FR3104549A1 - Installation de conditionnement comprenant des becs de remplissage reliés à des canalisations de retour - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne une installation de conditionnement comportant au moins un poste de remplissage comprenant un bec (2) de remplissage et un organe de liaison (11) relié d’une part à un conduit d’alimentation (12) et d’autre part à un conduit de purge (24) pour raccorder ces conduits au bec, l’organe de liaison comprenant une canalisation d’approvisionnement (7) du bec relié au conduit d'alimentation et une canalisation de retour (10) débouchant dans le bec et relié au conduit de purge, la canalisation d’approvisionnement et la canalisation de retour étant entièrement indépendantes l’une de l’autre de sorte que l’organe de liaison assure en permanence une mise en série du conduit d’alimentation, de la canalisation d’approvisionnement, du bec, de la canalisation de retour et du conduit de purge. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 2

Description

Installation de conditionnement comprenant des becs de remplissage reliés à des canalisations de retour
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 sous le 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 contenu 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 nettoyage (lavage et/ou 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.
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 de produit de nettoyage lors des changements de produit.
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 comportant un corps de bec ayant une extrémité inférieure pourvue d'un orifice équipé d'un clapet commandé,
- un organe de liaison relié d’une part à un conduit d’alimentation et d’autre part à un conduit de purge pour raccorder ces conduits au bec, l’organe de liaison comprenant à cet effet une canalisation d’approvisionnement du bec de remplissage débouchant dans le corps de bec au-dessus du clapet et relié au conduit d'alimentation et une canalisation de retour débouchant dans le corps de bec au-dessus du clapet et relié au conduit de purge, la canalisation d’approvisionnement et la canalisation de retour étant entièrement indépendantes l’une de l’autre de sorte que l’organe de liaison assure en permanence une mise en série du conduit d’alimentation, de la canalisation d’approvisionnement, du bec, de la canalisation de retour et du conduit de purge.
Ainsi, lors d’un remplissage initial ou d’un changement de produit, il suffit d'envoyer dans l’installation une quantité de produit seulement très légèrement supérieure au volume du conduit d’alimentation, des canalisations et du corps du bec pour que le conduit d’alimentation, les canalisations, le bec et l’organe de liaison soient purgés de l'air ou de l’ancien produit qu'ils contenaient initialement. Ce remplissage initial ou ce changement de produit est donc très rapide et la quantité de produit rejeté est très faible.
L’absence de cuve de remplissage et des tubulures associées permet avantageusement de limiter l’eau de lavage.
Optionnellement l’organe de liaison comporte:
  • un premier conduit relié au conduit d’alimentation générale et débouchant dans une première chambre à laquelle est raccordé la canalisation d’approvisionnement du bec de remplissage, et
  • un deuxième conduit relié au conduit de purge et débouchant dans une deuxième chambre séparée de la première chambre à laquelle est raccordée la canalisation de retour du bec de remplissage,
le deuxième conduit s’étendant coaxialement au premier conduit.
Optionnellement le deuxième conduit s’étend à l’intérieur du premier conduit.
Optionnellement la deuxième chambre s’étend sous la première chambre.
Optionnellement la canalisation d’approvisionnement s’étend parallèlement à la canalisation de retour.
Optionnellement au moins l’une des canalisations d’approvisionnement ou de retour s’étend rectilignement.
Optionnellement la canalisation de retour s’étend sous la canalisation d’approvisionnement.
Optionnellement au moins l’une des canalisations d’approvisionnement ou de retour s’étend en pente entre son extrémité haute de raccordement à l’organe de liaison et son extrémité basse débouchant dans le bec.
Optionnellement l’installation comporte une pompe pour admettre un produit sous pression dans le conduit d’alimentation, la pompe étant pilotée au moins en fonction d’une quantité de produit présent dans le conduit de purge et du débit de distribution au niveau des becs de remplissage.
Optionnellement l’installation comporte plusieurs postes de remplissage ayant des canalisations d'approvisionnement de becs de remplissage et des canalisations de retour raccordés à un organe de liaison commun.
Optionnellement les canalisations d’approvisionnement de becs de remplissage et les canalisations de retour sont régulièrement réparties autour d'un axe de symétrie de l’organe de liaison.
Optionnellement l’installation comporte au moins un conduit de sortie des effluents raccordé au conduit de purge.
Optionnellement l’installation comporte au moins une cuve d’alimentation raccordée au conduit d’alimentation en partie basse et au conduit de purge en partie haute.
Optionnellement l’installation comporte au moins deux cuves, au moins trois cuves, au moins quatre cuves, au moins cinq cuves ou au moins six cuves d’alimentation raccordées au conduit d’alimentation en partie basse et au conduit de purge en partie haute.
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.
