FR2881519A1 - Dispositif pour le remplissage de recipients - Google Patents

Abstract

Un dispositif (11) pour le remplissage de récipients (12) avec des produits capables d'écoulement comporte une station de remplissage (15) et une voie de transport (14) des récipients (12) à cette station comprenant deux hélices transporteuses (21) contrarotatives. Un dispositif de pesage (25) y est intercalé respectivement en amont et en aval de la station de remplissage (15). Les hélices sont réduites dans les domaines de pesage (26) pour y relâcher les récipients (12) qui sont ensuite ramenés à l'équilibre sur une courroie d'admission (28) puis sur une courroie de pesage (29) de longueur inférieure à l'écart entre récipients (12) ou unités pesées conjointement. Les récipients sont ensuite ramenés dans les hélices transporteuses. A partir de la tare et du poids brut mesurés dans les dispositifs de pesage (25), le moyen de commande (35) calcule des valeurs de correction pour le remplissage.

Description

Domaine d'application et état de la technique

La présente invention concerne un dispositif pour le remplissage de récipients, avec une voie de transport, sur laquelle les récipients sont transportés jusqu'à une station de remplissage, où se trouvent des organes de remplissage et au-delà de celle-ci.

Pendant le remplissage de récipients, donc de flacons, de capsules ou d'autres récipients avec des produits éventuellement liquides, pâteux ou pouvant être versés, un poids de remplissage très précis (la masse de la charge) est souvent très important. Le plus souvent les organes de remplissage travaillent par contre de manière volumétrique et ils peuvent être constitués de pompes de remplissage ou de soupapes de remplissage commandées par la pression et par le temps ou bien par des débitmètres.

A cause des changements de consistance, de viscosité, de température et d'autres grandeurs d'influence du produit, le dosage volumétrique ne peut pas représenter une mesure exacte de la masse de remplissage et donc du poids de remplissage. Puisqu'il faut respecter exactement certaines quantités minimales de remplissage et puisqu'il faut éviter un surremplissage pour des raisons économiques dans les cas de produits coûteux et pour des raisons médicales par exemple dans le cas de produits pharmaceutiques, il est nécessaire de vérifier le poids de remplissage. Vient s'ajouter le problème de la variabilité du poids à vide (tare) de certains types de récipients, par exemple dans le cas de récipients en verre, ce qui est dû au procédé de fabrication; la simple mesure du poids brut ne permet donc généralement pas d'en déduire avec exactitude le poids de la charge.

Jusqu'à maintenant le contrôle du poids de remplissage il n'était possible que par échantillonnage. A cet effet le demandeur de brevet a développé un système, dans lequel un récipient est éclusé au dehors d'une série de 2881519 2 récipients amenés à la station de remplissage, pesé et ramené ensuite dans la série. A cet effet cependant se créait nécessairement une vacance dans la série au lieu de l'éclusage au dehors, dont devait aussi tenir compte la station de remplissage.

But et solution La présente invention a pour but de permettre un contrôle possiblement continu des poids de récipient (tare et/ou poids brut) et donc des poids de remplissage sans entraver le service du dispositif de remplissage. Ce but est atteint par le fait qu'au moins un domaine de pesage est intégré dans la voie de transport avec un appareil de pesage.

Quand l'appareil de pesage est un transporteur de pesage, de préférence une courroie de pesage et qu'il est intégré de manière que tous les récipients transportés sur la voie de transport y passent et peuvent être pesés, le contrôle continu est possible sans entraver le service du dispositif. La voie de transport d'un dispositif de remplissage présente le plus souvent un convoyeur de positionnement, qui opère par exemple au moyen d'hélices transporteuses, qui saisissent les récipients dans les organes de logement formés dans les écuelles de vis. Ces convoyeurs transportent les récipients avec un positionnement relativement précis, de manière que par exemple les organes de remplissage puissent atteindre les ouvertures de récipient; ils permettent cependant aussi des changements de vitesse en modifiant le pas des hélices ou encore des vis sur la longueur de la voie de transport. Il est également possible de concevoir d'autres convoyeurs de positionnement opérant avec des chaînes, des coulisseaux ou avec d'autres organes de positionnement.

