WO2003089364A1 - Bec de remplissage a commande electromagnetique - Google Patents

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    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10S141/00—Fluent material handling, with receiver or receiver coacting means
    • Y10S141/01—Magnetic

Definitions

  • Electromagnetically controlled filling spout Electromagnetically controlled filling spout.
  • the present invention relates to an electromagnetically controlled filling spout.
  • a filling spout comprising a tubular body in which are mounted a valve extending opposite a valve seat and a magnetic actuating element associated with a coil. external to the tubular body and connected to the valve by an axial coupling member.
  • the assembly thus formed is radially rigid so that to ensure precise positioning of the valve relative to the valve seat so as to achieve a satisfactory seal, it is not only necessary that the valve is guided precisely coaxially to the valve seat but also that the magnetic actuating element is guided very precisely coaxially with the valve, which results in very significant manufacturing constraints.
  • valve and the magnetic actuating element must be mounted in a rigorously coaxial manner with one another and when the body of the filling spout is formed from several assembled elements, it is necessary that the body elements are mounted relative to each other in a rigorously coaxial manner.
  • a first object of the invention is to provide a filling spout that works satisfactorily while being less expensive to manufacture than previous filling spouts.
  • a second object of the invention is to propose a filling spout which can be easily adapted to different products.
  • a filling spout of the aforementioned type in which the member coupling comprises two elements coupled in a connection comprising a radial clearance.
  • the control function exerted by the magnetic actuating element is thus dissociated from the shutter function performed by the valve so that the different elements making up the filling spout can be produced separately and assembled in an arrangement in which they do not are not strictly coaxial without affecting the operation of the filling spout.
  • the valve and the magnetic actuating element are mounted in separate body elements connected by a quick coupling member, and the coupling elements are separable. It is thus possible to quickly realize different combinations of the control member and the shutter member.
  • one of the elements of the body ' is a coupling bracket C and the other member is a pin compor- as a head engaged between the branches of the stirrup. After opening of the quick coupling member, it is thus possible to dissociate the valve and the magnetic actuating element by a simple lateral offset of the latter relative to each other.
  • the filling spout comprises a secondary shutter disposed downstream of the valve and rigidly connected to it, and the body of the filling spout has a restriction opposite the secondary shutter, l secondary shutter and the restriction having suitable dimensions and positioning so that when the valve is closed the secondary shutter has with the restriction facing a clearance just sufficient to retain by capillarity a liquid contained in the body between the valve and secondary shutter. Without risking interfering with the closing action of the valve, a quantity of product is thus maintained in the filling spout sufficient to avoid a defect in the formation of the jet of product when the valve is opened.
  • FIG. 1 is a view in axial section of a filling spout according to the invention in a closed position of the valve
  • FIG. 2 is a view similar to that of FIG. 1 in an open position of the valve
  • FIG. 3 is a partial sectional view similar to that of FIG. 1 illustrating a variant of the outlet member of the filling spout
  • FIG. 4 is a partial sectional view similar to that of FIG. 1 illustrating another variant of the outlet member of the filling spout
  • FIG. 5 is a front view of an alternative embodiment of the valve
  • FIG. 6 is an axial sectional view of an alternative embodiment of the magnetic actuating element.
  • the filling spout according to the invention comprises a tubular body 1 comprising three body elements 1.1, 1.2 and 1.3 connected together by quick coupling members 2 and respectively containing the elements ensuring the functions control, shutter and outlet nozzle or secondary shutter of the filling spout according to the invention.
  • the control function is provided by a magnetic actuating element 3 mounted to slide in the body element 1.1.
  • the magnetic actuating element 3 comprises a solid magnetic core 4 provided at its periphery with guide fins 5 which ensure precise guidance of the core 4 inside the body element 1.1 while allowing the flow of a product between the core 4 and the internal face of the body element 1.1.
  • the body element 1.1 is made of non-magnetic material, and is surrounded by a coil 6 connected by a supply wire 9 to supply means not shown to form an electromagnetic actuation device.
  • the coil 6 is also surrounded by rings made of magnetic material 7 framing a ring 8 forming a permanent magnet, for example a ferrite ring whose permanent magnetization field extends in an axial direction of the coil 6.
