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Dispositif pour le remplissage de tonneaux et autres récipients,
Dans le remplissage de liquides à teneur de gaz tels que la bière, etc,., on se heurte à des difficultés pour obtenir une introduction, calme et sans formation de mousse, du liquide dans le tonneau ou autre récipient. Cette difficulté est supprimée, en principe, par la présente invention grâce au fait qu'on intercale, entre le tube de remplissage et le tuyau d'amenée du liquide, un tiroir, qui est commandé par le dispositif de remplissage de manière que, à l'ouverture ou à la fermeture de la soupape de fermeture ou de remplissage prévue à l'extrémité inférieure du tube de remplissage, il découvre, ou ferme, automatiquement l'arrivée du liquide dans le tube de remplissage.
La disposition est, de préférence, telle que l'ouverture
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du tiroir et l'arrivée de liquide s'effectuent postérieurement à l'ouverture de la soupape de fermeture inférieure prévue sur le tube de remplissage, de sorte que, par exemple, l'arrivée de liquide dans le tube de remplissage n'est complètement ouverte que lorsque le tonneau est déjà rempli de liquide jusqu'au dessus de l'ouverture d'écoulement inférieure du tube de remplissage. Par cette manoeuvre, on arrive ainsi à ce que se produise d'abord une arrivée de liquide relativement faible à basse pression, et que l'arrivée n'ait lieu complètement et à la pleine pression que lorsque la partie inférieure du tonneau est déjà remplie de liquide jusqu'à la hauteur de l'extrémité du tube de remplissage.
On obtient une autre réduction encore de la formation de mousse lors du remplissage grâoe au fait que le dégagement de l'ouverture d'écoulement à l'extrémité inférieure du tube de remplissage et de l'arrivée de liquide dans le tube de remplissage est retardé par un dispositif d'étranglement, qui ne laisse effectuer que lentement la sortie et l'arrivée de liquide, tandis que la fermeture du tiroir et de la soupape du tube de remplissage se fait rapidement.
L'ouverture et la fermeture de la soupape du tube de remplissage et le mouvement du tiroir,commandant l'arrivée de liquide peuvent être effectués au moyen d'une membrane à commande pneumatique, dont le côté de pression est déchargé, pour la fermeture de la soupape du tube de remplissage et du tiroir, au moyen d'une butée entrant en action lors du mouvement de montée du tube de remplissage.
Comme ce processus ne débute qu'après une course ascendante, bien que courte, du tube de remplissage, le volume correspondant au chemin déjà parcouru par le tube de remplissage, ne peut plus être utilisé pour le retour du liquide de trop plein hors du tuyau'de retour d'air, maisil importe que le liquide soit, après terminaison du processus de remplissage, vidé aussi complètement que possible du tube de retour
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d'air dans le tonneau.
Pour obtenir ce résultat, la' disposition est, conformément à l'invention; telle que la soupape de fermeture prévue à l'extrémité inférieure du tube de remplissage soit fermée immédiatement avant le début ou lors du début de la course du tube de remplissage, après terminaison du processus de remplissage', de telle aorte qu'aucun liquide ne puisse plus couler du tube de remplissage dans le tonneau * @ Dans ce but;
l'influence de la courbe course mentionnée effectuée par le tube de remplissage peut être supprimée avant la fermeture de la soupape' du tube de remplissage, grâce au fait que le côté de pression de la membrane est relié à une soupape' de décharge par un tuyau de section transversale plus grande que celle du conduit amenant l'air comprimé, soupape qui est commandée directement par le levier d'inversion pour le dispositif de commande à air comprimé, de sorte que.la décharge du côté de pression de la membrane et, en conséquence, la fermeture de la soupape du tube de remplissage ont lieu immédiatement au début du mouvement de montée du tube de remplissage.
