Brevet FR2382598A1 — publié le 19780929

L'objet de l'invention est une pompe à réserve de pression (pour la pulvérisation de liquides sensiblement exempts de particules solides ou de liquides ayant MK suspension des particules à l'étant micronisé) caractérisée par l'association dans un ensemble monobloc d'une pompe péristaltique et d'un réservoir accumulateur mécanique de pression La pompe pulvérisatrice permet la décharge à volonté d'une certaine quantité de liquide, par exemple sous forme nébulisée, à partir d'un réservoir expansible sous pression. Dans la technique actuelle la propulsion de liquides sous forme aérosol est en général obtenue par leur mise sous pression à l'avide de propulseurs tels que certains fréon, du CO2, du protoxyde d'azote ou des hydrocarbures légers comme le propane ou le butane. Cette technique nécessite des récipients relativement résistants à la pression. Meme en tenant compte des surpressions inévitables doles aux écarts de température, le risque d'explosa on en cas d'échauffement accidentel ne peut pas etre exclu. En outre dans le cadre de la lutte antipollution, les propulseurs usuels ne sont pas à l'abri de critiques. Des systèmes mécaniques de propulsion à l'aide de pompes actionnées par le doigt, ont été proposés pour supprimer les inconvénients des dispositifs à gaz propulseurs. Ces systèmes de pompe ont cependant le défaut de ne pas permettre une mise en pression suffisante pour obtenir une propulsion des liquides comparable à celle des propulseurs gazeux. En outre la quantité de liquide pulvérisé reste faible, même si on actionne plusieurs fois le bouton d'action de la pompe. De toute manière ce mouvement devient rapidèment pénible, surtout s'il se combine avec l'obligation de diriger avec une certaine précision le jet pulvérisé. La présente invention consiste essentiellement dans l'association de deux dispositifs - une pompe péristaltique d'une part et un accumulateur de pression d'autre part. La pompe péristaltique dans sa réalisation classique est constituée par un tube en matériau plastique élastique, caoutchouc, chlorure de polyvinyle, élastomère, que l'on écrase entre une surface dure fixe et un rouleau qui se déplace parallèlement dans le sens de la longueur du tube. L'index liquide aspiré pr ltélasticité propre du tube est poussé en avant par le rouleau ou galet. Ce mouvement se répète avec périodicité suivant les montages utilisés. (Ce genre de pompe est particulièrement connu dans les automates pour analyse. L'accumulateur de pression est en général constitué par un volume creux dans lequel on introduit un liquide refoulé par une pompe. Le liquide comprime l'air du volume creux jusqu'à une valeur que l'on peut choisir à volonté et maintenir aussi longtemps qu'on le désire grâce à un clapet. La pression d'air obtenue permet ensuite de repousser le liquide suivant les besoins en l'absence de toute pompe mécanique. "Le liquide refoulé par la pompe peut également remplir un réservoir expansible en comprimant un ressort, qui permettra ensuite de repousser le liquide. Cette solution est celle adoptée de préférence. L'objet de la présente invention comprend donc une pompe péristaltique comme moyen de compression et un accumulateur de pression sous forme d'un réservoir expansible repoussé par un ressort. La description de l'invention se fera à l'aide des dessins schématiques suivants, donnés à titre d'illustration pour faire comprendre le montage et le fonctionnement du dispositif. La Figure I est une représentation globale de l'ensemble du dispositif pompe et accumulateur de pression. La Figure 2 représente en plan le canal qui sert de tube de compression avec les galets de compression, les orifices d'aspiration et de refoulement. La Figure 3 est une vue en coupe de ce canal à un point particulier du montage. La description est divisée en deux parties, l'une pour la pompe, l'autre pour l'accumulateur de pression. I. Pompe péristaltique Elle est représentée dans la partie A, au-dessus des traits une iart 4 ure 1. Elle comprend un bloc cylindrique I, en métal ou de préférence en matière plastique rigide (PVC ou polystyrène). La partie supérieure du bloc 1, se termine par une partie cylindrique a, de diamètre plus petit, mais de meme axe que le cylindre 1. Cette partie a, constitue l'axe de rotation du disque mobile 7, elle laisse le passage en son centre au tube de décharge 15. Sur l'anneau circulaire compris entre le cylindre a, et le bord du cylindre l, et suivant une circonférence de mme centre que celui du bloc 1, (et par conséquent du cylindre a,) est creusé un canal 2, dont la coupe transversale représente sensiblement un demi cercle. Ce