FR2622562A1 - Appareil distributeur de boisson, notamment carbonatee, en micro-gravite - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil pour distribuer une boisson, notamment carbonatée, dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur. L'appareil comprend une source d'eau chaude 24, une source d'eau froide 26, une source de dioxyde de carbone 20, une source de sirop 32, un dispositif de carbonatation 10 relié à la source d'eau 26 pour maintenir une quantité prédéterminée d'eau froide à un niveau prédéterminé de carbonatation, un dispositif de dosage 12 pour introduire les proportions prédéterminées d'eau carbonatée et de sirop dans l'appareil et une chambre mélangeuse 28, reliée à une tête de remplissage 16 qui sert à remplir de boisson un gobelet 14 pour boire en micro-gravité, qui est placé sur une plate-forme de remplissage 18.

Description

Appareil distributeur de boisson, notamment carbonatée, en micro-gravité.

La présente invention concerne un système distri-

buteur en micro-gravité comportant un dispositif de carbonatation, un dispositif de dosage et un dispositif de remplissage de gobelets pour la distribution d'une boisson

non gazeuse ou carbonatée dans les conditions de micro-

gravité régnant dans l'espace extérieur.

Il est connu que, dans les conditions de gravité nulle ou de microgravité régnant dans l'espace extérieur,

les boissons ne peuvent pas être distribuées depuis un dis-

tributeur de boissons en post-mélange conventionnel jusque

dans un récipient ou emballage ordinaire, et que des bois-

sons ne peuvent pas être déversées d'un récipient directe-

ment dans la bouche d'un consommateur. Elles doivent être refoulées sous pression depuis un récipient d'alimentation jusque dans des récipients et emballages plus petits, et

elle doit être également refoulée d'une façon semblable di-

rectement jusque dans la bouche du consommateur ou astronaute. Pour des boissons non gazeuses et de l'eau, le procédé de remplissage de récipient peut être un procédé d'aspiration. De façon analogue, l'astronaute peut aspirer le liquide par l'intermédiaire d'une paille à partir d'un

récipient aplatissable.

En outre, le récipient utilisé pour la distribu-

tion d'une boisson doit être d'un type à volume aplatissa-

ble de façon à empêcher la création, à l'intérieur du récipient, d'un espace ou poche d'air dont l'emplacement ne

pourrait pas être contrôlé du fait des conditions de gra-

vité sensiblement nulle Un procédé ou un système de remplissage d'emballages avec un pré-mélange de boisson carbonatée sont décrits dans la demande de brevet déposée aux Etats-unis sous le numéro de série 777 316 le 18 septembre 1985 et ils ont été mis au point pour remplir des réceptacles de boisson

en pré-mélange dans l'espace extérieur en vue de leur uti-

lisation aisée par un astronaute.

-- 2 2--6

-2- Le système et le procédé décritsdans la demande de brevet pré-citée peuvent être mis en oeuvre sur terre avant que le système soit lancé dans l'espace. Cependant,

ce système a été conçu pour résoudre un problème selon le-

quel des réceptab2rsvides et soumis en permanence à une contre-pression pourraient être remplis d'un pré-mélange à partir d'un réservoir d'alimentation principale dans l'espace extérieur en vue de l'utilisation aisée par

l'équipe d'astronautes. Le système et le procédé de la de-

mande de brevet précitée nécessitent le maintien du pré-

mélange en solution avec le gaz carbonique et l'utilisation d'un tube plongeur relié au réceptable pour la distribution

de la boisson depuis un gros réservoir d'alimentation jus-

que dans un réceptac2 de pré-mélange adapté au consommateur. Le système faisant l'objet du brevet

n 777 361 fonctionne assez bien. Cependant il serait sou-

haitable de disposer d'un distributeur perfectionnés d'une boisson en post-mélange utilisable dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur en vue du remplissage de récipients qui sont seulement soumis à une

contre-pression pendant le remplissage et qui sont normale-

ment en communication avec l'atmosphère.

Une autre demande de brevet déposées aux Etats-

unis d'Amérique par Rudick et al le 14 mai 1987 et ayant pour titre "Système de carbonatation en micro-gravité" concerne un système de carbonatation utilisable soit sur terre soit dans les conditions de microgravité régnant dans l'espace extérieur. Le système de carbonatation de cette

demande de brevet est cité ici à titre de référence. Cepen-

dant ce système de carbonatation en micro-gravité ne néces-

site pas une séparation nette entre une phase liquide et une phase gazeuse pnur opérer et il comprend un ensemble de dosage qui alimente en dioxyde de carbone (CO2) gazeux et en eau sous pression une paire de cuves de carbonatation. Les cuves de carbonatation retiennent l'eau et le gaz carbonique sous une -3-

pression suffisante et pendant un temps suffisant pour per-

mettre la formation d'eau carbonatée. Les cuves de carbona-

tation sont alternativement remplies par l'ensemble de dosage et elles sont alternativement déchargées dans un dispositif distributeur.

Encore un autre type de dispositif de carbonata-

tion en micro-gravité a été décrit dans une autre demande de brevet qui a été déposée en même temps que la demande de

brevet précitée le 14 mai 1987 par Rudick et al sous le ti-

tre "Carbonateur en micro-gravité". Cette demande de brevet est également citée ici à titre de référence. Elle décrit un système de carbonatation servant à mélanger du dioxyde de carbone et de l'eau sur la base du principe que, si un poids spécifique de dioxyde de carbone est introduit dans un poids spécifique d'eau, l'eau sera carbonatée jusqu'à

un niveau spécifique. Un système de commande et un agita-

teur sont prévus pour faciliter le mélange de l'eau et du

dioxyde de carbone afin de former cette eau carbonatée.

