Brevet FR2004946A1 — publié le 19691205

i 2004946 ,La présente invention concerne des ensembles de vanne pour décharger un mélange de matières provenant d'un premier et d'un second récipients et des combinaisons de ces ensembles de vanne et de dispositifs de décharge sous pression adaptées pour emmagasi-5 ner deux matières différentes au moins, isolées l'une de l'autre, et pour décharger les matières simultanément et par intermittence par une sortie commune. On désire souvent décharger un produit qui provienne d'un mélange, au moment de la décharge, de deux ou davantage d'ingrédients 10 différents qui sont emmagasinés séparément l'un de l'autre de sorte que ces ingrédients conservent leurs propriétés effectives pendant un laps de temps indéfini pendant le stockage. Divers produits peuvent être ainsi utilement déchargés, un exemple étant constitué par une composition de produit de toilette en deux parties auto-15 chauffante destinée à être appliquée sur la peau humaine, une partie contenant un agent réducteur et l'autre contenant un agent oxydant réagissant avec l'agent réducteur pour libérer la chaleur. Ces appareils à décharge et leurs structures de vanne doivent, pour être produits en grande quantité, être conçus d'une façon qui en 20 réduise le prix de revient. L'ensemble de vanne doit assurer un dosage précis des deux ingrédients ou plus à mélanger et assurer un mélange ou un effet réciproques complets au moment de la décharge. L'ensemble doit être construit de façon que son fonctionnement soit fiable et sans danger. 25 On connaît un ensemble de vanœ destiné à décharger un mélange de matières provenant d'un premier et d'un second récipients, dans laquelle l'ensemble a une structure d'obus disposée à l'intérieur d'une structure de buse tubulaire, une de ces structures ayant des filetages hélicoïdaux formés suivant sa longueur pour délimiter un 30 passage d'écoulement entre les structures, l'ensemble, en outre, ayant une structure de vanne destinée à commander l'écoulement des matières provenant des récipients par le passage d'écoulement. De façon à améliorer le mélange des matières au moment de la décharge, il est prévu un ensemble de vanne de cette sorte 35 connue, selon l'invention, avec la particularité caractéristique que les' filetages hélicoïdaux formés suivant la longueur de ladite structure sont divisés en une section d'entrée à filetage hélicoïdal et une section de sortie à filetage hélicoïdal , les pas des sections filetées étant les mêmes, mais la section d'entrée 40 filetée ayant davantage de filets que la section de sortie filetée 69 09063 2 2004946 de sorte que les dimensions du passage cP écoulement entre les structures de buse et d'obus augmentent en direction de l'extrémité sortie. Une application particulièrement utile de l'invention consiste 5 en un ensemble de vanne d'un dispositif de décharge sous pression prévu pour distribuer une mousse à raser chaude. De façon que l'on puisse comprendre parfaitement l'invention un de ses modes de réalisation particulier sera maintenant décrit, en se référant aux dessins ci-joints» dans lesquels : 10 La Figure 1 est une vue en élévation, avec des parties découpées, d'un dispositif distributeur incorporant un ensemble de vanne construit selon la présente invention ; La Figure 2 est une vue en coupe agrandie de l'ensemble de vanne employé dans le dispositif de décharge représenté sur la 15 Figure 1 ; La Figure 3 est une vue en élévation d'un sous-ensemble des composants de la vanne employés dans l'ensemble de vanne représenté sur la Figure 2 ; La Figure 4 est une vue en coupé prise suivant la ligne 4-4 20 de la Figure 3 r La Figure 5 est une vue en coupe prise suivant la ligne 5-5 de la Figure 2 ; et La Figure 6 est une vue en élévation semblable à la Figure 1 représentant l'ensemble de vanne dans une position actionnée pour 25 décharger de la mousse à raser. Le dispositif de décharge représenté sur la Figure 1, comprend un récipient extérieur 10 qui comporte un élément paroi supérieure en aluminium 12 auquel est fixé un ensemble de vanne 14. Cet ensemble de vanne comprend un élément de logement vertical souple 30 tubulaire de buse et d'obus 20 de copolymëre de l'acrylate d'éthylène qui sert de logement à un obus 22. A l'extrémité inférieure de l'obus sont fixés un ressort 24 et un bouchon de vanne 26. L'extrémité inférieure de l'obus est logée dans un logement