FR2736338A1 - LAMINAR FLOW FILLING SPOUT - Google Patents

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Abstract

A spout comprising a tubular housing (2) with a calibrating portion (8), an end outlet port (3) and a valve (4) that is movable within the tubular housing and includes a tapered calibrating portion (10) and an end portion (14) extending therefrom and having a more sharply tapering cross-section than the calibrating portion (10). The calibrating portion (8) of the tubular housing and the calibrating portion (10) of the calibrating member define a tapering ring-shaped space therebetween for creating a laminar flow. One end of the calibrating portion (10) of the valve is narrower than radius (R) and wider than the radius (r) of the outlet port.

Description

L'invention concerne un bec de remplissage et, en particulier bien que non exclusivement, un bec de remplissage pour une machine à dosage pondéral. The invention relates to a filling spout and, in particular although not exclusively, a filling spout for a weight metering machine.

Dans le domaine du remplissage de récipients par dosage pondéral, on connaît du document FR-2 688 196 un bec de remplissage produisant un jet de liquide à débit élevé en régime laminaire. Ce bec comporte un corps tubulaire et un organe de calibrage mobile à l'intérieur du corps entre une position basse dans laquelle il obture un orifice d'écoulement du corps et une position haute dans laquelle il permet l'écoulement du liquide. Une partie de paroi interne conique du corps tubulaire adjacente à l'orifice d'écoulement et une partie de calibrage conique de l'organe de calibrage délimitent entre elles un espace annulaire de section décroissante jusqu'à l'orifice d'écoulement.Cet espace annulaire a une longueur suffisante par rapport à la largeur de l'espace annulaire prise selon une direction radiale au niveau de l'orifice d'écoulement pour obtenir un écoulement laminaire même pour des débits élevés. Afin de minimiser le diamètre du bec de remplissage il est préférable de réaliser un organe de calibrage ayant une faible conicité, c'est-à-dire dont l'angle de la surface latérale par rapport à l'axe est faible. Cependant il est prévu dans le document cité que la partie de calibrage vienne en appui sur le bord de l'orifice d'écoulement pour assurer la fermeture du bec. Dans ce cas une faible conicité de la partie de calibrage implique une grande course de l'organe de calibrage pour obtenir une pleine ouverture du bec de remplissage.Par ailleurs une course importante de l'organe de calibrage est incompatible avec les dispositifs de commande habituellement utilisés pour régler la position de l'organe de calibrage
Un but de l'invention est de proposer un bec de remplissage produisant un jet à débit élevé en régime laminaire et comportant un clapet ayant une course compati ble avec les organes de commande conventionnels
En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un bec de remplissage comportant un corps tubulaire ayant une partie de calibrage et terminé par un orifice d'écoulement, et un clapet mobile à l'intérieur du corps tubulaire et ayant une partie de calibrage conique suivie d'une partie terminale ayant une section décroissant de façon plus rapide que la partie de calibrage, la partie de calibrage du corps tubulaire et la partie de calibrage du clapet délimitant entre elles un espace annulaire de section décroissante en direction de l'orifice d'écoulement du corps tubulaire, cet espace annulaire ayant par rapport à la largeur prise selon une direction radiale à une extrémité inférieure de l'espace annulaire une longueur suffisante pour obtenir un écoulement laminaire dans l'espace annulaire dans lequel la partie de calibrage du clapet a une extrémité inférieure ayant un rayon supérieur au rayon de l'orifice d'écoulement.In the field of filling containers by weight dosing, document FR-2 688 196 discloses a filling spout producing a jet of liquid at high flow rate in laminar regime. This spout has a tubular body and a movable sizing member inside the body between a low position in which it closes a flow opening of the body and a high position in which it allows the liquid to flow. A conical inner wall part of the tubular body adjacent to the flow orifice and a conical calibration part of the calibrating member define between them an annular space of decreasing section up to the flow orifice. annular has a sufficient length relative to the width of the annular space taken in a radial direction at the level of the flow orifice to obtain a laminar flow even for high flow rates. In order to minimize the diameter of the filling spout, it is preferable to produce a calibration member having a low taper, that is to say one whose angle of the lateral surface with respect to the axis is small. However, it is provided in the cited document that the calibration part comes to bear on the edge of the flow orifice to ensure the closure of the spout. In this case a small taper of the calibration part implies a large stroke of the calibration member to obtain a full opening of the filling spout. In addition, a large stroke of the calibration member is incompatible with the control devices usually used to adjust the position of the calibrator
An object of the invention is to propose a filling spout producing a jet at high flow rate in laminar mode and comprising a valve having a stroke compatible with conventional control members.
In order to achieve this goal, there is proposed according to the invention a filling spout comprising a tubular body having a calibration portion and terminated by a flow orifice, and a movable valve inside the tubular body and having a conical sizing part followed by an end part having a section decreasing more rapidly than the sizing part, the sizing part of the tubular body and the sizing part of the valve delimiting between them an annular space of decreasing section in the direction of the flow orifice of the tubular body, this annular space having, with respect to the width taken in a radial direction at a lower end of the annular space, a length sufficient to obtain a laminar flow in the annular space in which the valve calibration portion has a lower end having a radius greater than the radius of the flow port.

