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Procédé et appareil de soutirage sous pression de liquides, notamment de boissons gazeuses.
En vue d'assurer une bonne conservation des boissons gazeuses et notamment de la bière, il y a le plus grand intérêt, comme on le sait, à éviter L'incorporation de l'air dans la boisson au cours des diverses manipulations nécessitées par la fabrication et la livraison soit en fûts, soit en bouteilles.
Or, la mise en bouteilles a pris ces derniers temps une importance sans cesse croissante et les
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brasseurs notamment se sont efforcés d'éviter l'intro- duction dans les bouteilles, au cours des manipulations et plus particulièrement du soutirage, de quantités d'air plus ou moins importantes, pouvant atteindre 14 centimètres cubes par bouteille dans certains cas.
Le seul procédé pratiquement utilisé et ayant donné des résultats dans ce sens, encore qu'imparfaits, consiste à faire mousser la boisson dans la bouteille en fin de remplissage, pour chasser l'air qui y subsiste à c emoment. En dehors de l'imperfection du résultat, surtout avec certaines boissons qui moussent mal, on chasse ainsi une partie du gaz carbonique de la boisson; en outre, selon le procédé connu, la mousse était renvoyée, avec l'air qu'elle emprisonnait, dans le collecteur de la tireuse, ce qui présente des inconvénients graves : pollution de toute la cuvée au cours du remplissage d'une bouteille mal rincée et dilution progressive, par de l'air, de l'atmosphère de gaz carbonique du collecteur.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en résolvant d'une manière simple et satisfaisante le problème dû soutirage des liquides sous pression, notamment des boissons gazeuses telles que la bière, la limonade, etc., que ce soutirage se fasse en bouteilles ou en fûts, sous pression de gaz carbonique, d'air ou d'un autre gaz quelconque.
Le procédé qui en fait l'objet consiste à évacuer l'air et la mousse du récipient, au cours du remplissage de celui-ci, dans un vase clos indépendant du collecteur et constamment soumis à une pression égale à celle qui règne à chaque instant dans ce dernier, sans toutefois qu'une communication existe à aucun moment entre ce vase et le collecteur. Le récipient se remplit
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ainsi sans gêne,avant l'écoulement du liquide, du gaz qui forme l'atmosphère du collecteur, et cet écoulement s'effectue constamment par simple gravité.
La pression du collecteur peut être transmise au vase, sans communication entre les deux atmosphères, par un joint hydraulique à vases communicants ou par un organe mécanique tel qu'un piston d'équilibrage, une membrane, etc., ce joint hydraulique ou mécanique pro- voquant par son déplacement l'évacuation intermittente automatique d'une partie de l'atmosphère gazeuse chassée du récipient en cours de remplissage.
Suivant une forme d'exécution possible de l'invention, un purgeur muni d'un clapet à flotteur assure l'évacuation intermittente de la mousse s'il s'agit d'un liquide mousseux.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés simplement à titre d'exemples, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La fig. 1 est un schéma illustrant le procédé d'une manière générale et son mode de réalisation par joint hydraulique en particulier.
Les fig. 2 et 3 montrent schématiquement des joints étanches mécaniques susceptibles d'être substitués au joint hydraulique.
Les fig. 4 et 5 représentent respectivement en coupe axiale une tireuse à collecteur circulaire et une tireuse à collecteur annulaire perfectionnées selon l'invention.
La fig. 6 montre en plan une pièce intercalaire destinée à la transformation des becs d'une tireuse existante.
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La fig. 7 'est une coupe par VII-VII de la fig.6.
Sur la fig.l , on a représenté très schématique- ment le collecteur A d'une tireuse à bière de type connu, qui peut comporter un nombre quelconque de becs de soutirage dont un seul est figuré en 10 , avec son robinet 11 qui est commandé mécaniquement d'une façon connue quelconque. Ce robinet commande, comme il est usuel, trois tubes 1, 2, 3.
