FR2665682A1 - Non-drip nozzle and method for filling flexible pockets - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé et un appareil de remplissage deThe present invention relates to a method and an apparatus for filling
conteneurs, conditionnementscontainers, packaging
tels que des poches, par des liquides, afin que la subs- such as pockets, by liquids, so that the
tance de remplissage ne puisse pas être projetée En parti- filling cannot be projected Partially
culier, l'invention concerne une buse qui comporte un dispositif destiné à empêcher l'écoulement d'une quantité excessive de liquide dans la poche ou la bouteille, un dispositif qui maintient la sortie de la buse au-dessus du niveau du liquide dans la poche ou la bouteille pendant le remplissage, et un procédé mettant en oeuvre cette buse The invention relates to a nozzle which comprises a device for preventing the flow of an excessive quantity of liquid into the pocket or the bottle, a device which keeps the outlet of the nozzle above the level of the liquid in the pocket or bottle during filling, and a method using this nozzle
pour le remplissage de poches et de bouteilles. for filling pockets and bottles.
Le remplissage des récipients en forme de poches pose de nombreux problèmes L'un d'eux est la projection du liquide lorsqu'il est déversé dans le récipient Un autre problème est l'égouttage de la buse après le remplissage du récipient Les projections et l'égouttage provoquent une contamination de la zone de scellement du récipient Les The filling of containers in the form of bags poses many problems One of them is the projection of the liquid when it is poured into the container Another problem is the draining of the nozzle after filling the container The projections and the drainage causes contamination of the container sealing area
projections excessives peuvent aussi donner dans le réci- excessive projections can also give in the reci-
pient une quantité de liquide inférieure à celle qui est nécessaire Lorsque le récipient est une poche, le problème qui se pose est surtout celui de la contamination de la zone de scellement Ceci est le cas car, dans de nombreux cas, la poche est mise en forme et remplie au cours d'une même séquence d'opérations La poche est ainsi réalisée à partir d'une feuille et, lorsqu'elle est mise en forme avec un fond et des côtés fermés, elle est remplie La partie pay less than the necessary amount of liquid When the container is a bag, the problem is mainly that of contamination of the sealing area This is the case because, in many cases, the bag is put in form and filled during the same sequence of operations The pocket is thus produced from a sheet and, when it is shaped with a bottom and closed sides, it is filled The part
supérieure est alors scellée.upper is then sealed.
Un problème se pose si la région qui doit comporter A problem arises if the region which is to include
la soudure supérieure a été revêtue de la substance intro- the upper weld has been coated with the intro substance
duite dans le récipient en forme de poche Ceci est dû à pick in the pocket-shaped container This is due to
une projection de la substance due à un écoulement turbu- a projection of the substance due to turbulent flow
lent dans la poche en cours de remplissage et à l'égouttage de la buse à la fin du remplissage Cependant, quelle que soit la cause exacte du revêtement de la surface interne par le produit, on sait qu'il est nuisible à la formation ultérieure de bonnes soudures L'invention a donc pour objet de réduire au minimum ces projections et l'égouttage slow in the pouch during filling and in the draining of the nozzle at the end of filling However, whatever the exact cause of the coating of the internal surface by the product, it is known that it is harmful to the subsequent formation good welds The object of the invention is therefore to minimize these projections and the drainage
d'une buse après le cycle de remplissage. a nozzle after the filling cycle.
L'invention a pour objet une buse anti-goutte des- The subject of the invention is an anti-drip nozzle for
tinée au remplissage de conditionnements, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe tubulaire allongé ayant une ouverture qui le traverse et destinée à l'écoulement d'un liquide, un dispositif placé à l'extrémité supérieure de cet organe et destiné à l'introduction d'un liquide, au moins une grille placée à l'autre extrémité de cet organe intended for filling packaging, characterized in that it comprises an elongated tubular member having an opening which passes through it and intended for the flow of a liquid, a device placed at the upper end of this member and intended for introduction of a liquid, at least one grid placed at the other end of this member
et destinée à diriger l'écoulement et à réduire la forma- and intended to direct the flow and reduce the forma-
tion de gouttes, au moins un dispositif d'aspiration dans la région voisine de la grille pour éliminer l'excès de liquide de la grille et des moyens destinées à relever cet organe durant le remplissage de ce conditionnement pour maintenir cette grille au-dessus du niveau du liquide dans tion of drops, at least one suction device in the region adjacent to the grid to remove excess liquid from the grid and means intended to raise this member during filling of this package to keep this grid above the liquid level in
le conditionnement en cours de remplissage. the packaging during filling.
