EP0949448A1 - Installation et procédé de remplissage de bouteilles - Google Patents

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EP0949448A1
EP0949448A1 EP99810172A EP99810172A EP0949448A1 EP 0949448 A1 EP0949448 A1 EP 0949448A1 EP 99810172 A EP99810172 A EP 99810172A EP 99810172 A EP99810172 A EP 99810172A EP 0949448 A1 EP0949448 A1 EP 0949448A1
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EP
European Patent Office
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valve
bottles
ramp
fluid
opening
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99810172A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges Chavaillaz
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Cynova SA
Original Assignee
Cynova SA
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Publication date
Application filed by Cynova SA filed Critical Cynova SA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
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    • F17C2270/05—Applications for industrial use
    • F17C2270/059—Mass bottling, e.g. merry belts

Definitions

  • the present invention relates to an installation of filling of bottles fitted with a valve with a fluid able to pass from a liquid state to a state gaseous and vice versa depending on the pressure and temperature to which the fluid is subjected, comprising a reservoir containing the fluid in liquid state, a balance, piping fitted with at least one valve controlling the passage of the fluid in liquid state to the bottle to be filled as well as a method of installation action.
  • Bottles with compressed gas are usually filled in batches of 8 to 16 bottles. Stopping the cycle filling is controlled by simply reading the filling pressure because the flow introduced into the bottle is gaseous and pressure at a temperature given is representative of its mass in a volume known.
  • bottles containing such a gas must therefore be filled by weighing, which generally requires filling bottle by bottle on a scale.
  • the operations for conditioning such gases and more particularly CO 2 therefore require a particularly large workforce.
  • the object of the present invention is to provide a installation for filling bottles also very small than large with fluid in condition liquid, for example CO2, allowing the most of these operations automatically as well that a process for activating the installation.
  • fluid in condition liquid for example CO2
  • the installation according to the present invention is characterized by the fact that said tank is arranged on the scale, that it is connected to a reserve propellant, which the installation includes at least a ramp arranged to receive a batch of bottles to fill, that the ramp is fitted with a valve remote controlled by bottle, that the installation includes a reservoir with the fluid in gaseous state connected to the piping to purge the bottles before filling, and a vacuum pump to create negative pressure in each bottle before filling.
  • the ramp includes a remote-controlled valve for the vented
  • the piping includes a remote-controlled valve for connection with the vacuum pump, a valve for connection with the tank comprising the fluid in gaseous state and two valves mounted in parallel for connection with the tank comprising the fluid in liquid state, i.e. a main valve and one for a fine dosage.
  • the bottles are arranged Upside down.
  • the advantage of installation according to this variant of the invention is the fact that one can arrange the bottles on an upside-down ramp which facilitates purge and drain any liquid residual in the filling position which avoids automatic or manual intermediate manipulation.
  • Another advantage is that the dosage of the bottles is done by negative weighing of the tank containing the fluid in liquid state for each of the bottles this which allows, on the one hand, a single scale and, on the other hand, a fairly precise dosage since the filling is done sequentially so for each bottle individually.
  • Another advantage is also that manual operations are limited only to placing empty bottles and removing bottles filled, the operations between the two doing automatically controlled for example by a computer with the appropriate software.
  • bottles are not arranged upside down to different reasons (weight, volume, etc.), when purge an individual humidity detector is used or global and bottles containing liquid are only not met.
  • the filling the reservoir with the fluid in liquid state is ordered after the filling of the bottles and can continue until the end of the setting next cycle vacuum.
  • the tank containing, for example the liquid CO 2 can be replenished by a pump working against the pressure of the propellant driving the one -this in its closed circuit storage.
  • the propellant gas is in principle helium, the property of which is to be the gas least soluble in liquids or an inert gas such as nitrogen, for example, or possibly a mixture of this gas and the gas to be transferred .
  • an inert gas such as nitrogen, for example, or possibly a mixture of this gas and the gas to be transferred .
  • the closure of the main valve when filling a bottle is controlled by the balance when the dosing approximate is reached as well as that of the valve the ramp when the exact dosage is reached.
  • the tightness of the bottle valves is made by reading gauge of fluid pressure in the piping between valve and rail valve corresponding.
  • Figure 1 shows, schematically, a installation for filling a batch of bottles arranged on a ramp.
  • Figure 2 shows schematically the elements to add to equip the installation of figure 1 with a second ramp.
  • the installation comprises a reservoir R1 containing for approximately 2/3 of the liquid CO 2 connected by a pipe 2 to three reservoirs R2, R3, R4 containing a propellant gas which in principle is helium. It is obvious that the number of these tanks may be different.
  • the tank R1 is mounted on a balance 3 and it is connected by means of a pipe 4 and a valve 5 to a liquid CO 2 pump, not shown, placed at the outlet of a storage tank and ensuring a discharge pressure about 80 bar.
  • the reservoir R1 by means of a pipe 7 and two valves V1 and V2 is connected to a pipe communicating with the ramp RB1, on which there are bottles to be filled B1, B2 to Bn, n being in principle equal to 18 in this case, but this number can vary depending on demand and the size of the bottles.