  • a ferrite ring whose permanent magnetization field extends in an axial direction of the coil 6.
  • the coil 6 is further covered by plates of magnetic material 10 whose periphery is in contact with the rings 7.
  • the ferrite ring 8 is preferably dimensioned to exert on the actuating element magnetic 3 a force almost equal to the weight of this element and the equipment associated with it, so that a very low current in the coil is enough to cause a displacement of the magnetic actuating element 3.
  • the body element 1.2 contains a valve 11 associated with a guide rod 12 comprising guide fins 13 mounted to slide in a cylindrical bore 14 of the body element 1.2. At its upper part, the bore 14 comprises a chamfer 15 forming a seat for the valve 11 (see FIG. 2).
  • the valve 11 has a hub 16 on which is mounted an O-ring. as 17. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the hub 16 has a length greater than the diameter of the O-ring 17 so that the O-ring 17 is mounted on the hub 16 with an axial clearance allowing the seal 17 to slide on the hub, allowing efficient cleaning of the valve.
  • the coupling member comprises a C-shaped bracket 19 connected to the magnetic actuation member 3 by a connecting rod 20.
  • the branches of the caliper 19 surround a pin 21 comprising a rod 22 fixed to the valve 11 and a head 23 engaged in the caliper 19.
  • the rod 22 and the head 23 are mounted in the caliper with a radial clearance so that the precise sliding of the magnetic actuating member 3 in the body element 1.1 and the precise sliding of the valve 11 in the body element 1.2 are not affected even if the body elements 1.1 and 1.2 are not rigorously coaxial.
  • the body element 1.3 contains a secondary shutter 24 which is fixed, for example by screwing, to the lower end of the guide rod 12 of the valve.
  • the secondary shutter 24 comprises an elongated conical lower part 25 extending opposite a conical restriction 26 of the body element 1.3.
  • the secondary shutter 24 is mounted at the lower end of the guide rod 12 of the valve, the latter not being equipped of the O-ring 17.
  • the hub 16 of the valve is then engaged in the body element 1.2 until the hub 16 protrudes and the seal 17 is put in place.
  • the body element 1.3 is fixed to the body element 1.2.
  • the magnetic actuating member 3 is engaged in the body element 1.1 then the assembly comprising the valve 11 is presented first of all in an offset manner opposite the body element 1.1 to bring the head 23 to the level of the opening of the caliper 19 then the body element 1.2 is brought coaxially to the body element 1.1 to engage the head 23 between the branches of the caliper 19.
  • the body elements 1.1 and 1.2 are then assembled by means of the quick coupler 2.
  • the O-ring 17 bears on the seat 15 and the secondary shutter 25 extends near the restriction 26 in the body element 1.3.
  • the dimensions and the relative positioning of the conical part and of the restriction 26 are provided so that in the closed position of the valve as illustrated, the conical part 25 of the secondary shutter is spaced from the restriction 26 with just enough play to retain the product contained in body elements 1.2 and 1.3 by capillary action.
  • the magnetic actuating element 3 is offset downward relative to the coil 6, the bracket 19 bearing on the head 23 of the pin 21. For the opening of the valve, the coil is supplied and the element magnetic actuation 3 is driven upward as illustrated in Figure 2. In this position, the valve 11 is open and the secondary shutter 24 is in a position allowing a flow of the product.
  • the elongated part 25 of the secondary shutter 24 achieves with the restriction 26 of the element body 1.3 a passage which maintains the flow of the product according to a laminar regime.
  • Such a secondary shutter is useful for packaging product which tends to foam during turbulent flow such as milk.
  • FIG. 3 illustrates an alternative embodiment in which the secondary shutter has been removed and the body element 1.3 contains only anti-foam grids 27.
  • This embodiment can be used in particular for water conditioning.
  • FIG. 4 illustrates another alternative embodiment in which the secondary shutter 28 has a low height, which makes it possible to reduce the size of the assembly obtained when it is not necessary to ensure a laminar flow of the product. at the outlet of the spout.
  • FIG. 5 illustrates an alternative embodiment of the valve in which the hub 16 is provided with a skirt 29 in which notches 30 are produced, which makes it possible to obtain a more gradual evolution of the flow during opening or closing the valve.
  • FIG. 6 illustrates a magnetic actuator comprising a tubular core 31. This type of actuator is preferable for thick products such as oil or products containing pulp.
  • the invention is not limited to the embodiments described and it is possible to make variants thereof without departing from the scope of the invention as defined by the claims.
  • a coupling member comprising a C-bracket associated with a pin, which allows not only rapid assembly but also effective cleaning without the need to disassemble
  • other coupling members having a radial clearance can be used, for example a bayonet coupling member.

