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DISPOSITIF DE DISTRIBUTION, NOTAMMENT
POUR DOSEUR DE MACHINE DE REMPLISSAGE,
ET DOSEUR EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF
La présente invention concerne un dispositif de
distribution intégrable dans un doseur volumétrique.
Elle concerne également un tel doseur.
Ce dispositif de 'distribution est destiné à
établir, en alternance, une voie de communication entre
une cuve de stockage et le cylindre du doseur créateur
de volume, et une voie de communication entre le
cylindre et l'orifice de sortie du doseur. Il est prévu
pour être monté en bout du cylindre, à l'intérieur
duquel circule un piston.
Dans leur forme actuelle, les dispositifs de
distribution comportent un corps dans lequel est montée
rotative une clé de distribution qui présente une
ouverture axiale et des conduits radiaux internes, par
lesquels elle coopère avec les ouvertures du corps pour
établir les voies de communication précitées.
Dans cette architecture traditionnelle, l'orifice
de sortie du doseur, en bout d'une buse de remplissage,
se trouve fatalement déporté â distance de l'ouverture
de communication du corps où s'opëre la fermeture
étanche entre phases de remplissage consécutives par le
doseur.
Lorsque l'on traite des liquides purs, cette
configuration n'induit pas de problème du fait qu'il
suffit d'équiper l'orifice de sortie d'un embout à
grille adéquat pour empécher tout écoulement
intempestif entre les phases de remplissage.
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I1 n'en est pas de méme avec des liquides chargés
en particules ou morceaux puisqu'alors, l'emploi d'une
grille devient impossible et qu'il n'existe pas de
solution alternative simple. En pratique, on ne peut
éviter dans ce cas des chutes de produit non
contr8lées, qui nuisent à la précision du dosage et
qui, d'autre part, sont sources de salissures pour les
boites ou bocaux de conditionnement, ainsi que pour la
machine.
L'invention résulte d'une recherche axée sur ce
problème, et elle consiste en une nouvelle architecture
de dispositif de distribution permettant d'y apporter
une solution simple et efficace, et permettant en outre
l'implantation d'un système de nettoyage également
simple et efficace au vu de l'existant.
Ce dispositif de distribution selon l'invention
comprend un corps dans lequel est montée rotative une
clé de distribution à axe vertical. I1 est caractérisé
en ce que ledit corps comporte un siège tronconique
ouvert à sa base et à son sommet, et présentant une
ouverture latérale. Le siège est destiné â recevoir la
clë de distribution dont la partie tronconique est
ouverte à sa base et présente une ouverture radiale, et
est également ouverte en son sommet dans une queue de
prolongement axiale sortant du corps vers le bas et
ouverte en son extrémité distale.
Dans une implantation d'un tel dispositif de
distribution dans un doseur, la queue de prolongement
axiale de la clé de distribution sera agencée de
maniére à constituer l'ouverture vers l'orifice de
sortie du doseur qui pourra donc se trouver en
extrémité d'un embout ou buse disposê en ligne avec
ladite queue de prolongement, c'est-à-dire centré sur
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l'axe de rotation de la clé de distribution, pour
permettre de monter, au lieu même de l'orifice de
sortie, un obturateur dont les mouvements fonctionnels
seront liés à ceux de la clé de distribution.
D'autre part, un simple déplacement en translation
de la clé de distribution dans le corps permettra
d'écarter suffisamment l'ensemble des surfaces internes
fonctionnellement en contact des divers éléments du
dispositif de distribution, notamment la clé de
distribution et le boisseau, pour organiser des flux de
lavage efficaces.
Les caractéristiques et avantages de l'invention
mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaitront
plus clairement dans la description suivante et les
dessins joints, dans lesquels .
la Fig. 1 est une vue schématique, en coupe
axiale, d'un dispositif de distribution selon
l'invention monté à la base d'un doseur, et en position
pour permettre le chargement du doseur ;
la Fig. 2 est une vue semblable à la Fig. l,
représentant le dispositif de distribution en position
pour permettre une opération de remplissage par le
doseur ; et
la Fig. 3 est une vue semblable aux deux
précédentes, représentant le dispositif de distribution
en position de nettoyage.
