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(11) | EP 0 380 500 B1 |
| (12) | FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) |
DISPOSITIF DE REMPLISSAGE EN ATMOSPHERE CONTROLEE VORRICHTUNG ZUM BEFÜLLEN IN KONTROLLIERTER ATMOSPHÄRE DEVICE FOR FILLING IN A CONTROLLED ATMOSPHERE |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de remplissage stérile en atmosphère contrôlée.
[0002] Les têtes de remplissage les plus couramment utilisées comportent séparément des moyens d'extraction du bouchon du récipient à remplir, et des moyens d'amenée de la buse de remplissage au contact du goulot de ce récipient. Bien que le goulot du récipient ainsi que les moyens d'extraction du bouchon et d'amenée de la buse de remplissage soient placés tous dans une enceinte en forme de cloche alimentée en gaz contrôlé, cette disposition n'élimine pas les risques de contamination par les faces externes du bouchon et du goulot.
[0003] Un système plus récent décrit dans le brevet EP-A-72699, utilise pour la fermeture du récipient, deux disques dont l'un, soudé au bord extérieur du goulot, est destiné à être crevé avant remplissage mais après stérilisation, et dont l'autre, seulement fixé par points à l'extrémité interne du goulot pour ne pas faire obstacle au remplissage du récipient, est destiné à lui être soudé totalement après remplissage. Cette disposition nécessite la présence d'une tête de soudure apte à intervenir après remplissage en agissant à travers une partie de paroi opposée du récipient, de sorte que cette paroi est nécessairement complexe pour ne pas être elle-même soudée au second disque. En outre, la présence de cette tête de soudure fait obstacle à un pesage précis du récipient durant son remplissage pour faire cesser celui-ci une fois atteint le poids désiré en produit. En outre, lors du premier soutirage du produit, l'utilisateur risque de contaminer le produit en perforant le deuxième disque, cette perforation étant indispensable avant soutirage.
[0004] L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle se rapporte en substance à un dispositif de remplissage tel que défini dans la revendication 1.
[0005] De toutes façons, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation de ce dispositif de remplissage, en référence au dessin schématique annexé dans lequel :
- Figure 1 montre la tête de remplissage dans sa première phase opératoire, c'est-à-dire avant et après son assemblage au bouchon du récipient;
- Figure 2 montre la phase de verrouillage de la tête et du bouchon ;
- Figure 3 montre la phase de soulèvement du bouchon ;
- Figure 4 montre la phase d'ouverture du canal d'amenée du produit et de remplissage du récipient ; et
- Figure 5 montre une variante simplifiée qui comporte une vanne d'ouverture et de fermeture du canal d'amenée du produit dont l'axe est orthogonal à celui de l'orifice tubulaire de sortie de la tête de remplissage.
[0006] En se reportant à la figure 1, ce dispositif de remplissage stérile associe étroitement une tête de remplissage 1, dont le fonctionnement est commandé par trois vérins 2, 3 et 4, et un bouchon 5 d'obturation du goulot 6 du récipient 7 à remplir par le produit liquide tel que du vin. Les éléments 5, 6 et 7 sont représentés en traits mixtes avant leur assemblage sur la tête 1, et en traits pleins après cet assemblage, le bouchon 5 présente, à sa partie supérieure, une gorge extérieure périphérique 8.
[0007] Le corps 9 de la tête 1 possède, à sa partie inférieure, un orifice tubulaire de sortie 10, axial et vertical, qui est muni d'un anneau d'étanchéité contre lequel vient se presser la partie supérieure du goulot 6. En amont de l'orifice 10, qui est lui-même stérilisable au moyen d'une circulation de fluide stérilisant ( canaux d'anemée et de départ 12 et 13 ), le corps 9 définit une chambre 14, qui est elle aussi stérilisable par circulation de fluide stérilisant (canaux d'amenée et de départ 15 et 16). Dans cette chambre 14 coulisse une vanne 17, qui dans cet exemple est coaxiale à l'orifice tubulaire 10 et qui est mue par le vérin 2. Cette vanne sert d'organe d'obturation pour le canal latéral 18 d'amenée du produit stérile de remplissage. En position de fermeture de la vanne 17, un évidement annulaire de celle-ci définit, avec une évidement annulaire correspondant du corps 9, une chambre annulaire 49 d'étanchéité et de stérilisation.
[0008] La vanne 17 est creuse, et elle contient deux autres vérins 3 et 4 coaxiaux et alignés.
- un premier vérin 3 qui manoeuvre un piston 19, qui est intérieur au piston 20 qui est l'organe de fermeture équipant la vanne axiale 17, et dont la course lui permet de descendre plus bas que le piston extérieur 20, de façon à s'engager dans l'orifice tubulaire de sortie 10, son extrémité libre étant munie d'un bossage annulaire 22 qui est complémentaire de la gorge 8 du bouchon 5, de manière à réaliser un accouplement par enclipsage ;
- un second vérin 4, dont on distingue les conduites de fluide 43 et 24, et qui manoeuvre un piston 23 apte à coulisser très étroitement dans la partie inférieure creuse 21 du piston 19, ainsi qu'à l'intérieur du bouchon 5, qui a une forme de coupelle comme représenté.