Landscapes

  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Supply Of Fluid Materials To The Packaging Location (AREA)

Abstract

Le bec de remplissage comporte un corps tubulaire (1) dans lequel sont montés un clapet (11) et un élément d'actionnement magnétique (4) relié au clapet par un organe d'accouplement (18) comprenant deux éléments (19, 21) accouplés selon une liaison comprenant un jeu radial.

Description

Bec de remplissage à commande électromagnétique.
La présente invention concerne un bec de remplissage à commande électromagnétique.
On connaît, en particulier du document WO 01/40098, un bec de remplissage comportant un corps tubu- laire dans lequel sont montés un clapet s 'étendant en regard d'un siège de clapet et un élément d' actionnement magnétique associé à une bobine extérieure au corps tubu- laire et relié au clapet par un organe d'accouplement axial. L'ensemble ainsi formé est rigide radialement de sorte que pour assurer un positionnement précis du clapet par rapport au siège de clapet de façon à réaliser une étanchéité satisfaisante, il est nécessaire non seulement que le clapet soit guidé de façon précise coaxialement au siège de clapet mais également que l'élément d' actionnement magnétique soit guidé de façon très précise coaxialement au clapet, ce qui entraîne des contraintes de fabrication très importantes. En particulier, le clapet et l'élément d' actionnement magnétique doivent être montés de façon rigoureusement coaxiale l'un à l'autre et lorsque le corps du bec de remplissage est formé de plusieurs éléments assemblés, il est nécessaire que les éléments de corps soient montés les uns par rapport aux autres de -façon rigoureusement coaxiale. Ces contraintes entraînent un coût de fabrication élevé du bec de remplissage.
Un premier but de l'invention est de proposer un bec de remplissage fonctionnant de façon satisfaisante tout en étant de fabrication moins onéreuse que des becs de remplissage antérieurs. Un second but de l'invention est de proposer un bec de remplissage pouvant être facilement adapté à différents produits.
Selon le premier but de l'invention on propose un bec de remplissage du type précité dans lequel l'organe d'accouplement comprend deux éléments accouplés selon une liaison comprenant un jeu radial. La fonction de commande exercée par l'élément d' actionnement magnétique est ainsi dissociée de la fonction d'obturation réalisée par le clapet de sorte que les différents éléments composant le bec de remplissage peuvent être réalisés séparément et assemblés selon un montage dans lequel ils ne sont pas rigoureusement coaxiaux sans que le fonctionnement du bec de remplissage s'en trouve affecté. Selon une version avantageuse de l'invention, le clapet et l'élément d' actionnement magnétique sont montés dans des éléments de corps séparés reliés par un organe d'attache rapide, et les éléments d'accouplement sont dissociables. Il est ainsi possible de réaliser rapide- ment différentes combinaisons de l'organe de commande et de l'organe d'obturation.
Selon un aspect avantageux de cette version de l'invention, l'un des éléments de l'organe' d'accouplement est un étrier en C et l'autre élément est un pion compor- tant une tête engagée entre les branches de l' étrier. Après ouverture de l'organe d'attache rapide, il est ainsi possible de dissocier le clapet et l'élément d' actionnement magnétique par un simple décalage latéral de ceux-ci l'un par rapport à l'autre. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le bec de remplissage comporte un obturateur secondaire disposé en aval du clapet et rigidement relié à celui-ci, et le corps du bec de remplissage comporte une restriction en regard de l'obturateur secondaire, l'obturateur secondaire et la restriction ayant des dimensions et un positionnement appropriés pour que lors de la fermeture du clapet l'obturateur secondaire présente avec la restriction en regard un jeu juste suffisant pour retenir par capillarité un liquide contenu dans le corps entre le clapet et l'obturateur secondaire. Sans risquer d'interférer avec l'action de fermeture du clapet, on maintient ainsi dans le bec de remplissage une quantité de produit suffisante pour éviter un défaut de formation du jet de produit lors de l'ouverture du clapet.
