de clapet est insérée dans la partie 414' intérieure cylindrique de l'embout de tige de vérin 45'. Un organe de blocage formé d'une demi-bague 43' annulaire est inséré dans une fente de l'embout de tige de vérin et vient en prise avec un épaulement extérieur de la tige de clapet pour bloquer en translation longitudinale la tige de clapet dans l'embout de tige de vérin. Un manchon 44' monté coulissant sur l'embout de tige de vérin peut avantageusement être déplacé d'une position haute, dans laquelle il est disposé au-dessus de la fente de l'embout de tige 45', vers une position basse, dans laquelle il vient maintenir la demi-bague en position insérée.
  • Le vérin 41' est apte à déplacer le clapet 31' en translation verticale dans le passage interne de la pièce inférieure entre une position fermée, telle qu'illustré à la figure 10, dans laquelle le clapet coopère avec le tronçon 122' tronconique de la pièce inférieure pour fermer l'orifice 13' de décharge, et une position ouverte illustrée à la figure 12, pour ouvrir l'orifice de décharge.
  • La tige de vérin est équipée d'ailettes 34' de stabilisation de l'écoulement qui, dans la position ouverte du clapet, s'étendent dans le tronçon 114' tronconique du passage de la première pièce et dans le tronçon 121' cylindrique de la pièce inférieure.
  • Les moyens de dosage comprennent en outre un système 5' de régulation de débit monté sur le conduit 2' d'alimentation.
  • En référence aux figures 10 et 11, le conduit 2' d'alimentation comprend d'amont en aval par rapport au sens d'écoulement du produit de remplissage ;
    • une partie 7'a amont, présentant un passage 70'a amont interne tubulaire, sensiblement rectiligne, d'axe longitudinal B'1, de section circulaire sensiblement constante, comprenant la deuxième extrémité 23' du conduit d'alimentation ;
    • une partie 8' intermédiaire présentant un passage central intermédiaire 80' de forme globalement cylindrique, d'axe longitudinal vertical B'2 ; et,
    • et une partie 7'b aval présentant un passage 70'b aval tubulaire, sensiblement rectiligne, d'axe longitudinal B'3, de section circulaire sensiblement constante, sensiblement égale à celle du passage 70'a aval, ladite partie aval comprenant la première extrémité 22' connectée à l'orifice 15' d'alimentation.
  • Le passage 80' central intermédiaire comprend, de haut en bas, une portion 81' supérieure globalement cylindrique, de section transversale supérieure à celle du passage 70'b aval, une portion 82' intermédiaire tronconique, dont la section diminue de haut en bas, et une portion 83' inférieure sensiblement cylindrique.
  • Le passage 70'a amont débouche latéralement dans la portion 81' supérieure du passage central intermédiaire. Son axe B'1 est légèrement incliné par rapport à l'horizontale, par exemple d'environ 5°, pour éviter que du produit ne stagne dans cette portion amont entre les cycles de remplissage.
  • Le passage 70'b aval débouche latéralement dans la portion 83' inférieure du passage central, à l'opposé du passage 70'a amont par rapport à l'axe B'2. Son axe B'3 est par exemple disposé environ à 45° par rapport à l'horizontale. En variante, l'axe B'3 est disposé à environ à 90° de l'axe B'2, de préférence avec un léger angle par rapport à l'horizontale pour éviter toute stagnation du produit.
  • La surface interne formant le passage central d'axe B'2, présente un renfoncement longitudinal de section transversale globalement semi-circulaire s'étendant le long de la portion tronconique et de la portion inférieure, ledit renfoncement formant un passage 84' latéral secondaire.
  • Le passage latéral secondaire est disposé sensiblement dans le même plan que les axes B'1 et B'2 et B'3, et est disposé par rapport à l'axe B'2 du même côté que l'axe B'1.