Les types,décrits ci-dessus,de dispositifs de carbonatation et de systèmes de remplissage n'ont pas été

auparavant combinés sous la forme d'un seul système distri-

buteur en post-mélange et en micro-gravité qui soit efficace et d'un fonctionnement simple en vue d'une utilisation dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace

extérieur.

En conséquence, un objet principal de la présente invention est de créer un système efficace de distribution d'une boisson non gazeuse ou d'une boisson carbonatée dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace

extérieur.

Un autre objet de la présente invention est de créer un système de distribution en micro-gravité pour la distribution d'une boisson nongazeuse chaude ou froide ou

bien d'une boisson carbonatée froide, qui puisse être aisé-

ment utilisée par des astronautes ou bien par l'équipe d'un - 4 -

engin spatial d'une manière rapide et efficace.

Les objectifs de la présente invention sont atteints par création d'un système de distribution en micro-gravité pour la distribution d'une boisson carbonatée ou non cazeuse dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur, ce système comprenant: - un récipient de stockage d'une source de sirop; - une source de dioxyde de carbone; - une source d'eau pour introduire soit de l'eau chaude, soit de l'eau froide dans le système de distribution; - un dispositif de carbonatation en micro-gravité relié au mcins à ladite source de carbone et à la dite source d'eau froide pour maintenir une quantité pré-déterminée d'eau froide à un niveau pré-déterminé de carbonatation;

- un dispositif de dosage pour amener des parties pré-

déterminées à la fois de l'eau carbonatée et du sirop jusqu'en un endroit de distribution à l'intérieur dudit système de distribution; - un gobelet pour boire en micro-gravité qui sert à recevoir des quantités dosées desdites boissons non-gazeuse ou carbonatée; et - un moyen pour remplir d'une boisson ledit gobelet pour

boire en micro-gravité.

D'autres possibilités d'application de la présen-

te invention ressortiront de la description détaillée qui

va être donnée dans la suite. Cependant il va de soi que la

description détaillée et les exemples spécifiques, tout en

correspondant à des réalisations préférées de l'invention, sont donnés ici seulement à titre d'illustration, puisque différentes modifications et variations rentrant dans l'esprit et le cadre de l'invention sembleront évidentes pour les spécialistes de ce domaine à la lecture de cette

description détaillée.

D'autres caractéristiques et avantages de cette

invention seront mis en évidence dans la suite de la des-

- 5 -

cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfé-

rence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un système de distribution en micro-gravité servant à distribuer des boissons soit carbonatées soit non gazeuses dans des conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur;

la figure 2 est une vue d'un dispositif de carbo-

natation en micro-gravité qui est prévu dans le système de distribution de la figure 1 et dans lequel le piston se trouve dans la position initiale;

la figure 3 est une vue du dispositif de carbona-

tation en micro-gravité dans lequel le piston est situé exeactement au milieu de sa course de montée;

la figure 4 est une vue du dispositif de carbona-

tation en micro-gravité dans lequel.le Distorin est n train d'être course inférieure;

la figure 5 est une vue du dispositif de carbona-

tation en micro-gravité dans lequel est en train d'être poussé vers le bas;

la figure 6 est une vue du dispositif de carbona-

tation en micro-gravité dans lequel le piston est situé au milieu de sa course de descente;

la figure 7 est une vue du dispositif de carbona-

tation en micro-gravité dans lequel le piston est conti-

nuellement poussé vers le bas par une contre-pression s'exerçant sur la surface supérieure du piston; la figure 8 est une vue en coupe d'un dispositif de dosage à déplacement positif utilisable à l'intérieur du système de distribution de la figure 1; la figure 9 est une vue en coupe d'un dispositif de remplissage de gobelets en micro-gravité et d'un gobelet

pour boire qui sont utlisables avec le système de distribu-

tion de la figure 1.

la figure 10A est une vue en coupe d'un gobelet

pour boire en micro-gravité qui est pourvu d'un goulot uti-

- 6 - lisable avec le système de distribution de la figure 1; la figure 0lB est une vue à l'échelle agrandie du goulot du gobelet de la figure 10A qui est engagé dans un tube de remplissage; la figure 11 est une vue en coupe montrant des modifications du gobelet pour boire qui a été représenté sur la figure 0lA; la figure 12A représente en vue en plan un tampon

à mordre conçu pour être utilisé avec le goulot d'un gobe-

let pour boire en micro-gravité tel que celui représenté; la figure 12B est une vue de face d'un tampon à mordre qui est conçu pour être utilisé avec le goulot d'un gobelet pour boire à micro-gravité tel que celui représenté la figure 12C est une vue latérale d'un tampon à mordre qui est prévu pour être utilisé avec le goulot d'un

gobelet pour boire en micro-gravité tel que celui repré-

senté; les figures 13A et 13B sont respectivement une vue de face et une vue en élévation latérale du gobelet pour boire en micro-gravité qui est placé en interface avec le système distributeur de la figure 1 avant la mise en place d'une tête de remplissage; les figures 14A et 14B sont respectivement une vue de face et une vue en élévation latérale du gobelet pour boire en micro-gravité formant une interface avec le système distributeur de la figure 1 et après la mise en place de la tête de remplissage; la figure 15 est une vue en coupe partielle du gobelet pour boire en micro-gravité qui est en prise avec la tête de remplissage, la coupe étant faite selon la ligne

i-6-16 de la figure 14A.