de vanne 28 moulé, dans un copolymère de l'éthylène. Un joint de 35 caoutchouc 30 est interposé entre une partie de bride 32 de la buse 20 et la surface supérieure annulaire 34 du logement 28. La paroi du récipient métallique /Comporte une bride annulaire horizontale s'étendant vers l'intérieur 36 à son extrémité supérieure qui recouvre une bride de buse 32 et une partie intermédiaire 38 40 qui est sertie vers l'intérieur sur la paroi annulaire du logement 69 09063 3 2004946 28 de telle sorte que le bord 34 du logement est introduit dans le joint 30 pour assurer un joint d'étanchéité à ce point et contre la bride de buse 32 renforcée par la bride supérieure 36. Sous cette forme, le logement 28, de même que le joint 30 et 5 l'obus 22 délimitent une chambre 40 qui est reliée au récipient extérieur 10 via l'orifice 42. Un second orifice 44 est formé dans la paroi inférieure 46 du logement et pendant depuis la paroi inférieure du logement se trouve une partie raccord 48 à laquelle est fixé un récipient intérieur 50. 10 Le récipient intérieur 50 est constitué d'une bouteille à parois souples cylindrique se supportant elle -même de poly-éthylène à faible densité à indice de fusion de 1,0. Le récipient 50 a une paroi principale d'une épaisseur de 0,635 mm et à sa paroi supérieure et ménagée une saillie annulaire 52 laquelle 15 délimite une ouverture. Une bride s'étendant radialement vers l'extérieur 54 et une arête s'étendant vers l'intérieur 56 sont prévues sur la saillie 52 de façon à délimiter une ouverture intérieure de 10,718 mm de diamètre et une surface de bride supérieure d'un diamètre extérieur de 16,256 mm. Le raccord 48 a une arête en 20 saillie radialement vers l'extérieur 58 de 11,938 mm de diamètre coopérant avec et un évidément annulaire au-dessus de l'arête 58 profond de 0,304 mm dans lequel se loge en faisant ressort une arête faisant saillie vers l'intérieur et coopérant avec 56* ménagée sur la bouteille 50. Une bride 60 de 16,256 mm de diamètre s'étend 25 radialement à partir de la paroi inférieure du logement et assure une butée correspondante de positionnement pour la surface supérieure de la bride de bouteille 54. L'orifice 44 a une section inférieure cylindrique d'entrée 64 de 1,587 mm de diamètre, une section de transition courbe conique 66 30 qui va en diminuant jusqu'à un diamètre de 0,355 mm et une section cylindrique 68, de 0,914 mm de diamètre. Au-dessus de la section 68 se trouve un siège conique de soupape 70, dont la surface est inclinée selon un angle de 45° et a une longueur axiale de O,635 mm, ee terminant par une arête annulaire. L'orifice 42 est délimité 35 par une section cylindrique d'entrée 72, de 1,473 mm de diamètre, une section conique de transition 74 et une section cylindrique 76, de 0,685 mm de diamètre. Le bouchon de vanne 26 est moulé dans une résine de polycarbonate et a une surface de vanne qui comprend un composant sphërique 40 central 80 de 1,981 mm de rayon et une surface conique 82 qui 69 09063 4 2004946 s'étend, selon un angle de 50°, d'un diamètre de 1,524 mm de la surface sphérique 80, à un diamètre de 3,048 mm. Formées sur le corps du bouchon de vanne 26 se trouvent une série de nervures guides 84 qui se terminent à une surface de siège de ressort 86 5 au-dessus de laquelle s'étend une saillie cylindrique 88 de 2,971 mm de diamètre. Le bouchon 26 est logé dans un évidement cylindrique formé par une paroi pendante 91 de l'obus moulé 22. A l'extrémité supérieure de 1'évidement 90 se trouve une saillie 92 (de 2,971 mm de diamè-10 tre) qui délimite un espace conique annulaire, dont la largeur minimale est de O,508 mm. Cet espace annulaire reçoit un ressort spirale en acier inoxydable 24 à spires de 0,457 mm de diamètre formé à un diamètre intérieur de 2,794 mm qui accouple à ressort le bouchon 26 à l'obus 22 de façon que ces trois composants puissent être 15 manipulés d'une seule pièce sous la forme indiquée sur la Figure 3. Au-dessus de la partie embase de l'obus 22 est formée une bride 100 de 8,712 mm de diamètre sur laquelle est formée une arête 102 qui définit un canal annulaire dë 0,381 mm de profondeur et de O,965 mm de largeur. Au-dessus de la bride 100 est formée 20 une section filetée longue de 20, 320 mm qui a une première section (d'entrée) 110 dans laquelle est formé un triple filetage au pas de 3,302 mm et une seconde section (de sortie) 112 dans laquelle est