FR2894853A1

FR2894853A1 - Dispositif de projection d'un liquide

Info

Publication number: FR2894853A1
Application number: FR0512778A
Authority: FR
Inventors: Patrick Decarne; Jean Jacques Serin
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-06-22
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: CN101336137A; FR2894853B1; JP5166279B2; EP1963023B1; EP1963023A1; WO2007080243A1; US7793864B2; CN101336137B; US20080277500A1; JP2009519126A

Abstract

Le dispositif comprend un conduit (12) d'écoulement du liquide, une buse (14) rotative montée en rotation sur une ouverture (20) de sortie de liquide du conduit d'écoulement (12), la buse (14) rotative étant percée d'au moins une ouverture (32, 33, 34) de projection de liquide, une paroi (48) de répartition du liquide, s'étendant transversalement dans le conduit d'écoulement (12) sur toute la section d'écoulement, la paroi (48) de répartition du liquide étant percée d'un conduit central (56) pour générer un jet central, et d'au moins un conduit tangentiel (60) pour générer au moins un jet tangentiel dans un axe d'entraînement, et une paroi (50) d'entraînement de la buse (14) s'étendant en vis-à-vis de la paroi (48) de répartition du liquide et percée d'au moins un conduit (64) de réception du ou de chaque jet tangentiel afin d'entraîner la buse en rotation.La paroi (50) d'entraînement est solidaire en rotation de la buse (14).

Description

1 La presente invention concerne un dispositif de projection d'un liquide.

Un tel dispositif est notamment utilise avec un liquide nettoyant afin de steriliser des enceintes, par exemple dans une machine de remplissage de bouteilles.

On connait dans I'etat de la technique, un dispositif de projection d'un liquide du type comprenant : - un conduit d'ecoulement du liquide, delimitant une ouverture d'entree de liquide et une ouverture de sortie de liquide, - une buse rotative montee en rotation autour d'un axe de rotation sur ('ouverture de sortie de liquide du conduit d'ecoulement, la buse rotative etant percee d'au moins une ouverture de projection de liquide orientee selon un axe de projection faisant un angle non nul avec ('axe de rotation, - une paroi de repartition du liquide, s'etendant transversalement dans le conduit sur toute la section d'ecoulement de maniere a recueillir ('ensemble du liquide entrant dans le conduit d'ecoulement, la paroi de repartition du liquide etant percee : - d'un conduit central pour generer un jet central dans ('axe de rota-tion, et -d'au moins un conduit tangentiel pour generer au moins un jet tangentiel dans un axe d'entrainement ne coupant pas ('axe de rotation, et - une paroi d'entraInement de la buse s'etendant en vis-a-vis de la paroi de repartition du liquide et percee d'au moins un conduit de reception du ou de chaque jet tangentiel afin d'entrainer la buse en rotation. Dans I'etat de la technique, le conduit d'ecoulement est un cylindre dont la direction centrale est ('axe de rotation. La paroi de repartition du liquide est un disque solidaire, en fonctionnement du dispositif, du conduit d'ecoulement. Deux conduits tangentiels sont menages dans ce disque symetriquement par rapport a ('axe de rotation. La paroi d'entrainement est un disque monte en rotation autour de ('axe de rotation, avec un jeu radial permettant un deplacement lateral par rapport a cet axe. Les conduits de reception sont regroupes d'un meme cote du disque, c'est-a-dire qu'ils sont repartis sur un arc d'angle inferieur a 180 . En fonctionnement du dispositif, les conduits de reception recoivent alternativement les jets tangentiels generes par chacun des deux conduits tangen- tiels. Grace au jeu lateral, Iorsque les conduits de reception passent devant un conduit tangentiel, le disque d'entrainement est deplace lateralement du cote de ce conduit tangentiel. La buse comporte un doigt d'entrainement peripherique solidaire de la buse et s'etendant parallelement a I'axe de rotation jusqu'a la peripherie du disque d'entrainement. Lorsque le disque d'entrainement se deplace lateralement du cote oia se trouve le doigt, iI entre en contact avec ce dernier et entralne brievement la buse en rotation. Un probleme de I'etat de la technique est donc que la buse tourne de maniere saccadee. En outre, lorsque le doigt d'entrainement n'est pas au contact de la buse, I'energie apportee par le liquide dans les jets tangentiels est perdue. L'invention a pour but de remedier a ces problemes en proposant un dispositif de projection d'un liquide du type precite, caracterise en ce que la paroi d'entrainement est solidaire en rotation de la buse.

