FR2466433A1

FR2466433A1 - Nozzle for bottle-filling machine - has sliding tube fixed to inner edge of elastic diaphragm acting as return spring

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Publication number: FR2466433A1
Application number: FR7924898A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1981-04-10
Also published as: MX150424A; ES8105960A1; FR2466433B1; ES495626A0

Abstract

The nozzle fills bottles etc. from a tank, and has a filler tube moving axially in relation to the tank and connected to it, and into which the liquid flows from the tank. An axial rod acting as an air vent is fixed to the tank and extends inside the tube, being widened at the bottom to form a stop for the tube. The spout of an approaching bottle acts against a component connected to the tube so as to move the latter clear of the stop against spring action. Thebe (19) is fixed to the inner periphery of an elastic diaphragm (13), whose outer edge is secured to the tank, the diaphragm acting as the return spring.

Description

La présente invention concerne les dispositifs d'emplissage de bouteilles ou autres récipients à partir d'une cuve, convenant pour des liquides de toutes sortes et notamment pour des liquides alimentaires tels que le lait, le vin, l'huile, etc
De façon nérale, un dispositif d'emplissage comprend un tube mobile axialement par rapport à la cuve et en communication avec elle, le liquide circulant de la cuve vers le tube, un tube de retour d'air fixé à la cuve et placé à l'intérieur du tube d'emplissage, ce tube de retour ayant une extrémité inférieure élargie qui forme retenue pour le tube d'emplissage, l'approche d'une bouteille écartant le tube d'emplissage de la dite extrémité élargie contre l'action d'un moyen de rappel par action du goulot sur une partie liée au dit tube.The present invention relates to devices for filling bottles or other receptacles from a tank, suitable for liquids of all kinds and in particular for edible liquids such as milk, wine, oil, etc.
In general, a filling device comprises a tube movable axially with respect to the tank and in communication with it, the liquid circulating from the tank to the tube, an air return tube fixed to the tank and placed at the inside the filling tube, this return tube having an enlarged lower end which forms a retention for the filling tube, the approach of a bottle separating the filling tube from said enlarged end against the action of 'a means of return by action of the neck on a part linked to said tube.

Dans un dispositif connu de ce type, le tube d'emplissage comporte un prolongement qui est guidé autour d'un conduit d'amenée du liquide fixé à la cuve par l'intermé- diaire de bagues de guidage, un Joint coulissant étant prévu pour assurer l'étanchéité entre le tube d'emplissage, ou son prolongement, et le conduit d'amenée, et le tube d'emplissage est rappelé en contact avec l'extrémité inférieure du tube de retour d'air par un ressort. In a known device of this type, the filling tube has an extension which is guided around a liquid supply pipe fixed to the tank by means of guide rings, a sliding seal being provided for sealing between the filling tube, or its extension, and the supply duct, and the filling tube is brought back into contact with the lower end of the air return tube by a spring.

Ce dispositif présente des inconvénients sur le plan mécanique. Les éléments de guidage doivent fonctionner sans graissage, pour éviter toute contamination du liquide, et au contact notamment de produits alimentaires souvent chargés en particules. Le Joint coulissant doit de mSnie fonctionner sans graissage et en présence des mOrnes produits. This device has mechanical drawbacks. The guide elements must function without lubrication, to avoid any contamination of the liquid, and in contact in particular with food products often loaded with particles. The sliding gasket must work without lubrication and in the presence of the produced products.

Ce Joint devant être précontraint pour fournir une étanchéité correcte, l'ouverture du dispositif - qui implique un déplacement axial du tube d'emplissage - exige un effort important ; en effet, le ressort de fermeture doit avoir une force suffisante pour vaincre les frottements quelles que soient les conditions de fonctionnement. Mai9 le fait que le ressort fournisse un effort important est gênant avec des récipients déformables tels que, par exemple, les bouteilles en matière plastique. This joint must be prestressed to provide a correct seal, the opening of the device - which involves an axial displacement of the filling tube - requires significant effort; in fact, the closing spring must have sufficient force to overcome friction whatever the operating conditions. May9 the fact that the spring provides a large force is inconvenient with deformable containers such as, for example, plastic bottles.

Le dispositif connu ne donne pas non plus entière satisfaction sur le plan de l'hygiène microbiologique. The known device is also not entirely satisfactory in terms of microbiological hygiene.

