WO2017077218A1 - Dispositif pour delivrer des quantites dosees de produit liquide ou pateux - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a device for delivering dosed quantities of liquid or pasty product, comprising at least one metering and product delivery equipment which comprises a metering chamber in which a piston is movable back and forth between a position filling in product and a position of expulsion of the product.
  • the liquid or pasty product is a product that generally behaves like a more or less viscous fluid that can be delivered as a liquid or a paste through a nozzle. It is in particular a food product, such as a drink, a yogurt, a compote or the like. However, this product may include pieces embedded in the fluid. These are, for example, pieces of fruit or cereals. These pieces may be solid, such as cereals or dried fruit, or semi-solid, such as undried fruit, marshmallow, or a product having a similar consistency.
  • the metering chamber comprises an inlet and an outlet located at the same end of this chamber, the inlet and the outlet being in turn disengaged and closed with a rotary plug to respectively allow the supply of the chamber when the piston is in the filling position and allow the expulsion of the product when the piston moves towards his expulsion position.
  • the opening of the bushel is necessarily relatively small in size to be completely masked or completely open in turn.
  • the product contains solid or semi-solid pieces, they can get stuck in this opening, either when feeding the chamber or during the expulsion of the product, which poses operational problems. .
  • a liquid product dispenser comprising an assembly of a first and a second piston separated from each other by a separation spring, the second piston forming a cylinder wherein the first piston can move.
  • the set is arranged in a tank.
  • a return spring disposed between the first piston and the outlet of the reservoir, the assembly is moved upwards to allow filling of the metering chamber located under the first piston by an opening of the wall of the cylinder which is then released.
  • the assembly Under the effect of the hydrostatic pressure in the tank, the assembly is then biased downwards to plug this opening. Then, the separation spring moves the first piston away from the second piston, so that the first piston pushes the product to deliver it.
  • This system is complicated to implement because the stiffness and the relative races of the two pistons must be chosen carefully. It also requires adjusting and varying the hydrostatic pressure in the tank using a pressurizing gas, to allow the recovery of all the two pistons after the delivery of the product, then the descent of this set after the filling of the metering chamber, even though this filling has in principle caused a decrease in the pressure in the tank.
  • the volume of product to be distributed is not modifiable since the stroke of the springs is not easily modifiable.
  • this device can not be used to deliver a highly viscous product or containing pieces, because a such a product could harm the elasticity of the springs by locking between their turns. Finally, it is difficult to ensure proper cleaning of the device, in particular the springs.
  • the invention aims to provide a device for metering a product of the aforementioned type, free in all or part of the disadvantages of the state of the art mentioned above.
  • the present disclosure relates to a device for delivering dosed quantities of liquid or pasty product, comprising at least one metering and product delivery equipment which comprises a metering chamber in which a piston is movable back and forth between a filling position produced by a supply opening and a product expulsion position by a product outlet, the dosing chamber being at least partly defined in a cylinder having the feed opening and in which the piston moves, the cylinder being disposed in a product reservoir and itself being movable back and forth between an open position in which a supply opening is disengaged and a closed position in which the opening of supply is closed off, the piston comprising a head carried by a control rod which passes into an extension of the cylinder and which is connected to a movement mechanism of piston capable of being controlled to cause the displacement of the piston back and forth.
  • the kinematics of the device is extremely simple, since both the piston and the cylinder move axially in translation back and forth, to allow the supply opening of the cylinder and, therefore, the dosing chamber. alternatively cleared and closed.
  • This opening may have large dimensions, depending on the position reached by the cylinder in the open position.
  • the volume of the metering chamber can be adjusted by changing the piston displacement stroke.
  • the cylinder is connected by an arm to a cylinder displacement mechanism, able to be controlled to cause the movement of the cylinder back and forth.
  • the dimensions of the opening can be easily adjusted by changing the stroke of the movement back and forth of the cylinder.
  • the risk that pieces get stuck in the opening is extremely low.
  • these would be easily sheared when the cylinder is moved to its closed position, so that they would not permanently block the opening.
  • the latter communicates, on the side opposite the piston, with a product outlet, which allows the evacuation of the product from the metering chamber.
  • the above-mentioned rod and arm may extend partially into the reservoir; these elements can be formed by parts having a simple geometry and therefore be easy to clean.
  • the rod extends away from the product outlet.
  • the arm extends away from the product outlet.
  • the equipment comprises a first sealing surface secured to the reservoir and the cylinder has a second sealing surface, the first and second closure surfaces cooperating with each other in the closed position to close the opening and being spaced apart. one of the other in the open position.
  • the supply opening is formed or disengaged due to the spacing between the sealing surfaces.
  • the second sealing surface is located at one end of the cylinder.
  • the cylinder carries at least one guide member cooperating with a guiding surface integral with the reservoir during movements of the cylinder between its open and closed positions.
  • the guide member is formed by at least one extension of the second sealing surface.
  • the metering chamber further comprises a cavity, integral with the reservoir and located in the continuity of the cylinder.
  • the feed opening is formed, in the open position of the cylinder, between the cylinder and an edge of the cavity.
  • the first sealing surface is formed on an inner surface of the cavity.
  • the metering chamber has a product outlet equipped with an outlet valve.
  • the product outlet is disposed at one end of the cavity.
