FR2977249A1

FR2977249A1 - Installation de conditionnement comprenant des becs de remplissage equipes de conduits de mise en boucle du corps de bec

Info

Publication number: FR2977249A1
Application number: FR1155978A
Authority: FR
Inventors: Bertrand Gruson
Original assignee: Serac Group SAS
Current assignee: Serac Group SAS
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-04
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: BR112013030555A2; US20130000779A1; EP2726395A1; BR112013030555B1; US9561945B2; PL2726395T3; EP2726395B1; ES2538458T3; DK2726395T3; FR2977249B1; WO2013004524A1

Abstract

L'installation de conditionnement d'un produit dans des récipients comporte une série de postes de remplissage comprenant chacun un bec de remplissage (2) comportant un corps de bec ayant une extrémité supérieure reliée à un conduit d'alimentation (7) de becs de remplissage et une extrémité inférieure pourvue d'un orifice (8) équipé d'un clapet commandé, le bec de remplissage étant équipé d'un conduit de mise en boucle (10) débouchant dans le corps de bec (6) au-dessus du clapet (9) et adapté à être relié par un organe de liaison (11) à un conduit d'alimentation générale (12) entre une vanne d'arrêt (14) et une vanne d'isolation (15), une vanne de purge (17) étant raccordée au conduit d'alimentation générale (12) entre la vanne d'isolation (15) et l'organe de liaison (11).

Description

La présente invention concerne une installation de conditionnement d'un produit dans des récipients. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît des installations de conditionnement d'un produit, comportant une série de postes de remplissage comprenant chacun un bec de remplissage et un organe support pour supporter un récipient à l'aplomb du bec de remplissage, afin de remplir successivement des récipients avec une quantité prédéterminée de produit.

Dans ces installations, le bec de remplissage comporte un corps de bec ayant une extrémité supérieure reliée à un conduit d'alimentation et une extrémité inférieure pourvue d'un orifice équipé d'un clapet commandé.

Lors de la mise en route de l'installation pour le conditionnement d'un nouveau produit, il est tout d'abord nécessaire d'assurer un remplissage des corps de bec. Compte tenu de la structure des becs de remplissage, il est nécessaire pour cela d'alimenter les becs de remplissage en maintenant l'orifice inférieur ouvert jusqu'à ce jusqu'à une purge complète des conduits et des corps de bec de l'air qu'ils contenaient initialement, c'est-à-dire jusqu'à ce que du produit non chargé de bulles d'air s'écoule à travers cet orifice. Le produit s'écoulant à travers l'orifice inférieur est recueilli par un collecteur adjacent à cet orifice. Afin de s'assurer que des bulles d'air ne sont pas remontées dans le conduit d'alimentation du bec de remplissage, il est nécessaire de laisser le produit s'écouler pendant un temps relativement important pendant lequel l'installation n'est pas utilisée pour le conditionnement du produit dans des récipients. En outre, pour des raisons d'encombrement, le collecteur utilisé pour la récupération du produit pendant le remplissage initial des becs de remplissage est généralement utilisé également pour la récupération du produit de lavage et de rinçage des becs de remplissage de sorte qu'il n'est pas envisageable de réutiliser le produit qui s'écoule lors du remplissage initial du bec de remplissage. Ceci représente donc une perte, non seulement en termes de coût du produit non utilisé, mais également du coût additionnel de traitement des produits récupérés dans le collecteur. Par ailleurs, il existe actuellement une préoccupation écologique visant à limiter non seulement les pertes de produit mais également la consommation d'eau lors du lavage de l'installation. Or, les installations traditionnelles comportent généralement une cuve de remplissage qui est reliée au bec de remplissage pour permettre de réguler le débit de produit en jouant par exemple sur la pression d'air à la surface du produit. En outre, cette couche d'air empêche que les ouvertures et fermetures des clapets des becs n'entraînent des variations de pression ou de débit de produit en sortie de la cuve de remplissage. Le lavage de cette cuve de remplissage et des tubulures associées nécessite toutefois d'importantes quantités d'eau de sorte que la tendance est à la réduction de la taille des cuves remplissage.