Le tube 1 est le tube de contre-pression, destiné à faire communiquer la bouteille avec l'atmosphère gazeuse du col- lecteur A au début du remplissage; le tube 2 est le tube d'écoulement du liquide et le tube 5 le tube de retour d'air et de mousse. Les tubes l, 2, 3 comportent, de pré- férence, comme d'habitude, des clapets de retenue non représentée et destinés à empêcher l'échappement intem- pestif de gaz et de liquide en cas d'éclatement d'une bou- teille B .
Les becs de soutirage et les tubes qu'ils commandent ne présentent par rapport aux tireuses connues que les différences suivantes : le tube 3 n'aboutit plus au sommet du collecteur , il est coudé et ne pénètre plus dans le collecteur.
Le tube 3 relie la bouteille B à la partie supérieure l'un vase à mousse M, qui est elle-même reliée par un tube 4 à la partie supérieure de l'une des chambres
5 d'un joint hydraulique à vases communicants 5, 7, 6, rempli en partie d'un liquide tel que l'eau, la glycérine, etc. Le sommet de l'autre chambre 6 communique constara- ment par un tuyau 8 avec le sommet du collecteur A.
Bien entendu, si le liquide à soutirer n'est pas susceptible de mousser notablement, on peut supprimer
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le vase M,le tube 4 prolongeant alors simplement le tube 3.
A la base durécipient M se trouve une tubulure 9 d'évacuation de la mousse, commandée par un pointeau 12 à flotteur 13 . Dans la chambre 5 , un flotteur 14 est porté par le liquide du joint hydraulique; il est solidaire d'un organe obturateur 15 qui commande l'orifice 16 d'échappement d'air et de gaz prévu au sommet de la chambre 5 . Il résulte de cet agencement que, dès que la pression qui règne dans le système B-M-5 dépasse la pression du système A-6 , l'obturateur 15 s'ouvre et laisse échapper la quantité de gaz nécessaire pour rétablir l'équilibre de pression entre la bouteille et le collecteur.
Dans ces conditions, l'opération de remplissage s'effectue de la manière suivante :
Lors de la mise en route de la tireuse, on ouvre un robinet ou une valve 46 commandant un tube de commu- nication 45 entre le collecteur A et le système B-M-5, de manière à établir une pression égale sur les deux faces du liquide en 5 et en 6 : niveau de liquide est alors à la même hauteur dans les deux cylindres et l'obturateur 15 ferme l'orifice 16 . On referme ensuite le robinet 46 . ler temps de manoeuvre du robinet.
On ouvre le tube 1 de contre-pression, les tubes 2 et 3 étant fermés : la bouteille B reçoit du gaz du collecteur A (où le liquide est supposé avoir été envoyé par les ;moyens au niveau normal), jusqu'à ce que sa pression soit égale à celle du collecteur.
Ce liquide va donc pouvoir s'écouler par simple gravité dès l'ouverture du tube 2.
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D'autre part, lorsqu'il s'agit de soutirer un liquide sous pression de gaz carbonique, la bouteille B , en recevant la pression du collecteur A , a subi une véritable injection de C02 qui a refoulé ensuite ver M et 5 l'air primitivement contenu dans la bouteille ; celle-ci va donc recevoir le liquide sans que celui-ci rencontre d'air à son arrivée.
Sème temps de manoeuvre du robinet.
Fermeture du tube de contre-pression 1 et ouverture simultanée des tubes 2 d'arrivée du liquide et 3 de retour d'air et de mousse. Comme on vient de le constater, le liquide coule de A en B par simple gravité (hauteur de la colonne de liquide L).
La montée du liquide dans la bouteille B réduit progressivement l'espace réservé aux éléments gazeux dans la bouteille et l'ensemble des conduites ou organes annexes 3, M. 4 et 5. Il s'établit donc dans le cylindre 5 une pression supérieure à celle qui existait au début de l'opération, et cela d'autant plus que la baisse du niveau en A , causée par l'écoulement du liquide, augmente dans le collecteur, proportionnellement, l'espace réservé aux éléments gaeux. Ces derniers se sont donc légèrement détendus, ce qui crée une diminution de pression dans le collecteur A et, par suite, dans le cylindre 6.