  • Each of the bottles B1 to Bn is provided with a valve VB1 to VBn controlling the communication of the bottle with the ramp.
  • Each bottle is fitted with a valve or tap.
  • a PI1 pressure gauge with PIN is located between the valve of each bottle and the corresponding valve VB1.
  • the RB1 ramp is connected to the ambient air by means of a remote-controlled valve V3 like the other valves, a manual auxiliary valve VM ensuring the expansion of the installation if necessary.
  • the valves V1 and V2 as will be explained below, supply the bottles B1, B2, ... Bn with liquid CO 2 , V1 is the main valve ensuring a coarse metering, while V2 allows obtain a fine dosage.
  • the installation also includes a tank R5 containing gaseous CO 2 therefore under a pressure of approximately 6 bar intended for purging the bottles. It is connected to the installation by a valve also remotely controlled V4 while a valve V5 makes it possible to connect the installation to a vacuum pump P to obtain a vacuum in the bottles of the order of 0.1 or 0.2 bar.
  • valve V3 is closed and the valve V4 is opened, the valves VB1 to VBn having remained open and the bottles B1 to Bn are purged with CO 2 gas.
  • the valve V4 is closed and the valve V3 is opened for the venting of the gaseous CO 2 and the visual detection of the residual liquid.
  • the valve V3 is closed and the valve V5 is opened to create a vacuum of the order of 0.1 or 0.2 bar in the bottles.
  • the valve V5 and the valves VB1 to VBn are closed and by means of the valves V1 and V2, the bottle B1 is filled as follows:
  • valve V2 to pressurize the boom RB1. Then we open the valve VB1 starting at record the reduction in the weight of tank R1 on the balance, then the valve V1 which allows by its section larger passage to significantly increase the debit. As we approach the prescribed dose, we closes valve V1 to reduce the flow (valve V2 remains open but its passage section is more small), then once the prescribed dose is reached, the bottle filled, we close the valve VB1, we open the valve VB2 and we proceed in the same way for the bottle B2 and so on up to Bn.
  • valve V4 After filling all the bottles, one can, if necessary, open the valve V4 to introduce a predetermined quantity of liquid CO 2 into the tank R5 where it will immediately transform into gaseous fluid by expansion, thus the gas used for the purge is replaced. This operation is carried out in principle after filling the bottles of the ramp.
  • valve V2 After filling all the bottles and possibly the tank R5, the valve V2 is closed and the valves of bottles B1 to Bn by an action controlled or manual on the device opening / closing of these valves.
  • valves VB1 to VBn of the bottles B1 to Bn we open the valves VB1 to VBn of the bottles B1 to Bn and the valve V3 is opened to discharge the pressure prevailing in the ramp VR1.
  • We do a tightness control of the valves or taps of the bottles by closing the valves VB1 to VBn and by observing by reading the PI1 to PIn manometers (or by pressure transmitters signal) possible pressure build-up in the piping portion between the valve of the bottle B1 and VB1, B2 and VB2 ... Bn and VBn and then we remove them one to one to place them on a conveyor.
  • the reservoir R1 containing the liquid CO 2 will be replenished by a pump working against the pressure of the propellant gas driving it back into its storage in a closed circuit .
  • Piloting the main valve V1 and the valve VBn of a Bn bottle can be ordered directly by the scale.
  • the valve V1 is closed when the coarse or approximate dosage is reached and the VBn valve is closed when the exact dosage is achieved.
  • helium is a very light gas. For any liquid volume leaving the reservoir R1, a volume of corresponding gas enters R1. This gas relaxes since its total volume increases gradually the liquid level drops. The density of this gas will decrease what theoretically should be considered to correctly dose from balance 3 the mass of liquid leaving the reservoir R1. Like the density of helium gas is negligible compared to at the density of the liquid, the error is negligible also.
  • the proposed system prevents pulsations in lines caused by piston pumps do not interfere with the weight measurement during filling bottles. Balance 3 will not feel these pulsations that when filling the tank R1, but the accuracy of this filling is secondary.
  • Line 7 is connected to each of the ramps RB1, RB2 by a valve VR1, respectively VR2.
  • the tank R5 comprising the purge gas is connected to each of the ramps by a suitable pipe fitted a valve V4 (R1) and V4 (R2).
  • the pump P for performing the purge is connected by a proper driving and to RB1 and RB2 ramps by also through two valves V5 (R1), V5 (R2).
  • valve VR1 respectively VR2 for each of the ramps for allow their connection to piping 7 and hence to tank R1, as well as valves V4 (R1), V4 (R2) and for the connection of said ramps to the tank R5 and V5 (R1), V5 (R2) for connection to pump P.