Il existe ainsi des installations de conditionnement de produit dans lesquelles la conduite d'alimentation générale est reliée aux becs de remplissage par un organe de liaison ou diffuseur monté à la place de la cuve de remplissage.

L'évacuation totale de l'air des conduits d'alimentation, de l'organe de liaison et des becs de remplissage est effectuée lors d'une phase de préproduction au cours de laquelle les becs sont alimentés en produit, qui est déversé dans des récipients mis au rebut par la suite ou dans une gouttière de récupération du produit, jusqu'à complète disparition des bulles. Une quantité relativement importante de produit est gâchée. En outre, les produits servant au remplissage emprisonnent, lors de leur fabrication, de l'air, généralement sous forme de bulles, qu'il est nécessaire d'éliminer pour améliorer la précision et la répétabilité du remplissage, et empêcher des débordements des récipients. Une partie de cet air risque en outre de s'accumuler dans les parties hautes des conduits d'alimentation rendant une intervention de l'opérateur nécessaire en cours de production pour évacuer l'air accumulé en jouant sur une vanne d'évent. Une solution à ce problème a été de remplacer l'organe de liaison par une cuve de remplissage de volume réduit. En effet, dans les cuves de remplissage, les bulles remontent facilement à la surface du produit : les cuves de remplissage facilitent ainsi le dégazage ou débullage du produit et sont d'autant plus utiles que le produit est visqueux. Toutefois, se pose alors à nouveau le problème du lavage de la cuve. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer une installation de conditionnement fiable d'un produit dans des récipients, permettant de minimiser la quantité de produit perdu et la consommation d'eau de lavage lors des changements de produit. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose, selon l'invention, une installation de conditionnement d'un produit dans des récipients, l'installation comportant au moins un poste de remplissage comprenant un bec de remplissage et un organe support pour supporter un récipient à l'aplomb du bec de remplissage, le bec de remplissage comportant un corps de bec ayant une partie reliée à un conduit d'alimentation du bec de remplissage relié à un conduit d'alimentation générale pourvue d'une vanne d'isolement, et une extrémité inférieure pourvue d'un orifice équipé d'un clapet commandé. Le bec de remplissage est équipé d'un conduit de mise en boucle débouchant dans le corps de bec au-dessus du clapet et relié à un organe de liaison relié au conduit d'alimentation générale et à un conduit de purge principal pour raccorder sélectivement le bec à ces conduits. Un conduit de purge secondaire est relié, via une vanne de purge secondaire, au conduit d'alimentation générale en amont de la vanne d'isolement et au conduit de purge principal en amont d'une vanne de purge principale, et un tronçon supérieur du conduit de purge principal est orienté pour piéger des bulles d'air remontant du produit. Ainsi, lors du remplissage initial, le corps du bec de remplissage est alimenté par le conduit de mise en boucle, de sorte que le produit s'écoule dans le même sens que l'air emprisonné dans le bec de remplissage et il suffit d'envoyer dans les conduits une quantité de produit seulement très légèrement supérieure au volume des conduits et du corps du bec de remplissage pour que les conduits d'alimentation, le bec et l'organe de liaison soient purgés de l'air qu'ils contenaient initialement. Ce remplissage