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Machine pour remplir des récipients tels que des bouteilles.
Cette invention concerne les machines destinées au remplissa- ge de récipients tels que des bouteilles, flacons, etc., à l'aide de liquides contenant'un gaz comme 7.-'eau gazeuse, la bière, le vin., les boissons contenant de l'acide carbonique a.insi qu'au remplis- sage de récipients à l'aide de liquides me contenant pas de gaz.
Les machines de ce genre comprennent généralement une ou plusieurs têtes de remplissage plongeant au-dessous d'un réservoir de remplissage fermé qui contient le liquide sous pression, la partie de ce réservoir qui se trouve au-dessus du niveau du liqui- de étant remplie de gaz ou d'air sous pression, l'arrivée du gaz et du liquide fournis par le réservoir dans le récipient étant com- mandée par des soupapes.
La machine à remplir des récipients à l'aide d'un liquide qui fait l'objet de l'invention comprend un dispositif mécanique placé à l'intérieur du réservoir de remplissage et agissant pool- tivement sur deux soupapes de remplissage prévues sur un organe déplaçable par l'intermédiaire duquel la bouteille est remplie, de
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manière à maintenir lesdites soupapes positivement fermées, tandis que cet organe déplaçable occupe sa position initiale et à fermer positivement lesdites soupapes en utilisant le mouvement qu'effec- tue ledit organe pour retourner à sa position initiale.
Un dispositif mécanique est également prévu à l'intérieur du récipient de remplissage pour ouvrir positivement l'une ou l'une et l'autre desdites soupapes en utilisant le mouvement qu'effectue ledit organe au cours du déplacement qui l'écarte de sa position initiale,
Un dispositif à ressort peut être placé à l'intérieur du ré- servoir de remplissage pour ouvrir de force l'une des soupapes ou les deux lorsqu'elles sont soustraites à l'action du dispositif mécanique qui est prévu pour les fermer et les maintenir fermées.
Un autre dispositif mécanique est également prévu à l'exté- rieur du réservoir pour ouvrir positivement un clapet formant re- niflard en utilisant le mouvement dudit organe lorsqu'il regagne sa position initiale,
Un dispositif à ressort est prévu sur ce reniflard pour l'o- bliger à se fermer quand il est soustrait à l'action du dispositif mécanique qui l'ouvre positivement.
Les soupapes de remplissage sont, de préférence, du type à plateaux et pourvues de surfaces formant cames aptes à porter contre des butées fixes placées à l'intérieur du réservoir de rem- plissage de manière à commander lesdites soupapes.
Le reniflard est, de préférence, un clapet à tige coulissan- te sur lequel un ressort de compression agit dans le sens de la fermeture et sur lequel agit, en outre, une surface fixe formant came ménagée sur la tête à l'extérieur du réservoir de remplissage dans le sens de l'ouverture.
Les diverses butées et surfaces formant cames ainsi que les soupapes à plateaux et le clapet formant reniflard sont espacées les unes des autres de manière à assurer leur ouverture et leur
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fermeture dans l'ordre requis et aux périodes correctes pendant le déplacement de l'organe de remplissage par suite du mouvement du récipient et le retour de cet organe de remplissage jusqu'à sa po- sition initiale quand la bouteille est dégagée.
Il en résulte que la soupape d'arrivée d'air ou de gaz est tout d'abord ouverte au- tomatiquement, puis la soupape d'arrivée de liquide s'ouvre à son tour, ensuite ces deux soupapes se ferment, et finalement le reni- flard s'ouvre, tous ces mouvements s'opérant pendant le déplace- ment qu'effectue l'organe de remplissage sous l'action de la bou- teille à partir de sa position initiale et le retour de cet organe à cette position initiale.
Des ressorts placés à l'intérieur du réservoir de remplissage peuvent servir ou ramener l'organe de remplissage à sa position initiale.
Le dessin annexé qui facilitera la compréhension et la réali- sation pratique de la machine en représente, à titre d'exemple, une des constructions possibles.
Fig, 1 est une vue de face fragmentaire en coupe d'une partie de cette machine utilisable pour remplir de liquide des récipients.
Fig. 2 est une vue latérale fragmentaire montrant certaines des parties de la machine représentée en Fig.l.
Fig. 3 est une vue en plan fragmentaire avec coupe pratiquée au niveau de la ligne 3-3 de la Fig.l.