Sur la figure 1 est représenté en vue schématique

un système de distribution en micro-gravité pour la distri-

bution de boissons soit non gazeuse soit carbonatée dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur. -7-- En particulier, il est prévu un dispositif de carbonatation 10, un dispositif de dosage 12 et au moins

un gobelet pour boire 14 qui est placé en-dessous d'une tê-

te de remplissage 16 correspondant. Le gobelet 14 repose sur une plateforme mobile 18 de telle sorte que ce gobelet 14 puisse être déplacé vers le haut pour être mis en prise avec la tête de remplissage 16 et puisse ensuite être descendu. Un dispositif d'actionnement linéaire 34 assure la manoeuvre de la plateforme 18. Une source d'eau chaude

24 et une source d'eau froide 26 sont prévues dans le sys-

tème de distribution en micro-gravité représenté de façon à servir soit une boisson non gazeuse chaude ou froide,soit

une boisson carbonatée froide à un astronaute. La platefor-

me de remplissage 18 est relevée pour assurer l'entrée en

prise du gobelet 14 avec la tête de remplissage 16 de ma-

nière à remplir ensuite un sac extensible 15 de la boisson désirée pour la consommation. Des boissons non gazeuses

chaudes et froides peuvent être mélangées avec toute subs-

tance aromatisante désirée en plaçant une poudre ou un li-

quide aromatisant à l'intérieur du sac 15 avant le remplissage. En variantE la source d'eau froide 26 peut être carbonatée dans le dispositif de carbonatation 10 au moyen d'une source de dioxyde de carbone (C02) 20. La source de CO2 20 pénètre dans le dispositif de carbonatation 10 à

une pression prédéterminée qui est contrôlée par un régu-

lateur de pression 42, cette pression ayant une valeur de 0,i5 x 105 Pa. Le dispositif de carbonatation sera décrit d'une façon plus détaillée en relation avec les figures 2 à 7. La cuve de retenue 22 peut stocker temporairement une quantité d'eau carbonatée à une pression de 0,20 x 105 Pa

en vue d'une utilisation ultérieure dans le système de dis-

tribution. Le dispositif de dosage 12 assure le dosage de quantités prédéterminées de sirop et d'eau carbonatée pour - 8 - produire une boisson carbonatée satisfaisante et rafraîchissante. De façon semblable à la distribution de boissons non gazeuses. il est prévu une autre chambre mélangeuse 28 dans laquelle les quantités dosées d'eau carbonatée et de sirop sont mélangées avant le remplissage d'un gobelet pour boire 14 par l'intermédiaire de la tête de remplissage i6. Il est également prévu en combinaison avec le système de distribution de la figure 1 un accumulateur 38, un compresseur 36, un second régulateur de pression 43 maintenu à une pression de 0,20 x 105 Pa, une soupape de décharge de pression 44 utilisable avec le gobelet pour hoire 14 à l'emplacement de distribution de boisson carbonatée, i5 plusieurs électrovannes (marche- arrêt) 46, des soupapes à aiguilles réglables 48 et des moyens dedésaccouplement rapide pour désaccoupler des parties respectives du système. En

outre une vanne à trois voies 52 permet d'utiliser un réci-

pient de concentrat de sirop pour un plus grand choix de boissons carbonatée. Il est à noter que, pour clarifier le dessin, un seul canal de sirop est représenté dans

l'ensemble du système de distribution de la figure 1.

Les figures 2 à 7 sont des vues schématiques-du dispositif de carbonanation en micro-gravité qui est prévu dans le distributeur de la figure 1 et dont le piston peut prendre différentes positions dans le processus de carbonatation.

Le dispositif de carbonatation 10 du système dis-

tributeur conforme à l'invention fonctionne selon le prin-

cipe que, si une masse spécifique de CO2 introduite dans une quantité spécifique d'eau, l'eau sera carbonatée à un niveau spécifique. Les figures 2 à 7 montrent comment un prototype du dispositif de carbonatation a été effectivement

testé à terre. Les figures 4 et 5 représentent une sépara-

tion des phases produites par gravité. Cependant ce type de - 9 -

séparation nette ne se produit pas dans l'espace. Un sim-

ple agitateur à hélice 56 est utilisé pour tester le dispo-

sitif de carbonatation dans un environnement soumis à la gravité, puisque l'agitateur assure l'agitation de l'eau pour simuler la désorientation du liquide qui se produira

dans l'espace extérieur.

Initialement, on a envisagé que des pompes de do-

sage à déplacement positif seraient nécessaires pour faire en sorte que des quantités appropriées de gaz carbonique et

d'eau sont introduites dans le dispositif de carbonatation.

Cependant les inventeurs ont découvert que le volume d'eau introduit dans le dispositif de carbonatation peut être commandé avec précision en faisant passer seulement de l'eau dans le dispositif de carbonatation proprement dit et en arrêtant l'écoulement d'eau quand le piston 54 atteint la position appropriée qui est déterminée par des capteurs

de positions basse (58), intermédiaire (60) ou haute (62).