Au lieu d'utiliser une soupape de décharge particulièrepour décharger le coté de pression de la membrane commandant la soupape de remplissage, on peut aussi donner à la distribution pour le dispositif de commande à air comprimé une forme telle que, lors du processus de commande pour le mouvement de montée du tube de remplissage, la section transversale découverte pour la décharge en vue de l'évacuation d'air au-dessus du piston de refoulement d'air, soit grande, tandis que, pour l'air comprimé arrivant sous le piston, la section transversale découverte est petite, ce qui provoque également une fermeture immédiate de la soupape du tube de remplissage, avant le début ou au début de la course du tube de remplissage, et permet à la totalité du liquide de montée de rétrograder, dans la mesure du possible;
du tuyau de retour d'air dans le tonneau après terminaison du processus de remplissage.
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Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemples, trois modes de réalisation d'un dispositif de remplissage de tonneau établi conformément à l'invention :
La fig. 1 est une élévation du dispositif de remplissage de tonneau dans la position la plus basse du tube de remplissage et dans la position d'ouverture de la soupape de remplissage, le tonneau à remplir étantreprésenté en coupe;
La fig. 2 est, à plus grande échelle, une coupe longitudinale du dispositif de remplissage avec boîtier de membrane;
La fig. 3 montre, dans la position de la fig. 1, la même réalisation du dispositif de remplissage, mais avec une soupape de décharge pour la membrane;
La fig. 4 montre, à échelle quelque peu plus grande, en coupe longitudinale et élévation partielle, un mode de réalisation du dispositif de décharge;
La fig. 5 montre ce dispositif en coupe transversale et vue en plan;
La fig. 6 est une coupe longitudinale, partie en élévation, du dispositif de remplissage de tonneau pourvu de l'autre mode de réalisation du dispositif de décharge;
La fige 7 est une coupe transversale du robinet d'air du dispositif de commande à air comprimé.
Le dispositif de remplissage de tonneau établi suivant les figs. 1 et 2, qui est relié au récipient 1 recevant le liquide de remplissage, et qui peut être fixé, par exemple; sur un rail 2, se compose, en principe, du cylindre de pression 3 avec piston 4 et tige de piston 5, ainsi que du bottier de membrane 6 avec tube de remplissage 7 et soupape de remplissage 8 établie à l'extrémité inférieure de ce tube 7. Le tube7 porte la tête de remplissage 9, qui est susceptible de se déplacer sur ce tube et qui, lors du remplissage, s'applique sur la bonde du tonneau 12 à remplir de manière à former un joint étanche sur le tonneau. La tête
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de remplissage 9 est maintenue par les tubes de guidage 10, 11 et 101, 111, qui télescopent les uns dans les autres.
Les tubes 10, 11 constituent la conduite d'air préalable, par laquelle l'agent de pression (acide carbonique, air, etc. ) situé dans le réservoir de bière 1 au-dessus du liquides passe par le tuyau 31 de cet espace au-dessus du liquide dansle tonneau 12, pour remplir ce dernier au préalable d'agent de pression et le placer sous pression.
Les tubes 10', 11' constituent la- conduite de retour d'air, par laquelle l'agent de pression retourne du tonneau 12, lors du remplissage de c avec de la bière, par le tuyau 33, dans le réservoir de bière 1. Dans ce retour, une certaine quantité de bière, passe dans le tuyau dé retour d'air et rétrograde dans le tonneau rempli;après terminaison du remplissage.
Dans le bottier de membrane 6, constitué, par exemple, en deux parties, se trouve la membrane 13 (fig.2), qui est reliée; par une tige 14, à la soupape de remplissage inférieure 8. Entre la membrane 13 et la soupape de remplissage 8, on a établi une distribution à tiroir qui est formée par un tiroir 15 monté sur la tige 14 et mobile avec la. membrane 13. Le tiroir 15 sert à fermer et à ouvrir l'arrivée de liquide dans le tube de remplissage 7 et est pourvu, au-dessous de la partie supérieure pleine, d'ouvertures 16 qui coopèrent avec le tuyau d'arrivée de liquide 17 et l'espace de liquide 18. Le tube d'arrivée de liquide 17 est relié par un tuyau souple 19 (fig.l), au réservoir de liquide 1.
