DISPOSITIF DE REMPLISSAGE DE BOISSONS D'UN CONTENANT PAR SON FOND

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de remplissage de boissons d'un contenant par son fond.

[0002] Le procédé se base sur l'association d'un dispositif d'alimentation, dont la buse d'injection a une configuration et une forme géométrique particulière, et d'un design spécifique du contenant, l'ensemble apportant des améliorations significatives par rapport aux systèmes de remplissage de récipients par le fond.

[0003] Le dispositif ainsi conçu, de part une approche géométrique et hydrodynamique, permet simultanément de limiter la formation d'un chapeau de mousse prohibitif en surface du liquide gazeux dans le contenant, d'éviter une élévation de la température de la boisson lors du remplissage, de garantir une meilleure conservation de la boisson, d'obtenir un processus de remplissage répétable et d'optimiser la manipulation du contenant tout en assurant la sécurité de l'opérateur.

ETAT DE LA TECHNIQUE

[0004] Il existe en effet des dispositifs basés sur le principe de remplir un contenant, comme un verre ou gobelet, en injectant la boisson par le fond même de celui-ci, mais ils ne résolvent finalement pas de façon simultanée et intégrale l'ensemble des difficultés que l'on rencontre lorsque l'on souhaite remplir un contenant de boisson par son fond, de manière répétable, sans verser des gouttes, sans produire un chapeau de mousse prohibitif en surface des boissons gazeuses tout en garantissant la meilleure sécurité pour l'opérateur. De tels appareils sont montrés, par exemple, dans les documents WO 2011/106259, WO 2007/141719, WO 03/045832, US 2014/182744, WO 2013/102130, FR 2 975 671 et KR 2013 0125634.

EXPOSE DE L'INVENTION

[0005] La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle apporte une solution pour minimiser significativement la formation du chapeau de mousse en surface des boissons gazeuses lors du remplissage du récipient, ou gobelet ou tout autre type de contenant par le fond. Elle concerne l'association d'une buse d'injection du liquide du dispositif de remplissage, qui est introduite au travers d'un organe auto-obturant, ou valve anti-retour, intégré en paroi du fond du gobelet, caractérisé d'une part par sa géométrie spécifique et d'autre part par celle du contenant lui-même dont la valve anti-retour est positionnée idéalement afin de répondre aux principes fondamentaux d'hydrodynamique favorisant les écoulements laminaires.

[0006] En effet il est bien connu que la production d'un écoulement turbulent génère automatiquement une émulsion importante de bulles de gaz et donc génère une grande quantité de mousse par exemple dans le cas de la bière.

[0007] Inversement, la production d'un jet laminaire, dont les lignes de courant suivent le plus tangentiellement possible la paroi du récipient, conduit à une amélioration très sensible du résultat. Un écoulement laminaire a aussi pour avantage d'être répétable et prévisible, ce qui aura pour conséquence d'obtenir des remplissages de contenants dans des conditions invariables et reproductibles.

[0008] En résumé, l'invention décrite porte sur :
Un ensemble de remplissage d'un contenant à boisson, au travers de son fond, comportant un dispositif de remplissage et un contenant à boisson présentant un fond circulaire et un axe central vertical, le dispositif de remplissage comportant une électrovanne et un capteur de présence, dont la buse de remplissage est destinée à s'introduire au travers d'un organe auto-obturant, la buse de remplissage comportant un conduit interne et une bouche d'injection inclinée en s'incurvant progressivement vers le bas d'un angle Alpha négatif compris entre -5° à -30° degrés pour diriger le jet de la boisson vers le bas en tangence avec l'intérieur du fond du contenant.

[0009] Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, d'une forme extérieure de préférence cylindrique avec une tête hémisphérique ou ogivale de pénétration au travers de l'organe auto-obturant disposé dans le fond du contenant, comprend un conduit interne de section variable.

