EP0656316B1 - Dispositif pour délivrer, à cadence élevée, des doses d'un liquide - Google Patents

Dispositif pour délivrer, à cadence élevée, des doses d'un liquide Download PDF

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EP0656316B1 EP94402583A EP94402583A EP0656316B1 EP 0656316 B1 EP0656316 B1 EP 0656316B1 EP 94402583 A EP94402583 A EP 94402583A EP 94402583 A EP94402583 A EP 94402583A EP 0656316 B1 EP0656316 B1 EP 0656316B1
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Definitions

  • the present invention relates to a device for deliver, at a high rate, doses of a liquid.
  • liquid in various fields of technology it is necessary to deliver small doses of liquid at a high rate. This is the case, for example, when one wishes to introduce a small amount of liquid in containers, such as cans or containers of beverages parading at high speed under a distribution station.
  • the liquid may be an additive to the contents of the container, however the invention was developed with the aim of introducing into containers a small amount of liquid nitrogen, so cause momentary cooling, as well as blanketing, before closing the container.
  • a device comprising a solenoid valve before an inlet and an outlet, and provided with adjustment means allowing to precisely adjust the flow rate through the solenoid valve when it is open, a supply duct connecting a liquid source at the inlet of the solenoid valve, and a conduit distribution connected to the outlet of the solenoid valve and opening to the outside where the liquid is to be delivered, the device further comprising a device for command which delivers signals controlling the opening and closing of the solenoid valve according to a preset program; see for example US-A-2902387.
  • Control device provides times strictly reproducible opening times, while the adjusting means allows, by adjusting the flow rate, to introduce practically a quantity of liquid in each container identical to the one desired.
  • the object of the present invention is to resolve this problem, and to provide a device that allows, so practically instantaneous, a change in the amount of liquid dispensed each time.
  • the invention provides a device of the type indicated above, and that presents the particularity that it includes a pair of a first and a second solenoid valve mounted in parallel between the supply line and distribution line, and a switching device interposed between the switching device control and the two solenoid valves to activate either of the solenoid valves.
  • the operating mode is easily understood: while a series of identical doses is being delivered, in using, for example, the first solenoid valve, the operator can, without being pressed for time, adjust the means of adjustment of the second solenoid valve, and when changing setpoint, it suffices that it activates the switching so that doses corresponding to the second setpoint values are issued. The operator can then actuate the adjustment means of the first solenoid valve to prepare the delivery of doses corresponding to a third setpoint, and so on.
  • operations can be scheduled and automated, that is to say that the actuation of the means of adjustment can be controlled automatically using a preset program, and the actuation of the switching can be triggered by a sensitive sensor, by example, to an index or to a change of shape or color scrolling containers.
  • a cryogenic tank 1 conventionally comprising an outer casing 2 and, thermally isolated from the latter, an envelope interior 3 defining an internal storage chamber of a quantity of liquefied gas 4 surmounted by a gaseous sky.
  • the device according to the invention comprises a pipe liquid supply 5, opening into the envelope internal 3 and a short downstream or distribution line 6 separated by a block of cryogenic solenoid valves 7.
  • a gas pipe 8 connected to a pressurized gas source, preferably the gas phase cryogenic fluid contained in tank 1, available from a pipe 10 communicating with the gaseous sky of the internal envelope 4 or, optionally, with a indoor liquefied gas vaporizer coil 4.
  • Figure 3 shows the theoretical diagram of block 7.
  • it contains three solenoid valves: two solenoid valves 7A, 7B are placed in parallel between the liquid supply line 5 and the supply line distribution 6, while the third solenoid valve 7C is placed between the gas line 8 and the same gas line distribution 6.
  • Screws 9A and 9B were intended micrometric adjustment valves 7A and 7B, which can be ordered from outside.
  • the micrometric screw 7C gas solenoid valve which in principle has no not to be set frequently, is not accessible from the outside in the example shown but it is possible let it be too.
  • the solenoid valves are connected to an electronic unit 11, via a switch 12 placed between the control unit 11 and the two solenoid valves to liquid 7A, 7B, the gas solenoid valve 7C being connected directly to the electronic control unit.
  • the entire tank 1 and the distribution system is arranged above a path of containers 13 driven by a conveyor 14.
  • a sensor 15 is arranged near the path of the containers 13, is he sensitive to indications given by indexes 16 carried by the containers.
  • the operating cycle of the device is as follows: one of the solenoid valves to liquid, 7A for example, is open for a period determined, typically of the order of a few hundredths of second, to allow a measured dose of the liquid to flow out contained in the upstream part of line 5 and discharge this determined dose in a container 13 passing under the downstream part of the distribution line 6.
  • the solenoid valve 7A is then closed and, after a very short interval of time, around 10 thousandths of a second, the solenoid valve 9C is open, for a fixed period, typically from the order of 2 hundredths of a second, to scan the part downstream of the distribution line 6 and thus expel the drops of liquid in this downstream part.
  • the duration of opening of the 9C solenoid valve is chosen for stabilize the temperature in the downstream part of the pipe 6 and therefore the quantity of liquid nitrogen vaporized therein during the next injection.
  • the opening of the solenoid valves is adjustable according to the dimensions of the containers 13 and their implementation is synchronized by the control unit 11, from the presence detection signals of the containers 13 and / or the speed of advancement of these last. In mass production, the total duration of a cycle can be reduced to 0.05 seconds.
  • the sensor 15 sends a signal which is transmitted by through the control member 11, to set action of the solenoid valve 7B in place of the solenoid valve 7A, or Conversely.

