DISPOSITIF DE REMPLISSAGE A BECS MONTES SUR UN CARROUSEL EQUIPE DE MOYENS DE NETTOYAGE DESINFECTANT

La présente invention concerne un dispositif de remplissage à becs montés sur un carrousel équipé de moyens de nettoyage désinfectant.

On appelle pour la suite de la description par le terme sanitation, un nettoyage désinfectant permettant de supprimer la présence de microorganismes par traitement avec des produits chimiques bactéricides.

Dans le domaine de l'embouteillage, le but consiste à remplir des contenants avec des produits liquides, à fermer ces contenants pour éviter la sortie intempestive du liquide d'une part mais surtout pour permettre la conservation dudit liquide à l'abri des contaminations extérieures en attendant sa consommation et/ou entre deux accès au contenu.

Dans le cas de certaines boissons, il est prévu une stérilisation à chaud du liquide dans son contenant, ce qui limite les problèmes.

Par contre, dans le domaine de l'embouteillage d'eau minérale par exemple, le problème est différent puisque l'eau est introduite directement de la source dans un contenant sanité à travers une installation elle-même sanitée, sans opération postérieure de traitement bactériologique.

Le remplissage s'effectue donc en atmosphère stérile qu' il faut préserver tout au long de la chaîne de remplissage.

Afin de prévenir toute contamination, les matériels sont nettoyés régulièrement et deux problèmes se posent, l'un au niveau de l'alimentation en eau et l'autre au niveau de la distribution dans les contenants, c'est-à-dire en deux points sensibles de l' installation.

L'invention concerne les dispositifs de remplissage, plus particulièrement ceux visant le domaine d'embouteillage d'eaux minérales.

Un tel dispositif comprend généralement une alimentation en eau minérale avec un conduit et un cuvon en partie supérieure permettant de disposer d'une réserve tampon, des moyens d'approvisionnement en contenants vides et un carrousel recevant ces contenants, muni de becs alimentés à partir dudit cuvon aptes à remplir les contenants portés par ce carrousel. Des moyens de convoyage avec tapis de transfert et étoiles de positionnement assurent les déplacements contrôlés et adaptés de ces contenants lors de la circulation à travers le dispositif de remplissage.

Le cuvon est généralement embarqué et tourne avec le carrousel et les becs auxquels il est lié tandis que l'alimentation de ce cuvon est fixe. Il faut donc prévoir un raccord tournant au droit de cette connexion fluide. Ce raccord tournant a au moins deux contraintes principales : la première est celle de ne pas générer de pollution de particules d'usure dans le cuvon et la seconde est de ne pas permettre la pénétration de microorganismes.

Aussi, pour éviter d'éventuelles pénétrations, un technique bien connue consiste à placer le cuvon en légère surpression grâce à une alimentation en air stérile débouchant dans le cuvon muni d'un évent adapté pour générer la légère surpression nécessaire.

Or du fait de la rotation combinée au serrage du raccord, on constate une usure inévitable du joint avec génération de particules et de fuites. Ceci implique des maintenances régulières et des interventions fréquentes. Ces ensembles mécaniques sont autant d'éléments qu'il convient de saniter mais on comprend que les éléments particulièrement sensibles sont le cuvon et les becs pris dans leurs conduits intérieurs.

L'extérieur du dispositif de remplissage est généralement traité par projection de liquide, de mousses et de tout autres fluides à action antimicrobienne.

Par contre l'intérieur du circuit ne peut être nettoyé que par circulation d'un fluide à action antimicrobienne dans l'ensemble du circuit, en position ouverte de tous les becs. De plus, il faut une vitesse de circulation suffisante pour éviter la formation d'un film biologique si bien que la mise en pression du circuit est nécessaire. Il faut donc pouvoir disposer d'un circuit fermé et donc une étanchéité adaptée au droit du raccord tournant.

La solution consiste à disposer des fausses bouteilles, une sous chaque bec et à les retirer une fois la circulation et la sanitation effectuées. La mise en place des faux contenants durant cette phase de sanitation peut être réalisée de deux façons principales, automatiquement ou manuellement.

Dans le cas de moyens de mise en place et de retrait automatique de fausses bouteilles, selon un mode de réalisation particulier, celles-ci sont disposées à demeure sur le dispositif de remplissage et sont liées à des dispositifs de mise en place et de retrait spécifiques. Si la difficulté liée à la mise en place et au retrait est supprimée ou du moins fortement limitée, le dispositif de remplissage devient plus complexe et conduit à générer des zones supplémentaires de rétention, difficiles à saniter.