La machine dont la construction est représentée ici ne compor- te qu'une seule tête de remplissage, Cette tête ou chacune des têtes de remplissage de la machine (dans l'hypothèse où elle en comporte plusieurs) pour remplir des récipients tels par exemple que des bouteilles comprend un bouchon ou tampon 1 assujetti par en dessous dans un orifice pratiqué dans le fond du réservoir de remplissa,ge 2 de fagon étanche aux liquides et aux gaz. Ce bou- chon 1 est pourvu d'un alésage,cylindrique axial dont les parties supérieure et inférieure ont un diamètre plus fort. Dans la
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partie supérieure de cet alésage axial du bouchon 1 est fixé un segment de tube 3 coupé d'une fente 4 s'étendant axialement depuis son extrémité inférieure jusqu'à son extrémité supérieure.
Dans la partie inférieure de l'alésage axial du bouchon 1 est vissé un écrou annulaire interne 5 qui agit sur une manchette d'étanchéité annulaire 6 pour maintenir un joint étanche aux gaz et a l'eau en- tre le bouchon 1 et un organe de remplissage externe cylindrique 7 qui, partant d'en dessous le bouchon 1, s'élève a travers ce bou- chon, la manchette 6 et le segment de tube 3 et s'étend jusque l'extrémité supérieure de ce segment de tube. Cet organe de rem- plissage 7 est guidé par coulissement par le segment de tube 3 ; il est également guidé par coulissement dans le bouchon 1. Ainsi donc, cet organe de remplissage 7 peut coulisser verticalement et en toute liberté dans le bouchon 1 et le segment.de tube 3.
L'ex- trémité inférieure de l'organe de remplissage 7 est conformée pour constituer un ajutage 8 pourvu d'un embout 9 destiné à s'appuyer contre le goulot de la bouteille 10. seule la partie supérieure de ce goulot est visible dans le dessin. L'embout 9 de l'ajutage 8 est alésé pour former un canal 11 d'écoulement du liquide.
Dans l'organe de remplissage 7 est monté un tube central 12 qui partant d'au-dessous de l'embout 9. s'élève jusqu'au voisinage de l'extrémité supérieure de cet organe 7 où il se raccorde avec une chambre 13 dont la paroi porte une oreille 15 percée d'un ori- fice radial 14 et saillant radialement à partir de l'organe 7 pour former un siège de soupape annulaire plan à son extrémité.
Le canal 11 d'écoulement du liquide se trouve à l'extrémité infé- rieure d'un conduit annulaire 16 qui entoure le tube central 12..
L'extrémité supérieure de ce conduit annulaire 16 est reliée à un orifice radial 17 qui traverse une oreille 18 munie à son extrémi- té d'un méplat annulaire formant siège de soupape. cette-oreille 18 fait saillie à travers la fente 4- pratiquée dans le segment de tube 3.
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Au-dessous de l'oreille 15 l'organe de remplissage 7 possède une console fourchue 19 sur laquelle pivote perpendiculairement à l'axe de cet organe 7 un levier de soupape 20 à deux bras monté sur un pivot 21, Ce levier 20 est pourvu à 1'extrémité de son bras supérieur' d'une cupule 22 renfermant une rondelle de soupape plane 23 reposant contre le siège ménagé sur l'oreille 15.
Sur le bras inférieur du levier 20 est ménagée une surface de glissement 24 formant came qui, grâ,ce à sa coopération avec un galet de butée 25 monté sur un axe 26 implanté dans une console fourchue 27 suppor- tée par le segment de tube 3, maintient la rondelle 23 positive- ment comprimée contre son siège et la soupape par conséquent bien fermés, tandis que l'organe de remplissage 7 occupe sa position initiale ou normale. La console 27 est pourvue d'un galet de butée 28 monté sur un axe 29.
Grâce à sa coopération avec la surface de glissement 30 formant came prévue sur le revers du bras inférieur du levier 20, le galet 28 écarte positivement de son siège la ron- delle 23 et ouvre donc automatiquement la soupape quand l'organe de remplissage 7 et par conséquent le levier 20 est poussé vers le haut à partir de sa position initiale par l'action de la bou- teille 10, Un bouton 31 formant butée est prévu sur l'organe de remplissage 7 ; il est destiné à être heurté par le bras inférieur du levier 20, de façon à limiter effectivement la course d'ouver- ture de la soupape, cette dernière se trouve au-dessus du niveau supérieur 32 que peut atteindre le liquide; elle sert à commander le passage de l'air ou du gaz de l'espace situé au-dessus du liqui- de dans le tube central 12 et de là dans la bouteille 10.
