FR3007015A1 - Bec de remplissage multi-jet a event integre - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un bec de remplissage de récipients avec un liquide, comprenant un corps délimitant un conduit d'amenée de liquide et ayant une partie terminale inférieure dans laquelle s'étendent, d'une part, plusieurs canaux de distribution en communication avec le conduit d'amenée et, d'autre part, un canal d'échappement en communication avec un évent du bec de remplissage, les canaux de distribution ayant une section de passage inférieure à une section de passage du conduit d'amenée.

Description

La présente invention concerne un bec de remplissage destiné par exemple à être monté dans une installation de remplissage de récipients. L'invention est plus particulièrement destinée au remplissage à niveau constant de récipients avec un liquide plat ou gazeux. Pour le remplissage à niveau constant de récipients avec un liquide plat, on connaît des becs de remplissage comportant : une partie de liaison annulaire configurée pour réaliser un appui étanche avec un col de récipient 10 et délimiter une zone de distribution ; un conduit d'amenée qui est relié à une source d'alimentation en liquide sous une pression de distribution par l'intermédiaire d'un clapet de distribution et qui débouche dans la zone de distribution ; un évent 15 d'échappement débouchant, d'une part, dans la zone de distribution et, d'autre part, à l'extérieur via un orifice de mise à l'air libre ; et un clapet de verrouillage d'échappement commandé par un niveau de liquide dans l'évent d'échappement, interposé dans 20 l'évent d'échappement entre la zone de distribution et l'orifice de mise à l'air libre. Lors du remplissage d'un récipient, l'air contenu dans le récipient est chassé par le liquide introduit dans le récipient et s'échappe par l'orifice de mise à l'air libre. Lorsque le liquide 25 atteint l'extrémité inférieure de l'évent d'échappement, le liquide monte dans l'évent d'échappement et provoque la fermeture du clapet de verrouillage d'échappement. Le clapet de distribution est ensuite fermé et le récipient est séparé de la partie de liaison annulaire de sorte que 30 le liquide contenu dans l'évent d'échappement retombe dans le récipient. Ces becs de remplissage ne peuvent pas être utilisés pour le conditionnement de liquides gazeux, c'est-à-dire de liquides contenant un gaz dissous dans le liquide, en raison du dégazage qui se produit lors de l'introduction du liquide dans le récipient. Il est connu du document FR-A-2 980 185 un bec de remplissage ayant une structure simple permettant de remplir des récipients par un liquide plat ou gazeux. Ce bec de remplissage comporte un canal d'évacuation entouré par un canal d'échappement d'air. Pour éviter une émulsion ou une formation de mousse dans les becs de remplissage, il est connu d'y monter une grille. Toutefois, il arrive que cette grille soit obstruée et son nettoyage est délicat du fait de la difficulté d'accéder à la grille. Un but de la présente invention est de proposer un bec de remplissage ayant une structure adaptée pour assurer le remplissage de récipients avec un liquide plat ou gazeux en évitant l'émulsion du liquide distribué. A cet effet, bec de remplissage comprenant un corps on prévoit, selon de récipients avec un liquide, l'invention, un délimitant un conduit d'amenée de liquide et ayant une partie terminale inférieure dans laquelle s'étendent, d'une part, plusieurs canaux de distribution en communication avec le conduit d'amenée et, d'autre part, un canal d'échappement en communication avec un évent du bec de remplissage, les canaux de distribution ayant une section de passage inférieure à une section de passage du conduit d'amenée. Ainsi, le flux de liquide circulant dans le conduit d'amenée est divisé pour pénétrer dans les canaux de distribution pour former une pluralité de jets à la sortie du bec de remplissage. On s'est aperçu qu'un tel agencement permettait de limiter l'émulsion du liquide. En outre, le canal d'échappement est intégré dans la portion d'extrémité inférieure, ce qui simplifie la structure et la réalisation du bec.
Avantageusement, un clapet d'échappement est monté dans le canal d'échappement pour être mobile par rapport à un siège entre une position basse dans laquelle le clapet est décollé du siège pour ouvrir le canal d'échappement et une position haute dans laquelle le clapet d'échappement est en appui contre le siège pour fermer le canal d'échappement. La mise en place du clapet d'échappement directement dans le canal d'échappement s'étendant dans la portion d'extrémité inférieure du bec permet de limiter la quantité de liquide remontant dans le circuit d'échappement avant la fermeture du clapet d'échappement. De préférence, le bec comprend un clapet primaire de distribution monté mobile dans le conduit d'amenée en regard d'un siège pour commander la distribution de liquide et un clapet secondaire de distribution monté en regard d'une paroi transversale interne du corps pour être mobile entre une première position dans laquelle le clapet secondaire est en appui contre la paroi transversale interne et une deuxième position dans laquelle le clapet secondaire est décollé de la paroi transversale interne, les canaux de distribution débouchant sur la paroi transversale interne de telle manière que le clapet secondaire en position de fermeture obture les canaux de distribution, le bec comportant des moyens de commande du clapet secondaire en synchronisme avec le clapet primaire. Le clapet secondaire empêche la vidange des canaux de distribution et évite le gaspillage de liquide distribué.