  • Le système de régulation comprend une tige 51' de régulation de débit, de section transversale circulaire, d'axe longitudinal sensiblement vertical C', montée coulissante axialement, de manière étanche, dans un trou 27' axial du conduit d'alimentation, formé à l'extrémité supérieure de sa partie intermédiaire, le trou débouchant sur la portion 81' supérieure du passage central. La section transversale circulaire de la tige 51' est inférieure à la section transversale de la portion 81' supérieure. La tige présente une section transversale sensiblement égale à la section de la portion 83' inférieure, de préférence légèrement inférieure. Dans le présent mode de réalisation, la tige présente une portion 55' d'extrémité de section légèrement supérieure au reste de la tige, la section transversale étant sensiblement égale ou légèrement inférieure à la section de la portion 83' inférieure au niveau de cette portion 55' d'extrémité.
  • La tige 51' est montée coulissante dans un bloc 53' de guidage en translation, fixé sur le bord supérieur de la partie 8 intermédiaire du conduit par exemple au moyen de vis 54'. Le bloc de guidage présente un passage 531' axial muni d'une bague 532' de guidage dans lequel passe la tige 51'. L'étanchéité est assurée au moyen d'un joint 28' d'étanchéité annulaire, par exemple en matériau élastomère. Le trou 27' présente un épaulement orienté vers l'extérieur. Le joint 28' est muni d'une collerette. Le joint est logé dans le trou et est maintenu en place par le bloc 53' de guidage, sa collerette en butée contre ledit épaulement. Le conduit présente par exemple un alésage dans lequel le bloc de guidage est positionné. Le bloc de guidage est muni d'un trou 533' transversal, traversant le bloc de part en part et formant une chambre de fuite, qui permet de repérer d'éventuelles fuites au niveau du joint, et qui permet si nécessaire le nettoyage de l'arrière dudit joint 28'.
  • Un second système 6' d'actionnement permet de déplacer la tige 51' de régulation de débit entre une position escamotée, dite grand débit et une position déployée extrême, dite petit débit. Ce second système 6' d'actionnement comprend un vérin 61', par exemple pneumatique. Le corps 611' du vérin est monté sur le bloc de guidage au moyen de deux tiges 62' support diamétralement opposées et d'une platine 65'. Les tiges 62' support sont fixées d'un côté à deux pattes latérales du bloc 53' de guidage et de l'autre côté à une platine 65' sur laquelle est fixé le corps 611' de vérin, par exemple par l'intermédiaire de deux vis. L'embout 66' de tige de vérin prolongeant la tige de vérin 613' est centré selon l'axe C', et s'étend vers le bas entre les deux tiges support. Son extrémité libre est assemblée à la partie 52' de la tige, disposée au-dessus du bloc 53' de guidage.
  • Pour ce montage, la tige est insérée dans la partie 614' intérieure cylindrique de l'embout de tige de vérin 66' monté à l'extrémité de la tige 613' de vérin. Un organe de blocage formé d'une demi-bague 63' annulaire est inséré dans une fente de l'embout de tige de vérin et vient en prise avec un épaulement extérieur de la tige 51' pour bloquer en translation longitudinale la tige dans l'embout de tige de vérin. Un manchon 64' monté coulissant sur la tige de vérin peut être déplacé d'une position haute, dans laquelle il est disposé au-dessus de la fente de l'embout de tige de vérin 66', vers une position basse, dans laquelle il vient maintenir la demi-bague en position insérée.
  • Le vérin 61' est apte à déplacer en translation verticale la tige 51' de régulation de débit axialement dans le passage 80' central, entre la position grand débit, illustrée à la figure 13, et une position petit débit illustrée aux figures 10 à 12. Dans la position grand débit, la tige 51' est disposée sensiblement en dehors du passage 21' interne, seule sa portion 55' d'extrémité étant disposée dans la portion 81' supérieure du passage central, en dessous de la face inférieure du joint 28'. La section de passage du conduit d'alimentation est maximale.
