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WO2000040504A1 - Machine de remplissage comportant des moyens perfectionnes de nettoyage - Google Patents

Machine de remplissage comportant des moyens perfectionnes de nettoyage Download PDF

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Publication number
WO2000040504A1
WO2000040504A1 PCT/FR1999/003050 FR9903050W WO0040504A1 WO 2000040504 A1 WO2000040504 A1 WO 2000040504A1 FR 9903050 W FR9903050 W FR 9903050W WO 0040504 A1 WO0040504 A1 WO 0040504A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
casing
filling
spout
machine according
filling machine
Prior art date
Application number
PCT/FR1999/003050
Other languages
English (en)
Inventor
Eric Adriansens
Eric Meunier
Rodolphe Saint-Martin
Original Assignee
Sidel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sidel filed Critical Sidel
Priority to US09/869,429 priority Critical patent/US6457497B1/en
Priority to AU15673/00A priority patent/AU1567300A/en
Priority to BR9916755-7A priority patent/BR9916755A/pt
Priority to CA002357795A priority patent/CA2357795C/fr
Priority to DE69918575T priority patent/DE69918575T2/de
Priority to EP99958268A priority patent/EP1173383B1/fr
Priority to JP2000592220A priority patent/JP3462857B2/ja
Priority to AT99958268T priority patent/ATE270654T1/de
Publication of WO2000040504A1 publication Critical patent/WO2000040504A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/001—Cleaning of filling devices

Definitions

  • the invention relates to a filling machine comprising improved cleaning means.
  • the invention relates in particular to machines which make it possible to fill hollow containers, such as bottles or jars, with a product, for example a food product.
  • Such machines generally include a rotating carousel which carries a series of filling spouts.
  • the containers are engaged on the carousel at a given point in the circle that it describes, being arranged below a filling spout.
  • the container is placed under the spout, the latter is supplied with product so that the product is poured inside the container.
  • the feeding of the spout is interrupted by a valve interposed in the feeding circuit of the spout and the container is then released from the carousel, this of course before the carousel has made a full turn.
  • the arrangement of multiple spouts on a carousel allows the machine to simultaneously fill several containers. This makes it possible to fill a large number of containers in a given period of time, despite the fact that filling is a relatively long operation. Indeed, it is particularly necessary to prevent the product from foaming too much, which could lead to only partial filling of the container or loss of product by overflowing.
  • a filling machine can thus have more than a hundred spouts.
  • the filling operation must be carried out avoiding any contamination of the product. This is crucial when the product is a food product and even more so in the case of dairy products for example.
  • Cleaning can consist of removing all traces of the product, removing dust and other foreign bodies, or even eliminating biological or bacteriological contaminants.
  • cleaning can therefore also cover the concepts of washing, disinfection, decontamination or sterilization.
  • Cleaning is generally carried out using a liquid or gaseous cleaning agent which is circulated in the circuit taken by the product inside the machine.
  • each spout of the filling machine with a movable cup which, during a cleaning phase of the machine, is brought into position on the corresponding spout.
  • the cup for example, fits tightly onto the filling spout and is connected to a circuit for removing the cleaning agent.
  • the cup then occupies substantially the place of the container under the filling spout.
  • the machine has a carousel provided with a large number of spouts
  • the cups are carried by a mobile structure which moves between a retracted position and a service position. This movement takes place in a direction parallel to the axis of rotation of the carousel, the structure retracting downwards.
  • the circuit generally comprises a rotary distributor which makes it possible to transmit the product which is stored in a fixed tank to each of the spouts carried by the carousel. Since cleaning is stopped, it is difficult to guarantee perfect cleaning of the dispenser.
  • the object of the invention is therefore to propose a new design of a filling machine which incorporates cleaning means making it possible to ensure cleaning of the internal and external parts of the filling spout, these means having to be both simple and reliable. , compact and easy to implement, even in the case of a machine with many spouts.
  • the invention provides a filling machine of the type comprising at least one filling spout through which a product flows, the spout being intended to be brought opposite the opening of a container to be filled, characterized in that the filling spout is enclosed in a fixed casing secured to a frame which supports the spout, the casing comprising a passage orifice opposite which the spout is arranged, and the casing comprising a movable shutter which, in a closed position, closes the orifice and closes the casing in a sealed manner, and in that the machine comprises means for circulating, inside the casing, a cleaning agent.
  • the shutter is controlled by actuating means between its closed position and an open position in which the orifice of the housing is released;
  • the shutter actuation means comprise a double-acting fluid pressure cylinder
  • the housing is tubular, the orifice being arranged in a side wall of the housing, and the shutter comprises a tubular sleeve which slides on the housing along the axis of the latter;
  • the flap comprises a radial flange which slides in a sealed manner in a chamber delimited, radially, between two cylindrical walls, and, axially, between two radial walls, the front radial wall being provided with an annular opening through which the flap sleeve slides in leaktight fashion;
  • the collar sealingly separates two parts of the chamber, each of which can be selectively connected to a source of pressurized fluid that can cause the shutter to move between its open or closed positions;
  • the flap is arranged radially outside the casing
  • the housing extends in a direction substantially perpendicular to the direction of flow of the product
  • the cleaning agent is introduced into the casing through the filling spout;
  • the cleaning agent is evacuated through an auxiliary port which opens inside the housing;
  • the auxiliary port is arranged at a low point of the casing
  • a sterile gas is injected into the casing and is evacuated through the orifice of the casing, surrounding the flow of the product between the filling spout and the container; - sterile gas is injected into the casing through the auxiliary port;
  • the supply of the filling spout is controlled by a valve which is offset relative to the spout, the valve being connected to the spout by a supply line;
  • valve is arranged below the filling spout
  • valve is arranged substantially below the container to be filled, the latter itself being arranged below the filling spout; - the spout is carried by a rotating carousel, and the fixed casing is integral with the carousel; and
  • the machine comprises several filling spouts each of which is enclosed in a fixed casing provided with a movable shutter making it possible to close the casing in a sealed manner.
