WO2002066327A1 - Installation pour le conditionnement a haut debit d'un produit liquide - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation pour le conditionnement à haut débit d'un produit liquide, visqueux ou pâteux, chargé ou non, de type comportant une cuve (4) équipée inférieurement d'un moyen de déversement de type à clapet (6) apte à laisser passer des doses du produit (P) obtenues sous la poussée d'un piston racleur (5) apte à se déplacer verticalement selon une course, ou une succession de courses, de longueur donnée par l'intermédiaire de moyens de contrôle, le piston racleur (5) comportant une valve apte, en coordination avec le déplacement du piston racleur (5), à s'ouvrir et à se fermer pour permettre le remplissage de la cuve (4) à travers ledit piston racleur (5). La valve comprend une ouverture (50) pratiquée dans le piston racleur (5) et un clapet (51) apte à venir fermer par le dessous l'ouverture (50) en étant manoeuvré par l'intermédiaire d'un vérin dont la tige (52) traverse axialement le piston racleur (5).
Description
INSTALLATION POUR LE CONDITIONNEMENT A HAUT DEBIT D'UN PRODUIT LIQUIDE .
La présente invention a pour objet une installation pour le conditionnement à haut débit d'un produit liquide, visqueux ou pâteux, chargé ou non, dans des contenants pouvant être de formats différents .
Il existe essentiellement un seul type d' installation permettant le conditionnement à haut débit de produits liquides, visqueux ou pâteux, chargés ou non, tels que par exemple des peintures ou analogues. Une telle installation comporte, en association avec un chemin de transfert sur lequel se déplacent pas à pas les contenants , un moyen doseur apte à déverser successivement une quantité prédéterminée de produit dans chacun desdits contenants .
Le moyen doseur comprend une trémie dans laquelle est déversé le produit liquide à conditionner, et qui communique avec une chambre présentant inférieurement un verseur et dans laquelle agit un piston d' axe horizontal . Il comporte également un dispositif à clapets permettant de fermer le verseur et d' ouvrir la trémie et inversement, en association avec le mouvement de va et vient du piston, en sorte de réaliser les opérations successives suivantes : ouverture de la trémie et fermeture du verseur, recul du piston pour aspirer dans la chambre le produit en provenance de la trémie, puis fermeture de la trémie et ouverture du verseur tandis que le piston avance et pousse le produit qui s'échappe de ladite chambre par ledit verseur.
Le réglage de la quantité de produit est réalisé de manière volumétrique , en modifiant la course du piston, au moyen de butées mobiles dont le positionnement est obtenu par l'intermédiaire de systèmes à vis.
Une telle installation présente de nombreux inconvénients notamment en ce qu'elle est de conception très complexe, ce qui est essentiellement dû au fait que son concept de base est relativement ancien, et que les perfectionnements dont elle a fait l'objet n'ont pas modifié ledit concept de base.
Par ailleurs, cette installation présente comme autre inconvénient d'être d'un encombrement important, notamment en ce qu'elle occupe une grande surface au sol, ce qui est préjudiciable sachant qu'une telle installation est associée à d' utres en amont et en aval , telles que par exemple une installation de bouchage des contenants et une installation d' étiquetage de ceux-ci .
On connaît également par le document FR 2.684.087, un procédé et une installation pour la formulation et le conditionnement d'un produit liquide, qui met en œuvre une machine de conditionnement comprenant un piston racleur apte à descendre de manière contrôlée dans une cuve amovible dont le fond est équipé d'un moyen verseur obturable. Le dosage est également réalisé de manière volumétrique , par la mesure de la course du piston.
Cette machine de conditionnement est de conception plus simple que celles évoquées auparavant, toutefois elle est limitée aux petites séries , en fonction de la contenance de la cuve .
Par ailleurs, la plupart des machines de ce type doivent comporter à la base de la cuve un clapet muni d'un dispositif anti-gouttes qui, souvent, fonctionne par capillarité et comprend à cet effet une plaque d'une certaine épaisseur, percée d'une multiplicité de canaux parallèles de faible section, au travers desquels passe le produit à doser. Un tel dispositif anti-gouttes donne entière satisfaction du point de vue fonctionnement, par contre il est d'un nettoyage peu aisé, notamment en ce qui concerne les canaux, ce qui constitue un
inconvénient lorsqu'il faut passer d'un produit à un autre, ce qui est fréquemment le cas.