[0010] Le dispositif de remplissage dans lequel une buse de remplissage, dont l'axe vertical est excentré du centre du fond du contenant et dont l'orientation de la sortie de la bouche d'injection suit un angle Téta, supérieur à 60° par rapport à un plan comprenant l'axe vertical du contenant et l'axe vertical de la buse de remplissage, dirige le jet de la boisson sortant de la buse de remplissage suivant une trajectoire en tangence avec l'intérieur de la paroi latérale.

[0011] Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement stoppant la course d'introduction du contenant et créant ainsi une surface d'appui positionnant la bouche d'injection à une distance fixe par rapport au fond du contenant pendant le remplissage.

[0012] Le dispositif de remplissage dont le capteur, de par sa forme extérieure, guide avec précision la paroi extérieure du contenant lors de l'introduction de la buse et est apte à détecter la présence du contenant.

[0013] Le dispositif de remplissage dont un bac de rétention est destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne libère la boisson en l'absence du contenant.

[0014] Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé au fond du contenant par une bague d'étanchéité, qui peut être positionnée soit à l'intérieur soit à l'extérieur du contenant, suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant.

[0015] Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de l'épaisseur de la matière du fond du contenant, avec ou sans la présence de la bague d'étanchéité.

[0016] Un appareil, fixe ou mobile, qui comprend au moins deux dispositifs et qui est destiné à accueillir des contenants.

DESCRIPTION DETAILLE

[0017] 

La figure 1 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse, et d'un récipient ou gobelet quelconque appelé ici contenant, positionné en cours de remplissage.

La figure 2 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse et de ce contenant, avant ou après remplissage.

La figure 3 montre une vue de dessus en coupe A.A suivant la figure 1, représentant le positionnement géométrique relatif de la buse dans son contenant.

La figure 4 est un détail B de la figure 2.

Les figures 5 et 6 illustrent l'écoulement au fond du contenant de la boisson en phase de remplissage.

La figure 7 illustre un exemple de l'intégration de deux procédés de remplissage sur un même appareil.

[0018] Le dispositif de l'invention qui permet d'assurer le remplissage de la boisson, d'un contenant par son fond, comprend :

• une électrovanne (2) réalisant l'alimentation de la boisson dans la buse de remplissage d'injection (11) du contenant (4) une buse (1) de remplissage munie d'une tête (8) et d'une bouche (9)
• un capteur (3) détectant la présence du contenant
• un contenant (4) à boisson constitué d'une paroi (12) et d'un fond (11)
• une bague (6) d'étanchéité, disposée dans l'orifice (7) et fixée au fond
• un organe (5) auto-obturant qui peut être une membrane ou valve anti-retour souple ou un clapet anti-retour rigide, fixé entre la bague (6) d'étanchéité et le fond (11) du contenant (4)
• un épaulement (10) ou embase

[0019] D'une manière plus détaillée, on peut voir sur les figures 1, 2, 3 la disposition et la constitution des divers éléments :

[0020] Le dispositif de remplissage à proprement parler comprend une électrovanne (2) directement reliée classiquement par une tuyauterie au circuit d'arrivée (non représenté) de boisson. En sa partie supérieure, au niveau de son orifice de sortie, est disposée la buse (1) de remplissage ainsi qu'un capteur (3) de présence.

[0021] Le contenant (4), comprend en son fond (11), une bague (6) d'étanchéité sertie ou fixée en sa partie inférieure, dans l'orifice (7) du contenant, pouvant être indifféremment installée à l'intérieur ou à l'extérieur de la paroi. La bague (6) d'étanchéité est volontairement disposée au plus près de la paroi du contenant (2).

[0022] Entre cette bague (6) d'étanchéité et le fond (11) du contenant (4) est fixé l'organe (5) auto-obturant.

[0023] La buse (1) de remplissage est d'une forme de préférence cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale afin de faciliter sa pénétration progressive au travers de l'organe (5) auto-obturant sans détériorer celui-ci. L'organe (5) auto- obturant assure un contact permanent avec la forme extérieure de la buse (1) pendant les trois phases d'introduction, de remplissage et de retrait créant une étanchéité permanente du contenant (4).