  • FIG. 1 is a schematic view in axial section illustrating a part of a carousel of a filling machine designed according to the invention
  • FIG. 2 is a detail view of Figure 1 showing more particularly the cleaning housing of a filling spout and a shutter and its actuating means, the shutter being illustrated in the open position;
  • FIG. 3 is a view identical to that of Figure 2 in which the flap is illustrated in the closed position;
  • FIGS. 4 and 5 are sectional views through a horizontal plane perpendicular to the axis of rotation of the carousel in which there is more particularly illustrated the actuating means of the movable flap, the latter being shown respectively in the open position and in shutter position.
  • Figure 1 schematically and partially a filling machine 1 0 for filling containers, such as bottles 1 2, with a liquid, for example a flat liquid such as water.
  • a liquid for example a flat liquid such as water.
  • the invention can be applied when filling any type of container with any type of product.
  • the machine 1 0 is a rotary machine which comprises a carousel 14 rotatably mounted relative to a fixed frame 1 6, around an axis A1 which, for convenience, will be described as vertical.
  • the carousel 14 includes a series of filling stations 1 8 which are angularly spaced regularly around the axis A1 but only one of which is illustrated in the figures.
  • Each filling station 1 8 is capable of filling a bottle 12.
  • it comprises in particular a device 20 for supporting the bottle 1 2, a filling spout 22 through which the product intended to fill the bottle, and a supply circuit which is interposed between the spout 22 and a rotary distributor 24 of the machine 1 0.
  • the supply circuit includes a supply line having two upstream 26 and downstream 28 sections between which a valve 30 has been arranged which makes it possible to control the flow of product in the circuit and therefore the distribution of the product in the container.
  • the rotating distributor 24 is arranged in the lower part of the carousel 14, radially in the center of the latter. It has a fixed part to which are connected supply pipes (not shown) which are fixed relative to the frame 1 6 and which allow in particular to supply the carousel with product, and more, as will appear later, agent cleaning and pressurized air.
  • the distributor 24 also comprises a rotating part 32 to which are connected pipes, the supply line 26 of which,
  • the two parts of the rotating distributor 24 comprise communication means which make it possible to selectively connect the fixed supply pipes to the corresponding pipes of the carousel.
  • Each filling station 1 8 has a hollow vertical column 34 which is fixed by its lower end to a horizontal plate 36 and which carries, at its upper end, the filling spout, which extends outwards, substantially in a radius with respect to the axis A1.
  • the valve 30 is arranged below the plate 36, substantially vertical to the associated filling spout 22, so that the downstream section 28 of the supply line extends through a hole 40 in the plate 36 and inside the column 34.
  • the column 34 carries, at its upper end, a casing 38 in which the filling spout 22 is enclosed, this in order to allow simple cleaning of the spout.
  • the end part of the downstream section 28 of the supply pipe extends in a radial plane relative to the axis A1, so that the casing is fixed in protrusion radially outwards relative to the column 34.
  • the casing 38 comprises a base 42 which is fixed to the column 34 and which is extended radially outwards by a tubular wall of revolution 44 of radial axis A2.
  • the wall 44 is closed at its external radial end by an end wall 46 which is for example constituted by a plug screwed tightly on the wall 44.
  • the end part of the supply line 28 passes through the base 42 of sealingly to open into the closed space delimited by the tubular wall 44.
  • the filling spout 22 is bent downwards so as to be opposite an orifice 48 arranged in the wall 44, this orifice 48 itself being in look at the filling opening of the bottle 12 when the latter is in place on its support 20.
  • the casing 38 comprises a movable flap 50 which makes it possible to close the orifice 48 so that the casing delimits a perfectly closed and sealed space in which the spout 22 is enclosed.
  • the flap 50 consists of a tubular sleeve 52 of revolution which is slidably mounted on the tubular wall 44, outside of the latter.
  • the flap 50 can thus move between an open position illustrated in FIGS. 2 and 4, in which it is moved back so as to release the orifice 48, and a closed position illustrated in FIGS. 3 and 5, in which it is advanced so as to cover the orifice 48.
  • the rear end of the sleeve 52 has the shape of a collar 54 which slides in leaktight manner inside an annular chamber delimited around the tubular wall 44 by a tubular shell 56 of axis A2 which surrounds the end rear of the wall 44.
  • the flange 54 thus plays the role of a piston which delimits in the chamber two front parts 58 and rear 60.
  • the respective volume of these two parts 58, 60 is therefore variable as a function of the position of the flange, and therefore of the position of the flap 50, along the axis A2.
  • the flap 50 is forced to move towards one or the other of its open or shutter positions.
  • the flange 54 and the two parts 58, 60 of the chamber form a double-acting fluid pressure cylinder.
