Brevet FR2517990A1 — publié le 19830617

La présente invention a trait à un pulvérisateur de li- quides à pompe mécanique à double effet, convenant pour la pulvérisation de vernis-laques, colorants, insecticides, cos- métiques, agents de nettoyage, agents antistatiques et analo- gues, à associer à un récipient de liquide communiquant avec l'atmosphère extérieure et dont les pièces fondamentales peu- vent être fabriquées en matière plastique. Le pulvérisateur de liquides mécaniques à double effet, remplaçant les pulvérisateurs actuels à agent de propulsion liquide gazeux, a pour avantages de ne pas exiger de récipient sous pression, de pouvoir resservir pour la pulvérisation de sieurs charges et, à la différence des pulvérisateurs mécani- ques à simple effet utilisés jusqu'à présent, de fournir un nuage pratiquement continu de liquide pulvérisé, de sorte qu' il est plus facile à manipuler et répond mieux à l'attente de l'utilisateur. Les problèmes posés par les pompes mécaniques à double effet résident dans l'obtention d'une étanchéité fiable de la tige de piston, attendu que du liquide est aussi présent dans le volume surmontant le piston, et d'un raccordement fiable du récipient à liquide avec l'atmosphère extérieure au cours du fonctionnement, ainsi que dans l'interdiction des fuites de liquide au cas o la pompe se trouve placée dans une position arbitraire. Ces problèmes ont été résolus par la demande de brevet CS PV 2100-81, selon laquelle on utilise sur la tige de piston un joint étanche statique Le pulvérisateur est constitué par un cylindre de manoeuvre inséré dans un récipient garni de li- quide La partie inférieure du cylindre de manoeuvre contient une soupape à une voie et sa partie supérieure présente un rebord sortant contre le goulot du récipient à liquide Un joint étanche statique est posé sur la surface supérieure du rebord et a la même forme que le rebord, présentant un trou central plus grand que la tige de piston qui le traverse Ce trou est donc flanqué en haut et en bas de prolongements assu- rant l'étanchéité La tige de piston est munie, à son extrémi- té inférieure située dans le cylindre de manoeuvre, d'un piston de manoeuvre comportant une soupape à une voie qui est une soupape soit à boulet, soit à coupelle, si l'on utilise un pis- ton en coupelle La tige de piston est maintenue en position haute par un ressort placé sur la face supérieure du joint étanche statique et prenant appui par son extrémité supérieure sur un bouton de manoeuvre monté sur la tige de piston Ce bouton de manoeuvre contient un ajutage communiquant, à tra- vers un canal longitudinal dela tige de piston, avec le volume surmontant le piston en coupelle Un canal d'évent s'étend à travers le rebord du cylindre de manoeuvre jusqu'au joint étanche statique au niveau duquel il débouche dans un volume libre entourant la tige de piston et aboutit au-dessus du joint étanche dans le fond du bouton de manoeuvre, o son étan- chéité est assurée dans la position de repos par un presse- étoupe pressé par le ressort Cette solution convient pour les pulvérisateurs précis destinés à projeter de manière répétée de nombreuses charges En vue d'une fabrication en série à bon marché, o il s'agit surtout de réduire le nombre de pièces et la rigueur des tolérances de fabrication en vue de deux ou trois recharges, la conception ci-dessus est trop complexe. La présente invention a pour but de permettre l'obtention d'une étanchéité fiable de la tige de piston moyennant des marges de tolérance moins rigoureuses, d'une voie d'évent sim- plifiée et d'une garantie contre les fuites lors de la mise du pulvérisateur en une position de repos arbitraire Avec une réduction consécutive de nombre de pièces, ainsi que de per- mettre un préréglagle rendant égales les quantités de liquide pulvérisées dans les deux sens de mouvement du piston par sim- ple modification de pièces communes de la pompe,ce préréglage étant nécessaire dans les