HIGH RATE LIQUID DOSE DELIVERY DEVICE

DISPOSITIF POUR DELIVRER, A CADENCE ELEVEE, DES DOSES D'UN LIQUIDE

Abrégé français

Le dispositif comprend deux électrovannes
groupées dans un même bloc et disposées en parallèle
entre un conduit d'alimentation et une conduite de
distribution. Chaque électrovanne est pourvue d'une
vis micrométrique de réglage qui peut être actionnée
de l'extérieur du bloc. Pendant qu'une des
électrovannes est en action pour délivrer des
quantités successives identiques de liquide, on
règle l'autre électrovanne en fonction d'une
nouvelle valeur de consigne et, lors du changement
de consigne, il suffit de commuter les
électrovannes. Le même bloc peut contenir une
troisième électrovanne pour le soufflage de gaz sous
pression chassant les gouttes restées dans la
conduite de distribution.

Revendications

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est
revendiqué sont définies comme suit:
1. Dispositif pour délivrer, à cadence
élevée, des doses d'un liquide, comprenant une
electrovanne ayant une entrée et une sortie, et
pourvue d'un moyen de réglage permettant d'ajuster
avec précision le débit traversant l'électrovanne
quand elle est ouverte, un conduit d'alimentation
reliant l'entrée de l'électrovanne à une source de
liquide, un conduit de distribution relié à la
sortie de l'électrovanne et débouchant à l'extérieur
a l'endroit où le liquide doit être délivré, et un
dispositif de commande commandant l'ouverture et la
fermeture de l'électrovanne, caractérisé en ce qu'il
comprend une première et une seconde électrovannes
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 première et seconde électrovannes
pour mettre en action sélectivement l'une ou l'autre
des électrovannes.
2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisée en ce que les moyens de réglage de
chaque électrovanne sont commandés à distance en
fonction d'un programme préétabli.
3. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il comprend une troisième
électrovanne disposée entre un conduit
d'alimentation en gaz reliée à une source de gaz
sous pression et le conduit de distribution, cette
troisième électrovanne étant commandée par le
dispositif de commande commandant l'ouverture et la

fermeture de ladite troisième électrovanne suivant
un programme tel que du gaz sous pression est envoyé
dans ledit conduit de distribution 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. Utilisation du dispositif selon la
revendication 1, à la fourniture de doses d'un
liquide cryogénique à des récipients de produits
alimentaires.
5. Utilisation d'un dispositif selon la
revendication 3, à la fourniture de doses d'un
liquide cryogénique à des récipients de produits
alimentaires, caractérisée en ce que le liquide et
le gaz sont les deux phases d'un même produit.

Description

- 2136783
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
boîtes 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 facon
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 entree et
une sortie, et pourvue de moyen de reglage permettant
d'ajuster avec precision le debit traversant l'electrovanne
quand elle est ouverte, un conduit d'alimentation reliant une
source de liquide à l'entree de l'electrovanne, et un conduit
de distribution relie à la sortie de l'electrovanne et
debouchant à l'exterieur à l'endroit où le liquide doit être
delivre, le dispositif comprenant en outre un dispositif de
commande qui delivre des signaux commandant l'ouverture et la
fermeture de l'electrovanne suivant un programme preetabli.
Le dispositif de commande permet d'obtenir des temps
d'ouverture rigoureusement reproductibles, cependant que le
moyen de reglage permet, en ajustant le debit, d'introduire
dans chaque recipient une quantite de liquide pratiquement
identique à celle qui est desiree.
Il est ainsi possible d'obtenir un dosage rigoureux et
constant, tout en maintenant des cadences extrêmement
elevees, sans que l'introduction des faibles quantites 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
serie de recipients dans lesquels on doit introduire une
quantite determinee de liquide, à une autre serie de
recipients dans lesquels on doit introduire une quantite

2136783
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 chaîne pour procéder à un ajustement
du moyen de réglage de l'électrovanne. Cela entraîne, 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 quantite de
liquide distribuée à chaque fois.
Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un
dispositif du type indiqué ci-dessus, et que presente la
particularite qu'il comprend une paire d'une première et
d'une seconde electrovanne montees en parallèle entre le
conduit d'alimentation et le conduit de distribution, et un
dispositif de commutation intercale entre le dispositif de
commande et les deux electrovannes pour mettre en action à
volonte l'une ou l'autre des electrovannes.
Le mode operatoire se comprend aisement : pendant qu'une
serie de doses identiques est en train d'être delivre, en
utilisant, par exemple, la première electrovanne, l'operateur
peut, sans être presse par le temps, regler le moyen de
reglage 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.

2136783
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 reconnaît un réservoir cryogénique 1
comprenant, de facon 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 facon 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

2136783
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 entraînés 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.

Dessin représentatif