On a disposé entre la membrane 13 et l'espace de liquide 18, un dispositif d'étranglement qui se compose, par exemple, d'une bille de soupape 30 et d'un conduit étroit 28, ou d'une ouverture en forme de tuyère, prévue, dans le siège de soupape (fig.2). L'espace recevant la bille de soupape 30 peut êtrefermé dans le haut, au-dessous de la membrane 13, par une plaque perforée 89, Le dispositif d'étranglement 30,28 peut aussi être remplacé par un dis-
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positif de retardement d'un autre type ; peut notamment utiliser, au lieu de la bille de soupape, une autre soupape, par exemple une soupape conique.
Au-dessus du boîtier de membrane 6 se trouve, sur la tige de soupape creuse ou percée 5, un robinet ou valve 20, dont la manette 21 est commandée par des butées 22,23,prévues sur la tige 11 et éventuellement réglables (fig.l).
24 désigne une manette qui, au moyen d'un arbre 25 commande une valve, un robinet ou un organe équivalent prévu dans le carter 26 pour l'amenée de l'agent de pression par le tuyau 27 au cylindre de pression 3.
Le fonctionnement est, en principe, le suivant : En rabattant la manette 24, l'agent de pression employé, par exemple de l'air comprimé, passe par la valve, le robinet ou autre organe situé dans le carter 26, au-dessus du piston 4 qui se trouve à sa position la plus haute dans le cylindre 3, de sorte que ce piston est actionné vers le bas. La tige de piston 5 et le boîtier de membrane 6 avec tube de remplissage 7 et tête de remplissage 9 et avec tiges de guidage 10, 101, descendent avec le piston.
La tête de remplissage 9 est ainsi d'abord appliquée sur le tonneau 12 et est pressée de par son propre poids et par l'air comprimé de manière étanche contre la bonde du tonneau*
En même temps, une soupape, non représentée spécialement, s'ouvre dans la partie de timonerie 11, 10 servant de conduite d'air préalable, de sorte que la communication avec le réservoir de bière 1 est établie par le tuyau 31 et que le tonneau 12 est mis sous pression par pénétration de l'agent de pression (aaide carbonique, air, etc. ) situé au-dessus du liquide dans le réservoir 1.
Dans la suite du mouvement de descente du piston 4, le tube de remplissage 7 glisse à travers la tête de remplissage 9, de telle sorte que ce tube soit introduit dans le tonneau 12, jusqu'à ce que l'ouverture de sortie inférieure du tube 7 se trouve au-dessus de la paroi inférieure du
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tonneau à proximité de cette paroi. A la fin de ee mouvement de descente, le robinet 20, situé au-dessus du boîtier de membrane 6, est actionné par' la butée inférieure 23 de manière à s'ouvrir et à laisser maintenant passer l'air comprimé situé au-dessus du piston 4 dans le cylindre 3, par la tige de piston 5, dans le boîtier de membrane 6 au-dessus de la membrane 13.
Cette membrane, qui se trouvait, jusque-là. en raison de la pression liquide agissant sur elle par en-dessous, dans la position représentée en poin- tillés sur la fig. 2, est pressée Maintenant vers le bas par la pression d'air agissant sur elle. Le mouvement de descente de la membrane 13 s'effectue avec un retard, car le liquide situé sous la membrane ne peut s'échapper qu'à travers l'étroite fente ou l'ouverture en tuyère 28 prévue sur la surface de siège de la bille de soupape 30.
La descente de la membrane 13 a pour résultat l'action- nement vers le bas de la soupape de fermeture inférieure 8 située à l'extrémité inférieure du tube de remplissage 7, et du tiroir 15 de telle sorte que, tout d'abord, la soupape de fermeture inférieure 8 et, quelque peu plus tard, l'arrivée de liquide supérieure du conduit 17 et de l'espace 18 dans le tube de remplissage 7, soient lentement ouvertes par découvrement progressif des ouvertures 16 du tiroir 15, c'est-à-dire que la partie cylindrique creuse du tiroir 15, située sous les ouvertures 16, qui, jusqu'ici, interceptait l'arrivée de liquide du conduit 17 et de l'espace 18, découvre progressivement cette arrivée.
