Brevet FR2557860A1 — publié le 19850712

DISPOSITIF ET PROCEDE D'EXTRACTION ET DE REMPLISSAGE D'UN RECIPIENT A l'AIDE D'AIR COMPRIME L'invention a pour objet des dispositifs pour extraire d'un réci- pient des produits liquides à l'aide d'air comprimé formé à partir d'air atmosphérique ou d'air ayant été épuré ainsi que des procédés et disposi- tifs de remplissage et de recharge de tels récipients distributeurs. On connait de nombreuses variantes de tels dispositifs qui pulvéri- sent des liquides sous pression. Parmi ceux-ci, les plus connus sont les bombes aérosols dans lesquelles du gaz Freon assure l'extraction du liquide d'une enceinte également close et sa pulvérisation ou son atomi- sation. Il est bien connu que ce gaz, en dépit de ses bonnes propriétés mécaniques, est devenu impopulaire pour des raisons de protection de l'environnement et de santé publique et que dans de nombreux pays son usage est interdit. La caractéristique essentielle du principe de fonctionnement réside dans le fait que le Freon se mélange dans le récipient avec le liquide à pulvériser de sorte que l'énergie de propulsion disponible est maintenue d'une manière pratiquement constante. La solution décrite dans le brevet américain 3 240 331 concerne également un dispositif aérosol qui ne présente pas de tube plongeur mais un récipient interne tel qu'après transpercement de ce récipient, le mélange des deux composants d'une résine synthétique assure la propulsion. Dans la solution, objet du brevet américain 2 559 091, on utilise également une substance propulsive pour aérosol; le vissage d'un second récipient comprenant une aiguille de poinçonnage permet au gaz de s'écouler vers le produit à expulser, ce qui rend possible alors la pulvérisation du mélange. Le dispositif peut être recharge, mais l'opéra- tion est délicate. 2 2557860 Dans le dispositif selon le brevet américain 3 858 659, on utilise une cartouche, contenant le produit propulseur, ayant une masse plus importante et le fonctionnement est assuré par poinçonnage de la cartou- che. Le dispositif peut être rechargé mais le système de remplissage est des plus compliqués. Dans le brevet américain 3 984 034 est décrit un dispositif qui ne fonctionne pas selon le principe de l'aérosol mais qui inclut dans un récipient rigide fermé un récipient tubulaire en matière plastique, un piston à dépression "écrasant" le récipient plastique en direction de la tête de pulvérisation, que traverse le produit grâce à une aiguille pour atteindre le dispositif de pulvérisation. Le dispositif décrit dans le brevet américain 3 619 092 fonctionne dans des conditions analogues mais le piston est propulsé par la surpression d'un gaz approprié. Dans les deux dispositifs, la recharge et l'utilisation présentent des difficultés. En particulier en Europe, mais également ailleurs, on cherche à fournir l'énergie de propulsion du produit en utilisant du gaz PB (propane, butane) ou du CO2. Ces deux types de gaz présentent la caracté- ristique d'être particulièrement nuisibles pour la santé et l'environ- nement, leur effet cancérigène étant pratiquement démontre, de plus le gaz PB est évidemment inflammable. Du fait que ces gaz, en aucun cas, ne sont neutres, ils ne peuvent être utilisés pour la pulvérisation de produits de santé ou d'hygiène corporelle ou pour les produits courants, qu'en admettant une dégradation de la qualité, et ils sont en tout ou partie impropres à la pulvérisa- tion de médicament. De plus, une solution est connue selon laquelle la substance propuisive se trouve dans une enveloppe ou un film plastique disposé dans un tube monté dans un corps muni d'une tête de pulvérisation et d'une aiguille de poinçonnage, le tout étant introduit dans un autre corps muni d'un piston et d'une cartouche d'air comprimé à haute pression. L'aiguille de poinçonnage fait s'écouler l'air sous le piston qui commence à pousser l'enveloppe plastique dans la direction d'une autre aiguille, ce qui permet la pulvérisation; l'inconvénient de cette solution réside dans le fait q'il reste une quantité importante du produit après l'épuisement de la pulvérisation, que la manipulation de l'appareil est particulièrement compliquée et peut provoquer des acci- dents, ce qui constitue un nombre élevé d'inconvénients. La recharge dans le commerce est presque irréalisable. L'avantage réside cependant dans le fait que la substance propulsive n'est pas en contact avec le produit à pulvériser. 