La masse de gaz carbonique peut alors être commandée par

introduction rapide de ce gaz dans le dispositif de carbo-

natation à la pression appropriée jusqu'à ce que le piston arrive en fin de course ou bien atteigne l'extrémité de la

chambre contenant le piston, comme indiqué sur la figure 4.

Après que le piston est arrivé en fin de course et que la

pression dans le dispositif de carbonatation a été stabili-

sée, l'écoulement de gaz carbonique est immédiatement arrêté. Si le gaz carbonique est introduit rapidement et sans agitation additionnelle, la quantité de gaz absorbée par l'eau pendant son introduction dans celle-ci sera négligeable. En service, le dispositif de carbonatation 10

fonctionne selon la séquence suivante.

Le piston 54 repose initialement sur la surface de base du dispositif de carbonatation 10, comme indiqué

sur la figure 2. La soupape d'évent B est ouverte, en per-

mettant à de l'air ou du gaz carbonique sous pression qui

- 10 -

peut se trouver au-dessus du piston 54 de s'échapper dans l'atmosphère. Une vanne d'eau C s'ouvre, en permettant à de l'eau non gazeuse à 0 C de pénétrer dans le dispositif de

carbonatation 10, en poussant le piston 54 vers le haut.

Comme le montre la figure 3, lorsque le piston 54 se trouve

exactement à la moitié de sa course de montée (en corres-

pondance au capteur de position 60), le dispositif de car-

bonatation 10 contient, par exemple, 342 cm3 d'eau non gazeuse. Quand le piston est placé en regard du capteur de

position 60, la vanne d'eau C se ferme.

Ensuite la vanne de CO2 E s'ouvre pour permettre

à du gaz carbonique à une pression de 2,5 x 105 Pa de pé-

nétrer dans le dispositif de carbonatation 10, en poussant

le piston 54 vers le haut et plus loin en direction du cap-

teur de position haute 62. Pendant que le piston 54 se dé-

place vers le haut, du gaz situé au-dessus du piston 54 est déchargé dans l'atmosphère par l'intermédiaire de la valve

2. Lorsque le piston 54 arrive en fin de course, le dispo-

sitif de carbonatation contiendra, en addition à l'eau non gazeuse, par exemple 342 cm3 de CO2 gazeux à une pression

de 2,5 x 105 Pa comme indiqué sur la figure 4.

La pression de 2,5 x 105 Pa est approximative-

ment égale à 2,5 atmosphères (absolues). En conséquence,

342 cm3 de gaz carbonique à une pression de 2,5 atmosphè-

res, quand ils sont dissous dans 342 cm3 d'eau, produisent une carbonatation de l'eau jusqu'à approximativement 2,5 volumes. Différents niveaux de carbonatation peuvent être obtenus en faisant varier la pression du gaz carbonique à partir de la pression de 2,5 x 105 Pa précitée. Aussitôt que le piston est arrivé en fin de course et que la pression dans le dispositif de carbonatation a été stabilisée (ce

qui se produit quelques secondes après que le piston es ar-

rivé en fin de course) à une pression de 2,5 x 105 Pa, les vannes B et E se ferment immédiatement. A ce moment, l'agitateur 56 commence à agiter la solution et la vanne A

262,562

- 11 -

est ouverte pour créer une contre-pression sur le côté su-

périeur du piston 54, cette contre-pression étant égale à

4,5 x 105 Pa. La pression de 4,5 x 105 Pa est bien supé-

rieure à la pression de saturation de:2,5 volumes de CO2 dans de l'eau à 00C.

A mesure que le gaz carbonique est mis en solu-

tion, le piston 54 continue à descendre comme indiqué sur la figure 5, la vanne A reste ouverte pour faire en sorte que le système reste soumis à une contre-pression supérieure

à la pression de saturation.

Quand le piston 54 est descendu jusqu'au milieu

de sa course, comme cela est indiqué par le capteur de po-

sition centrale 60, tout le gaz carbonique a été mis en so-

lution. L'eau est complètement carbonatée comme indiqué sur la figure 6, et elle est prête à être distribuée. Le temps

total nécessaire pour que tout le gaz carbonique soit dis-

sous dans l'eau est approximativement de trois minutes.

Quand tout le gaz carbonique a été mis en solu-

tion, l'agitateur 56 arrête l'agitation. Pour commencer la distribution de l'eau carbonatée, la valve D est ouverte. A mesure que l'eau carbonatée est distribuée, le piston 54

descend sous l'effet de la contre-pression qui est mainte-

nue sous le haut du piston 54 pendant le cycle de distribu-

tion, comme indiqué sur la figure 7.

Lorsque le piston arrive en fin de course et quand toute l'eau carbonatée a été distribuée, la vanne A se ferme et le cycle revient à la condition indiquée sur la

figure 2. Le cycle de fonctionnement du dispositif de car-

bonatation peut maintenant être répété.

Il est possible que le dispositif de carbonata-

tion 10 alimente une grosse cuve de retenue 22 à partir de laquelle les boissons sont distribuées dans le gobelet 14 à

l'astronaute, ou bien il est possible d'utiliser 2 disposi-

tifs de carbonatation placés en parallèle (non

représentés). Pendant qu'un dispositif de carbonatation ef-

- 12 -

fectue une carbonatation de l'eau, le dispositif de carbo-

natation placé en parallèle assure la distribution d'eau carbonatée. Cela élimine le temps d'attente d'environ trois minutes pendant lequel tout le gaz carbonique se dissout dans l'eau. Toutes les vannes A à E peuvent être actionnées

manuellement ou bien par des électrovannes Marche-Arrêt 46.

