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" Procédé et appareil de remplissage de bouteilles".
Il a déjà été proposé de remplir des bouteilles dis- posées avec le goulot dirigé vers le bas, en laissant montez tranquillement le niveau du liquide du goulot vers le fond sans produire d'éclaboussements nuisibles, en laisant échap- per l'air contenu dans la bouteille par un tuyau introduit jusqu'au voisinage du fond. L'invention concerne un perfectionnement de ce proéédé et d'un appareil correspon- dant en utilisant un gaz de protection ayant un poids spécifique plus élevé que l'air, qui protège le liquide contre une oxydation nuisible . Ltemploi d'un tel gaz de protection, par exemple d'anhydride carbonique, est d'ail- leurs déjà connu en soi .
Il était réalisé jusqu'à pré- sent de telle sorte que la bouteille vide était d'abord mise sous la conduite de gaz, puis, lorsqu'elle était
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remplie de gaz de protection, était transportée sous la conduite d'introduction de liquide. Le liquide pénétrant dans la bouteille chassait le remplissage de gaz de pro- tection qui se degagement l'air libre.
Le procédé mentionné présente de grands inconvé- nients. La bouteille doit être mise deux fois sur la machine de remplissage, une fois pour la remplir de gaz de protection et une seconde fois pour la remplir du li- quide, ce qui naturellement demande plus de temps que le remplissage sans faire usage de gaz'de protection, et néces- site des manipulations plus compliquées et plus coûteuses.
Il se produit également des pertes notables de gaz de protection, parce que celui-ci d'une part s'échappe déjà en partie par le goulot ouvert de la bouteille lors de sa part pénétration dans la bouteille, et d'autre/parce qu'il est chassé à l'air libre environnant lors de la pénétration du liquide.
L'invention a pour but un procédé et un appareil qui écartent les inconvénients cités.
L'objet)de l'invention consiste en ce que le remplis- sage d'abord par du gaz de protection et ensuite par du liquide, a lieu par placement de la bouteille une seule fois sur une tubulure de remplissage contenant une conduite d'introduction du gaz et du liquide, de manière que le gaz de protection chassé par la pénétration du liquide retourne dans l'appareil de remplissage en vertu de son poids spéci- fique plus élevé, pour être réutilisé, tandis que @ l'air plus léger se dégage à l'extérieur.
L'invention est décrite avec plus de détails en se référant aux dessins en annexe, qui représente schématique- ment à titre d'exemple une réalisation de l'appareil de remplissage.
La bouteille munie par exemple de la fermeture intérieu-
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re à bille connue - 2, est placée en position renversée avec son goulot reposant sur l'anneau d'étanchéité 4 de la et tubulure de remplissage 5,/est pressée sur lui par l'organe de maintien 3. L'espace de remplissage 9 de la tubulure 5 est raccordée par la conduite 7 et la vanne 8 au réservoir de réserve 6 du liquide de remplissage . Dans la tubulure
5, est introduit de façon étanche et de façon à pouvoir être déplacé dans le sens vertical, un tube'10 muni d'ouver- tures latérales 11 au voisinage de son extrémité supérieure.
Ce tube est recourbé en forme d'U, et sa seconde branche plus longue 12, placée en dehors de la bouteille 1 et débou- chant en 29, porte un piston 13 qui se déplace de façon étanche dans le cylindre 14. Ce cylindre est raccordé par son extrémité supérieure à la chambre 16 et est muni en des- sous d'une conduite réglable 15 d'amenée d'air comprimé. Au dessus de la chambre 16, dans laquelle leigaz de protection ayant un poids spécifique supérieur à l'air peut être in- troduit en 22, se trouve une chambre 17 séparée de la chambre 16 par une cloison intermédiaire 18 et munie en haut d'une vanne d'échappement 21 actionnée par le flotteur 25 suivant la position du niveau du liquide dans le réci- pient 6 dans lequel le liquide est introduit en 26.