séries de pulvérisateurs de type mo- difié destinés à projeter par cycle des quantités diverses de liquide, résultat qu'on assure en modifiant la course du pis- ton, et pour conférer divers caractères au nuage de liquide pulvérisé, résultat obtenu par remplacement de l'ajutage. On supprime les inconvénients précités de la structure connue, en vue d'une fabrication en série à bon marché, grâce à un pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double ef- fet comportant un cylindre de manoeuvre qui présente au sommet un rebord de contact avec un récipient et, tout en bas compor- te une soupape à une voie dans un piston de manoeuvre, qui est enfilé sur une tige de piston traversant le col d'un manchon, ladite tige de piston se terminant au sommet par un bouton de manoeuvre présentant un ajutage qui communique en permanence avec le volume surmontant le piston à travers un canal longi- tudinal, et ledit piston étant sollicité dans un sens par un ressort, caractérisé en ce qu'une garniture à plus petit dia- mètre intérieur est logée dans la partie supérieure du cylin- dre de manoeuvre, cette garniture étant en contact avec la partie intérieure du col du manchon par sa partie supérieure qui chevauche le rebord du cylindre de manoeuvre, tandis que le volume libre défini entre la paroi intérieure du manchon et la paroi extérieure du cylindre de manoeuvre est relié par dessous avec le récipient par des canaux axiaux qui traversent le rebord et un presse-étoupe et, par sa partie supérieure, avec la surface d'un tube, qui traverse à coulissement le col, par des canaux radiaux qui traversent la garniture du cylindre de manoeuvre, tandis que ledit tube, relié par sa partie supé- rieure au bouton de manoeuvre, se termine par dessous par un piston en coupelle d'étanchéité qui recouvre, en position hau- te, les canaux radiaux et qui porte simultanément par sa par- tie haute contre le col, et en ce que ledit tube est enfilé sur la partie étroite de la tige de piston, dont la partie inférieure large est montée à coulissement, avec le piston de manoeuvre et la soupape à une voie, dans la garniture du cy- lindre de manoeuvre En variante, le cylindre de manoeuvre peut comporter un boulet de soupape à une voie dans sa partie inférieure large et présenter au-dessus du boulet une cage formée par un rebord et par un tube, ce tube étant traversé par un trou de raccordement qui relie le volume surmontant le boulet avec le volume surmontant la cage, le rebord et le fond du piston de manoeuvre présentant des surfaces d'appui du res- sort. Suivant une variante, le cylindre de manoeuvre présente dans sa partie inférieure large une cage formée par un rebord et par un tube, une coupelle conique évasée vers le haut est enfilée sur ce tube, le trou de raccordement relie le volume -situé sous la cage et le volume situé sous le bord supérieur de la coupelle conique, et des évidements d'appui du ressort sont ménagés dans la face extérieure du col et dans le fond du bouton de manoeuvre. 25179 e O Le cylindre de manoeuvre peut aussi être fabriqué de fa- çon que sa garniture, réalisée sous forme d'élément indépen- dant, soit rapportée dans sa partie supérieure. On améliore la pulvérisation en ménageant des évidements dans la paroi intérieure de la garniture du cylindre de manoeu- vre, au-dessous du bord inférieur du piston en coupelle situé au point mort haut. On peut aussi former la soupape à une voie sur le piston de manoeuvre en enfilant le piston de manoeuvre sur l'extrémi- té inférieure de la partie large de la tige de piston, sa cou- pelle s'évasant vers le haut. Le canal longitudinal faisant communiquer en permanence l'ajutage avec le volume qui surmonte le piston de manoeuvre peut avantageusement être ménagé dans la surface de la tige de piston. Un avantage du pulvérisateur mécanique à double effet selon l'invention réside dans le joint étanche cinématique as- surant l'étanchéité de la tige de piston, qui est formé