D'autres caractéristiques et avantages de 1' invention _ apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier de l'invention et de différentes variantes de celui-ci, en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un bec de remplissage selon l'invention dans une position fermée du clapet,
- la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 dans une position ouverte du clapet,
- la figure 3 est une vue en coupe partielle analogue à celle de la figure 1 illustrant une variante de l'organe de sortie du bec de remplissage,
- la figure 4 est une vue en coupe partielle ana- logue à celle de la figure 1 illustrant une autre variante de l'organe de sortie du bec de remplissage,
- la figure 5 est une vue de face d'une variante de réalisation du clapet,
- la figure 6 est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation de l'élément d' actionnement magnétique .
En référence aux figures 1 et 2, le bec de remplissage selon l'invention comporte un corps tubulaire 1 comprenant trois éléments de corps 1.1, 1.2 et 1.3 reliés entre eux par des organes d'attache rapide 2 et contenant respectivement les éléments assurant les fonctions de commande, d'obturation et d'ajutage de sortie ou d'obturation secondaire du bec de remplissage selon l'invention. La fonction de commande est assurée par un élément d' actionnement magnétique 3 monté pour coulisser dans l'élément de corps 1.1. Dans le mode de réalisation de la figue 1, l'élément d' actionnement magnétique 3 com- porte un noyau magnétique plein 4 pourvu à sa périphérie d'ailettes de guidage 5 qui assurent un guidage précis du noyau 4 à l'intérieur de l'élément de corps 1.1 tout en permettant l'écoulement d'un produit entre le noyau 4 et la face interne de l'élément de corps 1.1. L'élément de corps 1.1 est réalisé en matériau amagnétique, et est entouré par une bobine 6 reliée par un fil d'alimentation 9 à des moyens d'alimentation non représentés pour former un dispositif d' actionnement électromagnétique.
Dans le mode de réalisation illustré la bobine 6 est en outre entourée par des bagues en matériau magnétique 7 encadrant une bague 8 formant un aimant permanent, par exemple une bague en ferrite dont le champ d'aimantation permanent s'étend selon une direction axiale de la bobine 6. A ses extrémités la bobine 6 est en outre recouverte par des plaques en matériau magnétique 10 dont la périphérie est en contact avec les bagues 7. La bague en ferrite 8 est de préférence dimensionnée pour exercer sur l'élément d' actionnement magnétique 3 une force presque égale au poids de cet élément et des équipements qui lui sont associés, de sorte qu'il suffit d'un très faible courant dans la bobine pour provoquer un déplacement de l'élément d' actionnement magnétique 3.
L'élément de corps 1.2 contient un clapet 11 associé à une tige de guidage 12 comportant des ailettes de guidage 13 montées pour coulisser dans un alésage cylindrique 14 de l'élément de corps 1.2. A sa partie supérieure, l'alésage 14 comporte un chanfrein 15 formant un siège pour le clapet 11 (voir figure 2) . Le clapet 11 comporte un moyeu 16 sur lequel est monté un joint tori- que 17. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2 , le moyeu 16 a une longueur supérieure au diamètre du joint torique 17 de sorte que le joint torique 17 est monté sur le moyeu 16 avec un jeu axial permettant au joint 17 de coulisser sur le moyeu, ce qui permet d'effectuer un nettoyage efficace du clapet.
La liaison entre l'élément d' actionnement magnétique 3 et le clapet 11 est assurée par un organe d'accouplement 18. Dans le mode de réalisation illustré, l'organe d'accouplement comporte un étrier 19 en forme de C relié à l'organe d' actionnement magnétique 3 par une tige de liaison 20. Les branches de l'etrier 19 encadrent un pion 21 comprenant une tige 22 fixée au clapet 11 et une tête 23 engagée dans l'etrier 19. La tige 22 et la tête 23 sont montées dans l'etrier avec un jeu radial de sorte que le coulissement précis de l'organe d' actionnement magnétique 3 dans l'élément de corps 1.1 et le coulissement précis du clapet 11 dans l'élément de corps 1.2 ne sont pas affectés même si les éléments de corps 1.1 et 1.2 ne sont pas montés de façon rigoureusement coaxiale.
