<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et dispositif pour le remplissage de récipients creux au moyen de liquide, sans accès de l'oxygène de l'air.
Pour introduire dans des récipients creux des liquides facilement putrescibles, il est nécessaire de mettre à l'abri du contact de l'air extérieur ambiant le liquide pénétrant dans les récipients. C'est en particulier nécessaire lorsqu'il s'agit d'un liquide facilement putrescible qui a été stérilisé au préalable et qui doit pouvoir se conserver assez longtemps ensuite dans le récipient rempli. Il est également nécessaire de veiller à ce que les récipients creux dans lesquels le liquide pénètre soient eux-mêmes stériles.
Pour stériliser des récipients avant le remplissage, on connaît des procédés et des dispositifs dans lesquels les récipients sont traités à hautes températures par de l'eau et de la vapeur d'eau ou pour lesquels on emploie des acides stérilisant à températures modérées, à l'état liquide
<Desc/Clms Page number 2>
ou de vapeur.
Le traitement à des températures élevées par de l'eau ou de la vapeur n'est pas réalisable dans les cas où le récipient doit être rempli, immédiatement après la stérilisation, au moyen de liquides à basses températures, par exemple de bière. Le traitement par les acides, à l'état de vapeur ou de liquide, qui à de basses températures ont une forte action germicide, comme l'acide chlorhydrique, l'acide sulfureux, etc., n'est pas à envisager le plus souvent parce que de semblables acides attaquent fortement les pièces de l'appareillage avec lesquelles la stérilisation doit être effectuée et en outre parce que le travail continuel avec de semblables acides nuit également à la santé du personnel de service.
Si l'on veut écarter ces deux inconvénients on doit choisir pour les appareils des matières de construction particulièrement coûteuses et prendre des dispositions particulières pour protéger le personnel des atteintes à la santé.
De semblables mesures élèvent les frais d'achat et de fonctionnement dans une mesure telle qu'une application de la stérilisation par traitement par des acides n'est pas possible d'une manière générale pour le fonctionnement en pratique.
Suivant la présente invention, les récipients creux sont remplis d'un gaz indifférent n'attaquant pas les matières usuelles de construction, comme le fer, le cuivre, etc., par exemple l'acide carbonique, en suite de quoi les germes adhérant encore aux parois du récipient sont fortement affaiblis par l'action du gaz ou en partie tués.
Comme de semblables gaz sont toutefois facilement volatils à la tension atmosphérique et aux températures voisines de 0 C (auxquelles le traitement doit se produire), il n'est pas possible directement de remplir les récipients au moyen du gaz de telle manière qu'il ne se produit pas de pertes non désirées et qu'il se trouve dans le récipient envisagé à remplir uni-
<Desc/Clms Page number 3>
quement une atmosphère gazeuse aussi pure que possible, c'est à dire que l'air s'y trouvant intérieurement est expulsé aussi complètement que possible.
@ La présente invention concerne un procédé pour remplir ces bouteilles ou ces récipients d'un gaz indifférent, comme par exemple l'acide carbonique, qui est plus lourd que l'air.
Pour la solution de ce problème, on a trouvé avantageux de réaliser le procédé de remplissage au moyen de gaz de telle manière que l'on fait s'écouler la quantité de gaz à introduire dans la bouteille dans un cylindre de mesure placé avant la bouteille. Ce cylindre de mesure est pourvu d'un piston qui suivant la longueur de sa course, aspire une quantité déterminée de gaz et la refoule ensuite dans la bouteille à remplir. De semblables cylindres de pression et pistons de course peuvent être reliés d'une manière simple à l'élément de remplissage et être disposés en grand nombre en ligne droite ou en cercle l'un derrière l'autre et être réunis à un appareil de remplissage de gaz fonctionnant automatiquement. Un dispositif approprié à ce but est représenté dans ses détails aux figs. 1 à 5.
La fig. 1 montre la coupe dans un élément de robinet en combinaison avec un cylindre de mesure placé avant le robinet.
La fig. 2 montre la courbe de guidage pour le piston de course du cylindre de mesure, avec des pièces intermédiaires variables.
La fig. 3 montre la courbe de guidage pour le piston de course du cylindre de mesure, avec des pièces de raccordement s'élevant et s'abaissant.
La fig. 4 montre une coupe longitudinale dans un élément de remplissage après que la bouteille a été enlevée de l'élément après achèvement du remplissage.
<Desc/Clms Page number 4>
La fig. 5 montre une coupe transversale dans une noix de robinet de l'élément correspondant, dans la position qui suit celle représentée à la fig. 1.
L'élément de remplissage pour l'introduction du gaz dans la bouteille à remplir et pour la conduite du gaz expulsé peut être équipé pour la commande du mouvement du gaz au moyen dtun robinet d'un tiroir ou de soupape. Sur la fig. 1 du dessin, on a représenté à titre d'exemple de réalisation un élément de robinet en combinaison avec un cylindre de mesure intercalé avant le robinet. S'il y a plusieurs éléments de remplissage, ils peuvent être disposés avec les cylindres de mesure par exemple en cercle sur une charpente commune autour de l'axe médian autour duquel ils tournent lentement avec une vitesse uniforme, comme c'est usuel dans les machines de remplissage automatiques.