canal 2, ne fait pas entièrement le tour de la circonférence. Il est interrompu par une partie en réserve b, visible sur la Figure 3. Le canal 2, se termine donc d'un coté de la réserve par une chute abrupte et de l'autre par un plan incliné, visible sur la Figure 3, et représenté en hachures fines sur la Figure 2. Les canalisations d'aspiration 3,et de refoulement 4, débouchent respectivement par rapport à la réserve b, à la base coté abrupt et au sommet du plan incliné de cette réserve, comme représenté en Figure 3. A noter que pour faciliter la représentation graphique ces deux canalisations paraissent en position diamétralement opposée sur la Figure 1. En réalité elles se trouvent l'une près de l'autre, simplement séparées par la réserve b, tel qu'on peut le voir sur les Figures 2, et 3. Au dessus du canal circulaire interrompu 2, se trouve une membrane plane 5, en matériau élastique tel que caoutchouc ou élastomère. Ce matériau élastique doit posséder du "nerf", c'est à-dire, revenir rapidement à sa forme plane initiale quand on cesse de lui imposer une déformation. Cette membrane est collée ou soudée à la surface du bloc 1, portant le canal, de sorte que celui-ci se présente en coupe comme un tube sensiblement semi circulaire, fermé au niveau de la réserve b. Par dessus la membrane sont disposés les galets 6, disques de petit diamètre, dont les bords ont une forme arrondie epousant celle du canal 2. L'arrondi a un diamètre inférieur à celui du canal, pour tenir compte de l'épaisseur de la membrane Ces galets 6, sont maintenus dans des évidements disposés dans le disque mobile 7, suivant une circonférence parallèle à celle du canal 2. Ce disque mobile 7, en forme de couronne tourne autour de l'axe constitué par la partie cylindrique a, du bloc 1. Au dessus du disque 7, et des galets 6, est disposée une plaque d'appui 8, enfoncée à force ou soudée sur le cylindre a, de manière inamovible. Cette plaque d'appui 8, porte un sillon circulaire 9, symétriquement parallèle au canal 2, et a l'emplacement des évidements du disque mobile 7. Cette plaque 8, maintient en pression les galets 6, de manière que ceux-ci écrasent la membrane élastique 5, à l'intérieur du canal 2, tout en guidant ces galets 6, dans leur piste circulaire. Dans le sillon circulaire 9, de la plaque 8, est prévu un évidement rigoureusement conforme et parallèle à la réserve b, du canal 2. La hauteur de cet évidement est égale au diamètre des galets 6, plus l'épaisseur de la membrane 5. Cette disposition est schématisée sur la Figure 3. II. Accumulateur de pression Il est représenté dans la partie B, au dessous des traits en tirets de la Figure 1. L'accumulateur de pression est constitué par un soufflet accordéon 10, en plastique semi rigide (polyéthylène) logé dans une cavité 16, creusée ou moulée dans le bloc I. L'axe de cette cavité cylindrique 16, est légèrement désaxé par rapport à l'axe du bloc 1, tel que cela apparaît par la circonférence tracée en pointillé sur la Figure 2. De ce fait le bord de la cavité 16, passe au niveau de la réserve b, et tout le long du bloc 1, entre la tubulure d'aspiration 3, et la tubulure de refoulement 4. Cette disposition permet d'avoir des perçages rectilignes pour les tubulures 3, et 4, qui sont raccordées respectivement au soufflet accordéon 10, et au réservoir principal du récipient contenant le liquide à disperser. Il est évident qu'un perçage oblique de la tubulure 3, permettrait le centrage complet de la cavité cylindrique 16, mais la réalisation serait plus difficile. À l'intérieur de la cavité 16, et au dessous du soufflet 10, se trouve un ressort 11, qui permet d'obtenir une pression assez élevée et constante. Le fond rigide du soufflet 10, porte en son centre une tige terminée par un disque clapet 12, qui vient obturer de façon hermétique la tubulure 15, par où est éjecté le liquide sous pression. Ce clapet permet un arrêt brutal de l'éjection du liquide et évite le phénomène désagréable de gouttage. En outre la longueur de ce clapet 12, est telle que l'arrêt d'éjection se produit au moment où le ressort possède encore toute sa puissance, contribuant ainsi à ltélimination du phénomène indiqué plus haut. Une autre réalisation de ce dispositif de clapet combiné avec un limitateur de course du ressort consiste à remplacer la tige par un cane tronqué vers le haut et partant de la base du soufflet. Cette réalisation permet un meilleur centrage. La cavité 16, comporte des évents 13, et 14, munis de clapet, qui font communiquer l'intérieur respectivement avec l'atmosphère extérieure et avec l'intérieur du réservoir contenant le liquide à disperser. Fonctionnement a) Fonctionnement