Brevet FR2459081A1 — publié le 19810109

CAS 1 La présente invention concerne un atomiseur mécanique à double effet pour fluides. On utilise généralement pour pro- duire des pulvérisations fines de fluides tels que des cosmé- tiques, des insecticides, des agents de nettoyages, des laques et similaires, des atomiseurs contenant des propulseurs liqui- des volatils qui sont habituellement des hydrocarbures fluo- rés. Pour des raisons écologiques, on limite les utilisations des hydrocarbures fluorés et on commence à utiliser d'autres propulseurs tels que le dioxyde de butane, le propane-butane, etc. Malgré cette tendance, ce type d'atomiseurs comporte toujours des inconvénients tels que la nécessité d'utiliser des récipients sous pression que l'on jette après l'emploi ce qui accroit le gaspillage des matières premières. De plus les récipients peuvent être dangereux si on les jette au feu ou on les expose au soleil, s'ils sont endommagés ou s'ils sont manipulés par des enfants, etc. Donc, on s'est efforcé d'utiliser des atomiseurs mécaniques dans lesquels l'alimen- tation en fluide est provoquée par une pression négative (in- férieure à la pression atmosphérique) d'air et la pulvérisa- tion est effectuée par la pression directe exercée par un pis- ton sur le fluide. Ces atomiseurs ont un fonctionnement discontinu car pour la plupart ils utilisent des dispositifs à piston unique et à simple effet (brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 379 381 et n0 3 399 836). Par conséquent il se forme un nuage disconti- nu de fluide atomisé qu'il est difficile de diriger. Ceci cons- titue un inconvénient important dans les applications o l'on doit recouvrir de façon continue une surface au moyen d'un jet pulvérisé, par exemple pour l'application d'herbicides, de la- ques, d'agents de nettoyage, d'agents antistatiques, etc. On obtient une atomisation continue ou presque continue de diverses façons; par exemple on peut raccorder au disposi- tif à simple effet un réservoir de fluide comportant un élé- ment élastique, tel qu'un coussin d'air sous pression, un sac de caoutchouc, des soufflets, un cylindre auxiliaire avec un piston à ressort (brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4079865), etc. On peut également utiliser des pompes à double effet, à deux cylindres ou des pompes différentielles (demande de bre- vet de la République Fédérale d'Allemagne DT 1 166 004). Les structures comportant un élément de stockage sont souvent compliquées et nécessitent un équilibre combiné dans la distribution de l'alimentation en fluide d'un espace de stockage et dans une buse ce qui est difficile à obtenir. Ega- lement les pompes à double effet dans lesquelles deux espaces actifs provoquent alternativement l'aspiration et la distribu- tion du fluide, sont relativement compliquées et comportent un nombre important de soupapes. La logique demande des atomi- seurs de fluides qui soient simples, peu coûteux et comme il s'agit d'articles consommables qui puissent être faits de ma- tières plastiques. L'invention concerne un tel atomiseur permettant de dis- tribuer des fluides sous forme d'un nuage presque continu sans utiliser de propulseurs tels que des gaz comprimés ou des li- quides volatils ou des éléments complexes de stockage. Plus particulièrement l'invention a pour objet un atomi- seur mécanique à double effet pour fluides comportant une buse de pulvérisation, constitué d'un cylindre conçu pour être fi- xé au col d'un récipient de fluide et fermé par un fond, ce 2.0 fond étant raccordé à un tube d'alimentation et contenant une soupape qui permet à un fluide de s'écouler du tube d'alimen- tation dans le cylindre ainsi qu'un piston qui coulisse dans le cylindre et est actionné par une tige de piston traversant le col du cylindre, ce piston étant muni d'une soupape qui, dans sa partie inférieure, est raccordée à un espace principal de travail formé entre le fond du cylindre et le fond du pis- ton et qui, dans sa partie supérieure, est raccordée à un es- pace de distribution formé entre le col du cylindre et la par- tie supérieure du piston par l'intermédiaire d'un canal laté- ral de la tige du piston, l'espace de distribution étant rac- cordé à la buse de pulvérisation. L'espace de distribution est raccordé à la buse de pulvé- risation par un canal ménagé dans la tige du piston qui porte à son extrémité la buse de pulvérisation. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'espace de distribution est réuni à la buse de pulvérisation par un canal ménagé dans la paroi du cylindre. Un ressort de compression est placé entre le fond du cylindre et le fond du piston. La structure décrite de l'atomiseur mécanique selon l'in- vention permet d'obtenir un nuage continu de fluide atomisé. Un autre avantage de l'invention est le fait que l'atomiseur comporte un petit nombre de composants et un nombre minimal de soupapes. La plupart des composants peuvent être faits de matière plastique ce qui permet la production économique de l'atomiseur. De plus l'atomiseur peut être construit de telle sorte que les récipients de fluide une fois vides, puissent être remplacés ou rechargés en fluide ce qui permet l'emploi répété de l'atomiseur mécanique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe de l'ensemble de l'atomiseur mécanique, et - la figure 2 est une coupe d'un autre mode de réalisa- tion de l'invention qui permet la communication avec l'air li- bre de l'intérieur du récipient et l'étanchéité de la buse de pulvérisation pendant le transport de l'atomiseur. Le corps cylindrique 1 de l'atomiseur mécanique est fermé à sa partie inférieure par le fond 2 qui comporte un siège de soupape recevant la soupape d'aspiration appropriée 3. Le tube d'alimentation 4 est assujetti à la partie inférieure du siège de soupape et descend jusqu'au fond du récipient 23 de fluide pour assurer l'entrée régulière du fluide dans l'atomiseur jusqu'à ce que le récipient soit totalement vide. A l'inté- rieur du cylindre 1 de l'atomiseur, se trouve le piston 8 qui est raccordé de façon rigide à la tige de piston 6 qui traver- se le col du cylindre 1 et est munie du poussoir 15 soumis à une force extérieure. Le corps du piston comporte un siège de soupape recevant la soupape de distribution 10. L'espace prin- cipal de travail 5 de l'atomiseur est formé entre le fond 2 du cylindre 1 et le piston 8 et à l'intérieur de l'espace de tra- vail se trouve le ressort 16 provoquant le mouvement ascendant du piston 8. Pendant le mouvement descendant du piston 8, 1' espace annulaire de distribution 12 se forme dans la partie supérieure du cylindre et est limité par le col du cylindre 1, le piston 7 et la tige de piston 6, qui comporte le canal la- téral 11 réunissant l'espace de distribution 12 et l'espace de travail 5 par l'intermédiaire du siège de soupape et réunis- - 2459081 sant l'espace 9 de la soupape de distribution aux canaux 7 et 13 et à la buse de pulvérisation 14 placée dans le poussoir 15. L'ensemble de l'atomiseur mécanique est réuni par le ca- puchon 17 au récipient 23 de fluide à atomiser et est isolé de l'environnement par la collerette d'étanchéité 22. La figure 2 illustre une autre disposition de la buse de pulvérisation 14 qui est placée dans le capuchon 17 tandis que le canal 19 de communication avec l'air libre est percé dans le cylindre 1 et permet de faire communiquer l'intérieur du récipient 13 avec l'air libre pour éviter qu'il s'établisse une pression négative dans le récipient après l'extraction par pompage du fluide. Le fluide passe de l'espace de travail 5 à travers la soupape 10 logée dans le piston 8 et la tige de piston 6 puis à travers le canal latéral 11 pour pénétrer dans l'espace annulaire de distribution 12 et de là dans la buse de pulvérisation 14 par le canal 13 percé dans le corps du cylindre principal 1. Ce canal 13 permet la communication per- manente entre la buse de pulvérisation 14 et-l'espace de dis- tribution 12. Lorsqu'on arrête l'atomisation, le piston 8 est en position supérieure, le poussoir 15 fait étanchéité avec la garniture 20 contre le capuchon 17 et le canal latéral 11 de la tige de piston 6 ne communique plus avec le canal 13 de la buse de pulvérisation 14.. L'étanchéité de l'atomiseur est ainsi assurée dans toutes ses positions lors du transport et similaires. Le canal 19 et l'intervalle 18 permettent de faire commu- niquer l'intérieur du