La plupart du temps, la mise en place des fausses bouteilles est manuelle et le retrait également. Le temps de mise en place est déjà une première contrainte difficilement acceptable, le retrait est plus rapide et n'est pas nécessairement une contrainte en temps. Par contre, le problème posé est celui de la possibilité de contamination par l'opérateur au moment du retrait des fausses bouteilles puisque cette phase est postérieure à celle de la sanitation. L'opérateur peut donc introduire des germes dans cette zone réputée propre au cours de cette intervention, ce qui peut ruiner les effets de la sanitation.

La présente invention vise donc à pallier les problèmes de l'art antérieur concernant la mise en place de faux contenants dans le cadre d'une sanitation d'un dispositif de remplissage à carrousel en évitant tout mécanisme

supplémentaire et à proposer aussi une solution pour réaliser un raccord tournant étanche à la pression nécessaire lors de cette sanitation mais ne générant pas de frottements et donc d'usure et de pollution pendant la phase de production. Le dispositif selon l'invention est maintenant décrit en détail en regard des dessins annexés qui montrent un mode de réalisation particulier, non limitatif, les différentes figures de ces dessins représentant :

- figure 1, une vue générale schématique vue de dessus d'un carrousel d'un dispositif de remplissage,

- figure 2, une vue en élévation latérale du dispositif de remplissage de la figure 1,

- figure 3, une vue de détail d'un bec avec le faux contenant avant mise en place pour sanitation,

- figure 4, une vue de détail des moyens d'étanchéité de l'alimentation du dispositif de remplissage selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un carrousel 10, alimenté par des convoyeurs 12 représentés en trait mixte, deux étoiles 14 d'entrée et 16 de sortie assurant l'alimentation au pas du carrousel.

Comme montré sur les figures 1 et 2, le carrousel 10 comprend des becs 18 fixes en hauteur, des moyens 20 connus d'alimentation de ces becs, des moyens 22 de manoeuvre des bouteilles à remplir en fonctionnement normal, l'ensemble étant surmonté d'un cuvon 24.

Sur la figure 3, les becs 18 comprennent de façon connue une partie fixe 26 liée au carrousel et équipée d'une membrane 28 en forme d'entonnoir avec un profil adapté et une tête 30. Cette membrane 28 est déformable et possède une double fonction de conduite du liquide en l'occurrence l'eau vers la bouteille d'une part et un effet de rappel élastique de la tête 30 du bec d'autre part. Cette membrane est accessible de l'extérieur, notamment pour le nettoyage comme il sera vu ultérieurement.

Cette tête 30 comprend deux tubes coαxiαux 32 et 34, le tube interne 32 étant fixe et le tube extérieur 34 étant mobile par rapport au tube fixe et solidaire du pied de la membrane 28. Ce tube extérieur 34 porte de plus une butée 36 qui en est solidaire, butée sous forme d'un disque 38 destiné à venir au contact de façon étanche sur le dessus du buvant de chaque bouteille à remplir. Il est aussi prévu un tube 39 de mise à l'air libre de sorte à permettre le remplissage, à collecter l'air expulsé de la bouteille durant ce remplissage et à le conduire à l'extérieur de la salle de remplissage.

Le tube extérieur 34 peut ainsi prendre, de façon connue, deux positions : - l'une de fermeture dans laquelle la membrane 28 est en position de rappel et le tube extérieur 34 assure l'interruption de l'écoulement à travers le tube intérieur 32.

- l'autre de remplissage dans laquelle l'effort de rappel de la membrane 28 est contrarié car le tube extérieur 34 est soulevé par appui du goulot de la bouteille à remplir contre le disque 38 de la butée 36, le liquide s'écoulant à travers le tube intérieur 32 jusque dans la bouteille en fonctionnement normal.

Les bouteilles sont déplacées par les moyens 22 de manoeuvre qui comprennent des moyens 40 de réception du col de chaque bouteille, ceci également de façon connue et des moyens 42 de déplacement en translation de ces moyens de réception des cols de bouteille.

Ces moyens 42 de déplacement sont schématiquement composés d'un bras 44 mobile en translation par rapport à la partie fixe 26 du bec correspondant et des moyens moteurs 46. Ces moyens moteurs comporte dans ce mode de réalisation une came 48 destinée à coopérer avec une rampe Rl de profil adapté en fonction des mouvements à faire subir audit bras. Cette rampe Rl permet d'agir à l 'encontre d'un ressort 49 de rappel permettant de forcer le bras vers le bas à l 'encontre du ressort de rappel.