  • FIG. 1 is an axial section of an equipment according to the invention, showing the situation at the beginning of the filling phase of the cylinder product;
  • FIG. 2 is a view similar to that of Figure 1, showing the situation during the filling of the cylinder product;
  • FIG. 3 is a view similar to that of Figures 1 and 2, showing the situation at the beginning of the expulsion phase of the product after filling the cylinder;
  • Figure 4 is a view similar to that of Figures 1 to 3, showing the situation towards the end of the expulsion phase of the product.
  • the figures show a device for delivering quantities of liquid or pasty product, which comprises a reservoir 10, fed with the product to be metered by an inlet 12.
  • this reservoir supported by a support plate 14, to which it is fixed in this case, the reservoir is delimited between an upper plate 18 fixed to the support rods 16, a lower plate 20 which carries an outlet nozzle 22 for the product and a side wall 23 which extends between the plates 18 and 20.
  • the plate 20 has an opening 20A, in which the outlet of the tank 10 is formed and which communicates with the outlet nozzle 22.
  • the cylinder 24 is aligned with this opening .
  • a piston 26 Inside the reservoir is a cylinder 24 in which a piston 26 is movable back and forth.
  • the piston 26 comprises a rod 26A which passes into an extension of the cylinder; in this case, the rod passes through a tubular extension 24B of the cylinder 24. In this case, this tubular extension 24B through a bore 18A of the upper plate 18, to slide in a sliding bearing 28 disposed in this opening 18A .
  • the piston 26 also has a head 26B, carried by the rod 26A and able to slide against the inner cylinder wall 24A of the cylinder 24.
  • the rod 26A has an internal bore 26 ⁇ whose end remote from the cylinder is connected to the ambient air by one or more openings 26'B while the other end, located in the cylinder behind the head 26B, is connected to the internal space of the cylinder 24 by one or more holes 26'B.
  • the position "behind” is appreciated here as opposed to the direction of advancement of the head 26B of the piston inside the cylinder 24 in the direction F expulsion of the product contained in this cylinder.
  • a clearance may be provided between the outer surface of the rod and the inner surface of the tubular extension 24B of the cylinder in which it slides.
  • the space in which the reference point of reference 24B in FIG. 1 points may be formed by one or more longitudinal grooves intended to balance the pressure between the inside and the outside of the cylinder, on the opposite side to the head 26B of the piston 26.
  • the rod 26A of the piston is connected to a piston movement mechanism M, carried in this case by the support plate 14 and adapted to cause the displacement of this rod back and forth.
  • This mechanism M can be of any known type that can be controlled by a control unit; for example, this mechanism may be an electric motor belt or worm, or a cylinder.
  • the piston is axially movable back and forth in the direction F expulsion of the product from the piston (in this case downwards) and in the direction G of withdrawal of the piston in the cylinder (in the species upwards) allowing a supply of the cylinder product.
  • the rod 26A of the piston passes through the tubular extension 24B of the cylinder
  • this tubular extension 24B is carried by an arm 30, itself in this case connected to the support plate 14 by a reciprocating cylinder movement mechanism 33.
  • this mechanism comprises a jack whose rod 32 is connected to the arm 30 and whose body 34 is carried by the support plate 14. It is for example a hydraulic cylinder or compressed air.
  • any other reciprocating means that can be controlled by a control unit could be envisaged such as, for example, an electric motor belt or worm.
  • the cylinder 24 is also movable axially back and forth respectively in the directions F and G previously mentioned.
  • the arm 30 is attached to the tubular extension 24B of the cylinder. It could be rigidly connected to any other part of the cylinder.
  • FIG. 1 shows a situation in which the piston occupies a position of expelling the product from the cylinder, its head 26B being located at the end of the cylinder opposite to the arm 30.
  • the cylinder 24 is meanwhile in an open position in which an opening 36 for supplying the cylinder is disengaged. More specifically, this opening is formed at the end 24 'of the cylinder 24 opposite the tubular extension 24B and the arm 30. It can be seen in FIG. 1 that this end 24' is spaced from the plate 20, which releases the opening 36 and thus allows the passage of the product in the outlet nozzle 22.
  • the piston has reached the filling position of the cylinder product, the position in which it is farthest from the end 24 'of the cylinder.
  • this cylinder has itself moved in the direction F to reach its closed position in which the feed opening 36 of the cylinder is closed.
  • the metering chamber 38 is closed.
  • This chamber comprises a first portion 38A formed by the internal volume of the cylinder located between its end 24 ⁇ and the head 26B of the piston, and a second portion 38B formed in a cavity 40 which is integral with the reservoir.
  • this cavity 40 is formed in a portion of the outlet nozzle 22.
  • the cylinder 24 is aligned with the opening 20A of the plate 20, so that the cavity 40 is located in the continuity of the cylinder.
  • the outlet nozzle 22 comprises an outlet valve 42, for example formed by a membrane or by any other appropriate means.
  • this valve 42 is closed. It opens from the moment when the feed opening 36 of the cylinder product has been closed, that is to say when, the piston having reached its filling position, the cylinder reaches its closed position shown on Figure 3.
  • the valve 42 is open, and the piston is being moved in the direction F, to its position of expulsion of the product out of the cylinder.
  • the volume of product dosed in the metering chamber 38 is then expelled from this chamber by the outlet nozzle 22, for example to fill the containers such as yoghurt pots or the like.