  • Dans la position petit débit, la tige 51' s'étend dans la portion 81' supérieure et dans la portion 82' tronconique du passage central, la portion 55' d'extrémité étant disposée dans cette portion tronconique, au dessus de la portion 83' inférieure.
  • Les moyens de dosage comprennent un système de commande (non représenté) permettant de piloter les vérins 41', 61'. Les moyens de dosage sont par exemple de type pondéral, les vérins étant asservis par un capteur de pesée du système de commande, qui est placé par exemple au niveau d'un dispositif de support de récipient associé au dispositif de remplissage. En variante, les vérins sont asservis par un capteur de détection du niveau de remplissage du récipient ou un capteur de débit venant s'intercaler entre le récipient et le bec au moment du remplissage, ou un système volumétrique.
  • Le fonctionnement du dispositif de remplissage selon l'invention pour le remplissage d'un récipient est le suivant.
  • La tige 51' de régulation étant en position petit débit, le système de commande pilote le vérin 41' pour déplacer le clapet 31' dans sa position ouverte tel qu'illustré à la figure 12. Le flux de produit de remplissage provenant du passage 70'a amont pénètre dans la portion supérieure annulaire formée par la tige 51' positionnée dans la portion 81' supérieure du passage central, puis par le passage 84' latéral secondaire, ainsi que par le passage tronconique annulaire formé par la portion 55' d'extrémité de la tige positionnée dans la portion 82' tronconique. Le flux passe ensuite dans la portion 83' inférieure du passage central, dans le passage 70'b aval, puis dans le tronçon 113' cylindrique de la pièce 11' supérieure, dans laquelle s'étend la tige 32' de clapet. Ce tronçon 113' cylindrique présente une longueur importante permettant de stabiliser l'écoulement. Les ailettes 34 servent à stabiliser l'écoulement en canalisant les lignes de courant, ce qui a pour effet de rendre l'écoulement plus laminaire.
  • Le système de commande pilote ensuite le vérin 61' pour déplacer la tige 51' de régulation de sa position petit débit, vers sa position grand débit, tel qu'illustré à la figure 13. En fin de dosage, le système de commande pilote le vérin 61' pour déplacer la tige 51' de régulation vers sa position petit débit, puis commande le vérin 41' pour déplacer le clapet 31' vers sa position de fermeture tel qu'illustré à la figure 10.
  • La vitesse de déplacement du vérin de la tige de régulation de débit est avantageusement inférieure à celle du vérin de clapet. Pour ce faire, le diamètre du piston du vérin de la tige de régulation de débit est par exemple supérieur à celui du piston du vérin de clapet.
  • Dans ce mode de réalisation, la tige de régulation de débit se déplace verticalement dans la direction d'écoulement du produit pour passer d'une position à l'autre. Le passage latéral secondaire débouche directement dans le passage central, ce qui limite les risques de blocage de morceaux, les morceaux éventuellement coincés dans le passage secondaire en position petit débit pouvant s'évacuer lorsque la tige de régulation de débit est ramenée en position grand débit.
  • Le coude entre le passage amont et le passage central, et le coude entre le passage central et le passage aval créent des pertes de charge singulières importantes.
  • Des pertes de charge sont également créées par le divergent former par l'augmentation de section entre le passage amont et la portion supérieure du passage central, puis par le convergent formé par la diminution de section entre cette portion supérieure et la portion inférieure du passage central et le passage aval.
  • Ces pertes de charge singulières de type coude, et ces pertes de charge par un système d'ajutage de type divergent puis convergent permettent de proposer un conduit d'alimentation avec une section de passage importante qui, contrairement aux systèmes d'ajutage classique de type convergent puis divergent, ne diminue pas, et ainsi de doser des produits visqueux et/ou avec des morceaux de tailles importantes en position grand débit.