formé un seul et inique filetage 112 du même pas. Les gorges dans la partie à triple filetage 110 ont une profondeur de 0,381 mm 25 et une largeur de 0,508 mm ; et une section au diamètre de 5,613 mm. La section 112 a un diamètre de 4,495 mm concentrique à la section filetée 110, une profondeur de gorge de 0,914 mm et une largeur de gorge de 1,778 mm. La largeur de la portée de filet dans la section 112 estlde 1,524 mm. • 30 L'obus 22 s'adapte à l'intérieur de l'élément buse 20 qui comprend une section d'entrée 120 de 5,918 mm de diamètre et d'une longueur de 3,810 mm et une seconde section 122 de 4,597 mm de diamètre et d'une longueur de 16,256 mm. Les sections 120 et 122 sont reliées par une surface de raccordement de 45°. A l'extrémité 35 supérieure de la seconde section 122 sont formées quatre saillies triangulaires 124 qui délimitent un orifice dé décharge de forme cruciforme ayant quatre passages latéraux 126 de 1,270 mm dé largeur. Huit gorges s'étendant axialement 128 sont formées sur la " surface extérieure de la buse. 40 On verra que tous les composants peuvent être facilement 69 09063 5 2004946 moulés par l'application de technique de fabrication en grande série. Les deux sections filetées 110, 112 sur l'obus 22 sont coordonnées et ont le même pas de sorte que l'obus 22 peut être dévissé de son moule et aucun plan de joint n'est 3brmé sur cette section du 5 passage de décharge. Dans l'assemblage du dispositif de décharge# l'obus 22, le ressort 24 et la vanne 26 sont assemblés ensemble dans la position indiquée sur la Figure 3. Le joint 30 vient porter contre la bride 32 de la buse de décharge 20, l'ensemble d'obus est introduit dans 10 la buse de décharge dans la position indiquée sur la Figure 1, la partie supérieure du flacon métallique préformé 12 est glosée sur la buse de décharge, et le logement 28 vient ensuite prendre appui sur le joint 30. La partie supérieure du flacon métallique 12 est ensuite sertie au repère numérique 38 pour bloquer les pièces de 15 l'assemblage ensemble dans la position indiquée sur la Figure 2. Le récipient 50 est rempli avec son ingrédient, dans ce mode de réalisation particulier du pexoxyde d'hydrogène, la surface supérieure 54 du récipient intérieur 50 et la surface inférieure de là bride 60 du logement 28 sont portées par chauffage à l'état 20 de fusion ; et ensuite le récipient est placé brusquement sur la section raccord 48 de sorte que les parties de plastique fondu sont • en contact et forment un joint d'étanchéité avec un bourrelet 130. Cet ensemble est ensuite fixé à l'arête roulée 132 du récipient extérieur 10 dans lequel, dans ce mode de réalisation, est placée 25 une solution savonneuse et un agent réducteur (un joint moulé 134 -est porté par la paroi supérieure 12 assurant un joint d'étanchéité • quand le bourrelet 136 est serti sur l'arête du récipient 132), réalisant ainsi un récipient scellé. Un agent propulseur approprié engendrant une pression telle 30 qu'un alcane halogéné, un agent propulseur hydrocarboné tel que , , - ou bien de l'azote, le butane,/peuvent etre introduits dans le recipient extérieur dans la phase liquide avant que le récipient ne soit scellé ou, une fois que le récipient est scellé, sous pression dans la phase liquide par l'ensemble de vanne d'une façon qui force l'obus 35 22 à descendre dans une direction axiale en comprimant la poussée du ressort 24 pour ouvrir la vanne entre le joint 30 et le bourrelet 102. Dans cette dernière opération, l'agent propulseur s'écoule par le passage hélicoïdal et la chambre de vanne jusque dans l'autre récipient sans entrer dans le récipient intérieur Car le bouchon de 40 vanne 26 maintient fermé l'orifice 44 menant au récipient intérieur. 69 09063 2004946 Dans ce dispositif de décharge, la pression.de l'agent propulseur dans le récipient extérieur s1applique contre la paroi souple du récipient intérieur à l'ingrédient emmagasiné à l'intérieur. Comme la matière dont est faite la paroi du récipient intérieur est 5 • perméable à l'agent propulseur, l'agent propulseur traverse lentement la paroi du récipient intérieur de sorte qu'après un intervalle prédéterminé le récipient reprend sa forme cylindrique normale. Pour décharger un mélange des deux ingrédients, on renverse d'abord le flacon de façon que sa buse de décharge soit dirigée 10 vers le bas. Dans cette position le savon-agent réducteur contenu dans le