3 2557860 Selon une autre solution, le fluide à pulvériser parvient à la tête de pulvérisation à la sortie de l'enceinte, grâce à de l'air comprimé non purifié, à l'aide d'un mécanisme de séparation (par exemple une membrane de caoutchouc) et d'une aiguille de poinçonnage, la cartou- che contenant l'air comprimé étant disposée sous le récipient du produit. La mise en fonctionnement est effectuée par vissage des deux moitiés. Selon une autre réalisation avantageuse de la solution ci-dessus indiquée, la cartouche d'air comprimé est située dans le récipient de produit, qui à son tour est placé dans un récipient cylindrique dont le fonctionnement fait suite, également dans ce cas, au vissage, par exemple à l'aide d'une aiguille de poinçonnage. L'inconvénient de base de tous ces systèmes réside dans une réalisation particulièrement complexe. Qui plus est, on ne peut les recharger qu'avec difficulté. Les éléments de l'appareil doivent être dévissés, la cartouche utilisée et le récipient de produit (poche, flacon) doivent être éliminés et changés. Un autre inconvénient réside dans le fait que les cartouches de propul- sion sont chargées à 70 bars de pression minimale, ce qui exige une technique de haute sécurité. D'autre part, les enveloppes qui sont rejetées comme déchets constituent un inconvénient sur le plan de la protection de l'environnement et ces solutions ne sont pas économiques. Les machines de remplissage des bombes de pulvérisation courantes remplies avec des gaz aérosols (Fréon, PB, CO2, dioxyde d'azote) travail- lent le plus souvent en plusieurs étapes dans lesquelles on dose le produit fluide, on obture mécaniquement puis on introduit dans le récipient le matériau propulseur à l'état fluide et qui est absorbé par le produit. Ces machines ne conviennent que pour un premier et unique remplissage et ne sont pas applicables à la recharge. On ne pourrait en aucun cas contrôler les gaz résiduels dans les bombes vides par voie empirique mais seulement grâce à des instruments ce qui exclue catégori- quement une recharge. L'invention a donc entre autres buts de proposer un appareil (ou bombe) de pulvérisation (vaporisation ou atomisation) de produit en vrac, qui ne présente pas les inconvénients des appareils de l'art antérieur, qui soit en même temps plus économique et sans inconvénient du point de vue de la sécurité, de la santé et de la protection de l'environnement, et qui convienne à la pulvérisation de toutes sortes de produits en vrac tels que des médicaments, des cosmétiques délicats, par exemple des produits de soin pour nourrissons, ainsi que certains pro- duits alimentaires tels que l'huile. Un autre but de l'invention est de proposer des appareils rechargeables à la place des appareils jetables. Ceci est rendu possible grâce à l'utilisation de l'air pour assurer l'énergie de propulsion et au système de recharge entrant dans le cadre de l'invention; de cette façon, on peut à plusieurs reprises recharger en toute sécurité les appareils de pulvérisation vides, ce qui fait que la conception du système diffère radicalement -en principe et en pratique- des machines de remplissage de l'art antérieur. Ces buts sont atteints selon l'invention du fait que pour l'ex- traction du produit fluide contenu dans un appareil de pulvérisation servant d'enceinte close, on utilise un récipient qui contient à la fois le produit et l'air comprimé propulseur, qui est en communication par un raccord ou une connexion tubulaire avec la tète de pulvérisation compor- tant une valve de fermeture, un gicleur et un poussoir de commande sollicité par un ressort de rappel. La liaison entre le récipient et la tête de pulvérisation peut être réalisée par vissage, bridage, sertissage ou soudage. Au cours du remplissage ou de la recharge de l'appareil, on introduit tout d'abord le produit, puis le gaz propulseur assurant l'expulsion du produit, et, selon l'invention, on utilise comme gaz propulseur de l'air qui est refoulé jusqu'à ce que soit atteinte une pression prédéterminée. Selon l'invention, le dispositif utilisé pour le remplissage ou la recharge qui comprend un réservoir de produit fluide, un vérin doseur, une connexion de remplissage ainsi qu'un clapet antiretour disposé entre la connexion de remplissage et le cylindre doseur, est constitué de sorte qu'un réservoir d'alimentation en air comprimé est relié à la con- nexion de remplissage par l'intermédiaire du clapet antiretour. Dans la conduite reliant entre eux le réservoir d'air comprimé et la connexion de remplissage, on prévoit de façon adéquate un organe réducteur et/ou régleur de pression. Il est possible de brancher plusieurs vérins doseurs entre le réservoir d'air comprimé et la connexion de remplissage par l'intermé- diaire des clapets antiretour. Les caractéristiques principales de l'invention résident dans le fait que l'on peut stocker dans le récipient commun le produit à pulvéri- ser et l'air comprimé correspondant, atmosphérique ou purifié, c'est à dire débarrassé de toutes impuretés possibles (huile, combustibles, poussière, etc.). L'air est comprimé à une pression permettant de contraindre le produit, jusqu'au point le plus bas atteint par le tube plongeur souple, à remonter jusqu'à la valve de l'appareil de pulvérisa- tion. Quand, à l'aide du poussoir, on enfonce le ressort inclus dans la tête, la valve libère le produit qui peut alors sortir par le gicleur. L'air comprimé refoule ainsi le produit du récipient, du tube plongeur souple, de la valve et du gicleur, ce qui permet de vider totalement et sans résidu tout le produit de l'appareil, et ceci le plus simplement possible sans que le fonctionnement soit dangereux pour l'utilisateur. L'appareil selon l'invention peut être réalisé en de nombreuses variantes selon les besoins de l'utilisateur. Ainsi, par exemple, le récipient et la tête de pulvérisation peuvent s'assembler par vissage grâce à des filets de vis prévus sur le récipient et sur la tête, ce qui assure un montage étanche et sûr. Apres vidange, puis décharge, on peut dévisser l'appareil pour le recharger en produit et en air comprimé, ce qui permet théoriquement une reprise indéfinie de la pulvérisation. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le récipient est relié à la tête de pulvérisation par bridage ou sertissage mécanique. Selon cette variante, la recharge est moins aisée. Le récipient et la tête peuvent également être soudés; les variantes à soudures dépendent des propriétés particulières des matériaux constitutifs des éléments. Selon ces deux dernières formes de réalisation de l'invention, l'accès manuel du produit dans le récipient n'est pas possible. Un avantage de l'invention réside dans le fait que l'air est le propulseur le mieux approprié pour la propulsion du produit, l'air se plaçant dans la chambre de pression au-dessus du liquide pour le propul- ser, ou se mélangeant au liquide pour être éjecté avec lui par le gicleur vers l'air libre. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que l'air utilisé comme propulseur ne se trouve jamais à la pression critiques c'est-à-dire n'atteint jamais 30 bars, ce qui ne porte pas atteinte à la qualité du produit. La pression utilisée est toujours une pression partielle inférieure à 30 bars mais qui garantit une meilleure vidange qu'à la pression atmosphérique. Apres l'épuisement du produit, on devra prendre soin de décharger la surpression restant dans le récipient. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le récipient peut être rechargé sans que la fermeture de sécurité soit 6 2557860 réduite dans la plus petite mesure, la recharge du récipient vidé et sa remise en pression étant ainsi effectuées sans contraintes et en toute sécurité. Au cours de la recharge, la valve est amenée dans la même position que lors de la pulvérisation, ce qui permet par la voie ainsi ouverte de brancher hermétiquement une tête de remplissage qui dose et introduit dans le récipient un volume prédéterminé de produit liquide puis -jus- qu'à ce que soit atteinte une valeur de pression donnée- refoule de l'air comprimé dans l'espace libre du récipient, ce qui débarrasse la tête de remplissage de tout reste du produit qui pourrait subsister localement après le remplissage. A cette fin, la tête de remplissage peut être connectée à un ou plusieurs réservoirs d'alimentation, ce qui rend possible ce système d'autonettoyage et permet ainsi d'utiliser la même tête de remplissage pour un ou plusieurs produits en vue du remplissage des appareils vides. L'invention va être décrite en se référant aux figures suivantes illustrant diverses modes de réalisation. Elles représentent schéma- tiquement: - à la figure 1 une coupe longitudinale d'un récipient et d'une tête de pulvérisation selon l'invention à montage à vis; - à la figure 2 une coupe partielle d'un bouchage à sertissage ou bridage selon l'invention; - à la figure 3 une coupe partielle sur une variante de réalisation selon l'invention à montage par soudage; - à la figure 4 le principe de fonctionnement de la recharge selon l'invention; - à la figure 5 des variantes 5a et 5b de la tête spéciale de remplissage selon l'invention; - à la figure 6 un diagramme de la pression dans l'appareil de pul- vérisation selon l'invention. La figure 1 représente un récipient I propre à recevoir le pro- duit 8 et l'air comprimé qui agit en propulseur à la pression p dans la chambre V. Via le tube plongeur souple 7, et grâce au bouchon 9 et au pulvérisateur 2 -qui est actionné par le ressort 4 repoussé par le poussoir 5- le produit atteint le gicleur 3 pour être pulvérisé. La tête 6 bouche le récipient 1 par vissage des filetages 6a, ce qui permet la fixation, le démontage et le remontage par vissage. La figure 2 représente une autre forme de réalisation dans laquelle la tête 6 est assemblée sur le récipient 1 grâce à une bride sertie 6b. Dans ce cas, le démontage ne peut être effectué que mécaniquement. La figure 3 représente une autre forme de réalisation dans la- quelle la tête 6 est assemblée sur le récipient 1 grâce à un montage par soudure 6c. Cet assemblage ne peut être démonté sans dégâts. La figure 4 représente le nouveau système de remplissage et/ou de recharge; le produit est ici prélevé en volumes prédetermines dans les réservoirs d'alimentation 10 et -1On, via les clapets antiretour 15b et 15n, à l'aide des vérins doseurs 11 et lin, pour être amené dans la conduite et dans la connexion de remplissage 