Brevet FR2459458A1 — publié le 19810109

L'invention concerne des perfectionnements aux dispo- sitifs de dosage de liquides, du type pouvant être accouplé à l'enveloppe du récipient contenant le liquide à doser et com- prenant un bottier, un cylindre principal définissant une chambre de pompage susceptible de communiquer avec un conduit d'aspiration et avec un conduit d'expulsion, un piston principal coulissant dans ledit cylindre principal et doté d'un siège de soupape con- necté avec le conduit d'expulsion, un organe d'ouverture sélective avec une partie obturatrice associée audit siège de soupape et une partie opposée formant un piston secondaire dont la face posté- rieure reçoit la pression de la chambre de pompage tandis que la face antérieure reçoit la poussée de moyens élastiques, et un cylindre secondaire dans lequel coulisse ledit piston secondaire et qui définit avec celui-ci une contre-chambre dans laquelle sont logés lesdits moyens élastiques. Les dispositifs du type qui vient d'être décrit sont couramment utilisés pour doser, en général, de petites quantités de liquide. Fréquemment, ces dispositifs, convenablement associés à une buse de pulvérisation connectée avec le conduit d'expulsion, sont utilisés comme atomiseurs ou vaporisateurs de parfums, déodo- rants et autres produits de parfumerie et cosmétiques. Le brevet allemand no 1.290.043 fait état d'un dispo- sitif atomiseur du type précédemment indiqué dans lequel le piston secondaire porte avec lui une soupape mobile dont l'ouverture met en communication directe la contre-chambre qui loge les moyens élastiques avec la chambre de pompage, de telle sorte que le liquide à atomiser passe nécessairement par ladite contre-chambre avant d'accéder à la chambre de pompage. Ceci comporte toutefois différents inconvénients. D'une part, le liquide entre en contact avec les moyens élastiques, constitués normalement par un ressort métallique, de sorte que le liquide risque d'être contaminé par le métal du ressort, tandis que ce dernier risque d'être corrodé par le liquide. D'autre part, le volume de la contre-chambre inter- vient d'une manière plus ou moins parasitaire en diminuant le rendement volumétrique de la pompe et en rendant difficile l'amor- çage de celle-ci si l'on désire mettre en fonctionnement le dis- positif lorsque les chambres de ce dernier sont vides de liquide et pleines d'air. Le brevet U.S.A. n0 4.025.046 fait état d'un autre dis- positif atomiseur du type indiqué précédemment dans lequel, bien que le piston secondaire soit dépourvu de soupape mobile, il s'é- tablit alternativement une communication directe entre la contre- chambre qui loge les moyens élastiques et la chambre de pompage. Le fonctionnement du dispositif implique toutefois que le liquide vienne nécessairement remplir ladite contre-chambre, de telle sorte que, dans ce cas également, le liquide entre en contact avec le métal du ressort et le volume du liquide contenu dans la contre- chambre vient s'associer parasitairement au volume de la chambre de pompage. Ainsi, comme on le voit, ce dispositif ne permet pas non plus d'éviter les inconvénients mentionnés précédemment. L'invention se propose par conséquent d'éviter ces inconvénients et d'obtenir d'autres avantages qui ressortiront plus clairement par la suite. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend une soupape de retenue située avant la chambre de pompage et qui s'ouvre dans la direction de l'aspiration, des premiers moyens de passage qui, à travers ladite soupape de rete- nue, établissent une communication directe entre le conduit d'as- piration et la chambre de pompage, et des seconds moyens de pas- sage qui permettent d'établir une communication directe entre l'enveloppe du récipient et la contre-chambre qui loge lesdits moyens élastiques, de telle manière que la chambre de pompage et la contre-chambre peuvent communiquer par des voies séparées avec l'intérieur du récipient. Selon l'invention, il est également prévu que le cylin- dre secondaire comprenne un faux réceptacle monté fixement à l'intérieur du bottier du dispositif et qui permet de faciliter la mise en place desdits moyens de passage et de la soupape de re- tenue. L'invention sera maintenant mieux décrite en référence aux dessins annexés qui représentent quelques exemples de réali- sation, et sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe longitudinale, d'un dispositif selon l'invention monté sur un récipient contenant du liquide et doté d'une buse