récipient extérieur s'écoule par l'orifice 42 jusque dans la chambre 40 délimitée par le logement 28. Une force latérale, appliquée à la main sur la buse de décharge 20 comme on l'indique sur la Figure 6, la déplace angulairement et la fait pivoter autour 15 d'un axe défini par le bord 140 de la bride 36 de la paroi supérieure 12 comme on l'indique sur la Figure 6 tandis que la buse souple 20 est maintenue en position par l'obus rigide 22, la surface de la section filetée 110 en coopération avec le bord 140 définissant de façon précise un axe de pivotement. Un second mouvement généra-20 lement dans la direction axiale de l'obus se produit quand le joint 30 est complètement comprimé au repère numérique 142 de façon qu'un mouvement de pivotement supplémentaire de la buse 20 produit un certain mouvement axial de l'obus. Ce déplacement basculant de l'obus 22 dégage une partie du bourrelet de vanne 25 102 du joint 30, ouvrant de ce fait l'orifice séparant la chambre 40 et le passage de décharge hélicoïdal formé par les sections filetées 110, 112 sur l'obus et le logement d'obus 20. Ce même déplacement angulaire de l'obus fait osciller latéralement la section raccord qui porte le bouchon de vanne 26, et fait 30 glisser avec un mouvement de ressort ce bouchon de vanne sur l'arête à la partie supérieure du siège conique 70 pour ouvrir complètement l'orifice 44 vers le second récipient et libérer 1'oxydant du récipient intérieur 50 pour qu 'il s'écoule dans et par la chambre 40 et le passage de décharge hélicoïdal avec l'in-35 grédient provenant du récipient extérieur, La chambre 40 et le passage hélicoïdal formés par les sections filetées 110, 112 et la buse 20 permettent aux ingrédients de se mélanger et à la réaction chimique de se produire avant la décharge du mélange hors de la buse. L'orifice de décharge cruciforme formé par les saillies 40 124 convertit le mouvement tourbillonnant du mélange tel qu'il 69 09063 7 2004946 est produit par le passage hélicoïdal en un écoulement généralêraent axial de sorte que le mélange est déchargé dans un état stable -prêt à être*utilisé. 69 09063 8 2004946 REVENDICATIONS 1» Un ensemble de vanne pour commander la décharge sélective d'un mélange de matières provenant d'un premier et d'un second récipients, chaque récipient ayant un orifice de sortie,•comprenant 5 une structure ris buse tubulaire,. une structure d'obus disposée à 1® intérieur cls Isdite structure de buse afin de délimiter entra elles un passage d'écoulement» - une desdites structures avant d' de des sections/entrée et/sortie à filetage hélicoïdal formées suivant sa longueur, les pas desdites sections filetées étant 10 les mêmes et la section^entrée ayant davantage de filets que la section^sortie de telle sorte que les dimensions du passage d'écoulement entre la structure de buse et la structure d'obus augmente vers l'extrémité sortie» et une structure de vanne pour commander l'écoulement des matières provenant des récipients par 15 le passage d'écoulement délimité par les sections à filetage hélicoïdal entre ladite structure d'obus et ladite structure de buse en vue de la décharge. 2. Un ensemble de vanne selon la revendication 1, dans laquelle, la structure de conversion de l'écoulement est prévue à l'extrémité 20 décharge dudit passage d'écoulement pour convertir l'écoulement tourbillonnant de matières par ledit passage d'écoulement en écoulement généralement axial» 3. Un ensemble de vanne selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle lesdites sections à filetage hélicoïdal sont sur ladite 25 structure d'obus, ladite section d'entrée filetée ayant un diamètre extérieur supérieur à celui de ladite section de. sortie filetée, et dans laquelle ladite structure-d'obus et ladite structure de vanne comprennent un élément de vanne: annulaire formé sur ladite structure d'obus au-dessous desdites sections filetées. 30 4. Un ensemble de vanne selon les revendications 1 ou 2 ou 3, dans laquelle ladite structure de- buse est relativement souple et ladite structure d'obus est relativement rigide, un moyen comprenant ladite structure de buse définissant un pivot autour duquel se déplace ladite structure d'obus, sous l'effet de la pression laté-35 raie appliquée à ladite structure de buse; pour ouvrir ledit ensemble de vanne afin de permettre aux ingrédients emmagasinés dans lesdits récipients de s'écouler jusque dans ledit passage d'écoulement. 