Dans les dessins, l'invention est donc illustrée
dans le cadre de l'application â des doseurs de machine
de remplissage, pour laquelle elle a été plus
particulièrement conçue.
Un tel doseur comprend essentiellement un cylindre
C, partiellement représenté, un piston P d'aspiration
et de refoulement dans le cylindre C, et, montê à la
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base de celui-ci, un dispositif de distribution D selon
l'invention, qui communique avec le cylindre C et,
sélectivement avec une cuve de stockage de la machine
de remplissage, non montrée, et avec l'orifice de
sortie du doseur.
Le dispositif de distribution D comporte un corps
ou boisseau 1 de forme sensiblement annulaire formant
intérieurement une cuvette cylindrique 10 dont le fond
présente une ouverture circulaire 11 centrée sur l'axe
X-X du doseur. D'un côté, le corps 1 comporte des
moyens de fixation pour être raccordé en communication
étanche avec la cuve de stockage précitée, par un canal
de communication 12 dans sa paroi latérale.
Intérieurement, dans ladite cuvette, le corps 1
reçoit intimement un élément 2 formant siège, dont un
col cylindrique 21 traverse l'ouverture de fond lI du
corps 1. Le siège 2 a intérieurement la forme d'un
tronc de cône ouvert supérieurement par sa base dans le
cylindre C, et inférieurement par son sommet dans le
col 21 qui présente près de son orifice de sortie une
chambre annulaire 23. Le siège 2 comporte d'autre part
une ouverture latérale 22 dans sa paroi tronconique,
qui prolonge vers l'intérieur l'ouverture latérale 12
du corps 1.
Le siëge 2 coopère avec une clé de distribution 3
ayant la forme générale d'un cornet, dont la partie
tronconique 30 s'applique intimement de façon étanche
contre la surface interne 20 tronconique du siège 2, et
dont une queue de prolongement 31 sort extérieurement
par le col 21 en traversant un joint d'étanchéité 24
monté en sortie de ce dernier.
La clé de distribution 3 est ouverte
supérieurement par la base de sa partie tronconique 30
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dans le cylindre C, extérieurement vers le bas par
l'extrémité de sa queue 31, et elle comporte
latéralement une ouverture 32 qui, pour une position de
rotation déterminée autour de X-X, vient dans le
5 prolongement des ouvertures 12 et 22, respectivement
dans le siège 2 et le corps 1.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le
dispositif de distribution D comporte en outre un
embout 4 par lequel s'effectue le transfert des
produits entre le doseur et les conditionnements à
remplir, et que nous dênommerons donc dans la suite
indifféremment embout de sortie ou embout de
remplissage. L'embout 4 comprend une pièce cylindrique
interne ou embout interne 40, raccordé de façon étanche
à la queue 31 de la clé de distribution 3, et dont
l'autre extrémité est engagée avec aptitude de rotation
autour de X-X dans une pièce cylindrique externe ou
embout externe 45. L'embout interne 40 est donc centré
sur l' axe X-X, et il a un orifice de sortie 41 décalé
et rétréci par rapport à son orifice d'entrée qui lui
est axial, de manière à être totalement extérieur à
l'axe X-X, tandis que l'embout externe 45, qui est
bloqué en rotation autour de X-X, comporte une paroi de
fond 46 avec une ouverture 47 également décalée, de
même que l'orifice 41, c'est-à-dire de manière à être
aussi totalement extérieur à X-X. La surface
d'extrémité de l'embout interne 40 entourant l'orifice
41 et la surface interne de la paroi d'extrémité 46 de
l'embout externe 45 entourant l'ouverture 47 étant
d'autre part appliquées en contact étanche l'une sur
l'autre lors du fonctionnement, on comprend que
l'embout n'est ouvert que lorsque l'orifice 41 et
l'ouverture 47 sont en correspondance et que, d'autre
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part, l'embout 4 est commandé en ouverture et fermeture
par entrafnement en rotation autour de X-X de
l'ensemble constitué de la clé 3 et de l'embout interne
40 qui sont solidaires l'un de l'autre. De préférence,
le pourtour de l'orifice 41 dans l'embout 40 est une
arête vive (à 90°), tandis que le pourtour de
l'ouverture 47 dans l'embout 45 est découpé en
chanfrein évasé vers l'extérieur, pour obtenir un
parfait sectionnement lors de la fermeture.
