Brevet FR2560072A1 — publié le 19850830

_, _ Dispositif dTactionnement auto-nettoyant pour la distribution de liquides contenant des solides en parti- cules depuis un récipient sous pression ou au moyen d'une pompe à piston. L'invention concerne des flacons, bidons, récipients en matière plastique,etc... de distribution par pulvéri- sation, servant à distribuer des solides en particules en suspension dans un milieu liquide, tels qu'on peut les trouver parmi les compositions cosmétiques, les désodo- risants et agents contre la transpiration, parfums, vernis et peintures, produits ménagers et préparations pharma- ceutiques. Des produits de cette nature peuvent être con- tenas dans un emballage sous pression, ou dans un emballage qui utilise une pompe à piston de distribution par pulvérisation. Dans la distribution de ces suspensions avec utili- sation d'une caractéristique de dispersion mécanique dans le bout de valve et l'ensemble d'insertion d'un emballage pour aérosols ou à pompe, un inconvénient est l'accumulation de solides dans la chambre de turbulence, qui, en obstruant les chambres, a pour effet que l'embal- lage cesse de distribuer. Ces bouts de valve, appelés têtes de distribution, doivent être remplacés ou nettoyés de façon que le contenu de l'emballage puisse à nouveau être distribué pour l'usage. Le remplacement ou le nettoyage de la tête de distribution peuvent avoir besoin d'être répétés plusieurs fois pendant l'utilisation de tout le contenu de l'emballage, par suite d'obstruction répétée. On a donc besoin d'un système de pulvérisation à dis- persion mécanique auto-nettoyant ou ne s'obstruant pas, pour assurer la distribution fonctionnelle de solides en suspension dans un liquide, pendant la vie de l'emballage. L'invention a pour objet un dispositif d'actionnement de valve ou de pompe qui empêche l'obstruction de la chambre de dispersion mécanique pour émettre un fin brouillard de suspensions de particules dans des liquides. Ce dispositif - 2 - comporte un corps massif présentant: a) un passage axial vertical ouvert à l'extrémité inférieure pour la liaison avec la tige de valve ou de pompe qui commande ltécoulement hors du récipient contenant le produit; b) une chambre formée dans la surface du corps massif, qui augmente la formation d'un brouillard fin par turbu- lence, et qui présente: (I) un conduit circulaire; (II) une chambre centrale de turbulence qui est concentrique à llintérieur du conduit circulaire et située dans le même plan que celui-ci et (III) trois conduits espacés symétriquement, ou davantage, reliant le conduit circulaire et la chambre de turbulence et qui sont tangents à la chambre de turbulence; c) un conduit cylindrique primaire d'alimentation servant à amener du produit du passage axial au conduit circulaire et qui est perpendiculaire au plan du conduit circulaire et de la chambre de turbulence; d) un deuxième conduit cylindrique plus petit servant à diriger un écoulement secondaire du passage axial au centre de la chambre de turbulence et qui est perpendicu- laire au plan du conduit circulaire et de la chambre de turbulence et e) un orifice à travers lequel le produit est fina- lement pulvérisé et qui ferme aussi le plan de la chambre de turbulence, de sorte que l'écoulement de produit se déroule à travers les conduits dans un ordre approprié. Ltorifice de la plaque est centré par rapport à la chambre de turbulence et au conduit secondaire partant du passage axial. On comprendra plus complètement l'invention en se ré- férant aux dessins sur lesquels: La figure 1 est une perspective de la tête de distribution en position sur un récipient typique; La figure 2 est une coupe de la tête de distribution -3 suivant un plan passant par l'axe vertical central et la chambre de turbulence de l'invention; La figure 3 est une vue frontale de la tête de distribution de laquelle la plaque insérée à orifice a été retirée pour laisser voir la chambre de turbulence; La figure 4 est une vue frontale de la chambre de turbulence; et La figure5estuneperspective de la plaque insérée à orifice. L'invention est applicable à des récipients sous pression qui distribuent des liquides contenant des solides en particules, par exemple des solides d'une grosseur in- férieure à 0,56 mm. La pression peut être fournie par un agent de mise sous pression, tel que des mélanges de chlorofluorocarbures, des hydrocarbures, le dioxyde de carbone ou l'éther diméthylique, auquel