[0024] La figure 4 montre bien la forme de la sortie de la bouche d'injection (9) dont la partie interne s'incurve progressivement en inclinaison vers le bas d'un angle négatif compris entre 5 et 15°. La buse (1) de remplissage comprend également en sa partie inférieure, un épaulement (10) ou embase, créant une surface d'appui pour le positionnement idéal en hauteur du gobelet lorsqu'il est phase de remplissage.

[0025] La position relative en hauteur de la bouche d'injection (9) est optimisée de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire en pente douce, tangente à la paroi (12) et au fond (11) du contenant (4).

[0026] Les figures 5 et 6 montrent la disposition angulaire en orientation latérale de la bouche d'injection (9), de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire tangente à la paroi (12) latérale. On comprend ainsi la complémentarité de la disposition d'ensemble de la buse (1) dans son contenant (4) permettant aux lignes de courant du jet sous pression sortant de la bouche (9) d'injection de suivre une trajectoire avec un écoulement le plus laminaire possible évitant toute turbulence émettrice d'émulsions gazeuses. Les formes géométriques du contenant (4) et de la buse (1) sont ainsi deux éléments indissociables caractéristiques de la présente invention.

[0027] Pour une meilleure compréhension de l'invention et des avantages qu'elle procure, on rappelle les phases du processus pour effectuer le remplissage du contenant (4) par son fond (11) avec le dispositif à buse (1) de remplissage et du contenant (4) associé.

[0028] Par un mouvement manuel de haut en bas du contenant (4), la buse (1) de remplissage est introduite au travers de l'organe (5) auto-obturant jusqu'à venir en contact avec l'épaulement (10) de la buse ou tout autre embase d'appui prévue à cet effet. Dans cette position de remplissage en butée, le capteur (3) détecte la présence du contenant (4) en position de remplissage. Il donne alors l'ordre à l'électrovanne (2) de s'ouvrir, permettant le passage de la boisson sous pression dans le contenant (4), celui-ci restant étanche pendant son remplissage au niveau de l'organe (5) auto-obturant qui enserre la buse (1) sur sa surface extérieure.

[0029] Après une certaine durée programmée de remplissage, l'électrovanne (2) se referme, stoppant le remplissage, et le contenant (4) peut alors être extrait de la buse (1) avec un mouvement de bas en haut. La buse (1) n'est alors plus en contact avec l'organe (5) auto obturant et ce dernier s'occulte naturellement, retenant ainsi la boisson dans le contenant (4). Lorsque l'utilisateur souhaite ne pas extraire le contenant (4) immédiatement après son remplissage, la buse (1) reste toujours présente à l'intérieur du contenant (4) autant de temps que souhaité, l'organe (5) auto-obturant réalisant une très bonne étanchéité sur la paroi extérieure de la buse (1). Cette possibilité permet ainsi à l'utilisateur d'être disponible pour effectuer d'autres tâches avant d'extraire le contenant (4) de la buse (1) et de terminer le service.

[0030] On remarquera que, la tête de la buse (8) étant positionnée dans le bas du contenant (4), le jet unidirectionnel sortant de la buse est toujours en contact avec la boisson déjà présente dans le contenant dès les premiers dixièmes de seconde de remplissage : ainsi la boisson ne subit pas de réchauffement avec l'air ambiant comme on l'observe lors d'un remplissage conventionnel par le haut d'un verre ou d'une carafe. Cela évite donc une élévation de la température au sein du liquide lors du remplissage, et contribue encore davantage à la limitation de formation de mousse de la bière sensible à ce paramètre.

[0031] On notera également que la bouche (9) d'injection de la buse (1) de remplissage, qui oriente le jet de boisson au plus bas du contenant, évite toute oxydation du liquide avec l'air ambiant, améliorant ainsi sa conservation.

[0032] En comparaison avec un remplissage d'un verre réalisé avec le bec d'une tireuse conventionnelle dont la position peut être aléatoire, la présente invention qui assure un positionnement et une orientation de la buse (1) de remplissage précis et toujours identiques par rapport au contenant (4), permet d'obtenir répétabilité et qualité constantes de remplissage.