Selon une caractéristique particulière, la partie terminale inférieure est fixée sous une partie principale du corps par l'intermédiaire de moyens de fixation amovible et, avantageusement, la partie terminale inférieure est pourvue d'une collerette supérieure en saillie externe qui est retenue entre une surface inférieure de la partie principale du corps et un étrier engagé autour de la partie terminale inférieure et fixé à la partie principale du corps. Il est de la sorte aisé de remplacer la partie terminale inférieure du corps par exemple en fonction du diamètre intérieur du goulot du récipient pour utiliser une partie terminale inférieure ayant un diamètre externe le plus grand possible de manière à avoir une section maximale pour l'écoulement du liquide.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un carrousel de remplissage équipé de becs de remplissage selon l'invention, - la figure 2 est une vue partielle, en coupe longitudinale, d'un bec de remplissage conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue de détail de la partie terminale du corps de ce bec de remplissage, en coupe longitudinale ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'un bec de remplissage conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. En référence à la figure 1, le carrousel de remplissage selon l'invention comprend de façon connue en soi un collecteur d'alimentation annulaire, généralement désigné en 1, alimenté en liquide sous pression par des conduits radiaux 2 ayant une extrémité reliée au collecteur d'alimentation 1 et une extrémité opposée reliée à un joint tournant 3 assurant une liaison avec une source d'alimentation en liquide sous pression symbolisée par une pompe 4 associée à une cuve de stockage symbolisée en 5. Le collecteur 1 est formé par une rainure annulaire réalisée dans un plateau 6 et fermée par un couvercle annulaire 7 fixé au plateau 6. L'étanchéité entre le plateau 6 et le couvercle 7 est assurée par des joints toriques. Cet agencement est connu en lui-même et ne sera pas plus détaillé ici. Des becs de remplissage généralement désignés en 10 sont suspendus sous le plateau 6. Les becs de remplissage 10 sont ici identiques les uns aux autres. Un des becs de remplissage 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en référence également aux figures 2 et 3. Les becs de remplissage selon ce premier mode de réalisation sont adaptés au remplissage de récipients par un liquide non gazeux. Chaque bec de remplissage 10 comporte un corps, généralement désigné en 11, ayant une partie supérieure 11.1, une partie centrale 11.2 et une partie terminale inférieure 11.3. La partie supérieure 11.1 est formée d'un tube qui a une extrémité supérieure reliée au collecteur d'admission 1 et une extrémité inférieure engagée dans la partie centrale 11.2 du bec de remplissage. La partie centrale 11.2 est formée d'un bloc percé d'un conduit d'amenée 12 formé d'un alésage vertical ayant une extrémité supérieure 12.1 raccordée à l'extrémité inférieure de la partie supérieure 11.1 de manière à mettre le conduit d'amenée de liquide en communication avec le collecteur d'admission 1 et une extrémité inférieure 12.2 élargie et raccordée à la partie terminale inférieure 11.3. La partie terminale inférieure 11.3 a ici la forme d'un cylindre vertical dans lequel s'étendent axialement plusieurs canaux de distribution 13, en communication avec le conduit d'amenée 12, et un canal d'échappement 14 en communication avec un évent 15 du bec de remplissage 10. Pour un diamètre externe de 20 mm de la partie terminale inférieure 11.3, on prévoira par exemple un canal d'échappement 14 de 6mm de diamètre et des canaux de distribution 13 de 5mm de diamètre. Les canaux de distribution 13 ont une section de passage individuelle inférieure à une section de passage du conduit d'amenée 12 et définissent une section de de de passage totale ici sensiblement égale à la section passage du conduit d'amenée 12. Les canaux distribution 13 ont une extrémité supérieure débouchant sur une surface transversale 16 s'étendant à l'intérieur de l'extrémité inférieure 12.2 élargie du conduit d'amenée 12 et une extrémité inférieure débouchant en bas du cylindre vertical formant la partie terminale inférieure 11.3. Autour de la partie terminale inférieure 11.3 s'étend une douille porte-joint 60 qui est réglable en hauteur le long de la partie terminale inférieure 11.3 et qui est pourvu d'un joint d'étanchéité 61 pour réaliser un appui étanche avec un col de récipient 100. La douille porte-joint 60 est positionnée de telle manière que la partie terminale inférieure 11.3 ait une extrémité libre en saillie du joint d'étanchéité 61 de manière à tremper dans le liquide remplissant le récipient 100 en fin de remplissage. Le réglage en hauteur de la douille porte-joint 60 permet de régler la hauteur du niveau de liquide dans les récipients à la fin du remplissage. La partie terminale inférieure 11.3 est fixée sous la partie principale 11.2 du corps 11 par l'intermédiaire de moyens de fixation amovible. La partie terminale inférieure 11.3 est pourvue d'une collerette supérieure 17 en saillie externe qui est retenue entre une surface inférieure de la partie centrale 11.2 et un étrier 18 engagé autour de l'extrémité supérieure de la partie terminale inférieure 11.3 et fixé à la partie centrale 1.2 du corps 11.
