Brevet FR2434943A1 — publié le 19800328

La présente invention concerne une pompe assemblée au récipient rempli d'un fluide quelconque, assurant une=diffusiòn sous pression, en jet ou en aérosol, du fluide précité, sans aide d'un gaz propulseur, la pompe précitée comprenant un dispositif auto-purgeur, realisant à l'aide d air comprimé dans ce dispositif, une purge automatique des- canaux et de l'orifice de sortie après chaque diffusion. L'inventign se rapporte notamment aux systèmes automatiques à pompe dans lesquels l'utiIisateur arme le dispositif avantrl'usage, cette manoeuvre d'armement faisant aspirer simultanément un volume déterminé du produit dans un cylindre de dosage. De cette façon une pulvérisation- automatique ininterrom pue ou non, de la dose aspirée est réalisée Tarl~ouverture d'une valve faisant partie de ce dispositif. La dose- aspirée e-t dEbitEe, à chaque manoeuvre d'armement, de l'ordre de 5 à 10 ccm, sermettrait l'utilisation du système précite pour la diffusion des produits tels que laques capillaires,- peintures, vernis, etc.. Malheureusement dans les réalisations connues, un cylindre de dosage des dimensions permettant un tel débit ne peut pas être réalisé. En effet toute augmentation du diamètre du cylindre de dosage aurait pour conséquence une augmentation grohibitive de lteffort d'armement, nécessaire pour assurer une pression-suffisante (de l'ordre de 6 Kg/cm2), sur le fluide enfermé dans un tel cyclindre, Etant donné que, d'autre part toute augmentation de la course d'armement, sensiblement égale à la longueur du cylindre de dosage, amènerait au cours de la distribution du produit aspiré, une baisse important de la tension du ressort forme, la réalisation d'un long cylindre de dosage s 'avère impossible dans les dispositifs connus équipes d'un ressort destiné à l'accumulation de l'énergie. Le présent demandeur a décrit dans ses brevets français N" 2.206.741 du 14 Novembre 1972, NO 2.261.202 du 15 Février 1974 et NO 2.337.675 du 12 Janvier 1976 des récipients de fluides sous pression, notamment aérosols, dans lesquels on utilise l'effet de succion produit par une chambre à vide pour maintenir sous pression le contenu d'une chambre à fluide et assurer la -distribution du contenu précité.Il est clair que la pression exercée par un piston mobile de la chambre à vide, créait à partir d'un volume pratiquement nul, sur un fluide enfermé dans un cylindre de dosage long ayant un diamètre réduit, reste pratiquement constan te, égale à la pression atmosphérique multipliée par le rapport entre les sur faces des pistons de la chambre à vide et du cylindre de dosage de telle sorte que la diffusion d'une dose de l'ordre de 5 à 10 ccm-peut être obtenue par une seule manoeuvre d'armement ne demandant qu'un effort réduit. La présente invention propose un ensemble des perfectionnements permet tant l'utilisation des systèmes automatiques munis de pompes pour la diffusion des produits, partlculièrement difficiles à diffuser en aérosol en ajoutant, tout particulièrement à une pompe un dispositif auto-purgeur -débouchant automatiquement avant et après chaque diffusion, l'orifice de sortie par l'air comprimé. Il est donc bien entendu que les perfectionnements faisant l'objet de la présente invention peuvent être également appliqués aux pompes simples, sans cylindre de dosage, toutefois l'effort nécessaire à la compression d'air de purge, simultané avec l'effort nécessaire à la diffusion en aérosol s' avère très important. Selon la présente invention, une pompe assemblée avec un récipient contenant un fluide à diffuser, comporte un dispositif auto-purgeur, composé de trois chambres ; la première de ces trois chambres au volume variable, tel que, par exemple, un système cylindre-piston, envoie à travers un clapet, vers la seconde des trois chambres, au volume fixe, l'air extérieur d'abord enfermé et comprimé ensuite durant une manoeuvre d'armement, un orifice percé dans une paroi cylindrique délimitant la troisième chambre, exécutant pendant la diffusion du fluide un déplacement