La position du piston est détectée électroniquement dans une position basse 58, intermédiaire 60 ou haute 62 et un

microprocesseur peut être utilisé pour commander la sé-

quence de fonctionnement du dispositif de carbonatation. La figure 8 est une vue en coupe d'un dispositif de dosage à déplacement positif qui est utilisable avec le système de

distribution de la figure 1. Le dispositif de dosage à dé-

placement positif 12 qui est représenté comporte deux ca-

naux de sirop 74 et 76 mais le système peut comporter un ou

plusieurs canaux.

Le cycle du dispositif de dosage 12 commence alors que le piston 54 se trouve en son point le plus haut dans un cyclindre 65, défini par les parois du dispositif de dosage 12. Quand le piston 64 se trouve dans sa position limite supérieure, les vannes A, B, C et D sont fermées et les deux vannes à 3 voies 52 se trouvent dans une position de recirculation. Sur la figure 8, la vanne à 3 voies 52 aboutissant au premier canal de sirop 74 est représentée dans la position de distribution. Lorsque le piston 54 se trouve dans sa position limite supérieure, un premier et un second cylindre à sirop 70 et 72 sont remplis de sirop et la partie inférieure 68 du cyclindre principal 65 est

remplie d'eau carbonatée. Un utilisateur du système de dis-

tribution en micro-gravité selectionne un produit désiré et une quantité correspondante. Sur la figure 8, un produit

contenant le sirop N 1 a été sélectionné.

En service, une électrovanne Marche-Arrêt D s'ouvre de façon à permettre l'écoulement d'eau carbonatée

- 13 -

jusqu'à une buse mélangeuse (non représentée). La vanne A

s'ouvre simultanément pour mettre en pression la zone si-

tuée à l'intérieur d'un cylindre principal supérieur 66 de telle sorte qu'une pression de 3,1 x 105 Pa-s'exerce sur la surface supérieure 78 du piston 64 pour pousser ce piston vers le bas, en maintenant ainsi la carbonatation dans la solution se trouvant dans le cylindre intérieur 68 pendant que l'eau carbonatée passe dans la vanne D pour aboutir à la buse mélangeuse. Egalement simultanément, la vanne à 3 voies 52, correspondant au canal de sirop, passe dans une position de distribution comme indiqué sur

la figure 8.

A mesure que le piston principal 64 descend à l'intérieur du carter cylindrique 65, du sirop provenant du premier cylindre à sirop 70 est refoulé par l'intermédiaire du canal 74 (généralement défini comme le canal à sirop N 1), par l'intermédiaire de la vanne à 3 voies 52 qui lui est associée, jusqu'à la buse mélangeuse

servant à assurer son mélange avec la quantité d'eau carbo-

natée passant dans la vanne D. Le sirop provenant du second cylindre à sirop 72 est refoulé par l'intermédiaire du canal 76 d'un second piston à sirop, pour passer dans la vanne à 3 voies 52 qui

lui est associé pour revenir à un réservoir à sirop corres-

pondant à cette saveur de sirop.

Les détecteurs de piston 58, 60 et 62 détectent

la distance de déplacement du piston 64. Il est par consé-

quent possible de déterminer quelle quantité de boisson a été distribuée. Lorsque la quantité correcte de boisson a

été distribuée, les vannes A et B sont automatiquement fer-

mées et l'électrovanne 62 qui est associée au premier cy-

lindre à sirop 70 revient dans une position de recirculation.

Ensuite la vanne C s'ouvre pour permettre la pé-

nétration d'eau carbonatée dans la partie inférieure 68 du

- 14 -

cylindre principal 65, en poussant le piston principal vers

le haut. La vanne D s'ouvre ensuite lentement pour permet-

tre à du gaz d'être déchargé à partir de la vanne B lors-

que le piston principal 64 se déplace vers le haut. Il est impératif que la vanne D ne produise jamais une décharge suffisamment rapide pour permettre à la pression dans le système de tomber en dessous de la pression de saturation

de l'eau carbonatée. Lorsque le piston principal 64 se dé-

place vers le haut, du sirop est transféré de deux réser-

voirs à sirop jusque dans leurs cylindres à sirop respectifs. Lorsque le piston principal 64 atteint la fin de course supérieure, les vannes B et C se ferment et une

autre boisson est prête à être distribuée.

La figure 9 est une vue en coupe d'un dispositif de remplissage de gobelet en micro-gravité et d'un gobelet

pour boire qui est utilisable avec le système de distribu-

tion de la figure 1.

Le gobelet 14 comporte une coquille extérieure rigide et il peut être formé de tout matériau approprié,

notamment des matières plastiques, un métal ou analogue.