initial est donc très rapide et la quantité de produit rejeté est très faible. L'absence de cuve de remplissage et des tubulures associées permet de limiter l'eau de lavage et le circuit de purge assure une fonction de dégazage ou débullage permettant d'éliminer l'air des conduits d'alimentation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en relation avec les figures ci-jointes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique de l'installation selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale schématique selon un plan vertical d'un organe de liaison monté dans cette installation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, l'installation de remplissage illustrée comporte de façon connue en soi un carrousel rotatif comprenant un bâti rotatif 1 sur lequel sont montés des postes de remplissage comprenant chacun un bec de remplissage 2 et un organe support 4 pour supporter un récipient à l'aplomb du bec de remplissage, chaque organe support 4 étant associé à un organe de pesage 5 assurant la commande du bec de remplissage correspondant en relation avec une unité de commande non représentée. Chaque bec de remplissage 2 comporte un corps de bec 6 ayant une extrémité supérieure reliée à un conduit d'alimentation 7 de bec de remplissage et une extrémité inférieure pourvue d'un orifice 8 équipé d'un clapet commandé 9. Selon l'invention, chaque bec de remplissage 2 est en outre équipé d'un conduit de mise en boucle 10 ayant une extrémité fixée au corps de bec 6 et débouchant dans le corps de bec au-dessus du clapet 9, et une extrémité opposée reliée à un organe de liaison multivoie 11, ou diffuseur, dont la structure sera décrite ci- dessous en référence à la figure 2. L'organe de liaison multivoie 11 est relié d'une part à un conduit d'alimentation générale 12 lui-même relié à une cuve d'alimentation 3 via une pompe 13 montée au voisinage de ladite cuve d'alimentation. Une vanne d'isolement 16 est montée entre la pompe 13 et la cuve d'alimentation 3 pour isoler la cuve d'alimentation de la pompe 13. Le conduit d'alimentation générale 12 est équipé d'une vanne d'arrêt 14 et d'une vanne d'isolement 15 montée entre la vanne d'arrêt 14 et l'organe de liaison multivoie 11. Un conduit d'évacuation 17 des effluents est relié via une vanne 18 au conduit d'alimentation générale 12 entre la pompe 13 et la vanne d'arrêt 14. Un conduit d'eau de lavage 19 est relié via une vanne 20 au conduit d'alimentation générale 12 en amont de la pompe 13 et en aval de la vanne d'isolement 16 de la cuve d'alimentation 3 par rapport au conduit d'alimentation générale 12. Un conduit d'alimentation en air sous pression 21 est également relié au conduit d'alimentation générale 12 par l'intermédiaire d'une vanne 22 au conduit d'alimentation générale 12 en amont de la vanne d'isolement 15. L'installation comprend un circuit de purge généralement désigné en 23 comportant un conduit de purge principal 24 relié à l'organe de liaison multivoie 11 et équipé d'une vanne de purge 25 reliée au conduit de purge 24 par une liaison en T dont une branche opposée au raccordement au conduit de purge 24 est reliée à une extrémité d'un conduit de purge secondaire 26 dont l'extrémité opposée est reliée via une vanne de purge secondaire 27 en partie haute du conduit d'alimentation générale 12 en amont de la vanne d'isolement 15. Le conduit de purge secondaire 26 a une section de passage inférieure à la section de passage du conduit de purge principal 24. Le conduit de purge principal 24 comprend un tronçon supérieur 24.1 