[0001] La présente invention est relative à un dispositif pour délivrer, à cadence élevée,
des doses d'un liquide.
[0002] 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 façon à provoquer un refroidissement momentanée, ainsi qu'un inertage,
avant la fermeture du récipient.
[0003] On peut utiliser, pour le but indiqué plus haut, un dispositif comprenant une électrovanne
avant une entrée et une sortie, et pourvue de moyen de réglage permettant d'ajuster
avec précision le débit traversant l'électrovanne quand elle est ouverte, un conduit
d'alimentation reliant une source de liquide à l'entrée de l'électrovanne, et un conduit
de distribution relié à la sortie de l'électrovanne et débouchant à l'extérieur à
l'endroit où le liquide doit être délivré, le dispositif comprenant en outre un dispositif
de commande qui délivre des signaux commandant l'ouverture et la fermeture de l'électrovanne
suivant un programme préétabli.
[0004] Le dispositif de commande permet d'obtenir des temps d'ouverture rigoureusement reproductibles,
cependant que le moyen de réglage permet, en ajustant le débit, d'introduire dans
chaque récipient une quantité de liquide pratiquement identique à celle qui est désirée.
[0005] Il est ainsi possible d'obtenir un dosage rigoureux et constant, tout en maintenant
des cadences extrêmement élevées, sans que l'introduction des faibles quantités de
liquide à travers le dispositif qu'on vient de mentionner ralentisse les vitesses
de passage.
[0006] Cependant, un problème se pose lorsque l'on passe d'une série de récipients dans
lesquels on doit introduire une quantité déterminée de liquide, à une autre série
de récipients dans lesquels on doit introduire une quantité 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.
[0007] 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 quantité de liquide
distribuée à chaque fois.
[0008] Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif du type indiqué ci-dessus,
et que présente la particularité qu'il comprend une paire d'une première et d'une
seconde électrovanne 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 deux électrovannes pour mettre en action à volonté l'une ou l'autre
des électrovannes.
[0009] Le mode opératoire se comprend aisément : pendant qu'une série de doses identiques
est en train d'être délivre, en utilisant, par exemple, la première électrovanne,
l'opérateur peut, sans être pressé par le temps, régler le moyen de réglage 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] Sur la Figure 1, on reconnaît un réservoir cryogénique 1 comprenant, de façon 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.
[0013] 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 façon fréquente,
n'est pas accessible de l'extérieur dans l'exemple représenté, mais il est possible
qu'elle le soit aussi.
[0014] Les électrovannes sont reliées à une unité électronique de commande 11, par l'intermédiaire
d'un commutateur 12 placé 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
1. Dispositif pour délivrer, à cadence élevée, des doses d'un liquide, comprenant une
électrovanne (7A, 7B) ayant une entrée et une sortie, et pourvue d'un moyen de réglage
(9A, 9B) permettant d'ajuster avec précision le débit traversant l'électrovanne quand
elle est ouverte, un conduit d'alimentation (5) reliant l'entrée de l'électrovanne
à une source de liquide, un conduit de distribution (6) relié à la sortie de l'électrovanne
et débouchant à l'extérieur à l'endroit où le liquide doit être délivré, et un dispositif
de commande (11) commandant l'ouverture et la fermeture de l'électrovanne, caractérisé
en ce qu'il comprend une première et une seconde électrovannes (7A, 7B) montées en
parallèle entre le conduit d'alimentation (5) et le conduit de distribution (6), et
un dispositif de commutation (12) 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, caractérisé en ce que les moyens de réglage (9A,
9B) de chaque électrovanne (7A, 7B) sont commandés à distance en fonction d'un programme
préétabli.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend
une troisième électrovanne (7C), disposée entre un conduit d'alimentation en gaz (8)
reliée à une source de gaz sous pression et le conduit de distribution (6), cette
troisième électrovanne étant commandée par le dispositif de commande (11) commandant
l'ouverture et la fermeture de ladite troisième électrovanne suivant un programme
tel que du gaz sous pression est envoyé dans le conduit de distribution (6) 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. Application du dispositif selon l'une des revendications précédentes à la fourniture
de doses d'un liquide cryogénique à des récipients de produits alimentaires.
5. Application selon la revendication 4 d'un dispositif selon la revendication 3, caractérisé
en ce que le liquide et le gaz sont les deux phases d'un même produit.