Le canal d'échappement 14 a une extrémité inférieure débouchant en bas du cylindre vertical formant la partie terminale inférieure 11.3. Un clapet d'échappement 20 est monté dans le canal d'échappement 14 pour être mobile par rapport à un siège 21 qui est formé d'un épaulement du canal d'échappement 14. Le clapet d'échappement 20 est ainsi mobile entre une position basse d'ouverture du canal d'échappement 14 dans laquelle le clapet d'échappement 20 est décollé du siège 21 et en appui contre une saillie inférieure 22 du canal d'échappement 14, et une position haute de fermeture du canal d'échappement 14 dans laquelle le clapet d'échappement 20 est en appui contre le siège 21. Le clapet d'échappement 20 est un clapet pesant qui est amené dans sa position de fermeture sous l'effet de la poussée du liquide montant dans le canal d'échappement 14 et est ramené dans sa position d'ouverture par la gravité. On entend par clapet pesant, au sens de l'invention, un clapet ayant une densité suffisante pour ne pas flotter sur le liquide à conditionner. On notera que, compte tenu de la faible section du canal d'échappement 14, le clapet d'échappement 20 a ici une forme allongée pour lui permettre d'avoir un poids suffisant. L'emploi d'un matériau de masse volumique plus élevée permettrait de diminuer la longueur du clapet d'échappement 20. L'évent 15 est en communication permanente avec l'extérieur et un pointeau 30 est monté dans l'évent 15 en regard d'un siège 31 pour réguler l'échappement de l'air vers l'extérieur par l'évent 15 et en conséquence réguler le débit de remplissage du récipient par le liquide. Dans l'évent 15 débouche un organe d'injection de gaz sous pression comprenant une douille 40 dans laquelle est monté un clapet anti retour 41. La douille 40 est destinée à être reliée à une source de gaz sous pression non représentée, telle qu'une bouteille d'azote, par l'intermédiaire d'une vanne dont la position est commandée par un organe de manoeuvre tel qu'un galet associé à une came, non représentés. En raison de son poids le clapet d'échappement 20 est normalement en appui sur la saillie 22. Si nécessaire en fonction des conditions de remplissage recherchées, du gaz à une pression au plus égale à la pression d'échappement est injecté dans l'évent d'échappement 15 de sorte que le clapet d'échappement 20 est plaqué sur la saillie inférieure 22 avec une force d'autant plus grande que la pression est plus élevée dans l'évent d'échappement 15. La partie centrale 11.2 du corps 11 comprend en outre un perçage transversal 50 qui débouche dans le conduit d'amenée 12 et qui reçoit à coulissement un organe d'obturation 51. Un canal de liaison 52 s'étend verticalement pour relier le perçage transversal 50 à l'évent 15. En phase de remplissage, l'organe d'obturation 51 est en position fermée. En phase de nettoyage, l'organe d'obturation 51 est en position ouverte pour mettre en communication l'évent 15 avec le conduit d'amenée 12 de manière à pouvoir amener via le conduit d'amenée 12 et faire circuler un liquide de nettoyage dans le bec de remplissage, y compris dans l'évent 15 et le canal d'échappement 14. Dans la zone de raccordement de la partie supérieure 11.1 du corps 11 avec le collecteur 1 est monté un clapet primaire, ici symbolisé sous la forme d'une bille 80, monté mobile en regard d'un siège 81 entre une position d'ouverture et une position de fermeture de manière à commander la distribution de liquide. Les moyens de commande de ce clapet sont connus en eux-mêmes et ne seront pas plus décrits ici. Le bec de remplissage 10 comprend un clapet secondaire 90 monté dans l'extrémité inférieure 12.2 élargie du conduit d'amenée 12 en regard de la paroi transversale interne 16 pour être mobile entre une position de fermeture dans laquelle le clapet secondaire 90 est en appui contre la paroi transversale interne 16 et obture les canaux de distribution 13, et une position d'ouverture dans laquelle le clapet secondaire 90 est décollé de la paroi transversale interne 16 dégageant les canaux de distribution 13. Le bec de remplissage 10 comporte des moyens de commande du clapet secondaire 90 en synchronisme avec le clapet primaire 80 de telle manière que le clapet primaire 80 et le clapet secondaire 90 soient simultanément dans leurs positions d'ouverture. Les moyens de commande comprennent ici une tige 91 reliant le clapet primaire 80 et le clapet secondaire 90.