Un dispositif selon I'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caracteristiques suivantes : - Ia paroi d'entrainement est rigidement reliee a la buse ; - it comprend au moins une clavette de blocage en rotation s'etendant parallelement a I'axe de rotation, a distance de ce dernier, la clavette etant enga- gee, a une extremite, dans un premier evidement de blocage menage a cet effet dans la buse et, a une autre extremite, dans un second evidement de blocage menage a cet effet dans la paroi d'entrainement ; - Ia paroi d'entrainement est percee d'une pluralite de conduits de reception orientes parallelement a I'axe de rotation et uniformement repartis en 25 cercle autour de cet axe ; - Ia paroi de repartition du liquide est percee d'une pluralite de conduits tangentiels uniformement repartis en cercle autour de I'axe de rotation et debouchant en face des conduits de reception ; - chaque conduit tangentiel delimite une section de sortie de liquide 30 dont la dimension circonferentielle autour de I'axe de rotation est superieure a la distance circonferentielle autour de I'axe de rotation separant deux conduits de reception successifs ; - deux nervures circulaires sont menagees sur la paroi d'entrainement, en direction de la paroi de repartition du liquide, les conduits de reception et stant prsvus entre les nervures ; - la parite du nombre de conduits tangentiels est differente de la parite 5 du nombre de conduits de reception ; et - it est prsvu quatre conduits tangentiels et neuf conduits de reception. L'invention sera mieux comprise a Ia lecture de la description qui va suivre, donnee uniquement a titre d'exemple et faite en se referant aux dessins annexes, sur lesquels : 10 -la figure 1 est une vue en coupe longitudinale, le long d'un axe de rotation, d'un dispositif de projection d'un liquide selon I'invention ; -la figure 2 est une vue en coupe similaire a celle de la figure 1 de la paroi de repartition du liquide du dispositif ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale de la paroi de reparti-15 tion, suivant la ligne 33 de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale, decalee de I'axe de rotation, de la paroi de repartition, suivant la ligne 4-4 de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de la paroi d'entrainement d'une buse rotative ; 20 - les figures 6 et 7 sont des vues de dessus et de dessous de la paroi d'entrainement, suivant respectivement la direction 6 et la ligne 7-7 ; et - la figure 8 est une vue de dessus de la superposition de la paroi de repartition et de la paroi d'entrainement. Le dispositif de projection represents sur la figure 1 est designe par la 25 reference generate 10. II comprend un conduit d'ecoulement 12 du liquide, une buse 14 rotative autour d'un axe de rotation X-X, et des moyens 16 d'entrainement de la buse 14 par rapport au conduit d'ecoulement 12. Le conduit d'ecoulement 12 comporte un corps 18 cylindrique creux, 30 d'axe X-X. Le corps 18 est ferme a une extremite par une paroi 18A transversale. La paroi 18A est percee d'une ouverture 20, circulaire, de sortie de liquide, centree sur I'axe de rotation X-X. 4 Un premier epaulement 25, circulaire, est menage sur la surface interieure du corps 18, par alesage interne de I'extremite 26 du corps 18 opposee a la paroi 18A. Le conduit d'ecoulement 12 comporte egalement un capuchon 22 fer- mant cette extremite 26 opposee. Le capuchon 22 comprend une paroi cylindrique 22A et une paroi 22B formant le fond du capuchon. Une ouverture 24 circulaire d'entree de liquide, centree sur I'axe de rotation X-X, est menagee dans la paroi 22B. La paroi cylindrique 22A du capuchon 22 est plus epaisse que la paroi 10 laterale du corps 18 et depasse vers I'interieur, constituant un second epaulement 28 en vis-a-vis du premier epaulement 25. La buse 14 rotative comprend un tube 27 traversant ('ouverture 20 de sortie de liquide et une boule 29 de projection de liquide emboitee sur une extremite du tube 27 depassant a I'exterieur du conduit d'ecoulement 12. La boule 29 15 et le tube 27 sont maintenus solidaires I'un de I'autre par une epingle (non representee) les traversant par un percage transversal 30. La boule 29 de projection est percee de quatre ouvertures 31, 32, 33, 34 de projection de liquide. Une 31 des ouvertures de projection, dite ouverture centrale de projection, est orientee selon I'axe de rotation X-X, tandis que les 20 trois autres ouvertures 32, 33, 34, dites ouvertures obliques de projection sont orientees selon un axe de projection respectif X2-X2, X3-X3 faisant un angle non nul avec I'axe de rotation X-X. Dans I'exemple illustre, les axes de projection font respectivement un angle de 45 , 90 et 135 avec ('axe de rotation X-X. Une tete 31A, 32A, 33A, 34A de projection est enfichee dans chaque 25 ouverture 31, 32, 33, 34 de projection. Chaque tete est creuse et alesee de maniere appropriee pour generer un type de projection desire de liquide. Dans I'exemple illustre, it s'agit d'une projection conique de liquide. L'ouverture 31 centrale de projection et ('ouverture 33 de projection a 90 sont dans le plan de coupe de la figure 1. Les deux autres ouvertures 32, 34 sont respectivement de- 30 calees vers I'avant et vers I'arriere de ce plan de coupe. Pour la clarte de ('illustration, les testes 32A, 34A montees sur ces ouvertures ont ete rapportees dans le plan de coupe en trait plein. Lune 34 des ouvertures est orientee de maniere que la projection de liquide par la tete 34A correspondante atteigne le conduit d'ecoulement 12, afin de pouvoir le nettoyer.