orienté pour piéger des bulles d'air remontant du produit. Ledit tronçon supérieur 24.1 est relié à l'organe de liaison 11 par un tronçon vertical 24.2. Le tronçon supérieur 24.1 est ici très légèrement incliné par rapport à l'horizontale vers le tronçon vertical 24.2, c'est-à-dire que l'extrémité du tronçon supérieur 24.1 reliée au conduit de purge secondaire 26 est au-dessus de l'extrémité du tronçon supérieur 24.1 reliée au tronçon vertical 24.2. Deux capteurs de présence de produit N2 et N3 sont montés sur le tronçon vertical 24.1 pour mesurer la présence dans le conduit de purge principal 24 d'une quantité de produit et la vanne de purge principale 25 est pilotée en fonction de cette quantité. Un capteur de présence de produit N1 est monté sur le conduit d'alimentation principale 12 au voisinage de l'organe de liaison 11. En référence à la figure 2, l'organe de liaison multivoie 11 comporte de façon connue en soi une première chambre 42 circulaire à laquelle sont raccordés les conduits d'alimentation 7 des becs de remplissage 2 des différents postes de remplissage selon une répartition régulière autour d'un axe de symétrie de l'organe de liaison multivoie 11. Egalement de façon connue en soi, la première chambre 42 est reliée par un premier conduit de liaison 43 au conduit d'alimentation générale 12 par l'intermédiaire d'un raccord tournant 44. Selon l'invention, l'organe de liaison comporte en outre une seconde chambre 45 concentrique à la première chambre 42 et s'étendant sous la première chambre en étant séparée de celle-ci par une cloison intermédiaire 46. Un second conduit 48 est fixé à la cloison intermédiaire 46 et s'étend coaxialement au premier conduit 43 à l'intérieur de celui-ci. L'extrémité inférieure du conduit 48 est fixée à la cloison intermédiaire 46 par des bras radiaux délimitant autour du conduit 48 une ouverture 49 à travers la cloison intermédiaire 46. L'extrémité supérieure du conduit 48 est reliée à l'intérieur du raccord tournant 44 pour assurer une liaison avec le conduit 31 de la voie d'accumulation. Les conduits de mise en boucle 10 des différents becs de remplissage débouchent dans la paroi inférieure de la seconde chambre 45. Un organe de distribution en forme de plateau circulaire 50 est monté dans la seconde chambre 45 concentriquement à celle-ci. La position de l'organe de distribution 50 dans la seconde chambre 45 est déterminée par une tige de commande 52 dont l'extrémité supérieure est reliée à un organe de commande 53 et dont l'extrémité inférieure est reliée à l'organe de distribution par des bras radiaux délimitant une ouverture 54 à travers l'organe de distribution en regard de l'extrémité inférieure du second conduit 48. La face supérieure de l'organe de distribution 50 comprend une surface annulaire 55 fermant l'ouverture 49 de façon étanche lorsque l'organe de distribution 50 est en position haute, appliqué contre la paroi intermédiaire 46. Au démarrage de l'installation, le circuit de l'installation est rempli d'air. Toutes les vannes sont fermées. Le plateau 50 est en position haute assurant une configuration de « mise en boucle » qui permet de faire de la remplisseuse un prolongement du conduit d'alimentation générale 12 et met en série : - le conduit d'alimentation générale 12, - le tube d'alimentation central 31 de l'organe de liaison 11, - la partie basse 45 de l'organe de liaison 11, - les conduits de mise en boucle 10, - les becs de dosage 2, - les conduits d'alimentation 7, - la partie haute 42 de l'organe de liaison 11, - le circuit de purge 23.