  • the base 42 of the casing 38 has two holes for admitting pressurized fluid, a first 62 of which is connected to the front part 58 of the chamber and the second of which 64 is connected to the rear part 60.
  • the first intake hole 62 actually communicates with a distribution gallery 66 which is arranged in the thickness of the shell 56 and which extends axially in parallel with the chamber to open at the front of the shell in an annular groove 68 which is in communication with the front part 58 of the chamber.
  • the flap 50 When the first inlet hole 62 is connected to a source of pressurized fluid (not shown), the flap 50 is forced towards its open rear position in which the orifice 48 of the casing 38 is released. On the contrary, when the second intake hole 64 is connected to the source of pressurized fluid, the flap 50 is forced forward to its closed position. During these movements, the tubular sleeve 52 of the flap 50 slides in leaktight fashion through an annular opening delimited at the front end of the chamber between the shell 56 and the tubular wall 44. When the flap is in the open position , the sleeve 52 is almost integrally received inside the chamber.
  • This shutter actuation device is particularly simple to implement since most filling machines already use a pressurized fluid as an energy source for various functions, so that the installation of the device requires only the addition of solenoid valves for controlling the supply of the inlet holes 62, 64.
  • the pressurized fluid which will be used is compressed air capable of being brought to the casing by means of the rotating distributor 24.
  • the fluid can also come from a storage tank on board the carousel.
  • the presence of such an actuating device is particularly advantageous in that it does not require human intervention directly on the machine 1 0 to open or close the flap 50.
  • each filling station 1 8 is provided with its own shutter control solenoid valve 50.
  • the actuation of the shutters 50 is done individually and can then optionally be shifted in time by one beak to the other.
  • the machine may include a single control solenoid valve for all the spouts.
  • the actuation of the flaps can, thanks to the invention, be done simultaneously on all the spouts in a very short time.
  • the shutters can be actuated even when the carousel is being rotated.
  • the shutter could thus be controlled by an autonomous pneumatic cylinder, hydraulic or electromagnetic, or even by a set of cams.
  • the movable flap which has been described is constituted by a sliding sleeve.
  • provision may also be made to produce it in any other form, for example in the form of an articulated flap.
  • a circulation of a cleaning agent making it possible to clean not only the inside of the spout 22, but also the outside of it.
  • a cleaning liquid is circulated through the intake pipe, the valve 30 and the spout 22, which comes to fill the casing 38.
  • the liquid is then discharged from the casing through a auxiliary port 70 which is arranged in the base 42 and which opens inside the casing.
  • the auxiliary port 70 is for example connected by an auxiliary pipe 72 and by the distributor 24 to a device for recovering and recycling the cleaning liquid, which makes it possible to limit consumption.
  • the auxiliary port 70 is arranged so as to open out at a low point of the casing 38 to allow the most complete possible evacuation of the cleaning liquid by the auxiliary line 72.
  • a sterile gas such as sterile air, nitrogen or carbon dioxide.
  • the sterile gas then fills the internal volume of the casing 38 and escapes through the orifice 48, surrounding the jet of product which is delivered by the filling spout towards the bottle 12.
  • the sterile gas can be introduced into the casing 38 through the same port auxilia ire 70 which is used for the evacuation of the cleaning agent during the cleaning phases of the machine.
  • the valve 30 which controls the circulation of the product in the supply line 26, 28 is offset relative to the filling spout. Indeed, the length of the downstream section 28 of the pipe which connects the valve 30 to the nozzle 22 can reach a length greater than one meter. This arrangement has several advantages.
  • a first advantage resides in the possibility of arranging the valve 30 in a place where it is easily accessible in order to be able to ensure its maintenance. Indeed, in the machine described, it is located in the external radial part of the carousel, and not in the center of it, behind the spout 22, as is the case in previously known machines.
  • a second advantage is revealed particularly in the case of machines comprising a large number of spouts 22. Indeed, the angular space available for each filling station is limited. By placing the valves 30 associated with each of these spouts 22 on a large diameter circle, each valve has sufficient space to allow easy installation and so that the space requirement is not too determining a criterion for the choice of the technology used for the valve. In addition, the valve being offset away from the spouts, this frees up a lot of space around the latter. It is thus possible to design fairings with relatively simple shapes which do not transform into dust traps which are difficult to clean. Finally, the space thus gained at the level of the filling spout makes it possible to easily dispose around it the casing 38 which makes possible simple and effective cleaning of the spout, the casing possibly being of reduced size.
  • the machine which has just been described is designed so that the filling spout does not come into contact with the bottle 12 during filling.
  • a person skilled in the art can easily, using his general knowledge alone, transpose the teachings of the invention to the case of filling machines in which the spout comes into contact with the bottle, by vertical displacement of the bottle or of the beak.

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Abstract

L'invention concerne une machine de remplissage du type comportant au moins un bec de remplissage (22) par lequel s'écoule un produit, le bec (22) étant destiné à être amené en regard de l'ouverture d'un récipient (12) à remplir, caractérisée en ce que le bec de remplissage (22) est enfermé dans un carter fixe (38) solidaire d'un support (34) du bec (22), le carter (38) comportant un orifice de passage (48) en regard duquel est agencé le bec (22), et le carter (38) comportant un volet d'obturation mobile (50) qui, dans une position fermée, obture l'orifice (48) et ferme le carter (38) de manière étanche, et en ce que la machine comporte des moyens pour faire circuler, à l'intérieur du carter (38), un agent de nettoyage.