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Abstract

L'installation C comprend un réservoir (R1) contenant du fluide en état liquide, une balance (3), une tuyauterie (7) munie d'au moins une vanne (V1, V2) commandant le passage du fluide vers les bouteilles à remplir (B1, B2 ... BN) disposées sur une rampe (RB1). Le réservoir (R1) est disposé sur la balance (3) et est relié à une réserve de gaz propulseur (R2, R3, R4). La rampe (RB1) est munie d'une vanne par bouteille (B1, ... BN). L'installation comprend un réservoir (R5) avec le fluide en état gazeux pour effectuer la purge des bouteilles avant leur remplissage ainsi qu'une pompe à vide (P) pour créer une pression négative dans chaque bouteille avant son remplissage. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une installation de remplissage de bouteilles munies d'une valve avec un fluide apte de passer d'un état liquide à un état gazeux et vice versa en fonction de la pression et température auxquelles est soumis le fluide, comprenant un réservoir contenant le fluide en état liquide, une balance, une tuyauterie munie d'au moins une vanne commandant le passage du fluide en état liquide vers la bouteille à remplir ainsi qu'un procédé de mise en action de l'installation.
Nous allons par la suite nous contenter de mentionner, à titre d'exemple, comme fluide le CO2 sans que cela puisse être interprété comme une restriction à ce fluide.
Les bouteilles avec du gaz comprimé sont généralement remplies par lot de 8 à 16 bouteilles. L'arrêt du cycle de remplissage est commandé par simple lecture de la pression du remplissage car le flux introduit dans la bouteille est gazeux et la pression à une température donnée est représentative de sa masse dans un volume connu.
En revanche, pour ce qui concerne les gaz liquides à l'intérieur de la bouteille, par exemple le CO2, le N2O, le gaz de pétrole liquéfié ou tout autre fluide dont la température critique est supérieure à la température ambiante, la pression n'est pas représentative de la masse introduite car les deux phases liquide et gazeuse sont présentes dans la bouteille quel que soit le niveau du liquide. Les bouteilles contenant un tel gaz doivent donc être remplies par pesage, ce qui suppose en général un remplissage bouteille par bouteille sur une balance. Les opérations de conditionnement de tels gaz et plus particulièrement du CO2 requièrent donc une main d'oeuvre particulièrement importante.
Depuis quelques années, une demande croissante de petites bouteilles contenant du CO2 liquide utilisées à domicile pour la carbonatation de l'eau sont mises à disposition du public. S'agissant d'un gaz alimentaire, le produit devrait être conditionné en respectant des impératifs de qualité sévères. En effet, il faudrait, avant de remplir à nouveau les bouteilles effectuer une purge, et ensuite le vide. Faire le vide dans une bouteille et la purger prend du temps car la valve des bouteilles constitue un étranglement au passage du flux gazeux. Pour maintenir une certaine cadence il faudrait les regrouper en lot, les connecter et effectuer les opérations de purge et de vide et ensuite les déconnecter et les raccorder séparément pour le remplissage par pesée. Lors de la purge, les bouteilles devraient également être renversées pour l'évacuation de l'éventuel liquide résiduel ce qui demande une opération supplémentaire.
La présente invention a pour but de proposer une installation pour le remplissage des bouteilles aussi bien petites que grandes avec du fluide en état liquide, par exemple du CO2, permettant d'effectuer la plupart de ces opérations de manière automatique ainsi qu'un procédé de mise en action de l'installation.
L'installation selon la présente invention est caractérisée par le fait que ledit réservoir est disposé sur la balance, qu'il est relié à une réserve de gaz propulseur, que l'installation comprend au moins une rampe agencée pour recevoir un lot de bouteilles à remplir, que la rampe est munie d'une vanne télécommandée par bouteille, que l'installation comprend un réservoir avec le fluide en état gazeux connecté à la tuyauterie pour effectuer la purge des bouteilles avant leur remplissage, et une pompe à vide pour créer une pression négative dans chaque bouteille avant son remplissage.
Selon une variante d'exécution préférée de l'installation, la rampe comprend une vanne télécommandée pour la mise à l'air, la tuyauterie comprend une vanne télécommandée pour la connexion avec la pompe à vide, une vanne pour la connexion avec le réservoir comprenant le fluide en état gazeux et deux vannes montées en parallèle pour la connexion avec le réservoir comprenant le fluide en état liquide, soit une vanne principale et une pour un dosage fin.
Selon une variante préférée, les bouteilles sont disposées à l'envers.
L'avantage de l'installation selon cette variante de l'invention est le fait que l'on peut disposer les bouteilles sur une rampe à l'envers ce qui facilite le travail de purge et de vidanger l'éventuel liquide résiduel dans la position de remplissage ce qui évite une manipulation automatique ou manuelle intermédiaire.
Un autre avantage est que le dosage des bouteilles se fait par pesée négative du réservoir contenant le fluide en état liquide pour chacune des bouteilles ce qui permet d'avoir, d'une part, une seule balance et, d'autre part, un dosage assez précis puisque le remplissage se fait de manière séquentielle donc pour chaque bouteille individuellement.
Un autre avantage est également le fait que les opérations manuelles sont limitées uniquement à la mise en place des bouteilles vides et le retrait des bouteilles remplies, les opérations entre les deux se faisant de manière automatique pilotées par exemple par un ordinateur avec le logiciel adéquat.
Si les bouteilles ne sont pas disposées à l'envers pour différentes raisons (poids, volume, etc.), lors de la purge on utilise un détecteur d'humidité individuel ou global et les bouteilles contenant un liquide ne sont pas remplies.
Il est évident que l'on peut munir l'installation d'au moins une deuxième rampe ce qui permet de limiter les temps morts. Une telle installation fait l'objet de la revendication 3.