  • the volume of dosed product corresponds to the internal volume of the first portion 38A of the metering chamber defined, inside the cylinder, by the stroke of the piston.
  • each dosage cycle comprises successively the following operations:
  • actuations of the various mechanisms necessary for carrying out this cycle in particular the opening control of the valve 42, the mechanism M of displacement of the piston and the mechanism 33 of movement of the cylinder, can be controlled and synchronized by a control unit such as an electronic control unit ECU, programmed to control the sequence of operations mentioned above.
  • a control unit such as an electronic control unit ECU, programmed to control the sequence of operations mentioned above.
  • the ECU can act directly on these mechanisms, that is to say give them on / off instructions.
  • the use of a control unit ensures these cycles of sequences at high rates.
  • FIGS. 3 and 4 it can be seen that the opening 36 (visible in FIGS. 1 and 2) is closed by the cooperation between a first sealing surface 40A integral with the reservoir 10 and a second surface.
  • the first closure surface 40A is formed by an inner cylindrical surface portion of the cavity 40
  • the second closure surface 24C is formed by a cylindrical portion the outer periphery of the cylinder 24, near its end 24 '.
  • FIGS. 3 and 4 show that these two surfaces cooperate with each other by shear because they are in axial overlap and in sliding contact or almost in sliding contact, to close the opening 36.
  • these sealing surfaces are spaced from each other and the opening 36 is thus formed.
  • Axially oriented and axially cooperating closure surfaces have the advantage of effectively closing the opening 36 at very high cylinder displacement rates without having to stop at a precise position, but it would of course be possible to envisage that the sealing surfaces have a component perpendicular to the axis A of displacement of the piston and the cylinder.
  • the cylinder 24 carries guide members 44 cooperating with a guide surface integral with the reservoir.
  • this guide surface is formed on the inner cylindrical surface 40B of the cavity 40.
  • the first sealing surface 40A previously mentioned and the guide surface 40B form a single surface.
  • the cylinder carries several guide members 44 formed by extensions of the second closure surface 24C above. These extensions form in a way legs that extend the cylinder beyond its edge 24 '.
  • the tabs can be widely spaced from each other, so that, when the opening 36 is formed, the passages 37 of large section are formed between the tabs 44, which allows to feed quickly the metering chamber even if the product is very viscous, or if it comprises more or less solid pieces.
  • these tabs or extensions 44 cooperate permanently with the guide surface 40A, 40B, since we see that they are in axial overlap with this surface as well when the cylinder is in its open position (see figures 1 and 2) only when in its closed position (see Figures 3 and 4).
  • the guide member in the sense of the present disclosure would be formed by an axial surface of the cylinder in the vicinity of its end 24 ', for example its external axial surface, and the guide surface would be formed by an axial surface of the extensions. , for example their internal axial surface.
  • the reservoir comprises an outlet nozzle 22 which is attached to the pierced plate 20.
  • the outlet 22 'of this nozzle thus forms a product outlet for the metering chamber.
  • This outlet 22 ' disposed at the end of the cavity 40 opposite the cylinder 24, is equipped with the valve 42, downstream of which is an outlet nozzle (not shown).
  • the device of the invention may comprise one or more dosing and product delivery equipment. If it comprises several devices, their respective cylinders can of course be arranged in the same tank or in separate tanks. Moreover, if there is more equipment, they can be carried by the same support plate 14 or by different plates; a same arm 30 and a same mechanism 33 may be provided for carrying and moving their respective cylinders, or they may each have their cylinder support arm and their cylinder moving mechanism; the same mechanism M can be used to move their respective pistons, or they can each have their piston movement mechanism.
  • a common support arm for the various cylinders this arm being disposed in a common reservoir and rigidly connected to a control rod which leaves the common reservoir to be connected to the cylinder displacement mechanism. The axial bearing for guiding the translation of the rolls can cooperate with this control rod.
  • the rods of these pistons can be linked to the same piston support arm, the arm being moved back and forth by the movement mechanism.
  • upstream guiding means such as a surface cooperating with the cylinder support arm 30, to guide the movement of this arm back and forth.
  • the upstream guide surface is formed on a guide rod, carried by a stationary element, for example by the support plate 14, and passing through a hole in the arm 30.
  • This guide surface can in particular be used when the arm is common to several cylinders, as explained below. It can also promote the guidance of the piston. In particular, the same guide rod can be used to guide the movement of the piston support arm, when present.
  • the cylinder may be fully disposed in the tank or only partially disposed in the tank. It suffices that the opening 36 formed in the open position of the cylinder can be fed with product located in the reservoir.

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Abstract

Le dispositif comprend au moins un équipement comportant une chambre de dosage (38) dans laquelle un piston (26) est mobile en va-et- vient entre une position de remplissage et une position d'expulsion. La chambre de dosage est au moins en partie délimitée dans un cylindre (24), dans lequel le piston se déplace, qui est disposé dans un réservoir (10) et qui est lui-même mobile en va-et-vient entre une position ouverte dans laquelle une ouverture d'alimentation (36) du cylindre est dégagée et une position fermée dans laquelle l'ouverture d'alimentation est obturée. Le piston est relié à un mécanisme de déplacement en va-et-vient commandé.

