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 façon 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 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; voir par example US-A-2902387.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique, illustré avec les dessins, parmi lesquels :
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.
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.
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.
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.