  • En position petit débit, la section de passage n'est pas scindée en deux parties, comme dans le mode de réalisation précédent, ce qui permet de doser en petit débit des produits de remplissage avec des marquants (pulpes, herbes,....) ou petits morceaux de taille plus importante.
  • Dans le présent mode de réalisation, le corps 11' de buse du bec est formé de deux parties globalement cylindriques, une partie 11'a inférieure cylindrique sur laquelle est montée la buse 12', et une partie 11'b supérieure cylindrique munie de l'extrémité 14' axiale supérieure et de l'orifice 15' d'alimentation.
  • En référence aux figures 9a, et 9b, le dispositif comprend une pièce 90' monobloc constituant ladite partie 11'b supérieure du bec, la partie 7'b aval du conduit d'alimentation et une partie tubulaire, référencée 91', dans laquelle sont constitués la portion 83' inférieure et la portion 82' tronconique du passage central et le passage 84' latéral secondaire. Cette pièce 9 est assemblée par sa partie 11'b à la partie 11'a du corps de doseur, par exemple par vissage, en intercalant un joint 92' d'étanchéité.
  • Le reste de la partie intermédiaire du conduit est formé par une pièce 93' tubulaire constituant la portion 81' supérieure du passage central, et munie du trou 27' axial et d'un trou 93'a latéral. Cette pièce 93' tubulaire est assemblée par son bord inférieur à la partie 91' tubulaire, par exemple par vissage, en intercalant un joint 94' d'étanchéité.
  • Cette pièce 90' monobloc permet de limiter le nombre de joint d'étanchéité et de garantir un entraxe précis entre la tige 32' de vérin et la tige 52' de régulation de débit et ainsi d'optimiser l'encombrement du dispositif.
  • Dans le présent mode de réalisation, le dispositif comprend des blocs 33', 53' de guidage identiques pour les deux systèmes d'actionnement, ainsi que des joints 17', 27' identiques pour le montage coulissant de manière étanche de la tige 32' de vérin et de la tige 51' de régulation de débit.
  • La partie 7'a aval du conduit d'alimentation est formée d'un tube rigide muni à chaque extrémité d'une bride 25'a, 25'b, pour son assemblage, d'une part à la partie 8' intermédiaire, au niveau du trou 93'a latéral de la pièce 93' qui débouche dans la portion supérieure du passage central, et d'autre part à la cuve de la machine de remplissage. L'axe B'1 du passage 70'a amont est aligné selon l'axe du trou 93'a latéral, ce dernier ayant une section sensiblement identique à celle du passage amont.
  • La course de la tige de régulation de débit peut être réglée via un système 616' de réglage, par exemple à vis, pour obtenir le petit débit le mieux adapté au produit de remplissage et au récipient.
  • Dans l'exemple illustré à la figure 14, la course de la tige 51' est réglée de sorte qu'en petit débit, la portion 55' d'extrémité de la tige est disposée au delà de la portion 82' tronconique du passage central, au niveau de sa portion 83' inférieure. En petit débit, la tige obture presque complètement le passage central, le flux de produit de remplissage passant par le passage latéral secondaire, disposé parallèlement au passage central, et de section réduite par rapport au passage central.