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures annexées parmi lesquelles:
La figure 1 est une vue d’ensemble d’un dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention;
La figure 2 est une vue schématique en coupe axiale selon un plan vertical d'un organe de liaison de l’installation illustrée à la figure 1;
La figure 3 est une vue agrandie d’une partie de l’organe de liaison illustrée à la figure 2;
La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, du produit étant encore présent dans le poste de pilotage de l’installation illustrée à la figure 1, le clapet dudit poste étant fermé.
La figure 5 est une vue d’ensemble d’un dispositif selon un deuxième mode de réalisation 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 sous le bec de remplissage, chaque organe support 4 étant associé à un organe de pesage 5 assurant la commande du bec de remplissage 2 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 une canalisation d’approvisionnement 7 de bec de remplissage 2 et une extrémité inférieure pourvue d'un orifice 8 équipé d'un clapet commandé 9.
Chaque bec de remplissage 2 est en outre équipé d'une canalisation de retour 10 ayant une extrémité fixée au corps de bec 6 et débouchant dans le corps de bec 6 au-dessus du clapet 9 et en-dessous de la zone de débouchage de la canalisation d’approvisionnement 7 dans le corps de bec 6, 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 général 12 lui-même relié, via une pompe 14, à une branche inférieure d’un raccord en croix. La pompe 14 est une pompe volumétrique. La pompe est une pompe à moteur asynchrone ou une pompe à moteur brushless.
L’une des branches latérales du raccord est reliée à une première cuve d'alimentation 3 par l’intermédiaire d’une première vanne 15 et l’autre des branches latérales du raccord est reliée ici à une deuxième cuve d’alimentation 13 par l’intermédiaire d’une deuxième vanne 16.
Les deux cuves d’alimentation 3 et 13 peuvent ainsi être sélectivement mises en relation avec le conduit d’alimentation général par la commande des deux vannes 15 et 16.
Optionnellement, un premier conduit d'alimentation en air sous pression 17 est également relié, via une vanne 20, à la branche supérieure du raccord et donc au conduit d’alimentation général 12. Ce premier conduit d’alimentation en air sous pression 17 est donc raccordé au conduit d’alimentation général 12 en amont de la pompe 14.
L’installation comprend un circuit de régulation généralement désigné en 23 comportant un conduit de purge général 24. Le conduit de purge général 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 suivi d’un tronçon de raccord 24.3. 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 à la suite du circuit de régulation est au-dessus de l’extrémité du tronçon supérieur 24.1 reliée au tronçon vertical 24.2.
Le tronçon supérieur 24.1 est prolongé d’un conduit d’évacuation 25 relié à une branche inférieure d’un raccord en T.
L’une des branches latérales du raccord est connectée d’une part à la partie haute de la première cuve 3 par une troisième vanne 26 et à la partie haute de la deuxième cuve par une quatrième vanne 27 permettant la mise en liaison du conduit d’évacuation 25 avec les deux cuves.
La deuxième branche latérale du raccord en T est raccordée à un deuxième conduit d'alimentation en air sous pression 21 par l'intermédiaire d'une vanne 22, deuxième conduit d'alimentation en air sous pression 21 qui est donc également relié au d’évacuation 25.
Un capteur de présence de produit N1 est monté sur le conduit d’alimentation général 12 au voisinage de l’organe de liaison 11, en aval de la pompe 14, pour mesurer la présence dans le conduit d’alimentation général 12 d’une quantité de produit.
Deux capteurs de présence de produit N2 et N3 sont montés sur le tronçon vertical 24.2 pour mesurer la présence dans le conduit de purge général 24 d'une quantité de produit.
Un capteur de présence de produit N4 est également monté sur le conduit d’alimentation général 12 au voisinage de la pompe 14 et en amont de celle-ci pour mesurer la présence dans le conduit d’alimentation général 12 d’une quantité de produit.
Un capteur de pression P1 est monté dans le circuit de régulation 23 en aval de la vanne 22 et à niveau de ladite vanne 22 pour mesurer la pression dans le circuit de régulation au niveau de l’arrivée du deuxième conduit d'alimentation en air sous pression 21.
Un capteur de pression P2 est monté sous l’organe de liaison multivoie 11 pour mesurer la pression dans ledit organe de liaison multivoie.
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 canalisations d’approvisionnement 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 général 12 par l'intermédiaire d'un raccord tournant 44.
L'organe de liaison comporte en outre une deuxième chambre 45 concentrique à la première chambre 42 et s'étendant ici sous la première chambre 42 en étant séparée de celle-ci. Un deuxième conduit 48 s'étend coaxialement au premier conduit 43 à l'intérieur de celui-ci. L'extrémité inférieure du deuxième conduit 48 débouche dans la deuxième chambre 45 et l'extrémité supérieure du deuxième conduit 48 est reliée à l'intérieur du raccord tournant 44 pour assurer une liaison avec le tronçon de raccord 24.3 du conduit de purge général 24 afin de relier la deuxième chambre 45 au conduit de purge général 24.