L'espa- ce à gaz 24 du récipient 6 est relié de façon permanente à la chambre à gaz 16 au moyen d'une tubulure 23 et les
16, chambres/17, sont réunies de façon permanente l'une à l'autre par les ouvertures 19,20 de la cloison intermé- diaire 18. On maintient dans tout le système une surpres- sion correspondante, qui, pour le remplissage de bière, atteint en général deux atmosphères.
Au point le plus bas du tube 10,12 se trouve une vanne de dégagement 27, qui peut être ouverte par renverse- ment du levier 28 dès que le tube 10,12 a atteint sa position la plus basse.
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L'appareil fonctionne comme suit : avant le placement de la bouteille vide renversée 1 sur l'anneau d'étanchéité 4 de la tubulure de remplissage 5, le tube 10 est tiré vers le bas;,dans sa position la plus basse, dans laquelle ses ouvertures latérales 11 sont bouchées de façon étanche par le goulot de la tubulure 5, de sorte que le gaz de protec- tion comprimé de la chambre 16, dans laquelle se trouve pour cette position l'embouchure 29 de la branche 12, ne peut pas s'échapper du tube 10. La vanne à liquide 8 est fermée. ou On place ensuite la bouteille vide 1 et/la presse au moyen de l'organe de maintien 3. Le tube 10 est poussé vers le haut à travers le goulot de la bouteille jusqu'au voisinage du fond de la bouteille .
Aussitôt après le début de ce mouvement , le gaz comprimé commence à s'introduire de la chambre 16 dans la bouteille 1 par les ouvertures 11 libé- rées et , du fait .qu'il est plus lourd que l'air, s'accumule dans la partie inférieure, c'est-à-dire au voisinage du goulot. L'air relativement plus léger contenu dans la bou- teille monte vers le fond de la bouteille . Aussitôt se produit une égalisation de pression, c'est-à-dire que la pression dans la bouteille devient égale à celle des espa- ces 9,17, 16, 24. On ouvre alors la vanne 8.
Le liquide du réservoir 6 s'écoule suivant la loi des vases communi- quants par la conduite 7 et l'espace de remplissage 9, depuis le bas, dans la bouteille renversée 1 et chasse le gaz qu'elle contient par le tube 10,12 dans la chambre 17 dans laquelle débouche la branche 12 en position suréle- vée, par son extrémité 29. Au début de l'air s'échappe de la bouteille 1, qui,comme milieu plus léger,se rassem- ble dans la partie supérieure de la chambre 17, puis plus tard seulement le gaz de protection plus lourd qui se rassemble en dessous de la couicbe d'air et s'introduit par les ouvertures 19,20 de la cloison intermédiaire 18 dans les espaces 16, 23 et 24. Le niveau du liquide monte dans la
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bouteille, comme on le voit sur la figure, lentement et sans produire de projections .
Aussitôt qu'il atteint les ouvertures 11, le liquide pénètre dans le tube 10 ensuite et @ dans la branche 12 dans laquelle le niveau atteint la même hauteur que dans le réservoir de réserve 6, de sorte que le passage du liquide s'arrête de lui-même et que le remplissage de la bouteille est terminé. La vanne 8 est fermée et le tube 10 est poussé dans sa position la plus basse, de sorte que ses ouvertures 11 sont recouver- tes, puis l'organe de maintient est détaché et la bouteille 1 est enlevée . Par la 'chute de la pression extérieure, la bille intérieure 2 se cale sur son siège et la bouteille est fermée.
Le contenu gazeux des chambres 17, 16 et 24 est divisé en couches de telle manière que l'air chassé de la bouteille 1 par l'introduction de liquide n'occupe que la partie supérieure de la chambre 17, tandis que les espaces 16, 24 sont remplis de façon permanente uniquement par du gaz de protection lourd. Les espaces 16, 17 et 24 pourraient du reste être réunis . Leur séparation les uns des autres par des cloisons intermédiaires à ouvertures de communication relativement petites 19,20, 23 offre cependant l'avantage que les tourbillons et le mélange du gaz avec l'air au cours du travail sont diminués et que la formation tranquille de couches est favorisée.