Le procédé de mise en action de l'installation à rampe unique est caractérisé par les étapes suivantes :
  • a. raccordement de chacune des bouteilles à la rampe;
  • b. ouverture des valves de bouteilles de la rampe et des vannes de communication de ladite rampe avec les bouteilles et de la mise à l'air pour vidanger le gaz résiduel;
  • c. fermeture de la vanne de mise à l'air et ouverture de la vanne pour la connection au réservoir comprenant le fluide en état gazeux pour remplir les bouteilles en gaz de purge;
  • d. fermeture de la vanne de connexion avec le réservoir contenant le fluide en état gazeux et ouverture de la vanne de mise à l'air de la rampe pour purger le fluide en état gazeux et détecter l'éventuelle présence d'un liquide résiduel;
  • e. fermeture de la vanne de mise à l'air et ouverture de la vanne de connexion avec la pompe à vide et mise sous vide des bouteilles;
  • f. fermeture des vannes de communication de la rampe avec les bouteilles ainsi que de la vanne de communication avec la pompe sous vide, ouverture de la vanne de dosage fin et après pressurisation de ladite rampe, ouverture de la vanne de communication de la rampe avec la première bouteille, puis ouverture de la vanne principale de communication avec le réservoir contenant le fluide en état liquide,
  • g. remplissage de la bouteille jusqu'au dosage requis en surveillant la diminution du poids dudit réservoir, notamment en fermant la vanne principale avant d'atteindre le dosage requis, et la vanne de la rampe de la bouteille lorsque le dosage est atteint, et ouverture de la vanne de la bouteille suivante et ainsi de suite jusqu'au remplissage de toutes les bouteilles;
  • h. fermeture des vannes de connexion avec le réservoir contenant le fluide en état liquide et des valves de bouteilles et ouverture de la vanne de mise à l'air pour décharger la tuyauterie;
  • i. contrôle d'étanchéité des valves de bouteilles remplies;
  • j. déconnexion des bouteilles;
  • k. mise en place des nouvelles bouteilles sur ladite rampe en vue d'un autre cycle de remplissage.
    • Selon une variante préférée de ce procédé le remplissage du réservoir avec le fluide en état liquide est commandé après la fin du remplissage des bouteilles et peut se poursuivre jusqu'à la fin de la mise sous vide du cycle suivant.
    En effet, après la fin du remplissage des bouteilles jusqu'à la fin de la mise sous vide du cycle suivant, le réservoir contenant, par exemple le CO2 liquide, peut être réapprovisionné par une pompe travaillant contre la pression du gaz propulseur refoulant celui-ci dans son stockage en circuit fermé. Le gaz propulseur est en principe de l'hélium, dont la propriété est d'être le gaz le moins soluble dans les liquides ou un gaz inerte comme l'azote, par exemple, ou éventuellement un mélange de ce gaz et du gaz à transférer. On peut supposer que c'est près de l'interface liquide-gaz que le liquide dissolvera le maximum de gaz propulseur. Cette portion de liquide sera vaporisée, stockée dans une capacité puis utilisée comme gaz de purge. Sa teneur éventuelle en gaz propulseur n'aura guère d'influence sur la qualité du liquide transféré dans les bouteilles.
    Selon une autre variante d'exécution la fermeture de la vanne principale lors du remplissage d'une bouteille est commandée par la balance lorsque le dosage approximatif est atteint ainsi que celle de la vanne de la rampe lorsque le dosage exact est atteint.
    Selon une autre variante d'exécution, l'étanchéité des valves de bouteilles est réalisée par lecture manométrique de la pression du fluide dans la tuyauterie entre la valve et la vanne de rampe correspondante.
    Enfin, le procédé de mise en action de l'installation avec deux rampes est défini à la revendication 8.
    L'invention sera décrite plus en détail à l'aide du dessin annexé.
    La figure 1 représente, schématiquement, une installation pour le remplissage d'un lot de bouteilles disposées sur une rampe.
    La figure 2 représente schématiquement les éléments à ajouter pour munir l'installation de la figure 1 avec une deuxième rampe.
    Nous allons décrire maintenant chaque élément séparément et à la fin nous décrirons le procédé de mise en action de cette installation, le fluide concerné étant, à titre d'exemple, du CO2.
    L'installation comprend un réservoir R1 contenant pour environ 2/3 du CO2 liquide relié par un tuyau 2 à trois réservoirs R2, R3, R4 contenant un gaz propulseur qui en principe est de l'hélium. Il est évident que le nombre de ces réservoirs peut être différent. Le réservoir R1 est monté sur une balance 3 et il est relié au moyen d'une tuyauterie 4 et une vanne 5 à une pompe de CO2 liquide, non représentée, placée en sortie d'un réservoir de stockage et assurant une pression de refoulement d'environ 80 bar. D'autre part, le réservoir R1 au moyen d'une tuyauterie 7 et deux vannes V1 et V2 est relié à une tuyauterie communiquant avec la rampe RB1, sur laquelle on dispose des bouteilles à remplir B1, B2 jusqu'à Bn, n étant en principe égal à 18 dans le cas présent, mais ce nombre peut varier en fonction de la demande et de la grandeur des bouteilles. Chacune des bouteilles B1 à Bn est munie d'une vanne VB1 à VBn contrôlant la communication de la bouteille avec la rampe. Chaque bouteille est munie d'une valve ou robinet. Un manomètre PI1 à PIN est situé entre la valve de chaque bouteille et la vanne correspondante VB1. La rampe RB1 est reliée à l'air ambiant au moyen d'une vanne V3 télécommandée comme les autres vannes, une vanne auxiliaire manuelle VM assurant la détente de l'installation en cas de besoin. Les vannes V1 et V2 comme on l'expliquera par la suite, assurent l'alimentation des bouteilles B1, B2, ... Bn avec du CO2 liquide, V1 est la vanne principale assurant un dosage grossier, tandis que V2 permet d'obtenir un dosage fin.