Les canalisations de retour 10 des différents becs de remplissage 2 débouchent dans la deuxième chambre 45.
Dans le cas présent, chaque canalisation de retour 10 s’étend selon une direction rectiligne parallèle à celle selon laquelle s’étend la canalisation d’approvisionnement 7 associée. Les canalisations de retour 10 comme les canalisations d’approvisionnement 7 débouchent donc de manière radiale dans la chambre considérée.
Dans le cas présent, les canalisations de retour 10 comme les canalisations d’approvisionnement 7 s’étendent en pente entre leur extrémité haute de raccordement à la chambre considéré dans l’organe de liaison multivoie 11 et leur extrémité basse débouchant dans l’un des becs 2.
Les canalisations d’approvisionnement 7 et les canalisations de retour 10 sont entièrement indépendantes les unes des autres de sorte que l’organe de liaison multivoie 11 assure en permanence une mise en série, pour chaque poste de remplissage considéré, du conduit d’alimentation général 12, de la canalisation d’approvisionnement 7, du bec 2, de la canalisation de retour 10 et du conduit de purge général 24.
Il n’y a ainsi pour chaque bec 2 aucun échange voulu de produit entre la canalisation d’approvisionnement 7 et la canalisation de retour 10 à l’intérieur de l’organe de liaison multivoie 11. Le produit entre dans l’organe liaison multivoie 11 par le conduit d’alimentation général 12 afin de s’écouler successivement dans le premier conduit de liaison 43 et les canalisations d’approvisionnement 7 pour atteindre les becs 2. Le produit peut ensuite remonter potentiellement dans les canalisations de retour 10 puis dans le deuxième conduit de liaison 48 avant de rejoindre le conduit de purge général 24 à l’extérieur de l’organe de liaison multivoie 11.
Comme plus visible à la figure 3, chaque bec 2 est par ailleurs pourvu dans son extrémité inférieure d’au moins un canal d’aspiration 30. Chaque bec 2 est ici pourvu d’un seul canal d’aspiration 30. On retient que le canal d’aspiration 30 est différent de la canalisation de retour 10 comme de la canalisation d’approvisionnement 7.
Ainsi chaque canal d’aspiration 30 s’étend entre l’extérieur du corps de bec 6 et l’intérieur du corps de bec 6. Plus précisément, le canal d’aspiration 30 débouche à une première extrémité à l’extérieur de l’installation 1 (et donc du poste de remplissage) et à une deuxième extrémité à l’intérieur du corps de bec 6 au-dessus de l’orifice 8, le canal d’aspiration 30 s’étendant toutefois entièrement dans l’extrémité inférieure du corps de bec 6.
Le canal d’aspiration 30 comporte un tronçon de raccordement 31 s’étendant radialement dans le corps de bec 6 de sorte à déboucher à une première extrémité à l’extérieur du corps de bec 6, du poste de remplissage et de l’installation 1. Le tronçon de raccordement 31 s’étend ici sensiblement horizontalement. De préférence, le canal d’aspiration 30 est également pourvu d’un raccord 32 agencé dans la première extrémité du tronçon de raccordement 31.
Le tronçon de raccordement 31 est prolongé à sa deuxième extrémité d’une portion de répartition 33 qui épouse la forme de l’extrémité du corps de bec 6. Dans le cas présent, la portion de répartition 33 est de forme tronconique de sorte que la portion de répartition 33 entoure à 360 degrés le clapet et ainsi l’orifice 8. Dans les faits, le tronçon de raccordement 31 s’étend de sorte à déboucher en partie haute de la portion de répartition 33.
La portion de répartition 33 est prolongée par une portion de jonction 34 s’étendant entre la portion de répartition 33 et l’intérieur du corps de bec 6. Dans le cas présent, la portion de jonction 34 est de forme torique de sorte que la portion de répartition 33 entoure à 360 degrés le clapet 9 et ainsi l’orifice 8. Dans les faits, la portion de jonction 34 s’étend de sorte à déboucher en partie basse de la portion de répartition 33. La portion de jonction 34 s’étend sensiblement horizontalement.
Le canal d’aspiration 30 s’étend ainsi entre l’extérieur du corps de bec 6 et l’intérieur du corps de bec 6, au niveau de l’extrémité inférieure du corps de bec 6, de sorte à déboucher dans le corps de bec 6 au-dessus de l’orifice 8. Plus précisément ici, le canal d’aspiration 30 débouche dans le corps de bec 6 juste au-dessus du siège 35 du clapet 9. En particulier, l’ensemble du canal d’aspiration 30 s’étend ici dans l’extrémité inférieure du bec 2, extrémité de section réduite (ici en tronc de cône) par rapport au reste du corps de bec 6 (de forme cylindrique).
On va à présent s’attacher à décrire le fonctionnement de l’installation.
Au démarrage, l’installation est remplie d’air. Les clapets 9 sont fermés. Toutes les vannes sont fermées.