La configuration de « mise en boucle » est utilisée lors des phases de purge d'air en début de production ou lors des lavages. A partir de cette position, il est réalisé une purge de l'air contenu dans le circuit de l'installation. Les vannes d'isolement 16, 15, la vanne d'arrêt 14 et la vanne de purge principale 25 sont ouvertes et la pompe 13 est activée pour admettre du produit sous pression dans les conduits d'alimentation et purger ceux-ci de l'air, jusqu'à ce que le produit atteigne le capteur N3. De l'air s'est évacué par la vanne de purge principale 25 mais une partie de l'air est retenue dans le tronçon supérieur 24.1. Lorsque le produit atteint le capteur N3 à un niveau correspondant au volume total des corps 6 des becs de remplissage et des conduits d'alimentation 7 des becs de remplissage, la vanne d'arrêt 14 est refermée. En production, le plateau 50 est amené en position basse et la vanne d'arrêt 14 est ouverte.

La vanne de purge secondaire 27 est alors ouverte, ce qui a pour effet d'envoyer un petit débit de produit, fortement chargé en air (puisque prélevé dans une partie haute du conduit d'alimentation générale 12) dans le tronçon supérieur 24.1 du conduit de purge principal 24. Comme le tronçon supérieur 24.1 est pratiquement horizontal, et que le débit est faible, la couche de produit a une faible épaisseur favorisant la remontée des bulles en surface de sorte que le tronçon supérieur 24.1 joue le rôle de « débulleur » en créant une séparation entre ces bulles qui reste à la surface du produit et le produit qui est redescend vers l'organe de liaison 11. Le faible débit de produit dans le conduit de purge secondaire 26 par rapport au débit du conduit de purge principal 24 est obtenu en dimensionnant correctement la section des ces deux conduits. En variante, il est possible de jouer également sur la section de passage de la vanne de purge secondaire 27. Au fur et à mesure que les bulles s'accumulent dans le conduit de purge principal 24, le niveau de produit dans le tronçon vertical 24.1 du conduit de purge principal 24 descend progressivement. Lorsque celui-ci atteint le capteur N2, la vanne de purge principale 25 est pilotée pour s'ouvrir, ce qui permet d'évacuer progressivement l'excédent l'air contenu dans le conduit de purge principal 24. La vanne de purge principale 25 est pilotée pour se refermer lorsque le produit remonte jusqu'au capteur N3. Il n'y a donc pas de rejet de produit associé à ce processus de purge de l'air contenu dans le produit.

Cette configuration avec un conduit d'alimentation en série avec un conduit de purge contenant de l'air offre l'avantage d'améliorer significativement la précision de dosage, notamment dans le cas de la technologie pondérale. En effet, comme cela a été évoqué précédemment, la présence de l'air dans le conduit de purge principal 24, permet d'absorber les variations de pression liées à l'ouverture et à la fermeture des becs, ce qui permet d'avoir un débit de dosage relativement stable.

Pendant le conditionnement du produit dans les récipients, le débit dans les conduits d'alimentation 7 des becs de remplissage 2 peut être ajusté par le degré d'ouverture de la vanne d'isolation 15 d'une part et par la pression de l'air dans le tronçon supérieur 24.1 du conduit de purge principal 24. La variation du débit total dans les canalisations 7 des becs de remplissage est compensée par une variation du niveau de produit dans le tronçon vertical 24.2 du conduit de purge principal 24 de façon que le débit soit sensiblement constant dans chacun des conduits d'alimentation 7 des becs de remplissage 2. Lorsque l'on souhaite changer de produit, la vanne d'isolement 16 de la cuve d'alimentation 3 est fermée et un racleur connu en lui-même (couramment dénommé pig) est introduit dans le conduit d'alimentation générale. La vanne 20 du circuit de lavage 19 est ouverte pour que l'eau de lavage pousse le racleur qui pousse lui-même du produit de telle manière qu'un nombre de récipients correspondant sensiblement au volume de produit contenu dans le circuit de l'installation est rempli en utilisant les becs de remplissage de façon conventionnelle. La vanne de purge secondaire 27 est fermée avant que le racleur ne la dépasse et la vanne d'isolement 15 est fermée lorsque le racleur a atteint sa gare d'arrivée. L'organe de liaison 11 est ensuite piloté en position haute pour mettre en boucle le circuit. Le lavage est ensuite réalisé de manière traditionnelle en mettant un collecteur sous les becs 2 et sous la vanne de purge principale 25 pour récupérer l'eau de lavage. De l'air sous pression est envoyé dans le conduit d'alimentation générale 12 pour vider l'eau de lavage du circuit de l'installation et sécher celle-ci. Un rinçage et une purge de l'installation peuvent être effectués dans les mêmes conditions que le lavage. L'installation est alors prête pour conditionner un nouveau produit amené de façon connue en soi à partir d'une cuve d'alimentation reliée en parallèle à la vanne d'arrêt 14 par l'intermédiaire de vannes de séparation appropriées pour éviter une communication entre les cuves d'alimentation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que l'installation ait été décrite en relation avec un dosage pondéral avec support des récipients par le fond, l'invention s'applique également à des becs de remplissage associés à des supports des récipients par le col et/ou des dispositifs de dosage débimétriques. Bien que la mise en oeuvre d'une voie d'accumulation ait été décrite en relation avec l'organe de liaison multivoie selon l'invention qui permet d'alimenter simultanément une série de becs de remplissage, l'invention peut également être mise en oeuvre sur un bec de remplissage unique associé à un jeu de vannes simples associé à un réseau de conduits convenablement reliés entre eux. En variante, l'organe de distribution 50 peut comporter sur sa face inférieure des plots en saillie s'étendant en regard de chacun des conduits de mise en boucle 10 pour fermer ceux-ci lors des opérations de production. La vanne de purge principale peut être remplacée par deux vannes : une vanne de plus gros débit pour la purge du circuit hors production et une vanne de plus petit débit pour réguler la pression de l'air dans le tronçon supérieur lors de la production. En variante, le circuit de lavage peut être raccordé au conduit de purge en amont et à côté de la vanne de purge principale 25. Cette solution est toutefois plus consommatrice en eau de lavage.