5. Un ensemble de vanne selon la revendication 4, dans laquelle 40 ladite section d'entrée filetée est en contact et coopère avec le 69 09063 9 2004946 moyen définissant un pivot dans un mouvement d'ouverture de vanne. 6. Un dispositif de décharge sous pression adapté pour emmagasiner au moins deux matières différentes, isolées l'une de l'autre, et pour décharger lesdites matières simultanément et par intermitten-5 ce par une sortie commune, comportant : un récipient intérieur adapté pour emmagasiner une première matière ; et un récipient extérieur adapté pour emmagasiner une seconde matière et un agent propulseur, et dans la paroi duquel est pratiquée une ouverture dans laquelle est fixée de façon étanche un ensemble de vanne de décharge, ledit 10 ensemble de vanne de décharge comportant une structure de buse tubulaire, une structure d'obus disposée à l'intérieur de ladite structure de buse, une desdites structures ayant des sections d'entrée et de sortie à filetage hélicoïdal formées suivant sa longueur, les pas desdites sections filetées étant les mêmes et la section d'en âô 15 trée ayant davantage de filets que la section^sortie de sorte que les dimensions du passage d'écoulement entre la structure de buse et la structure d'obus augmentent en direction de l'extrémité sortie de ladite structure de buse, et une structure de vanne pour commander l'écoulement des matières, provenant des récipients, par le pas-20 sage d'écoulement défini par les sections à filetage hélicoïdal, ladite structure de vanne comportant une vanne principale pour commander l'écoulement d'un mélange desdites matières par ledit passage d'écoulement entre ladite structure d'obus et ladite structure de buse, un logement de vanne est disposé à l'intérieur dudit 25 récipient extérieur en définissant une chambre à l'intérieur de la partie inférieure dudit ensemble de vanne de décharge et ledit récipient intérieur est fixé de façon étanche à sa partie extrémité inférieure, ledit logement de vanne ayant dans sa partie inférieure une partie paroi définissant un orifice qui communique avec 30 l'intérieur dudit récipient intérieur, et dans ledit logement une vanne secondaire adaptée pour rester fermée et ainsi obturer ledit orifice quand ledit récipient intérieur contient une matière sous pression sauf quand ladite vanne principale est ouverte, ledit logement ayant une autre partie paroi délimitant un passage destiné 35 à faire communiquer ledit récipient extérieur et ledit ensemble de vanné,l'intérieur des récipients intérieur et extérieur communi-| quant avec ledit passage d'écoulement entre ladite structure: d'obus ' et ladite structure de buse quand ledit ensemble de vanne de jdéchar-, ge est ouvert. 4 ^ 40 7. Un dispositif de décharge selon la revendication 6, dans?- 69 09063 10 2004946 laquelle une structure de conversion d'écoulement est prévue à l'extrémité décharge dudit passage d'écoulement pour convertir l'écoulement tourbillonnant de matièrespar ledit passage d'écoulement en écoulement généralement axial. 5 S. Un dispositif de décharge selon les revendications 6 ou 7, dans lequel lesdites sections à filetage hélicoïdal se trouvent sur ladite structure d'obus, ladite séction d'entrée filetée ayant un diamètre extérieur supérieur à celui de ladite section filetée de sortie, et dans lequel ladite structure d'obus et ladite 10 structure de vanne comportent un élément de vanne annulaire formé sur ladite structure d'obus au-dessous desdites sections filetées. 9. Un dispositif de décharge selon la revendication 7, dans lequel ladite structure de conversion d'écoulement se trouve sur ladite structure de buse. 15 10. Un dispositif de décharge selon les revendications 6,7,8 ou 9, dans lequel ladite structure de buse est relativement souple et ladite structure d'obus relativement rigide, un moyen comportant ladite structure de buse définissant un pivot autour duquel se déplace ladite structure d'obus, sous l'effet de la pression latérale 20 appliquée à ladite structure de buse, pour ouvrir ledit ensemble de vanne afin de permettre aux ingrédients emmagasinés dans lesdits récipients de s'écouler jusque dans ledit passage d'écoulement. 11. Un dispositif de décharge selon la revendication 10, dans lequel ladite section d'entrée filetée est en contact et coopère 25 avec le moyen définissant un pivot dans un mouvement d'ouverture de vanne.