axial, relatif par rapport à la deuxième chambre en les mettant en communication à la fin de la diffusion. Il est important de souligner que le volume de la troisième chambre, d'un élément tubulaire solidaire à son extrémité supérieure avec une valve assurant la sortie du fluide est inférieur au volume de la deuxième chambre, intermédiaire entre la première et troisième chambre , pour que l'air comprimé contenu dans cette chambre, puisse assurer une purge suffisante de l'orifice de sortie, tandis que le rapport entre le volume d'air envoyé par la première chambre et le volume de la seconde chambre est déterminé de telle façon, que la pression d'air dans la seconde chambre atteint une valeur nécessaire pour effectuer une purge efficace. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, l'orifice, ménagé dans la paroi cylindrique délimitant la troisième des trois chambres, se trouve dans la partie inférieure de cette paroi de telle sorte que,pendant la manoeuvre d'armement, le fluide, aspiré par dépression dans le cylindre de dosage, ne pénètre dans cette chambre qu'au niveau de l'orifice précité, en comprimant ensuite, après la fin de la manoeuvre d'armement, l'air resté dans cette chambre et en réalisant ainsi, à l'ouverture de la valve, une purge supplémentaire, avant le début de la diffusion du fluide. Selon un mode de réalisation, une tige en matière élastique se trouve à l'intérieur de la paroi tubulaire, délimitant la troisième des trois chambres, le ressort de la valve, en prenant un appui sur son bout supérieur, pousse la tige précitée vers le bas et réalise ainsi une fermeture à clapet de l'orifice d'aspiration du fluide disposé au dessous et en regard du bout inférieur de la tige précitée. Selon eneore un autre mode de réalisation, un dispositif automatique à pompes, muni d'une chambre à vide, possède des moyens permettant une purge de la chambre précitée et la vidange simultanée du cylindre de dosage, l'effort nécessaire à cette opération ayant le sens opposé à l'effort appliqué pendant une manoeuvre d'armement. Selon encore un autre mode de réalisation une pompe simple avec ou sans un système à compression prealable (point dur), comporte un dispositif auto-purgeur dans lequel l'air de purge, comprimé pendant la diffusion du fluide dans une chambre au volume variable est envoyé, à la fin de la diffusion précitée; directement, sans passer par une chambre intermédiaire, par un trou muni d'une soupape, vers une chambre comportant un orifice de sortie, la soupape-précitée, étant ouverte en fin-de diffusion par le-déplacement axial, relatif entre un éIément assemblé au poussoir et un élément fixé au récipient. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront, par ailleurs, de la description que lion va en donner ci-après portant sur des modes de réalisation choisis a titre d'exemple et representes sur les dessins annexes, dont. Les figures 1 A et 1 B représentent un dispositif automatique à pompe avec une chambre à vide assurant la diffusion sous pression d'un fluide aspiré dans un cyclindre de dosage, équipé d'un dispositif auto-purgeur. La figure 2 représente une variante d'un tel dispositif, équipé d'un ressort assurant la diffusion d'un fluide sous-pression. La figure 3 représente une pompe simple munie d'un système à compression préalable (point dur) comportant un dispositif auto-purgeur. Dans le mode de réalisation des figures 1 A et 1 B, un ensemble des deux parois cylindriques, 1 et 2 concentriques entre elles, obturées sur leurs extrémités supérieures par un fond plat 3, forment le cylindre de la chambre à vide, fixé à demeure sur le bord supérieur 4 d'un récipient 5, par clipsage à étente élastique realisé entre une face annulaire d'étanchéité 6 formée radialement en saillie sur le pourtour de prolongement supérieur de la paroi 1 et une plage annulaire non cylindrique (non désignée) formée sur la-face intérieure du goulot, conformément au brevet N" 2.077.840 du 18 Février 1970 du présent déposant. Le piston 7 de la chambre à vide, muni des joints toriques, non