A partir de cette position, il est réalisé une purge de l’air contenu dans l’installation afin de préparer l’installation à la distribution du produit contenu dans la première cuve d’alimentation 3.
Les vannes 15 et 26 sont ouvertes et la pompe 14 est activée pour admettre du produit sous pression à partir de la première cuve d’alimentation 3 dans les différents conduits et canalisations de l’installation pour les purger de l'air qu’ils contiennent et ce jusqu’à ce que le produit retourne dans la première cuve d’alimentation 3 par l’intermédiaire de la canalisation d’évacuation.
L’unité de commande contrôle la pompe 14 à partir des données transmises par les différents capteurs (N1, N2, N3, N4, P1 et P2) et un débit de remplissage visé au niveau des becs 2. Par exemple, pour arrêter l’admission de produit sous pression dans le conduit d’alimentation général 12, l’unité de commande peut contrôler la pompe 14 pour arrêter l’admission de produit sous pression dans le conduit d’alimentation général 12 lorsqu’un délai déterminé s’est écoulé à partir du moment où le capteur N3 a détecté que le produit a atteint et dépassé son niveau.
Afin de préparer l’installation à la distribution du produit, la vanne 22 est alors ouverte pour faire pénétrer de l’air sous pressiondans le circuit de régulation 23 et la pompe 14 est par ailleurs pilotée pour autoriser si besoin une remontée de produit dans la première cuve d’alimentation 3. Les clapets 9 sont toujours fermés.
On abaisse ainsi progressivement le niveau de produit dans le circuit de régulation 23 jusqu’à atteindre la quantité de produit nécessaire à assurer le conditionnement du produit tout en permettant une régulation. Il y a ainsi une purge partielle en produit du circuit de régulation 23.
Typiquement, l’unité de commande pilote la pompe 14 en fonction des données transmises par les capteurs de pression P1 et P2 et des capteurs de présence N1, N2, N3 et N4 afin d’atteindre la quantité de produit visé dans le circuit de régulation 23 et le débit de remplissage visé au niveau des becs 2. La quantité de produit dans le circuit de régulation 23 permet en effet de jouer sur le débit de distribution au niveau des becs 2.
Par exemple la pompe 14 est pilotée pour que le produit redescende au niveau du capteur N2. Le niveau de produit dans l’installation correspond alors au moins au volume total des corps 6 des becs de remplissage et des conduits d'alimentation 7 des becs de remplissage.
La production peut alors commencer. On retient ainsi que la préparation de l’installation qui vient d’être décrite n’implique avantageusement pas de rejet de produit.
Lors de la phase de production, la pompe 14 est activée pour admettre du produit sous pression à partir de la première cuve d’alimentation 3 dans le conduit d’alimentation générale 12 et ainsi dans les différentes canalisations d’approvisionnement 7 et les becs 2.
La configuration avec un conduit d’alimentation général 12 en série avec le circuit de régulation 23 (et en particulier le conduit de purge général 24) contenant de l’air offre l’avantage d’améliorer significativement la précision de dosage, notamment dans le cas de la technologie pondérale. En effet, la présence de l’air dans le conduit de purge général 24, permet d’absorber les variations de pression liées à l’ouverture et à la fermeture des becs 2, ce qui permet d’avoir un débit de dosage relativement stable.
Pendant le conditionnement du produit dans les récipients, le débit dans les canalisations d’approvisionnement 7 des becs 2 est contrôlé par la pompe avec un ajustement possible en jouant sur la pression de l'air dans le tronçon supérieur 24.1 du conduit de purge général 24. La variation du débit total dans les canalisations d’approvisionnement 7 peut en effet être compensée par une variation du niveau de produit dans le tronçon vertical 24.2 du conduit de purge général 24 de façon que le débit soit sensiblement constant dans chacun des conduits d'alimentation 7 des becs 2.
L’unité de commande pilote ainsi la pompe 14 en fonction des données transmises par les capteurs de pression P1 et P2, des capteurs de présence N1, N2, N3 et N4 et du débit de remplissage au niveau des becs 2 afin de maintenir la quantité de produit visé dans le circuit de régulation 23. Le débit de remplissage au niveau des becs 2 correspond ici au débit instantané de remplissage au niveau de chaque bec divisé par le nombre de becs ouverts.
On note que les becs 2 servent non seulement à remplir les récipients mais également à assurer une mise en série des canalisations d’approvisionnement 7 avec les canalisations de retour 10 pour assurer un maintien de produit visé dans le circuit de régulation 23.
Si la cuve 3 est vide, il est possible d’ouvrir la vanne 20 pour maintenir une pression suffisante dans l’installation afin de distribuer le produit.
Lorsque l'on souhaite changer de produit on ferme la vanne 15 et l’on vient vidanger le produit qu’il reste dans l’installation. L’étape de vidange qui va être à présent détaillée s’applique également si le capteur N4 détecte une absence de produit à son niveau signifiant que la première cuve d’alimentation 3 est vide. Dans ce dernier cas de figure il n’est alors pas obligatoire de fermer la vanne 15.