L' embout interne 4 0 est fixé en bout de la queue
31 de la clé de distribution 3 au moyen d'une pièce 5
qui, selon l'invention, a pour autre fonction de
commander les mouvements fonctionnels de rotation de
l'ensemble autour de X-X, en coopérant classiquement
par un agencement de cames formé â sa périphérie avec
des doigts judicieusement placés sur le trajet des
doseurs dans la machine de remplissage.
La pièce 5 est donc un collier de serrage,
autrement dit un anneau ouvert doté de moyens de
serrage. Dans la forme représentée, il comporte
intérieurement une gorge annulaire à profil en V,
destinée à recevoir en vis-à-vis les rebords
d'extrémité de profils complémentaires de la queue 31
et de l'embout 40, de telle façon que le serrage de la
piëce 5 a pour double effet de produire une force
d'application axiale entre les deux extrémités en
contact de la clé 3 et de l'embout 40, assurant
l'étanchéité entre elles au moyen du joint 42 monté
dans l'extrémité de l'embout, et de solidariser
l'ensemble qu'elle forme avec la clé 3 et l'embout 40,
y compris en rotation autour de X-X.
L'embout externe 45 doit également étre bloqué en
rotation d'une part, et d'autre part, sa paroi de fond
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doit âtre appliquée avec une certaine force contre la
surface d'extrémité correspondante de l'embout interne
40 pour que leur fonction d'obturateur soit efficace. A
cet effet, l'embout externe 45 est porté dans un anneau
6 fixé en porte-à-faux sous le corps 1, et pourvu à
cette f in d'un bras extérieur radial 61, lequel est
fixé en bout de colonnettes 62 montées sous le corps 1,
au moyen de vis 63. L'embout 45 est engagé dans le
collier 6 et est en appui sur le bord supérieur de ce
dernier par une collerette supérieure 48, par
l'intermédiaire d'une rondelle en élastomère 65. C'est
la rondelle 65 qui assure la force d'application entre
les extrémités en contact des embouts 40 et 45,
laquelle force est par conséquent réglable au moyen des
vis 63 assurant la liaison du collier 6 avec les
colonnettes 62.
Par ailleurs, l'embout 45 présente intérieurement
deux alésages d'extrémité calibrés au diamêtre
extérieur de l'embout interne 41 pour le recevoir
intimement, avec entre les deux un chambrage 49 dont il
sera question dans la suite. Dans l'alésage supérieur,
sont insérés une bague de glissement 50, puis au-
dessous, un joint d'étanchéité 51.
En fonctionnement, dans la position de la Fig. 1,
l' ensemble de la clé 3 et de l' embout 4 0 est dans une
position de rotation autour de X-X pour laquelle
l'obturateur 4 est fermé, et l'ouverture latérale 32 de
la clé 3 est ouverte sur la cuve de stockage, c'est-à
dire en correspondance avec les ouvertures 22 et 12
dans le siège 2 et le corps 1. Dans le même temps, le
piston P dans le cylindre C est en position basse. Par
remontée du piston, le cylindre C du doseur va se
charger en produit.
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Suite à cette phase de chargement, l'ensemble de
la clé 3 et de l'embout 40 va être entrainé en rotation
par la pièce 5 pour prendre la position représentée à
la Fig. 2 . l'obturateur 4 est ouvert, tandis que la
clé 3 interrompt la communication avec la cuve de
stockage en obturant de façon étanche l'ouverture 22
dans le siège 2. Sous l'effet de la descente du piston
P dans le cylindre C, le, produit chargé dans le doseur
est évacué à travers l'embout de remplissage 4 ouvert.
Le remplissage se termine lorsque le piston P
atteint à nouveau sa position basse représentée sur le
dessin, Fig. 2. A noter que l'extrémité du piston P est
tronconique, conformée de manière à ce qu'il pénètre
dans la clé 3 jusqu'au niveau supérieur de l'ouverture
latérale 32 de celle-ci, et que par ailleurs, les
ouvertures 32, 22 et 12 sont découpées de manière à ce
que le haut de leur paroi soit continûment montant vers
la cuve de stockage, cet agencement constituant un
moyen simple de purge automatique de l'air dans le
doseur.