Claims

REVENDICATIONS1. Installation de conditionnement d'un produit dans des récipients, l'installation comportant au moins un poste de remplissage comprenant un bec de remplissage (2) et un organe support (3) pour supporter un récipient à l'aplomb du bec de remplissage, le bec de remplissage comportant un corps de bec (6) ayant une partie reliée à un conduit d'alimentation (7) du bec de remplissage relié à un conduit d'alimentation générale (12) pourvue d'une vanne d'isolement, et une extrémité inférieure pourvue d'un orifice (8) équipé d'un clapet commandé (9), caractérisée en ce que le bec de remplissage (2) est équipé d'un conduit de mise en boucle (10) débouchant dans le corps de bec (6) au-dessus du clapet (9) et relié à un organe de liaison (11) relié au conduit d'alimentation générale (12) et à un conduit de purge principal (16) pour raccorder sélectivement le bec à ces conduits, en ce qu'un conduit de purge secondaire est relié, via une vanne de purge secondaire, au conduit d'alimentation générale en amont de la vanne d'isolement et au conduit de purge principal en amont d'une vanne de purge principale, et en ce qu'un tronçon supérieur du conduit de purge principal est orienté pour piéger des bulles d'air remontant du produit.
2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle l'organe de liaison est agencé pour avoir un premier état de liaison simultanée du conduit d'alimentation et du conduit de mise en boucle à la conduite d'alimentation générale et un deuxième état de liaison d'une part du conduit de mise en boucle au conduit de purge principal (16) et d'autre part du conduit d'alimentation au conduit général d'alimentation.
3. Installation selon la revendication 2, dans laquelle l'organe de liaison (11) est un organe multivoieayant une voie reliée au conduit d'alimentation (7) du bec de remplissage, une voie reliée au conduit de mise en boucle (10), une voie reliée au conduit d'alimentation générale (12), et un organe de distribution (50) agencé pour alimenter le conduit d'alimentation (7) du bec de remplissage et le conduit de mise en boucle (10) selon une liaison parallèle ou une liaison en boucle.
4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'organe de liaison multivoie (11) comporte un premier conduit (43) relié au conduit d'alimentation générale (12) et débouchant dans une première chambre (42) à laquelle est raccordé le conduit d'alimentation (7) du bec de remplissage, un second conduit (48) relié à l'organe d'accumulation (13) et débouchant dans une seconde chambre (45) séparée de la première chambre (42) par une cloison intermédiaire (46) comportant un orifice de communication (49) et à laquelle est raccordé le conduit de mise en boucle (10), et un organe de distribution (50) monté mobile dans la seconde chambre entre deux positions pour fermer soit le conduit de mise en boucle (10) soit l'orifice de communication (49), l'organe de distribution (50) étant percé d'une ouverture (54) en regard du second conduit (48).
5. Installation selon la revendication 1, comportant des moyens () pour mesurer la présence dans le conduit de purge d'une quantité de produit et en ce que la vanne de purge principale est pilotée en fonction de cette quantité.
6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs postes de remplissage ayant des conduits d'alimentation (7) de becs de remplissage et des conduits de mise en boucle (10) raccordés à un organe de liaison commun (11).
7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les conduits d'alimentation (7) debecs de remplissage et les conduits de mise en boucle (10) sont régulièrement répartis autour d'un axe de symétrie de l'organe de liaison.
8. Installation selon 1a revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit de lavage (19, 35, 37) raccordé au conduit d'alimentation générale (12).