2881519 3 De préférence le convoyeur de positionnement est évidé ou encore présente un espace réservé dans le domaine de l'appareil de pesage. De cette manière on assure que le récipient repose librement sur l'appareil de pesage sans être influencé par les organes de logement et que son poids exacte peut donc être constaté. Ceci peut être obtenu en réduisant les hélices de transport dans le domaine de pesage jusqu'au diamètre de l'arbre, ce qui produit entre elles une fente longitudinale, qui s'étend sur la plus grande partie du domaine de pesage et qui est plus large que les récipients. Par conséquent dans ce domaine les récipients peuvent être transportés par d'autres convoyeurs, qui ne sont pas influencés par les organes de logement et de positionnement, par exemple sur des courroies. On préférera qu'à l'arrivée dans le domaine de pesage soit prévu un convoyeur d'entrée à courroie indépendant de la courroie de pesage, mais qui se déplace à la même vitesse que celle-ci, sur lequel les récipients peuvent être ramenés à l'équilibre pour arriver sur la courroie de pesage sans oscillations et sans pivotements. Après le pesage une courroie de transfert peut éloigner de la courroie de pesage toutes les influences, qui pourraient se produire éventuellement pendant la prise en charge par les organes de logement du convoyeur de positionnement qui sont à nouveau actifs à ce moment (les écuelles de filet).

II est également possible d'obtenir un positionnement vertical libre et indépendant des récipients sur la courroie de pesage non pas en évidant les organes de logement sur toute la longueur de la courroie de pesage, mais en élargissant les organes de logement uniquement dans ce domaine, de manière que les récipients puissent tenir leur position droite de manière libre et indépendante. A cet effet on pourrait par exemple choisir la largeur du pas de vis et/ou la profondeur du pas dans le domaine de pesage de telle dimension que le récipient situé sur les convoyeurs dans le domaine de pesage ne touche plus le convoyeur de positionnement. A la vitesse de toute façon préférée du convoyeur à courroie dans le domaine de pesage, 2881519 4 qui est synchronisée avec la vitesse du convoyeur de positionnement dans les domaines limitrophes, il suffirait que dans le domaine d'arrivée le flanc de l'hélice poussant les récipients jusqu'à cet endroit soit dimensionné de telle manière qu'il s'attarde un peu et relâche ainsi le récipient. Ceci est valable également pour le fond de filet.

Si un domaine de pesage est intercalé de préférence non seulement derrière mais aussi devant la station de remplissage, la quantité exacte de remplissage peut être ajustée indépendamment des différences de poids entre les récipients vides. A cet effet il est également possible d'ajuster ou encore de commander séparément des organes de remplissage individuels disposés normalement l'un derrière l'autre en groupe et se déplaçant avec le voie de transport, pour compenser des variations du dosage volumétrique entre les organes individuels de remplissage d'une station de remplissage. Si on ne prévoit aucune variation de la tare dans le cadre de la précision exigée, comme il peut en être le cas pour des récipients produits par moulage par injection de matière plastique, il suffit de prévoir un domaine de pesage en aval pour le contrôle et la limitation du poids de remplissage. A cet effet il serait également possible de prévoir éventuellement une compensation ou un marquage pour une correction subséquente dans le cas d'un sous-dépassement du poids de remplissage prescrit résultant de difficultés pendant l'opération de remplissage.