Le tube 27 delimite un conduit principal 38 selon ('axe de rotation X-X pour guider le liquide depuis le corps 18 vers la boule 29 de projection, par I'ouverture 20 de sortie. Une bague 40 en matiere plastique est intercalee entre la paroi 18A transversale et le tube 27, dans I'ouverture 20, afin de limiter les frottements entre ces deux elements. L'extremite du tube 27 situee a I'interieur du conduit d'ecoulement 12 s'elargit en formant un decrochement annulaire 42 destine a reposer sur la bague 40, par I'intermediaire d'un anneau 43 en matiere plastique enfile sur le tube 27. Cette extremite interieure est par ailleurs percee de part en part par un conduit 44, diametral, perpendiculaire a ('axe de rotation X-X et qui traverse le conduit principal 38. Par ailleurs, trois evidements 46 cylindriques de blocage de clavette sont menages sur la tranche de cette extremite inferieure. Cet aspect du dispositif 10 sera explique plus loin.

Les moyens 16 d'entrainement de la buse comprennent une paroi 48 de repartition du liquide introduit par I'ouverture 24 d'entree, et une paroi 50 d'entrainement de la buse 14. Une bague 51 de retenue de la paroi 48 de repartition, est plaquee contre le corps 18 et repose sur le second epaulement 28 du capuchon 22. Cette bague de retenue forme un nouvel epaulement 51A en vis-a-vis de ('epaulement 25. La paroi 48 de repartition, representee seule sur les figures 2 a 4, comprend tout d'abord un disque 52 circonscrit entre les epaulements 25 et 51A et destine a s'appuyer, en fonctionnement, sur le premier epaulement 25 du corps 18. Le disque 52 est perce de part en part en son centre, le long de ('axe de rotation X-X. Une cheminee 54 creuse s'eleve autour de ce percage le long de ('axe de rotation X-X. La cheminee 54 penetre dans le conduit principal 38. Ainsi, le disque 52 et la cheminee 54 delimitent un conduit central 56 destine a generer, dans le conduit principal 38, un jet dans ('axe de rotation X-X.