L'invention a pour objet un procédé de remplissage d'un conditionnement à l'aide d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) la disposition d'une buse tubulaire allongée ayant un canal qui la traverse pour délivrer du liquide à un conditionnement et équipée de grilles et de dispositifs d'aspiration voisins de ces grilles, The subject of the invention is a method of filling a package with a liquid, characterized in that it comprises: (a) the provision of an elongated tubular nozzle having a channel which passes through it to deliver liquid to a packaging and equipped with grids and suction devices close to these grids,
(b) le déplacement de cette buse dans un condition- (b) the displacement of this nozzle in a condition-
nement au voisinage du fond de ce dernier, (c) l'écoulement de liquide au travers de cette buse near the bottom of the latter, (c) the flow of liquid through this nozzle
et le déplacement de la sortie de cette dernière pour main- and moving the output of the latter to main-
tenir cette sortie au-dessus du niveau du liquide dans ce conditionnement, (d) l'arrêt de l'écoulement du liquide de la buse, et (e) la mise en action des dispositifs d'aspiration keep this outlet above the level of the liquid in this packaging, (d) stopping the flow of liquid from the nozzle, and (e) activating the suction devices
pour éliminer le liquide de la zone des écrans. to remove the liquid from the screen area.
L'invention concerne ainsi un procédé et un appareil de remplissage de conditionnements sous forme de récipients et en particulier de remplissage de poches formées de film souple L'appareil comprend une buse qui a un organe tubulaire allongé ayant une ouverture pour la circulation intermittente d'un liquide A l'extrémité supérieure, un The invention thus relates to a method and an apparatus for filling containers in the form of containers and in particular for filling bags formed with flexible film. The apparatus comprises a nozzle which has an elongated tubular member having an opening for the intermittent circulation of a liquid At the upper end, a
dispositif permet l'introduction du liquide et, à l'extré- device allows the introduction of the liquid and, at the
mité inférieure, au moins une grille provoque un écoulement laminaire et réduit la formation de gouttes à la fin de l'écoulement du liquide Un dispositif d'aspiration est placé à l'extrémité inférieure, dans la région d'une ou plusieurs grilles, afin qu'il retire l'excès du liquide de la région des grilles En outre, la totalité de l'organe tubulaire allongé qui forme la buse peut être déplacée vers le haut lorsque le récipient est en cours de remplissage afin que l'extrémité de sortie de la buse reste à une distance de consigne au-dessus du niveau du liquide dans le récipient et réduise ainsi au minimum l'énergie de choc du lower part, at least one grid causes a laminar flow and reduces the formation of drops at the end of the liquid flow A suction device is placed at the lower end, in the region of one or more grids, in order that it removes excess liquid from the grid area In addition, the entire elongated tubular member which forms the nozzle can be moved upwards when the container is being filled so that the outlet end nozzle remains at a set distance above the liquid level in the container and thus minimizes the impact energy of the
fluide lorsqu'il pénètre dans le conditionnement. fluid when it enters the packaging.
