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" Procédé et dispositif de remplissage de bouteilles en liquides gazeux "
L'invention a.pour objet un procédé et un dispo- sitif de remplissage de bouteilles en liquides gazeux, per- mettant d'obtenir un remplissage rapide, complet et sans remous de récipients tels que des bouteilles notamment.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que l'on utilise la capacité de la bouteille/pour fermer le débouché d'une chambre que traverse un courant de gaz comprimé s'écoulant normalement à l'air libre, et pour faire ainsi régner une certaine pression au-dessus d'une paroi mo- bil@ de cette chambre, ou membrane, reliée à une valve de ferneture d'un tube d'écoulement du liquide dans la bouteil- le.
L'air comprimé chassé par le liquide qui pénètre dans la bouteille est évacué dans le réservoir par un conduit à sou-
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pape dont le débouché inférieur, solidaire de ladite valve, règle par sa hauteur dans la bouteille, le niveau de remplis- sage de celle-ci.
L'invention a également pour objet un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte, à l'intérieur d'un réser- voir à flotteur contenant le liquide surmonté d'air comprimé et au-dessus d'un fond muni d'un tube d'écoulement du liquide, une tête d'arrivée de l'air comprimé formant une chambre fer- mée par une membrane à laquelle est attachée une tige creuse terminée par une valve de fermeture du tube d'écoulement du liquide et qui forme elle-même un conduit d'écoulement de l'- air de la bouteille dans le réservoir.
Le dispositif comporte trois tubes concentriques; celui qui est extérieur, terminé par une tulipe, est mobile verticalement et peut relier à la capacité de la bouteille le conduit de sortie de l'air com- primé qui a traversé ladite chambre; le tube moyen qui sert à l'écoulement du liquide est fixe; le tube intérieur formé par la tige creuse portant la valve est muni d'une soupape à bille èt débouche dans le réservoir .
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et représentant un mode de réalisation de l'objet de l'invention :
La figure 1 est une coupe verticale d'un réser- voir de remplissage suivant l'invention, faite suivant l'axe des tubulures d'air comprimé et d'écoulement du liquide, les différents organes étant représentés dans la position de re- pos .
La figure 2 est une coupe correspondant à la figure 1 et représentant les organes et la bouteille en posi- tion de remplissage .
Suivant le mode de réalisation représenté, à l'intérieur d'un réservoir 1, est disposée au-dessus d'un fond 2 fixé à la paroi inférieure, une tête 3 supportée par
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de forts tubes 4 et 5 débouchant dans des conduits intérieurs aux deux pièces 2 et 3 .Le tube 5 communique, dans le fond 2, avec une tubulure d'entrée d'air comprimé 6 et dans la tête 3, avec un conduit 7 débouchant dans un évidement 8 con- tenant une soupape d'entrée d'air 9. Cette soupape est munie d'un poussoir 10 sur lequel peut agir une butée 11 portée par une membrane 12 fermant une chambre 13 reliée à l'évidement 8 par un canal obturé par la soupape 9.
Un conduit 14 fait com- muniquer la chambre 13 avec le tube 4 que prolonge dans le fond 2 un conduit 15 débouchant lui-même dans un évidement 16 pratiqué dans la partie inférieure du fond et concentrique à un tube 17 d'écoulement du liquide . Ce tube 17 communique avec un bassin 18 constituant le point bas du réservoir; son débouché inférieur est obturé par une valve 19 fixée à l'ex- trémité inférieure d'un tube de petit diamètre 20 qui passe à travers le tube 17 et est fixé à sa partie supérieure à une pièce creuse 21 constituant l'écrou de la vis 11 dont la tête forme butée et serrant contre cette tête la membrane 12.
La pièce 21 comporte, dans son évidement, une bille 22 fer- mant le débouché du tube 20 dans cet évidement, qui communi- que avec l'intérieur du réservoir par un trou de passage d'air 23. Le tube 20 qui constitue la tige de commande de la valve 19, est guidé à sa partie inférieure dans une grille 24 fermant le bassin 18 et présentant des trous de passage de liquide 25. Un collier 26 solidaire de la tige 20, limite la course de descente de la tige en venant buter sur la gril- le 24. Contre la surface inférieure du fond est fixé un guide en forme d'étrier 27, dans lequel peut coulisser une pièce 28 terminée à sa partie supérieure par une embase 29 limitant sa course, et à sa partie inférieure par uné tulipe 30 dans la- quelle peut se centrer le goulot de la bouteille B à remplir.
Cette bouteille est portée par un poussoir à déplacement ver- tical P.
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A l'intérieur du réservoir est prévu un flotteur 31 guidé verticalement par des tiges 32 et 33 à sa partie inférieure dans un guide 34 fixé au fond du réservoir, sa partie supérieure dans une tubulure 35, dont la tige 33, munie d'une valve 36, ferme le débouché intérieur. Une tubulure auxiliaire 37 d'arrivée d'air comprimé munie d'un robinet non représenté, est prévue dans le haut du réser- voir et une tubulure 38 d'entrée de liquide est prévue dans le fond du réservoir .
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Le remplissage du réservoir se fait suivant le mode habituel, par commande de l'introduction du liquide par le déplacement vertical du flotteur . Lorsque le niveau de ce liquide baisse, le flotteur s'abaissant, l'air comprimé qui se trouve au-dessus du liquide dans le réservoir 1, s'- oppose à l'entrée du liquide par la tubulure 38. Dès que le flotteur s'abaisse, la valve 36 s'écarte de son siège, l'air s'échappe et la pression diminuant, le liquide peut entrer par la tubulure 38. La tubulure 37, normalement munie d'un robinet, sert à introduire de l'air comprimé lors du rem- plissage initial du réservoir. La pression d'air est mainte- nue à une valeur bien déterminée .
