Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02440761 2003-09-12
WO 02/072467 PCT/FR02/00872
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BEC DE REMPLISSAGE A JET EN PARAPLUIE
L'invention concerne des 'perfectionnements
apportés aux becs de remplissage pour distribuer un
liquide dans un récipient, du type dans lequel le bec
comporte un passage de distribution du liquide de section
annulaire ou quasi annulaire qui conditionne, à l'orifice
de sortie, un jet liquide en parapluie, ledit passage
étant défini par deux parois en vis-à-vis sensiblement
parallèles et sensiblement tronconiques, l'une extérieure
appartenant à un corps de bec et -l'autre intérieure
appartenant à un noyau central de forme conique
s' élargissant en direction du susdit orifice et supporté,
par des moyens de support interposés entre ledit noyau et
le corps de bec, sensiblement coaxiâlement dans un conduit
sensiblement cylindrique défini dans le corps de bec et se
terminant par la susdite paroi tronconique extérieure.
I1 est connu de réaliser des becs de remplissage
agencés pour conditionner un jet de liquide de forme
conique, dit "en parapluie". Utilisés pour le remplissage
de bouteilles, ils permettent notamment que le liquide
soit projeté, très rapidement après la sortie du' bec,
contre la paroi interne de la bouteille. Le liquide est
alors introduit dans la bouteille en s'écoulant le long de
la paroi , et non pas sous forme d' un j et central , proj eté
directement vers le fond de la bouteille. On parvient
ainsi à remplir 1a bouteille avec une formation minimale
de mousse, ce qui permet d'augmenter le débit de
remplissage et donc de diminuer le temps nécessaire au
remplissage de la bouteille.
Toutefois, les becs de remplissâge à jet en
parapluie actuellement connus présentent des inconvénients
inhérents au mode de support du noyau central.
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Dans certains becs, le noyau central est fixé en
arrière de l'orifice de distribution. Si la fixation est
située trop loin en amont, 1a partie inférieure du noyau
central qui définit l'orifice de distribution manque de
stabilité, ce qui influe défavorablement sur la continuité
et l'homogénéité du rideau liquide. Si la fixation est
située peu en amont de l'orifice, le liquide ne peut plus
être amené axialement et doit être amené radialeme:nt dans
le conduit, ce qui perturbe l'homogénéité de l'écoulement
~ au niveau de l'orifice et, là encore, influe
défavorablement sur la continuité du rideau liquide.
Dans d'autres becs, par exemple le bec de remplissage
décrit dans le document DE-29812724-U, le noyau central est fixé
par des rais radiaux. Outre le fait que ces rais perturbent
l'écoulement liquide et réduisent sensiblement, de façon locale,
la section libre pour cet écoulement, les rais peuvent retenir
des parties solides susceptibles d'être présentes dans le liquide
(jus de fruit avec pulpe par exemple) et il en résulte à la
longue une obstruction qui nécessite un arrêt de la remplisseuse
aux fins de nettoyage.
I1 existe donc, de la part des utilisateurs, une
demande pressante pour un bec de remplissage à jet en
parapluie qui écarte les inconvénients des dispositifs.
antérieurs.
A ces fins, un bec de. remplissage à jet en
parapluie tel que mentionné au préambule se caractérise,
étant agencé conformément à l'invention, en ce que, lesdits
moyens de support comprennent un pied qui est interposé
entre ledit noyau conique et au moins la paroi du conduit
' cylindrique et qui s'étend au moins depuis la pointe du
noyau central conique en direction de l'orifice,
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en ce que le pied est en forme de dièdre qui repose sur la
paroi du conduit et qui comporte une arête coïncidant avec
l'axe du noyau central conique, et
en ce que la paroi transversale amont du pied, de forme
approximativement triangulaire, est inclinée, du bas vers
le haut, d'amont vers l'aval.
Avantageusement, ce pied peut s'étendre' jusqu'à
l'extrémité inférieure du noyau conique et l'oa:ifice de
distribution possède une conformation en haricot.
Toutefois, il est possible d'envisager, à titre de
variante, que le pied ne s'étende pas jusqu'à l'extrémité
inférieure du noyau conique et que l'orifice de
distribution possède une conformation annulaire complète ;
dans ce cas, la continuité du rideau liquide peut se
reconstituer au niveau de l'orifice malgré la présence du
pied situé sensiblement en amont et le liquide s'écoule
sous forme d'un rideau annulaire fermé.
Selon un exemple de réalisation
propre à faciliter l'écoulement du flux liquide, on
prévoit que le pied a son origine en amont de la pointe du
noyau conique et que l'arête du dièdre formé par le pied,
entre son origine et la pointe du noyau conique, est
inclinée et située sensiblement dans le prolongement de la
génératrice supérieure du noyau conique.