Il est bien entendu possible lors d'un changement de produit, de remplacer un dispositif anti-gouttes par un autre, pour en réaliser le nettoyage, toutefois, selon le produit dosé, le nettoyage peut être long, et cela nécessite, lors de succession de petites séries, de disposer d'un grand nombre de dispositifs anti-gouttes .
On connaît par ailleurs par le document US 5.524.683, un dispositif de remplissage de containers, de type pompe, comprenant une chambre dans laquelle peut se déplacer un piston muni d'une valve, tandis que la sortie de ladite chambre est fermée par une seconde valve. Par l'ouverture et la fermeture en alternance des valves, combinées au déplacement du piston, on obtient par le remplissage puis le vidage de la chambre la formation de doses. Un tel dispositif n'est toutefois pas d'une grande précision, notamment du fait des valves utilisées, c'est pour cette raison que son utilisation est limitée aux produits fluides et de préférence pâteux, et qu'il n'est pas utilisable avec les produits liquides .
On connaît également par le document US 4.767.031 un dispositif doseur pour doser des masses fluides ou pâteuses et en remplir des récipients . Il comporte une chambre cylindrique où peut se déplacer un piston doseur par l'intermédiaire d'une tige de piston creuse dans laquelle peut se déplacer un tiroir distributeur comprenant notamment une tige-poussoir intercalée entre deux tampons obturateurs.
Le dispositif doseur de ce document, quel que soit le mode de réalisation considéré, est prévu pour délivrer une dose à chaque aller et retour du piston racleur, puisque le déplacement de ce dernier est coordonné au déplacement du tiroir, lequel assure également l' obturation de la chambre cylindrique après
libération de la dose. Par conséquent, ce dispositif n'est pas prévu pour également pouvoir délivrer des doses par succession de courses, comme c'est le cas de la machine du document FR 2.684.087, précédemment citée .
Par ailleurs , la valeur de la dose est liée non seulement aux caractéristiques dimensionnelles de la chambre cylindrique, mais également à celles du tiroir, en sorte que la plage de variation de la dose est étroite.
En outre, le tiroir est d'une étanchéité relative, en sorte que le dispositif n'est pas destiné au dosage de produits liquides, mais est réservé aux produits fluides et pâteux.
La présente invention a pour but de remédier aux divers inconvénients précités , en proposant une installation pour le conditionnement à haut débit pour produits visqueux ou pâteux, mais également pour produits liquides, chargés ou non, dans des contenants pouvant éventuellement être successivement de contenances différentes, et qui en outre est d'une maintenance aisée.
L'installation pour le conditionnement à haut débit d'un produit liquide, visqueux ou pâteux, chargé ou non, selon l'invention est de type comportant une cuve équipée inférieurement d'un moyen de déversement de type à clapet équipé d'un dispositif anti-gouttes apte à laisser passer des doses dudit produit obtenues sous la poussée d'un piston racleur apte à se déplacer verticalement selon une course, ou une succession de courses, de longueur donnée par l'intermédiaire de moyens de contrôle, ledit piston racleur comportant une valve ou analogue apte, en coordination avec le déplacement dudit piston racleur, à s'ouvrir et à se fermer pour permettre le remplissage de la cuve à travers ledit piston racleur, et elle se caractérise essentiellement en ce que ladite valve comprend une ouverture pratiquée dans ledit piston racleur, et un clapet apte à venir
fermer par le dessous ladite ouverture en étant manoeuvré par l'intermédiaire d'un vérin dont la tige traverse axialement ledit piston racleur.
Lors de la remontée du piston le clapet s'ouvre pour permettre le remplissage de la cuve, puis se referme avant l'amorce de la descente .
Selon une caractéristique additionnelle de l'installation selon l'invention, le clapet est de forme annulaire.
De ce fait, bien entendu, l'ouverture pratiquée dans le piston racleur est également de forme annulaire. Cette forme est préférée à une classique forme ronde, afin de permettre un remplissage de la cuve d'une plus grande précision.
En effet, avec un clapet en forme de disque, selon la cadence du dosage et la nature du produit dosé, on observe lors de la fermeture dudit clapet, la formation par cavitation d'une poche d'air sous ce dernier, en sorte que l'on n'obtient pas le remplissage total de la cuve. La forme annulaire du clapet permet au produit de passer au travers , et évite ainsi la formation d' une poche d' air .