Description

Machine de remplissage comportant des moyens perfectionnés de nettoyage
L'invention concerne une machine de remplissage comportant des moyens perfectionnés de nettoyage.
L'invention concerne notamment les machines qui permettent de remplir des récipients creux, tels que des bouteilles ou des pots, avec un produit, par exemple un produit alimentaire.
De telles machines comportent généralement un carrousel rotatif qui porte une série de becs de remplissage. Les récipients sont engagés sur le carrousel en un point donné du cercle que celui-ci décrit, en étant disposés en dessous d'un bec de remplissage. Une fois le récipient en place sous le bec, ce dernier est alimenté en produit de manière que le produit soit déversé à l'intérieur du récipient. Lorsqu'un degré voulu de remplissage est atteint, l'alimentation du bec est interrompue par une vanne interposée dans le circuit d'alimentation du bec et le récipient est alors dégagé du carrousel , ceci bien entendu avant que le carrousel n'ait effectué un tour complet.
La disposition de multiples becs sur un carrousel permet à la machine d'assurer simultanément le remplissage de plusieurs récipients. Ceci permet d'assurer le remplissage d'un nombre important de récipients dans un laps de temps donné, en dépit du fait que le remplissage est une opération qui est relativement longue. En effet, il faut notamment éviter que le produit ne mousse trop, ce qui pourrait conduire à un remplissage uniquement partiel du récipient ou à une perte de produit par débordement. Une machine de remplissage peut ainsi comporter plus d'une centaine de becs.
Bien entendu, l'opération de remplissage doit être effectuée en évitant toute contamination du produit. Cela est crucial lorsque le produit est un produit alimentaire et encore plus dans le cas des produits lactés par exemple.
Aussi, il faut procéder à intervalles réguliers au nettoyage de la machine de remplissage, en veillant notamment à un nettoyage rigoureux de toutes les parties de la machine qui sont destinées à être au contact du produit. I l faut toutefois aussi veiller à ce que les autres parties de la machine qui sont à proximité du produit restent propres. Le nettoyage peut consister à enlever toute trace du produit, à enlever les poussières et autres corps étrangers, voire à éliminer les contaminants biologiques ou bactériologiques. Au sens du présent brevet, le nettoyage peut donc aussi bien recouvrir les notions de lavage, de désinfection, de décontamination ou de stérilisation.
Le nettoyage est généralement réalisé à l'aide d'un agent de nettoyage liquide ou gazeux que l'on fait circuler dans le circuit emprunté par le produit à l'intérieur de la machine.
Pour limiter la consommation d'agent de nettoyage, et surtout pour faciliter sa récupération en vue de son recyclage éventuel, on préfère faire circuler l'agent à l'intérieur d'un circuit fermé.
Dans ce but, il est connu de munir chaque bec de la machine de remplissage d'une coupelle mobile qui, lors d'une phase de nettoyage de la machine, est amenée en position sur le bec correspondant. La coupelle vient par exemple s'emmancher de manière étanche sur le bec de remplissage et elle est reliée à un circuit d'évacuation de l'agent de nettoyage. La coupelle occupe alors sensiblement la place du récipient sous le bec de remplissage. Ainsi, il est possible d'injecter l'agent de nettoyage dans le circuit d'alimentation du bec de manière qu'il assure le nettoyage de l'intérieur du bec, de la vanne et du circuit.
Cependant, ces dispositifs connus ne permettent d'assurer le nettoyage que de la partie interne du bec de remplissage qui est contact direct avec le produit. Les parties immédiatement à proximité, telles que les surfaces externes du bec, ne sont pas atteintes par l'agent de nettoyage.
Or, si des impuretés s'accumulent au voisinage du bec, elles sont par exemple susceptibles de se détacher au moment du remplissage et de venir au contact du produit, voire de tomber dans le récipient. Il est donc nécessaire de prévoir des moyens qui permettent un nettoyage efficace des parties externes du bec.
Par ailleurs, lorsque la machine dispose d'un carrousel muni d'un nombre important de becs, il est intéressant de prévoir une structure mobile qui permette de mettre en place l'ensemble des moyens de nettoyage correspondants à chaque bec. Dans le dispositif connu précédemment décrit, les coupelles sont portées par une structure mobile qui se déplace entre une position escamotée et une position de service. Ce déplacement s'effectue selon une direction parallèle à l'axe de rotation du carrousel , la structure s'escamotant vers le bas.
Or, compte tenu de cette direction de déplacement, ce dernier doit se faire sur une course relativement importante pour dégager entièrement le volume nécessaire au passage des récipients lorsque la machine est en service. L'amplitude de ce déplacement et la masse de la structure de support des coupelles nécessitent donc de prévoir des actionneurs qui sont eux même volumineux et lourds. Ainsi, l'ensemble de la structure et des moyens d'actionnement se présente comme un ensemble particulièrement encombrant q u'il est difficile d'intégrer à la machine.
De plus, le poids et l'encombrement de l'ensemble en rendent impossible son montage sur le carrousel . On est donc conduit à monter cet ensemble directement sur le bâti fixe de la machine, ce qui implique que les coupelles ne peuvent suivre le mouvement de rotation du carrousel. La phase de nettoyage ne peut alors se faire que si le carrousel est à l'arrêt.