Le retard pour le mouvement d'ouverture de la soupape de fermeture et du tiroir 15 dure environ jusqu'à ce que le niveau liquide dans le tonneau 12 soit monté à la hauteur de l'ouverture de sortie inférieure du tube de remplissage 7 (fig.1). Entre temps, les ouvertures 16 du tiroir 15 ont complètement découvert l'arrivée de liquide dans le haut, de sorte que le liquide peut couler suivant la pleine section transversale des,ouvertures de tiroir 16 dans le tuyau de remplissage et en bas dans le tonneau,
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L'air comprimé situé dans le tonneau 12 retourne, par l'autre communication de tuyaux 101, 111, dans le réservoir 1.
On a monté dans le haut de cette conduite de retour d'air, un clapet de retenue non représenté, de telle sorte que l'air, l'acide carbonique, etc., puisse passer du tonneau 12, par le conduit 33, dans le réservoir de liquide 1, mais ne puisse pas suivre le chemin inverse.
Lorsque le tonneau 12 est plein, ce qui peut se voir à travers un regard en verre, ou un élément équivalent, monté dans la conduite de retour d'air, la manette 24 est de nouveau rabattue de telle sorte que, maintenant, de l'air comprimé puisse passer sous le piston 4 du cylindre 3 et que l'air situé au-dessus du piston 4 soit évacué. En conséquence, le piston est actionné vers le haut avec le tube de remplissage 7. Au moyen de la butée réglable 22, le robinet 20, se déplaçant lui aussi vers le haut avec le boîtier de membrane 6, est ainsi manoeuvré de manière que l'air comprimé situé audessus'de la membrane 13 puisse s'échapper à l'air libre et que l'espace entre la membrane 13 et le robinet 20 soit déchargé.
Le liquide passe alors, en soulevant la bille de soupape 30, par l'arrivée 17 sous la membrane 13 et la soulève de nouveau à la position représentée en pointillés sur la fig.2.
Ce mouvement de montée de la membrane 13, mouvement s'effectuant rapidement, provoque en même temps la fermeture de la soupape de remplissage à l'extrémité inférieure du tube de remplissage 7 et la fermeture de l'arrivée de liquide dans le haut par la partie cylindrique creuse du tiroir 15 située sous les ouvertures 16.
Dès que le tube de remplissage 7 a atteint, dans le tonneau, sa position la plus élevée, le tonneau est déchargé de la pression par une soupape non représentée, de telle sorte que la tête de remplissage 9 se soulève et s'écarte du tonneau, qui peut être remplacé par un autre tonneau à remplir.
Dans la disposition décrite en dernier lieu, dans laquelle le processus d'ouverture et de fermeture de la soupape de
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remplissage 8 et du tiroir 15 se fait au moyen-de la membrane 13 à commande pneumatique; la fermeture de cette soupape 8 et du tiroir 15 n'a lieu. par la butée 22 entrant en action sur la prise 31 du robinet d'air 20 lors du mouvement de montée du tube de remplissage 7.qu'après une courte course de montée du tube de remplissage 7. En conséquence le volume de ce tube 7 correspondant au chemin qu'il a déjà parcouru, ne peut pas être utilisé pour le retour de la bière de trop plein du tuyau de retour d'air 101, 111.
Cette diminution de la quantité de bière rétrogradant de la conduite de retour d'air dans le tonneau rempli provient de ce que, pendant la première courte partie du mouvement de montée du tube de remplissage 7, la soupape de bière 8 est encore ouverte'et qu'ainsi de la bière arrive encore du tuyau d'arrivée 17.