désignés, assure le montage à joint étanche, aussi bien contre la face intérieure de la paroi cylindrique 1 que sur la face extérieure de la paroi 2. Une paroi cylindrique 8, solidaire du piston 7, est obturée sur son extrémité inférieure par un fond plat 9, muni d'un trou central 10. Un élément tubulaire 11, rigidement assemblé à son extrémité supérieure avec une valve 12 schématiquement représentée à l'aide d'une coupelle métallique 13 et à son extrémité inférieure avec un tube souple(14)situé dans le prolongement du trou central(15)percé dans le fdnd de l'élément tubulaire précité, forme une paroi extérieure de la troisième des trois chambres du dispositif auto-purgeur. Une lame bombée du ressort(16),en s'appuyant d'un côté sur les plages inférieures non cylindriques des deux encoches diamètralement apposées(17 et 17'), pratiquées sur l'élément tubulaire 11, et de l'autre côté sur la face extérieure du fond plat 9; réalise un assemblage élastique étanche entre la face tronconique extérieure(18)de l'extrémité inférieure de l'élément tubulaire 11 et le bord supérieur du trou 10, en formant ainsi un cylindre de dosage, délimité par les parois cylindriques 8, 11 et le fond plat 9. La paroi cylindrique 2 munie munie sur la face intérieure de son extré- mité inférieure des nervures circulaires(19),d'un joint torique ou d'un autre élément assurant l'étanchéité, assurele montage a joint étanche contre la face extérieure de l'élément tubulaire 11, et réalise ainsi un piston du cylindre de dosage précité. Un orifice radial(20)pratiqué dans la paroi de l'élément tubulaire 11, se trouve dans le dispositif automatique détendu où a la fin de la diffusion du fluide, au-dessus des nervures circulaires 19, en réalisant ainsi une communication entre la troisième et la seconde des trois chambres d'auto-purgeur, la seconde chambre étant délimitée à l'extérieur par la paroi cylindrique 2 obturée sur l'extrémité inférieure par les nervures circulaires 19 et sur l'extrémité supérieure par une jupe mince(21)formée sur la paroi tubulaire 2 et~entourant avec serrage le tube 11. Un ressort (22) de la valve 12 en traversant le fond de la coquille de la valve précitée appuie la tige (23) logée a l'intérieur de l'élément tubulaire 11 vers le bas et ferme par son bout inférieur le trou central 15 en réalisant ainsi un clapet d'aspiration (24). Un piston(25) formé au centre du fond plat de l'enveloppe (26) forme avec le cylindre (27), en fin de manoeuvre d'armement, l'ensemble cylindrepiston et réalise ainsi la première des trois chambres reliée par le clapet 19 avec la seconde chambre de l'auto-purgeur. L'orifice(28)dans le fond plat 3 fermé par une feuille (29) réalise un clapet permettant l'introduction du piston 7 dans le cylindre de la chambre à vide jusqu'à dans la position dans laquelle le volume de cette chambre est pratiquement nul. Pour en venir au mode d'utilisation du dispositif automatique à pompe ainsi construit on partira de l'état de la figure 1 A, en supposant le récipient 5 rempli de fluide à pression atmosphérique. Pour se servir du produit, l'utilisateur pousse vers le bas ltenveloppe 26 en déplaçant à travers l'-élément tubulaire 11, solidaire de l'enveloppe pré citée, le piston 7 et en créant ainsi, entre la face supérieure du piston e-t-le cylindre, une chambre à vide CV (figure 1 B). Simùltanémeut, le piston, réalisé par la paroi cylindrique 2 munie des nervures circulaires I9,en créant le vide dans le cylindre de dosage délimité par les parois cylindriques 8, 11 et le fond plat 9, aspire le fluide du récipient dans le cylindre de dosage précité, et que l'orifice 20 en descendant, le met en communication avec le clapet 24 et le tube 14 en laissant l'espace à l'intérieur de l'élément tubulaire 11 au-dessus de l'ori- fice 20 rempli d'air. Le piston 25; en descendant comprime l'air dans le cylindre 27 en le poussant à travers le clapet 19 dans la seconde des trois chambres de l'auto-purgeur, délimitée par les parois cylindriques 2 et 11, ainsi que par le clapet19 et par les nervures 