Ceci présente un double inconvénient. D'une part, il faut alors prévoir des moyens précis d'indexation angulaire du carrousel pour s'assurer que, lorsque la structure de support des coupelles est amenée à sa position de nettoyage, chacun des becs soit exactement en correspondance avec l'une des coupelles. D'autre part, le nettoyage ne pouvant être effectué au cours de la rotation du carrousel, certaines parties du circuit d'alimentation peuvent ne pas être parfaitement nettoyées. Ainsi , le circuit comporte généralement un distributeur tournant qui permet de transmettre le produit qui est stocké dans un réservoir fixe jusqu'à chacun des becs portés par le carrousel. Le nettoyage se faisant à l'arrêt, il est difficile de garantir un nettoyage parfait du distributeur.
L'invention a donc pour but de proposer une nouvelle conception d'une machine de remplissage qui incorpore des moyens de nettoyage permettant d'assurer un nettoyage des parties internes et externes du bec de remplissage, ces moyens devant êtres à la fois simples, fiables, peu encombrants et faciles à mettre en oeuvre, ceci même dans le cas d'une machine comportant de nombreux becs.
Dans, ce but, l'invention propose une machine de remplissage du type comportant au moins un bec de remplissage par lequel s'écoule un produit, le bec étant destiné à être amené en regard de l'ouverture d'un récipient à remplir, caractérisée en ce que le bec de remplissage est enfermé dans un carter fixe solidaire d'un châssis qui supporte le bec, le carter comportant un orifice de passage en regard duquel est agencé le bec, et le carter comportant un volet d'obturation mobile qui, dans une position fermée, obture l'orifice et ferme le carter de manière étanche, et en ce que la machine comporte des moyens pour faire circuler, à l'intérieur du carter, un agent de nettoyage.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le volet d'obturation est commandé par des moyens d'actionnement entre sa position fermée et une position ouverte dans laquelle l'orifice du carter est dégagé ;
- les moyens d'actionnement du volet comportent un vérin à pression de fluide à double action ;
- le carter est de forme tubulaire, l'orifice étant aménagé dans une paroi latérale du carter, et le volet d'obturation comporte un manchon tubulaire qui coulisse sur le carter selon l'axe de ce dernier ;
- à une extrémité axiale arrière, le volet comporte une collerette radiale qui coulisse de manière étanche dans une chambre délimitée, radialement, entre deux parois cylindriques, et, axialement, entre deux parois radiales, la paroi radiale avant étant pourvue d'une ouverture annulaire au travers de laquelle le manchon du volet coulisse de manière étanche ;
- la collerette sépare de manière étanche deux parties de la chambre dont chacune peut être reliée sélectivement à une source de fluide sous pression pou r provoquer le déplacement du volet entre ses positions ouverte ou fermée ;
- le volet est agencé radialement à l'extérieur du carter ;
- le carter s'étend selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d'écoulement du produit ;
- l'agent de nettoyage est introduit dans le carter par le bec de remplissage ;
- l'agent de nettoyage est évacué au travers d'un port auxiliaire qui débouche à l'intérieur du carter ;
- le port auxiliai re est agencé au niveau d'un point bas du carter ;
- en cours de remplissage, un gaz stérile est injecté dans le carter et s'évacue au travers de l'orifice du carter en entourant l'écoulement du produit entre le bec de remplissage et le récipient ; - le gaz stérile est injecté dans le carter au travers du port auxiliaire ;
- l'alimentation du bec de remplissage est commandée par une vanne qui est déportée par rapport au bec, la vanne étant reliée au bec par une conduite d'alimentation ;
- la vanne est agencée en dessous du bec de remplissage ;
- la vanne est agencée sensiblement en dessous du récipient à remplir, ce dernier étant lui-même agencé en dessous du bec de remplissage ; - le bec est porté par un carrousel rotatif , et le carter fixe est solidaire du carrousel ; et
- la machine comporte plusieurs becs de remplissage dont chacun est enfermé dans un carter fixe pourvu d'un obturateur mobile permettant de fermer le carter de manière étanche. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, ainsi que dans les dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale illustrant une partie d'un carrousel d'une machine de remplissage conçue selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de détail de la figure 1 montrant plus particulièrement le carter de nettoyage d'un bec de remplissage ainsi qu'un volet d'obturation et ses moyens d'actionnement, le volet étant illustré en position ouverte ; - la figure 3 est une vue identique à celle de la figure 2 dans laquelle le volet est illustré en position d'obturation ;
- les figures 4 et 5 sont des vues en coupe par un plan horizontal perpendiculaire à l'axe de rotation du carrousel dans lesquelles on a plus particulièrement illustré les moyens d'actionnement du volet mobile, ce dernier étant représenté respectivement en position ouverte et en position d'obturation.
On a illustré sur la figure 1 de manière schématique et partielle une machine de remplissage 1 0 destinée à assurer le remplissage de récipients, tels que des bouteilles 1 2, avec un liquide, par exemple un liquide plat tel que de l'eau. Bien entendu, l'invention peut être appliquée dans le cas du remplissage de tout type de récipient avec tout type de produit.
La machine 1 0 est une machine rotative qui comporte un carrousel 14 monté tournant par rapport à un bâti fixe 1 6, autour d'un axe A1 qui, par commodité, sera qualifié de vertical.