Pour la vidange, on continue de remplir les récipients comme lors de la phase de production jusqu’à ce que le produit redescende sous le niveau des capteurs N1 et N2 puis s’écoule hors de l’organe de liaison multivoie 11 et des canalisations d’approvisionnement 7 et de retour 10 grâce à la mise en série de ces différentes canalisations au niveau des becs 2. Les becs 2 sont ainsi alimentés en produit à la fois à l’aide des canalisations d’approvisionnement 7 et des canalisations de retour 10.
A ce stade il est également possible d’ouvrir la vanne 20 pour maintenir une pression suffisante dans l’installation afin de distribuer le produit.
A la fin, comme plus visible à la figure 4, il ne reste alors plus éventuellement qu’une petite quantité de produit présent dans les parties basses des corps de becs 6 situées au-dessus des clapets 9 et des parties basses des canalisations de retour 10 correspondantes.
Les vannes 15, 26 et 22 (et potentiellement 20) sont alors fermées et la pompe 14 arrêtée. Les différents clapets 9 sont fermés.
On vient ensuite aspirer cette quantité de produit résiduel en s’aidant avantageusement du canal d’aspiration 30. A cet effet, on vient raccorder des moyens d’aspiration au raccord 32 dudit canal d’aspiration 30 avant d’activer lesdits moyens pour aspirer le produit résiduel en maintenant les clapets 9 fermés. Le produit ainsi aspiré traverse successivement la portion de jonction 34, la portion de répartition 33 et le tronçon de raccordement 31 avant de sortir du corps de bec 6, du poste de remplissage et de l’installation 1. Une fois le produit aspiré, on désolidarise les moyens d’aspiration de l’installation 1.
Le produit aspiré peut alors été jeté ou vendu sous forme dégradée par exemple en le diluant. Il n’y a donc qu’une très faible perte de produit associée à ce processus de changement de cuve d’alimentation.
Une fois le produit issu de la première cuve d’alimentation 3 vidangé, on prépare l’installation à la distribution du produit issu de la deuxième cuve d’alimentation 13.
A cet effet, au cours d’une première étape on purge de nouveau l’installation de l’air qu’il contient puis au cours d’une deuxième étape on abaisse le niveau de produit dans le circuit de régulation 23 jusqu’à atteindre la quantité de produit nécessaire à assurer le conditionnement du produit tout en permettant une régulation. Ces deux étapes sont identiques à celles qui ont été décrites en relation avec la première cuve d’alimentation 3 mis à part que ce sont les vannes 16 et 27 qui sont pilotées et non les vannes 15 et 26.
Comme pour la première cuve d’alimentation 3, lors de la phase de production, la pompe 14 est activée pour admettre du produit sous pression à partir de la deuxième cuve d’alimentation 13 dans le conduit d’alimentation générale 12 et ainsi dans les différentes canalisations d’approvisionnement 7 et les becs 2.
Lorsque l'on souhaite changer de produit ou que la deuxième cuve d’alimentation 13 est vide, on vidange l’installation comme ce qui a été décrit pour la première cuve d’alimentation 3.
A la fin, il ne reste alors plus éventuellement qu’une petite quantité de produit présent dans les parties basses des corps de becs 6 situées au-dessus des clapets 9 et des parties basses des canalisations de retour 10 correspondantes.
Toutes les vannes sont alors fermées et la pompe 14 arrêtée. On vient ensuite aspirer cette quantité de produit résiduel comme ce qui a été indiqué précédemment via les canalisations d’aspiration.
Un nouveau cycle de production peut alors commencer.
On peut ainsi de façon très simple changer de produit entre deux cycles de production et ce sans avoir besoin de recourir à des collecteurs encombrants de l’art antérieur.
Dans ce premier mode de réalisation il n’y a pas d’opération de nettoyage (lavage et/ou rinçage). Ceci est possible par exemple dans le cas où les produits à conditionner sont par exemple des huiles comme des huiles minérales.
En référence à la figure5, et selon un deuxième mode de réalisation, l’installation est cette fois configurée pour autoriser un nettoyage de l’installation (lavage et/ou rinçage) entre deux cycles de production. Ceci peut être intéressant par exemple dans les cas où le produit est un détergent, un produit cosmétique …
En réalité l’installation est ici identique à celle du premier mode de réalisation à la différence que le conduit d’évacuation 125 n’est pas raccordé aux cuves d’alimentation 103, 113. Le conduit d’évacuation 125 est ici raccordé d’une part au deuxième conduit d'alimentation en air sous pression 121 par l'intermédiaire de la vanne 122 et à un conduit de sortie des effluents 128 via une vanne 129.