La paroi 48 de repartition comporte par ailleurs un orifice calibre 58 visse dans le conduit central 56 et faisant face a I'ouverture 24 d'entree de Iiquide. Le diametre interieur de cet orifice permet de definir precisement une section d'entree de fluide dans le conduit central 56. 6 En reference aux figures 3 et 4, le disque 52 est par ailleurs perce de quatre conduits tangentiels 60, debouchant a distance de I'axe de rotation X-X. Les conduits tangentiels 60 sont rectilignes le long d'un axe respectif, dit axe d'entrainement Xe-Xe. Chaque conduit tangentiel 60 s'etend d'une face 61 d'entree tronconique de la paroi 48 a une face 63 de sortie, plane, de celle-ci. L'axe d'entrainement Xe-Xe de chaque conduit tangentiel est contenu dans un plan Pe parallele a ('axe de rotation X-X, situe a une meme distance d de cet axe X-X. L'axe d'entrainement Xe-Xe fait un angle sic non nul, d'environ 135 , avec la projection de ('axe de rotation X-X dans le plan (figure 4).

Les conduits tangentiels 60 sont uniformement repartis autour de I'axe de rotation X-X, c'est-a-dire que chaque conduit tangentiel 60 correspond au conduit tangentiel precedent, deplace en rotation d'un angle constant. Cet angle est egal a 90 dans I'exemple illustre. Chaque conduit tangentiel 60 est donc apte a generer, a partir du li- guide introduit par I'ouverture 24 d'entree, un jet tangentiel dans ('axe d'entrainement correspondant. Chaque conduit tangentiel 60 delimite une section de sortie du liquide dont le centre se situe a distance de ('axe de rotation. Dans I'exemple illustre, le centre se situe au point du plan Pe le plus proche de ('axe de rotation X-X, c'est- a-dire a la distance d de cet axe X-X. Par ailleurs, chaque conduit tangentiel 60 delimite une section d'entree du liquide. Le rapport entre les sections d'entree des conduits tangentiels et la section d'entree de ('orifice calibre 58 est choisi de maniere que, en fonction du debit de liquide prevu a travers I'ouverture 24, les jets tangentiels generes entrai- nent la buse 14 a une vitesse de rotation predefinie, constante, de I'ordre de quelques tours par minute. En reference aux figures 1 et 5, la paroi 50 d'entrainement a la forme d'un disque s'etendant en vis-a-vis de la face 63 de sortie, plane, du disque 52 de la paroi 48 de repartition, entre ce disque 52 et la buse 14.

A cet effet, la paroi 50 d'entrainement est percee sur son epaisseur le long de I'axe de rotation X-X, d'un conduit 62 de passage et de guidage de la cheminee 54. La paroi 50 d'entrainement est ainsi montee en rotation autour de la cheminee 54. Le diametre de ce disque est legerement inferieur au diametre interieur du corps 18, afin de permettre sa rotation dans ce dernier.

La paroi 50 d'entrainement est par ailleurs percee sur son epaisseur d'une pluralite de conduits 64 de reception des jets tangentiels. Dans I'exemple illustre, le nombre de conduits 64 est de neuf. Les conduits 64 de reception sont rectilignes et orientes parallelement a I'axe de rota- tion X-X. Its sont repartis circulairement autour de I'axe de rotation X-X, de maniere uniforme. Leur centre se trouve sensiblement a Ia distance d de I'axe de rotation X-X, correspondant a la distance d separant le centre de la sortie de chaque conduit tangentiel de ce meme axe de rotation X-X. Trois evidements 66 cylindriques sont par ailleurs menages le long de I'axe X dans la paroi 50 d'entrainement, chaque evidement 66 debouchant face au tube 27, de maniere a pouvoir s'aligner avec un des evidements 46 de la buse 14. En reference a la figure 1, le dispositif 10 comprend trois clavettes 68 de blocage en rotation s'etendant parallelement a I'axe de rotation X-X, a dis- tance de ce dernier. Sur la figure 1, seulement une clavette 68 est visible. Chaque clavette 68 est engagee, a une extremite, dans un des evidements 46 de blocage menages a cet effet dans la buse 14 et, a une autre extremite, dans un des evidements 66 de blocage, complementaires, leur faisant face dans la paroi 50 d'entrainement.

