Brevet FR2423654A1 — publié le 19791116

L'invention concerne une pompe perfectionnée contenant un dispositif à clapet et pouvant décharger un fluide d'un récipient sous une forme atomisée, sensiblement sans "crachement" ou formation de "jets". La pompe selon l'invention peut être utilisée avec divers types de récipients. Elle établit, en fonctionnement normal, une pression minimale prédéterminée avant la décharge du fluide, de manière à rendre plus sûre et plus efficace l'atomisation ou la dispersion des particules du fluide déchargé ou distribué. La pompe selon l'invention comporte un nombre relativement faible de pièces qui peuvent être moulées dans des matières plastiques convenables et qui peuvent être assemblées à un coût relativement faible. A cet égard, le coût constitue un critère particulièrement important d'une pompe de ce type, car l'utilisateur jette l'ensemble du récipient et de la pompe après que le contenu du récipient a été épuisé. Par conséquent, la pompe doit être peu coûteuse. La pompe selon l'invention comporte également des éléments assurant la ventilation de l'intérieur du récipient auquel cette pompe est associée. La pompe selon l'invention comporte donc un assemblage d'éléments qui coopèrent les uns avec les autres pour décharger et distribuer convenablement le contenu d'un récipient. Cette pompe comporte un corps pouvant coopérer avec la partie supérieure d'un récipient présentant une ouverture de sortie et de distribution. Ce corps présente une chambre intérieure qui communique avec l'ouverture de sortie. Un conduit ou tube, qui communique avec cette chambre, est placé de manière à pouvoir conduire un fluide d'un réservoir, placé dans le récipient, vers la chambre. Une jupe ou un diaphragme souple est place entre le réservoir et la chambre et présente une ouverture qui constitue une partie du trajet compris entre le conduit ou tube et ladite chambre. Certaines parties de la jupe ou du diaphragme forment un siège avec lequel coopère une bille ou tout autre organe convenable afin de ne permettre l'écoulement du fluide sensiblement que dans un seul sens dans l'ouverture du diaphragme.Un autre clapet comprend une partie supérieure du diaphragme qui assume la fonction d'un organe d'obturation commandant l'écoulement du fluide dans l'ouverture de sortie et de distribution. Cet organe d'obturation ferme initialement ltouver- ture de sortie et il peut être déplacé entre une position de fermeture et une position de dégagement. Un dispositif de manoeuvre permet de comprimer le contenu de la chambre de manière que le diaphragme, sous l'effet de la pression ainsi établie dans la chambre, se déplace d'une manière prédéterminée uniquement lorsque la pression de la chambre atteint une amplitude prédéterminée. A ce moment, l'ouverture de distribution est dégagée et le fluide est-distribué. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective de la pompe selon l'invention et du récipient associé la figure 2 est-une coupe partielle, à échelle agrandie et suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant la pompe selon l'invention dans sa position de fin de course d'aspirations immédiatement après la distribution du fluide ; la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; et la figure 4 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 2, montrant la pompe selon l'invention pendant une coursedecompression au cours de laquelle le fluide est distribué. La figure 1 représente la pompe 10 d'atomisation selon l'invention en perspective par le dessus et dans son association à un récipient C. Il convient dès à présent de noter que le type de récipient auquel la pompe 10 est associée peut présenter diverses formes, dimensions, configurations structurelles et capacités. L'un des avantages principaux de la pompe lo selon l'invention est son aptitude à être utilisée avec l'un quelconque d'un certain nombre de types différents de récipients contenant un fluide à distribuer. La pompe 10 comprend un corps 11 qui présente une extrémité inférieure 12 et une extrémité supérieure 13 Deux parois annulaires 14 et 15, à peu près concentriques, sont ra lisées d'une seule pièce avec un élément du corps ls par exem ple par moulage par injection. L'espace annulaire compris entre les parois 14 et 15 loge un ressort hélicoïdal 16 qui peut assumer la fonction d'un ressort de compression, comme décrit plus en détail ci-après. La figure 2 montre le ressort 16 à l'étant relativement relâché et disposé