Dans ce procédé, la buse est introduite dans la poche et la buse est ouverte afin que le liquide s'écoule dans le récipient Le liquide s'écoule dans le récipient et simultanément la buse remonte afin que la sortie de la buse reste au-dessus du niveau du liquide dans le récipient pendant la séquence de remplissage La buse est fermée lorsque la poche est remplie et le dispositif d'aspiration est alors commandé afin qu'il retire tout excès de liquide de la région de la grille ou des grilles et empêche la formation d'une goutte La buse est alors prête pour une In this process, the nozzle is introduced into the pocket and the nozzle is opened so that the liquid flows into the container The liquid flows into the container and simultaneously the nozzle rises so that the outlet of the nozzle remains above the liquid level in the container during the filling sequence The nozzle is closed when the bag is filled and the suction device is then controlled so that it removes any excess liquid from the grid area or grids and prevents the formation of a drop The nozzle is then ready for a
autre séquence de remplissage.another filling sequence.
Lorsqu'une poche est en cours de remplissage, la buse participe habituellement à une séquence d'opérations de mise en forme et de remplissage Lorsque la poche a été mise en forme au point d'avoir un fond et des côtés fermés, elle est à l'état de remplissage A ce moment, la buse est proche du fond de la poche La buse est commandée afin qu'elle fasse couler une quantité donnée de liquide dans la poche Simultanément, la buse est soulevée afin qu'elle reste au-dessus du niveau du liquide qui s'écoule dans la poche Lorsque la quantité donnée de liquide s'est écoulée dans la poche, l'écoulement est interrompu et l'excès de liquide de la région d'une ou plusieurs grilles de la buse est retiré par aspiration Ceci réduit la formation d'une When a bag is being filled, the nozzle usually takes part in a sequence of shaping and filling operations. When the bag has been shaped to have a bottom and closed sides, it is at filling state At this time, the nozzle is close to the bottom of the pocket The nozzle is controlled so that it drips a given quantity of liquid into the pocket Simultaneously, the nozzle is raised so that it remains above the level of liquid flowing in the bag When the given amount of liquid has flowed into the bag, the flow is interrupted and the excess liquid in the region of one or more grids of the nozzle is removed by suction This reduces the formation of a
goutte à la cessation de la circulation du liquide. drop on cessation of fluid circulation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- Other features and advantages of the invention
tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, tion will emerge better from the description which follows,
faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe en élévation d'un ensemble à buse de remplissage en position fermée; la figure 2 est une coupe en élévation de l'ensemble à buse de remplissage en position ouverte; la figure 3 est une coupe de l'ensemble à buse de remplissage de la figure 1 suivant la ligne 3-3; la figure 4 est une vue en élévation latérale de la buse de remplissage au début du remplissage d'un récipient; la figure 5 est une vue en élévation latérale de la buse de remplissage lorsque le récipient est à moitié plein; et la figure 6 est une vue en élévation latérale de la made with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a sectional elevation of a filling nozzle assembly in the closed position; Figure 2 is a sectional elevation of the filling nozzle assembly in the open position; Figure 3 is a section through the filling nozzle assembly of Figure 1 taken along line 3-3; Figure 4 is a side elevational view of the filling nozzle at the start of filling a container; Figure 5 is a side elevational view of the filling nozzle when the container is half full; and Figure 6 is a side elevational view of the
buse de remplissage lorsque le récipient a été rempli. filling nozzle when the container has been filled.