d'atomisation; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale et à une échelle agrandie du dispositif de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la partie inférieure du dispositif objet de la présente invention, selon une première variante, Les figures 5 et 6 représentent des vues en coupe trans- versale suivant les lignes V-V et VI-VI de la figure 4; la figure 7 est une vue en coupe longitudinale de la partie inférieure du dispositif objet de la présente invention, selon une autre variante; la figure 8 est une vue en coupe transversale suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7. Conformément à la figure 1, le dispositif selon l'in- vention, indiqué dans son ensemble par 1, est inséré à l'intérieur d'un récipient 3 contenant le liquide 4 destiné à être dosé et ensuite, dans le cas présent, atomisé. Le liquide entre par le conduit d'aspiration ou sonde 5, passe ensuite à travers le dis- positif 1 pour atteindre un embout supérieur 6 sur lequel est appliquée une tête d'atomisation 7 dotée d'une buse 8 du type connu à laquelle le liquide parvient à travers un conduit 9. Comme cela est courant, la tête d'atomisation 7 présente une face supé- rieure 10 convenablement conformée pour recevoir le doigt de l'utilisateur, afin que l'on puisse imprimer au dispositif le mouvement alternatif nécessaire pour le pompage. Le dispositif 1 est fixé sur le goulot il du récipient 3 au moyen d'un manchon métallique 12 convenablement rabattu contre le rebord dudit goulot et contre une bride 13 prévue sur le dispositif lui-même. Les figures 2 et 3 montrent la constitution intérieure du dispositif. Le boîtier 14 constitue supérieurement un cylindre principal 15, à l'intérieur duquel se trouve la chambre de pompage 16, et inférieurement une partie cylindrique 17, de diamètre moindre, dans laquelle est logé un faux réceptacle 18. Ce faux réceptacle joue le rôle de cylindre secondaire et son espace intérieur définit la contre-chambre 19. Le boîtier 14 se prolonge ensuite inférieurement par un embout 20 dans lequel est emmanchée une sonde 5. Le piston principal 21 est monté coulissant à l'inté- rieur du cylindre principal 15 et délimite supérieurement la chambre de pompage 16. D'une manière connue, un bord'relevé supé- rieur 22 et un bord relevé inférieur 23 appliqués contre la paroi intérieure du cylindre principal 15 assurent une bonne étanchéité du piston principal 21, aussi bien dans sa course ascendante que dans sa course descendante. La tubulure supérieure 6 du dispositif forme partie intégrante du piston principal 21 et matérialise le conduit d'expulsion 24, lequel conduit présente inférieurement un orifice 25 suivi par un siège de soupape 26. Par ailleurs, dans la chambre de pompage se trouve un organe d'ouverture sélective 27 qui, en traversant ladite chambre, se prolonge supérieurement par une partie obturatrice 28 conformée de manière à pouvoir s'appliquer contre le siège de soupape 26. Ce même organe d'ouverture sélective 27 est doté du piston secon- daire 29, monté coulissant dans le réceptacle 18 qui constitue le cylindre secondaire. L'organe 27 présente également une cavité longitudinale centrale 30, prévue dans le but d'économiser du matériau, et se termine vers le bas par un prolongement tubulaire 31. Le réceptacle 18 est monté solidairement, ayant été introduit par forçage, à l'intérieur de la partie cylindrique 17 du bottier 14 et est constitué par une paroi latérale 32, essentiel- lement cylindrique, et par un fond 33. La contre-chambre 19, qui est délimitée supérieurement par le piston secondaire 29 et infé- rieurement par le fond 33 dudit réceptacle, loge un ressort héli- coldal 34 monté en compression entre le piston secondaire 29 et le fond 33, le prolongement annulaire 31 de l'organe 27 facilitant le montage et le centrage du ressort 34. Entre la partie cylindrique 17 et la tubulure inférieure du boîtier 14 se trouve un épaulement 35 à l'intérieur duquel est prévu un logement 36 apte à accueillir un organe obturateur 37 en forme de coupelle dont le fond s'applique contre un siège annulaire 38. De cette manière on réalise une soupape de retenue fixe, c'est-à-dire non déplaçable, située après la sonde 5 et avant la chambre de pompage 16 et qui s'ouvre dans le sens de l'aspiration. Pour permettre une communication directe depuis le conduit d'aspiration 5 jusqu'à la chambre de pompage 16, on a prévu des moyens de passage constitués par un conduit longitudinal 39 et un conduit transversal 40. Dans le cas représenté sur les figures 2 et 3, le conduit longitudinal 39 a