Selon une autre caractéristique additionnelle de l'installation selon l'invention, le clapet est d'un profil apte à favoriser la circulation du produit dans un sens comme dans l'autre selon le déplacement en ouverture ou en fermeture dudit clapet.
Selon un mode de réalisation particulier de l'installation selon l'invention, le clapet est de section présentant du côté du piston racleur un profil arrondi, et de l'autre côté un profil en angle .
Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, le piston racleur présente une face inférieure concave .
La concavité de cette face inférieure évite la formation d'une poche d'air sous le piston racleur, extérieurement au clapet.
Selon un mode de réalisation particulier, la face inférieure du piston racleur présente une paroi inclinée s'étendant entre l'ouverture et la lèvre périphérique de raclage.
Selon une autre caractéristique additionnelle de l'installation selon l'invention, le dispositif anti-gouttes est amovible, et est constitué de la juxtaposition, face contre face, de plaques, maintenues par un moyen de bridage, et présentant chacune sur au moins l'une de leurs deux faces, des stries ou analogue, parallèles, en sorte que lesdites faces, striées ou non, coopèrent pour créer des canaux parallèles au travers desquels peut passer le produit à doser.
De manière avantageuse, lorsqu'il s'agit de nettoyer le dispositif anti-gouttes , il est aisé de le démonter, de désassembler les plaques et de les faire tremper dans un produit adéquat, et éventuellement de les brosser.
Selon une autre caractéristique additionnelle de l'installation selon l'invention, les stries présentent une section transversale en V.
Selon une autre caractéristique additionnelle de l'installation selon l'invention, les moyens de contrôle de la longueur de la course du piston racleur sont associés à un moyen de pesée des contenants en cours de remplissage de ceux-ci, en vue de permettre une comparaison et un éventuel ajustement des caractéristiques de ladite course.
Selon une autre caractéristique additionnelle de l'installation selon l'invention, le moyen de pesée est intégré à un chemin d' aménage sur lequel se déplacent pas à pas les contenants , au rythme de la production des doses de produit.
Les moyens de pesée ne sont pas utilisés en permanence puisque cela aurait pour conséquence un ralentissement de la cadence du fait du temps nécessaire à la stabilisation de la pesée. Ils sont utilisés en début du processus de remplissage afin de vérifier si la quantité de produit délivré correspond à ce qui a été calculé de manière théorique, en sorte de pouvoir réaliser un ajustement de la course du piston racleur. Par ailleurs, les moyens de pesée peuvent permettre des vérifications en cours du processus de conditionnement, et peuvent, le cas échéant, permettre de rectifier les paramètres de déplacement du piston racleur, en raison, par exemple, d'une baisse d' étanchéité de celui-ci, liée à son usure.
Les avantages et les caractéristiques de l'installation selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif.
Dans le dessin annexé :
Les figures 1 , 2 et 3 représentent des vues schématiques d' une installation de conditionnement à haut débit d'un produit liquide, lors d'étapes successives de son utilisation.
La figure 4 représente une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation particulier d'une pièce de la même installation.
La figure 5 représente une vue en demi-coupe axiale d'une variante du même mode de réalisation.
La figure 6 représente une vue en coupe transversale d'une autre pièce de la même installation.
La figure 7 représente une vue partielle en plan à plus grande échelle d'une partie de la même pièce.
En référence à ces figures 1, 2 et 3, on peut voir une installation 1 pour le conditionnement à haut débit d'un produit liquide P, visqueux ou pâteux, chargé ou non, dans des contenants C.
L' installation 1 comprend un dispositif 2 de dosage et de remplissage des contenants C, ainsi qu'un dispositif 3 d' aménage pas à pas , sous le dispositif 2 , des contenants C .
Le dispositif 3 d' aménage des contenants C comporte un tapis de transfert 30 associé, à la verticale du dispositif 2 de dosage et de remplissage, à un moyen de pesée 31.
Le dispositif 2 de dosage et de remplissage comprend essentiellement une cuve tubulaire 4 dont le fond 40 est équipé d'un moyen de versement 41 muni, de manière connue en soi et non représenté, d'un système anti-gouttes à clapet.
La cuve 4 est surmontée d'une chambre 42 d'un diamètre supérieur à celui de la cuve 4 , et dans laquelle débouche une canalisation 43 d'alimentation en produit P.
On peut voir également que la cuve 4 est associée à un piston racleur 5, apte à se déplacer verticalement en vue de repousser le produit P dans la cuve 4 vers le moyen de versement 41. Le dosage est volumétrique, la quantité de produit étant fonction de la course du piston racleur 5 dans la cuve 4.