15a et introduit dans le récipient 1 vide ou vidé. Ensuite, on fait circuler de l'air comprimé dont la pression est réglée en 14 pour assurer le nettoyage prescrit et assurer ensuite le remplissage du récipient 1 à partir du réservoir d'air comprimé 12 via le détendeur de pression 13, le régleur de pres- sion 14, le clapet antiretour 15a et la connexion spéciale de remplis- sage 15c, jusqu'à ce que la différence de pression soit égalisée. A la figure 5, sont représentees des connexions spéciales qui assurent le remplissage après dosage d'un (figure 5a) ou de plusieurs (figure 5b) produits quand le clapet antiretour 15b ou 15n de dosage est ouvert. Dés que le clapet est fermé, l'air comprimé en provenance de la conduite 5 s'écoule par le clapet antiretour 15a et refoule hors du récipient 1 le produit restant, ce qui en assure le nettoyage; cet autonettoyage permet des remplissages ou recharges successifs d'un certain nombre de récipients, le dispositif étant propre et libéré des produits charges précédemment. Ce nombre de réservoirs d'alimentation 10, 1On, de vérins de dosage 11 et lln ainsi que des clapets antiretour 15b et 15n peut être quelconque et avec un tel dispositif de remplissage et/ou de recharge, on peut théoriquement assurer le remplissage et/ou la recharge avec un nombre au quelconque de produits. Comme on le voit à la figure 6, la pression d'entrée Pmax dans le récipient est toujours inférieure à, par exemple, 30 bars, tandis que la pression minimale est d'au moins 2 bars, la vitesse d'écoulement du produit variant très peu. Les expériences effectuées avec les récipients selon l'invention ont démontré clairement qu'aussi bien avec une tête de pulvérisation montée par vissage qu'avec une tête montee par bridage, sertissage ou soudage, on obtient un fonctionnement irréprochable qui laisse le récipient sans reste et sans souillure, en particulier dans le cas de la réalisation de la figure 1 qui convient au remplissage et/ou à la recharge de produits différents. Il est évident que le récipient destiné à recevoir le produit peut présenter toute forme souhaitée et en particu- lier une section circulaire, elliptique, plate ou polygonale. Il a pu être également démontré que le procéde selon l'invention d'épuisement total du produit s'applique particulièrement bien aux produits cosmétiques, d'hygiène et de soins corporels, à l'huile méca- nique ou alimentaire et à-certains médicaments sans porter atteinte à la qualité du produit et permet la recharge du récipient vidé sans la moindre difficulté. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation decrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour l'extraction de produits fluides contenus dans un récipient à l'aide d'air comprimé atmosphérique ou épuré, caractérisé par le fait qu'un récipient commun (1) reçoit le produit (8) et l'air comprimé (1) et présente une connexion tubulaire (9) qui se raccorde à la tête de pulvérisation (6), une valve de fermeture (2), un gicleur (3) et un poussoir (5) repoussé par un ressort (4). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'entre le récipient (1) et la tête (6) est prévu un montage par vissage. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fixation entre le récipient (1) et la tête (6) est effectuée par bridage et/ou sertissage. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'entre le récipient (1) et la tête (6) est prévu une liaison (6c) par soudage. 5.- Procédé de remplissage et/ou de recharge de récipients distri- buant des produits fluides, au cours duquel le produit est introduit en quantité prédéterminée dans le récipient puis comprimé par l'introduc- tion contrôlée d'un gaz, caractérisé par le fait que l'air est utilisé comme gaz propulseur et est refoulé jusqu'à ce que soit atteinte une pression prédéterminée. 6.- Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendica- tion 5, qui présente un récipient de produit fluide, au moins un vérin doseur, une connexion de remplissage et un clapet antiretour disposé entre le vérin et la connexion, caractérisé par le fait que la connexion de remplissage (15c) est reliée à un réservoir d'alimentation en air (12) par l'intermédiaire d'au moins un clapet antiretour (15b, 15n). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la canalisation reliant le réservoir d'alimentation en air (12) à la O connexion de remplissage (15c) présente un détendeur de pression (13). 8.- Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que la canalisation reliant le réservoir d'alimentation en air (12) à la connexion de remplissage (15c) présente un organe de réglage de pression( 14). 9.- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que la canalisation reliant le réservoir d'alimentation en air (12) et la connexion de remplissage (15c) est reliée, entre le clapet antiretour (15a) et la connexion de remplissage (15c) à plusieurs vérins doseurs (11,]ln) par l'intermédiaire de clapets antiretour (15b, 15n).