Le joint coulissant présente obligatoirement des interstices dans lesqueRs le liquide s'introduit. Il se produit dans le liquide resté prisonnier une prolifération de mirroorganismes nuisible à la qualité du liquide enbouteillé. En outre, comme 1' étanchéité procurée par le J oint coulissant n'est Jamais parfaite, du liquide de fuite est retenu par les bagues de guidage et un démontage de ces pièces est absolument nécessaire pour les nettoyer. The sliding seal must have gaps in the liquid. There is a proliferation of mirroorganisms in the liquid which remains trapped, detrimental to the quality of the bottled liquid. In addition, as the seal provided by the sliding joint is never perfect, leakage liquid is retained by the guide rings and disassembly of these parts is absolutely necessary to clean them.

L'invention vise un dispositif du type décrit plus haut exempt des inconvénients signalés. The invention relates to a device of the type described above free from the drawbacks mentioned.

Selon l'invention, le tube d'emplissage est fixé à la périphérie intérieure d'une membrane élastique dont la périphérie extérieure est liée à la cuve et qui fait office de moyen de rappel. According to the invention, the filling tube is fixed to the inner periphery of an elastic membrane whose outer periphery is linked to the tank and which acts as a return means.

La membrane aasure à elle seule la liaison du tube d'emplissage avec la cuve tout en permettant le mouvement axial du tube ; elle réalise également l'étanchéité et fournit la force de fermeture du dispositif. The membrane alone makes the connection of the filling tube with the tank while allowing the axial movement of the tube; it also provides sealing and provides the closing force of the device.

Le dispositif est donc très sensiblement simplifié et les problèmes de prolifération microbiologique sont résolus. The device is therefore very significantly simplified and the problems of microbiological proliferation are resolved.

De façon préférée, l'effort résistant fourni par la membrane est minimum à la fin de la course d'ouverture du tube. Preferably, the resistance force provided by the membrane is minimum at the end of the tube opening stroke.

Un tel comportement de la membrane est avantageux en particulier pour 1' emplissage de bouteilles en matière plastique, car il est souhaitable dans ce cas que la membrane n'exerce qu'une force réduite sur la bouteille lors de l'emplissage pour éviter de la déformer. Such behavior of the membrane is advantageous in particular for filling plastic bottles, since it is desirable in this case for the membrane to exert only a reduced force on the bottle during filling to avoid deform.

Cette caractéristique ne pourrait être obtenue avec un ressort dont la force augmente avec la déformation. This characteristic could not be obtained with a spring whose force increases with deformation.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après d'exemples de réalisation représentés sur les dessins. The invention will be clearly understood on reading the following description of embodiments shown in the drawings.

- la figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif d'emplissage selon l'invention, dans un exemple de réalisation. - Figure 1 is an axial section of a filling device according to the invention, in an exemplary embodiment.

- la figure 2 est un diagramme des efforts relatifs à la membrane du dispositif de la figure 1. FIG. 2 is a diagram of the forces relating to the membrane of the device in FIG. 1.

- la figure 3 montre en perspective l'une des pièces de maintien du dispositif de la figure 1. - Figure 3 shows in perspective one of the holding parts of the device of Figure 1.

On voit sur la figure 1 le fond d'une cuve 1 contenant le liquide dont on doit emplir une bouteille dont la partie supérieure est représentée en trait mixte. La surface du liquide est repéré en 2. We see in Figure 1 the bottom of a tank 1 containing the liquid which must be filled a bottle whose upper part is shown in phantom. The surface of the liquid is marked in 2.

Au fond de la cuve est fixç par des vie 10 un corpsmétal- lique 11 définissait un passage 12 pour le liquide. At the bottom of the tank is fixed by means of life 10 a metal body 11 defining a passage 12 for the liquid.

Unemembrane 13 en élastomère est fixée par sa partie périphérique extérieure sur la face inférieure du corps, la fixation' étant assurée par une bague de blocage 14 comportant une portion filetée 15 visu sur le corps 11. An elastomeric membrane 13 is fixed by its external peripheral part to the underside of the body, the fixing being provided by a locking ring 14 comprising a threaded portion 15 visually on the body 11.