de la pompe Par rotation du disque ou couronne circulaire 7, on entraine les galets 6, qui écrasent la membrane 5, à l'intérieur du canal 2. Cette rotation s'effectue dans le sens de la flèche indiquée sur la Figure 2. Elle peut se faire d'une manière continue, étant donné que les galets 6c, et 6d, peuvent franchir la réserve b, grâce à l'évidement symétrique prévu dans la plaque 8, leur liberté de mouvement dans le disque d'entraînement 7, et le plan incliné ménagé dans le canal 2. La rotation inverse peut difficilement se produire, le côté de la réserve b, cté aspiration (tubulure 3,) étant abrupt. Dans ces conditions le galet 6c, ayant franchi la réserve b, la membrane élastique reprend sa position normale, au fur et à mesure de la progression du galet en aspirant le liquide par la tubulure 3. La rotation se poursuivant le galet 6d, vient à son tour provoquer l'aspiration. I1 se forme donc un segment circulaire liquide entre les galets 6c, et 6d. Quand le galet 6d, franchit la réserve b, ce segment liquide est comprimé entre le galet 6c, et la réserve b, ce qui l'oblige à refouler dans la tubulure 4, à l'intérieur du soufflet accordéon 10, en comprimant le ressort 11. Par une rotation continue on obtient ainsi une succession d'aspiration et de refoulement, qui assure le remplissage et la mise en pression du soufflet. I1 est inutile d'avoir des clapets au niveau du soufflet 10, les galets jouant le ralle de soupape anti retour. Pour simplifier la description, il est indiqué une réalisation avec deux galets seulement. En réalité, pour obtenir un meilleur équilibrage mécanique, il est avantageux de disposer d'un nombre de galets supérieur à deux, soit trois ou de préférence quatre. Le liquide comprimé dans le soufflet accordéon 10, restera en pression jusqu'au moment de l'utilisation, retenu uniquement par la valve (non représentée) fixée sur le tube de décharge 15. I1 est ainsi possible d'obtenir une pulvérisation sensiblement analogue à celle donnée par un système classique à propulseur. Les clapets 13, et 14, assurent d'une manière connue ltéquilibrage des pressions entre l'atmosphère, la cavité 16, et le réservoir du récipient, en évitant la création de vide à l'intérieur de ce dernier. La fabrication de l'ensemble décrit, à titre d'exemple non limitatif, peut etre automatisée facilement, les assemblages se faisant par empilage successif des pièces suivant une même direction. I1 est possible d'obtenir une étanchéité complète du système, du fait de l'absence de pistons de compression, qu'il est difficile d'ajuster avec la précision requise, et qui sont tributaires des variations doies aux déformations des matériaux. REVENDICATIONS 1. L'invention concerne une pompe à réserve de pression pour la pulvérisation de liquides, caractérisée par l'association dans un ensemble monobloc d'une pompe péristaltique et d'un réservoir accumulateur mécanique de pression. 2. Suivant revendication 1, la pompe péristaltique est caractérisée par le fait que le corps de pompe est constitué par un élément creux de forme semi torique comprenant un canal sensiblement semi circulaire, recouvert d'une membrane élastique, creusé ou de préférence moulé dans le corps de l'ensemble monobloc. 3. Suivant revendications 1 et 2, la pompe péristaltique est caractérisée par le fait que l'élément jouant le rôle de piston est formé de billes ou de galets mobiles, dont le.-déplacement provoque la déformation, l'enfoncement de la membrane élastique à l'intérieur du canal semi torique, l'aspiration et la mise en pression du liquide. 4. Suivant revendications 1 à 3, le nombre de billes ou galets de la pompe péristaltique est compris entre 1 et 6, mais de préférence 3 et 4. 5. Suivant revendication 1, le réservoir accumulateur de pression est caractérisé par le fait qutil est constitué par une poche en forme de soufflet accordéon en matière plastique élastique, semi rigide et de préférence en polyéthylène. 6. Suivant revendications 1 et 5, le réservoir accumulateur de pre-ssion est caractérisé par le fait que le soufflet accordéon est refoulé par un ressort. 7. Suivant revendications 1, 5 et 6, le réservoir accumulateur de pression est caractérisé par la présence à l'intérieur du soufflet accordéon d'une tige ou d'un cne tronque au sommet, formant arrêt de distribution de fluide sous pression et limitateur de détente du ressort. 8. Suivant revendications de 1 à 7, l'ensemble pompe et réservoir accumulateur de pression est caractérisé par l'absence de soupapes ou clapets, pour l'obtention de la mise en pression et le maintien de cette pression. 9. Pulvérisateur atomiseur de liquide muni de la pompe à réserve de pression.