Le reste de l’installation est identique à celui du premier mode de réalisation. En particulier l'organe de liaison multivoie 111 est ainsi ici identique à celui du premier mode de réalisation.
On va à présent s’attacher à décrire le fonctionnement de l’installation.
Au démarrage, l’installation est remplie d’air. Toutes les vannes sont fermées. Les clapets 109 sont fermés.
A partir de cette position, il est réalisé une purge de l’air contenu dans l’installation afin de préparer l’installation à la distribution du produit contenu dans la première cuve d’alimentation 103.
Les vannes 115 et 129 sont ouvertes et la pompe 114 est activée pour admettre du produit sous pression à partir de la première cuve d’alimentation 103 dans les différents conduits et canalisations de l’installation pour les purger de l'air qu’ils contiennent et ce jusqu’à ce que le produit s’évacue dans le conduit de sortie des effluents 128.
L’unité de commande contrôle la pompe 114 à partir des données transmises par les différents capteurs (N1, N2, N3, N4, P1 et P2) et un débit de remplissage visé au niveau des becs 102. Par exemple, pour arrêter l’admission de produit sous pression dans le conduit d’alimentation général 112, l’unité de commande peut contrôler la pompe 114 pour arrêter l’admission de produit sous pression dans le conduit d’alimentation général 112 lorsqu’un délai déterminé s’est écoulé à partir du moment où le capteur N3 a détecté que le produit a atteint et dépassé son niveau.
Afin de préparer l’installation à la distribution du produit, la vanne 129 est alors fermée et la vanne 122 est alors ouverte pour faire pénétrer de l’air sous pressiondans le circuit de régulation 123 et la pompe 114 est par ailleurs pilotée pour autoriser si besoin une remontée de produit dans la première cuve d’alimentation 103. Les clapets 109 sont toujours fermés.
On abaisse ainsi progressivement le niveau de produit dans le circuit de régulation 123 jusqu’à atteindre la quantité de produit nécessaire à assurer le conditionnement du produit tout en permettant une régulation. Il y a ainsi une purge partielle en produit du circuit de régulation 123.
Typiquement, l’unité de commande pilote la pompe 114 en fonction des données transmises par les capteurs de pression P1 et P2 et des capteurs de présence N1, N2, N3 et N4 afin d’atteindre la quantité de produit visé dans le circuit de régulation 123 et le débit de remplissage visé au niveau des becs 102. La quantité de produit dans le circuit de régulation 123 permet en effet de jouer sur le débit de distribution au niveau des becs 102.
Par exemple la pompe 114 est pilotée pour que le produit redescend jusqu’au niveau du capteur N2. Le niveau de produit dans l’installation correspond alors au moins au volume total des corps 106 des becs de remplissage et des conduits d'alimentation 107 des becs de remplissage.
La production peut alors commencer. On retient ainsi que la préparation de l’installation qui vient d’être décrite n’implique pas de rejet très important de produit.
Lors de la phase de production, la pompe 114 est activée pour admettre du produit sous pression à partir de la première cuve d’alimentation 103 dans le conduit d’alimentation générale 112 et ainsi dans les différentes canalisations d’approvisionnement 107 et les becs 102.
La configuration avec un conduit d’alimentation générale 112 en série avec le circuit de régulation 123 (et en particulier le conduit de purge général 124) contenant de l’air offre l’avantage d’améliorer significativement la précision de dosage, notamment dans le cas de la technologie pondérale. En effet, la présence de l’air dans le conduit de purge général 124, permet d’absorber les variations de pression liées à l’ouverture et à la fermeture des becs 102, ce qui permet d’avoir un débit de dosage relativement stable.
Pendant le conditionnement du produit dans les récipients, le débit dans les canalisations d’approvisionnement 107 des becs 102 est contrôlé par la pompe avec un ajustement possible en jouant sur la pression de l'air dans le tronçon supérieur 124.1 du conduit de purge général 124. La variation du débit total dans les canalisations d’approvisionnement 107 est peut être en effet compensée par une variation du niveau de produit dans le tronçon vertical 124.2 du conduit de purge général 124 de façon que le débit soit sensiblement constant dans chacun des conduits d'alimentation 107 des becs 102.
L’unité de commande pilote ainsi la pompe 114 en fonction des données transmises par les capteurs de pression P1 et P2, des capteurs de présence N1, N2, N3 et N4 et du débit de remplissage au niveau des becs 102 afin de maintenir la quantité de produit visé dans le circuit de régulation 123. Le débit de remplissage au niveau des becs 102 correspond ici au débit instantané de remplissage au niveau de chaque bec divisé par le nombre de becs ouverts.
On note que les becs 102 servent non seulement à remplir les récipients mais également à assurer une mise en série des canalisations d’approvisionnement 107 avec les canalisations de retour 110 pour assurer un maintien de produit visé dans le circuit de régulation 123.
Si la cuve 103 est vide, il est possible d’ouvrir la vanne 120 pour maintenir une pression suffisante dans l’installation afin de distribuer le produit.