été ménagé entre la face extérieure 32a de la paroi latérale 32 du faux réceptacle 18 et la face intérieure 17a de la partie cylindrique 17 du bottier 14 en pratiquant une rainure longitudinale sur ladite face interne 17a. A son tour, le conduit transversal 40 a été ménagé entre la face extérieure 33a de l'épaulement 35 du bottier en pratiquant 2459458 une rainure radiale sur ladite face extérieure 33a. Il apparaît évident que, dans une autre forme de réalisation du dispositif (non représentée), la partie cylindrique 17 et le faux réceptacle 18 pourront être réalisés d'une seule pièce et qu'à l'intérieur des parois de cette même pièce on pourra pratiquer un orifice suivant un tracé approprié de manière à établir une communication directe entre le logement 36 et la chambre de pompage 16. Par ailleurs, pour permettre une communication directe entre la contre-chambre 19 et l'intérieur 2 (figure 1) du réci- pient il a été prévu des moyens de passage constitués par une ouverture 41 pratiquée sur le réceptacle 18 et un orifice cor- respondant 42 pratiqué sur la paroi de l'épaulement 35 du bottier du dispositif. Dans l'exemple représenté sur les figures de 4 à 5, le cylindre secondaire est formé par le faux réceptacle 118 constitué par une paroi latérale 132 et un fond 133. Ce même réceptacle 118 est introduit à l'intérieur de la partie cylindrique 17 du boîtier du dispositif et sa paroi latérale 132 est dotée de nervures longitudinales 118a convenablement dimensionnées de manière à pouvoir former entre la face extérieure 132a de la paroi latérale 132 et la face intérieure 17a de la paroi cylindrique 17 des conduits longitudinaux 139 qui, d'une manière non représentée, débouchent dans la chambre de pompage 16. Par ailleurs, le fond 133 présente des conduits 140 qui le traversent radialement et qui relient le logement 36-aux conduits longitudinaux 139, de manière à établir, en coopération avec ces mêmes conduits longitudinaux 139, une communication directe entre la sonde 5 et la chambre de pompage 16. De plus, grâce à une ouverture 141 pratiquée à travers le fond 133 et un orifice correspondant 142 pratiqué sur l'épau- lement 35, on établit une communication directe entre la contre- chambre 19 et l'intérieur du récipient. Dans cet exemple de réa- lisation, la soupape de retenue est constituée par une bille obturatrice 137 disposée dans le logement 36 et s'appliquant contre le siège annulaire 38. D'autre part, le fond 133 du faux réceptacle 118 présente un prolongement tubulaire 143, qui se développe en direction de la sonde 5 et qui s'accouple avec une embouchure 144 prévue à l'intérieur de l'épaulement 35 et reliée à la sonde 5 à travers la soupape de retenue 38137. Grâce à des moyens de rétention 145, consistant en une nervure annulaire et une rainure annulaire complémentaires l'une de l'autre, prévues 6 2459458 respectivement sur le prolongement tubulaire 143 et sur l'embou- chure 144, une fois effectué le montage du dispositif le récep- tacle 118 peut être maintenu de manière très stable à l'intérieur de la partie cylindrique du boîtier. Dans l'exemple représenté sur les figures 7 et 8, l'em- bout inférieur 220 du dispositif n'est pas réalisé d'un seul tenant avec le bottier 14 du dispositif, mais fait partie d'une pièce en forme de champignon dont la tête 244 est introduite dans le fond de la partie cylindrique 17 du bottier o elle est retenue par des nervures annulaires 246 et 247. Sur la partie centrale de la tête 244, il a été prévu un logement 36 pour une bille d'ob- turation 237 laquelle, en association avec le siège annulaire 38, constitue la soupape de retenue. Entre la tête 244 et la partie cylindrique 17 a été ménagé un espace annulaire 239a qui sert de collecteur à des conduits radiaux 240 qui relient le logement 36 aux conduits longitudinaux 239 formés entre la paroi latérale 232 du réceptacle 218 et la partie cylindrique 17. L'embout inférieur 220 se prolonge librement vers l'extérieur à travers une fenêtre circulaire 248 qui s'ouvre sur le fond de la partie cylindrique 17. Le fond 233 du réceptacle 218 présente un prolongement central 243 qui s'accouple de manière stable avec l'embouchure du logement 36 de la tête 244 grâce à des moyens de retenue 245 constitués par une nervure et une rainure complémentaires l'une de l'autre. Ainsi, dans cet exemple de réalisation également, le réceptacle 218 reste fermement immobilisé une fois que l'on a assemblé le dispositif. La communication directe entre la contre-chambre 19 et l'intérieur du récipient est assurée