Description

Dispositif pour délivrer des quantités dosées de produit liquide ou pâteux
Le présent exposé concerne un dispositif pour délivrer des quantités dosées de produit liquide ou pâteux, comprenant au moins un équipement de dosage et de délivrance de produit qui comporte une chambre de dosage dans laquelle un piston est mobile en va-et-vient entre une position de remplissage en produit et une position d'expulsion du produit.
Au sens du présent exposé, le produit liquide ou pâteux est un produit se comportant globalement comme un fluide plus ou moins visqueux et pouvant être délivré comme un liquide ou une pâte, par une buse. Il s'agit en particulier d'un produit alimentaire, tel qu'une boisson, un yaourt, une compote ou analogue. Cependant, ce produit peut comporter des morceaux englobés dans le fluide. Il s'agit par exemple de morceaux de fruits ou de céréales. Ces morceaux peuvent être solides, tels que des céréales ou des fruits séchés, ou bien semi-solides, tels que des fruits non séchés, de la guimauve, ou un produit ayant une consistance analogue.
Un dispositif de ce type est connu, par exemple par la demande de brevet français n° 2 945 798. Dans ce dispositif connu, la chambre de dosage comprend une entrée et une sortie situées à la même extrémité de cette chambre, l'entrée et la sortie étant tour à tour dégagées et obturées à l'aide d'un boisseau rotatif pour, respectivement, permettre l'alimentation de la chambre lorsque le piston est en position de remplissage et permettre l'expulsion du produit lorsque le piston se déplace vers sa position d'expulsion.
Ce dispositif connu donne globalement satisfaction, mais il présente une cinématique quelque peu particulière, nécessitant de combiner et de synchroniser le mouvement de translation en va-et-vient du piston et du mouvement rotatif du boisseau. De plus, son utilisation s'avère parfois délicate lorsqu'il s'agit de doser certains types de produits, en particulier des produits ayant une viscosité élevée ou comportant des morceaux solides ou semi-solides de dimensions relativement importantes, en particulier ayant des dimensions diamétrales maximales de l'ordre du centimètre. En effet, pour un produit de viscosité élevée, l'admission du produit par l'ouverture du boisseau lorsqu'elle est en regard de l'entrée de la chambre, et son expulsion par cette ouverture lorsqu'elle est en regard de la sortie de la chambre, peut parfois être difficilement opérable à des cadences élevées, si les dimensions de cette ouverture ne sont pas assez importantes. Or, dans le cas d'un boisseau rotatif, l'ouverture du boisseau est nécessairement de taille relativement réduite pour pouvoir être tour à tour totalement masquée ou totalement ouverte. De plus, lorsque le produit contient des morceaux solides ou semi-solides, ceux-ci peuvent se coincer dans cette ouverture, soit lors d'alimentation de la chambre, soit lors de l'expulsion du produit, ce qui pose des problèmes de fonctionnement.
II existe donc un besoin d'amélioration du dispositif du type précité, facilitant la délivrance, non seulement de produit liquide ou peu visqueux, mais encore de produits très visqueux, ou bien comportant des morceaux.
Par ailleurs, la demande de brevet US 2010/0072229 divulgue un distributeur de produit liquide comprenant un ensemble d'un premier et d'un second piston séparés l'un de l'autre par un ressort de séparation, le second piston formant un cylindre dans lequel le premier piston peut se déplacer. L'ensemble est disposé dans un réservoir. Sous l'effet d'un ressort de rappel disposé entre le premier piston et la sortie du réservoir, l'ensemble est déplacé vers le haut pour permettre le remplissage de la chambre de dosage située sous le premier piston par une ouverture de la paroi du cylindre qui est alors dégagée. Sous l'effet de la pression hydrostatique dans le réservoir, l'ensemble est alors sollicité vers le bas pour boucher cette ouverture. Ensuite, le ressort de séparation écarte le premier piston du second piston, de sorte que le premier piston repousse le produit pour le délivrer.
Ce système est compliqué à mettre en œuvre car les raideurs et les courses relatives des deux pistons doivent être choisies avec soin. Il nécessite en outre de régler et faire varier la pression hydrostatique dans le réservoir à l'aide d'un gaz de pressurisation, pour permettre la remontée de l'ensemble des deux pistons après la délivrance du produit, puis la redescente de cet ensemble après le remplissage de la chambre de dosage, alors même que ce remplissage a en principe provoqué une diminution de la pression dans le réservoir. En outre, le volume de produit devant être distribué n'est pas modifiable puisque la course des ressorts n'est pas aisément modifiable. De plus, ce dispositif n'est pas utilisable pour délivrer un produit très visqueux ou contenant des morceaux, car un tel produit pourrait nuire à l'élasticité des ressorts en se bloquant entre leurs spires. Enfin, il est difficile d'assurer le nettoyage correct du dispositif, en particulier des ressorts.
L'invention vise à proposer un dispositif pour doser un produit du type précité, exempt en tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique précité.