Le carrousel 14 comporte une série de postes de remplissage 1 8 qui sont écartés angulairement de manière régulière autour de l'axe A1 mais dont un seul est illustré sur les figures. Chaque poste de remplissage 1 8 est à même de réaliser le remplissage d'une bouteille 12. Il comporte à cet effet notamment un dispositif 20 de support de la bouteille 1 2, un bec de remplissage 22 par lequel débouche le produit destiné à remplir la bouteille, et un circuit d'alimentation qui est interposé entre le bec 22 et un distributeur tournant 24 de la machine 1 0.
Le circuit d'alimentation comporte une conduite d'alimentation présentant deux tronçons amont 26 et aval 28 entre lesquels on a agencé une vanne 30 qui permet de commander le débit de produit dans le circuit et donc la distribution du produit dans le récipient.
Le distributeur tournant 24 est agencé en partie basse du carrousel 14, radialement au centre de celui-ci. Il comporte une partie fixe sur laquelle sont raccordés des tuyaux d'alimentation (non représentés) qui sont fixes par rapport au bâti 1 6 et qui permettent notamment d'alimenter le carrousel en produit, et de plus, comme cela apparaîtra ultérieurement, en agent de nettoyage et en air sous pression.
Le distributeur 24 comporte par ailleurs une partie tournante 32 sur laquelle sont raccordés des conduites dont la conduite d'alimentation 26,
28. Les deux parties du distributeu r tournant 24 comportent des moyens de communication qui permettent de relier sélectivement les tuyaux d'alimentation fixes aux conduites correspondantes du carrousel.
Chaque poste de remplissage 1 8 comporte une colonne verticale creuse 34 qui est fixée par son extrémité inférieure sur un plateau horizontal 36 et qui porte, à son extrémité supérieure, le bec de remplissage, lequel s'étend vers l'extérieur, sensiblement selon un rayon par rapport à l'axe A1 .
La vanne 30 est agencée en dessous du plateau 36, sensiblement à la verticale du bec de remplissage 22 associé, de sorte que le tronçon aval 28 de la conduite d'alimentation s'étend au travers d'un perçage 40 du plateau 36 et à l'intérieur de la colonne 34.
Conformément à l'invention, la colonne 34 porte, à son extrémité supérieure, un carter 38 dans lequel se trouve enfermé le bec de remplissage 22, ceci afin de permettre un nettoyage simple du bec.
Comme on peut le voir plus particulièrement sur les figures 2 à 5, la partie terminale du tronçon aval 28 de la conduite d'alimentation s'étend dans un plan radial par rapport à l'axe A1 , de sorte que le carter est fixé en excroissance radialement vers l'extérieur par rapport à la colonne 34. Le carter 38 comporte une embase 42 qui est fixée sur la colonne 34 et qui est prolongée radialement vers l'extérieur par une paroi tubulaire de révolution 44 d'axe radial A2. La paroi 44 est fermée à son extrémité radiale externe par une paroi d'extrémité 46 qui est par exemple constituée par un bouchon vissé de manière étanche sur la paroi 44. La partie terminale de la conduite d'alimentation 28 traverse l'embase 42 de manière étanche pour déboucher dans l'espace fermé délimité par la paroi tubulaire 44. Le bec de remplissage 22 est recourbé vers le bas pour se trouver en regard d'un orifice 48 aménagé dans la paroi 44, cet orifice 48 étant lui-même en regard de l'ouverture de remplissage de la bouteille 12 lorsque cette dernière est en place sur son support 20.
Conformément aux enseignements de l'invention, le carter 38 comporte un volet mobile 50 qui permet d'obturer l'orifice 48 afin que le carter délimite un espace parfaitement fermé et étanche dans lequel le bec 22 se trouve enfermé.
Le volet 50 est constitué d'un manchon 52 tubulaire de révolution qui est monté coulissant sur la paroi tubulaire 44, à l'extérieur de celle-ci. Le volet 50 peut ainsi se déplacer entre une position ouverte illustrée aux figures 2 et 4, dans laquelle il est reculé de manière à dégager l'orifice 48, et une position d'obturation illustrée aux figures 3 et 5, dans laquelle il est avancé de manière à recouvrir l'orifice 48.
L'extrémité arrière du manchon 52 présente la forme d'une collerette 54 qui coulisse de manière étanche à l'intérieur d'une chambre annulaire délimitée autour de la paroi tubulaire 44 par une coque tubulaire 56 d'axe A2 qui entoure l'extrémité arrière de la paroi 44. La collerette 54 joue ainsi le rôle d'un piston qui délimite dans la chambre deux parties avant 58 et arrière 60. Le volume respectif de ces deux parties 58, 60 est donc variable en fonction de la position de la collerette, et donc de la position du volet 50, le long de l'axe A2.
Aussi, en imposant dans l'une ou l'autre des parties 58, 60 de la chambre une pression de fluide, on impose au volet 50 un déplacement vers l'une ou l'autre de ses positions ouverte ou d'obturation . En d'autres termes, la collerette 54 et les deux parties 58, 60 de la chambre forment un vérin à pression de fluide à double action .
Pour ce faire, l'embase 42 du carter 38 comporte deux trous d'admission de fluide sous pression dont un premier 62 est relié à la partie avant 58 de la chambre et dont le second 64 est relié à la partie arrière 60. Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, le premier trou d'admission 62 communique en réalité avec une galerie de distribution 66 qui est aménagée dans l'épaisseur de la coque 56 et qui s'étend axialement en parallèle de la chambre pour déboucher à l'avant de la coque dans une gorge annulaire 68 qui est en communication avec la partie avant 58 de la chambre.