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Description

La présente invention est relative à un dispositif pour délivrer, à cadence élevée, des doses d'un liquide.
Dans divers domaines de la technique, il est nécessaire de délivrer de faibles doses de liquide à cadence élevée. C'est le cas, par exemple, lorsqu'on désire introduire une petite quantité de liquide dans des récipients, tels que des boítes de conserve ou des conteneurs de boissons défilant à grande vitesse sous un poste de distribution. Le liquide peut être un additif au contenu du récipient, cependant l'invention a été mise au point dans le but d'introduire dans des récipients une petite quantité d'azote liquide, de façon à provoquer un refroidissement momentanée, ainsi qu'un inertage, avant la fermeture du récipient.
On peut utiliser, pour le but indiqué plus haut, un dispositif comprenant une électrovanne avant une entrée et une sortie, et pourvue de moyen de réglage permettant d'ajuster avec précision le débit traversant l'électrovanne quand elle est ouverte, un conduit d'alimentation reliant une source de liquide à l'entrée de l'électrovanne, et un conduit de distribution relié à la sortie de l'électrovanne et débouchant à l'extérieur à l'endroit où le liquide doit être délivré, le dispositif comprenant en outre un dispositif de commande qui délivre des signaux commandant l'ouverture et la fermeture de l'électrovanne suivant un programme préétabli; voir par example US-A-2902387.
Le dispositif de commande permet d'obtenir des temps d'ouverture rigoureusement reproductibles, cependant que le moyen de réglage permet, en ajustant le débit, d'introduire dans chaque récipient une quantité de liquide pratiquement identique à celle qui est désirée.
Il est ainsi possible d'obtenir un dosage rigoureux et constant, tout en maintenant des cadences extrêmement élevées, sans que l'introduction des faibles quantités de liquide à travers le dispositif qu'on vient de mentionner ralentisse les vitesses de passage.
Cependant, un problème se pose lorsque l'on passe d'une série de récipients dans lesquels on doit introduire une quantité déterminée de liquide, à une autre série de récipients dans lesquels on doit introduire une quantité liquide différente. En effet, un changement du temps d'ouverture de l'électrovanne, par le moyen du dispositif de commande, ne permet généralement pas d'obtenir une précision suffisante sur le temps d'ouverture et fermeture, et il est nécessaire d'arrêter la chaíne pour procéder à un ajustement du moyen de réglage de l'électrovanne. Cela entraíne, par conséquent, une perte de temps qui se répercute sur la totalité de l'installation.
La présente invention a pour but de résoudre ce problème, et de fournir un dispositif qui permette, de façon pratiquement instantanée, un changement de la quantité de liquide distribuée à chaque fois.
Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif du type indiqué ci-dessus, et que présente la particularité qu'il comprend une paire d'une première et d'une seconde électrovanne montées en parallèle entre le conduit d'alimentation et le conduit de distribution, et un dispositif de commutation intercalé entre le dispositif de commande et les deux électrovannes pour mettre en action à volonté l'une ou l'autre des électrovannes.
Le mode opératoire se comprend aisément : pendant qu'une série de doses identiques est en train d'être délivre, en utilisant, par exemple, la première électrovanne, l'opérateur peut, sans être pressé par le temps, régler le moyen de réglage de la deuxième électrovanne, et lors du changement de consigne, il suffit qu'il actionne le dispositif de commutation pour que des doses correspondant à la seconde valeur de consignes soient délivrées. L'opérateur peut alors actionner le moyen de réglage de la première électrovanne pour préparer la délivrance de doses correspondant à une troisième valeur de consigne, et ainsi de suite.
Bien entendu, les opérations peuvent être programmées et automatisées, c'est-à-dire que l'actionnement des moyens de réglage peut être commandé de façon automatique à l'aide d'un programme préétabli, et l'actionnement du dispositif de commutation peut être déclenché par un capteur sensible, par exemple, à un index ou à un changement de forme ou de couleur des récipients en défilement.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique, illustré avec les dessins, parmi lesquels :
  • Figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation comportant un dispositif selon l'invention pour distribuer de l'azote liquide dans des récipients en défilement,
  • Figure 2 est une vue de face agrandie du bloc 7 et
  • Figure 3 est un schéma théorique du bloc 7.
    • Sur la Figure 1, on reconnaít un réservoir cryogénique 1 comprenant, de façon classique, une enveloppe extérieure 2 et, isolés thermiquement de cette dernière, une enveloppe intérieure 3 définissant une chambre interne de stockage d'une quantité de gaz liquéfié 4 surmontée d'un ciel gazeux. Le dispositif selon l'invention comprend une conduite d'alimentation en liquide 5, débouchant dans l'enveloppe interne 3 et une courte conduite aval ou de distribution 6 séparées par un bloc à électrovannes cryogéniques 7. Dans le bloc 7, débouche également une conduite de gaz 8 reliée à une source de gaz sous pression, avantageusement la phase gazeuse du fluide cryogénique contenu dans le réservoir 1, disponible à partir d'une conduite 10 communiquant avec le ciel gazeux de l'enveloppe interne 4 ou, éventuellement, avec un serpentin intérieur de vaporisation du gaz liquéfié 4.
    La figure 3 montre le schéma théorique du bloc 7. On constate qu'il contient trois électrovannes : deux électrovannes 7A, 7B sont placées en parallèle entre la conduite d'alimentation en liquide 5 et la conduite de distribution 6, alors que la troisième électrovanne 7C est placée entre la conduite de gaz 8 et la même conduite de distribution 6. On a destiné par 9A et 9B des vis micrométriques de réglage des électrovannes 7A et 7B, qui peuvent être commandées de l'extérieur. La vis micrométrique de réglage de l'électrovanne à gaz 7C, qui en principe n'a pas à être réglée de façon fréquente, n'est pas accessible de l'extérieur dans l'exemple représenté, mais il est possible qu'elle le soit aussi.
    Les électrovannes sont reliées à une unité électronique de commande 11, par l'intermédiaire d'un commutateur 12 placé entre l'unité de commande 11 et les deux électrovannes à liquide 7A, 7B, l'électrovanne à gaz 7C étant reliée directement à l'unité électronique de commande.
    Comme le montre la Figure 1, l'ensemble du réservoir 1 et du système de distribution est disposé au-dessus d'un trajet de récipients 13 entraínés par un convoyeur 14. Un capteur 15 est disposé à proximité du trajet des récipients 13, est il est sensible aux indications données par des index 16 portés par les récipients.
    Le cycle de fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant : une des électrovannes à liquide, 7A par exemple, est ouverte pendant une durée déterminée, typiquement de l'ordre de quelques centièmes de seconde, pour laisser s'écouler une dose mesurée du liquide contenu dans la partie amont de la conduite 5 et déverser cette dose déterminée dans un récipient 13 passant sous la partie aval de la conduite de distribution 6. L'électrovanne 7A est alors fermée et, après un très petit intervalle de temps, de l'ordre de 10 millièmes de seconde, l'électrovanne 9C est ouverte, pendant une durée déterminée, typiquement de l'ordre de 2 centièmes de seconde, pour balayer la partie aval de la conduite de distribution 6 et expulser ainsi les gouttes de liquide se trouvant dans cette partie aval. La durée d'ouverture de l'électrovanne 9C est choisie pour stabiliser la température dans la partie aval de la conduite 6 et donc la quantité d'azote liquide qui y est vaporisée lors de l'injection suivante. L'ouverture des électrovannes est réglable en fonction des dimensions des récipients 13 et leur mise en oeuvre est synchronisée par l'unité de commande 11, à partir de signaux de détection de présence des récipients 13 et/ou de la vitesse d'avancement de ces derniers. En production de masse, la durée totale d'un cycle peut être réduite à 0,05 seconde.
    Lorsque l'indication donnée par l'index 16 change, le capteur 15 envoie un signal qui est transmis, par l'intermédiaire de l'organe de commande 11, pour mettre en action l'électrovanne 7B à la place de l'électrovanne 7A, ou inversement.