Ainsi, le présent exposé concerne un dispositif pour délivrer des quantités dosées de produit liquide ou pâteux, comprenant au moins un équipement de dosage et de délivrance de produit qui comporte une chambre de dosage dans laquelle un piston est mobile en va-et-vient entre une position de remplissage en produit par une ouverture d'alimentation et une position d'expulsion du produit par une sortie de produit, la chambre de dosage étant, au moins en partie, délimitée dans un cylindre présentant l'ouverture d'alimentation et dans lequel le piston se déplace, le cylindre étant disposé dans un réservoir de produit et étant lui-même mobile en va-et-vient entre une position ouverte dans laquelle une ouverture d'alimentation est dégagée et une position fermée dans laquelle l'ouverture d'alimentation est obturée, le piston comprenant une tête portée par une tige de commande qui passe dans une extension du cylindre et qui est reliée à un mécanisme de déplacement de piston apte à être commandé pour provoquer le déplacement du piston en va-et-vient.
Ainsi, la cinématique du dispositif est extrêmement simple, puisque aussi bien le piston que le cylindre se déplacent axialement en translation en va-et-vient, pour permettre que l'ouverture d'alimentation du cylindre et, donc, de la chambre de dosage, soit alternativement dégagée et fermée. Cette ouverture peut avoir de grandes dimensions, en fonction de la position atteinte par le cylindre en position ouverte. De plus, le volume de la chambre de dosage peut être réglé en modifiant la course de déplacement du piston.
Optionnellement, le cylindre est relié par un bras à un mécanisme de déplacement de cylindre, apte à être commandé pour provoquer le déplacement du cylindre en va-et-vient.
Les dimensions de l'ouverture peuvent être facilement réglées en modifiant la course du déplacement en va-et-vient du cylindre. Le risque que des morceaux se coincent dans l'ouverture est donc extrêmement faible. De plus, même si des morceaux venaient à se coincer, ceux-ci seraient aisément cisaillés lorsque le cylindre est déplacé dans sa position fermée, de sorte qu'ils ne bloqueraient pas durablement l'ouverture. Au moins dans la position fermée du cylindre, ce dernier communique, du côté opposé au piston, avec une sortie de produit, qui permet l'évacuation du produit hors de la chambre de dosage.
La tige et le bras précités peuvent s'étendre en partie dans le réservoir ; ces éléments peuvent être formés par des pièces ayant une géométrie simple et donc être faciles à nettoyer.
Optionnellement, la tige s'étend à l'opposé de la sortie de produit. Optionnellement, le bras s'étend à l'opposé de la sortie de produit.
Optionnellement, l'équipement comporte une première surface d'obturation solidaire du réservoir et le cylindre présente une deuxième surface d'obturation, les première et deuxième surfaces d'obturation coopérant entre elles dans la position fermée pour obturer l'ouverture et étant écartées l'une de l'autre dans la position ouverte.
Dans la position ouverte, l'ouverture d'alimentation est ménagée ou dégagée du fait de l'écartement entre les surfaces d'obturation.
Optionnellement, la deuxième surface d'obturation est située à une extrémité du cylindre.
Optionnellement, le cylindre porte au moins un organe de guidage coopérant avec une surface de guidage solidaire du réservoir lors des déplacements du cylindre entre ses positions ouverte et fermée.
Optionnellement, l'organe de guidage est formé par au moins une extension de la deuxième surface d'obturation.
Optionnellement, la chambre de dosage comprend, en outre, une cavité, solidaire du réservoir et située dans la continuité du cylindre.
Optionnellement, l'ouverture d'alimentation est ménagée, dans la position ouverte du cylindre, entre le cylindre et un bord de la cavité.
Optionnellement, la première surface d'obturation est formée sur une surface interne de la cavité.
Optionnellement, la chambre de dosage présente une sortie de produit équipée d'une vanne de sortie.
Optionnellement, la sortie de produit est disposée à une extrémité de la cavité.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une coupe axiale d'un équipement conforme à l'invention, montrant la situation au début de la phase de remplissage du cylindre en produit ;
- la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, montrant la situation au cours du remplissage du cylindre en produit ;
- la figure 3 est une vue analogue à celle des figures 1 et 2, montrant la situation au début de la phase d'expulsion du produit après le remplissage du cylindre ; et
- la figure 4 est une vue analogue à celle des figures 1 à 3, montrant la situation vers la fin de la phase d'expulsion du produit.
Les figures montrent un dispositif pour délivrer des quantités de produit liquide ou pâteux, qui comprend un réservoir 10, alimenté en produit à doser par une entrée 12. En l'espèce, ce réservoir supporté par une plaque de support 14, à laquelle il est fixé (par exemple en étant suspendu) par des tiges 16. En l'espèce, le réservoir est délimité entre une plaque supérieure 18 fixée aux tiges de support 16, une plaque inférieure 20 qui porte un embout de sortie 22 pour le produit et une paroi latérale 23 qui s'étend entre les plaques 18 et 20. La plaque 20 présente une ouverture 20A, dans laquelle est formée la sortie du réservoir 10 et qui communique avec l'embout de sortie 22. Le cylindre 24 est aligné avec cette ouverture.