L'élément de corps 1.3 contient un obturateur secondaire 24 qui est fixé, par exemple par vissage, à l'extrémité inférieure de la tige de guidage 12 du cla- pet. Dans ce mode de réalisation l'obturateur secondaire 24 comporte une partie inférieure conique 25 allongée s' étendant en regard d'une restriction conique 26 de l'élément de corps 1.3.
Pour le montage du bec de remplissage, les trois éléments de corps 1.1, 1.2 et 1.3 étant dissociés, l'obturateur secondaire 24 est monté à l'extrémité inférieure de la tige de guidage 12 du clapet, celui-ci n'étant pas équipé du joint torique 17. Le moyeu 16 du clapet est ensuite engagé dans l'élément de corps 1.2 jusqu'à ce que le moyeu 16 s'étende en saillie et le joint 17 est mis en place. L'élément de corps 1.3 est fixé à l'élément de corps 1.2. L'organe d' actionnement magnétique 3 est engagé dans l'élément de corps 1.1 puis l'ensemble comprenant le clapet 11 est présenté tout d'abord de façon décalée en regard de l'élément de corps 1.1 pour amener la tête 23 au niveau de l'ouverture de l'etrier 19 puis l'élément de corps 1.2 est amené coaxialement à l'élément de corps 1.1 pour engager la tête 23 entre les branches de l'etrier 19. Les éléments de corps 1.1 et 1.2 sont alors assemblés au moyen de l'organe d'attache rapide 2.
Dans la position fermée du bec de remplissage comme illustré par la figure 1, le joint torique 17 est en appui sur le siège 15 et l'obturateur secondaire 25 s'étend à proximité de la restriction 26 dans l'élément de corps 1.3. On notera à ce propos que les dimensions et le positionnement relatif de la partie conique et de la restriction 26 sont prévues pour que dans la position fermée du clapet comme illustré, la partie conique 25 de l'obturateur secondaire soit espacée de la restriction 26 avec un jeu juste suffisant pour retenir par capillarité le produit contenu dans les éléments de corps 1.2 et 1.3. Par ailleurs l'élément d' actionnement magnétique 3 est décalé vers le bas par rapport à la bobine 6, l'etrier 19 prenant appui sur la tête 23 du pion 21. Pour l'ouverture du clapet la bobine est alimentée et l'élément d' actionnement magnétique 3 est entraîné vers le haut comme illustré par la figure 2. Dans cette position, le clapet 11 est ouvert et l'obturateur secondaire 24 est dans une position permettant un écoulement du produit.
Dans le mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2, la partie allongée 25 de l'obturateur secondaire 24 réalise avec la restriction 26 de l'élément de corps 1.3 un passage qui assure un maintien de l'écoulement du produit selon un régime laminaire. Un tel obturateur secondaire est utile pour le conditionnement de produit ayant tendance à mousser lors d'un écoulement turbulent tel que le lait.
La figure 3 illustre une variante de réalisation dans laquelle l'obturateur secondaire a été supprimé et l'élément de corps 1.3 contient seulement des grilles anti-mousse 27. Ce mode de réalisation peut être utilisé en particulier pour le conditionnement de l'eau. Dans ce cas il n'est pas nécessaire que le joint 17 du clapet 11 soit monté mobile axialement, et on prévoit alors avantageusement un moyeu 16 comportant une gorge dans laquelle le joint torique 17 est encastré. La figure 4 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle l'obturateur secondaire 28 a une faible hauteur, ce qui permet de diminuer l'encombrement de l'ensemble obtenu lorsqu'il n'est pas nécessaire d'assurer un écoulement laminaire du produit à la sortie du bec.
La figure 5 illustre une variante de réalisation du clapet dans laquelle le moyeu 16 est pourvu d'une jupe 29 dans laquelle sont réalisées des échancrures 30, ce qui permet d'obtenir une évolution plus progressive du débit lors de l'ouverture ou de la fermeture du clapet.
La figure 6 illustre un organe d' actionnement magnétique comprenant un noyau tubulaire 31. Ce type d'organe d' actionnement est préférable pour des produits épais tels que de l'huile ou des produits contenant de la pulpe.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que le dispositif selon l'invention ait été illustré avec un organe d'accouplement comprenant un étrier en C associé à un pion, ce qui permet non seulement un montage rapide mais également un nettoyage efficace sans qu'il soit nécessaire de procéder à un démontage, on peut utiliser d'autres organes d'accouplement présentant un jeu radial, par exemple un organe d'accouplement à baïonnette.