Une vessie 15 est expansible de manière à recevoir et à distribuer les quantités d'une boisson non gazeuse et d'une boisson carbonatée par l'intermédiaire d'un goulot 80. Un évent 82 est prévu à la base du gobelet 14 et ce gobelet

est conçu pour être engagé dans un évidement de la plate-

* forme de remplissage 18. Une tête de remplissage 16 vient s'engager sur le goulot 80 et sur la partie supérieure du gobelet 14 de manière à remplir la vessie ou sac expansible. Un cycle de remplissage pour l'appareillage de la figure 9 commence alors que la plate-forme de remplissage 18 est en position basse et que toutes les vannes A et E sont fermées. L'astronaute utilisateur place le gobelet 14 sur la plate-forme 18 et actionne un commutateur de sélec-

tion de produit (non représenté). La plate-forme 18 monte

- 15 -

de façon à accoupler le gobelet 14 et le goulot 80 avec la tête de remplissage 16. La vanne E s'ouvre pour mettre en pression le volume intérieur 86 jusqu'à une pression de 3,1 x 105 Pe au moyen d'un régulateur, au travers du fond de la plate-forme 18 et par l'intermédiaire de l'évent 82 du gobelet 14. Les vannes A, B et C s'ouvrent de façon à permettre à une boisson en post-mélange de s'écouler doucement Jusque dans le sac expansible 15 du gobelet 14, sous

l'effet de la différence de pression de 1,7 x 105 Pn exis-

tant entre la boisson en post-mélange et la pression régnant dans la coquille 86 du gobelet. Du fait que la pression dans la boisson en postmélange ne tombe jamais en-dessous de la pression de saturation pendant l'opération

de remplissage, la carbonatation de la boisson en post-

mélange est conservée. Quand la quantité désirée de boisson

se trouve dans le sac expansible 15 du gobelet 14, les van-

nes A, B, C et E se ferment. La vanne D commence alors à s'ouvrir lentement pour amener doucement l'intérieur 86 de la coquille de gobelet à la pression atmosphérique. Du fait que la pression est déchargée doucement, la carbonatation

de la boisson en post-mélange est maintenue. Quand la pres-

sion dans le volume intérieur 16 de la coquille de gobelet a été réduite, la vanne D se ferme et la plate-forme 18

descend jusque dans sa position initiale. Il est alors pos-

sible à l'utilisateur d'enlever le gobelet 14 de la plate-

forme 18 pour consommer la boisson se trouvant dans le gobelet. La figure 10A est une vue en coupe d'un gobelet pour boire en micro-gravité comportant un goulot utilisable

avec le système de distribution de la figure 1.

La figure 10 est une vue un peu plus détaillée du

gobelet 14 pour boire en micro-gravité et montre les carac-

téristiques efficaces utilisées dans la présente invention.

En particulier, un trou d'évent additionnel 90 est ménagé

dans la surface supérieure de ce qu'on peut considérer com-

- 16 -

me une botte classique munie d'un couvercle.

A l'intérieur du goulot 80, il est prévu une val-

ve en bec-de-canard 92.

Pour le remplissage de la botte 14, le tube de remplissage 94 est placé en contact avec le côté extérieur de l'embouchure du goulot 80, comne le montre la figure 0lB. Si l'angle interne du tube de remplissage 94 est suffisamment petit, il est possible d'obtenir une bonne étanchéité sans avoir à exercer une grande force dirigée i0 vers le bas sur le tube de remplissage 94 pour l'appliquer contre le goulot 80. A mesure que le produit s'écoule de la tête de remplissage dans le tube de remplissage 94 dans la

direction de la flèche 96 en traversant la valve en bec-de-

canard 92, la pression du fluide pousse la valve 92 en condition d'ouverture en permettant l'écoulement du produit qui peut remplir le sac expansible 15. Quand le sac est pratiquement plein, comme indiqué par les lignes en tirets

sur la figure 10, l'écoulement s'arrête et le tube de rem-

plissage 94 peut être enlevé. La valve en bec-de-canard 92

empêche le produit de sortir de la bolte 14.

Quand l'utilisateur désire boire le produit, il place le goulot 80 dans sa bouche et il mord doucement l'extrémité du goulot. Cela produit l'onverture de la valve en bec-de-canard. Le sac 15 se contracte en correspondance et refoule le produit jusque dans la bouche de l'utilisateur. Aussitôt que l'utilisateur arrête de mordre l'extrémité de la pièce d'embouchure du goulot 80, la valve en bec-de-canard 92 se ferme, en arrêtant l'écoulement du produit. Quand le sac 15 est plein, comme indiqué par une ligne en traits pleins sur la figure 10, le gobelet 14 peut

être à nouveau rempli.

La figure 11 est une vue.en coupe montrant des

modifications du gobelet pour boire 14 qui a été repré-

senté sur la figure 10, des références numériques identi-

ques désignant des parties identiques.

- 17 -

Additionnellement, la figure 11 montre l'utilisation d'une bague torique 98 pour fixer solidement

le sac ou vessie 15 à l'intérieur d'un évidement 81 du gou-

lot pour boire 80. Bien que la valve en bec-de-canard soit de façon idéale insensible à une orientation, des tampons

pour mordre peuvent être prévus comme indiqué sur les figu-

res 13A à 13C. Les tampons pour mordre sont représentés dans une orientation de face, latérale et supérieure. La partie supérieure du tampon pour mordre est représentée d'une façon générale en 106, la partie de saisie par les dents est représentée en 104 et la structure restante du tampon pour mordre est représentée de façon générale en 102. L'utilisateur peut définir les positions o il doit mordre afin de déterminer quelle force il devra exercer en

mordant le tampon pour ouvrir la valve en bec-de-canard.

Les figures 13A et 13B sont des vues en élévation

de face et latérale du gobelet 14 pour boire en micro-

gravité, qui fait interface avec le système de distribution avant son engagement dans la tête de remplissage 16. Les

' figures 14A et 14B sont des vues semblables après engage-

ment du gobelet 14 dans la tête de remplissage 16. La figu-

re 15 est une vue en coupe partielle faite selon la ligne

B-B de la figure 14.