Cet inconvénient est supprimé avec les modes de réalisation des figs. 3 à 7 des dessins, et une réduction de la quantité de bière rétrogradant du tuyau de retour d'air 101, 111,dans le tonneau rempli est empêchée du fait- que la fermeture de la soupape de remplissage 8 située à l'extrémité inférieure du tube de remplissage a encore lieu dans la position la plus basse du tube de remplissage 7, c'est-à-dire immédiatement au début de la montée du tube de rem plissage.
Avec le mode de réalisation des figs. 3 à 5, ce résultat s'obtient au moyen d'une soupape de décharge particulière 35, qui est actionnée directement par une butée particulière 34 (figs. 4 et 5) prévue sur le levier de commande 24. L'espace de pression au-dessus de la membrane 13 communique,, par un court tuyau de jonction 36 comportant une grande section transversale par rapport au passage du robinet d'air 30, avec la soupape 35 de même section transversale. Au moyen de la grande section transversale de décharge, on obtient le résultat suivant, à savoir que l'espace d'air entre la membrane 13 et le robinet 20 est immédiatement déchargé, de sorte que la soupape 8 se ferme juste encore ayant le mouvement de montée du tube de remplissage 7.
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Pour empêcher que de l'air ne passe du cylindre d'air 3 par la tige de piston creuse 5 et le clapet de retenue 37 (fig. 4) situéà l'extrémité inférieure de cette tige, dans l'espace au-dessus de la membrane 13, on donne à l'ouverture de passage du robinet d'air 20 des dimensions très faibles par rapport à la section transversale du tuyau de jonction 36. Au lieu du clapet de retenue 37, on peut aussi monter une tuyère dont la section transversale est petite par rapport à la section transversale du tuyau de jonction 36, afin d'empêcher l'arrivée subséquente d'air du cylindre.
Ainsi que le montrent les figs. 6 et 7, on peut obtenir le même résultat grâce au fait que la décharge de l'espace d'air entre le robinet 20 et la membrane 13 débute directement dès la commutation du robinet d'air 20, à l'aide du levier de commande 24 et de la tige de commande 25. Cette décharge s'obtient par exemple grâce au fait que le clapet de retenue 37 (fig.4), monté dans la tige de piston creuse 5 au-dessus du robinet d'air 20, est enlevé et que le robinet 20 est pourvu d'un passage plus grand, tandis que, de plus, le robinet d'air 26 est établi, ainsi que le représente la fig.
7, de manière que, lors de la commutation pour le mouvement de montée du tube de remplissage 7, l'espace du cylindre 3 au-dessus du piston 4 communique par le tuyau 30, immédiatement avec un conduit 38 de plus grande section transversale prévu dans le robinet d'air 26, conduit par lequel l'air est rapidement évacué de l'espace au-dessus du piston 4, tandisque l'espace supérieur du cylindre est déchargé. D'autre part, l'arrivée d'air sous le piston 4 ne se fait que par un conduit 39 de petite section transversale.
En raison de la grande section de décharge du conduit 38, l'air s'échappe très rapidement de la partie supérieure du cylindre 3, ainsi que de la tige de piston creuse 5 du piston 4 et de l'espace entre le robinet 20 et la membrane 13, et ce déjà avant que l'air entrant lentement sous le piston 4, par l'étroit conduit 39, provoque le début du mouvement de montée du tube de remplissage 7. En conséquence,
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dans ce cas aussi, la soupape de remplissage 8 se ferme avant que le tube de remplissage 7 débute le mouvement de montée. la suite du processusde décharge par la manoeuvre du robinet d'air 20 à l'aide de la butée réglable 22 se fait de la même manièrè que précédemment;
de même, le' reste de la construction du dispositif de remplissage est semblable au mode de réalisation des figs. 1 à 5.
Les modes de réalisation représentés sont susceptibles de modifications de détails sans s'écarter de la portée de l'invention. Par exemple, la commande de la soupape de remplissage et de fermeture 8 et du tiroir 15, au lieu d'être 'effectuée par une membrane 13, peut se faire par un moyen équivalent, par exemple un piston à air comprimé. Le tiroir, 15 peut être guidé et mobile dans le tube de remplissage 7.
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