Le déplacement du piston racleur 5 est réalisé au moyen d'un système à vérin, non représenté, et piloté par des commandes
d'axe numérique, qui permettent des positionnements, rapides, illimités et répétitifs avec une très grande précision du piston racleur 5.
On peut également voir sur ces figures que le piston racleur 5 comporte une ouverture 50 ainsi qu'un clapet 51 apte à ouvrir ou fermer cette ouverture 50.
Dans ce mode de réalisation, l'ouverture 50 et le clapet 51 sont coaxiaux au piston racleur 5, le clapet 51 étant porté par une tige 52 traversant axialement la tige 53 portant le piston racleur 5 , le déplacement de la tige 52 étant assuré par un vérin, non représenté .
En référence plus précisément à la figure 1, on peut voir que dans une première étape, la cuve 4 et la chambre 42 sont entièrement remplies de produit P, la chambre 42 étant bien entendu équipée de moyens , non représentés , aptes à permettre d'en faire échapper l'air emprisonné.
Comme on peut le voir sur la figure 2, par la descente, selon une course précise prédéterminée du piston racleur 5 dans la cuve 4, on obtient une dose de produit P laquelle passe par le moyen de déversement 41 puis tombe dans un contenant C.
On notera qu' au cours de la descente du piston racleur 5 , la chambre 42 est alimentée par la canalisation 43, et demeure donc remplie de produit P.
En référence maintenant à la figure 3 , on peut voir que l'ouverture 50 du piston racleur 5, qui bien entendu est fermée par le clapet 51 lors de la descente du piston racleur 5, est ouverte lors de la remontée de ce dernier, en sorte que le produit P traverse le piston racleur 5 et remplisse la cuve 4.
De manière avantageuse, du fait de la conception du dispositif 2 de dosage et de remplissage selon l'invention, la cuve 4 est constamment vide d'air, en sorte que le dosage volumétrique est d'une grande précision, contrairement aux installations actuellement connues .
Les contenants C défilent pas à pas sur le moyen d' aménage 3 au rythme de la création de doses de produit P, lesquelles peuvent, selon le volume de chacune d'elles bien entendu, être réalisées successivement dans un mouvement de va et vient du piston racleur, ou bien dans une succession de plusieurs courses en poussée du piston racleur 5 délivrant chacune une dose, suivie d'une remontée de remplissage de la cuve 4.
Le moyen de pesée 31 permet au démarrage du processus de conditionnement, de vérifier que la quantité de produit P délivré par le moyen de versement dans les contenants C correspond à la quantité calculée de manière théorique, dans le cas d'un écart la course du piston racleur est ajustée.
Le moyen de pesée 31 est également utilisé de manière sporadique pour satisfaire aux normes .
Par ailleurs , en cours de fonctionnement, notamment lors d' une grande série, le piston racleur peut s'user et donc être moins étanche, en sorte que la quantité de produit délivré est inférieure à ce qu'elle devrait être. Dans ce cas le contrôle de la quantité de produit délivré par dose, par l'intermédiaire du moyen de pesée, peut permettre d'ajuster la course du piston racleur 5.
En référence maintenant à la figure 4 , on peut voir un mode de réalisation particulier du piston racleur 5, où l'ouverture 50 et le clapet 51 sont de forme annulaire .
Ainsi, le clapet 51 présente un evidement central 54 autorisant la circulation du produit P lors de la fermeture du clapet 51, en sorte d'éviter la formation d'une poche d'air sous le clapet 51 dans le cas où celui-ci présente une forme de disque .
Par ailleurs , on notera le profil particulier du clapet 51 , c'est-à-dire qu'il présente, en section, un bord supérieur 55 de forme arrondie, destiné à venir au contact du piston racleur 5, et un bord inférieur 56 faisant un angle, en sorte d'améliorer la circulation du produit P et de ne pas comporter de surface plate horizontale susceptible de favoriser la création d'une poche d' air .
D'autre part, sur la figure 5, on peut voir dans une variante que le piston racleur 5 présente inférieurement un profil concave destiné à éviter la formation d'une poche d'air. Ainsi, sa face inférieure 57 présente entre l'ouverture 50 et la lèvre périphérique 58 de raclage, une paroi inclinée 59.
En référence maintenant à la figure 6, on peut voir un clapet 6 destiné à équiper le moyen de versement 41 de la cuve 4, non représentés, et muni d'un dispositif anti-gouttes 7.