[0033] Un avantage sécuritaire est également induit par cette disposition de buse (1) qui dirige le jet de la boisson vers le bas. En effet en cas d'une ouverture intempestive de l'électrovanne (2) pouvant libérer un jet de boisson, alors que le contenant (4) ne serait pas en position de remplissage, le liquide serait facilement capté par gravité par un bac de rétention (non représenté).

[0034] Dans un autre mode particulier de l'invention, il est tout à fait possible de dupliquer, le nombre de dispositifs de remplissage afin que l'opérateur puisse remplir plusieurs contenants en même temps.

Revendications

1. Dispositif de remplissage d'un contenant (4) à boisson et contenant apte à coopérer avec ledit dispositif, le dispositif de remplissage de ce contenant au travers de son fond (11), comportant une électrovanne (2), une buse (1) de remplissage destinée à s'introduire au travers d'un organe (5) auto-obturant disposé dans le fond du contenant (4), la buse (1) de remplissage comportant un conduit interne et une bouche (9) d'injection, la buse (1) de remplissage présentant un axe excentré du centre du fond (11) du contenant (4) et dont l'orientation de la sortie de la bouche (9) d'injection suit un angle (θ), par rapport à l'axe dans un plan comprenant l'axe vertical du contenant (4) et l'axe du centre de la buse (1) de remplissage pour diriger le jet de la boisson sortant de la buse de remplissage suivant une trajectoire en tangence avec l'intérieur de la paroi latérale caractérisé en ce que ledit angle (θ) est supérieur à 60°, et en ce que la bouche d'injection de la buse est d'une part inclinée d'un angle α inclinée de -5 à -30° pour diriger le jet de la boisson vers le bas en tangence avec l'intérieur du fond (11) du contenant (4) et d'autre part positionnée à distance du fond (11) du contenant (4) lorsque ce dernier est en position de remplissage.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la buse (1) de remplissage présente une forme extérieure cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale, et en ce que la buse comprend un conduit interne de section variable.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la buse (1) de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement (10) stoppant la course d'introduction du contenant (4) et créant ainsi une surface d'appui.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (3) apte à détecter la présence du contenant, et à guider la paroi (12) extérieure du contenant (4) lors de l'introduction de la buse (1).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bac de rétention destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne (2) libère la boisson en l'absence du contenant (4).

6. Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé au fond (11) du contenant (4) par une bague (6) d'étanchéité associée au contenant (4) suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant (4).

7. Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de l'épaisseur de la matière du fond (11) du contenant (4).

8. Appareil caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dispositifs selon l'une des revendications 1 à 5 et destiné à accueillir chacun un contenant (4) selon l'une des revendications 6 ou 7.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Befüllen eines Getränkebehälters (4) und Behälter, der geeignet ist, mit dieser Vorrichtung zusammenzuwirken, wobei die Vorrichtung zum Befüllen dieses Behälters durch seinen Boden (11) hindurch ein Magnetventil (2) und eine Fülldüse (1), die dazu bestimmt ist, durch ein im Boden des Behälters (4) angeordnetes selbstschließendes Organ (5) hindurch eingeführt zu werden, umfasst, wobei die Fülldüse (1) einen inneren Kanal und eine Einspritzöffnung (9) umfasst, wobei die Fülldüse (1) eine in Bezug auf den Mittelpunkt des Bodens (11) des Behälters (4) versetzte Achse aufweist und der Austritt aus ihrer Einspritzöffnung (9) unter einem Winkel (Θ) bezüglich der Achse in einer die vertikale Achse des Behälters (4) und die Achse des Mittelpunktes der Fülldüse (1) umfassenden Ebene erfolgt, um den Strahl des aus der Fülldüse austretenden Getränks entlang einer Trajektorie zu lenken, die tangential zur Innenseite der Seitenwand ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (Θ) größer als 60° ist, und dadurch, dass die Einspritzöffnung der Düse einerseits um einen Winkel α von -5 bis -30° geneigt ist, um den Strahl des Getränks nach unten tangential zur Innenseite des Bodens (11) des Behälters (4) zu lenken, und andererseits in einem Abstand vom Boden (11) des Behälters (4) positioniert ist, wenn sich dieser Letztere in der Befüllungsposition befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülldüse (1) eine zylindrische äußere Form mit einem halbkugelförmigen oder spitzbogenförmigen Kopf (8) aufweist, und dadurch, dass die Düse einen inneren Kanal mit variablem Querschnitt umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülldüse (1) oder ein Teil des Tragrahmens der Vorrichtung zum Befüllen einen Absatz (10) aufweist, der die Einführungsbewegung des Behälters (4) stoppt und so eine Anlagefläche erzeugt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sensor (3) umfasst, der geeignet ist, das Vorhandensein des Behälters zu detektieren und die äußere Wand (12) des Behälters (4) während der Einführung der Düse (1) zu führen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auffangwanne umfasst, die dazu bestimmt ist, das Getränk aufzufangen, wenn das Magnetventil (2) das Getränk bei Nichtvorhandensein des Behälters (4) freigibt.