En variante, la paroi 50 est rigidement reliee a Ia buse 14, par exemple en engageant a force les clavettes 68. En reference aux figures 5 et 7, des premiere et seconde nervures 70, 72 circulaires sont menagees sur la paroi 50 d'entrainement, en direction de la paroi 48 de repartition. Les conduits de reception sont disposes entre les nervu- res 70 et 72. Ainsi, la premiere nervure 70 s'etend a la peripherie de la paroi 50 d'entrainement, a I'exterieur des conduits 64 de reception. La seconde nervure 72 s'etend entre le conduit 62 de passage et de guidage de la cheminee 54 et les conduits 64 de reception. En reference a la figure 8, it est indique que la section de sortie de Ii- guide de chaque conduit tangentiel 60 possede une dimension circonferentielle L autour de I'axe de rotation X-X, c'est-a-dire tangentielle au cercle geometrique de rayon d et centre sur I'axe de rotation X-X, superieure a Ia distance I separant deux conduits de reception successifs autour de I'axe de rotation X-X. Ainsi, un 8 jet tangentiel est toujours recu, au moins en partie, par un conduit 64 de reception. Le fonctionnement du dispositif 10 de projection de liquide va a pre-sent titre decrit.

Lorsqu'aucun liquide n'est introduit par I'ouverture 24, la buse 14, la paroi 48 de repartition et la paroi 50 d'entrainement sont libres de se deplacer legerement le long de ('axe X. Notamment, la paroi 48 est capable de se deplacer axialement entre I'epaulement 25 et la bague 51 de retenue. Du liquide de nettoyage est introduit par I'ouverture 24 d'entree. Ce Ii-quide pousse la paroi 48 de repartition contre I'epaulement 25. Les entrees des conduits tangentiels 60 sont ainsi liberties, c'est-a-dire qu'elles ne sont plus recouvertes par la bague 51. Le frottement entre I'epaulement 25 et la paroi 48 de repartition empeche la rotation de cette paroi 48 autour de ('axe de rotation X-X. Par la suite, le liquide introduit traverse la paroi 48 de repartition par le conduit central 56 et par les conduits tangentiels 60. II se cree donc, d'une part, un jet central dans ('axe de rotation X-X et quatre jets tangentiels debouchant de chaque conduit tangentiel 60 selon ('axe d'entrainement correspondant. Le jet central est envoye directement dans le conduit principal 38 de la buse 14. Les jets tangentiels sont diriges vers I'espace separant les deux nervu- res circulaires de la paroi 50 d'entrainement. Ainsi, ces jets sont canalises sur les conduits 64 de reception et le risque que du liquide passe a Ia peripherie de la paroi 50 d'entrainement entre cette paroi 50 et le corps 18 est faible. Le passage des jets tangentiels dans les conduits 64 de reception provoque la rotation de la paroi 50 d'entrainement autour de ('axe de rotation X-X, cette derniere entrainant a son tour la buse 14 grace aux clavettes 68. Apres avoir traverse la paroi 50 d'entrainement, le liquide, projete sous forme de jets tangentiels, arrive dans le corps 18 du conduit d'ecoulement 12, avant de rejoindre le jet central dans le conduit principal 38 en passant par le conduit 44 diametral.

Le liquide nettoyant est ainsi amene dans son integralite par le conduit principal 38 dans la boule 29, a partir de laquelle ii va titre projete a I'exterieur par I'intermediaire des tetes 31A, 32A, 33A et 34A de projection. Grace a ('invention, la perte de charge engendree par I'entrainement en rotation de la buse est faible, de sorte que la pression de projection est proche de la pression d'alimentation contrairement a ce qui survient dans les buses de fart anterieur cm) la pression d'alimentation sert essentiellement a faire tourner la buse. Puisque I'energie des jets tangentiels est utilisee soit pour faire tourner la buse 14, soit pour creer la pression de projection, it n'y a pas de perte d'energie.