Un autre avantage important de l'invention est de
permettre, en tant que développement de celle-ci,
d'associer au dispositif de distribution un système de
nettoyage automatique, c'est-à-dire un système pouvant
assurer un nettoyage interne et efficace de tous ses
composants sans démontage.
Ce système, tel que représenté sur les dessins,
comprend un moyen pour déplacer en translation selon
X-X l'ensemble de la clé de distribution 3 et de
l'embout interne 40, en vue d'écarter pour nettoyage
les surfaces normalement en contact fonctionnel dans le
corps 1 et l'embout 4 ; moyen auquel sont associés
avantageusement des éléments de circuit pour optimiser
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un flux de nettoyage dans le corps 1 et l'embout 4,
ainsi que dans le cylindre C, c'est-à-dire dans
l'ensemble du doseur.
Plus précisément, dans la forme de réalisation
illustrée, le moyen de déplacement en translation de
l'ensemble formé par la clé 3 et l'embout interne 40
comprend au moins un vérin pneumatique 72 disposé sur
le c8té de la queue 31, entre le dessous du corps 1 et
un support 70 fixé sous l'extrémité inférieure du siège
2. Dans son ouverture de passage de la queue 31, le
support 70 comporte avantageusement une bague de
guidage et de glissement 71, au-dessous du joint
d'étanchéité 24.
Le vérin 72, par l'intermédiaire de sa tige,
déplace en translation selon X-X un collier 75 dans
lequel est assujettie par l'intermêdiaire d'un
roulement 76 la queue 31 de la clé de distribution 3,
de manière à n'y avoir comme unique liberté que
l'aptitude à tourner autour de X-X. On notera que le
vérin 72 est avantageusement agencé d'une manière telle
qu'en position fonctionnelle de la clé 3 dans le siëge
2, il ne soit pas en bout de course, afin qu'il soit
possible de lui affecter pour fonction supplémentaire
de produire la force d'application nécessaire entre la
clé 3 et le siège 2.
Les éléments de circuit constituent une voie de
communication formée d'une conduite 80 entre la gorge
annulaire 23 dans le col 21 du siège 2 et le chambrage
49 dans l'embout externe 45. A noter que dans la forme
de réalisation représentée, la conduite 80 comprend un
tronçon de tube semi-rigide passant à l'intérieur du
bras 61 du collier 6, lequel bras 61 est â cet effet en
deux parties symétriques par rapport à son axe
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longitudinal, cet agencement étant un moyen très simple
et efficace de bloquer en rotation l'embout externe 45
dans son anneau de support 6.
La Fig. 3 montre le doseur avec l'ensemble de la
5 clé 3 et de l'embout interne 40 en position de
nettoyage . la clé 3 (dans la position de rotation
autour de X-X de la Fig . 2 ) est écartée du siège 2 de
manière à former avec lui un interstice ouvert
supérieurement dans le cylindre C et inférieurement
10 dans la gorge 23 ; dans l'embout 4, l'extrémité
inférieure de l'embout interne 41 est remontée dans le
chambrage 49. Un flux de liquide de nettoyage arrivant
de la cuve de stockage par les ouvertures 12 et 22 dans
l'interstice entre le siëge 2 et la clé 3, se divise en
deux . vers le cylindre C et vers la gorge annulaire
23. Du cylindre C, il descend dans la clé 3, dans
l'embout interne 40, et dans le chambrage 49 0~l il
rejoint l'autre partie du flux provenant de la gorge
annulaire 23. Les flèches montrent que toutes les
surfaces internes du doseur sont efficacement balayées
par le liquide de nettoyage. A noter qu'il est possible
de raccorder une canalisation en sortie de l'embout 4,
par exemple afin d'organiser un circuit fermé pour le
liquide de nettoyage. A noter en outre qu'il est
également possible d'alterner alors le sens du flux de
nettoyage.
Outre les avantages précités et ceux ressortant
implicitement de la description ci-dessus, il convient
de noter que l'invention apporte la possibilité de
proposer une gamme complète de versions d'un même
doseur ne variant que par leur embout de remplissage 4
qu'il sera de plus très facile d'interchanger en
fonction de l'application . conditionnement de liquides
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purs, conditionnement de produits avec morceaux,
remplissage par le fond, etc.