Sur la figure 1, la buse 10 de remplissage est représentée en position fermée Dans cette position, le liquide ne peut pas passer par l'ouverture 23 de la buse La buse comporte un corps 14 qui reçoit un liquide par un canal 12 d'un conduit 11 Le liquide est reçu du conduit 36 par une ouverture 35 Le conduit 11 supporte aussi la buse et constitue un dispositif permettant le soulèvement In FIG. 1, the filling nozzle 10 is shown in the closed position. In this position, the liquid cannot pass through the opening 23 of the nozzle. The nozzle comprises a body 14 which receives a liquid through a channel 12 of a line 11 The liquid is received from line 36 through an opening 35 Line 11 also supports the nozzle and constitutes a device for lifting
et l'abaissement de la buse pendant les cycles de remplis- and lowering the nozzle during filling cycles
sage du récipient Le conduit 11 coopère par vissage avec le corps 14 de buse par l'intermédiaire de filets 13 Le conduit 15 formé dans le corps de la buse permet au liquide de s'écouler dans un boîtier 16 de tige d'obturateur et vers la région du siège 17 d'obturateur de la buse Le liquide s'écoule autour du guide 26 de la tige 18 vers la région du siège 17 La partie inférieure de la tige est au contact du siège lorsque l'obturateur est en position de fermeture Ceci interrompt l'écoulement du liquide En position d'ouverture comme représenté sur la figure 2, le conduit 15 communique avec la chambre 21, le liquide circulant du conduit 15 à la chambre 21 A la partie inférieure de la chambre 21, une ou plusieurs grilles 22 sont destinées à mettre le liquide qui s'écoule sous forme d'un écoulement laminaire Après circulation à travers la grille, le liquide sort de la buse par l'ouverture 23 Un ou plusieurs conduits 20 communique avec la chambre 21 et sont destinés à l'extraction du liquide en excès de la chambre 21 après la cessation de l'écoulement du liquide du conduit 15 vers la chambre 21 Ce liquide est retiré par container wise The conduit 11 cooperates by screwing with the nozzle body 14 by means of threads 13 The conduit 15 formed in the nozzle body allows the liquid to flow into a casing 16 of shutter rod and towards the region of the nozzle shutter seat 17 The liquid flows around the guide 26 of the rod 18 towards the seat region 17 The lower part of the rod is in contact with the seat when the shutter is in the closed position This interrupts the flow of the liquid In the open position as shown in FIG. 2, the conduit 15 communicates with the chamber 21, the liquid flowing from the conduit 15 to the chamber 21 At the bottom of the chamber 21, one or more grids 22 are intended to put the liquid which flows in the form of a laminar flow After circulation through the grid, the liquid leaves the nozzle by the opening 23 One or more conduits 20 communicates with the chamber 21 and are intendedextracting excess liquid from the chamber 21 after the cessation of flow of the fluid conduit 15 to the chamber 21 The liquid is removed by
une aspiration transmise par les conduits 20. an aspiration transmitted by the conduits 20.
La buse 10 est de préférence un dispositif électro- The nozzle 10 is preferably an electro-
mécanique, mais elle peut aussi être de type mécanique. mechanical, but it can also be mechanical.
Dans le cas d'un dispositif électromécanique, un champ magnétique induit par des bobines 25 provoque une remontée vers le haut de l'aimant 27 Celui-ci est solidaire du guide 26 de la tige Des butées 28 et le siège 18 limitent In the case of an electromechanical device, a magnetic field induced by coils 25 causes an upward movement of the magnet 27 This is integral with the guide 26 of the rod Stops 28 and the seat 18 limit
le déplacement de la tige 17.displacement of the rod 17.
La figure 2 représente la buse en position d'ouver- Figure 2 shows the nozzle in the open position.
ture La tige de l'obturateur est en position abaissée et permet au liquide de s'écouler par le conduit 15 vers la chambre 21 Le liquide passe à travers la grille 22 et sort par l'ouverture 23 Lorsque la buse se ferme à nouveau, une aspiration est transmise par les conduits 20 afin que ture The shutter rod is in the lowered position and allows the liquid to flow through the conduit 15 towards the chamber 21 The liquid passes through the grid 22 and leaves through the opening 23 When the nozzle closes again, suction is transmitted through the conduits 20 so that
l'excès de liquide de la chambre 21 soit retiré. excess liquid from chamber 21 is removed.
La figure 3 est une coupe de la buse suivant la ligne 3-3 de la figure 1 Elle représente un corps de buse Figure 3 is a section of the nozzle along line 3-3 of Figure 1 It shows a nozzle body
14, une chambre 21, une tige 17 d'obturateur et des con- 14, a chamber 21, a shutter rod 17 and con-
duits 20 d'aspiration.20 suction lines.