La membrane présente en outre une protubérance annulaire 16 qui pénètre dans un évidement annulaire de forme correspondante prévu dans le corps. The membrane also has an annular protuberance 16 which enters an annular recess of corresponding shape provided in the body.

La membrane a sa partie périphérique intérieure 18 fixée par vulcanisation sur l'extrémité d'un tube d'emplissage 19, le tube 19 ayant un diamètre tel qu'il puisse s'engager dans le goulot des bouteilles à emplir. L'extrémité opposée du tube d'emplissage est, dans la position de repos repré sentée sur la partie située à droite de l'axe du tube 19, en contact avec un Joint torique 20 porté par l'extrémité inférieure élargie ou embout 21 d'un tube de retour d'air 22 fixe et placé à l'intérieur du tube 19 coaxialement à celui-ci. The membrane has its inner peripheral part 18 fixed by vulcanization on the end of a filling tube 19, the tube 19 having a diameter such that it can engage in the neck of the bottles to be filled. The opposite end of the filling tube is, in the rest position represented on the part situated to the right of the axis of the tube 19, in contact with an O-ring 20 carried by the enlarged lower end or end piece 21 d 'A fixed return air tube 22 and placed inside the tube 19 coaxial therewith.

Le tube de retour d'air 22, représenté en partie en élévation sur la figure 1, traverse le corps 11 muni à cet effet d'un alésage 23 et débouche dans la cuve au-dessus du niveau de liquide 2. Le tube 22 comporte une collerette 24 en butée contre le corps 11 et retenue par la partie centrale dune rondelle 25 dont la périphérie est bloquée entre la membrane 13 et le corps, le diamètre de la rondelle correspondant au diamètre intérieur de la protubérance 16. La rondelle 25 présente une ouverture dans la zone du passage 12 pour permettre l'écoulement du liquide. The air return tube 22, shown partly in elevation in FIG. 1, passes through the body 11 provided for this purpose with a bore 23 and opens into the tank above the liquid level 2. The tube 22 comprises a flange 24 abutting the body 11 and retained by the central part of a washer 25, the periphery of which is blocked between the membrane 13 and the body, the diameter of the washer corresponding to the internal diameter of the protrusion 16. The washer 25 has a opening in the area of passage 12 to allow the liquid to flow.

Pour assurer le guidage du tube d'emplissage 19, le tube de retour d'air 22 comporte des ailettes 28 réparties sur périphérie, la dimension diamAtrale globale définie par les ailettes étant légèrement inférieure au diamètre intérieur du tube 19. To guide the filling tube 19, the air return tube 22 includes fins 28 distributed on the periphery, the overall diamAtral dimension defined by the fins being slightly less than the inside diameter of the tube 19.

L'embout 21 du tube de retour d'air a sa partie inférieure 29 réalisée avec un profil courbe concave, qui fait office de déflecteur pour le liquide qui pénètre dans la bouteille0
Un joint annulaire 30 en caoutchouc est serré sur le tube 19 de façon à en être solidaire. Le joint 30 est vulcanisé sur une rondelle métallique 31 qui est en appui sur une entretoise fendue 32. L'entretoise 32 est en butée par son extrémité supérieure contre une rondelle 33 vissée sur une collerette 34 du tube d'emplissage 19 disposé à l'extrémité de son tronçon en contact avec la membrane 13.The end piece 21 of the air return tube has its lower part 29 made with a concave curved profile, which acts as a deflector for the liquid which enters the bottle 0
An annular rubber seal 30 is tightened on the tube 19 so as to be integral therewith. The seal 30 is vulcanized on a metal washer 31 which is supported on a split spacer 32. The spacer 32 is abutted by its upper end against a washer 33 screwed onto a flange 34 of the filling tube 19 disposed at the end of its section in contact with the membrane 13.