Au-dessus de l'oreille 18 se trouve une console fourchue 33 sur laquelle pivote perpendiculairement à l'axe de l'organe de remplissage 7 un levier 34 à deux bras dont le pivot est figuré en 35. Le bras inférieur de ce levier 34 est pourvu d'une copule 36 renfermant une rondelle de soupape plane 37 destinée à s'appli- quer contre le siège prévu sur l'oreille 18. Le bras supérieur
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du levier 14- comporte une surface de glissement 38 formant came qui, grâce à sa coopération avec un galet de butée 39 monté sur un axe 40 umplanté dans une console 41 supportée par le segment de tube 3, maintient la rondelle 37 positivement comprimée contre ledit siège et par conséquent la soupape fermée tandis que l'organe de remplis- sage 7 occupe sa position initiale.
Le bras inférieur du levier 34 subit l'action d'un ressort à boudin 42 placé selon une compres- sion initiale entre l'organe de remplissage 7 et le bras inférieur du levier 34- et logé dans la fente 4. Q,uand l'organe de remplissa- ge 7 et par conséquent le levier 34- a été poussé de bas en haut par la bouteille 10 sur une distance suffisante pour que la surfa- ce de came 38 ait franchi le galet 39, le ressort de compression 42 actionne le levier 34 pour dégager la rondelle de soupape 37 de son siège et ouvrir par là même ladite -soupape. Le choc asséné contre le galet 39 par la partie du bras supérieur du levier 34- qui se trouve au-dessous de la surface de came 38 limite la course de dégagement de la. rondelle de soupape 37 par rapport à son siège.
Cette soupape commande le passage du liquide venant du réservoir dans le conduit annulaire 16 et de la dans le canal d'écoulement 11 et est placée aussi prés que cela est commode du fond du ré- servoir 2,
Les longueurs individuelles des surfa-ces 24, 30 et 38 formant cames et leur espacement dans le sens du mouvement de l'organe de remplissage 7 sont calculées de telle manière qu'au cours du fonc- tionnement le processus suivant se déroule : -Lorsque l'organe de remplissage 7 occupe sa position initiale, la soupape 15-22 d'arrivée d'air ou de gaz et la soupape 18-36 d'arrivée de liquide sont maintenues positivement fermées par les cames respectives et les galets de butée.
Au moment où la bouteil- le 10 appliquée contre l'embout 9' de l'ajutage 8 est poussée vers le haut et refoule donc également vers le haut l'organe de remplis- sage 7, la surface 24- formant came franchit en coulissant son galet
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de butée 25 jusqu'à ce qu'elle quitte la soupape 15-22 qui est alors libre de s'ouvrir. A ce moment ou aussitôt après, la surface 30 formant came vient par coulissement en contact avec son ga,let de butée 28 à l'action duquel elle se trouve par conséquent soumi- se, de sorte qu'elle ouvre positivement la soupape 15-22 pour per- mettre à l'a,ir ou au gaz provenant du réservoir de remplissage 2 de pénétrer dans la bouteille 10.
Pendant toute cette partie du mouvement de montée qui vient d'être décrit, la, surface 38 formant came glisse le long de son galet de butée 39 qui maintient donc la soupape d'arrivée du liquide 18-36 positivement fermée, A me- sure que l'organe de remplissa.ge 7 continue à être poussé de bas en haut, la surface 38 formant came franchit son galet de butée 39 qui .n'empêche donc plus le ressort de compression 42 d'ouvrir la soupape à liquide 18-36; celle-ci est donc ouverte impérative- ment et maintenue ouverte par le ressort de compression 42, tandis que la soupape 15-22 d'admission d'air ou de gaz est encore ouver- te. Le liquide peut donc s'écouler librement par son propre poids depuis le réservoir de remplissage 2 dans la bouteille 10 jusqu'à ce que celle-ci soit remplie au niveau déterminé par le tube 12.
A ce moment, on peut, en abaissant la bouteille 10, amorcer la descente de l'organe de remplissage 7 jusqu'à sa position initiale.
Des bras 43 sont prévus à l'extrémité supérieure de l'organe de remplissage 7 ; ils sont relias au bouchon 1 par des ressorts à boudin 44 placés sous une tension initiale, ces ressorts 44 sont bandés davantage quand l'organe de remplissage 7 est poussé vers le haut par la bouteille 10. Quand on abaisse cette dernière, les ressorts de tension 44 obligent l'organe de remplissage 7 à des- cendre à sa position initiale.