par le piston en coupelle d'étanchéité enfilé sur la tige de pis- ton Un tel joint d'étanchéité est peu sensible à des impréci- sions sur les cotes et n'engendre que peu de frottement. Un autre avantage réside en ce que la structure d'évent est de conception simple tout en étant hautement efficace. Cette efficacité découle surtout du fait que la tige de piston traverse avec un certain jeu, faible, le col du corps exté- rieur Ce jeu est suffisant pour laisser passer de l'air aux fins d'équilibrage de pression, mais oppose une résistance con- sidérable au liquide susceptible de fuir, lequel emprunte de ce fait des chemins plus aisés pour retourner dans le réci- pient A supposer qu'une infime quantité de liquide passe tout de même dans l'interstice du col, elle se trouve immédiatement rappelée par la dépression qui apparaît dans le récipient de liquide chaque fois que l'on enfonce et que l'on relâche le bouton. Un autre avantage réside dans la suppression du joint étanche du bouchon du trou d'évent La forme en coin de la partie supérieure du piston en coupelle auxiliaire d'étanchéité et de la partie supérieure du col assure une fermeture fiable sous la forte pression exercée par le ressort de manoeuvre. Un autre avantage réside en ce que le canal d'accès à 1 ' ajutage est ménagé par enlèvement de matière dans le côté de la tige de piston. Un autre avantage est qu'on fait simplement varier la dose émise au cours d'une pulvérisation en faisant varier la hauteur de la cage, tandis que le volume de la cage permet d' opérer la correction requise pour projeter des quantités éga- les dans les deux sens de manoeuvre On peut obtenir le même effet en profilant le gradin ménagé dans le fond du piston de manoeuvre ou par les deux mesures conjointes On peut ainsi réaliser, à partir de la même conception fondamentale, une sé- rie de pulvérisateurs destinés à des fins diverses La correc- tion assurant l'égalité des quantités projetées est nécessaire notamment si l'on modifie les caractéristiques de l'ajutage. On va maintenant décrire à titre d'exemple deux modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels: la figure 1 représente la structure préférée comportant un ajutage ménagé dans le bouton de manoeuvre, un piston de manoeuvre du type à coupelle, agissant simultanément en sou- pape, et un ressort logé dans le cylindre de manoeuvre; la figure 2 illustre une variante selon laquelle le ressort est placé hors du cylindre et la soupape à une voie prévue dans le fond du cylindre est du type en coupelle. Le pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double effet selon le mode de réalisation illustré par la figure 1 comporte un cylindre de manoeuvre 1 présentant au sommet un rebord 2 à appliquer contre le récipient de liquide 19 La partie inférieure, large, du cylindre de manoeuvre 1 reçoit le pistoin de manoeuvre 8; une garniture 10 à diamtle':re inté- rieur plus faible, qui reçoit à coulissement la partie infé- rieure large de la tige de piston 9, est insérée dans la par- tie supérieure du cylindre 1 Cette garniture 10 du cylindre de manoeuvre 1 chevauche le rebord 2 Le cylindre 1 et sa garniture 10 peuvent être fabrique soit d'un seul tenant, soit séparément Une soupape à une voie 3, pour l'admission de li- quide à l'intérieur du cylindre de manoeuvre 1, es L logée dans la partie inférieure large du cylindre 1 Dans l'exemple con- cret choisi, il s'agit d'une soupape à boulet La partie infé- rieure large du cylindre 1 reçoit en outre une cage 4 de forme tubulaire terminée en bas par un rebord 5 qui repose sur le fond du cylindre 1 Cette cage 4 fait partie de la soupape à une voie 3 et sert en outre à corriger la pulvérisation pour rendre égales les quantités de liquide pulvérisées dans les deux sens de mouvement du piston On opère cette correction en augmentant ou en réduisant le volume de-la base 38 du piston de manoeuvre 8 Ce piston 8 est du type présentant une coupel- le conique 8 