Les bouteilles peuvent être amenées d'une manière connue par des bandes de transport à la machine de remplissage de gaz et être glissées sur des plateaux de support de bouteille qui sont montés sous les éléments de remplissage individuels et qui soulèvent les bouteilles, lors de la rotation lente autour de l'axe médian de l'appareil, d'une manière connue, contre l'élément de remplissage et après le remplissage par le gaz, les abaissent de nouveau après quoi les bouteilles alors remplies diacide carbonique parviennent, à la sertie de l'appareil de remplissage, de nouveau sur une bande de transport et se meuvent sur celle-ci vers 1''appareil de remplissage de liquide proprement dit.
L'élément de remplissage comprend le boisseau de robinet 1 dans lequel la noix de robinet 2 est fixée avec rodage de façon à fermer avec étanchéité mais à être facilement mobile. La noix de robinet présente un forage 3 en forme de T qui établit la communication entre le cylindre de mesure 4 et la bouteille à remplir 5. Pendant l'opération de rem-
<Desc/Clms Page number 5>
plissage, la bouteille 5 est pressée avec son embouchure solidement contre le cône d'étanchéité 6 de l'élément de remplissage. La pression peut se faire d'une manière connue par un plateau de support de bouteille 7, capable de coulisser verticalement.
Le cylindre de mesure 4 qui est relié rigidement au boisseau 1 du robinet possède un piston de course 8 fermant de façon étanche et coulissant facilement et présentant une tige de piston 9 qui porte à son extrémité supérieure un galet 10. Ce galet 10 est guidé, lors de la rotation lente de l'appareil de remplissage autour de son axe médian, dans une voie de came 11 fermée sur elle-même et montée fixe de telle façon que le piston se soulève et s'abaisse une fois pendant la rotation de l'appareil de remplissage. Le gaz à charger dans la bouteille est introduit dans le récipient de mesure 4 par la conduite 12 en venant d'un réservoir d'approvisionnement non représenté, lors de la course vers le haut du piston 8 la position de la noix de robinet étant alors tournée de 90 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la figure.
On a observé qu'il est avantageux d'introduire le gaz autant que possible avec une pression atmosphérique ou une minime surpression dans le cylindre de mesure 4 pour que plus tard, lors de l'entrée du gaz dans la bouteille se trouvant également sous la pression atmosphérique, il ne puisse pas se produire de tourbillonnements de pression violents du gaz avec l'air dans la bouteille et pour que les pertes de gaz soient aussi petites que possibles. il faut veiller en outre à ce que lors du remplissage du récipient 5 au moyen du gaz, la vitesse du piston 8 soit aussi petite que possible. Par contre, lors du remplissage du récipient de mesure 4 intercalé, la vitesse du piston devient plus grande car dans ce cas le danger d'un mélange du gaz) par tourbillonnement, par exemple avec de l'air, n'existe pas.
Cette
<Desc/Clms Page number 6>
Cette commande du piston 8 peut se faire d'une manière simple par le fait que la came de levée 11 reçoit des endroits de pente plus forte et moins forte.
Dans le cas d'appareils de remplissage de gaz, à organes de remplissage fixes, la courbe 11 peut être remplacée par des excentriques ou des disques à cames tournants.
Si le piston 8 se meut dans le cylindre 4 lentement vers le bas, l'acide carbonique se trouvant dans le cylindre de mesure est refoulé par le tube de remplissage 13 dans la bouteille tandis que l'air s'échappe à l'extérieur par un forage dans le cône d'étanchéité 6. Le tube de remplissage 13 est prolongé avantageusement jusque près du fond de la bouteille pour que l'acide carbonique lourd repousse l'air de bas en haut devant lui et se mélange avec celui-ci aussi peu que possible.
Lorsque le piston 8 a atteint à peu près sa position la plus basse, la bouteille est retirée et remplacée par une nouvelle. Comme lors de l'abaissement de la bouteille et de l'enlèvement simultané du tube de remplissage de la bouteille, de l'air arrive de l'extérieur, le piston de course doit pendant l'abaissement de la bouteille se déplacer suffisamment loin vers le bas pour qu'il sorte suffisamment d'acide carbonique pour remplir au moyen du gaz l'espace occupé par le tube de remplissage dans la bouteille.
Lorsque ceci s'est produit, la noix du robinet est'tournée de 90 vers la droite et de ce fait la liaison du cylindre de mesure avec le tube d'amenée d'acide carbonique 12 est établie. Le piston de course se meut alors vers le haut et le cylindre de mesure se remplit à nouveau d'acide carbonique sous le piston. Le fond supérieur 15 du cylindre de mesure est pourvu d'un manchon de guidage pour la tige de piston 9 et possède une ouverture 16 pour que la chambre du cylindre au-dessus du piston se trouve toujours en équi-
<Desc/Clms Page number 7>
libre de pression aveo l'air ambiant.