Le liquide est donc sollicité en 5 par une légère augmentation de pression, il va donc baisser de niveau dans le cylindre 5 et monter de la même quantité dans le cylindre 6. Ce mouvement entraîne le flotteur 14 et l'obturateur 15 , ce dernier découvrant ainsi 'orifice 16 ,ce qui permet à l'air refoulé par le
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remplissage de la bouteille de s'échapper au dehors sans avoir pu jamais retourner jusqu'au collecteur.
Cet échappement entraîne hne réduction de la pression en 5 et M,et cette réduction de pression permet au liquide de reprendre son niveau précédent dans le cylindre 5 ainsi que dans le cylindre 6 ; le flotteur 14 , en remontant, referme l'orifice 16 . A ce moment, la pression est toujours égale entre bouteille B et collecteur A et le liquide continue à,s'écouler par gravité jusqu'à complet remplissage de la bouteille.
Le mouvement du flotteur 14 étant de très petite amplitude (de l'ordre de quelques millimètres), il n'y a aucune contre-pression à craindre dans le système bouteille B - vase M - - cylindre 5 , ce qui pourrait arrêter ou ralentir l'écoulement du liquide : en effet, la hauteur de la colonne de liquide L sera toujours bien supérieure à la hauteur de la colonne de liquide déplacé dans le cylindre 5 . D'autre part, la diminution de pression créée dans le système bouteille B - vase M - cylindre 5 s'est trouvée instantanément équilibrée par le jeu du liquide du système 5-7-6 , donc transmise au collecteur A , et cette diminution de pression permet alors la rentrée d'une quantité de liquide correspondante dans le collecteur A par les moyens habituels.
La bouteille a donc bien pu se remplir sans que le liquide qui y a été introduit ait jamais pu rencontrer d'air, et sans que ce liquide ait jamais pu refouler jusqu'au collecteur A l'air préalablement contenu dans la bouteille vide.
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3ème temps de manoeuvre du robinet.
Fermeture générale des canalisations 1, 2, 3.
On peut alors retirer labouteille qui vient d'être remplie et la remplacer par une bouteille vide.
Le cycle des opérations recommence comme il vient d'être décrit.
Comme le montre la fig.2 , le joint hydraulique 5, 6, 7 peut être remplacé par une membrane 17 séparant de manière étanche les deux chambres 5 et 6 et portant en son centre la tige-pointeau 15 ; fonctionnement est exactement le même.
Une autre variante est représentée fig. 3 : La membrane 17 est ici remplacée par un piston 18 susceptible de coulisser dans un cylindre 19 qu'il sépare en deux chambres 5 et 6 ; il est de préférence rappelé vers sa position moyenne par des ressorts d'équilibrage 20.
La fig. 4 montre à titre d'exemple une tireuse automatique à cuve circulaire rotative d'un type en soi connu, mais modifiée et complétée pour permettre l'application du procédé qui vient d'être décrit.
Chacun des becs 26 de la tireuse comprend de la manière usuelle un robinet dont la clé 11 est commandée par un mécanisme approprié et dont la carotte 27 ouvre et ferme en temps voulu les tubes 1, 2 et 3 dont il a été question plus haut (fig. 1) . Le collecteur 21 est supporté par un bâti rotatif 24 qui tourne sur le bâti fixe 36 au moyen d'une butée à billes 35 .
Le liquide, par exemple de la bière, est amené au collecteur 21 par un tuyau 22 qui traverse sa paroi supérieure par un presse-étoupe 23 .
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Le collecteur de mousse M de la fig. 1 est constitué par une chambre 25 du bâti rotatif 24 , disposée au-dessous de la cuve 21 . Il communique à sa partie supérieure, au moyen d'un tuyau 28 , avec le sommet de la chambre interne 32 d'un vase isobaro- métrique formant joint hydraulique et logé à l'intérieur du bâti rotatif 24 , au-dessous de la chambre 25 . Ce vase isobarométrique est constitué par une enveloppe cylindrique 29 dans laquelle plonge un cylindre co-axial 32 ouvert par le bas. La partie supérieure de l'espace annulaire compris entre les cylindres 29 et 32 communique avec le sommet du collecteur 21 par un tuyau 30.