Pour une forme d'exécution préférentielle de la présente invention on crée donc un dispositif de remplissage pour le remplissage de récipients avec des produits liquides, comprenant une station de remplissage et une voie de transport, qui amène les récipients à la station de remplissage avec des écarts précis prédéterminés. La voie de transport comprend deux hélices transporteuses contrarotatives. Dans la voie de transport sont placés respectivement un appareil de pesage en amont et en aval de la station de remplissage. Dans les domaines de pesage correspondants les hélices 2881519 5 transporteuses sont réduites de telle manière qu'elles relâchent les récipients. Ils:sont ensuite ramenés à l'équilibre sur un convoyeur d'entrée et ils sont amenés sur une courroie de pesage, où on vérifie leur poids. La longueur de la courroie de pesage est plus petite que l'écart réciproque des récipients ou encore des unités pesées conjointement.

Par la suite les récipients sont à nouveau ramenés dans les hélices transporteuses. A partir des valeurs de la tare et du poids brut, le moyen de commande calcule des valeurs de correction pour le remplissage.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortent non seulement des revendications, mais aussi de la description et des dessins annexés. Les différentes caractéristiques peuvent être mises en oeuvre individuellement ou conjointement, sous forme de sous-combinaisons, dans une forme de réalisation de l'invention et dans d'autres domaines, et peuvent constituer des exécutions avantageuses ainsi qu'aptes à la protection, pour lesquelles la protection est demandée. La subdivision de la demande en chapitres ainsi qu'en sous-chapitres ne limite pas les déclarations faites sous ceux-ci dans leur valeur générale.

Description abrégée des dessins

Ci-de suite est décrit et représenté par les dessins un exemple d'exécution de la présente invention. Dans les dessins la figure 1 montre de manière schématique la vue de côté d'un dispositif de remplissage avec deux domaines de pesage, 2881519 6 la figure 2 montre une vue de côté agrandie d'un domaine de pesage, les figure 3 et 4 montrent deux vues en perspective du domaine de pesage.

Description détaillée d'un exemple d'exécution

La figure 1 montre un dispositif de remplissage 11 pour des récipients 12, présentant un bâti de machine 13 et une voie de transport 14, qui transportent les récipients en position droite sur une voie essentiellement horizontale, à laquelle fait suite à l'entrée un dispositif d'alimentation non représenté pour les récipients, et à la sortie une station de fermeture qui n'est également pas montrée dans les dessins. L'élément principal du dispositif 11 est une station de remplissage 15, à laquelle la matière de charge ou le produit est amené par des conduits ou bien à partir d'un réservoir de stockage, et qui présente plusieurs, dans ce cas spécifique six organes de remplissage 16 en une rangée, l'un derrière l'autre. Ceux-ci sont alimentés respectivement par une unité de dosage, la substance de remplissage étant amenée en une quantité portionnée de manière volumétrique, par exemple au moyen d'une pompe de remplissage ou bien par des soupapes de remplissage commandées. Les organes de remplissage 16 se terminent dans des tuyaux de remplissage représentés, qui sont disposés l'un derrière l'autre avec un écart correspondant à l'écart des récipients sur la voie de transport dans le domaine de remplissage 17. Les organes de remplissage dans la station de remplissage peuvent être déplacés en un mouvement de va-et- vient parallèlement à la voie de transport 14 et à la direction de transport 18 des récipients (voir la flèche double 19) pour l'opération de remplissage de six récipient consécutifs pendant leur déplacement continu à travers le domaine de remplissage.