Si au cours du remplissage le niveau du réservoir 6 s'abaisse, le flotteur 25 ouvre la vanne 21 de sorte que l'air contenu dans la partie supérieure de la chambre 17 s'échappe à l'extérieur. De cette manière, la pression diminue, du reste également dans l'espace 24 du réservoir 6, de sorte que du liquide nouveau peut s'introduire par la conduite 26, provenant d'un réservoir non représenté, dana lequel est maintenue par un moyen---connu en soi une surpression constan- te . De cette manière, la conservation d'un niveau constant
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dans le'réservoir 6 est garantie.
Pour assurer une qualité impeccable du remplissage des bouteilles, il est important d'avoir soin qu'il ne pénètre pas dans la bouteille des restes de liquide qui - soient venus éventuellement au contact de l'air pendant les intervalles de remplissage successifs. Pour cette rai- son, de tels resteh doivent être soigneusement éliminés.
Dans ce but, on utilise, dans la réalisation représentée, deux dispositions . La première consiste à donner au tube 10, 12 des dimensions spéciales ..Celles-ci sont déterminées de telle sorte que le volume de leurs parois dans la par- tie qui plonge dans le liquide lorsque la bouteille 1 est pleine et que le tube est dans la position la plus élevée, soit supérieur au contenu de liquide des tubes 10, 12 dans la même position. Si cette hypothèse est réalisée, lorsque la vanne 8 est fermée, il se forme dans la partie inférieure de la bouteille en tirant le tube vers le bas, un espace libre qui est plus grand que le volume de liquide contenu dans les branches 10, 12 et celui-ci est par conséquent sûrement , aspiré dans l'intérieur de la bouteille, de sorte que le tube 10,12 ne contient plus de liquide lors du placement de la nouvelle bouteille .
La seconde disposition par laquelle des derniers restes de liquide qui restent fixés aux parois du tube 10,12 doivent aussi être éliminés, consiste à employer une vanne de décharge 27. Pendant les intervalles entre l'enlèvement de la bou- teille pleine et le placement d'une nouvelle bouteille vide, lorsque le tube 10,12 se trouve dans sa position la plus basse, la vanne 27 est ouverte pendant un court intervalle de temps par le levier 28 et le gaz comprimé de la chambre 16 élimine par soufflage les derniers restes du liquide qui adhèrent aux tubes 10,12.
Les fonctions des parties individuelles de l'appareil de remplissage, telles que les mouvements du tube 10, 12
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de l'organe de maintien 3, de la vanne 8 et du levier 28 peuvent être reliées les unes aux autres de façon suc- cessive correspondante par un appareil de distribution connu en soi.
Par l'utilisation de la pression du gaz de protection pour le déplacement du piston 13 dans une direction, on obtient une simplification du servo-moteur et de son système de commande.
REVENDICATIONS --------------
1. Procédé de remplissage de bouteilles placées avec le goulot;dirigé vers le bas en utilisant un gaz de pro- tection plus lourd que l'air, caractérisé en ce que le remplissage s'effectue d'abord au moyen de gaz de protec- tion et ensuite de liquide en ne'plaçant la bouteille qu'une fois sur une tubulure comprenant une conduite d'introduction de gaz et de liquide, de telle sorte que le gaz de protection chassé par le liquide s'introduisant dans la bouteille retourne dans l'appareil de remplissage pour être utilisé à nouveau, en utilisant son poids spécifique plus élevé, pendant que l'air ayant un poids spécifique plus léger s'échappe à l'extérieur.
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"Method and apparatus for filling bottles".