entre un rebord intérieur 17 présentant une surface annulaire comprise entre les extrémités inférieures de la surface intérieure de la paroi extérieure 15 et de la surface extérieure de la paroi 14.Le ressort 16 s'relève du rebord 17 jusqu'à un point où il porte contre un rebord intérieur 18 d'un bouton 19. L'utilisateur de la pompe peut exercer une pression du doigt sur la surface supérieure 20 de ce bouton 19. Avant de décrire plus en détail le corps Il de la pompe, il convient de noter que le bouton 19 comporte une paroi extérieure 21 qui redescend du rebord 18 et qui est située à une certaine distance d'une tige ou d'un plongeur intérieur 22 situé à peu près au centre de l'espace délimité par cette paroi 21. Il convient de noter que la largeur de l'espace annulaire compris entre la paroi 21 et le plongeur intérieur 22 correspond à la largeur du rebord annulaire 18. La paroi extérieure 21 du bouton 19 comporte à son extrémité inférieure 23 un bourrelet intérieur 24 qui forme un anneau sur la surface intérieure de la paroi 21, à proximité de son extrémité inférieure 23. La paroi 15 du corps Il comporte un bourrelet annulaire extérieur 25 proche de l'ex- trémité supérieure 26 de cette paroi. En cours d'utilisation, l'entrée en contact des bourrelets 24 et 25 maintient le bouton19 monté sur l'extrémité supérieure de la paroi 15 du corps Il et autour de cette paroi 15. Comme montré sur les figures 1 et 4 la paroi 15 masque le ressort 16, de sorte que l'aspect extérieur de la pompe lo est plaisant. La tige centrale et in extérieure 22 du bouton 19 comporte à son extrémité inférieure une paroi 27 qui est légèrement évasée, qui s'amincit vers le bas et qui délimite un évidement 28. Lorsque la pompe est assemblée, cette paroi évasée 27 est en contact avec la surface intérieure de la paroi 14 du corps 11, de manière à former avec ce dernier un ensemble analogue à un groupe à piston et cylindre. La pression exercée par la paroi évasée 27 contre la surface intérieure de la paroi 14 est suffisante pour assurer sensiblement l'étanchéité aux fluides entre ces deux éléments. Lorsque l'utilisateur exerce une certaine pression avec un doigt sur la surface supérieure 20 du bouton 19, ce dernier descend contre la force de compression, orientée vers le haut, du ressort hélicoïdal 16, jusqu'à ce que le bouton atteigne sa position limite définie par l'entrée en contact de l'extrémité inférieure 23 dudit bouton 19 et d'un rebord 29 orienté vers le haut et constituant le fond d'une gorge annulaire réalisée dans la surface 30 d'un épaulement du corps 11 sur le pourtour de la paroi 15 orientée vers le haut. La force de compression du ressort 16, résultant de la descente du bouton 19, ramène ce dernier à sa position normale (figure 2) lorsque l'utilisateur retire son doigt du bouton. Le corps 11, comme montré sur les figures 2 et 4, comporte une chambre intérieure 31 qui est au moins partiellement délimitée par une paroi intérieure 32 ,elle-même présentant un orifice 33 de distribution et de sortie. Cet orifice 33 communique avec une ouverture 34 de sortie ou de distribution qui,elle-même ,communique avec une ouverture élargie 35 dans laquelle une buse 36 d'atomisation est placée. Dans une forme préférée de réalisation selon l'invention, la buse 36 d'atomisation est simplement introduite dans l'ouverture 35 lors de l'assemblage de la pompe i0 et elle y est maintenue en place par frottement. La chambre intérieure 31 communique avec une chambre fluide 37 délimitée au moins partiellement par un évidement 28 et l'espace situé à l'intérieur de la paroi 14 et au-dessous de la tige intérieure 22. Les chambres à fluide 31 et 37 communiquent l'une avec l'autre par des orifices 38 qui traversent une cloison horizontale 39 du corps 11. Les orifices 38 sont suffisamment grands pour permettre l'écoulement du fluide dans des conditions d'utilisation décrites plus en détail ci-après. Il convient de noter que les expressions ensemble et "sous-ensemble" ne désignent pas nécessairement des assenblages de plusieurs pièces. Comme indiqué précédemment, la pom pe selon l'invention est conçue de manière à être relativement peu coûteuse et à pouvoir être mise au rebut par l'utilisateur après que le contenu du récipient a été épuisé. Par conséquent, le terme "ensemble" utilisé dans le présent mémoire peut désigner une pièce unique moulée par injection ou un assemblage de pièces moulées et coopérant les unes avec les autres. Le corps 11 présente un filetage femelle ou interne 40 qui est compris entre un épaulement intérieur 41 de ce corps et une ouverture 42 de réception, à surface relativement lisse, délimitée par une paroi sensiblement cylindrique 43, orientée vers le bas. Les filets 40 ont une configuration prédéterminée de manière à pouvoir s'associer et à coopérer avec les filets extérieurs 44 d'un collet supérieur 45 du récipient C. Le diamètre intérieur de la paroi 43 est tel qu'un jeu 46 est ménagé entre cette paroi 43 et le collet 45 du récipient C afin de permettre une introduction relativement aisée du collet du récipient dans le corps 11 de la pompe 10. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4 à titre d'exemple, les bords annulaires intérieurs de l'extre- mité inférieure 12 entrent en contact avec le collet du récipient C de manière à former une ligne de support qui stabilise davantage l'ensemble de la pompe sur le récipient. Le corps Il présente également une configuration intérieure facilitant la mise en place des différentes pièces de la pompe selon l'invention. En particulier, la paroi intérieure 32, décrite précédemment et délimitant la chambre 31 à fluide, rejoint des surfaces tronconiques ou divergentes 47 qui/elles-memes,sont comprises entre cette paroi 32 et une surface sensiblement verticale et cylindrique 48 qui constitue la limite intérieure d'une lèvre 49 de retenue orientée vers le bas et dont l'extrémité inférieure présente une surface 50 d'appui. Ainsi, la surface 48 fait saillie vers le bas de la surface tronconique 47 jusqu'à un bord où cette surface 48 rejoint la surface 50 d'appui. Le profil en section droite de la lèvre 49 de retenue est sensiblement en Lt de manière que cette lèvre forme un rebord 51 orienté à peu près horizontalement et situé sur le pourtour de la lèvre 49. Le corps 11 loge et maintient un ensemble 51 de retenue qui comprend une partie sensiblement centrale 52 de laquelle fait saillie vers le bas un support tubulaire cylindrique 53 réalisé d'une seule pièce avec cette partie 52. Ce support 53 présente une ouverture tubulaire 54. La partie centrale 52 présente également un orifice 55 d'entrez qui communique avec l'ouverture tubulaire 54. Comme représenté sur les figures 2 et 4 > le support 53 et son ouverture tubulaire 54 logent et maintiennent un tube plongeur 56 qui descend de l'orifice 55 dtentrée dans le récipient C jusqu'à un point tel que son extrémité opposée soit située nettement au-dessous du niveau du fluide que le récipient C contient normalement. Le contact à frottement entre la paroi extérieure du tube plongeur 56 et la surface du support 53 présentant l'ouver- ture 54 est tel qu'une étanchéité aux fluides est sensiblement obtenue. L'ensemble 51 de retenue s'étend vers l'extérieur de sa partie centrale 52 jusqu'à une paroi annulaire 57 de retenue orientée vers le aut. Cette paroi 57 comporte une lèvre 58 de retenue qui, lors de l'introduction de l'ensemble 51 dans le corps 11 jusqu'à la position montrée sur la figure 4, s'enclenche avec le rebord de la lèvre 49a de retenue et est maintenue par ce rebord. Les surfaces inclinées 59 de la paroi 57 permettent une introduction relativement aisée de l'ensemble 51 dans le corps Il en provoquant à la fois une flexion de la paroi 57 de retenue vers l'extérieur et une flexion de la lèvre 49 de retenue vers l'intérieur lors du montage de l'ensemble 51 dans le corps. L'ensemble 51 de retenue comporte également une paroi annulaire extérieure et sensiblement cylindrique 60 d'étanchéité et d'évent, espacée de la paroi 57 de retenue et relativement mince et flexible. Dans la position d'assemblage montrée sur la figure 4, par exemple, la paroi 60 recouvre un orifice 61 d'évent qui traverse la paroi 53. Les forces de rappel apparaissant dans la paroi 60d'étanckéité tendent nor- malement à provoquer le recouvrement de orifice 61 d évent par cette paroi 60, sauf dans les conditions predétermnnyes indiquées ci-après. La hauteur de la paroi 60 de fermeture de l'orifice d'évent est telle que sa surface supérieure 62 n'entre pas en contact avec la surface intérieure du corps, de manière qu'un espace 63 d'évent reste entre ces surfaces. En outre, la partie reliant la paroi 60 et la paroi 57 de retenue présente plusieurs trous 64 qui communiquent avec l'espace 63 d'évent et avec l'intérieur du récipient C, autour du tube plongeur 56 et au-dessus du niveau du fluide contenu dans ce récipient. La surface supérieure de la partie centrale 52 de l'ensemble de retenue