Selon la présente invention, pour la phase de sanitation, il est prévu des faux contenants 50 comportant un faux goulot 52 avec un buvant 54 de diamètre D de préférence plus grand que celui des bouteilles à remplir et un corps 55. On note que le volume du corps de ces faux contenants est réduit par rapport à celui d'une bouteille.

Ces faux contenants sont mis en place par clipsage, de façon manuelle, dans les moyens 40 de réception du col des bouteilles munis d'une gorge 56 adaptée qui correspond à celle prévue pour recevoir les bagues d'inviolabilité des bouteilles d'eau minérale. Pour la mise en oeuvre d'un cycle de sanitation, il est aussi prévu des organes complémentaires portés par le carrousel, comparé au cycle de remplissage de bouteilles en fonctionnement de production de ce même dispositif de remplissage. En effet, durant le fonctionnement en production, de façon connue et simplifiée, en faisant abstraction de tout balayage éventuel avec de l'air stérile, on peut considérer que dans un carrousel, durant la circulation dans la zone Cl, le bras 44 mobile en translation de chaque bec est déplacé vers le bas par une rampe Rl adaptée pour prélever une bouteille distribuée par l'étoile 14 d'entrée. Ensuite dès la sortie de la zone Cl, le ressort 49 de rappel soulève le bras 44 si bien que le buvant du goulot vient en appui étanche sur le disque 38 de la butée 36 du tube extérieur 34, provoquant le déplacement relatif du tube extérieur 34 par rapport au tube intérieur 32.

De fait, il se produit le remplissage de la bouteille par écoulement gravitaire de l'eau issue du cuvon durant la circulation dans la zone CZ tandis que l'air évacué est conduit vers l'extérieur de la salle dans laquelle est placé le dispositif de remplissage, à travers le tube 39 de mise à l'air libre.

La bouteille remplie est ensuite dégagée du bec durant sa progression dans la zone C3, par mouvement du bras 44 soumis à l'action des moyens moteurs 46. La rampe Rl assure l'abaissement du bras 44.

La bouteille remplie est ensuite évacuée du carrousel par l'étoile 16 de sortie. Le fonctionnement de ce même dispositif de remplissage selon l'invention est maintenant décrit pendant un cycle de sanitation.

Le carrousel n'est plus alimenté en bouteilles et les becs 18 avec leurs têtes 30 ainsi que les moyens 40 de réception de bouteilles sont libres.

Afin de pouvoir procéder à la sanitation, il est nécessaire de faire circuler un liquide bactéricide dans le cuvon et à travers chaque bec, ceci sous pression pour assurer une vitesse suffisante et faire disparaître toute trace de film biologique en formation.

Il convient de positionner sous chaque bec un faux contenant 50. Il est prévu de réaliser cette mise en place au droit de la zone CZ, sensiblement au centre CA de cette zone CZ, zone qui est accessible directement par l'opérateur car elle n'est pas encombrée par les étoiles et les convoyeurs.

Or, dans cette zone CZ, les bouteilles sont en place sur les becs si bien que les moyens 40 de réception du col des bouteilles sont en position haute comme le bras 44. Il convient donc de prévoir, selon l'invention, une rampe R2 supplémentaire. Cette rampe est escamotable.

Le carrousel est manoeuvré pour faire passer pas à pas chaque bec devant l'opérateur chargé de la mise en place des faux contenants 50, devant la zone

CA. Chaque faux contenant est ainsi clipsé par l'opérateur sur la tête 30.

La rampe Rl dans le dispositif selon l' invention doit aussi être escamotable de sorte à ne pas provoquer l'abaissement du bras 44 puisque tous les faux contenants 50 doivent être simultanément mis en place sur les becs 18.

Une fois que le carrousel a effectué 360°, tous les becs sont équipés d'un faux contenant 50. L'opérateur quitte la salle.

La rampe R2 peut être escamotée et le cycle de sanitation est lancé avec le carrousel à l'arrêt. Du fluide avec un agent bactéricide sous pression est mis en circulation à travers tous les becs simultanément.