Lorsque le premier trou d'admission 62 est relié à une source de fluide sous pression (non représentée) , le volet 50 est forcé vers sa position arrière ouverte dans laquelle l'orifice 48 du carter 38 est dégagé. Au contraire, lorsque le second trou d'admission 64 est relié à la source de fluide sous pression , le volet 50 est forcé vers l'avant jusqu'à sa position d'obturation. Au cours de ces déplacements, le manchon tubulaire 52 du volet 50 coulisse de manière étanche au travers d'une ouverture annulaire délimitée à l'extrémité avant de la chambre entre la coque 56 et la paroi tubulaire 44. Lorsque le volet est en position ouverte, le manchon 52 est presque intég ralement reçu à l'intérieur de la chambre.
Ce dispositif d'actionnement du volet est particulièrement simple à mettre en oeuvre dans la mesure où la plupart des machines de remplissage utilisent déjà un fluide sous pression comme source d'énergie pour diverses fonctions, si bien que l'implantation du dispositif ne nécessite que l'adjonction d'électrovannes de commande de l'alimentation des trous d'admission 62, 64. En général, le fluide sous pression qui sera utilisé est de l'air comprimé susceptible d'être amené jusqu'au carter par le biais du distributeur tournant 24. Toutefois, le fluide peut aussi provenir d'un réservoir de stockage embarqué sur le carrousel. De plus, la présence d'un tel dispositif d'actionnement est particulièrement avantageuse en ce qu'elle ne nécessite pas d'intervention humaine directement sur la machine 1 0 pour ouvrir ou fermer le volet 50.
En effet, une telle intervention demeure toujours une source possible de contamination.
Lorsque la machine comporte plusieurs becs, on peut prévoir que chaque poste de remplissage 1 8 soit muni de sa propre électrovanne de commande du volet 50. L'actionnement des volets 50 se fait individuellement et peut alors éventuellement être décalé dans le temps d'un bec à l'autre.
Cependant, lorsque la machine comporte un nombre important de becs de remplissage, la machine peut comporter une électrovanne de commande unique pour tous les becs.
Dans les deux cas, l'actionnement des volets peut, grâce à l'invention , se faire simultanément sur tous les becs en un temps très court. Avantageusement l'actionnement des volets peut être effectué même lorsque le carrousel est en cours de rotation.
Cependant, on pourra prévoir d'autres moyens d'actionnement automatiq ue du volet que ceux qui ont été décrits. Le volet pourrait ainsi être commandé par un vérin autonome de type pneumatiq ue, hydraulique ou électromagnétique, voire par un jeu de cames.
De même, le volet mobile qui a été décrit est constitué par un manchon coulissant. Cependant, sans sortir du cadre de l'invention , on pourra également prévoir de le réaliser sous tout autre forme, par exemple sous la forme d'un volet articulé.
Lorsque le carter 38 est fermé par le volet 50, il est possible d'organiser à l'intérieur de celui-ci une circulation d'un agent de nettoyage permettant de nettoyer non seulement l'intérieur du bec 22, mais aussi l'extérieur de celui-ci. Pour ce faire, on fait par exemple circuler au travers de la conduite d'admission , de la vanne 30 et du bec 22, un liquide de nettoyage qui vient remplir le carter 38. Le liquide est alors évacué du carter au travers d'un port auxiliaire 70 qui est aménagé dans l'embase 42 et qui débouche à l'intérieur du carter. Le port auxiliaire 70 est par exemple relié par une conduite auxiliaire 72 et par le distributeur 24 à un dispositif de récupération et de recyclage du liquide de nettoyage, ce qui permet d'en limiter la consommation. De préférence, " le port auxiliaire 70 est agencé de manière à déboucher au niveau d'un point bas du carter 38 pour permettre une évacuation la plus complète possible du liquide de nettoyage par la conduite auxiliaire 72. De manière avantageuse, pour améliorer encore les qualités de propreté du remplissage à l'aide d'une telle machine, on peut prévoir d'injecter à l'intérieur du carter 38, au moment du remplissage, un gaz stérile tel que de l'air stérile, de l'azote ou dioxyde de carbone. Le gaz stérile remplit alors le volume interne du carter 38 et s'échappe au travers de l'orifice 48 en entourant le jet de produit qui est délivré par le bec de remplissage en direction de la bouteille 12. Ainsi, entre le bec 22 et la bouteille 1 2, le produit est isolé par une enveloppe de gaz stérile et n'est pas exposé aux éventuelles sources de pollution environnantes. Avantageusement, le gaz stérile peut être introduit dans le carter 38 au travers du même port auxiliaire 70 qui sert à l'évacuation de l'agent de nettoyage au cours des phases de nettoyage de la machine.
Selon une des caractéristiques de l'invention, la vanne 30 qui commande la circulation du produit dans la conduite d'alimentation 26, 28 est déportée par rapport au bec de remplissage. En effet, la longueur du tronçon aval 28 de la conduite qui relie la vanne 30 au bec 22 peut atteindre une longueur supérieure à un mètre. Cette disposition présente plusieurs avantages.
U n premier avantage réside dans la possibilité d'agencer la vanne 30 dans un endroit où elle est aisément accessible pour pouvoir en assurer la maintenance. En effet, dans la machine décrite, elle se situe dans la partie radiale externe du carrousel, et non pas au centre de celui-ci, derrière le bec 22, comme cela est le cas dans les machines antérieurement connues.