a, laquelle sert simultanément d'obturateur à une voie pour l'admission de liquide dans le volume surmontant le piston 8 Le piston 8 est fixé à une tige de piston 9, dont la partie inférieure large coulisse dans la garniture 10 du cylindre 1 La partie supérieure étroite de la tige de piston 9 est fermement fixée dans un tube 11, termine en bas par le piston en coupelle d'étanchéité 12, dont la partie inférieure détermine la longueur minimale de la partie étroite de la tige de piston 9 D'autre part, quatre évidements 37 sont ménagés dans la paroi intérieure de la garniture 10 sous l'extrémité inférieure d'un piston en coupelle 12 Les évidements 37 peu- vent avoir un profil circulaire ou ovale et il suffit d'en prévoir quatre, espacés de 90 Le bord supérieur du piston en coupelle d'étanchéité 12 se termine par un prolongement bi- seauté 13, de forme complémentaire à celle d'une surface d' appui 14 prévue sur le bas de la partie intérieure du col 15 du manchon 16 Le col 15 reçoit à coulissement sur sa face ex- térieure l'adaptateur tubulaire 29 d'un bouton de manoeuvre 17. Le manchon 16 présente intérieurement un évidement 18 de rac- cordement temporaire ou permanent au récipient 19 du liquide. L'évidement 20 qui présente intérieurement un presse-étoupe 21 et un évidement 22 de réception du rebord 2 du cylindre 1, lequel pénètre de manière étanche aux liquides dans le logement 22, sont situés au-dessus de l'évidement de raccordement 18. Ledit rebord 2 présente, près de la surface extérieure du cy- lindre 1, un ou plusieurs canaux axiaux 23 d'évent et de re- tour de liquide de fuite dans le récipient 19 Un volume libre 24, communiquant avec le ou les canaux axiaux 23, est ménagé par exemple dans le manchon 16 par un évidement en forme de surface de révolution correspondant à la forme extérieure que la garniture 10 du cylindre 1 présente au-dessus du rebord 2. La distance entre les deux parois délimitant ce volume libre peut aller de 0,3 à 5 mmn Le volume libre 24 est délimité en haut par la surface d'appui précitée 14 qui porte-d'une part contre le sommet du piston en coupelle d'étanchéité 12 et d' autre part contre la partie supérieure de la garniture 10 du cylindre 1 Cette extrémité supérieure de la garniture 10 présente un ou plus d'un passage radial 25, de longueur in- férieure à celle du piston en coupelle d'étanchéité 12 relié à l'extrémité inférieure du tube 11 Ledit tube ll traverse le col 15 du manchon 16 avec un jeu allant de 0,05 à 0,15 mmn. Le bouton de manoeuvre 17 est monté sur la partie supérieure du tube ll et présente dans sa partie supérieure une cavité 26 qui canalise le liquide vers l'intérieur d'un ajutage 27. Cette cavité 26 comporte une section de distribution 26 a, por- tant sur son bord extérieur ledit ajutage 27, et une section collectrice 26 b qui rejoint le canal longitudinal 28 ménagé dans le corps de la tige de piston 9, avantageusement formé par une rainure pratiquée dans la surface extérieure de celle- ci Ce canal longitudinal 28 aboutit vers le bas, près du pis- ton de manoeuvre 8, à l'intérieur de l'espace surmontant ce piston 8 ' Le bouton de manoeuvre 17 comporte dans sa partie inférieure un adaptateur tubulaire 29, dont la longueur est approximativement égale à celle du col 15, c'est-à-dire supé- rieure de 1 à 5 mmn à la course du piston 8 Le diamètre inté- rieur de l'adaptateur tubulaire 29 est supérieure de 0,1 à 0,5 min au diamètre du goulot 15. La figure 2 illustre un autre mode de réalisation préféré, qui diffère de celui illustré par la figure 1 par le ressort 6, qui prend appui par une extrémité sur le logement 30 ménagé dans le fond du bouton de manoeuvre 17 et par l'autre extrémi- té sur le fond de l'évidement 31 ménagé dans le col 15 du-man- chon 16 La cage 4 située dans la partie inférieure large du cylindre de manoeuvre 1 porte une soupape à une voie 3 consti- tuée, dans ce cas concret, par une coupelle conique 39 reposant par une semelle 34 sur un redan circulaire 32 et portant par sa grande base contre la paroi du cylindre 1 Un trou de rac- cordement 33, ménagé dans le rebord 5 de la cage et dans la semelle 34, permet à du liquide d'arriver du récipient 19 au- dessus du bord supérieur de la coupelle 39. 