récipient avec l'air libre lorsqu'une pression négative est créée par l'extraction par pompage du fluide et arrête le fonctionnement de l'atomiseur. Cette com- munication nécessaire entre l'intérieur du récipient et l'air libre est supprimée au repos par la garniture 20 du poussoir qui fait étanchéité contre le capuchon 17. Si des traces de fluide s'élèvent au-dessus du col du cylindre 1, elles sont - pratiquement aspirées instantanément par la pression négative créée dans le récipient par le canal 19 de communication avec l'air libre. Le dispositif illustré par la figure 2 ne représente qu' une des structures possibles et ne limite en rien l'invention. Le fonctionnement de l'atomiseur mécanique de l'invention est le suivant Lorsqu'on appuie sur le poussoir 15 de la tige de pis- ton 6, le piston 8 s'abaisse et le fluide contenu dans l'es- pace principal de travail 5 du cylindre 1 ferme la soupape du fond 2 du cylindre et est forcé par la pression dans l'espace 12 de distribution, remplit cet espace 12 et en même temps s'écoule par les canaux de raccordement 7, 13 dans la buse de pulvérisation 14, qui forme un nuage continu de fluide. Pen- dant le mouvement descendant du piston 8, le ressort 16 placé dans l'espace de travail 5 du cylindre 1 est comprimé. Si on relâche la pression exercée sur le poussoir 15 de la tige de piston 6, le ressort 16 rappelle le piston 8 vers le haut. Pendant le mouvement de retour du piston, la soupape 3 du fond 2 du cylindre s'ouvre et la pression négative produite aspire le fluide du récipient 23 dans l'espace principal de travail du cylindre. En même temps, la soupape de distribution du piston est fermée ce qui empêche le fluide de passer de l'es- pace de distribution 12 dans l'espace de travail 5 et le diri- ge à travers les canaux de raccordement 7 et 13 dans la buse de pulvérisation 14. En raison des différences de volumes de l'espace de travail et de l'espace de distribution, le fluide aspiré dans l'espace de travail 5 est, pendant le mouvement descendant du piston 8, d'une part introduit dans l'espace de distribution 12 et d'autre part atomisé par la buse de pulvé- risation 14, en des quantités correspondant aux différences de volume entre l'espace de travail et l'espace de distribu- tion. On peut utiliser l'atomiseur de l'invention pour pulvéri- ser des fluides cosmétiques, de l'eau, des laques, des agents de nettoyage, des herbicides, des suspensions et un grand nom- bre d'autres fluides. REVENDICATIONS 1. Atomiseur mécanique à double effet pour fluides muni d'une buse de pulvérisation, caractérisé en ce qu'il est cons- titué de: un cylindre conçu pour être fixé au col d'un réci- pient de fluide et fermé par un fond, un tube d'alimentation raccordé au fond, une soupape dans le fond placée dans l'écou- lement du fluide entre le tube d'alimentation et le cylindre, et un piston coulissant à l'intérieur du cylindre et actionné par une tige de piston qui traverse le col du cylindre, et en ce que le piston (8) est muni d'une soupape (10) qui, dans sa partie inférieure, est raccordée à un espace principal de travail (5) du cylindre (1) entre le fond (2) du cylindre et le fond du piston (8), cette soupape (10) étant également, dans sa partie supérieure, raccordée par un canal latéral (11) ménagé dans la tige (6) du piston à un espace de distribution (12) entre lecol du cylindre (1) et la partie supérieure du piston (8), tandis que l'espace de distribution (12) est rac- cordé à la buse de pulvérisation (14). 2. Atomiseur mécanique à double effet selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'espace de distribution (12) est raccordé à la buse de pulvérisation (14) par un canal (7) ménagé dans la tige de piston (6) à l'extrémité à laquelle est fixée la buse de pulvérisation (14). 3. Atomiseur mécanique à double effet selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'espace de distribution (12) est raccordé à la buse de pulvérisation (14) par un canal (13) ménagé dans la paroi du cylindre (1). 4. Atomiseur mécanique à double effet selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un res- sort de compression (16) est placé entre le fond (2) du cylin- dre et le fond du piston (8).