[0009] L'étanchéité des pièces en mouvement est classiquement assurée par des anneaux d'étanchéité 25 à 34, tandis qu'une gorge annulaire 35 permet d'appliquer une barrière de vapeur autour du piston 20 de la vanne 17.
[0011] Sur la figure 1, le produit stérile de remplissage est en pression dans le canal d'amenée 18, la vanne 17 est fermée de manière étanche par le vérin 2, le piston 19 est en position basse sous l'action du vérin 3, et le piston 23 est en position haute par le vérin 4.
[0012] Le circuit 15, 19, 16 assure l'étanchéité stérile au moyen d'un fluide stérilisant, par exemple du peroxyde d'hydrogène ou de la vapeur. A ce stade, l'ensemble constitué par le récipient 7, son goulot 6 et son bouchon 5 est à distance de la tête de remplissage 1 (position figurée en traits mixtes).
[0013] La phase suivante consiste à soulever cet ensemble 7, 6, 5 jusqu'à venir enficher la partie supérieure (comportant la gorge d'enclipsage 8) du bouchon 5 dans l'extrémité libre 21 du piston 19 : la solidarisation est réalisée par enclipsage, par coopération de la gorge 8 et du bourrelet annulaire 22. Dans cette position, le goulot 6 est pressé contre l'anneau d'étanchéité 11, ce qui assure l'étanchéité dudit goulot.
[0014] L'orifice tubulaire de sortie est alors totalement clos, ce qui permet d'y faire circuler, au moyen des conduites 12 et 13, un fluide stérilisant, ce qui a pour avantage d'éliminer les zones où un polluant pourrait stagner. Il est dans tout ceci bien entendu que les contenants ont été eux-mêmes stérilisés auparavant.
[0015] Dans de nombreux cas, l'enclipsage de 22 dans 8 n'est pas suffisant pour exercer une force d'agrippage suffisante pour permettre l'extraction du bouchon 5 par soulèvement du piston 19. Dans l'exemple de réalisation présent, on réalise ensuite, comme schématisé figure 2, un verrouillage de 19 sur 5. Dans ce but, le vérin 4 est alimenté pour faire descendre le piston 23, ce qui a pour effet de pincer fortement la partie supérieure du bouchon entre ce piston 23 et la partie inférieure du piston 21. Pendant cette manoeuvre, les conduites 12, 13 et 15, 16 sont toujours alimentées en fluide stérilisant.
[0016] L'étape suivante est l'étape de soulèvement du bouchon 5, et donc d'ouverture du récipient 7, cette étape étant représentée sur la figure 3. Pour ce faire, le vérin 3 est alimenté pour soulever son piston 19. Auparavant, la circulation de fluide stérilisant de 12 vers 13 a bien entendu été arrêtée, pour ne pas introduire ce fluide dans le récipient 7. La vanne 17 est bien entendu toujours fermée.
[0017] L'étape suivante, schématisée figure 4 est l'étape d'ouverture de la vanne 17, et donc de remplissage du récipient par le produit stérile alimenté par la conduite latérale 18. Pour ce faire, la circulation de fluide stérilisant de 15 vers 16 est elle aussi arrêtée, puis le vérin 2 est alimenté de façon à relever le piston 20, qui entraîne alors avec lui le bouchon 5. Le produit s'écoule alors de 18 vers 6, et remplit alors le récipient 7. Le bouchon 5 réalise l'étanchéité du piston 20, de sorte que le produit ne peut pas remonter dans le mécanisme de préhension. Le produit stérile s'écoule donc vers l'intérieur du conteneur stérile 7 sans risque de pollution.
[0018] Lorsque le remplissage est terminé, la fermeture de la tête et la repose du bouchon 5 dans le goulot 6 s'effectue bien entendu par les opérations inverses de celles qui viennent d'être décrites. Le récipient 7 peut alors être évacué et remplacé par un autre récipient stérile à remplir.
[0019] Dans l'exemple qui vient d'être décrit, la vanne 17 est coaxiale au dispositif 19 de préhension et soulèvement du bouchon. La figure 5 montre une variante de réalisation simplifiée de surcroît, dans laquelle la vanne 17 est d'axe orthogonal à celui du dispositif 19. Par ailleurs, dans cette réalisation simplifiée, le verrouillage est assuré par la coopération d'un bourrelet centripète 36 porté par la partie supérieure du bouchon 5, et d'une profonde gorge 37 située à la partie inférieure de la pièce 19.
[0020] Par ailleurs, dans cette variante simplifiée, la stérilisation est assurée simplement par des jets de vapeur amenés par des conduites 40 et 41. Sur la figure 5, les éléments ayant le même rôle que dans l'exemple précédent ont été désignés par les mêmes chiffres de référence. Il a été nécessaire cependant d'ajouter une barrière de vapeur 38 et une bague d'étanchéité 39.