A l'intérieur du réservoir est disposé un cylindre 24 dans lequel un piston 26 est mobile en va-et-vient. Le piston 26 comprend une tige 26A qui passe dans une extension du cylindre ; en l'espèce, la tige passe à travers une extension tubulaire 24B du cylindre 24. En l'espèce, cette extension tubulaire 24B traverse un perçage 18A de la plaque supérieure 18, pour pouvoir coulisser dans un palier glissant 28 disposé dans cette ouverture 18A. Le piston 26 présente également une tête 26B, portée par la tige 26A et apte à coulisser contre la paroi cylindre interne 24A du cylindre 24. En l'espèce, la tige 26A présente un perçage interne 26Ά dont une extrémité éloignée du cylindre est reliée à l'air ambiant par une ou plusieurs ouvertures 26'B tandis que l'autre extrémité, située dans le cylindre en arrière de la tête 26B, est reliée à l'espace interne du cylindre 24 par un ou plusieurs perçages 26'B. La position "en arrière" s'apprécie ici par opposition à la direction d'avancement de la tête 26B du piston à l'intérieur du cylindre 24 dans le sens F d'expulsion du produit contenu dans ce cylindre. En variante, un jeu peut être ménagé entre la surface externe de la tige et la surface interne de l'extension tubulaire 24B du cylindre dans laquelle elle coulisse. Ainsi, l'espace dans lequel point le trait d'attache de la référence 24B sur la figure 1 peut être formé par une ou plusieurs rainures longitudinales visant à équilibrer la pression entre l'intérieur et l'extérieur du cylindre, du côté opposé à la tête 26B du piston 26.
La tige 26A du piston est reliée à un mécanisme de déplacement de piston M, porté en l'espèce par la plaque de support 14 et apte à provoquer le déplacement de cette tige en va-et-vient. Ce mécanisme M peut être de tout type connu pouvant être commandé par une unité de commande ; par exemple, ce mécanisme peut être un moteur électrique à courroie ou à vis sans fin, ou encore un vérin. Ainsi, le piston est axialement mobile en va-et-vient dans le sens F d'expulsion du produit hors du piston (en l'espèce vers le bas) et dans le sens G de retrait du piston dans le cylindre (en l'espèce vers le haut) permettant une alimentation du cylindre en produit.
La tige 26A du piston traverse l'extension tubulaire 24B du cylindre
24. On voit que cette extension tubulaire 24B est portée par un bras 30, lui-même relié en l'espèce à la plaque de support 14 par un mécanisme de déplacement de cylindre en va-et-vient 33. En l'espèce, ce mécanisme comprend un vérin dont la tige 32 est reliée au bras 30 et dont le corps 34 est porté par la plaque de support 14. Il s'agit par exemple d'un vérin hydraulique ou à air comprimé. Bien entendu, tout autre moyen de déplacement en va-et-vient pouvant être commandé par une unité de commande serait envisageable tel que, par exemple, un moteur électrique à courroie ou à vis sans fin. Grâce à ce mécanisme, le cylindre 24 est également déplaçable axialement en va-et-vient, respectivement dans les sens F et G précédemment évoqués. En l'espèce, le bras 30 est attaché à l'extension tubulaire 24B du cylindre. Il pourrait être rigidement lié à toute autre partie du cylindre. En l'espèce, le bras 30 est extérieur au réservoir, car l'extension tubulaire 24B sort elle-même du réservoir. Cependant, le bras pourrait être disposé en partie à l'intérieur du réservoir. La figure 1 montre une situation dans laquelle le piston occupe une position d'expulsion du produit hors du cylindre, sa tête 26B étant située à l'extrémité du cylindre opposé au bras 30. Sur cette figure 1, le cylindre 24 est quant à lui dans une position ouverte dans laquelle une ouverture 36 d'alimentation du cylindre est dégagée. Plus précisément, cette ouverture est ménagée à l'extrémité 24' du cylindre 24 opposée à l'extension tubulaire 24B et au bras 30. On voit en effet sur la figure 1 que cette extrémité 24' est écartée de la plaque 20, ce qui dégage l'ouverture 36 et permet donc le passage du produit dans l'embout de sortie 22.
Sur la figure 2, le cylindre 24 est resté dans la même position que sur la figure 1, mais le piston 26 a commencé à se déplacer dans le sens G, vers sa position de remplissage. On comprend que, au cours de ce déplacement, le produit passant par l'ouverture 36 pénètre dans le cylindre par son extrémité 24' qui est ouverte.
Sur la figure 3, le piston a atteint la position de remplissage du cylindre en produit, position dans laquelle il est le plus éloigné de l'extrémité 24' du cylindre. Cependant, ce cylindre s'est lui-même déplacé dans le sens F pour atteindre sa position fermée dans laquelle l'ouverture 36 d'alimentation du cylindre est fermée. A ce stade, la chambre de dosage 38 est fermée. Cette chambre comprend une première portion 38A formée par le volume interne du cylindre situé entre son extrémité 24Ά et la tête 26B du piston, et une deuxième portion 38B formée dans une cavité 40 qui est solidaire du réservoir. En l'espèce, cette cavité 40 est formée dans une portion de l'embout de sortie 22. Ainsi qu'on l'a indiqué, le cylindre 24 est aligné avec l'ouverture 20A de la plaque 20, de sorte que la cavité 40 est située dans la continuité du cylindre.
L'embout de sortie 22 comprend une vanne de sortie 42, par exemple formée par une membrane ou par tout autre moyen approprié. Lors de la phase d'alimentation du cylindre en produit représenté sur les figures 1 et 2, cette vanne 42 est fermée. Elle s'ouvre à partir du moment où l'ouverture 36 d'alimentation du cylindre en produit a été fermée, c'est- à-dire lorsque, le piston ayant atteint sa position de remplissage, le cylindre atteint sa position fermée représentée sur la figure 3. Ainsi, sur la figure 4, la vanne 42 est ouverte, et le piston est en cours de déplacement dans le sens F, vers sa position d'expulsion du produit hors du cylindre. Le volume de produit dosé dans la chambre de dosage 38 est donc alors expulsé de cette chambre par l'embout de sortie 22, par exemple pour remplir les récipients tels que des pots de yaourt ou analogue. Le volume de produit dosé correspond au volume interne de la première portion 38A de la chambre de dosage défini, à l'intérieur du cylindre, par la course du piston.