Lorsque le goulot de la bouteille à emplir, correctement centré, avance vers le haut en entourant le tube d'emplissap 19, il entre en contact avec le joint 30 et le soulève comme le montre la flèche. Le tube d'emplissage est également soulevé et s'écarte du Joint torique 20, ce qui permet au liquide présent dans le tube 19 de s'écouler à l'intérieur de la bouteille,
Le centrage de la bouteille au cours de son mouvement ascendant est assuré par un anneau de centrage 35 vissé sur un support 36 qui coulisse librement sur une tige de guidage 37 dont l'axe est parallèle à l'axe du tube de retour d'air 22 et qui est fixée au corps 11. Une épingle montée dans une gorge 39 lxtient le support 36.-
Le support 36 et la tige 37 comportent des évidements 36a, 37a complémentaires qui, lorsqu'ils sont en regard, a-tori- sent 11 engagement d'une clavette. Dans la position correspondante, la rondelle 33 repose sur une partie 38 du support 36 qui fait saillie vers l'intérieur. Cet agencement permet de bloquer le tube 19 en position haute en vue du lavage et de la stérilisation de l'appareil.When the neck of the bottle to be filled, correctly centered, advances upward around the filling tube 19, it comes into contact with the seal 30 and lifts it up as shown in the arrow. The filling tube is also lifted and moves away from the O-ring 20, which allows the liquid present in the tube 19 to flow inside the bottle,
The centering of the bottle during its upward movement is ensured by a centering ring 35 screwed onto a support 36 which slides freely on a guide rod 37 whose axis is parallel to the axis of the air return tube 22 and which is fixed to the body 11. A pin mounted in a groove 39 lxtient the support 36.-
The support 36 and the rod 37 have complementary recesses 36a, 37a which, when facing each other, have a engagement of a key. In the corresponding position, the washer 33 rests on a part 38 of the support 36 which projects inwards. This arrangement makes it possible to block the tube 19 in the high position for washing and sterilizing the device.

Dans une réalisation particulière, le tube d'emplissage19 comporte un tube de retour d'air supplémentaire 50 parallèle au tube 22, et la cuve 1 est en légère dépression par rapport à l'atmosphère grâce à une source de vide. L'extrémité inférieure 51 du tube 50 est coudée et traverse le tube 19, et son extrémité supérieure débouche auPdessus du niveau du liquide. Ce deuxième tube peut éventuellement et avanta geusement, dans certains cas, remplacer le tube 22. Dans ce cas, le tube 22 se réduit à une simple tige. En fin d'empolissage, l'air emprisonné dans le goulot peut s'échapper par le trou 51 et le niveau du liquide dans la bouteille peut monter Jusqu'au trou 51.Le niveau obtenu dans la bouteille est ainsi fonction de la position en hauteur du trou 51 et non plus d'autres paramètres tels que les caractéristiques physiques du liquide. De plus, en fin d'emplissage, dès que le dispositif s'est refermé grâce à la descente de la bouteille et dès que son goulot a quitté le contact avec le
Joint 30, on obtient un niveau précis en aspirant l'excédent de liquide par l'orifice de l'embout 21 placé à l'extrémité du tube de retour d'air 22.In a particular embodiment, the filling tube 19 comprises an additional air return tube 50 parallel to the tube 22, and the tank 1 is in slight depression relative to the atmosphere thanks to a source of vacuum. The lower end 51 of the tube 50 is bent and passes through the tube 19, and its upper end opens above the level of the liquid. This second tube can optionally and advantageously, in certain cases, replace the tube 22. In this case, the tube 22 is reduced to a simple rod. At the end of the polishing process, the air trapped in the neck can escape through the hole 51 and the level of the liquid in the bottle can rise Up to the hole 51.The level obtained in the bottle is thus a function of the position in height of the hole 51 and no longer of other parameters such as the physical characteristics of the liquid. In addition, at the end of filling, as soon as the device is closed thanks to the descent of the bottle and as soon as its neck has left contact with the
Joint 30, a precise level is obtained by sucking up the excess liquid through the orifice of the nozzle 21 placed at the end of the air return tube 22.