2881519 7 La voie de transport comprend une table mobile 20 en forme de bande, sur lequel les récipients 12 glissent sur leur fond ou bien qui peut être muni éventuellement aussi d'une courroie de transport (voir la figure 2). Des deux côtés de cette table mobile 20 est disposé respectivement une hélice transporteuse 21 d'un convoyeur de positionnement 22, celles-ci étant contrarotatives l'un par rapport à l'autre. Il s'agit de vis de mouvement très étendues à pas relativement grand et avec des pas de vis adaptés dans la forme de leur section transversale à une partie de la circonférence extérieure des récipients avec un ajout correspondant en tenant compte de l'écart entre ceux-ci. Dans le cas de flacons ronds le pas de vis présente par conséquent la forme d'un segment de cercle. Deux hélices transporteuses à action conjointe synchronisée contrarotative forment à leur intérieur des organes de logement 23 pour les récipients, qui poussent et guident les récipients en position bien déterminée et avec un écart réciproque en direction de transport 18 le long de la voie de transport 14. Par une modification du pas de vis il est possible de varier l'écart réciproque des récipients et par conséquent aussi la vitesse de transport. Les hélices transporteuses sont réalisées en matière plastique, de préférence en une matière plastique anti-électrostatique, qui ne produit aucun effet mécanique ou électrostatique sur les récipients et les courroies qui les transportent. A cet effet sont avantageuses des bonnes caractéristiques de glissement du matériau ou encore un couchage pour améliorer le glissement.

Dans la figure 1 on peut voir que dans la voie de transport 14 sont intégrés deux appareils de pesage 25, et plus précisément un avant et un après la station de remplissage 15. Ils occupent un domaine de pesage 26 de la voie de transport 14. Comme le montrent les figures de 2 à 4, le convoyeur de positionnement 22 est évidé ou encore sa circonférence est tellement réduite dans le domaine de pesage, que ses hélices transporteuses 21 ne forment plus qu'un arbre 27 s'étendant à droite et à gauche de la voie de 2881519 8 transport des récipients 12. Dans ce domaine le convoyeur de positionnement 22 ne forme pas d'organes de logement pour les récipients, qui ne sont donc plus actionnés par le convoyeur de positionnement 22.

La figure 2 montre que dans le domaine de pesage 26, à la hauteur de la table mobile 20, s'étendent des convoyeurs à courroie, et plus précisément en direction de transport 18 consécutivement un convoyeur d'admission 28, un convoyeur de pesage 29 et un convoyeur de transfert 30. Ces convoyeurs à courroie étroits s'étendent dans le domaine central étroit, qui constitue la trajectoire pour les récipients. Ils sont adaptés dans leur vitesse de manière qu'ils courent de façon essentiellement synchrone avec la vitesse du convoyeur de positionnement dans les domaines limitrophes aux domaine de pesage. Les moteurs des convoyeurs sont symbolisés par des symboles de rnoteur (M) dans la figure 1. On ce référera a ceci dans la suite.

Les convoyeurs à courroie 28, 30 sont réglables, mais fixés pour le reste au bâti de machine 13, tandis que le convoyeur de pesage 29 situé entre les deux, avec sa courroie de transport actionnée de manière à suivre à la même vitesse, est soutenu par une cellule de pesage 31, qui contient un système de pesage électronique connu dans sa structure, qui produit un signal de pesage qui correspond au poids de l'objet posé dessus sous une forme, qui peut être affichée et traité électroniquement. On aperçoit que le convoyeur d'admission 28 et le convoyeur de transfert 30 se superposent un peu dans le domaine efficace pour le transport du convoyeur de positionnement 22, pour obtenir un transfert des récipients.

Les figures 3 et 4 montrent des détails dans le domaine de pesage 26. On peut y apercevoir les écuelles de vis 32 des hélices transporteuses 21 ainsi que le convoyeur d'admission 28 et le convoyeur de pesage 29. Dans ce cas on ne prévoit pas de convoyeur de transfert 30.

Le dispositif représenté et décrit travaille d'après le procédé suivant.