Une fois que le produit dosé dans cette portion 38A a été totalement expulsé par l'embout de sortie 22 dont la vanne 42 est ouverte, c'est-à-dire une fois que la tête 26A du piston a atteint sa position extrême représentée à la figure 1 alors que le cylindre est dans cette position fermée représentée à la figure 4, la vanne 42 est fermée et un nouveau cycle peut commencer.
Ainsi, chaque cycle de dosage comprend successivement les opérations suivantes :
- fermeture de la vanne 42 ;
- déplacement du cylindre et du piston dans le sens G, jusqu'à ce que le cylindre ait atteint sa position ouverte et que le piston ait atteint sa position de remplissage ;
- déplacement du cylindre dans sa position fermée, alors que le piston reste dans sa position de remplissage ;
- ouverture de la vanne 42 ;
- déplacement du piston dans le sens F jusqu'à atteindre sa position d'expulsion du produit hors du cylindre.
Bien entendu, les actionnements des différents mécanismes nécessaires à la réalisation de ce cycle, en particulier la commande d'ouverture de la vanne 42, le mécanisme M de déplacement du piston et le mécanisme 33 de déplacement du cylindre, peuvent être commandés et synchronisés par une unité de commande telle qu'une unité de commande électronique ECU, programmée pour commander la séquence d'opérations évoquée ci-dessus. S'agissant du mécanisme M de déplacement du piston et du mécanisme 33 de déplacement du cylindre, l'ECU peut agir directement sur ces mécanismes, c'est-à-dire leur donner des instructions marche/arrêt. Le recours à une unité de commande permet d'assurer ces cycles de séquences à des cadences élevées.
Sur les figures 3 et 4, on voit que l'ouverture 36 (visible sur les figures 1 et 2) est obturée par la coopération entre une première surface d'obturation 40A solidaire du réservoir 10 et une deuxième surface d'obturation 24C solidaire du cylindre 24. En l'espèce, la première surface d'obturation 40A est formée par une partie de surface cylindrique interne de la cavité 40, tandis que la deuxième surface d'obturation 24C est formée par une partie cylindrique de la périphérie externe du cylindre 24, proche de son extrémité 24'. On voit sur les figures 3 et 4 que ces deux surfaces coopèrent entre elles par cisaillement, car elles sont en recouvrement axial et en contact de glissement ou quasiment en contact de glissement, pour fermer l'ouverture 36. En revanche, sur les figures 1 et 2, ces surfaces d'obturation sont écartées l'une de l'autre et l'ouverture 36 est ainsi ménagée. Des surfaces d'obturation orientées axialement et coopérant axialement comme dans l'exemple représenté ont l'avantage de fermer efficacement l'ouverture 36 à des cadences de déplacement du cylindre très élevées sans devoir buter sur une position précise, mais on pourrait bien entendu prévoir que les surfaces d'obturation aient une composante perpendiculaire à l'axe A de déplacement du piston et du cylindre.
On voit également sur les figures que le cylindre 24 porte des organes de guidage 44 coopérant avec une surface de guidage solidaire du réservoir. En l'espèce, cette surface de guidage est formée sur la surface cylindrique interne 40B de la cavité 40. Ainsi, en l'espèce, la première surface d'obturation 40A précédemment évoquée et la surface de guidage 40B forment une seule et même surface. En l'espèce, le cylindre porte plusieurs organes de guidage 44 formés par des extensions de la deuxième surface d'obturation 24C précitée. Ces extensions forment en quelque sorte des pattes qui prolongent le cylindre au-delà de son bord 24'. On voit que les pattes peuvent être très espacées l'une de l'autre, de sorte que, lorsque l'ouverture 36 est ménagée, les passages 37 de section importante soient ménagés entre les pattes 44, ce qui permet d'alimenter rapidement la chambre de dosage même si le produit est très visqueux, ou si celui-ci comprend des morceaux plus ou moins solides.
En l'espèce, ces pattes ou extensions 44 coopèrent en permanence avec la surface de guidage 40A, 40B, puisque l'on voit qu'elles sont en recouvrement axial avec cette surface aussi bien lorsque le cylindre est dans sa position ouverte (voir figures 1 et 2) que lorsqu'il est dans sa position fermée (voir figures 3 et 4). Bien entendu, on pourrait inverser la configuration représentée, en réalisant les pattes comme des extensions de la paroi de la cavité 40, pénétrant dans le cylindre. Dans ce cas, l'organe de guidage au sens du présent exposé serait formé par une surface axiale du cylindre au voisinage de son extrémité 24', par exemple sa surface axiale externe, et la surface de guidage serait formée par une surface axiale des extensions, par exemple leur surface axiale interne.