Un second avantage se révèle particulièrement dans le cas des machines comportant un nombre important de becs 22. En effet, l'espace angulaire disponible pour chaque poste de remplissage se trouve limité. En disposant les vannes 30 associées à chacun de ces becs 22 sur un cercle de grand diamètre, chaque vanne dispose d'un espace suffisant pour permettre une implantation aisée et pour ne pas que l'encombrement soit un critère trop déterminant quant au choix de la technologie mise en oeuvre pour la vanne. De plus, la vanne étant déportée loin des becs, cela permet de libérer beaucoup d'espace autour de ces derniers. Il est ainsi possible de concevoir des carénages aux formes relativement simples qui ne se transforment pas en pièges à poussières difficiles à nettoyer. Enfin, l'espace ainsi gagné au niveau du bec de remplissage permet de disposer aisément autour de celui-ci le carter 38 qui rend possible le nettoyage simple et efficace du bec, le carter pouvant être de dimension réduite.
La machine qui vient d'être décrite est conçue de manière que le bec de remplissage ne vienne pas au contact de la bouteille 12 lors du remplissage. Cependant, l'homme du métier pourra aisément, à l'aide ses seules connaissances générales, transposer les enseignements de l'invention au cas des machines de remplissage dans lesquelles le bec vient au contact de la bouteille, par déplacement vertical de la bouteille ou du bec.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Machine de remplissage du type comportant au moins un bec de remplissage (22) par lequel s'écoule un produit, le bec (22) étant destiné à être amené en regard de l'ouverture d'un récipient (1 2) à remplir, du type dans lequel le bec de remplissage (22) est enfermé dans un carter fixe (38) solidaire d'un support (34) du bec (22) , le carter (38) comportant un orifice de passage (48) en regard duquel est agencé le bec (22), et le carter (38) comportant un volet d'obturation mobile (50) qui, dans une position fermée, obture l'orifice (48) et ferme le carter (38) de manière étanche, et du type dans lequel la machine comporte des moyens pour faire circuler, à l'intérieur du carter (38), un agent de nettoyage, caractérisée en ce que le carter (38) est de forme tubulaire, l'orifice (48) étant aménagé dans une paroi latérale (44) du carter (38), et en ce que le volet d'obturation (50) comporte un manchon tubulaire (52) qui coulisse sur le carter (38) selon l'axe (A2) de ce dernier.
2. Machine de remplissage selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le volet d'obturation (50) est commandé par des moyens d'actionnement (58, 60, 54) entre sa position fermée et une position ouverte dans laquelle l'orifice (48) du carter (38) est dégagé.
3. Machine de remplissage selon la revendication 2 , caractérisée en ce que les moyens d'actionnement du volet comportent un vérin à pression de fluide à double action.
4. Machine de remplissage selon la revendication 3, caractérisée en ce que, à une extrémité axiale arrière, le volet (50) comporte une collerette radiale (54) qui coulisse de manière étanche dans une chambre délimitée, radialement, entre deux parois cylindriques (44, 56), et, axialement, entre deux parois radiales, la paroi radiale avant étant pourvue d'une ouverture annulaire au travers de laquelle le manchon du volet coulisse de manière étanche.
5. Machine de remplissage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la collerette (54) sépare de manière étanche deux parties (58, 60) de la chambre dont chacune peut être reliée sélectivement à une source de fluide sous pression pour provoquer le déplacement du volet (50) entre ses positions ouverte ou fermée.
6. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volet (50) est agencé radialement à l'extérieur du carter (38).
7. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carter (38) s'étend selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d'écoulement du produit.
8. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'agent de nettoyage est introduit dans le carter (38) par le bec de remplissage (22) .
9. Machine de remplissage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'agent de nettoyage est évacué au travers d'un port auxiliaire (70) qui débouche à l'intérieur du carter (38) .
1 0. Machine de remplissage selon la revendication 9, caractérisée en ce que le port auxiliaire (70) est agencé au niveau d'un point bas du carter.
1 1 . Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, en cours de remplissage, un gaz stérile est injecté dans le carter (38) et s'évacue au travers de l'orifice (48) du carter (38) en entourant l'écoulement du produit entre le bec de remplissage (22) et le récipient (12) .
1 2. Machine de remplissage selon la revendication 1 1 prise en combinaison avec l'une des revendications 9 ou 1 0, caractérisée en ce que le gaz stérile est injecté dans le carter (38) au travers du port auxiliaire (70) .
13. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alimentation du bec de remplissage (22) est commandée par une vanne (30) qui est déportée par rapport au bec (22), la vanne (30) étant reliée au bec (22) par une conduite d'alimentation (28).
14. Machine de remplissage selon la revendication 13, caractérisée en ce que la vanne (30) est agencée en dessous du bec de remplissage (22).
15. Machine de remplissage selon la revendication 14, caractérisée en ce que la vanne (30) est agencée sensiblement en dessous du récipient (12) à remplir, ce dernier étant lui-même agencé en dessous du bec de remplissage (22).
16. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bec (22) est porté par un carrousel rotatif (14), et en ce que le carter fixe (38) est solidaire du carrousel (14).
17. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs becs de remplissage (22) dont chacun est enfermé dans un carter fixe (38) pourvu d'un obturateur mobile (50) permettant de fermer le carter (38) de manière étanche.
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