Claims (9)

  1. Dispositif de remplissage pour machine de remplissage comprenant
    - un bec (1') de remplissage formé d'un corps (10') tubulaire présentant un passage (10'a) interne d'axe (A') longitudinal, une extrémité axiale inférieure ouverte constituant l'orifice (13') de décharge, et un orifice (15') d'alimentation,
    - un conduit (2') d'alimentation pour alimenter ledit bec de remplissage en produit de remplissage, connecté par une première extrémité à l'orifice d'alimentation,
    - des moyens de dosage comprenant :
    - un système (3') d'obturation comprenant un clapet (31') apte à être monté mobile dans ledit corps tubulaire, et
    - un premier système (4') d'actionnement apte à déplacer longitudinalement ledit clapet entre une position fermée pour fermer l'orifice (13') de décharge et au moins une position ouverte,
    - un système (5') de réglage de débit monté sur le conduit (2') d'alimentation, ledit système de réglage de débit comprend :
    - une tige (51') de régulation de débit montée coulissante, de manière sensiblement étanche, dans un trou (27') dudit conduit d'alimentation (2'), et
    - un second système (6') d'actionnement apte à déplacer la tige de régulation de débit, entre
    une position escamotée, dite grand débit, dans laquelle ladite tige est disposée sensiblement en dehors du passage (21') interne du conduit d'alimentation (2'), et une position déployée, dite petit débit, dans laquelle ladite tige s'étend dans ledit passage interne (21') pour réduire la section de passage du conduit d'alimentation (2'), caractérisé en ce que ledit conduit (2') d'alimentation comprend
    - une partie (8') intermédiaire définissant un passage (80') central intermédiaire,
    - une partie (7'a) amont définissant un passage (70'a) amont
    - et une partie (7'b) aval définissant un passage (70'b) aval,
    la tige (51') de régulation de débit étant montée coulissante dans un trou (27') axial formé à une extrémité axiale de la partie (8') intermédiaire du conduit (2') d'alimentation, ledit second système (6') d'actionnement étant apte à déplacer axialement la tige de régulation de débit dans le passage (80') central intermédiaire,
    en ce que le passage (80') central comprend depuis son extrémité axiale munie dudit trou (27') axial, une première portion (81'), dont la section transversale est supérieure à la section transversale de la tige (51') de régulation de débit, une portion dite intermédiaire (82') et une deuxième portion (83'), ladite deuxième portion (83') ayant une section inférieure à celle de la première portion (81'), la tige (51') de régulation de débit dans sa position petit débit s'étendant dans ladite portion intermédiaire et dans la deuxième portion, et
    en ce que la surface interne de la partie (8') intermédiaire, qui définit ledit passage (80') central intermédiaire, est munie d'un renfoncement longitudinal s'étendant le long de la portion (82') intermédiaire et de la deuxième portion (83'), ledit renfoncement définissant un passage (84') latéral secondaire pour l'écoulement du produit de remplissage en position petit débit.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit (2') d'alimentation comprend
    - ladite partie (8') intermédiaire disposée sensiblement verticalement,
    - ledit passage (70'a) amont débouchant latéralement dans une première portion (81') dite supérieure du passage (80') central de ladite partie (8') intermédiaire, et le passage (70'b) aval débouchant dans une deuxième portion (83') dite inférieure du passage central,
    - la tige (51') de régulation de débit étant montée coulissante sensiblement verticalement dans le trou (27') axial disposé à l'extrémité supérieure de la partie intermédiaire du conduit d'alimentation.
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la tige (51') de régulation de débit est sensiblement cylindrique.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première (81') portion est sensiblement cylindrique, ladite portion (82') intermédiaire est sensiblement tronconique.
  5. Dispositif selon la revendication 3 et 4, caractérisé en ce que le passage (82') intermédiaire comprend, d'amont en aval par rapport au sens d'écoulement du produit de remplissage, la première portion supérieure (81') sensiblement cylindrique, la portion (82') intermédiaire tronconique, et la deuxième portion (83') inférieure.
  6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section transversale de la portion (81') supérieure du passage (80') central intermédiaire est supérieure à la section transversale du passage (70'a) amont de la partie amont.
  7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage (70'a) amont et le passage (70'b) aval débouchent latéralement dans la partie inférieure du passage (80') central intermédiaire.
  8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce monobloc constituant au moins une partie du corps (10') tubulaire du bec (1'), la partie (7'a) aval du conduit d'alimentation, et au moins une partie de la partie (8') intermédiaire du conduit d'alimentation.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'orifice (15') d'alimentation est formé latéralement dans le corps tubulaire.
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