Les figures 4 à 6 illustrent le remplissage d'un Figures 4 to 6 illustrate the filling of a
récipient par la buse Sur la figure 4, la buse est repré- container by the nozzle In FIG. 4, the nozzle is shown
sentée en position totalement introduite dans le récipient , lors du remplissage du récipient par le liquide 31 Le liquide de la buse 10 forme pratiquement un écoulement laminaire Ceci est dû à sa circulation dans la grille Sur la figure 5, le récipient 30 représenté est à peu près à moitié plein de liquide Sur cette figure, la buse 10 a felt in the fully inserted position in the container, during filling of the container with the liquid 31 The liquid from the nozzle 10 practically forms a laminar flow This is due to its circulation in the grid In FIG. 5, the container 30 shown is slightly almost half full of liquid In this figure, the nozzle 10 has
remonté afin que l'ouverture 23 de la buse soit juste au- reassembled so that the opening 23 of the nozzle is just above
dessus du niveau du liquide 31 présent dans le récipient. above the level of the liquid 31 present in the container.
Sur la figure 6, le récipient 30 est représenté plein La buse est placée au-dessus du niveau du liquide et le courant de liquide de la buse a cessé A ce moment, une aspiration est transmise par les conduits 20 afin que l'excès de liquide de la partie inférieure de la buse soit extrait, c'est-à-dire de la partie de la grille ou des In FIG. 6, the container 30 is shown full. The nozzle is placed above the level of the liquid and the flow of liquid from the nozzle has ceased At this time, a suction is transmitted through the conduits 20 so that the excess of liquid from the lower part of the nozzle is extracted, i.e. from the part of the grid or from the
grilles.grids.
Les fonctions principales de la grille ou des grilles 22 sont de créer un courant laminaire dans le liquide quittant la buse et de faciliter la suppression des gouttes de la buse lorsque celle-ci est en position de The main functions of the grid or grids 22 are to create a laminar current in the liquid leaving the nozzle and to facilitate the removal of drops from the nozzle when the latter is in the position of
fermeture La grille peut être une grille unique ou plu- closing The grid can be a single grid or more
sieurs grilles empilées Il est préférable qu'une grille unique soit utilisée, et elle peut avoir une épaisseur d'environ 0,1 à 10 mm et de préférence d'environ 0,2 à mm La grille a une ouverture de mailles d'environ 0,1 à 5 mm et de préférence d'environ 0,5 à 2,5 mm Ceci suffit pour former des canaux par lesquels le liquide s'écoule en several stacked grids It is preferable that a single grid is used, and it can have a thickness of about 0.1 to 10 mm and preferably about 0.2 to mm The grid has a mesh opening of about 0.1 to 5 mm and preferably about 0.5 to 2.5 mm This is sufficient to form channels through which the liquid flows in
formant un courant pratiquement laminaire. forming a practically laminar current.
Il est aussi préférable que la buse ait un diamètre tel qu'elle remplit pratiquement toute la section du récipient pendant le remplissage Dans le cas d'une poche, It is also preferable that the nozzle has a diameter such that it fills practically the entire section of the container during filling. In the case of a pocket,
cela correspond à 60 à 90 % environ du diamètre du réci- this corresponds to approximately 60 to 90% of the diameter of the container
pient Lorsque le récipient est un flacon, ceci correspond à 60 à 90 % environ de l'ouverture du col du flacon Une buse de grand diamètre donne des projections réduites puisque le liquide peut s'écouler à une plus faible vitesse En outre, le risque d'écoulement très turbulent est réduit au minimum De cette manière, les projections et la contamination des parois internes du récipient sont réduites. La buse 10 est déplacée vers le haut et vers le bas mécaniquement, hydrauliquement ou pneumatiquement Lors d'une commande hydraulique ou pneumatique, un piston est fixé directement ou indirectement au conduit 11 Un liquide ou un gaz agissant sur le piston provoque le soulèvement et l'abaissement de la buse 10 Dans une opération mécanique, le conduit 11 peut porter un organe denté tel qu'une crémaillère à sa surface externe Un pignon en prise avec cette crémaillère assure le soulèvement et l'abaissement de la buse D'autres dispositifs mécaniques peuvent être utilisés La figure 1 représente une technique hydraulique ou pneumatique pour le soulèvement et l'abaissement de la buse 10 Une