S'il faut remplir d'acide carbonique avec le même dispositif des bouteilles plus grandes ou plus petites et si la consommation d'acide carbonique doit être aussi économique que possible, la quantité d'acide carbonique prise par le cylindre de mesure 4 et introduite dans les bouteilles doit avoir un rapport déterminé avec le contenu des bouteilles. Pour obtenir ce résultat, la course du piston 8 doit être interchangeable ou variable. Ceci peut se faire par exemple d'une manière simple par le fait que, suivant la fig. 2, on intercale dans la partie supérieure de la came de levée 11 des pièces arquées interchangeables 17, qui ont une hauteur de flèche plus ou moins grande h ou hl . Pour les petites bouteilles on emploie des pièces arquées à plus petite hauteur de flèche, pour les plus grandes bouteilles des pièces arquées à plus grande hauteur de flèche.
Des pièces arquées analogues peuvent être également employées dans la partie inférieure de la came de levée. Un autre moyen consiste en ce que la came de levée est établie de fa- çon articulée suivant la fig. 3. Si la came de levée est par exemple faite de deux ou de trois parties 18, 19 et 20 et si les parties peuvent pivoter autour de points 22 et 23, les branches montantes et descendantes de la voie de came peuvent se mettre de façon plus ou moins oblique. Comme dans le déplacement vers le haut ou vers le bas il s'agit toujours de quelques millimètres, les petits défauts de précision aux points de jonction 22 et 23 des branches sont sans importance particulière pour le fonctionnement du piston de course surtout qu'il est possible par une garniture à ressort montée sur la voie de came, d'éviter les chocs aux points de jonction.
Ceux-ci sont d'autant moins importants que dans le mouvement du piston de course, il ne se produit pas de forces notables.
<Desc/Clms Page number 8>
S'il faut introduire alors dans les bouteilles ainsi remplies de ce gaz indifférent un liquide, par exemple au moyen d'une machine de remplissage de bouteilles isobarométrique, rotative, fonctionnant automatiquement, d'une manière connue en elle-même, il faut veiller à ce qu'avec les organes de remplissage, c'est à dire les tubes de remplissage pour le liquide et pour la mise sous tension préalable de la bouteille au moyen de contre-pression et la détente, il ne puisse pas parvenir de l'oxygène de l'air dans la bouteille à remplir. Les organes de remplissage connus doivent par conséquent être établis de façon particulière, comme cela est montré à titre d'exemple aux figs. 4 et 5.
Dans le boisseau de l'élément de remplissage 24 la noix de robinet 25 est disposée de telle manière, suivant la fig.
4, que par le fraisage plat 26 à la périphérie de la noix de robinet, les trois canaux inférieurs 27, 28 et 29 sont reliés entre eux. La liaison était déjà obtenue dans la position précédente du robinet, représentée à la fig. 5, par la partie fraisée 26 qui recouvre simplement les canaux 27 à 29.
Lors de l'enlèvement de la bouteille, de l'air atmosphérique entre, pour cette position, par le canal 26 dans les canaux 27 à 29. Suivant la présente' invention, l'entrée de l'air atmosphérique est empêchée, c'est à dire que l'air est expulsé, par le fait que dans la noix de robinet le forage 30 est prévu et dans le boisseau le forage SI, et par exemple dans le fond de la cuve le canal 32. Suivant la position du robinet représentée à la fig. 4, les canaux 87 à 29 sont mis en communication par la partie fraisée 25 et les trous 30 et 3I avec le canal 32. Le canal 32 possède un raccordement particulier à une source de gaz. On obtient ainsi que le gaz nécessaire pour le soufflage dans les canaux 27 à 29 est emprunté au canal 32. La cuve de l'appareil de remplissage n'est pas touchée par cette façon d'opérer.
Le gaz venant par le canal 32 peut souffler à travers
<Desc/Clms Page number 9>
les canaux 27 à 29 jusqu'à ce que la bouteille suivante soit placée sur l'élément de remplissage. Le passage du gaz ne doit pas être interrompu après un temps court. Dans le cas d'une semblable constitution de l'élément de remplissage, on obtient que les variations de pression dans la cuve de l'appareil de remplissage par la tension de l'air d'avant des bouteilles à remplir, sont évitées et en outre par le canal 30 et 3I on peut amener à la bouteille un autre gaz que celui qui se trouve dans la cuve de l'appareil de remplissage. On est ainsi, pour la mise sous tension de la bouteille, indépendant du gaz accumulé dans la cuve de l'appareil au-dessus du liquide.
Il rentre également dans le cadre de la présente invention de déterminer la quantité d'acide carbonique à charger dans la bouteille par un récipient de mesure monté après la bouteille.