17-. L'état de la figure 1 B correspond à la fin de la manoeuvre d'armement dans lequel le fluide à diffuser remplit le cylindre de dosage, l'air comprimé au taux de compression-nécessaire pour effectuer une purge, est enfermé dans la seconde des trois chambres de-l'auto-purgeur et la chambre à vide est créee entre la face supérieure du piston 7 et le cylindre. On notera que, pendant la manoeuvre d'armement, l'utilisateur en pous sant vers le bas le piston 7 tire par succion le cylindre de la chambre à vide et décolle la face annulaire d'étanchéité 6 de la face intérieure du goulot, de telle façon que l'air venant de l'extérieur puisse pénétrer à l'intérieur du récipient 5. On notera également que, dès que cesse l'effort d'armement, la pression atmosphérique démultipliée par le rapport entre les sections des pistons de la chambre à vide et du cylindre de dosage comprime le fluide dans le cylindre précité, celui-ci comprimant à son tour l'air enfermé à l'intérieur de l'élément tubulaire 11. il suffit d'ouvrir la valve 12 à l'aide d'un poussoir non représenté pour faire sortir l'air comprimé à l'intérieur de l'élément tubulaire 11 en effectuant ainsi une purge automatique de la valve avant la diffusion continue ou par doses successives du fluide aspiré dans le cylindre de dosage. A la fin de la diffusion, au moment même où les nervures circulaires 19 du piston séparent le cylindre de dosage du trou 20, en le mettant en face de la chambre intermédiaire de l'auto-purgeur, l'air comprimé enfermé dans cette chambre, effectue alors une seconde purge de la valve et de l'espace se trou vant entre la paroi face intérieure d'élément tubulaire 11 et la tige 23. On atteint l'état de la figure 1 A et la distribution d'une dose suivante se fait comme exposé ci-dessus. q Le mode de réalisation de la figure 2 est représenté par les mêmes numéros d'indices des éléments identiques ou équivalents à ceux du mode de réalisation précédent. il s'agit là, en particulier, des trois chambres d'un anti-purgeur, d'un cylindre de dosage formé par deux parois cylindriques 2 et 11, et par un fond plat 9 , l'orifice 20 ménagé dans la paroi 11 mettant ezi communication la valve 12, soit avec le cylindre de dosage, soit avec la seconde des trois chambres d'auto-purgeur, ainsi que des moyens de fixation par clipsage à la détente élastique. Par contre la chambre à vide du mode de réalisation précédent est ici remplacéepar un ressort 30 pouvant, par exemple, prendre un appui d'un côté sur la face intérieure au fond du récipient 5 et de l'autre côté sur un bord plat de la paroi 2. Le mode d'utilisation de ce dispositif est identique à celui décrit précédemment mais, comme il a été expliqué ci-dessus, pour éviter la baisse importante de pression sur le fluide, pendant la diffusion, on diminue la dose aspirée à chaque manoeuvre d'armement, en diminuant sa course et, en conséquence la longueur du cylindre de dosage. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, un auto-purgeur, suivant 1 invention, composé des deux chambres forme un ensemble avec une pompe simple, munie d'un système à compression préalable (point dur). Sur cette figure deux pistons différentiels 31 et 32, à la suite d'une pression sur le poussoir 33 muni d'un orifice de sortie 34, exercent une poussée résultante contrariée par la tension du ressort 35, de telle sorte que le bout tronconique 36, n'ouvre le trou central 37 commençant la diffusion, que, lorsque la poussée résultante précitée est supérieure à la tension du ressort 35. L'espace C I délimité par la face intérieure du poussoir 33, une partie de la face extérieure de I'élément tubulaire 38, la face extérieure de la soupape 39 et une partie de la paroi de l'élément cylindrique 40, fixé sur le goulot 41 du récipient représente une chambre au volume variable de l'auto-purgeur précité, une jupe mince annulaire 42 formée sur la face extérieure de la soupape 39 assurant le montage à joint étanche entre les éléments mobiles et l'élément fixe 40. Un orifice 44 percé en haut de la paroi cylindrique 38 et