Les récipients 12 sont placés dans les organes de logement 23 par un dispositif d'alimentation qui n'est pas représenté. Les organes de logement sont délimités respectivement par les flancs 33 des écuelles de vis 32 de deux hélices transporteuses 21 limitrophes. Ils transportent les récipients 12 en direction de transport 18 par un glissement respectif sur la table mobile et avec un écart prédéterminé. Quand ils atteignent le domaine de pesage 26, les récipients 12 sont poussés sur le brin supérieur du convoyeur d'admission 28 réalisé comme convoyeur à courroie et ils sont relâchés peu après par les organes de logement du convoyeur de positionnement, de manière que maintenant ils se déplacent en direction de transport 18 en positions droite sur le brin supérieur du convoyeur d'admission entre les arbres 27, mais sans les toucher. Dans ce domaine les récipients peuvent être éventuellement ramenés à l'équilibre dans le cas d'oscillations et de pivotements, de manière qu'ils se déplacent ensuite sur le brin supérieur de la courroie de convoyeur de pesage 29 essentiellement sans à-coups. Pour qu'un seul récipient 12 se trouve sur la courroie de pesage, celle-ci est plus courte que l'écart entre les récipients 12 dans ce domaine. De cette manière la cellule de pesage est chargée davantage par le poids du récipient 12 et elle peut être interrogée à un endroit spécifique pendant le passage du récipient sur le convoyeur de pesage pour en saisir le signal de pesage. Ceci peut être effectué selon un système connu, ce qui assure que le résultat ne soit influencé que par les charges statiques et non par les charges dynamiques. Quand le récipient quitte la courroie de pesage, il est d'abord pris en charge, d'après les figures de 1 à 3, par le convoyeur de transfert 30 et il est à nouveau déplacé vers le domaine actif du point de vue du transport du convoyeur de positionnement. A cet endroit s'ouvre, par une rotation correspondante 2881519 10 contrarotative des hélices de transport, un organe de logement qui se charge du récipient arrivé pour continuer le transport.

Pour la forme d'exécution d'après la figure 4 on prévoit aucun convoyeur de transfert à la suite de la courroie de pesage, mais les récipients sont directement pris en charge à nouveau par les hélices transporteuses après la courroie de pesage. Ceci est possible parce que les effets possibles de ce transfert sur la courroie de pesage, qui seraient autrement éliminées par le convoyeur de transfert 30, n'ont pas d'effets négatifs, si le signal de la cellule de pesage est saisi suffisamment tôt.

Les récipients se déplacent ensuite dans le domaine de remplissage 17, où six récipients consécutifs sont respectivement remplis par les organes de remplissage 16 pendant un seul passage à travers la station de remplissage 15. A cet effet la station de remplissage se déplace avec les récipients toujours en mouvement, à partir d'une position initiale sur une distance qui correspond au temps de remplissage. Pour le remplissage, les organes de remplissage sont éventuellement plongés dans les ouvertures de récipient et ensuite ils sont à nouveau sortis. Ensuite la station de remplissage 15 est ramenée à la position initiale et elle remplit le groupe suivant comprenant à nouveau six récipients.

Les récipients sont transportés ultérieurement sur la voie de transport 14 par le convoyeur de positionnement 22 et ils atteignent le domaine de pesage 25 suivant, qui se trouve donc en aval de la station de remplissage 15, mais en arnont de la station de fermeture. A cet endroit on mesure à nouveau le poids du récipient de la même manière qu'avant, mais à l'état rempli, donc le poids brut. Les récipients quittent ensuite le dispositif de remplissage 11 et ils sont fermés dans une station de fermeture qui n'est pas représentée par des couvercles filetés, des bouchons couronne, ou par des sertissages crimp.