En pratique, convenant pour les applications les
plus courantes, la fabrication du bec se trouve simplifiée
si le noyau central est sensiblement comique de
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révolution, si le canal est sensiblement cylindrique de
révolution, et si l'orifice de distribution forme un
haricot s'étendant sensiblement en arc de cercle.
Dans un exemple de réalisation spécifique qui
semble pouvoir convenir pour une majorité de cas
d'utilisation, l'orifice de distribution s'étend sur
environ 270° et le pied supportant le noyau conique forme
un dièdre ayant un angle d'ouverture d'environ 90°.
De préférence également, le pied se raccorde
respectivement au noyau central conique et à la paroi du
conduit cylindrique par des congés arrondis de façon qu'il
ne subsiste pas de zone susceptible de freiner, ou de
retenir des particules en suspension dans le liquide.
Grâce aux dispositions conformes à l'invention, on
constitue un bec de remplissage qui présente les avantages
inhérents aux becs engendrant un jet de liquide en forme
de parapluie, mais qui présente également la caracté
ristique de réunir les avantages d'une amenée axiale du
liquide, de ne présenter aucun obstacle transversal dans
la veine liquide (le noyau conique est à proprement parler
"suspendu" en position centrale coaxiale) et finalement
d'être conformé sans angles vifs et sans angles morts, de
sorte qu'un tel bec non seulement engendre un rideau
liquide en parapluie fermé sur lui-même ou à tout le moins
ayant une étendue angulaire importante (par exemple sur
trois quarts de cercle), mais en outre se prête
particulièrement bien au traitement de liquide renfermant
des parties solides de relativement petites dimensions
tels que des liquides (jus de fruits notamment) renfermant
de la pulpe.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description détaillée de certains modes de réalisation
donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans
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cette description, on se réfère aux dessins annexés sur
lesquels .
- la figure 1 est une vue de côté en coupe
diamétrale, selon la ligne I-I de la figure 3, d'un mode
â de réalisation préféré d'un bec de remplissage agencé
selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de côté en coupe
diamétrale faite perpendiculairement à la coupe de la
figure 1, selon la ligne II-II de la figure 3, du bec de
la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de bout, en coupe selon
la ligne III-III de la figure 2, du bec des figures 1 et
2 ;
- la figure 4 est une vue en coupe transversale,
selon la ligne IV-IV de la figure 2, du bec des figures 1
à 3 ;
- la figure 5 est une vue de bout, opposée à celle
de la figure 3, en coupe selon la ligne.V-V de la figure
- 1a figure 6 est une vue, en coupe diamétrale
analogue à celle de la figure 2, d'une variante de
réalisation du bec de la figure 2 ;
- la figure 7 est une vue en coupe diamétrale
analogue à celle de la figure 2, d'encore une autre
variante de réalisation du bec des figures 1 à 5 ;
la figure 8 est une vue en bout de dessous du
bec de la figure 7 ; et
- la figure 9 est une vue schématique de côté
d'une partie de l'agencement intérieur du bec de la figure
7.
Dans 1a descrïption qui suit, le dispositif est
considéré dans sa position verticale de montage tel qu'il
est montré sur les figures 1, 2, 6 et 7 ; les termes
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"supérieur" et "inférieur" qui sont utilisés par la suite
se réfèrent à cette position verticale de montage, tandis
que les termes "amont" et "aval" sont employés en
référence au sens d'écoulement du liquide, c'est-à-dire du
haut vers le bas dans 1e dispositif.
Comme illustré aux figures 1 et 2, le bec de
remplissage, désigné dans son ensemble par la référence
numérique 1, comporte un corps 2 traversé axialement par
un conduit 3 de forme générale sensiblement cylindrique ;
plus précisément, dans l'exemple illustré qui doit
convenir pour une majorité d'applications, le conduit 3
est sensiblement cylindrique de révolution. Vers
l'extrémité inférieure (en bas sur les figures 1 et 2) du
bec, le conduit 3 s'évase et est défini alors par une
paroi tronconique 4 (dénommée plus loin paroi tronconique
extérieure 4).
A l'intérieur du conduit 3 est disposé un noyau
central 5 de forme conique qui, dans l'exemple représenté,
possède une forme conique de révolution. Le noyau 5 est
disposé coaxialement au conduit 3 et il possède un angle
de conicité sensiblement identique à celui de la paroi
tronconique 4 précitée tout en ayant une dimension
transversale inférieure à celle de la paroi 4. De la
sorte, la paroi tronconique extérieure 4 du corps et la
paroi conique intérieure du noyau conique 5 définissent un
passage 6 annulaire ou quasi annulaire (en forme de
haricot) qui, dans l'exemple considéré, est circulaire ou
en arc de cercle.
Le noyau central conique 5 a sa pointe 9 située en
amont, c'est-à-dire tournée vers le haut du corps, à
l'intérieur du conduit cylindrique 3 et il s'étend jusqu'à
l'extrémité inférieure du corps 2 ; la base du noyau
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conique est sensiblement coplanaire avec le bord annulaire
inférieur du corps 2.