[0021] Le piston 19 peut manipuler un organe d'ouverture d'un robinet équipant le récipient, au lieu de manipuler un bouchon. Dans ce cas, les dispositifs de préhension sont simplement adaptés à ce robinet, par exemple, ils sont aptes à effectuer un quart de tour nécessaire à l'ouverture, par exemple à l'aide d'un dispositif simple de transformation du mouvement de translation verticale en un mouvement de rotation. Le mécanisme de préhension peut être logé dans la zone stérile de la tête de remplissage, et non pas dans le piston, etc...
- un orifice tubulaire de sortie (10) adaptable de façon étanche au goulot (6) du récipient (7) à remplir,
- une chambre stérilisable (14) en amont de l'orifice de sortie précité (10),
- un canal stérilisable (18) d'amenée du produit stérile de remplissage à ladite chambre,
- des moyens (17) de fermeture et d'ouverture du canal d'amenée du produit de remplissage,
- un cylindre coaxial à l'orifice de sortie (10) et à la chambre (14) précités et logeant un piston (19) dont la course lui permet de s'engager dans cet orifice de sortie, des moyens tels que canaux annulaires (49) et axiaux (41) étant par ailleurs prévus pour distribuer, dans toutes les parties de la chambre stérilisable (14), du canal d'amenée de produit (18) et de l'orifice de sortie (10) de la tête, les fluides désirés de stérilisation, caractérisé par le fait que, d'une part l'extrémité libre (21) du piston (19) est pourvue de moyens (22) lui permettant de s'assembler à un dispositif d'obturation (5) (tel que bouchon ou robinet) engagé dans le goulot (6) du récipient, des moyens de verrouillaoe (23) de cet assemblage étant associés à cette extrémité libre ( 21 ), d'autre part, le dispositif d'obturation est pourvu de moyens complémentaires (8) d'assemblage à l'extrémité libre (21) du piston précité (19) lui permettant d'être entrainé par ce piston (19) lors de son retrait, grâce aux moyens de verrouillage (23) solidaires dudit piston, en provoquant alors l'ouverture du récipient (7).
- einer röhrenförmigen Ausgangsöffnung (10), auf dichte Weise an den Hals (6) des zu füllenden Behälters (7) adaptierbar,
- einer sterilisierbaren Kammer (14) oberhalb der vorerwähnten Ausgangsöffnung (10),
- einem sterilisierbaren Kanal (18) für die Zufuhr des sterilen Füllproduktes in die vorerwähnte Kammer,
- Mittel zum Schließen und Öffnen des Kanals für die Zufuhr des sterilen Füllproduktes,
- einem koaxial zu der vorerwähnten Ausgangsöffnung (10) und Kammer (14) angeordneten Zylinder, der einen Kolben (19) aufnimmt, mit einem Hub, der sein Eindringen in diese Ausgangsöffnung ermöglicht, außerdem sind Mittel wie Ringkanäle (49) und Axialkanäle (41) vorgesehen zur Verteilung der für die Sterilisierung gewünschten Flüssigkeiten in allen Teilen der sterilisierbaren Kammer (14), des Produktzufuhrkanals (18) und der Ausgangsöffnung (10) des Kopfes, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits das freie Ende (21) des Kolbens (19) mit Mitteln (22) versehen ist, die seine Zusammenfügung mit einer in den Hals (6) des Behälters eingesetzten Verschlußeinrichtung (5) ermöglichen (z.B. Stopfen oder Hahn), wobei Mittel zur Verriegelung (23) dieser Fügung mit diesem freien Ende (21) verbunden sind, und andererseits die Verschlußeinrichtung am freien Ende (21) des vorerwähnten Kolbens (19) mit zusätzlichen Fügungsmitteln (8) versehen ist, die ermöglichen, daß sie von diesem Kolben (19) bei seinem Rückzug mit Hilfe der mit dem erwähnten Kolben kraftschlüssig verbundenen Verriegelungsmittel (23) mitgenommen wird und damit die Öffnung des Behälters (7) erwirken.
- a tubular discharge orifice (10) impermeably matching the neck (6) of the receptacle (7) to be filled,
- a sterilisable chamber (14) upstream of the above discharge orifice (10),
- a sterilisable duct (18) for the intake of the product with which to fill said chamber,
- closing and opening means (17) of the intake duct for the filling product,
- a cylinder coaxial with the discharge orifice (10) and with the above chamber (14) and housing a piston (19) of which the stroke allows it to enter this discharge orifice, means such as annular ducts (49) and axial ducts (41) moreover being provided to supply all parts of the sterilizable chamber (14) of the product intake duct (18) and of the head discharge orifice (10) with the desired sterilization fluids, characterized in that on one hand the free end (21) of piston (19) is provided with means (22) with which to assemble it to the sealing member (5) (such as stopper or faucet) in the receptacle neck (6) locking means (23) for this assembly being associated to this free end (21) and, on the other hand the sealing member is provided with complementary assembly means (8) to the free end (21) of the above piston (19) whereby it may be driven by this piston (19) when being retracted thanks to locking means (23) rigidly joined to said piston, thereby then causing the opening of the receptacle (7)