Claims

REVENDICATIONS
1. Bec de remplissage comportant un corps tubulaire (1) dans lequel sont montés un clapet (11) s' étendant en regard d'un siège de clapet (15) et un élément d' actionnement magnétique (3) associé à une bobine (6) extérieure au corps et relié au clapet par un organe d'accouplement axial (18), caractérisé en ce que l'organe d'accouplement (18) comprend deux éléments (19, 21) ac- couplés selon une liaison comprenant un jeu radial.
2. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (11) et l'élément d' actionnement magnétique (3) sont montés dans des éléments de corps séparés (1.1, 1.2) reliés par un organe d'attache rapide (2), et les éléments de l'organe d'accouplement sont dissociables.
3. Bec de remplissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des éléments de l'organe d'accouplement est un étrier (19) en C et l'autre élément est un pion (21) comportant une tête (23) engagée entre les branches de l'etrier (19) .
4. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'.il comporte un obturateur secondaire (24 ; 28) disposé en aval du clapet et rigidement relié à celui-ci, et en ce que le corps comporte une restriction (26) en regard de l'obturateur secondaire, l'obturateur secondaire et la restriction (26) ayant des dimensions et un positionnement relatif appropriés pour que lors de la fermeture du clapet l'obturateur secondaire (24) présente avec la restriction (26) un jeu juste suffisant pour retenir par capillarité un liquide contenu dans le corps entre le clapet et l'obturateur secondaire.
5. Bec de remplissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'obturateur secondaire (24 ; 28) est monté dans un élément de corps (1.3) séparé de l'élément de corps (1.2) comportant le clapet, et est relié à celui-ci par un organe d'attache rapide (2).
6. Bec de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (11) comporte un moyeu (16) sur lequel est monté un joint torique (17) et en ce que le siège de clapet comprend un chanfrein (15) à l'extrémité supérieure d'un élément de corps (1.2) cylindrique .
7. Bec de remplissage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint torique (17) est monté sur le moyeu (16) avec un jeu axial.
8. Bec de remplissage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyeu (16) comprend une jupe (29) s' étendant au-dessous du joint torique (17) et ayant un bord inférieur comportant des échancrures (30) .
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