cas l'utilisateur enfonce le bout de valve ou tête de distribution pour laisser arriver le produit sous pression à la tête de distribution. Au lieu d'utiliser un propulseur sous pression, on peut obtenir le même type de mouvement du produit en actionnant une pompe montée dans le récipient et adaptée à celui-ci de façon étanche. L'enfoncement de la tête de distribution ou du bout déplace un piston à travers un réservoir cylindrique qui se trouve à l'inté- rieur du récipient. Les effets d'une valve à aérosols et- dtune pompe sont entièrement classiques et bien connus de ceux qui ont une qualification normale dans le domaine de l'emballage. L'utilisation de pompes et de récipients sous pression est classique dans la branche de l'emballage. Comme le montrent les dessins et particulièrement les figures 1 et 2, dans tous les modes d'exécution décrits ci-dessus, le bout de valve ou de pompe 1, aussi appelé tête de distribution, est fixé par frottement à une tige de valve ou de pompe 2. La tige de valve ou de pompe est montée sur le récipient 3 et adaptée à celui-ci de façon étanche. La tige 2 présente une perforation centrale et sert à transporter le produit du récipient à la tête de distribution. On se réfère maintenant à la figure 2. La tête de distribution est présentée en coupe pour révéler un passage axial 4 qui reçoit à son extrémité inférieure la tige 2. L'assemblage est étanche aux fluides et étanche à la pression. Un conduit primaire d'alimentation 5 relie le passage axial à un conduit circulaire 6 qui est plus clairement représenté sur les figures 3 et 4. Un conduit secondaire d'alimentation 7 relie le passage axial au cen- tre d'une chambre de turbulence 8. Un conduit borgne cy- lindrique 9 reçoit un élément 11 à orifice, aussi indiqué sur la figure 5. Les figures 3 et 4, qui sont des vues frontales, montrent le conduit circulaire 6, la chambre de turbulence 8 et les extrémités des conduits d'alimentation 5 et 7. La chambre 8 est concentrique au conduit 6 et située dans le même plan. De trois à six conduits 10 (4 sur les figures) dirigent tangentiellement l'écoulement primaire du conduit circulaire 6 à la chambre de turbulence 8. Par "tangen- tiellement", on entend non seulement tangentiellement au bord extérieur de la chambre de turbulence 8, mais aussi à l'intérieur de cette chambre, du moment que ce n'est pas suivant un rayon. Ces conduits 10 sont placés symé- triquement par rapport à la chambre 8. Le conduit secon- daire d'alimentation 7 se termine au centre de la chambre de turbulence 8. En travers de l'avant de la tête de distribution est adaptée en position par frottement la face de plaque à orifice 13 présentant le contour général d'une cuvette et munie d'un seul orifice central 15. Le bord antérieur 12 s'adapte dans le conduit borgne 9, o il est emmanché jusqu'à ce que la surface intérieure de la face 13 s'ap- plique de façon étanche contre les surfaces 14 et 16. Alors le produit doit passer du conduit 6 à la chambre 8 uniquement en s'écoulant par les conduits 10. L'orifice 15 est placé directement dans le centre de la face d'insertion à orifice 13, et donc il est aussi centré sur la chambre de turbulence 8 et sur l'extrémité du conduit secondaire 7. La tête de distribution 1 avec les passages, les conduits et la chambre, peut être facilement moulée en la plupart des résines thermoplastiques, telles que le polyéthylène, le polypropylène, le nylon et des matières équivalentes. L'élément inséré 11 à orifice pourrait aussi être formé des mêmes matières, mais il est plus avantageux de le réaliser en aluminium ou en un autre métal ayant une résistance relative à la corrosion. Quand on enfonce la tête de distribution, ce qui impose ou permet la distribution du produit dans le passage axial 4, le courant se divise dans les conduits et 7. Le diamètre du conduit primaire 5 est supérieur d'environ 45 à 55% au diamètre du conduit secondaire 7. En conséquence, il s'écoule environ 2,25 fois plus de produit par le conduit 5 que par le conduit 7. Le liquide et les particules en suspension s'écoulant à travers le conduit 5 affluent ensuite au conduit circulaire 6, puis, par tous les conduits tangentiels 10, à la chambre de turbulence 8 o les courants tourbillonnants se heurtent causant une division du liquide en un fin brouillard qui sort par l'orifice 15. Dans la chambre de turbulence 8, les particules solides ont tendance à se déposer derrière l'élément d'insertion à