It has already been proposed to fill bottles arranged with the neck directed downwards, allowing the level of the liquid from the neck to rise quietly to the bottom without producing harmful splashing, allowing the air contained in it to escape. the bottle by a pipe introduced to the vicinity of the bottom. The invention relates to an improvement of this process and a corresponding apparatus using a shielding gas having a higher specific gravity than air, which protects the liquid from harmful oxidation. The use of such a shielding gas, for example carbon dioxide, is moreover already known per se.
It has hitherto been carried out so that the empty cylinder was first put under the gas line, then, when it was
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filled with shielding gas, was transported under the liquid introduction line. The liquid entering the bottle expelled the filling of shielding gas which was released to the air.
The process mentioned has great drawbacks. The bottle must be put on the filling machine twice, once to fill it with shielding gas and a second time to fill it with liquid, which of course takes longer than filling without using gas. protection, and requires more complicated and expensive handling.
There is also a noticeable loss of shielding gas, because on the one hand it is already partially escaping through the open neck of the bottle when it enters the bottle, and on the other hand / because 'it is expelled into the surrounding open air upon penetration of the liquid.
The object of the invention is a method and an apparatus which eliminate the aforementioned drawbacks.
The object of the invention is that the filling, first with shielding gas and then with liquid, takes place by placing the bottle only once on a filler neck containing a gas line. introduction of gas and liquid, so that the shielding gas expelled by the penetration of the liquid returns to the filling apparatus by virtue of its higher specific weight, to be reused, while @ the lighter air emerges to the outside.
The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, which schematically shows by way of example one embodiment of the filling apparatus.
The bottle provided for example with the interior closure
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re with a known ball - 2, is placed in the inverted position with its neck resting on the sealing ring 4 of the and filler neck 5, / is pressed onto it by the retaining member 3. The filling space 9 of the pipe 5 is connected by the pipe 7 and the valve 8 to the reserve tank 6 for the filling liquid. In the tubing
5, is introduced in a sealed manner and so as to be able to be displaced in the vertical direction, a tube '10 provided with lateral openings 11 in the vicinity of its upper end.
This tube is curved in the shape of a U, and its second longer branch 12, placed outside the bottle 1 and opening at 29, carries a piston 13 which moves in a sealed manner in the cylinder 14. This cylinder is connected by its upper end to the chamber 16 and is provided below with an adjustable pipe 15 for supplying compressed air. Above the chamber 16, into which the protective gas having a specific weight greater than the air can be introduced at 22, there is a chamber 17 separated from the chamber 16 by an intermediate partition 18 and provided at the top with an exhaust valve 21 actuated by the float 25 depending on the position of the level of the liquid in the receptacle 6 into which the liquid is introduced at 26.
The gas space 24 of the container 6 is permanently connected to the gas chamber 16 by means of a pipe 23 and the
16, chambers / 17, are permanently joined to each other by the openings 19,20 of the intermediate partition 18. A corresponding overpressure is maintained throughout the system, which, for filling of beer, usually reaches two atmospheres.
At the lowest point of tube 10,12 is a release valve 27, which can be opened by reversing lever 28 as soon as tube 10,12 has reached its lowest position.
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The apparatus works as follows: before placing the inverted empty bottle 1 on the sealing ring 4 of the filler neck 5, the tube 10 is pulled down;, in its lowest position, in which its lateral openings 11 are sealed off by the neck of the tube 5, so that the compressed protective gas of the chamber 16, in which the mouth 29 of the branch 12 is located for this position, cannot not escape from tube 10. Liquid valve 8 is closed. or The empty bottle 1 and / the press is then placed by means of the holding member 3. The tube 10 is pushed upwards through the neck of the bottle to the vicinity of the bottom of the bottle.
Immediately after the start of this movement, the compressed gas begins to enter from chamber 16 into cylinder 1 through the openings 11 which are freed and, because it is heavier than air, accumulates. in the lower part, that is to say in the vicinity of the neck. The relatively lighter air in the bottle rises to the bottom of the bottle. Pressure equalization immediately takes place, ie the pressure in the bottle becomes equal to that of spaces 9, 17, 16, 24. The valve 8 is then opened.