Par ailleurs, contrairement aux buses connues oia la vitesse de rotation est fonction de la pression d'alimentation, la vitesse de rotation de la buse de I'invention peut titre reglee de fawn a ce qu'elle tourne de maniere reguliere autour de I'axe de rotation X-X ; ceci se realise en reglant la section d'entree de I'orifice calibre 58.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de projection d'un liquide du type comprenant : - un conduit d'ecoulement (12) du liquide, delimitant une ouverture (24) d'entree de liquide et une ouverture (20) de sortie de liquide, - une buse (14) rotative montee en rotation autour d'un axe de rotation (X-X) sur I'ouverture (20) de sortie de liquide du conduit d'ecoulement (12), la buse (14) rotative etant percee d'au moins une ouverture (32, 33, 34) de projection de liquide orientee selon un axe de projection (XI-XI, X2-X2, X3-X3) faisant un angle non nul avec I'axe de rotation (X-X), - une paroi (48) de repartition du liquide, s'etendant transversalement dans le conduit d'ecoulement (12) sur toute la section d'ecoulement de maniere a recueillir I'ensemble du liquide entrant dans le conduit d'ecoulement (12), Ia paroi (48) de repartition du liquide etant percee : - d'un conduit central (56) pour generer un jet central dans I'axe de rotation (X-X), et - d'au moins un conduit tangentiel (60) pour generer au moins un jet tangentiel dans un axe d'entrainement ne coupant pas I'axe de rotation (X-X), et - une paroi (50) d'entrainement de la buse (14) s'etendant en vis-a-vis de la paroi (48) de repartition du liquide et percee d'au moins un conduit (64) de reception du ou de chaque jet tangentiel afin d'entrainer la buse en rotation, caracterise en ce que la paroi (50) d'entrafnement est solidaire en rotation de la buse (14).

2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que la paroi (50) d'entrainement est rigidement reliee a Ia buse (14).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce qu'il comprend au moins une clavette (68) de blocage en rotation s'etendant parallelement a I'axe de rotation (X-X), a distance de ce dernier, la clavette (68) etant engagee, a une extremite, dans un premier evidement (46) de blocage menage a cet effet dans la buse (14) et, a une autre extremite, dans un second evidement (66) de blocage menage a cet effet dans la paroi (50) d'entrainement.

4. Dispositif selon rune quelconque des revendications 1 a 3, caracterise en ce que la paroi (50) d'entrainement est percee d'une pluralite de conduits (64) de reception orientes parallelement a I'axe de rotation (X-X) et uniformement repartis en cercie autour de cet axe.

5. Dispositif selon rune quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce que la paroi de repartition du liquide est percee d'une pluralite de conduits tangentiels (60) uniformement repartis en cercle autour de I'axe de rotation et debouchant en face des conduits (64) de reception.

6. Dispositif selon les revendications 4 et 5 prises ensemble, caracterise en ce que chaque conduit tangentiel (60) delimite une section de sortie de liquide dont la dimension circonferentielle autour de I'axe de rotation (X-X) est superieure a la distance circonferentielle autour de I'axe de rotation (X-X) separant deux conduits (64) de reception successifs.

7. Dispositif selon la revendication 4 et rune des revendications 5 ou 6, caracterise en ce que deux nervures (70, 72) circulaires sont menagees sur la paroi (50) d'entrainement, en direction de la paroi (48) de repartition du liquide, les conduits (64) de reception et etant prevus entre les nervures (70, 72).

8. Dispositif selon rune quelconque des revendications 1 a 7, caracte-rise en ce que la parite du nombre de conduits tangentiels (60) est differente de Ia parite du nombre de conduits (64) de reception.

9. Dispositif selon la revendication 8, caracterise en ce qu'il est prevu quatre conduits tangentiels (60) et neuf conduits (64) de reception.