Comme on l'a indiqué, le réservoir comporte un embout de sortie 22 qui est rapportée sur la plaque percée 20. La sortie 22' de cet embout forme ainsi une sortie de produit pour la chambre de dosage. Cette sortie 22', disposée à l'extrémité de la cavité 40 opposée au cylindre 24, est équipée de la vanne 42, en aval de laquelle se trouve une buse de sortie (non représentée).
Le dispositif de l'invention peut comprendre un ou plusieurs équipements de dosage et de délivrance de produit. S'il comporte plusieurs équipements, leurs cylindres respectifs peuvent bien entendu être disposés dans le même réservoir ou dans des réservoirs distincts. Par ailleurs, s'il y a plusieurs équipements, ils peuvent être portés par une même plaque de support 14 ou par des plaques différentes ; un même bras 30 et un même mécanisme 33 peuvent être prévus pour porter et déplacer leurs cylindres respectifs, ou bien ils peuvent avoir chacun leur bras de support de cylindre et leur mécanisme de déplacement de cylindre ; un même mécanisme M peut servir à déplacer leurs pistons respectifs, ou bien ils peuvent avoir chacun leur mécanisme de déplacement de piston. On peut par exemple avoir un bras de support commun aux différents cylindres, ce bras étant disposé dans un réservoir commun et lié rigidement à une tige de commande qui sort du réservoir commun pour être reliée au mécanisme de déplacement de cylindre. Le palier axial de guidage de la translation des cylindres peut coopérer avec cette tige de commande. De même, lorsqu'on utilise un mécanisme de déplacement commun pour plusieurs pistons, les tiges de ces pistons peuvent être liés à un même bras de support de piston, ce bras étant déplacé en va-et-vient par le mécanisme de déplacement.
On peut en outre prévoir des moyens de guidage amont, tels qu'une surface coopérant avec le bras de support de cylindre 30, pour guider le déplacement de ce bras en va-et-vient. Par exemple, cette surface de guidage amont est formée sur une tige de guidage, portée par un élément stationnaire, par exemple par la plaque de support 14, et passant dans un perçage du bras 30. Cette surface de guidage peut notamment être utilisée lorsque le bras est commun à plusieurs cylindres, comme expliqué ci-dessous. Elle peut également favoriser le guidage du piston. En particulier, la même tige de guidage peut être utilisée pour guider le déplacement du bras de support de piston, lorsqu'il est présent.
Au sens du présent exposé, le cylindre peut être intégralement disposé dans le réservoir ou bien n'être que partiellement disposé dans le réservoir. Il suffit que l'ouverture 36 ménagé dans la position ouverte du cylindre puisse être alimentée en produit situé dans le réservoir.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour délivrer des quantités dosées de produit liquide ou pâteux, comprenant au moins un équipement de dosage et de délivrance de produit qui comporte une chambre de dosage (38) dans laquelle un piston (26) est mobile en va-et-vient entre une position de remplissage en produit par une ouverture d'alimentation (36) et une position d'expulsion du produit par une sortie de produit (220, 'a chambre de dosage étant, au moins en partie, délimitée dans un cylindre (24) présentant l'ouverture d'alimentation (36) et dans lequel le piston se déplace, le cylindre étant disposé dans un réservoir (10) de produit et étant lui-même mobile en va- et-vient entre une position ouverte dans laquelle l'ouverture d'alimentation (36) est dégagée et une position fermée dans laquelle l'ouverture d'alimentation (36) est obturée,
caractérisé en ce que le piston (26) comprend une tête (26B) portée par une tige (26A) de commande qui passe dans une extension (24B) du cylindre (24) et qui est reliée à un mécanisme de déplacement de piston (M) apte à être commandé pour provoquer le déplacement du piston en va-et-vient.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre (24) est relié par un bras (30) à un mécanisme (33) de déplacement de cylindre apte à être commandé pour provoquer le déplacement du cylindre en va-et-vient.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme de déplacement de piston (M) et le mécanisme de déplacement de cylindre (33) sont commandés par une unité de commande électronique (ECU).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige (26A) et/ou le bras (30) s'étendent à l'opposé de la sortie de produit.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'équipement comporte une première surface d'obturation (40A) solidaire du réservoir et le cylindre (24) présente une deuxième surface d'obturation, les première et deuxième surfaces d'obturation (24C) coopérant entre elles dans la position fermée pour obturer l'ouverture d'alimentation et étant écartées l'une de l'autre dans la position ouverte.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la deuxième surface d'obturation (24C) est située à une extrémité du cylindre (24).
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le cylindre (24) porte au moins un organe de guidage (44) coopérant avec une surface de guidage solidaire du réservoir lors des déplacements du cylindre entre ses parties ouverte et fermée.
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l'organe de guidage (44) est formé par au moins une extension de la deuxième surface d'obturation (24C).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la chambre de dosage (38) comprend, en outre, une cavité (40), solidaire du réservoir et située dans la continuité du cylindre (24).
10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel l'ouverture d'alimentation (36) est ménagée, dans la position ouverte du cylindre
(24), entre le cylindre et un bord de la cavité.
11. Dispositif selon la revendication 10, prise en combinaison avec la revendication 2, dans lequel la première surface d'obturation (40A) est formée sur une surface interne de la cavité (40).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la chambre de dosage (38) présente une sortie de produit (22') équipée d'une vanne de sortie (42).
13. Dispositif selon la revendication 10, prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel la sortie de produit (22') est disposée à une extrémité de la cavité (40).
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