2881519 11 La figure 1 montre schématiquement un moyen de commande 35, qui commande la quantité de remplissage de la station de remplissage 15 et éventuellement aussi de tous les organes de remplissage 16 individuels. Il reçoit des signaux des deux dispositifs de pesage 25, il déduit de la différence entre les poids bruts le poids de remplissage effectif (la masse de remplissage) et en fonction de ceci il commande les organes de remplissage. Puisque la mesure de la tare a lieu quelques récipients avant la station de remplissage et la mesure du poids brut a lieu quelques récipients ou encore quelques positions sur la voie de transport après la station de remplissage, la valeur correspondante peut être employée pour une correction générale si la condition est stable ou si les changements sont lents. Cependant il est également possible de contrôler la quantité de remplissage de chaque récipient en associant dans le dispositif de commande par une mémoire correspondante à la manière d'un registre à décalage les poids de tare et les poids bruts de chaque récipient individuel. Une correction immédiate du remplissage de ce récipient spécifique n'est plus possible, mais en appliquant éventuellement des procédés statistiques on peut en déduire des tendances précises et donc une correction optimale. Si on dépasse une limite inférieure de la quantité de remplissage, le récipient correspondant peut être ajusté ou bien marqué pour un réglage subséquent.

Chaque récipient qui passe à travers le dispositif peut être avantageusement analysé pour en détecter le poids. Il peut suffire cependant aussi, et pour des hautes fréquences de remplissage il peut être convenable de peser par exemple seulement un récipient sur deux. De toute façon ceci est possible sans éclusage au dehors et sans dérangement de l'opération de remplissage.

2881519 12 La figure 3 montre que les valeurs correspondantes, par exemple la tare et le poids brut, peuvent être affichés dans un écran de visualisation 36.

Claims (11)

13 REVENDICATIONS

1 Dispositif pour le remplissage de récipients, avec une voie de transport (14) sur laquelle les récipients (12) sont transportés dans une station de remplissage (15) présentant des organes de remplissage (16) et au-delà de celle-ci, caractérisé en ce que, dans la voie de transport (14) , est intégré au moins un domaine de pesage (26) avec un dispositif de pesage (25).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de pesage (25) est un convoyeur de pesage (29), de préférence une courroie de pesage, et qu'il est intégré de telle manière dans la voie de transport (14), que tous les récipients (12) transportés sur la voie de transport (14) y passent et peuvent être pesés.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la voie de transport (14) présente un convoyeur de positionnement (22) , présentant de préférence des hélices transporteuses (21), qui saisit les récipients dans des organes de logement (23).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le convoyeur de positionnement (22) est évidé dans le domaine du dispositif de pesage (25).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans le domaine de l'évidement du convoyeur de positionnement (22) sont prévus un convoyeur d'admission (28) en amont du dispositif de pesage (25) et éventuellement un convoyeur de transfert (30) en aval de celui-ci, qui sont réalisés de préférence en tant que convoyeurs à courroie, qu'ils saillent dans un domaine de transfert, 2881519 14 dans lequel se chevauchent le convoyeur de positionnement (22) et le domaine de pesage (26).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les vitesses de transport du convoyeur de positionnement (22) et des convoyeurs à courroie (28, 29, 30) sont synchronisées entre elles dans le domaine de pesage (26).

7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le convoyeur de positionnement (22) passe à travers le domaine de pesage (26), mais qu'à cet endroit les organes de logement (23) sont évidés.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que deux hélices transporteuses (21) parallèles, l'une à côté de l'autre, sont réduites respectivement à un arbre (27) continu dans le domaine de pesage (26), et entre lesquelles reste libre un domaine, qui est plus large que le diamètre des récipients (12) à l'endroit correspondant.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un domaine de pesage (26) est respectivement intercalé dans la direction de transport (18) avant et après la station de remplissage (15).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une commande de la quantité de remplissage (35), qui ajuste les quantités de remplissage des organes de remplissage (16) en fonction d'un poids de tare du ou des récipients (12) à remplir, mesuré dans un domaine de pesage (26) avant la station de remplissage (15) , et en fonction d'un poids brut du ou des récipients 2881519 15 (12) remplis, mesuré dans un domaine de pesage (26) derrière la station de remplissage (15).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la commande (35) est réalisée pour le réglage d'organes de remplissage (26) individuels disposés éventuellement en une rangée l'un derrière l'autre, en fonction des valeurs de poids de remplissage, qui ont été mesurées pour les récipients remplis justement par ces organes de remplissage.