Ainsi la forte décroissance de la section de la partie terminale permet d'obtenir un débit maximum avec une faible course du clapet et il a été constaté que de façon surprenante l'augmentation de section qui en résultait immédiatement en amont de l'orifice d'écoulement ne détruisait pas le régime laminaire de l'écoulement obtenu par la partie de calibrage. L'invention réalise ainsi un compromis entre les conditions d'un écoulement optimum et les contraintes industrielles. Thus the sharp decrease in the section of the terminal part allows maximum flow to be obtained with a short stroke of the valve and it has been found that, surprisingly, the increase in section which results immediately upstream from the orifice flow did not destroy the laminar flow regime obtained by the calibration part. The invention thus achieves a compromise between the conditions for optimum flow and industrial constraints.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en référence à la figure unique ci-jointe qui est une vue en coupe axiale du bec de remplissage selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will become apparent in the description which follows of a nonlimiting embodiment of the invention, with reference to the single attached figure which is an axial section view of the spout. filling according to the invention.

Le bec de remplissage comporte un corps tubulaire 2 présentant un orifice d'écoulement 3 pour la sortie du liquide à conditionner. Le bec comporte en outre un clapet 4 mobile à l'intérieur du corps tubulaire suivant un axe vertical 6 de celui-ci. La moitié gauche de la figure montre le clapet 4 en position basse dans une position d'obturation de l'orifice inférieur 3. La moitié droite de la figure 1 montre le clapet en position haute dans une position permettant l'écoulement maximum du liquide à conditionner. The filling spout comprises a tubular body 2 having a flow orifice 3 for the outlet of the liquid to be conditioned. The spout further comprises a valve 4 movable inside the tubular body along a vertical axis 6 thereof. The left half of the figure shows the valve 4 in the low position in a position for closing the lower orifice 3. The right half of Figure 1 shows the valve in the high position in a position allowing the maximum flow of the liquid to condition.

Le corps tubulaire 2 comporte une partie de calibrage conique 8. Le clapet 4 comporte une partie de calibrage conique 10 de même conicité que la partie de calibrage 8. Ces deux parties 8 et 10 délimitent entre elles un espace annulaire de section décroissante en direction de l'orifice d'écoulement 3. Cet espace annulaire a une longueur L suivant l'axe 6 de préférence au moins égale à environ huit fois la largeur 1 d'une extrémité inférieure de l'espace annulaire prise selon une direction radiale. Ces conditions dimensionnelles permettent d'obtenir un écoulement laminaire à la sortie de l'espace annulaire quel que soit le régime de l'écoulement en amont de l'espace annulaire. The tubular body 2 comprises a conical calibration part 8. The valve 4 comprises a conical calibration part 10 of the same conicity as the calibration part 8. These two parts 8 and 10 define between them an annular space of decreasing section in the direction of the flow orifice 3. This annular space has a length L along the axis 6 preferably at least equal to about eight times the width 1 of a lower end of the annular space taken in a radial direction. These dimensional conditions make it possible to obtain a laminar flow at the outlet of the annular space whatever the flow regime upstream of the annular space.

Le corps tubulaire 2 présente une partie terminale 12 adjacente à l'orifice inférieur 3. Le clapet 4 présente une partie terminale 14, conique dans le mode de réalisation illustré et ayant une conicité supérieure à celle de la partie de calibrage 10 du corps tubulaire 2. The tubular body 2 has an end portion 12 adjacent to the lower orifice 3. The valve 4 has an end portion 14, conical in the illustrated embodiment and having a taper greater than that of the calibration portion 10 of the tubular body 2 .

Ici à titre d'exemple, la partie terminale 14 forme un angle de 600 avec l'axe alors que la partie de calibrage conique 10 forme un angle de 160 avec l'axe.Here by way of example, the end part 14 forms an angle of 600 with the axis while the conical calibration part 10 forms an angle of 160 with the axis.