à travers un orifice 241 prévu sur le fond 233, un orifice correspondant 242 prévu sur la tête 244 et l'ouverture circulaire 248. On va maintenant décrire, en faisant référence aux fi- gures 2 et 3, le fonctionnement du dispositif, en supposant que celui-ci est déjà amorcé, c'est-à-dire en supposant que les cham- bres et les conduits du dispositif sont déjà pleins de liquide de manière à faciliter la circulation de celui-ci. Dans la position représentée sur la figure 2, le liquide remplit la chambre de pompage 16, ainsi que la sonde 5, le logement 36, et les conduits transversal 40 et longitudinal 39, le passage 25 et le conduit d'expulsion 24. Dès lors, si l'on pousse vers le bas la tête d'atomisation 7 montée sur l'embout supérieur 6 on déplace vers le bas aussi bien le piston principal 21 que le piston secondaire 29, 7 2459458 à la suite de quoi, d'une manière connue, en raison de la diffé- rence de diamètre entre le piston principal 21 et le piston secon- daire 29, le liquide contenu dans la chambre de pompage 16 est soumis à une pression croissante, de telle sorte qu'une fois que la pression atteint une valeur déterminée il s'engendre sur la face postérieure du piston secondaire 29 une poussée vers le bas qui est supérieure à la réaction élastique exercée par le ressort élastique contre la face antérieure dudit piston secondaire 29. A la suite de ceci, le ressort 34 fléchit, la partie obturatrice 28 se sépare du siège de soupape 26 et le liquide sous pression qui se trouve dans la chambre de pompage 16 s'écoule à travers le passage 25 et le conduit d'expulsion 24 pour ensuite sortir ato- misé à travers la buse 8 de la tête d'atomisation 7. A mesure que le piston principal 21 descend, et jusqu'au terme de sa course de descente, la quasi totalité du liquide contenu dans la chambre de pompage 16 est projectée à l'extérieur dans une quantité qui est dosée et sous forme atomisée. On doit noter que le rendement volumétrique du pompage est élevé car les espaces morts restant pleins de liquide sont minimes, étant donné que ces mêmes espaces morts sont uniquement constitués par le volume des conduits et des passages situés au-dessus de la soupape de retenue 37-38 plus le volume résiduel de la chambre de pompage. Une fois la source de descente terminée, l'utilisateur cesse de presser sur la tête d'atomisation 7, de telle sorte que le ressort 34 tend à reprendre sa forme primitive en même temps que s'amorce la course ascendante du piston secondaire 29. Dans le même temps, la pression dans la chambre de pompage 16 diminue, de telle sorte que la partie obturatrice 28 revient s'appliquer contre le siège 26 en fermant ainsi la soupape qui permettait le passage vers la tête d'atomisation 7. Presque simultanément, le piston principal 21 remonte et, dans la chambre de pompage 16, se crée une dépression telle que la soupape de retenue 37-38 s'ouvre et que le liquide du récipient est aspiré à travers la sonde 5 pour remplir une nouvelle fois la chambre de pompage 16 jusqu'à ce que celle-ci reprenne son volume initial, c'est-à-dire jusqu'à ce que le dispositif revienne une nouvelle fois dans la condition représentée sur la figure 2. En ce qui concerne la contre-chambre 19 qui contient le ressort 34, on doit observer que son volume est, nécessairement, relativement important par rapport au volume de la chambre de 8 2459458 pompage 16, étant donné que ce même volume est déterminé en fonc- tion de paramètres dimensionnels impératifs, imposés par les dimensions que doit avoir le piston secondaire 29 et par la charge élastique et la résistance que doit avoir le ressort 34. Toutefois, étant donné que, grâce à l'invention, à aucun moment la chambre de pompage 16 et la contre-chambre 19 ne sont en communication direc- te, car elles communiquent par des voies séparées avec l'intérieur 2 du récipient 3, le volume relativement important de la contre- chambre 19 ne peut entraîner aucun effet de perturbation sur la dynamique ou sur le pompage du liquide destiné à être dosé et pulvérisé. On doit également souligner que, conformément à l'in- vention, les variations de volume subies par la contre-chambre 19 pendant le mouvement alternatif du piston secondaire 29 ont lieu avec des entrées et des sorties correspondantes d'air, pur ou mélangé avec des vapeurs de liquide, provenant de l'intérieur 2 du récipient. Ces entrées ou sorties d'air s'effectuent librement à travers l'ouverture 41 et l'orifice 42, de sorte qu'il ne se crée pratiquement aucune résistance ou perte de charge susceptible de retarder les mouvements de pompage. Dans le même temps, le ressort 34 est pratiquement préservé d'un contact direct et prolongé avec le liquide du récipient, de telle sorte que les inconvénients de la contamination du liquide et de la corrosion du métal du ressort sont éliminés ou tout au moins réduits dans une large mesure. 