2517990- On manoeuvre le pulvérisateur de liquides en enfonçant le bouton de manoeuvre 17, ce qui repousse le piston en cou- pelle 12 et le piston de manoeuvre 8 dans leurs positions bas- ses Quand la pression cesse de s'exercer, le ressort 6 ramène les deux pistons 8, 12 en positions hautes et du liquide est aspiré dans la partie large du cylindre de manoeuvre 1, sous le piston de manoeuvre 8 Un nouvel enfoncement du bouton 17 chasse au-dessus du piston 8 le liquide entourant la coupelle 8 a Quand la pression cesse de s'exercer, le piston de manoeu- vre 8 se déplace vers le haut et chasse vers l'ajutage 27, à travers le canal longitudinal 28, le liquide accumulé au- dessus de lui Immédiatement avant que le piston en coupelle d'étanchéité 12 n'atteigne sa position haute, son extrémité in- férieure est démasquée par les évidements 37, ce qui fait baisser rapidement la pression régnant dans le canal longitu- dinal 28 et met fin à la pulvérisation par l'ajutage 27 sans formation de grosses gouttes, de sorte que la finesse de pul- vérisation demeure inchangée L'enfoncement du bouton 17 fait démasquer le bord supérieur du piston en coupelle d'étanchéité 12 par les canaux radiaux 25 qui mènent à la surface du tube lla et sont reliés au récipient 19 à travers la cavité 24 et les canaux axiaux 23 La dépression engendrée dans le réci- pient 19 assure le rappel de la très faible quantité de liqui- de ayant éventuellement franchi vers le haut le piston en cou- pelle d'étanchéité 12 Simultanément, de l'air est aspiré à travers les canaux radiaux d'évent précités 25 et peut péné- trer en quantité suffisante dans l'interstice séparant le tube 11 et le col 15 Cet interstice est suffisant pour laisser passer l'air d'évent, mais oppose une résistance considérable au liquide de fuite éventuel, lequel trouve des voies plus faciles à franchir pour repasser dans le récipient 19 On peut faire varier la quantité de liquide pulvérisée à chaque dépla- cement du piston de manoeuvre 8 en modifiant le volume du fond 38 du piston de manoeuvre 8 et de la cage 4 On peut soit dé- placer le fond 38 du piston de manoeuvre 8 vers le haut ou vers le bas ou y ménager une cavité On peut encore faire mon- ter ou descendre le tube de la cage 4 et aussi modifier le diamètre du trou de raccordement axial 33 On peut opérer ainsi la correction voulue pour rendre égales les quantités pulvéri- sées lors du déplacement dans l'un et l'autre sens du piston de manoeuvre 8 De cette manière, on peut facilement réaliser, à partir de la même conception fondamentale, une série de pul- vérisateurs destinés à des fins variées La correction rendant égale les quantités pulvérisée est nécessaire en particulier si les caractéristiques de l'ajutage 27 sont modifiées. Les pulvérisateurs de liquides à pompe mécanique à double effet selon l'invention sont applicables dans tous les cas o l'on utilise actuellement des pulvérisateurs à agents de propulsion tel que Fréons et, en particulier, lorsque les sur- faces traitées doivent être recouvertes d'une pellicule conti- nue, ce qui est le cas pour les agents de nettoyage, vernis- laques, colorants, cosmétiques capillaires, herbicides, agents antistatiques, agents de dégivrage et anti-buée et analogues. La pulvérisation continue est intéressante aussi pour d'autres applications parce qu'elle répond à l'attente de l'utilisateur. Z 517990 REVENDICATIONS 1 Pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double effet comportant un cylindre de manoeuvre qui présente au som- met un rebord de contact avec un récipient et comporte une soupape à une voie logée dans un piston de manoeuvre, qui est enfilé sur une tige de piston traversant le col d'un