orifice. Le courant de produit jaillissant du conduit 7 contrarie continuellement le dépôt de particules de sorte que la chambre de turbulence 8 reste exempte de solides et à l'abri de l'obstruction. Le rapport des diamètres du conduit primaire 5 et du conduit secondaire 7 est de 3:2 + 10% et de préférence de 3:2. Ce rapport est critique pour réaliser une pulvé- risation fine sans obstruction par des particules. Le rapport des diamètres du conduit 5 et de l'orifice ter- minal de l'élément d'insertion 15 est de 2:1 + 10% et il est critique aussi pour réaliser une pulvérisation fine sans obstruction par des particules. L'autre rapport de diamètres fonctionnellement important est la relation entre l'orifice terminal 15 et la chambre de turbulence 8. Ce rapport est de 8:25 + 10'%. Le diamètre de l'orifice terminal doit être de 0,30 à 0,56 mm, de préférence d'environ 0,43 mm. En conséquence, les diamètres typiques suivants seraient fonctionneLement efficaces: conduit primaire 5: 0,84 mm conduit secondaire 7: 0,56 mm orifice terminal 15: 0,41 mm chambre de turbulence 8: 1,27 mm La description et les figures illustrent les modes d'exécution de ltinventionqui seront le plus fréquemment utilisés, dans lesquels le conduit circulaire et la chambre de turbulence sont situés dans un plan vertical de sorte que du produit est pulvérisé dans une direction généralement horizontale. La présente invention peut aussi être utilisée avantageusement lorsque la chambre est dans un autre plan de sorte que le produit est pul- vérisé sous un certain angle relativement à l'horizontale, du moment qu'on se conforme aux relations ici décrites et que les deux conduits sont perpendiculaires au plan du conduit circulaire et de la chambre de turbulence. -7 REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'actionnement de valve ou de pompe, comprenant un corps solide et caractérisé par - un passage axial vertical (4) ouvert à l'extrémité inférieure pour la liaison avec la tige de valve ou de pompe (2) d'un récipient (3) qui commande l'écoulement du produit hors du récipient; - une chambre (8) formée dans la surface du corps massif et qui renforce la formation d'une pulvérisation fine par turbulence, et qui présente un conduit circulaire (6),cette chambre centrale de turbulence (8) concentrique à l'intérieur du conduit circulaire et située dans le même plan que celui-ci, et trois conduits (14) espacés symétriquement, ou davantage, reliant le conduit cir- culaire (6) et la chambre de turbulence (8) et qui sont tangents à la chambre de turbulence; - un conduit primaire cylindrique d'alimentation (5) servant à amener du produit du passage axial au conduit circulaire (6) , et qui est perpendiculaire au plan du conduit circulaire et de la chambre de turbulence; - un deuxième conduit cylindrique plus petit (7) servant à diriger un écoulement secondaire sur le centre de la chambre de turbulence (8), en partant du passage axial (4) qui est perpendiculaire au plan du conduit circu- laire et de la chambre de turbulence; et - une plaque à orifice (11) qui isole la chambre de turbulence de sorte que le produit ne peut s'écouler du conduit circulaire à la chambre de turbulence que par les conduits espacés symétriquement, la plaque ayant un orifice (15) d'environ 0,30 à 0,56 mm de diamètre qui est centré relativement à la chambre de turbulence et au conduit secondaire. 2.- Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit primaire (5) a un diamètre supérieur de 45 à 55% à celui du conduit secondaire (7), que le diamètre du conduit primaire (5) est supérieur de 90 à 110% à celui de l'orifice terminal -8- (15) de la plaque à orifice (11) et que le rapport du diamètre de l'orifice terminal à celui de la chambre de turbulence (8) est compris entre 0,30 et 0,35. 3.- Dispositif d'actionnement selon ltune des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le conduit circulaire (6) et la chambre de turbulence (8) sont situés dans un plan vertical. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est placé sur un récipient (3) qui est conçu pour décharger son contenu à travers la tige (2), sous pression ou au moyen d'une pompe et que le dispositif d'actionnement est monté sur la tige. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le récipient (3) contient une suspension de solides en.particules dans un liquide. 6.- Récipient destiné à servir avec un dispositif d'actionnement selon l'une des revendications 1 5.