comporte un bossage central 65 qui est relativement plus élevé qu'un rebord annulaire 66 l'entourant. Un autre élément de la pompe 10 représentée sur les figures 1 à 4 est un ensemble 67 à diaphragme qui comporte un moyeu central 68 traversé par un trou 69. Ce moyeu 68 présente une surface supérieure tronconique 70 qui constitue un siège contre lequel une bille sphérique 71 peut porter de manière à former un clapet qui ne permet sensiblement qu'un écoulement du fluide vers le haut dans le trou 69 de l'ensemble 67 à diaphragme lorsqu'il est assemblé. Une jupe 72, sensiblement tronconique et à paroi relativement mince, s'étend vers l'extérieur du moyeu central 68 avec lequel elle est réalisée d'une seule pièce et aboutit à une paroi sensiblement verticale et cylindrique 73. Cette dernière part de la jupe 72 vers le bas et aboutit à un rebord extérieur 74 qui présente une surface supérieure 75 et une surface inférieure 76. Le moyeu central 68 s'élève d'une surface inférieure 77 d'appui, qui entoure immédiatement le trou 69, jusqu'à une paroi conique et évasée 78. Le bord extérieur de cette paroi conique ou effilée 78 porte contre la surface intérieure de la paroi 32 avec laquelle elle réalise un joint à peu près étanche aux fluides. Dans la position normale de repos représentée sur la figure 2, la paroi 78 du clapet recouvre et obture l'orifice 33 de sortie. Cette paroi 78 peut se déplacer le long de la surface intérieure de la paroi 32, ainsi qu'il apparaît. Lorsqu'il est assemblés l'ensemble 67 à diaphragme est maintenu entre l'ensemble 51 de retenue et les parties intérieures du corps 11. En particulier, le rebord 74 est serré entre la surface 50 d'appui présentée par la lèvre 49 de retenue et portant contre la surface supérieure 75, et le rebord annulaire 66 de l'ensemble 51 de retenue qui porte contre la surface inférieure 76 du rebord 74. Ce serrage assure l'étant chéité aux fluides entre les surfaces d'appui, et l'emboîte- ment étroit du moyeu central 68 et de la paroi 78 dans la chambre 31 à fluide empêche tout mouvement transversal. La jupe 72 du diaphragme 67 est flexible ou peut se déplacer entre des positions extrêmes. La flexion de cette jupe du diaphragme 67 se produit d'une manière relativement brusque ou rapide. Lorsqu'unie force minimale prédéterminée est exercée vers le bas sur la surface supérieure du moyeu central 68 du diaphragme 67, la jupe 72 fléchit brusquement vers le-bas jusqu'à la position dans laquelle elle est repré- sentée sur la figure 4. Ce mouvement vers le bas est limité par l'entrée en contact de la surface d'appui 77 avec le bossage central 65 de l'ensemble 51 de retenue.Ce mouvement brusque provoque un mouvement correspondant vers le bas de la paroi effilée 78 le long de la paroi intérieure 32, jus qu'à un point où l'orifice 33 de sortie n'est plus recouvert par la paroi 78 et communique donc avec les chambres intérieures 31 et 37 à fluide. Lorsque la force ourla pression exercée vers le-bas sur le moyeu central 68 du diaphragme 67 est diminuée de manière à atteindre une amplitude inférieure à l'amplitude prédéterminée, la mémoire élastique du diaphragme 67 et de sa jupe 72 provoque un mouvement brusque et opposé au précédent, suivant lequel la jupe tronconique 72 revient automatiquement à sa position normale et ramène ainsi la paroi 78 à sa position initiale de fermeture, au-dessus de l'ori- fice 33 de sortie. En cours de fonctionnement ou d'utilisation, l'utilisateur exerce à l'aide de son index une certaine pre- sion sur la surface supérieure 20 du bouton 19 afin de astre descendre ce dernier dans le sens indiqué par 1a flèche 89 sur la figure 4. Cette pression de l'index provoque la deso cente du bouton contre la force du ressort hélicoïdal 16 de compression qui est orientée vers le haut et contre les forces du fluide comprimé dans les chambres 31 et 32. Cette pression du fluide résulte de l'application étanche de la bille 71 contre son siège 70 ainsi que du recouvrement ou de l'obturation de l'orifice 33 de sortie par la paroi 78 du clapet. Lorsqu'une pression minimale prédéterminée et suffisante est exercée par les chambres 31 et 37 sur le moyeu central 68 du diaphragme 67, une force minimale orientée vers le bas est transmise à la jupe 72 qui fléchit alors brusquement de la position dans laquelle elle est représentée sur la figure 2 à celle montrée sur la figure 4. Le diaphragme étant à présent dans la position montrée sur la figure 4, le fluide contenu dans les