On a représenté additionnellement un dispositif de maintien de gobelet 95, dirigé vers le bas à partir de la tête de remplissage 16. Le tube de remplissage 94 est placé à l'intérieur du dispositif de maintien de gobelet

95. Un organe de positionnement de gobelet 19 tel qu'un ai-

mant peut être fixé sur la base de la plate-forme 18 afin de fixer additionnellement le gobelet 14 en place sur la plate-forme lorsque ce gobelet est constitué d'un matériau métallique, comme une boite classique. En d'autres termes, l'organe de positionnement du gobelet 19 fixe initialement

le gobelet 14 en place jusqu'à ce que le dispositif de re-

tenue 95 assure son maintien dans la position de remplissage.

- 18 -

En service, l'utilisateur place le gobelet 14 sur l'organe de positionnement 19 de la plate-forme 18, l'utilisateur appuie ensuite sur le bouton de sélection du

produit. Lors de la sélection d'un produit, la tête de rem-

plissage 16 comportant un dispositif de maintien de gobe- let 95 descend pour fixer le gobelet en place. Cela empêche l'utilisateur d'enlever le gobelet pendant une opéation de remplissage. En variant, la tête de remplissage 16 et le dispositif de maintien du gobelet 95 peuvent être maintenus stationnaires pendant que la plate-forme 18

est relevée.

Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux réalisations décrites ci-dessus et représentées sur le dessin et différentes modifications et variantes pourront être envisagées sans sortir du cadre de l'invention qui est

définie par les revendications ci-jointes.

-1S -

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Appareil de distribution en micro-gravité pour distribuer soit une boisson carbonatée,soit une boisson non gazeuse dans les conditions de micro-gravité régnant dans l'espace extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un récipient (32) pour stocker une source de sirop; - une source de dioxyde de carbone (20); - une source d'eau (24), (26) pour introduire soit de l'eau

chaude,soit de l'eau froide dans ledit appareil distribu-

teur; - un dispositif de carbonatation en micro-gravité (10) relié à au moins ladite source de dioxyde de carbone (20) et la source d'eau froide (26) afin de maintenir une quantité prédéterminée d'eau froide à un niveau prédéterminé de carbonatation; - un dispositif de dosage (12) pour introduire des proportions prédéterminées d'eau carbonatée et de sirop à l'intérieur dudit appareil distributeur;

- un gobelet (14) pour boire en micro-gravité, servant à re-

cevoir des quantités dosées de l'une ou l'autre desdites boissons non gazeuse ou carbonatée; et - des moyens (16), (18) pour remplir ledit gobelet (14)

avec une boisson.

2. Appareil de distribution en micro-gravité selon

la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en ou-

tre un dispositif de retenue (95) placé en-dessous desdits moyens de remplissage (16), (18) pour positionner de façon

stable ledit gobelet pour boire en micro-gravité (14) pen-

dant son remplissage.

3. Appareil de distribution en micro-gravité se-

lon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de carbonatation en micro-gravité (10) comprend:

- une chambre de carbonatation, -

- un piston flottant (54) déplaçable alternativement à l'intérieur de ladite chambre de carbonatation (65), -20 - - une entrée d'eau (C) prévue dans une première extrémité de ladite chambre, - une première entrée de dioxyde de carbone (E) placée dans une position adjacente à ladite entrée d'eau (C), - un moyen d'évent (B) prévu dans une extrémité de ladite chambre qui est opposée à ladite entrée d'eau (C),

- une seconde entrée de gaz (A) placée dans une position ad-

jacente dudit moyen d'évent (B), et - une sortie d'eau carbonatée (D) positionnée entre ladite entrée d'eau (C) et ladite première entrée de dioxyde de

carbone (E) pour évacuer l'eau carbonatée de ladite cham-

bre.

4. Appareil de distribution en micro-gravité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de dosage (12) comprend: - un carter cylindrique (65), - un piston principal cylindrique (64), placé dans ledit carter cylindrique (65), - au moins deux canaux (74), (76), formés à l'intérieur du

carter cylindrique (65), ledit piston principal-cylindri-

que (64), pouvant coulisser alternativement par rapport aux deux canaux précités (74), (76) au moins prévus de façon à refouler des quantités prédéterminées de sirop dans les deux canaux,

- un moyen (A) formé dans une première extrémité dudit car-

ter cylindrique principal (65) pour exercer une pression axiale sur une surface supérieure dudit piston principal (64),

- un moyen (B) pour réduire ladite pression externe exer-

cée sur la surface supérieure dudit piston principal (64), - un moyen (C) d'entrée d'eau carbonatée formé dans une extrémité dudit carter cylindique principal (65) qui est opposée audit moyen (A) d'application de pression

axiale afin de refouler l'eau carbonatée jusque dans le-

- 21- dit carter cylindrique principal (65), - un moyen (D) de sortie d'eau carbonatée, formé dans une position adjacente audit moyen (C) d'entrée d'eau carbonatée afin d'évacuer de l'eau carbonatée à l'extérieur dudit carter cylindrique principal (65), et - des moyens (40), (52) pour faire circuler du sirop depuis au moins deux réservoirs d'alimentation en sirop (70), (72) jusque dans un canal correspondant (74) , (76) de

telle sorte qu'une quantité prédéterminée d'un sirop sé-

lectionné soit dosé avec une quantité prédéterminée d'eau

carbonatée dans ledit appareil de distribution.