    L'installation comprend également un réservoir R5 contenant du CO2 gazeux donc sous une pression d'environ 6 bar destiné à la purge des bouteilles. Il est relié à l'installation par une vanne également télécommandée V4 tandis qu'une vanne V5 permet de relier l'installation à une pompe à vide P pour obtenir un vide dans les bouteilles de l'ordre de 0,1 ou 0,2 bar.
    Nous allons maintenant décrire le procédé de mise en action de cette installation.
    Des bouteilles vides B1, B2, ... Bn, après un premier contrôle visuel sont mises sur un convoyeur qui les ramène à proximité de la rampe 6. Dans cette situation, toutes les vannes de l'installation sont fermées et on installe les bouteilles B1 à Bn sur la rampe. Par la suite, on ouvre les valves ou robinets des bouteilles et les vannes VB1, VB2 jusqu'à VBn ainsi que la vanne V3 pour vider l'éventuel gaz résiduel qui se trouverait dans les bouteilles.
    Par la suite on ferme la vanne V3 et on ouvre la vanne V4, les vannes VB1 à VBn étant restées ouvertes et on procède à la purge des bouteilles B1 à Bn avec du CO2 gazeux. Par la suite on ferme la vanne V4 et on ouvre la vanne V3 pour la mise à l'air du CO2 gazeux et la détection visuelle du liquide résiduel. Une fois cette opération terminée, on ferme la vanne V3 et on ouvre la vanne V5 pour créer un vide de l'ordre de 0,1 ou 0,2 bar dans les bouteilles. L'étape suivante, on ferme la vanne V5 et les vannes VB1 à VBn et au moyen des vannes V1 et V2 on procède au remplissage de la bouteille B1 de la manière suivante :
    On ouvre d'abord la vanne V2 pour pressuriser la rampe RB1. Puis on ouvre la vanne VB1 en commençant à enregistrer la diminution du poids du réservoir R1 sur la balance, puis la vanne V1 qui permet par sa section de passage plus grande d'augmenter sensiblement le débit. Lorsque l'on s'approche de la dose prescrite, on ferme la vanne V1 pour réduire le débit (la vanne V2 reste ouverte mais sa section de passage est plus petite), puis une fois la dose prescrite atteinte donc la bouteille remplie, on ferme la vanne VB1, on ouvre la vanne VB2 et on procède de la même manière pour la bouteille B2 et ainsi de suite jusqu'à Bn.
    Après le remplissage de toutes les bouteilles, on peut, si nécessaire, ouvrir la vanne V4 pour introduire une quantité prédéterminée du CO2 liquide dans le réservoir R5 où il se transformera immédiatement en fluide gazeux par détente, ainsi le gaz utilisé pour la purge est remplacé. Cette opération est réalisée en principe après le remplissage des bouteilles de la rampe.
    Après avoir rempli toutes les bouteilles et éventuellement le réservoir R5, on ferme la vanne V2 et les valves des bouteilles B1 à Bn par une action pilotée ou manuelle sur le dispositif d'ouverture/fermeture de ces valves.
    Ensuite, on ouvre les vannes VB1 à VBn des bouteilles B1 à Bn et on ouvre la vanne V3 pour décharger la pression régnant dans la rampe VR1. On procède à un contrôle d'étanchéité des valves ou robinets des bouteilles en fermant les vannes VB1 à VBn et en observant par lecture des manomètres PI1 à PIn (ou par un signal de transmetteurs de pression) une éventuelle montée en pression dans la portion de tuyauterie comprise entre la valve de la bouteille B1 et VB1, B2 et VB2 ... Bn et VBn et par la suite on les enlève une à une pour les disposer sur un convoyeur. Selon les exigences de contrôle, on peut procéder à un contrôle individuel du poids des bouteilles sur une balance à part avant de procéder à l'étiquetage et la mise en carton.
    Le cycle continuera avec un nouveau jeu de bouteilles que l'on disposera sur la rampe.
    Après la fin du remplissage des bouteilles et jusqu'à la fin de la mise sous vide du cycle suivant, le réservoir R1 contenant le CO2 liquide sera réapprovisionné par une pompe travaillant contre la pression du gaz propulseur le refoulant dans son stockage en circuit fermé.
    Le pilotage de la vanne principale V1 et de la vanne VBn d'une bouteille Bn peut être commandé directement par la balance. Ainsi, la vanne V1 est fermée lorsque le dosage grossier ou approximatif est atteint et la vanne VBn est fermée lorsque le dosage exact est atteint.