chambres 31 et 37, qui communiquent par les orifices 38, pénètre sous pression dans l'orifice 33 de sortie de manière à passer dans-l'ouverture 34 de distribution et à être ensuite atomisé dans l'atmosphère par la buse 36 logée dans ltouverture élargie 35. L'utilisation d'une pression minimale de fluide et la présence d'une buse convenable 36 d'atomisation assurent une division convenable du fluide distribué en petites gouttelettes.La pression prédéterminée est obtenue par l'effet de piston de la tige 22 et de sa paroi évasée 27 qui coopère avec la paroi 14 du corps pendant la course de descente du bouton. Lorsque la course de distribution est achevée, l'utilisateur retire simplement sa pression du bouton 19 de manière que ce dernier revienne à sa position initiale sous l'effet de la force de compression, orientée vers le haut, exercée par le ressort hélicoïdal 16. Le bouton est alors prêt à être de nouveau abaissé. Pendant cette course montante de retour du bouton 19 et de son piston ou sa tige 22, une pression négative, inférieure à la pression de l'atmosphère régnant autour du récipient et de la pompe 10, apparaît dans la chambre 37. Cette différence de pression provoque l'introduction de l'air ambiant dans l'orifice d'évent 61, autour de la paroi 60 de fermeture de cet orifice, la différence de pression ayant provoque une flexion de cette paroi vers l'intérieur.L'air passe dans l'espace 63, puis dans les trous 64 pour pénétrer finalement dans la chambre délimitée à l'intérieur du récipient Ct au-dessus du fluide, cette chambre portant la référence numérique 81 pour plus de clarté. Une partie du fluide contenu dans le récipient C est refoulée vers le haut dans le tube plongeur 56 sous l'effet de cette pression différentielle, puisellepenètre par l'orifice 55 d'entrée de l'ensemble 51 de retenue dans le trou 69. Ce fluide soulève ensuite la bille sphérique 71 de son siège 70 et contourne ladite bille afin de rester dans la chambre 31. Cet écoulement de fluide du récipient, suivant le trajet indiqué ci-dessus, cesse sensiblement dès que la pression régnant dans les chambres 31 et 37 devient égale à la pression atmosphérique. A ce moment, la bille 71 s'applique de nouveau contre son siège sous l'effet de la pesanteur. Il est évident que le fluide contenu dans la chambre 31 peut pénétrer librement dans la chambre 37 par les trous 38, et vice versa. Dès que la pression différentielle résultant de la course montante du piston ou de la tige 22 est équilibrée, les forces normales de flexion, orientées vers l'extérieur et présentes dans la paroi 60, provoquent la fermeture de l'orifice 61 d'évent par cette paroi 60, afin d'empêcher toute fuite. Le fluide s'étant écoulé du réservoir C dans la chambre 31 ne peut fuir par l'orifice 33 de sortie, car la paroi 78 recouvre cet orifice. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la pompe décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Pompe de distribution de fluide ou autre, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps qui présente un orifice de sortie et qui renferme une chambre à fluide pouvant communiquer avec cet orifice, un conduit qui fait communiquer la chambre à fluide avec un réservoir, un diaphragme flexible traversé par une ouverture qui est placée sur le trajet suivi par le fluide entre le conduit ladite chambre, un premier élément d'obturation étant réalisé d'une seule pièce avec une partie du diaphragme et commandant l'écoulement du fluide dans ledit orifice de sortie, cet élément d'obturation fermant initialement l'orifice de sortie et pouvant se déplacer entre des positions de fermeture et d'ouverture, un second élément d'obturation coopérant avec ladite ouverture du diaphragme afin de commander l'écoulement du fluide dans cette ouverture, un dispositif de commande comprimant le contenu de la chambre, le diaphragme étant sensible à la pression régnant dans la chambre et permettant au fluide d'être déchargé par ledit orifice de sortie uniquement lorsque ladite pression atteint une amplitude prédéterminée. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diaphragme fiexible comprend une partie sensiblement tronconique et relativement rigide, pouvant se déplacer d'une manière brusque lorsqu'elle est soumise à une certaine pression minimale. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier élément d'obturation comprend une paroi réalisée d'une seule pièce avec le diaphragme et fermant initialement ledit orifice de sortie.