barre 37 est raccordée à la tige 38 d'un piston 39 qui se déplace dans un cylindre 40 Celui-ci est fixé à un support 41 Un fluide ou un gaz est pompé par l'ouverture 42 ' ou l'ouverture 42 " afin que le piston et l'obturateur 10 soient déplacés La figure 2 illustre une technique mécanique Dans ce cas, une crémaillère 43 est fixée rigidement au conduit 11 La rotation du pignon 44 provoque un déplacement vers le haut et vers le bas de la pient When the container is a bottle, this corresponds to approximately 60 to 90% of the opening of the neck of the bottle A large diameter nozzle gives reduced projections since the liquid can flow at a lower speed In addition, the risk very turbulent flow is reduced to a minimum In this way, the projections and contamination of the internal walls of the container are reduced. The nozzle 10 is moved up and down mechanically, hydraulically or pneumatically During a hydraulic or pneumatic control, a piston is fixed directly or indirectly to the duct 11 A liquid or a gas acting on the piston causes the lifting and the lowering the nozzle 10 In a mechanical operation, the duct 11 can carry a toothed member such as a rack on its external surface A pinion engaged with this rack ensures the raising and lowering of the nozzle Other mechanical devices can be used Figure 1 shows a hydraulic or pneumatic technique for raising and lowering the nozzle 10 A bar 37 is connected to the rod 38 of a piston 39 which moves in a cylinder 40 This is fixed to a support 41 A fluid or a gas is pumped by the opening 42 ′ or the opening 42 ″ so that the piston and the shutter 10 are moved FIG. 2 illustrates a technique m In this case, a rack 43 is rigidly fixed to the duct 11 The rotation of the pinion 44 causes an upward and downward movement of the
buse 10.nozzle 10.
Lors du remplissage d'une poche formée d'un film, la buse est déplacée vers le bas presque au fond de la poche et l'écoulement du liquide dans la poche commence Lorsque le liquide s'écoule dans la poche, la buse est déplacée vers le haut afin que le fond de la buse reste au-dessus du niveau du liquide dans la poche Lorsque la quantité déterminée de liquide a rempli la poche, la circulation du liquide cesse et une aspiration est transmise à la partie inférieure de l'obturateur afin que des gouttes ne puissent pas se former L'excès de liquide est évacué de la région de la grille ou des grilles de la buse vers un réservoir de recyclage L'aspiration est alors interrompue et la buse est prête à être abaissée pour la commande d'un autre cycle. Une fonction principale de cette buse de remplissage est d'empêcher les projections du liquide qui est introduit dans les poches ou autres récipients, autour de la buse, car il pourrait mouiller le film dans la zone dans laquelle une soudure doit être faite dans une étape ultérieure Si la région qui doit former la soudure a été mouillée par du When filling a pocket formed with a film, the nozzle is moved down almost to the bottom of the pocket and the flow of liquid in the pocket begins When the liquid flows into the pocket, the nozzle is moved upwards so that the bottom of the nozzle remains above the level of the liquid in the pocket When the determined quantity of liquid has filled the pocket, the circulation of the liquid ceases and a suction is transmitted to the lower part of the shutter so that drops cannot form Excess liquid is evacuated from the grid area or from the grids of the nozzle to a recycling tank The suction is then interrupted and the nozzle is ready to be lowered for control from another cycle. A main function of this filling nozzle is to prevent splashes of the liquid which is introduced into the bags or other containers, around the nozzle, as it could wet the film in the area in which a weld is to be made in a step. If the region which is to form the weld has been wetted with
produit, elle risque de donner une soudure de moindre résistance. De préférence, le liquide recueilli par les disposi- product, it may give a weld of less resistance. Preferably, the liquid collected by the devices
tifs d'aspiration est renvoyé à une cuve de recirculation. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses tif suction is returned to a recirculation tank. It is understood that the invention has only been described and shown as a preferred example and that any technical equivalence can be made in its
éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. constituent elements without departing from its scope.
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