On notera que la partie terminale inférieure 11.3 intégrant le clapet d'échappement 20 peut être rapidement changée. Le carrousel de remplissage peut être équipé de becs de remplissage 10 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Un de ces becs de remplissage va maintenant être décrit en référence à la figure 4. Les becs de remplissage selon ce deuxième mode de réalisation sont adaptés au remplissage de récipients par un liquide gazeux.
Le bec de remplissage selon le deuxième mode de réalisation comporte un corps, généralement désigné en 11, ayant une partie supérieure 11.1, une partie centrale 11.2 et une partie terminale inférieure 11.3 en tout point identique au premier mode de réalisation.
Le bec de remplissage selon le deuxième mode de réalisation se distingue du bec de remplissage selon le premier mode de réalisation en ce que le pointeau 30 est remplacé par un clapet taré 60 comprenant une bille 62 maintenue contre le siège 61 par un ressort 63 qui prend appui contre une vis 64. On comprend que le vissage ou le dévissage de la vis 63 permet de régler la tension du ressort. La tension du ressort 63 est réglée pour être légèrement inférieure à la pression de remplissage de manière à maintenir le gaz sous pression dans le récipient. Le différentiel de pression entre l'arrivée du liquide et l'échappement de l'air détermine le débit correct souhaité. Les autres composants du bec de remplissage 10 sont identiques à ceux précédemment décrits.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, le clapet d'échappement peut être monté dans la partie centrale 11.2 du corps 11, par exemple dans l'évent 15. Le corps 11 peut avoir une structure différente de celle décrite. La partie terminale inférieure 11.3 peut être boulonnée sur la partie centrale 11.2, la partie supérieure 11.1 et la partie centrale 11.2 peuvent être en une seule pièce...

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS1. Bec de remplissage de récipients avec un liquide, comprenant un corps délimitant un conduit d'amenée de liquide et ayant une partie terminale inférieure dans laquelle s'étendent, d'une part, plusieurs canaux de distribution en communication avec le conduit d'amenée et, d'autre part, un canal d'échappement en communication avec un évent du bec de remplissage, les canaux de distribution ayant une section de passage inférieure à une section de passage du conduit d'amenée.
  2. 2. Bec selon la revendication 1, dans lequel un clapet d'échappement est monté dans le canal d'échappement pour être mobile par rapport à un siège entre une position basse dans laquelle le clapet est décollé du siège pour ouvrir le canal d'échappement et une position haute dans laquelle le clapet d'échappement est en appui contre le siège pour fermer le canal d'échappement.
  3. 3. Bec selon la revendication 1, comprenant un clapet primaire de distribution monté mobile dans le conduit d'amenée en regard d'un siège pour commander la distribution de liquide et un clapet secondaire de distribution monté en regard d'une paroi transversale interne du corps pour être mobile entre une première position dans laquelle le clapet secondaire est en appui contre la paroi transversale interne et une deuxième position dans laquelle le clapet secondaire est décollé de la paroi transversale interne, les canaux de distribution débouchant sur la paroi transversale interne de telle manière que le clapet secondaire en position de fermeture obture les canaux de distribution pour notamment éviter leur vidange, le bec comportant des moyens de commande du clapet secondaire en synchronisme avec le clapet primaire.
  4. 4. Bec selon la revendication 3, dans lequel les moyens de commande comprennent une tige d'actionnement reliant les deux clapets de distribution l'un à l'autre.
  5. 5. Bec selon la revendication 1, dans lequel la partie terminale inférieure est fixée sous une partie principale du corps par l'intermédiaire de moyens de fixation amovible.
  6. 6. Bec selon la revendication 5, dans lequel la partie terminale inférieure est pourvue d'une collerette supérieure en saillie externe qui est retenue entre une surface inférieure de la partie principale du corps et un étrier engagé autour de la partie terminale inférieure et fixé à la partie principale du corps.
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