débouchant sur son bord radialement surdimensionné vers l'extérieur 45, obturé par la face inférieure 46 de la soupape 39, réalise une liaison obturée par la soupape précitée, entre la chambre au volume variable et la chambre comportant un orifice de sortie 34 au volume fixe. En se servant de la pompe, l'utilisateur, en appuyant sur le poussoir 33, comprime, en même temps, l'air extérieur isolé dans la chambre C I jusqu'à une position dans laquelle l'extrémité inférieure 47 de la soupape 39, bute contre le bord plat 48 du cylindre 49, formant un ensemble avec un piston différentiel 32. C'est ainsi à la fin de la diffusion du fluide, la soupape-39 ouvre l'orifice 44, en laissant passer l'air comprimé de la chambre au volume variable C I, vers la chambre au volume fixe, disposée au-dessus du piston différentiel 31, en effectuant une purge énergique de l'orifice de sortie 34. l'une façon générale, le dispositif selon l'invention, réalise un ensemble composé d'une pompe (simple ou automatique, avec ou sans un cylindre de dosage) et d'un système auto-purgeur, ayant en outre des caractéristiques et des avantages décrits ci-dessus. Bien entendu les dispositions décrites, représentées ci-dessus pourront se prêter à.de nombreuses variantes et modifications, sans sortir -pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que le rapport entre les volumes des chambres d'auto-purgeur-, ou leurs emplacements par rapport à- la pompe, peuvent etre différents, le système d'accumulation d'énergie nécessaire à la diffusion du fluide sous pression peut être quelconque, la fixation sur le récipient peut être modifiée, etc. REVENDICATIONS 1. Pompe pour la diffusion sous pression d'un fluide quelconque, contenu dans un récipient assemblé avec la pompe précitée, comportant un dispositif auto-purgeur, caractérisé par le fait que l'air de purge, comprimé dans une chambre au volume variable, tel que, par exemple, un système cylindre-piston, est envoyé directement, ou, à travers une chambre intermédiaire au volume fixe munie d'un clapet, vers une chambre comportant un orifice de sortie (valve, poussoir ou autres) par un trou, obturé pendant la diffusion précitée et ouvert à la fin de cette diffusion à la suite d'un déplacement axial relatif entre un élément mobile du dispositif précité et un élément fixé au récipient. 2. Dispositif à pompe suivant la revendication 1, dans lequel le fluide à diffuser est aspiré du récipient dans un cylindre de dosage pendant une manoeuvre d'armement, destinée à accumuler l'énergie nécessaire à la diffusion sous pression de ce fluide par l'ouverture d'une valve caractérisé par le fait qu'un piston rigidement assemblé avec un élément tubulaire central, concentrique avec le piston et comportant la valve précitée forme avec un cylindre, fixé sur le goulot du récipient, une chambre au volume variable, communiquant par un clapet avec une chambre intermédiaire an volume fixe, délimitée par deux parois cylindriques, concentriques entre elles, la première de ces deux parois réalisée par l'élément tubulaire précité, pouvant glisser à joint étancheà l'intérieur de la deuxième des deux parois cylindriques formées en retombée sur le fond du cylindre précité, cette paroi extérieure limitée à son extrémité supérieure par une jupe mince entourant avec serrage l'élément tubulaire central, en réalisant ainsi le clapet précité, et à son extrémité inférieure sur sa face in térieure par des nervures annulaires, radialement surdimensionnées ou par un joint torique ; un orifice percé dans la paroi de l'élément tubulaire, juste au-dessus des nervures annulaires précitées, assurant la communication entre la chambre précitée et l'intérieur de l'élément tubulaire dans une position correspondante à la fin de la diffusion du fluide les nervures annulaires précitées séparant cet orifice de la chambre intermédiaire dans toutes les autres positions de l'élément tubulaire 3. Dispositif à pompe suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le volume se trouvant à l'intérieur de l'élément tubulaire précité est inférieure au volume de la chambre intermédiaire, le volume de la chambre au volume variable étant dimensionné de telle façon qu'après l'expulsion d'air de cette chambre, la pression d'air dans la chambre intermédiaire est suffisante pour exécuter une purge de l'orifice de sortie. 