Pour soutenir le noyau conique 5 en position
centrale, coaxialement au conduit 3, on prévoit un pied de
support 7 interposé entre 1e noyau conique 5 et le corps 2
(figure 2). Le pied 7 doit être conformé pour soutenir
fermement le noyau conique 5, de manière à éviter les
déformations et/ou vibrations de celui-ci et à maintenir
une conformation géométrique stable du passage 6, tout en
perturbant au minimum l'écoulement liquide.
Dans la configuration illustrée sur la figure 2,
le pied 7 s' étend depuis une zone située en amont de la
pointe 9 du cône 5 en direction du passage 6. Dans
l'exemple illustré, le pied 7 s'étend sur toute la
longueur du noyau conique 5, jusqu'à sa base, de sorte que
l'orifice 6 n'est pas en forme d'anneau fermé mais en
forme d'anneau ouvert ou en haricot comme visible à la
figure 3.
Le pied 7 peut être conformé en forme de dièdre
qui possède une base reposant sur la paroi du conduit 3 et
une arête 10 coïncidant avec l'axe du noyau conique 5 en
s'étendant dans le prolongement de la génératrice dudit
noyau comme visible à la figure 2. I1 en résulte que,
d'arrière vers l'avant, le pied en forme de dièdre se fond
progressivement dans le noyau conique, la forme du dièdre
n'apparaissant totalement qu'en amont de la pointe du
noyau conique (voir figure 5) et étant totalement
disparue, fondue dans la forme conique du noyau, à la
partie inférieure du dispositif (figure 3) ; entre les
deux extrémités, 1e dièdre n'est visible qu'en partie
(figure 4).
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A son extrémité supérieure, la face transversale 8
du dièdre est inclinée, de la base vers l'arête, d'amont
vers l'aval, comme visible à 1a figure 2.
En outre, comme visible à la figure 4, le pied 7
se raccorde, d'une part, avec le noyau conique 5 et,
d'autre part, avec le corps 2 par des congés arrondis, de
manière qu'il ne se présente pas de zone morte ou de zone
de rétention pour l'écoulement liquide.
Dans un bec conformé comme i1 vient d'être exposé,
l'orifice 9 par lequel s'ouvre le passage 7 s'étend en arc
de cercle comme illustré à la figure 3. Dans l'exemple de
réalisation illustré, l'étendue angulaire de l'orifice 9
est d'environ 270°, tandis que l'étendue angulaire du pied
7 est de l'ordre de 90°.
Le bec qui vient d'être décrit en regard des
figures 1 à 5 peut se révéler difficile à fabriquer sous
forme monobloc en raison d'usinages délicats à réaliser
(la pièce étant métallique, par exemple en acier) en
regard de ses formes intérieures complexes. On peut donc
avoir intérêt à la fabriquer sous forme de deux pièces .
une pièce 11 est constituée par un tronçon inférieur
(englobant une partie du corps 1, une partie du noyau
conique 5 et une partie du pied 7) correspondant,
axialement, au passage conique divergent 6 ; l'autre pièce
12 est constituée par la portion restant du corps 1,
c'est-à-dire celle située au-dessus du passage conique
divergent 6. Les deux pièces l1 et 12 sont ensuite réunies
bout à bout et solidarisées, par exemple par soudure. Ce
mode de réalisation est illustré à la figure 6.
Le bec de remplissage qui est décrit ci-dessus et
représenté aux figures 1 à 7 comporte un orifice 6 de jet
de liquide qui s'étend selon un contour en arc de cercle
(sur environ 270° dans les exemples illustrés). I1 en
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résulte, cet orifice ne s'étendant pas sur un tour complet
(360°), une réduction du débit du liquide, et donc une
vitesse moindre de remplissage des récipients.
Il est possible, en ayant recours à un aménagement
du pied 7, de réaliser un orifice 6 entièrement
circulaire, avec toutefois en contrepartie, une moindre
section de liaison entre le pied 7 et le noyau central
conique 5 et un porte-à-faux inférieur de ce dernier. Pour
ce faire, le pied 7 ne s'étend pas jusqu'à l'extrémité
inférieure du noyau conique 5, mais s'interrompt en amont
de cette extrémité inférieure, voïre de préférence
s'interrompt en amont du début du passage tronconique
divergent 6 comme illustré à la figure 9 qui montre,
seuls, en vue de dessus, le noyau conique 5 et, sous lui,
le pied 7. En donnant au pied 7 une extrémité inférieure
profilée, il est possible de faire en sorte que les veines
liquides s'écoulant de part et d'autre dudit pied 7 se
rejoignent en aval, avec formation d'un rideau de liquide
entièrement circulaire s'écoulant par l'orifice 6, lui
aussi, entièrement circulaire (voir figures 7 et 8).