Pendant cette descente, le galet de butée 25 agit sur la, came 24- pour fermer effectivement la. sou- pape 15-22 d'arrivée d'air ou de gaz et la, maintenir positivement fermée, tandis que le galet de butée 39 agit sur les cames 38 pour fermer la soupape à liquide 18-36 et la maintenir positivement
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fermée malgré Inaction du ressorte de compression 42.
Au-dessous du réservoir de remplissage 2 se trouve sur l'a- jutage 8 de l'organe de remplissage 7 un clapet 45 formant reniflard qui coulisse perpendiculairement à l'axe de cet organe 7 et qui est relié par un canal 46 au conduit annulaire 16 au-dessus du ni- veau que le liquide atteint'dans la bouteille 10. Ce reniflard 45 s'élève et s'abaisse par conséquent avec l'organe de remplissa- ge 7; il s'ouvre vers l'organe 7 et renferme un ressort à boudin 47 placé sous compression qui agit pour appliquer impérativement le clapet 45 contre son siège et l'y Maintenir, ce siège affecte la forme. d'une rondelle plane 48.
Ainsi donc, le reniflard 45 est maintenu fermé a tout mènent sauf quand il subit l'action d'une surface fixe 4-9 formant came prévue sur une cloche 50 reliée au bouchon 1 au-dessous du réservoir de remplissage 2. Le clapet 4-5 est pourvu d'une tige 51, et la came 49 et l'extrémité de cet- te tige 51 sont étudiées pour coopérer afin d'ouvrir le clapet 45 et de le maintenir ouvert malgré l'action du ressort de compres- sion 47 quand l'organe de remplissage 7 occupe certaines positions.
Ces dernières correspondent à la position initiale de l'organe 7 (comme représenté dans le dessin) et à des positions successives au-dessus de cette position initiale, mais jamais quand la soupape 15-23 de passage d'air ou de gaz et la soupape 18-36 de remplissa- ge du liquide sont ouvertes. Par conséquent, aussi longtemps que la bouteille 10 pousse de bas en haut l'organe de remplissage 7 sur une distance suffisante pour ouvrir les soupapes de remplissa- ge, le reniflard 45 est maintenu positivement ouvert pendant ce laps de temps mais sa tige 51 coulisse vers le haut hors de la portée de la came 49 et est fermée à force par le ressort 47 avant que les clapets de remplissage ne soient ouverts.
Pendant que ces clapets fonctionnent et jusqu'à ce que l'organe de remplissage 7 -puisse descendre et approche de sa position initiale, le reniflard 45 reste obligatoirement fermé sous l'action du ressort 47. Une
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fois le remplissage terminé, la tige de clapet 51 vient en descen- dant heurter la came 49 qui agit sur elle pour ouvrir le reniflard 45 et permettre par là même au gaz ou à l'air sous pression qui se trouve au-dessus du liquide dans la bouteille 10 de s'en échapper.
Le levier 20 à deux bras a une forme telle et est suspendu de telle manière sur son pivot 21 qu'il est maintenu par son propre poids en léger contact avec son bouton d'arrêt 31, sa rondelle de portée 23 se trouvant écartée de son siège. A titre de variante ou au surplus, un ressort faible peut être prévu pour agir de façon similaire. Par conséquent, la soupape 15-22 d'arrivée d'air ou de gaz reste ouverte après qu'elle a été positivement ouverte par la came 30 et le galet 29 et que cette came 30 s'est soulevée à l'é- cart du galet 29.
Toutefois, si une bouteille en cours de remplis- sage vient à éclater ou si l'on met en place une bouteille dont le goulot soit ébréché, la force de la pesanteur est insuffisante pour empêcher que l'action de l'afflux soudain d'air ou de gaz qui en est la conséquence ne ferme la soupape 15-22 d'arrivée d'air ou de gaz et pour empêcher par la même une déperdition indésirable d'air ou de gaz. La pression du ressort 42 qui agit pour maintenir ou- vert la soupape 18-36 d'arrivée du liquide est suffisamment faible pour permettre à l'afflux soudain de liquide qui survient quand une bouteille éclate en cours de remplissage-d'agir sur cette sou- pape 18-36 pour la fermet et s'opposer ainsi à une perte de liquide.
Résumé.
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