Ce dispositif anti-gouttes 7 comprend un bâti 70 solidarisable de manière réversible au clapet 6 par l'intermédiaire d'un système de bridage de type connu, comprenant une gorge 60 dans laquelle s'engage le dispositif anti-gouttes 7 par un bord tandis que le bord opposé est bloqué par un élément mobile, non représenté, de type excentrique.
Le bâti 70 se présente sous la forme d'un cadre qui maintient un empilage horizontal de plaques 71, visible également sur la figure 7 , ces plaques 71 comportant chacune sur une face 72 des stries parallèles 73 destinées, en association avec la face opposée 74 de la plaque 71 adjacente, à créer des canaux parallèles 75 disposés dans le sens vertical.
Avantageusement, les stries 73 présentent un profil en V, en sorte que les canaux 75 présentent une section triangulaire, sachant qu'une forme polygonale accroît la rétention par capillarité .
Les plaques 71 peuvent être maintenues juxtaposées par des moyens divers , elles peuvent par exemple comporter des éléments permettant un coulissement transversal dans le cadre 70.
De manière avantageuse, le nettoyage du dispositif anti-gouttes 7 est réalisé aisément, les plaques 71 étant séparées du cadre 70 et lavées individuellement, avant d'être réassemblées.
On notera qu'il est possible d'assembler les plaques 71 face 72 contre face 72, en sorte de mettre les stries 73 en regard deux à deux et de créer ainsi des canaux 75 plus larges, en l'occurrence de section carrée.
On notera également qu' il est possible que les deux aces des plaques 71 soient striées, de manière à multiplier le nombre de canaux .
Claims
REVENDICATIONS
1) Installation pour le conditionnement à haut débit d'un produit liquide, visqueux ou pâteux, chargé ou non, de type comportant une cuve (4) équipée inférieurement d'un moyen de déversement de type à clapet (6) équipé d'un dispositif antigouttes (7) apte à laisser passer des doses dudit produit (P) obtenues sous la poussée d'un piston racleur (5) apte à se déplacer verticalement selon une course, ou une succession de courses, de longueur donnée par l'intermédiaire de moyens de contrôle, ledit piston racleur (5) comportant une valve ou analogue apte, en coordination avec le déplacement dudit piston racleur (5), à s'ouvrir et à se fermer pour permettre le remplissage de la cuve (4) à travers ledit piston racleur (5) , caractérisée en ce que ladite valve comprend une ouverture (50) pratiquée dans ledit piston racleur (5) et un clapet (51) apte à venir fermer par le dessous ladite ouverture (50) en étant manœuvré par l'intermédiaire d'un vérin dont la tige (52) traverse axialement ledit piston racleur (5) .
2) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet (51) est de forme annulaire.
3) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le clapet (51) est d'un profil apte à favoriser la circulation du produit (P) dans un sens comme dans l'autre selon le déplacement en ouverture ou en fermeture dudit clapet (51) .
4) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le clapet (51) est de section présentant du côté du piston racleur (5) un profil arrondi (55), et de l'autre côté un profil en angle (56) .
5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston racleur (5) présente une face inférieure (57) concave.
6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la face inférieure (57) du piston racleur (5) présente une paroi inclinée (59) s' étendant entre l'ouverture (50) et la lèvre périphérique de raclage (58) .
7) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que le dispositif anti-gouttes
(7) est amovible, et est constitué de la juxtaposition, face contre face, de plaques (71) , maintenues par un moyen de bridage, et présentant chacune sur au moins l'une de leurs deux faces (72, 74), des stries (73) ou analogue, parallèles, en sorte que lesdites faces (72, 74), striées ou non, coopèrent pour créer des canaux (75) parallèles au travers desquels peut passer le produit (P) à doser.
8) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les stries (73) présentent une section transversale en V.
9) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que les moyens de contrôle de la longueur de la course du piston racleur (5) sont associés à un moyen (31) de pesée des contenants (C) en cours de remplissage de ceux-ci , en vue de permettre une comparaison et un éventuel ajustement des caractéristiques de ladite course .
10) Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le moyen de pesée est intégré à un chemin d' aménage sur lequel se déplacent pas à pas les contenants , au r thme de la production des doses de produit.
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- 2002-02-22 WO PCT/FR2002/000662 patent/WO2002066327A1/fr not_active Application Discontinuation
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