9 2459458 REVEND ICAT IONS 1. Perfectionnement aux dispositifs de dosage de liqui- des, du type pouvant être associé à l'enveloppe du récipient contenant le liquide à doser et comprenant un boîtier, un cylindre principal définissant une chambre de pompage susceptible de com- muniquer avec un conduit d'aspiration et avec un conduit d'expul- sion, un piston principal coulissant dans ledit cylindre principal et doté d'un siège de soupape relié au conduit d'expulsion, un organe d'ouverture sélective avec une partie obturatrice associée audit siège de soupape et une partie opposée formant un piston secondaire dont la face postérieure reçoit la pression depuis la chambre de pompage et dont la face antérieure est soumise à la poussée de moyens élastiques, et un cylindre secondaire dans lequel coulisse ledit piston secondaire et qui définit avec celui- ci une contre-chambre dans laquelle sont logés lesdits moyens élastiques, caractérisé par le fait qu'ils comprennent une soupape de retenue (38-37, 137, 237) située avant la chambre de pompage (16) et qui s'ouvre dans la direction de l'aspiration, des pre- miers moyens de passage (39-40, 139-140, 239-240) qui établissent à travers ladite soupape de retenue une communication directe entre le conduit d'aspiration 55) et la chambre de pompage (16), et des seconds moyens de passage (41-42, 141-142, 241-242) qui établissent une communication directe entre l'intérieur (2) du récipient et la contrechambre (19) dans laquelle sont logés lesdits moyens élastiques, de telle manière que la chambre de pompage et la contre-chambre peuvent communiquer par des voies séparées avec l'intérieur du récipient. 2. Perfectionnement selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que le cylindre secondaire comprend un faux réceptacle (18-118-218) monté de manière fixe à l'intérieur du bottier (14) du dispositif. 3. Perfectionnement selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que les premiers moyens de passage comprennent au moins une portion longitudinale consistant en un conduit (39, 139, 239) situé entre la face extérieure de la paroi latérale (32, 132, 232) du faux réceptacle et la face intérieure du boîtier du dis- positif. 4. Perfectionnement selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que les premiers moyens de passage comprennent au moins une portion transversale consistant en un conduit (40) situé 2459458 entre la face extérieure (33a) du fond du faux réceptacle et la face intérieure (35a) d'un épaulement du bottier du dispositif. 5. Perfectionnement selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que les premiers moyens de passage comprennent au moins un orifice radial (140) situé sur la paroi du fond (133) du faux réceptacle. 6. Perfectionnement selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que les seconds moyens de passage consistent en une ouverture (41, 141) du faux réceptacle et en un orifice cor- respondant (42, 142) de la paroi du bottier du dispositif. 7. Perfectionnement selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que la soupape de retenue est située dans un logement (36) limité supérieurement par la paroi du fond (33, 133) du faux réceptacle. 8. Perfectionnement selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que le fond du faux réceptacle comprend un pro- longement (143, 243) se développant dans la direction du conduit d'aspiration et une embouchure (144, 244) reliée au conduit d'as- piration et apte à recevoir et à retenir ledit prolongement, l'ensemble formé par ledit prolongement et ladite embouchure définissant un logement (36) pour la soupape de retenue. 9. Perfectionnement selon la revendication 8, caracté- risé par le fait que l'embouchure (144) qui reçoit et retient le prolongement (143) du fond du faux réceptacle forme partie inté- grante du boîtier du dispositif. 10. Perfectionnement selon la revendication 8, caracté- risé par le fait que l'embouchure (244) qui reçoit et retient le prolongement (243) du fond du récipient fait partie intégrante d'une pièce séparée qui comprend un embout (220) pour le conduit d'aspiration (5) et qui est dotée de moyens (247) qui lui per- mettent d'être retenue par le boîtier du dispositif.