The liquid from the reservoir 6 flows according to the law of communicating vessels through the pipe 7 and the filling space 9, from the bottom, into the inverted bottle 1 and expels the gas it contains through the tube 10, 12 in the chamber 17 into which the branch 12 opens in the raised position, by its end 29. At the start of the air escapes from the bottle 1, which, as a lighter medium, collects in the part. upper chamber 17, then later only the heavier shielding gas which collects below the air curve and enters through openings 19, 20 of intermediate partition 18 into spaces 16, 23 and 24 . The liquid level rises in the
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bottle, as seen in the figure, slowly and without producing projections.
As soon as it reaches the openings 11, the liquid enters the tube 10 then and @ in the branch 12 in which the level reaches the same height as in the reserve tank 6, so that the passage of the liquid stops. itself and the filling of the bottle is complete. The valve 8 is closed and the tube 10 is pushed into its lowest position so that its openings 11 are covered, then the retainer is detached and the bottle 1 is removed. By the drop of the external pressure, the internal ball 2 wedges on its seat and the bottle is closed.
The gas content of the chambers 17, 16 and 24 is divided into layers so that the air expelled from the bottle 1 by the introduction of liquid only occupies the upper part of the chamber 17, while the spaces 16, 24 are permanently filled only with heavy shielding gas. The spaces 16, 17 and 24 could also be combined. Their separation from each other by intermediate partitions with relatively small communication openings 19, 20, 23 however offers the advantage that vortices and the mixing of gas with air during work are reduced and that the quiet formation of diapers is favored.
If during filling the level of the reservoir 6 drops, the float 25 opens the valve 21 so that the air contained in the upper part of the chamber 17 escapes to the outside. In this way, the pressure decreases, moreover also in the space 24 of the reservoir 6, so that new liquid can be introduced through the pipe 26, coming from a reservoir not shown, in which is maintained by means --- known per se a constant overpressure. In this way, keeping a constant level
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in tank 6 is guaranteed.
To ensure an impeccable quality of the filling of the bottles, it is important to take care that no liquid remains which may have come into contact with the air during the successive filling intervals into the bottle. For this reason, such remains must be carefully removed.
For this purpose, two arrangements are used in the embodiment shown. The first consists in giving the tube 10, 12 special dimensions. These are determined so that the volume of their walls in the part which plunges into the liquid when the bottle 1 is full and the tube is in the highest position, ie greater than the liquid content of the tubes 10, 12 in the same position. If this assumption is made, when the valve 8 is closed, a free space is formed in the lower part of the bottle by pulling the tube downwards which is greater than the volume of liquid contained in the branches 10, 12 and this is therefore surely sucked into the interior of the bottle, so that the tube 10,12 no longer contains any liquid when placing the new bottle.
The second arrangement whereby any last remains of liquid which remain attached to the walls of the tube 10,12 must also be removed, is to employ a relief valve 27. During the intervals between removal of the full bottle and placement of a new empty bottle, when the tube 10,12 is in its lowest position, the valve 27 is opened for a short time by the lever 28 and the compressed gas from the chamber 16 blows off the last remains of the liquid which adhere to the tubes 10,12.
Functions of individual parts of the filling apparatus, such as tube movements 10, 12
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of the retaining member 3, of the valve 8 and of the lever 28 can be connected to each other in a corresponding successive manner by a dispensing apparatus known per se.
By using the shielding gas pressure to move the piston 13 in one direction, a simplification of the servomotor and its control system is achieved.
CLAIMS --------------
1. Method of filling bottles placed with the neck directed downwards using a shielding gas heavier than air, characterized in that the filling is carried out first by means of shielding gas. tion and then liquid by placing the bottle only once on a pipe comprising a pipe for introducing gas and liquid, so that the shielding gas expelled by the liquid entering the bottle returns to the filling apparatus to be used again, using its higher specific weight, while the air having a lighter specific weight escapes to the outside.