    En plus de sa propriété d'être le gaz le moins soluble dans les liquides, l'hélium est un gaz très léger. Pour tout volume liquide quittant le réservoir R1, un volume de gaz correspondant entre dans R1. Ce gaz se détend puisque son volume total augmente au fur et à mesure que le niveau du liquide baisse. La densité de ce gaz diminuera ce qui théoriquement devrait être considéré pour doser correctement à partir de la balance 3 la masse de liquide quittant le réservoir R1. Comme la densité de l'hélium gazeux est négligeable par rapport à la densité du liquide, l'erreur est négligeable également.
    Le système proposé permet d'éviter que les pulsations dans les conduites provoquées par les pompes à piston ne perturbent la mesure du poids lors du remplissage des bouteilles. La balance 3 ne ressentira ces pulsations que lors du remplissage du réservoir R1, mais la précision de ce remplissage est secondaire.
    Si les bouteilles ne sont pas disposées à l'envers et on détecte lors de l'étape de la purge la présence d'un liquide, on ferme le robinet de la bouteille pour éviter son remplissage, on évacue le liquide résiduel par d'autres moyens et on remplit la bouteille lors d'un cycle ultérieur.
    Nous allons maintenant décrire une installation similaire à celle de la figure 1 sauf qu'elle comporte deux rampes RB1, RB2. La première partie de l'installation concernant notamment les réservoirs R1 à R4 est la même. Il s'agit bien entendu que d'un exemple et on pourrait, prévoir un réservoir par rampe pour l'alimentation en gaz liquide, ce qui bien entendu compliquera aussi la tuyauterie et le nombre de vannes. Ceci reste néanmoins dans les possibilités de l'homme du métier et l'exemple que nous décrirons par la suite est le plus simple au niveau de réalisation, mais pas forcément celui qui permet de gagner plus de temps lors du remplissage.
    Nous avons donc représenté à la figure 2 uniquement la partie de l'installation qui est différente de celle de la figure 1. Ainsi, sur cette figure on voit la vanne principale V1 et la vanne à dosage fin V2 reliées à deux rampes RB1 et RB2 représentées par un simple trait le reste de chacune des rampes étant identique à celui que nous avons représenté à la figure 1.
    La ligne 7 est connectée à chacune des rampes RB1, RB2 par une vanne VR1, respectivement VR2. De même, le réservoir R5 comprenant le gaz de purge est relié à chacune des rampes par une conduite adéquate munie d'une vanne V4(R1) et V4(R2). Enfin, la pompe P permettant d'effectuer la purge est reliée par une conduite adéquate et aux rampes RB1 et RB2 par l'intermédiaire également de deux vannes V5(R1), V5(R2). Pour résumer la situation, par rapport à l'installation de la figure 1 on a dû prévoir une vanne VR1, respectivement VR2 pour chacune des rampes pour permettre leur connexion à la tuyauterie 7 et partant au réservoir R1, et ainsi que des vannes V4(R1), V4(R2) et pour la connexion desdites rampes au réservoir R5 et V5(R1), V5(R2) pour la connexion à la pompe P.
    En ce qui concerne le procédé de mise en action de cette installation, dans un premier temps il est identique à celui décrit pour l'installation de la figure 1 à la seule différence que lors de la purge et de la mise sous vide de la rampe on doit agir sur les vannes respectives VR1, V4(R1) et V5(R1) de la première rampe. Afin de pouvoir tirer profit de la présence de la deuxième rampe et gagner du temps, il est évident qu'il faut, après avoir effectué un certain nombre d'opérations sur la rampe RB1 et pendant que le procédé de remplissage se poursuit, effectuer les premières opérations sur la rampe RB2.
    Ainsi, après avoir effectué les opérations de raccordement de chacune des bouteilles sur la rampe RB1, l'ouverture des valves des bouteilles de la rampe RB1 et les vannes de ladite rampe et la mise à l'air pour vidanger le gaz résiduel, la fermeture de la vanne de mise à l'air et ouverture de la vanne de connexion de la rampe au réservoir comprenant R5 pour remplir les bouteilles avec le gaz de purge, la fermeture de la vanne de connexion V4(R1) avec le réservoir R5 et l'ouverture de la vanne de mise à l'air V3 de la rampe RB1 pour purger le fluide en état gazeux et détecter l'éventuelle présence d'un liquide résiduel, la fermeture de la vanne V3 et l'ouverture de la vanne V5(R1) pour effectuer la mise sous vide des bouteilles, la fermeture des vannes de communication de la rampe RB1 avec les bouteilles ainsi que de la vanne V5(R1) on ouvre la vanne VR1 de connexion de la rampe RB1 avec la tuyauterie 7 pour commencer le travail de remplissage des bouteilles comme décrit précédemment et à ce moment on répète les opérations précédentes concernant la rampe RB2 à savoir : raccordement de chacune des bouteilles à la deuxième rampe, ouverture des valves de bouteilles, etc. tandis que pendant ce temps on continue à remplir les bouteilles de la première rampe.