Pour permettre l'introduction dans le vase isobarométrique du liquide 34 qui forme joint hydraulique, une tubulure 31 fait communiquer la partie supérieure du vase 29 avec l'extérieur ; elle sert également au rinçage de l'appareil.
La fig. 5 montre de quelle manière on peut appliquer l'invention à une tireuse automatique à collecteur rotatif annulaire.
Les becs 26 de la tireuse sont établis de la même manière que sur la fig. 4 , ainsi que les tubes 1, 2 et 3 .commandés par le robinet 11 . Par contre, le vase collecteur de mousse M de la fig. 1 est constitué par un récipient 37 supporté par le collecteur 38 et disposé dans l'axe de celui-ci. Le récipient 37 supporte lui-même le vase isobarométrique 29-32 .
L'ensemble du collecteur annulaire 38, du vase à mousse et du vase isobarométrique est supporté au moyen de colonnes 39 par un bâti rotatif 40 muni d'une couronne 41 qui forme roue hélicoïdale et qui porte @
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les sellettes 42 sur lesquelles sont posées les bou- teilles B . La roue dentée 41 est entrafnée par une vis sans fin non représentée et le collecteur 38 est alimenté en liquide par un tuyau 33 qui part de la base du collecteur pour aboutir, dans l'axe du bâti rotatif 40, à un joint étanche 32 par lequel il communique avec un tuyau fixe 43 et qui traverse le bâti fixe 44 .
Le mode de fonctionnement des tireuses représen- tées fig. 4 et 5 est exactement le même que celui qui a été exposé en regard de la fig. 1 . Il va de soi, d'ailleurs, que sans sortir du cadre de l'invention, on pourra apporter des modifications aux modes de réalisa- tion qui viennent d'être décrits. En particulier, les robinets de distribution des becs de soutirage peuvent être remplacés par des disques, des clapets ou autres obturateurs de type quelconque. Le vase à mousse et le vase isobarométrique peuvent être disposés en un endroit quelconque de la tireuse ou à une distance quelconque de celle-ci ; il peut d'ailleurs en être prévu plusieurs pour une même tireuse.
En outre, il est évident que le procédé objet de l'invention peut être appliqué sans aucune difficulté à tous 1-s types de tireuses automatiques ou semi-automatiques destinées au soutirage de liquides sous une pression de gaz carbonique ou d'un autre gaz, par exemple d'air comprimé.
Dans ce dernier cas, le procédé ne saurait avoir pour avantage de permettre le soutirage à l'abri de l'air, mais il évite, comme il a été dit plus haut, la pollution d'une -cuvée e'ntière de liquide par retour de mousse et d'air
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dans le collecteur lors du remplissage d'une bouteille mal rinoée.
Une tireuse établie selon l'invention est d'un prix de revient sensiblement égal à celui d'une tireuse ordinaire du même type et son utilisation permet à l'ex- ploitant de réaliser des économies considérables en suppri- mant pratiquement le retour des bouteilles ou autres réci- pients dont le liquide a fermenté. Il y a lieu de noter que ce résultat est obtenu selon l'invention d'une manière entièrement automatique, sans aucune main-d'oeuvre supplé- mentaire et sans changement dans le rendement de la machine.
En ce qui concerne la bière, l'invention permet de supprimer la pasteurisation coûteuse qui modifie le goût de la bière, ceci en cas de soutirage par pression de gaz carbonique.
Enfin, il est possible d'appliquer l'invention aux machines existantes en les complétant à peu de frais par les vases M et 5-6 de la fig.l et en modifiant les becs, par exemple par l'insertion d'une pièce intercalaire
47 (fig. 6 et 7) déviant vers l'extérieur du collecteur A le conduit 3 existant et munie d'une tubulure latérale de raccordement 48 du tube 3 , En effet, le bec des tireuses ordinaires comporte déjà trois conduits commandés par le robinet, mais le tube 3 dé retour de mousse et d'air aboutit dans le collecteur.
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