6. Behälter, welcher geeignet ist, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass das selbstschließende Organ (5) am Boden (11) des Behälters (4) durch einen Dichtungsring (6) befestigt ist, der mit dem Behälter (4) durch eine mechanische oder chemische Montage oder einen Zusammenbau durch Anschweißen an den Behälter (4) verbunden ist.

7. Behälter, welcher geeignet ist, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass das selbstschließende Organ (5) direkt am Inneren der Dicke des Materials des Bodens (11) des Behälters (4) befestigt oder in dieses eingebettet ist.

8. Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst und dazu bestimmt ist, dass jede einen Behälter (4) nach einem der Ansprüche 6 oder 7 aufnimmt.

Claims

1. Device for filling a beverage container (4), and container able to collaborate with said device, the device for filling this container through the bottom (11) thereof comprising a solenoid valve (2), a filling nozzle (1) intended to be introduced through a self-sealing member (5) arranged in the bottom of the container (4), the filling nozzle (1) comprising an internal duct and an injection outlet (9), the filling nozzle (1) having an axis offset from the centre of the bottom (11) of the container (4), and the orientation of the outlet of the injection outlet (9) of which follows an angle (Θ) with respect to the axis in a plane containing the vertical axis of the container (4) and the axis of the centre of the filling nozzle (1), so as to direct the jet of beverage leaving the filling nozzle along a path tangential to the inside of the lateral wall, characterized in that said angle (Θ) is greater than 60° and in that the injection outlet of the nozzle is, on the one hand, inclined, by an angle α inclined by -5 to -30° so as to direct the jet of beverage downward at a tangent to the inside of the bottom (11) of the container (4) and, on the other hand, positioned at a distance from the bottom (11) of the container (4) when the latter is in a filling position.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the filling nozzle (1) has a cylindrical exterior shape with a hemispherical or ogee-shaped head (8), and in that the nozzle comprises an internal duct of variable cross section.

3. Device according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the filling nozzle (1), or part of the supporting structure of the filling device, has a shoulder (10) halting the introduction travel of the container (4) and thus creating a bearing surface.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a sensor (3) able to detect the presence of the container, and to guide the exterior wall (12) of the container (4) as the nozzle (1) is introduced.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a collecting tray intended to catch the beverage when the solenoid valve (2) releases the beverage in the absence of the container (4) .

6. Container able to collaborate with a device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the self-sealing member (5) is fixed to the bottom (11) of the container (4) by a sealing ring (6) associated with the container (4) by mechanical assembly, chemical assembly or assembly by welding to the container (4).

7. Container able to collaborate with a device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the self-sealing member (5) is fixed or embedded actually within the very thickness of the material of the bottom (11) of the container (4).

8. Apparatus, characterized in that it comprises at least two devices according to one of Claims 1 to 5, and each intended to accept a container (4) according to either of Claims 6 and 7.

Dessins