    Lorsque toutes les bouteilles la rampe RB1 sont remplies et qu'on a ouvert la vanne de mise en l'air V3 de cette rampe pour la décharger et on ferme la vanne VR1 de la rampe RB1, on débute la deuxième partie du cycle pour la rampe RB2, à savoir ouverture de la vanne VR2 pour commencer le remplissage des bouteilles comme précédemment. Pendant ce temps, on procède au contrôle d'étanchéité des valves de bouteilles remplies de la rampe RB1 et leur déconnexion et la mise en place de nouvelles bouteilles. Le temps d'effectuer cette dernière opération sur la première rampe, la dernière partie du procédé de remplissage des bouteilles sur la rampe RB2 est effectuée. Ainsi on peut recommencer le procédé de remplissage de la première rampe pendant qu'on effectue les dernières opérations subséquentes au remplissage des bouteilles sur la rampe RB2 et ainsi de suite.
    Il est évident qu'à un certain moment il faut également remplir le réservoir R5 avec du fluide gazeux et ceci en fonction de la capacité de ce réservoir. Cette opération être réalisée soit après avoir rempli les deux rampes, soit avant de commencer le remplissage des bouteilles d'une rampe. Ainsi, par exemple, lorsqu'on a fini le travail de purge et mise sous vide des bouteilles de la rampe RB1, au lieu de procéder tout de suite au remplissage des bouteilles de la rampe RB1, on ouvre la vanne V4(R1) pour laisser passer le fluide liquide sous pression dans le réservoir R5 et ensuite on ferme la vanne V4(R1) et on continue le procédé de remplissage des bouteilles de la rampe RB1 tandis qu'on effectue les travaux de purge sous vide de la rampe RB2. Là aussi, avant de commencer le remplissage des bouteilles de la rampe RB2, on peut remplir le réservoir R5 et on peut réapprovisionner le réservoir R5 de la même manière avec du fluide gazeux en le faisant passer par la vanne VR2 et en ouvrant également la vanne V4(R2) de la deuxième rampe et ainsi de suite.
    Il est évident qu'une installation relativement simple comme celle décrite succinctement en relation avec la figure 2 permet de gagner du temps par rapport au remplissage à une seule rampe puisqu'on arrive à travailler avec un décalage "d'une demi période" sur deux rampes.

    Claims (15)

    1. Installation de remplissage de bouteilles munies d'une valve avec un fluide apte de passer d'un état liquide à un état gazeux et vice versa en fonction de la pression et température auxquelles est soumis le fluide, comprenant un réservoir contenant du fluide en état liquide, une balance, une tuyauterie munie d'au moins une vanne commandant le passage du fluide en état liquide vers la bouteille à remplir, caractérisée par le fait que ledit réservoir est disposé sur la balance, qu'il est relié à une réserve de gaz propulseur, que l'installation comprend au moins une rampe agencée pour recevoir un lot de bouteilles à remplir, que la rampe est munie d'une vanne télécommandée par bouteille, que l'installation comprend un réservoir avec le fluide en état gazeux connecté à la tuyauterie pour effectuer la purge des bouteilles avant leur remplissage, et une pompe à vide pour créer une pression négative dans chaque bouteille avant son remplissage.
    2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la rampe comprend une vanne télécommandée pour la mise à l'air, que la tuyauterie comprend une vanne télécommandée pour la connexion avec la pompe à vide, une vanne pour la connexion avec le réservoir comprenant le fluide en état gazeux et deux vannes montées en parallèle pour la connexion avec le réservoir comprenant le fluide en état liquide, soit une vanne principale et une pour un dosage fin.
    3. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'installation comprend au moins une deuxième rampe, que chaque rampe comprend des vannes télécommandées dont une pour la mise à l'air, une pour la connexion à la tuyauterie, une pour la connexion avec le réservoir comprenant le fluide en état gazeux et une pour la connexion avec la pompe à vide et que la tuyauterie comprend deux vannes montées en parallèle pour la connexion avec le réservoir comprenant le fluide en état liquide, soit une vanne principale et une pour un dosage fin.
    4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les bouteilles sont disposées à l'envers sur la rampe respective.
    5. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les bouteilles sont disposées à l'endroit et que l'installation comprend un détecteur d'humidité individuelle ou par rampe pour détecter la présence d'un liquide dans les bouteilles avant leur remplissage.