On remarque que le contenant est maintenu contre le disque 38 de la butée 36 par l'effort de rappel élastique du seul ressort 39 de rappel. En effet et ceci est une caractéristique importante de l'invention, bien que la phase de sanitation travaille sous pression, il n'est pas nécessaire de prévoir d'organes supplémentaires pour assurer l'étanchéité entre chaque faux contenant 50 et chaque bec 18 plus particulièrement considéré pour son disque 38. En fin de cycle, un fluide de rinçage assure l'élimination de l'agent bactéricide. Parallèlement, de façon avantageuse, le carrousel et tous les éléments annexes sont également nettoyés extérieurement avec un agent bactéricide puis rincés. L'ensemble du dispositif de remplissage est ainsi traité contre toute contamination et réputé sanité prêt pour une période de production. II est alors nécessaire de retirer les faux contenants 50 pour libérer les becs. Ceci est obtenu automatiquement par remise en place de la rampe R2 qui assure l'abaissement du bras 44. Cette rampe R2 est aussi équipée d'un doigt d'éjection 58. La mise en rotation du carrousel à faible vitesse conduit chaque faux contenant en butée contre ce doigt et après une rotation de 360°, tous les faux contenants sont retirés. Une rampe adaptée en pied de carrousel conduit avantageusement ces faux contenants hors de la salle sans intervention de l'opérateur. Pour être opérationnel pour le remplissage, la rampe Rl est remise en place également. Cette manoeuvre est aussi conduite par l'opérateur extérieurement à la salle, tout comme celle de la rampe R2.

Des vérins électriques par exemple peuvent permettre des manoeuvres aisées de ces rampes.

L'autre problème à résoudre pour la mise en oeuvre du dispositif et assurer un cycle de sanitation efficace est celui de l'étanchéité du raccord tournant. Ainsi que cela a été exprimé, l'usure est inévitable si ce raccord tournant est serré en permanence. La présente invention prévoit donc de dissocier les deux types d'étanchéité nécessaires.

Durant la phase de fonctionnement, le raccord tournant doit présenter une étanchéité relative puisque de toutes les façons, l'intérieur du cuvon 24 est en légère surpression mais avec une fuite contrôlée d'air stérile injecté en continu dans le cuvon de sorte à assurer un balayage. Selon un mode de réalisation préférentiel, il est donc prévu un premier joint 60 à étanchéité dynamique, solidaire du tube 62 d'alimentation en eau du cuvon 24. Ce tube 62 est fixe. La périphérie de ce joint 60 à étanchéité dynamique coopère avec les gorges 64 d'une succession de galets 66 montés libres en rotation sur des axes 68 solidaires du cuvon. Le cuvon est ainsi parfaitement guidé par rapport au tube 62 d'alimentation fixe. On note aussi que cet ensemble est également aisément accessible et peut être nettoyé par l'extérieur.

Durant la phase de sanitation, il faut pouvoir disposer d'une étanchéité de ce joint 60 mais dans cette phase, le cuvon solidaire du carrousel est immobilisé en rotation.

Aussi, l'invention prévoit un second joint 70 à étanchéité statique interposé entre le tube 62 fixe et le cuvon 24. Selon un agencement particulièrement efficace, le joint 70 à étanchéité statique est un joint 72 gonflable. Ce joint 72 gonflable est logé dans le joint 60 à étanchéité dynamique, au sein d'une gorge 74 annulaire débouchante. Le joint 72 gonflable est alimenté en air sous pression par un piquage 76, accessible par le dessus du joint 60 à étanchéité dynamique et connecté uniquement durant la phase de sanitation.

Ainsi durant le fonctionnement en production, le joint 60 à étanchéité dynamique assure par la chicane ainsi constituée, un frein à la sortie de l'air stérile sous pression de balayage du cuvon et simultanément un guidage mécanique particulièrement efficace. Durant la phase de sanitation, le carrousel étant statique il suffit d'injecter de l'air sous pression à travers le piquage 76 pour gonfler le joint 72 gonflable. Ce joint 72, une fois gonflé, se déforme et assure une étanchéité complète en venant se plaquer contre le bord intérieur 78 de l'ouverture 80 d'accès à l'intérieur du cuvon 24. Le joint gonflé occupe simultanément la totalité de la gorge 74 annulaire débouchante du joint 60 à étanchéité dynamique.

La sanitation du dispositif de remplissage selon l'invention peut alors être réalisée sous pression.

Une fois cette phase de sanitation terminée, le joint 72 gonflable du 70 d' étanchéité statique est alors dégonflé et son élasticité le rappelle dans sa gorge 74 annulaire, totalement escamoté et sans contact mécanique susceptible de générer des particules d'usure.