Lorsque l'on souhaite changer de produit on ferme la vanne 115 et l’on vient vidanger le produit qu’il reste dans l’installation. L’étape de vidange qui va être à présent détaillée s’applique également si le capteur N4 détecte une absence de produit à son niveau signifiant que la première cuve d’alimentation 103 est vide. Dans ce dernier cas de figure il n’est alors pas obligatoire de fermer la vanne 115.
Pour la vidange, on continue de remplir les récipients comme lors de la phase de production jusqu’à ce que le produit redescende sous le niveau des capteurs N1 et N2 puis s’écoule hors de l’organe de liaison multivoie 111 et des canalisations d’approvisionnement 107 et de retour 110 grâce à la mise en série de ces différentes canalisations au niveau des becs 102. Les becs 102 sont ainsi alimentés en produit à la fois à l’aide des canalisations d’approvisionnement 107 et des canalisations de retour 110.
A ce stade il est également possible d’ouvrir la vanne 20 pour maintenir une pression suffisante dans l’installation afin de distribuer le produit.
A la fin, il ne reste alors plus éventuellement qu’une petite quantité de produit présent dans les parties basses des corps de becs 106 situées au-dessus des clapets 109 et des parties basses des canalisations de retour 110 correspondantes.
Les vannes 115 et 122 (et potentiellement 120) sont alors fermées et la pompe 114 arrêtée.
On procède alors au nettoyage de l’installation qui consiste ici en un rinçage, la deuxième cuve d’alimentation 113 contenant à cet effet de l’eau.
Les vannes 116 et 129 sont ouvertes et la pompe 114 est activée pour admettre de l’eau sous pression à partir de la deuxième cuve d’alimentation 113 dans les différents conduits et canalisations de l’installation et ce jusqu’à ce que l’eau s’évacue dans le conduit de sortie des effluents 128.
Puis l’unité de commande contrôle la pompe 114 pour arrêter l’admission d’eau sous pression dans le conduit d’alimentation général 112. La vanne 116 est identiquement fermée.
Le nettoyage est ensuite réalisé en mettant un collecteur sous les becs 2 puis en ouvrant les vannes 120 et 122 pour faire pénétrer de l’air sous pressionrespectivement dans le conduit d’alimentation général 120 et dans le circuit de régulation 123 pour vider l’eau du circuit de l’installation et sécher celle-ci, les clapets 9 des becs 2 étant bien entendu ouverts pendant cette opération.
Le collecteur peut éventuellement également servir à nettoyer la partie basse inférieure des becs 2.
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 pompe 114 par l'intermédiaire de vannes appropriées pour éviter une communication entre les cuves d'alimentation comme ce qui a été décrit en relation avec le premier mode de réalisation.
Dans les deux modes de réalisation, on a ainsi décrit une installation permettant de limiter des pertes de produits tout en maitrisant la qualité de chaque cycle de production. En particulier, l’installation permet de maitriser la dilution du produit nappant les différents conduits et canalisations à la fin de chaque cycle de production.
En outre, le changement de cycles de production peut être entièrement automatisé: on réduit les temps de non production et on limite l’intervention humaine.
L’installation permet également d’assurer le conditionnement à partir d’au moins deux cuves d’alimentation distinctes même si elles sont éloignées l’une de l’autre (parfois même de plusieurs dizaines de mètres).
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 l'invention permette d'alimenter simultanément une série de becs de remplissage, l'invention pourra être conformée pour alimenter un bec de remplissage unique associé à un jeu de vannes simples associé à un réseau de conduits convenablement reliés entre eux.
L’installation pourra comporter un plus grand nombre de cuves que ce qui a été indiqué et par exemple au moins quatre cuves d’alimentation, au moins cinq cuves d’alimentation ou au moins six cuves d’alimentation.
Bien qu’ici l’installation comporte au moins un capteur de pression sous l’organe de liaison, le capteur de pression pourra être agencé au niveau de l’un des capteurs de présence N1 ou N2.
Si on détermine un délai à partir d’un moment où le capteur N3 a détecté que le produit a atteint et dépassé son niveau, on pourra déterminer ledit moment à partir d’une information sur le débit de la pompe, sur le nombre de tour par minute du moteur associé …
Bien qu’ici la canalisation d’approvisionnement débouche au-dessus de la canalisation de retour dans le bec, l’organe de liaison multivoie pourra être conformé pour que la canalisation de retour débouche au-dessus de la canalisation d’approvisionnement. En complément ou alternativement, les canalisations de retour pourront être agencées au-dessus des canalisations d’approvisionnement dans l’installation (selon la position en service de ladite installation).
Par ailleurs l’on pourra inverser le sens de circulation du produit dans l’organe de liaison 11. On pourra ainsi approvisionner les postes de remplissage via le conduit 24 et purger via le conduit 12. Ce sera alors le conduit d’alimentation qui sera agencé à l’intérieur du conduit de purge dans l’organe de liaison multivoie.