Lorsque le poussoir P est dans sa position basse, la pièce 28 formant tulipe est retombée par son poids, et son embaàe 29 repose sur la pièce 27; par suite, le conduit 15 débouche à l'air libre et dans la chambre 13 de la tête 3 règne la pression de l'air ambiant . La pression intérieure du réservoir s'exerçant sur la membrane 12 fait remonter la butée 11 qui, en agissant sur le poussoir 10, lève la soupa- pe 9. L'air comprimé qui entre par la tubulure 6 petit orifice, s'écoule donc d'une façon continue par le tube 5, l'évidement 8 et la chambre 13, le tube 4 et le conduit 15. n
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De plus, la membrane étant cintrée vers le haut, la tige
20 remontée applique fortement la valve 19 contre le débou- ohé inférieur du tube d'écoulement du liquide 17.
Lorsqu'une bouteille B est élevée par le pous- soir P, son goulot s'embotte dans la tulipe 30, et celle-ci remonte verticalement en glissant dans la pièce 27 pour s'- arrêter lorsque son embase 29 est appliquée contre la sur- face inférieure du fond 2. A ce moment, grâce à des garni- tures étanches bien connues, l'étanchéité est assurée entre le goulot et la tulipe et entre cette dernière et le fond 2.
Dès lors, l'air comprimé qui s'écoulait librement par le conduit 15, pénètre dans la bouteille B, la pression s'y élève et lorsque cette pression, qui est également celle qui règne dans la chambre 13, atteint.une valeur égale à la pression intérieure du réservoir. les poussées sur les deux faces de la membrane 12 s'équilibrent et la membrane rede- vient horizontale . La soupape 9, qui n'est plus soutenue par la butée 11 retombe sur son siège, interrompant l'arri- vée d'air comprimé . De plus, la tige 20 s'étant abaissée jusqu'à ce que le collier 26 repose sur la grille 24, la valve 19 s'est écartée du débouché du tube 17, permettant le passage du liquide .
De liquide s'écoulant par le tube,
17 se répartit sur la valve 19 qui le guide contre la paroi de la bouteille; il descend contre cette paroi sans produire de bouillonnement et au fur et à mesure que la bouteille se remplit, l'air comprimé qui y est contenu s'échappe par la tige creuse 20 en soulevant la soupape à bille 22 pour pas- ser dans le réservoir par l'orifice 23. La pression dans le réservoir est donc maintenue constante par le remplacement du liquide qui a rempli la bouteille par de l'air comprimé, et dès que le niveau du liquide dans le réservoir se sera abaissé suffisamment, le remplissage se produira automati- quement par le mouvement du flotteur .
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Il y a lieu de remarquer que le dispositif sui- vant l'invention évite toute robinetterie de commande du remplissage de la bouteille . C'est la montée de la bouteille qui assure son remplissage en air comprimé et c'est la pres- sion d'air qui s'établit dans cette bouteille qui commande le débouché du tube d'écoulement du liquide, l'évacuation de l'air se faisant au f ur et à mesure du remplissage sous l'effet de l'élévation du niveau de liquide dans la bouteil- le. Les trois opérations se commandent ainsi l'une l'autre et le niveau de remplissage est déterminé par la hauteur du débouché du tube intérieur 20 par rapport au goulot de la bouteille. En effet, dès que le liquide atteint ce niveau, l'air ne peut plus s'échapper, ce qui arrête l'écoulement du liquide.
Ceci présente l'avantage que l'on obtient un niveau de remplissage constant pour toutes les bouteilles, quelles que soient les différences existant dans la section de leur goulot, et quelle que soit leur forme, et que l'on peut régler ce niveau en réglant la longueur des tubes , On voit en effet, en se reportant à la figure 2, que si, dans la position d'ouverture du débouché du tube de descente de liquide 17,le débouché du tube intérieur 20 d'évacuation d'ait se trouvait plus haut dans le goulot de la bouteille, par exemple à hauteur du débouché de ce goulot, le remplis- sage se ferait à ce niveau uniformément pour toutes les bou- teilles .
Ceci permet de limiter autant qu'on le veut la quantité d'air qui reste au-dessus du liquide lorsque la bou- teille est remplie, et l'intérêt de ce remplissage complet et uniforme pour tous les types de bouteilles est bien connu; il limite en effet le volume d'air renfermé dans la bou- teille, qui a une action nuisible sur le liquide. Du fait que le remplissage de la bouteille est commandé initialement par la fermeture de la sortie d'air comprimé par la bouteil- le elle-même, le moindre défaut du goulot, la moindre brèche
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empêche le remplissage . A plus forte raison, si la bou- teille vient à éclater, l'écoulement du liquide s'arrête instantanément .
De plus, le remplissage ne commence que lorsque le contre-pression dans la bouteille atteint exac- tement celle du réservoir, c'est-à-dire la pression nécessaire pour que le remplissage se fasse sans bouillon- nement . Enfin, les différentes opérations se succèdent sans à-coup, le passage de l'une à l'autre résultant d'un équilibre de pression sur les faces de la membrane élastique 12. La valve 19 s'ouvre progressivement, et dès le début le liquide coule le long de toute la paroi de la bouteille, évitant les éclatements par différence locale brusque de température . On a remarqué que le dispositif bbjet de l'in- vention réduit considérablement la casse des bouteilles à remplir .
Bien entendu, l'invention n'est nullement limi- tée au mode d'exécution représenté et décrit, qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.