Selon l'invention, le rayon R de la partie de calibrage 10 au niveau de l'extrémité inférieure de l'espace annulaire est supérieur au rayon r de l'orifice d'écoulement 3 du corps tubulaire de sorte que la partie terminale 14 obture l'orifice inférieur 3 lorsqu'elle vient en contact avec la partie terminale 12 du corps 2. La forte conicité de la partie terminale permet d'obtenir une variation très rapide du débit lors d'un déplacement du clapet et donc d'obtenir un débit maximum pour une faible course du clapet. Dans le mode de réalisation préféré illustré, la conicité de la partie terminale 14 est calculée pour qu'en fin de course d'ouverture cette partie terminale soit intégralement contenue à l'intérieur du corps tubulaire sans dépasser de l'orifice d'écoulement 3 et la partie de calibrage 12 a un profil courbe en S selon une coupe par un plan axial.Ce profil présente deux courbures opposées, une courbure supérieure concave contiguë à la partie de calibrage conique 8, et une courbure inférieure convexe adjacente à l'orifice d'écoulement 3. Ce profil courbe en S favorise la conservation du régime laminaire jusqu'à l'orifice d'écoulement même si la section d'écoulement s'accroît dans la zone entre l'extrémité inférieure de l'espace annulaire et l'orifice d'écoulement 3. En association avec la forme conique de la partie terminale 14 Une telle courbe permet en outre d'adapter facilement le bec de remplissage à différents débits maximum en changeant simplement la partie inférieure du corps tubulaire tout en conservant le même clapet. On notera à ce propos que la partie inférieure du corps tubulaire est de préférence amovible comme illustré sur la figure. According to the invention, the radius R of the calibration part 10 at the lower end of the annular space is greater than the radius r of the flow orifice 3 of the tubular body so that the end part 14 closes the lower orifice 3 when it comes into contact with the end portion 12 of the body 2. The high taper of the end portion makes it possible to obtain a very rapid variation in the flow rate during movement of the valve and therefore to obtain a maximum flow for a short valve stroke. In the preferred embodiment illustrated, the taper of the end portion 14 is calculated so that at the end of the opening stroke this end portion is completely contained inside the tubular body without protruding from the flow orifice 3 and the calibration part 12 has a curved S-shaped profile along a section through an axial plane. This profile has two opposite curvatures, a concave upper curvature contiguous to the conical calibration part 8, and a convex lower curvature adjacent to the orifice. 3. This curved S-shaped profile favors the preservation of the laminar regime up to the flow orifice even if the flow section increases in the area between the lower end of the annular space and the 'flow orifice 3. In association with the conical shape of the end portion 14 Such a curve also makes it easy to adapt the filling spout to different maximum flow rates by simply changing the lower part of the tubular body while retaining the same valve. Note in this regard that the lower part of the tubular body is preferably removable as illustrated in the figure.

Bien entendu on pourra apporter de nombreuses modifications à l'invention sans sortir du cadre de celle-ci défini par les revendications annexées. La partie terminale du clapet pourra avoir une forme autre que conique, par exemple un profil courbe suivant le profil courbe de la partie terminale du corps tubulaire 2. A l'inverse, la partie terminale du corps tubulaire 2 pourra avoir une forme conique dont la conicité pourra être voisine ou identique à la conicité de la partie terminale du clapet.  Of course, numerous modifications to the invention may be made without departing from the scope thereof defined by the appended claims. The terminal part of the valve may have a shape other than conical, for example a curved profile along the curved profile of the end part of the tubular body 2. Conversely, the end part of the tubular body 2 may have a conical shape the taper may be close to or identical to the taper of the terminal part of the valve.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Bec de remplissage comportant un corps tubulaire (2) ayant une partie de calibrage (8) et terminé par un orifice d'écoulement (3), et un clapet (4) mobile à l'intérieur du corps tubulaire et ayant une partie de calibrage conique (10) suivie d'une partie terminale (14) ayant une section décroissant de façon plus rapide que la partie de calibrage (10), la partie de calibrage (8) du corps tubulaire et la partie de calibrage (10) du clapet délimitant entre elles un espace annulaire de section décroissante en direction de l'orifice d'écoulement (3) du corps tubulaire, cet espace annulaire ayant par rapport à la largeur (1) prise selon une direction radiale à une extrémité inférieure de l'espace annulaire, une longueur (L) suffisante pour obtenir un écoulement laminaire dans l'espace annulaire caractérisé en ce que la partie de calibrage (10) du clapet (4) a une extrémité inférieure ayant un rayon (R) supérieur au rayon (r) de l'orifice d'écoulement. 1. Filling spout comprising a tubular body (2) having a calibration part (8) and terminated by a flow orifice (3), and a valve (4) movable inside the tubular body and having a part of conical calibration (10) followed by an end part (14) having a section decreasing more rapidly than the calibration part (10), the calibration part (8) of the tubular body and the calibration part (10) of the valve defining between them an annular space of decreasing section in the direction of the flow orifice (3) of the tubular body, this annular space having with respect to the width (1) taken in a radial direction at a lower end of the annular space, a length (L) sufficient to obtain a laminar flow in the annular space characterized in that the calibration part (10) of the valve (4) has a lower end having a radius (R) greater than the radius ( r) of the flow orifice. 2. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie terminale (14) du clapet a une longueur adaptée pour qu'en fin de course d'ouverture du clapet la partie terminale (14) soit intégralement contenue à l'intérieur du corps tubulaire (2). 2. Filling spout according to claim 1, characterized in that the terminal part (14) of the valve has a suitable length so that at the end of the valve opening stroke the terminal part (14) is completely contained in the inside of the tubular body (2). 3. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire présente une partie terminale (12) ayant un profil courbe en S selon une coupe par un plan axial. 3. Filling spout according to claim 1, characterized in that the tubular body has an end portion (12) having a curved profile in S according to a section through an axial plane. 4. Bec de remplissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps tubulaire comporte une partie inférieure amovible. 4. Filling spout according to claim 3, characterized in that the tubular body has a removable lower part. 5. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie terminale (14) du clapet est conique.  5. Filling spout according to claim 1, characterized in that the end part (14) of the valve is conical.
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