Le bec pourra ne pas être pourvu d’un canal d’aspiration s’étendant dans l’extrémité inférieure du corps de bec entre l’extérieur du poste de remplissage et l’intérieur du corps de bec de sorte à déboucher dans le corps de bec au-dessus de l’orifice. Dans ce cas on aura recours à un collecteur pour assurer les phases de changement de produit.
L’installation pourra comporter au moins un circuit pour faciliter le dégazage dans l’installation et notamment un circuit de purge secondaire agencé par exemple en parallèle du conduit de purge général.
Bien qu’ici l’installation fonctionne avec de l’air comprimé, l’installation pourra fonctionner avec de l’air à pression atmosphérique notamment bien que non exclusivement pour des produits peu visqueux et/ou pour des faibles débits de production. De préférence, bien que non exclusivement, on choisira l’installation pour qu’elle fonctionne en air comprimé pour des produits visqueux et/ou pour des gros débits de conditionnements. Bien entendu on pourra mixer les deux modes de réalisation décrits de sorte que l’installation comporte à la fois un raccordement à un conduit de sortie des effluents et un raccordement débouchant en partie haute d’au moins une cuve. L’installation pourra ainsi comporter au moins deux cuves d’alimentation en produits distincts et une cuve contenant un produit de nettoyage (eau ou nettoyage chimique par exemple).

Claims (13)

  1. Installation de conditionnement d'un produit dans des récipients, l'installation comportant au moins un poste de remplissage comprenant:
    - un bec (2) de remplissage comportant un corps de bec (6) ayant une extrémité inférieure pourvue d'un orifice équipé d'un clapet (9) commandé,
    - un organe de liaison (11) relié d’une part à un conduit d’alimentation (12) et d’autre part à un conduit de purge (24) pour raccorder ces conduits au bec, l’organe de liaison comprenant à cet effet une canalisation d’approvisionnement (7) du bec de remplissage débouchant dans le corps de bec au-dessus du clapet et relié au conduit d'alimentation et une canalisation de retour (10) débouchant dans le corps de bec au-dessus du clapet et relié au conduit de purge, la canalisation d’approvisionnement et la canalisation de retour étant entièrement indépendantes l’une de l’autre de sorte que l’organe de liaison assure en permanence une mise en série du conduit d’alimentation, de la canalisation d’approvisionnement, du bec, de la canalisation de retour et du conduit de purge.
  2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle l’organe de liaison (11) comporte:
    • un premier conduit (43) relié au conduit d’alimentation générale et débouchant dans une première chambre (42) à laquelle est raccordé la canalisation d’approvisionnement (7) du bec de remplissage, et
    • un deuxième conduit (48) relié au conduit de purge et débouchant dans une deuxième chambre (45) séparée de la première chambre à laquelle est raccordée la canalisation de retour du bec de remplissage,
    le deuxième conduit s’étendant coaxialement au premier conduit.
  3. Installation selon la revendication 2, dans laquelle le deuxième conduit (48) s’étend à l’intérieur du premier conduit (43).
  4. Installation selon l’une des revendications 2 ou 3, dans laquelle la deuxième chambre (45) s’étend sous la première chambre (42).
  5. Installation selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle la canalisation d’approvisionnement (7) s’étend parallèlement à la canalisation de retour (10).
  6. Installation selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle au moins l’une des canalisations d’approvisionnement ou de retour s’étend rectilignement.
  7. Installation selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle la canalisation de retour (10) s’étend sous la canalisation d’approvisionnement (7).
  8. Installation selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle au moins l’une des canalisations d’approvisionnement ou de retour s’étend en pente entre son extrémité haute de raccordement à l’organe de liaison (11) et son extrémité basse débouchant dans le bec (2).
  9. Installation selon l’une des revendications 1 à 8, comportant une pompe (14) pour admettre un produit sous pression dans le conduit d’alimentation (12), la pompe étant pilotée au moins en fonction d’une quantité de produit présent dans le conduit de purge (24) et du débit de distribution au niveau des becs de remplissage.
  10. Installation selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant plusieurs postes de remplissage ayant des canalisations d'approvisionnement de becs de remplissage et des canalisations de retour raccordés à un organe de liaison commun (11).
  11. Installation selon la revendication 10, dans laquelle les canalisations d’approvisionnement (7) de becs de remplissage et les canalisations de retour (10) sont régulièrement réparties autour d'un axe de symétrie de l’organe de liaison.
  12. Installation selon l’une des revendications 1 à 11, comportant au moins un conduit de sortie des effluents (128) raccordé au conduit de purge.
  13. Installation selon l’une des revendications 1 à 12, comportant au moins une cuve d’alimentation (3, 13) raccordée au conduit d’alimentation en partie basse et au conduit de purge en partie haute.
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