manchon, ladite tige de piston se terminant au sommet par un bouton de manoeuvre présentant un ajutage qui communique en permanence avec le volume surmontant le piston à travers un canal longi- tudinal, et ledit piston étant sollicité dans un sens par un ressort, caractérisé en ce qu'une garniture (I 0) à plus petit diamètre intérieur est logée dans la partie supérieure du cy- lindre de manoeuvre ( 1) et chevauche le rebord ( 2) du cylindre de manoeuvre ( 1) par sa partie supérieure, qui est en contact avec la partie intérieure du col ( 15) du manchon ( 16), tandis qu'un volume libre ( 24) défini entre la paroi intérieure du manchon ( 16) et la paroi extérieure du cylindre de manoeuvre ( 1) est relié, par dessous,avec le récipient ( 19) par des ca- naux axiaux ( 23) qui traversent le rebord ( 2) et un presse- étoupe ( 21) et communique par sa partie supérieure avec la surface d'un tube ( 11) par des canaux radiaux ( 25) qui traver- sent la garniture ( 10) du cylindre de manoeuvre, tandis que ledit tube ( 11), qui traverse à coulissement le col ( 15), est relié par sa partie supérieure au bouton de manoeuvre ( 17) et se termine au-dessous par un piston à coupelle d'étanchéité ( 12) qui recouvre, en position haute, les canaux radiaux ( 25) et qui porte simultanément par sa partie haute contre le col ( 15) et est enfilé sur la partie étroite de la tige de piston ( 9), dont la partie inférieure largeest montée à coulissement, avec le piston de manoeuvre ( 8) et la soupape à une voie, dans la pièce rapportée du cylindre de manoeuvre ( 1). 2 Pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double effet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cy- lindre de manoeuvre ( 1) contient, dans sa partie inférieure élargie, un boulet de soupape à une voie ( 3), en ce qu'une cage ( 4) est formée audessus du boulet par un rebord ( 5) et un tube, en ce qu'un trou de raccordement ( 33) traversant ce tube relie l'espace surmontant le boulet à l'espace surmontant la cage ( 4) et en ce que des surfaces d'appui du ressort ( 6) sont prévues sur le rebord ( 5) et sur le fond du piston de manoeuvre ( 8). 3 Pulvérisateur de liquide à pompe mécanique à double effet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cy- lindre de manoeuvre ( 1) contient, dans sa partie inférieure élargie, une cage ( 4) formée par un rebord ( 5) et par un tube, qui porte une coupelle conique ( 39) enfilée sur lui et évasée vers le haut, en ce que le rebord ( 5) présente un trou de rac- cordement ( 33) destiné à relier l'espace surmontant la cage ( 4) avec l'espace situé sous le bord supérieur de la coupelle conique ( 39) et en ce que des évidements ( 30, 31) de réception du ressort ( 6) sont ménagés dans la face extérieure du col ( 15) et dans le fond du bouton de manoeuvre ( 17). 4 Pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double effet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gar- niture ( 10) du cylindre de manoeuvre ( 1), réalisée sous forme d'élément rapporté, est enfilée dans la partie supérieure du cylindre de manoeuvre ( 1). Pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double effet selon la revendication 1, caractérisé en ce que des évi- dements ( 37) sont ménagés dans la paroi intérieure de la garni- ture ( 10) du cylindre de manoeuvre ( 1) au dessous du bord in- férieur du piston en coupelle ( 12) situé au point mort haut. 6 Pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double effet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pis- ton de manoeuvre ( 8), muni d'une coupelle ( 8 a) s'amenuisant vers le bas, est monté sur l'extrémité inférieure de la partie large de la tige de piston ( 9). 7 Pulvérisateur de liquides à pompe mécanique à double effet selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la surface de la tige de piston ( 9) est ménagé un canal lon- gitudinal ( 28) qui relie en permanence l'ajutage ( 7) à l'es- pace surmontant le piston de manoeuvre ( 8).