    Claims (5)

    1. Dispositif pour délivrer, à cadence élevée, des doses d'un liquide, comprenant une électrovanne (7A, 7B) ayant une entrée et une sortie, et pourvue d'un moyen de réglage (9A, 9B) permettant d'ajuster avec précision le débit traversant l'électrovanne quand elle est ouverte, un conduit d'alimentation (5) reliant l'entrée de l'électrovanne à une source de liquide, un conduit de distribution (6) relié à la sortie de l'électrovanne et débouchant à l'extérieur à l'endroit où le liquide doit être délivré, et un dispositif de commande (11) commandant l'ouverture et la fermeture de l'électrovanne, caractérisé en ce qu'il comprend une première et une seconde électrovannes (7A, 7B) montées en parallèle entre le conduit d'alimentation (5) et le conduit de distribution (6), et un dispositif de commutation (12) intercalé entre le dispositif de commande et les première et seconde électrovannes pour mettre en action sélectivement l'une ou l'autre des électrovannes.
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage (9A, 9B) de chaque électrovanne (7A, 7B) sont commandés à distance en fonction d'un programme préétabli.
    3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième électrovanne (7C), disposée entre un conduit d'alimentation en gaz (8) reliée à une source de gaz sous pression et le conduit de distribution (6), cette troisième électrovanne étant commandée par le dispositif de commande (11) commandant l'ouverture et la fermeture de ladite troisième électrovanne suivant un programme tel que du gaz sous pression est envoyé dans le conduit de distribution (6) après la fermeture de la première ou de la seconde électrovanne, afin de chasser les gouttes de liquide restant dans le conduit de distribution.
    4. Application du dispositif selon l'une des revendications précédentes à la fourniture de doses d'un liquide cryogénique à des récipients de produits alimentaires.
    5. Application selon la revendication 4 d'un dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide et le gaz sont les deux phases d'un même produit.
    EP94402583A 1993-12-01 1994-11-16 Dispositif pour délivrer, à cadence élevée, des doses d'un liquide Expired - Lifetime EP0656316B1 (fr)

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    Publications (2)

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    EP0656316A1 EP0656316A1 (fr) 1995-06-07
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    EP (1) EP0656316B1 (fr)
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    CA (1) CA2136783A1 (fr)
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