4. Dispositif suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que la paroi cylindrique extérieure de la chambre intermédiaire d'auto purgeur fixé sur le goulot du récipient; forme un piston du cylindre de dosage, délimité à l'intérieur par l'élément tubulaire central précité et à l'extérieur par une paroi- cylindrique concentrique, limite à son extrémité supérieure, sur sa face intérieure,. par un joint torique assurant un glissement étanche de la face extérieure de la paroi cylindrique du piston à l'intérieur de la paroi extérieure du cylindre de dosage, étant élastiquement ou rigidement assemblée avec l'élément tubulaire précité. 5. Dispositif suivant les revendications de 1 à 4 dans lequel un ressort de la valve, en traversant son fond, pousse vers le bas une tige placée à l'in- extérieur de l'élément tubulaire et réalise ainsi une fermeture à clapet de l'orifice d'aspiration, menagé dans le bout inférieur de l'élément tubulaire précité, au-dessous et en regard du bout inférieur de la tige précitée. 6. Dispositif suivant les-revendications 1, 2 et une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'une face annulaire d'étanchéité, formé radialement en saillie sur le pourtour d'une paroi cylindrique du dispositif, réalise avec une plage annulaire non cylindrique de la face intérieure du goulot du récipient un assemblage élastique, étanche ; permettant une admission d'air à l'intérieur du récipient, chaque manoeuvre d'armement écartant l'une de l'autre les deux faces d'assemblages précitées et une encoche sur la face inférieure de l'élément flexible, en contact avec la face terminale du goulot, laissant le passage à l'air de- l'extérieur vers l'intérieur du récipient. 7. Dispositif suivant les revendications 1, 2 et une.des revendications axral quelconque de 3 à.6 caractérisé par le fait qu'un effort/d'armement augmente le volume d'une chambre à vide, sensiblement nul dans un dispositif non armé jusqu a une valeur désirée, le piston de cette chambre assemblé avec l'élément tubulaire précité formant les deux parois cylindriques du cylindre de dosage, tandis que la paroi cylindrique du piston du cylindre précité représente la paroi cylindrique intérieure de la chambre à vide. 8. Dispositif suivant les revendications 1, 2 et une quelconque des revendications de 3 à 6 dans lequel un effort d'armement augmente la tension d'un ressort, assurant la diffusion du fluide sous pression, le ressort précité étant logé entre une partie fixe, solidaire du récipient et une partie mobile, représentée par exemple, par une partie du cylindre de dosage. 9. Dispositif suivant les revendications 1, 2 et une revendication quelconque de 3 à 7 caractérisé par le fait qutun orifice traversant le fond de la chambre à vide, recouvert d'une feuille, forme un clapet, permettant l'ex- pulsion d'air de la chambre précitée, tandis qu'un assemblage élastique entre le fond plat de la paroi cylindrique extérieure du cylindre de dosage et l'élément tubulaire central permet une vidange du cylindre de dosage simultanée l'effort nécessaire à cette opération étant dirigé dans le sens opposé à l'effort d'armement. 10. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une pompe simple avec ou sans un système à compression préalable (point dur) comporte un dispositif auto-purgeur, dans lequel l'air de purge, comprimé pendant la diffusion du fluide dans une chambre au volume variable est envoyé à la fin de la diffusion précitée, directement, sans passer par une chambre intermédiaire, par un trou muni d'une soupape, vers une chambre comportant un orifice de sortie, la soupape précitée étant ouverte à la fin de la diffusion, par un déplacement axial, relatif entre un élément assemblé au poussoir et un élément fixé au récipient.