Il faut noter que la membrane 13 remplit à elle seule de nombreuses fonctions
- elle retient le tube d'emplissage 19 en assurant une étanchéité parfaite
- elle maintient le tube de retour d'air 22 par l'intermé- diaire de la rondelle 25 ;
- elle exerce sur le tube d'emplissage 19 une force suffisante pour assurer un contact étanche entre le tube 19 et le Joint torique 20 ; la membrane est conçue pour travailler globalement en flexion-compression. La forme de la fibre neutre et sa position ont été déterminées pour obtenir une force variable en fonction de la course et pour que la surface supérieure de la membrane travaille constamment en traction de telle sorte quelle reste constamment lisse et en forme d'entonnoir, permettant la vidange complète de la cuve en fin de tirage
La forme de la membrane est telle que, lors de sa déformation au cours de l'ouverture du dispositif, l'effort rd- sistant fourni par la membrane varie de façon non linéaire avec la course du tube d'emplissage 19. L'effort est maximal lorsque le dispositif est fermé et passe par un minimum lorsque le dispositif est ouvert au maximum, permettant l'emplissage de la bouteille.Cette particularité est très in téressante pour ltemplissage de bouteilles plastiques, car celles-ci supportent peu les efforts verticaux au cours de l'emplissage. Avec l'agencement de l'invention, comme la force verticale exercée sur la bouteille est faible, celleci peut se détendre et le niveau d'emplissage final sera plus haut et plus précis qu'avec les dispositifs classiques dans lesquels le tube d'emplissage esr rappelé élastiquement par un ressort.It should be noted that the membrane 13 alone fulfills many functions
- it retains the filling tube 19 while ensuring a perfect seal
- It maintains the air return tube 22 by means of the washer 25;
- It exerts on the filling tube 19 a sufficient force to ensure a tight contact between the tube 19 and the O-ring 20; the membrane is designed to work globally in flexion-compression. The shape of the neutral fiber and its position have been determined to obtain a variable force depending on the stroke and so that the upper surface of the membrane works constantly in traction so that it remains constantly smooth and funnel-shaped, allowing complete emptying of the tank at the end of the draft
The shape of the membrane is such that, during its deformation during the opening of the device, the resistant force provided by the membrane varies non-linearly with the stroke of the filling tube 19. The force is maximum when the device is closed and goes through a minimum when the device is opened to the maximum, allowing the filling of the bottle. This particularity is very uninteresting for the filling of plastic bottles, because these bear little vertical forces at during filling. With the arrangement of the invention, as the vertical force exerted on the bottle is low, it can relax and the final filling level will be higher and more precise than with conventional devices in which the filling tube esr recalled elastically by a spring.

Cela est illustré sur la figure 2, qui montre la variation de l'effort fourni par la membrane (en kg) en fonction de la course de déformation (en mm). This is illustrated in Figure 2, which shows the variation of the force provided by the membrane (in kg) as a function of the deformation stroke (in mm).

On note qu'avec la membrane choisie, l'effort maximal est de 7,5 kg pour une course de 6,5 mm et qu'il décroît rapidement pour une course plus importante. On a représenté en outre sur la figure 2 la plage d'utilisation minimale qui va de 6 à 10 mm de course, et la plage d'utilisation maximale qui va de 4 à il mm de course. Dans les deux cas, le maximum est suivi par une longue portion décroissante. Note that with the chosen membrane, the maximum effort is 7.5 kg for a 6.5 mm stroke and that it decreases rapidly for a longer stroke. FIG. 2 also shows the minimum range of use which goes from 6 to 10 mm of stroke, and the maximum range of use which goes from 4 to 11 mm of stroke. In both cases, the maximum is followed by a long decreasing portion.

Claims

1.- Device for filling bottles or other receptacles from a tank, comprising a filling tube movable axially with respect to the tank and in communication with it, the liquid flowing from the tank to the tube, a rod axial being able to be used as return air tube, fixed to the tank and placed inside the filling tube, this axial rod having an enlarged lower end which forms retained for the filling tube, the approach of a bottle or other container spreading the filling tube dk said enlarged end against the action of a return means by the action of the neck on a part linked to said tube, characterized in that the filling tube is fixed at the inner periphery of an elastic membrane whose outer periphery is linked to the tank and which acts as a return means.

2.- Device according to claim 1, characterized in that the resistant force provided by the membrane is minimum at the end of the opening stroke of the tube.

3.- Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the axial rod carries fins for guiding the filling tube.

4.- Device according to one of claims 1 to 3, ca acterized in that the outer periphery of the membrane is blocked between a body fixed to the tank and provided with a flow passage and a ring screwed to the body .

5. Device according to claim 4, characterized in that the axial rod passes through the body and comprises a collar whose upper face is in abutment against the body, the lower face of this collar resting on the central part of a washer whose the peripheral part is held between the membrane and the body.

6.- Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that there is provided an air return tube parallel to said axial rod and whose lower end is bent and passes through the filling tube .