Un système de remplissage volumétrique par gravité fonctionne en utilisant la force naturelle de la gravité pour déplacer le liquide d'une source surélevée dans des récipients d'emballage, éliminant ainsi le besoin de pompes ou de pistons de remplissage pendant la phase de distribution. Le système repose sur un approvisionnement en vrac pompé dans un réservoir de stockage positionné au-dessus des têtes de remplissage, créant une pression constante qui entraîne le liquide vers le bas par des vannes précises, synchronisées individuellement.
Idée clé Ce système atteint une précision volumétrique grâce au remplissage « basé sur le temps » ; comme la pression du réservoir surélevé reste constante, l'ouverture d'une vanne pendant une durée spécifique libère une quantité précise et répétable de liquide. C'est une solution mécaniquement simple, idéale pour le remplissage constant de liquides à écoulement libre ou moussants.
La mécanique de fonctionnement
La source surélevée
Le processus commence par un approvisionnement en vrac de liquide. Cet approvisionnement est pompé dans un réservoir de stockage ou une trémie située physiquement au-dessus de la station de remplissage.
La surélévation est essentielle car elle crée une pression de niveau. Pour maintenir la précision, ce réservoir utilise souvent un système de flotteur ou un capteur pour maintenir le niveau de liquide – et donc la pression – constant tout au long du fonctionnement.
Contrôle volumétrique basé sur le temps
Contrairement aux remplisseuses à piston qui mesurent mécaniquement le volume, les systèmes à gravité utilisent le temps.
Le liquide s'écoule par des vannes synchronisées individuellement. Comme la pression de gravité est constante, le débit est constant. Par conséquent, la machine contrôle le volume simplement en contrôlant exactement combien de temps la vanne reste ouverte.
Le cycle de remplissage
Les récipients sont positionnés sous les buses, souvent déplacés par un système de convoyage automatisé.
Les vannes s'ouvrent, permettant au liquide de s'écouler vers le bas dans l'emballage sans force extérieure. Une fois le temps préréglé écoulé (indiquant que le volume souhaité a été distribué), les vannes se ferment immédiatement. Le cycle se termine lorsque le paquet passe à l'étape de scellage et d'étiquetage.
Pourquoi utiliser ce système ?
Adapté aux liquides à écoulement libre
Les systèmes à gravité sont plus efficaces pour les liquides fins et de faible viscosité (comme l'eau, les solvants ou les sirops fins).
Bien que certaines configurations puissent traiter des produits plus épais (comme le miel) en utilisant des buses plus grandes ou des trémies chauffées, le flux naturel de la gravité favorise généralement les liquides qui se déplacent librement.
Gestion des produits moussants
Ces systèmes sont excellents pour les produits qui ont tendance à mousser lorsqu'ils sont agités.
Comme le liquide n'est pas forcé par une pompe à haute pression, le flux est relativement doux. De plus, de nombreux systèmes offrent des capacités de remplissage par le bas, où la buse plonge dans le récipient pour réduire la turbulence et la génération de mousse.
Environnement opérationnel
Ces systèmes fonctionnent plus silencieusement que de nombreux autres types de remplisseuses en raison de moins de pièces mécaniques en mouvement. Ils sont également polyvalents en ce qui concerne les températures des produits, capables de gérer des remplissages à chaud ou à froid sans changements de calibration complexes.
Comprendre les compromis
Limitations de viscosité
La principale limitation est la vitesse par rapport à la viscosité. Les produits extrêmement épais peuvent s'écouler trop lentement pour être efficaces en production, nécessitant souvent de passer à des remplisseuses à piston ou à pompe qui appliquent une pression positive.
Sensibilité à la pression de niveau
La précision dépend entièrement du niveau de liquide dans le réservoir supérieur.
Si la pompe qui remplit le réservoir supérieur tombe en panne ou est lente, la pression de niveau diminue. Cela entraîne une diminution du débit, ce qui signifie que le remplissage « chronométré » entraînera un récipient sous-rempli. Une régulation constante du réservoir est obligatoire.
Faire le bon choix pour votre projet
La décision d'utiliser le remplissage par gravité dépend en grande partie des caractéristiques physiques de votre liquide.
- Si votre objectif principal est les liquides fins ou moussants : Choisissez ce système pour un remplissage doux et économique qui minimise la mousse et l'agitation.
- Si votre objectif principal est les pâtes à haute viscosité ou les crèmes épaisses : Envisagez plutôt des remplisseuses à piston ou à pompe, car le remplissage par gravité peut être trop lent pour atteindre les objectifs de production.
En fin de compte, le remplissage par gravité offre un équilibre entre simplicité mécanique et répétabilité élevée pour les lignes de production à écoulement libre.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Remplissage volumétrique par gravité |
|---|---|
| Principe de fonctionnement | Gravité et distribution basée sur le temps |
| Compatibilité des liquides | Liquides fins, à écoulement libre et moussants |
| Source de pression | Pression de niveau constante du réservoir surélevé |
| Composants clés | Réservoir de stockage, capteurs de flotteur, vannes synchronisées |
| Avantages principaux | Faible maintenance, réduction de la mousse, économique |
| Idéal pour | Eau, sirops fins, huiles et solvants chimiques |
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