5. Appareil de distribution en micro-gravité se-

lon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gobelet (14) pour boire en micro-gravité comprend: - un gobelet (14) pourvu d'une coquille extérieure rigide (86),

- un sac exoansible (15) contenu dans ladite coquille exté-

rieure rigide (86), - un goulot pour boire (80), jetable-et fixé sur ledit sac,

- un orifice d'évent (82) formé dans la base de ladite co-

quille extérieure rigide (86).

6. Appareil de distribution en micro-gravité se-

lon la revendication 5 caractérisé en ce que lesdits moyens de remplissage dudit gobelet pour boire en micro-gravité avec une boisson comprennent en outre: - un moyen pour mettre en pression l'intérieur de ladite coquille rigide (86) par l'intermédiaire dudit orifice d'évent (82) , - une chambre mélangeuse (28) pour mélanger des écoulements dosés de sirop et d'eau carbonatée, - une tête de remplissage (16), pouvant s'engager sur ledit goulot jetable (80), afin de remplir de façon répétée le sac (15) avec une boisson carbonatée et, - un moyen, réagissant à ladite tête de remplissage qui remplit le sac avec la boisson carbonatée pour réduire - 22- lentement la pression à l'intérieur de ladite coquille rigide (86) par l'intermédiaire dudit orifice d'évent (82).

7. Appareil de distribution en micro-gravité se-

lon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen

de mise en pression est de l'air ou du gaz carbonique in-

troduit à l'intérieur de ladite coquille extérieure rigide

(86) à l'aide d'un régulateur de décharge en pression.

8. Appareil de distribution en micro-gravité se-

lon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen de réduction de pression est un système d'évent relié à

l'atmosphère pour décharger ledit air ou le dit gaz carbo-

nique de l'intérieur de ladite coquille extérieure rigide

(86) à un débit contrôlé.

9. Appareil de distribution en micro-gravité se-

lon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit gobelet

(i4) pour boire en micro-gravité est formé d'une bolte mé-

tallique comprenant un couvercle métallique et ledit goulot

pour boire (80), jetable, est constitué d'un matériau dé-

formable et comporte à l'intérieur une valve en bec-de-

canard (92).

10. Dispositif de dosage pour un appareil de

distribution en micro-gravité, caractérisé en ce qu'il com-

prend: - un carter cylindrique principal (65); - un piston cylindrique principal (64) disposé à l'intérieur dudit carter cylindrique principal (65); - au moins deux canaux (74), (76) formés axialement à

l'intérieur dudit carter cylindrique principal (65), le-

dit piston cylindrique principal (64) pouvant coulisser alternativement par rapport aux deux canaux précités

(74), (76) afin de faire passer des quantités prédétermi-

nées dé sirop dans ceux-ci; - un moyen (C) d'entrée d'eau carbonatée, formé dans une première extrémité dudit carter cylindrique principal (65), pour faire pénétrer de l'eau carbonatée dans ledit carter cylindrique principal (65); - un moyen (D) de sortie d'eau carbonatée, formé dans

une zone adjacente audit moyen d'entrée d'eau carbona-

tée pour évacuer de l'eau carbonatée à l'extérieur dudit carter cylindrique principal (65); - des moyens (40), (52) pour faire circuler du sirop depuis au moins deux réservoirs d'alimentation en sirop (70), (72) et un canal correspondant (74), (76) de manière qu'une quantité prédéterminée d'un sirop sélectionné soit dosée avec une quantité prédéterminée d'eau carbonatée à l'intérieur dudit appareil de distribution; - un moyen (A), formé dans une seconde extrémité dudit carter cylindrique principal (65), pour appliquer une

pression axiale à une surface supérieure dudit piston cy-

lindrique principal (64), ladite pression axiale agissant de façon à maintenir du dioxyde de carbone dissous dans ladite eau carbonatée en solution pendant la décharge de

ladite eau carbonatée à l'extérieur dudit carter cylindri-

que principal (65).

- un moyen (B) pour réduire ladite pression axiale exer-

cée sur la surface supérieure dudit piston cylindrique principal (64) de manière que la distribution de pression permette la pénétration de sirop et d'eau carbonatée dans

ledit carter cylindrique principal (65).

11. Appareil de distribution en micro-gravité

pour distribuer des boissons dans les conditions de micro-

gravité régnant dans l'espace extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un gobelet (14) pour boire en micro-gravité, servant à recevoir et distribuer les quantités dosées de ladite boisson;

- un 9oulDt pour boire (80), formé sur une extrémité dudit go-

belet (14) pour boire en micro-gravité; - une valve en bec-de-canard (92) formée unitairement à -24 - l'intérieur dudit goulot (80); - un tube de remplissage (94) pour remplir ledit gobelet (14) avec ladite boisson par l'intermédiaire dudit goulot (80), ledit tube de remplissage (94) pouvant être engagé par glissement sur une longueur extérieure prédéterminée dudit goulot (80) de façon a permettre un remplissage, exempt de débordement, dudit gobelet (14) et empêcher une fuite de boisson à partir du gobelet pendant l'engagement dudit tube de remplissage (94) sur ledit goulot (80); et - un moyen de retenue (95) pour positionner de façon stable ledit gobelet pour boire en micro-gravité pendant son

remplissage par l'intermédiaire dudit goulot (80).