    6. Procédé de mise en action de l'installation selon la revendication 2, caractérisé par les étapes suivantes :
      a. raccordement de chacune des bouteilles à la rampe;
      b. ouverture des valves de bouteilles de la rampe et des vannes de connexion de ladite rampe avec les bouteilles et de la mise à l'air pour vidanger le gaz résiduel;
      c. fermeture de la vanne de mise à l'air et ouverture de la vanne pour la connection au réservoir comprenant le fluide en état gazeux pour remplir les bouteilles en gaz de purge;
      d. fermeture de la vanne de connexion avec le réservoir contenant le fluide en état gazeux et ouverture de la vanne de mise à l'air de la rampe pour purger le fluide en état gazeux et détecter l'éventuelle présence d'un liquide résiduel;
      e. fermeture de la vanne de mise à l'air et ouverture de la vanne de connexion avec la pompe à vide et mise sous vide des bouteilles;
      f. fermeture des vannes de communication de la rampe avec les bouteilles ainsi que de la vanne de communication avec la pompe sous vide, ouverture de la vanne de dosage fin et après pressurisation de ladite rampe, ouverture de la vanne de communication de la rampe avec la première bouteille, puis ouverture de la vanne principale de communication avec le réservoir contenant le fluide en état liquide,
      g. remplissage de la bouteille jusqu'au dosage requis en surveillant la diminution du poids dudit réservoir, notamment en fermant la vanne principale avant d'atteindre le dosage requis, et la vanne de la rampe de la bouteille lorsque le dosage est atteint, et ouverture de la vanne de la bouteille suivante et ainsi de suite jusqu'au remplissage de toutes les bouteilles;
      h. fermeture des vannes de connexion avec le réservoir contenant le fluide en état liquide et des valves de bouteilles et ouverture de la vanne de mise à l'air pour décharger la tuyauterie;
      i. contrôle d'étanchéité des valves de bouteilles remplies;
      j. déconnexion des bouteilles;
      k. mise en place des nouvelles bouteilles sur ladite rampe en vue d'un autre cycle de remplissage.
    7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le remplissage du réservoir avec le fluide en état liquide est commandé après la fin du remplissage des bouteilles et se poursuit jusqu'à la fin de la mise sous vide du cycle suivant.
    8. Procédé de mise en action de l'installation selon la revendication 3, caractérisé par les étapes suivantes :
      a raccordement de chacune des bouteilles à une rampe;
      b. ouverture des valves de bouteilles d'une rampe et des vannes de ladite rampe et de la mise à l'air pour vidanger le gaz résiduel;
      c. fermeture de la vanne de mise à l'air et ouverture de la vanne de connection de ladite rampe au réservoir comprenant le fluide en état gazeux pour remplir les bouteilles en gaz de purge;
      d. fermeture de la vanne de connexion avec le réservoir contenant le fluide en état gazeux et ouverture de la vanne de mise à l'air de ladite rampe pour purger le fluide en état gazeux et détecter l'éventuelle présence d'un liquide résiduel;
      e. fermeture de la vanne de mise à l'air et ouverture de la vanne de connexion de la rampe avec la pompe à vide et mise sous vide des bouteilles;
      f. fermeture des vannes de communication de ladite rampe avec les bouteilles ainsi que de la vanne de communication avec la pompe sous vide, ouverture de la vanne de connexion de ladite rampe avec la tuyauterie et début du cycle déterminé par les étapes a à f pour la deuxième rampe;
      g. ouverture de la vanne de dosage fin et après pressurisation de ladite rampe, ouverture de la vanne de communication de la rampe avec la première bouteille, puis ouverture de la vanne principale de communication avec le réservoir contenant le fluide en état liquide,
      h. remplissage de la bouteille jusqu'au dosage requis en surveillant la diminution du poids dudit réservoir, notamment en fermant la vanne principale avant d'atteindre le dosage requis, et la vanne de la rampe de la bouteille lorsque le dosage est atteint, et ouverture de la vanne de la bouteille suivante et ainsi de suite jusqu'au remplissage de toutes les bouteilles de la rampe;
      i. fermeture des vannes de connexion de la rampe à la tuyauterie, des valves de bouteilles et ouverture de la vanne de mise à l'air pour décharger la tuyauterie;
      j. fermeture des vannes de connexion de ladite rampe à la tuyauterie et début du cycle déterminé par les étapes g à m pour la deuxième rampe;
      k. contrôle d'étanchéité des valves de bouteilles remplies;
      l. déconnexion des bouteilles;
      m. mise en place des nouvelles bouteilles sur ladite rampe en vue d'un autre cycle de remplissage.
    9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le remplissage du réservoir avec le fluide en état gazeux est commandé à l'étape f après avoir ouvert la vanne de connexion de ladite rampe avec la tuyauterie et avant de débuter le cycle pour la deuxième rampe en ouvrant aussi la vanne de connexion de ladite rampe avec le réservoir contenant le fluide de purge et en fermant après le remplissage la vanne de connexion de la rampe avec le réservoir et on continue le procédé comme décrit.
    10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que les bouteilles remplies sont pesées individuellement pour contrôler leur poids après leur remplissage.
    11. Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que le fluide est du CO2.
    12. Procédé selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé par le fait que la fermeture de la vanne principale lors du remplissage d'une bouteille est commandée par la balance lorsque le dosage approximatif est atteint ainsi que celle de la vanne de la rampe lorsque le dosage exact est atteint.
    13. Procédé selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé par le fait que l'étanchéité des valves de bouteilles est réalisée par lecture manométrique de la pression du fluide dans la tuyauterie entre la valve et la vanne de rampe correspondante.
    14. Procédé selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que les bouteilles sont disposées sur la rampe respective à l'envers pour permettre l'évacuation d'un liquide résiduel lors de l'étape d du procédé.
    15. Procédé selon l'une des revendications 5 à 14 caractérisé par le fait que lorsqu'à l'étape d un liquide résiduel est détecté la vanne de communication de la bouteille avec la rampe est fermée pour éviter son remplissage.
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