Brevet FR2632359A1 — publié le 19891208

La présente invention a trait à undispositif dont il est possible d'équiper un système de distribution de produit plutôt piteux comprenant un poussoir et une pompe-doseuse à précompression afin d'en améliorer l'amorçage. Parmi les valves de distribution qul sont couramment placées sur des récipients contenant des liquides ou des pâtes, les pompes doseuses à précompression présentent de nombreux intérêts. Tout d'abord l'émission du produit fluide résulte essentiellement d'un actionnement manuel Cela écarte le recours à un gaz propulseur, comme le fréon qui est incriminé en tant qu'agent de pollution de l'atmosphère, ou bien comme l'ayote qui occupe un volume mort du récipient. Ce dernier n'a pas besoin non plus particulièrement renforcé pour contenir un produit sous torte pression.La fonctfon de doseur est par ailleurs très utile dans l'industrie des cosmétiques ou de la pharmacie ou la quantité de produit délivré à chaque actionnement de la pompe doit ètre suffisamment précise. La précompression du volume de produit à expulser rend également lLutlli$atlon de ce type de valve particulièrement propre en évitant toute fuite intempestive ou simpiement ne fusant pas avec la vigueur souhaitée. Cette disposition conduit enfin à une bonne isolation du contenu du récipient par rapport à l'air ambiant ce qui évite le colmatage de la valve de distribution par du produit séché ou oxydé. Il semble bien que les premières pompes-doseuses à précompression soient dues à la société Rudolph Albert (cf. brevet français 1 486 392 déposé en 1966). Elles ont ensuite fait l'objet d'améliorations régulières sans que le principe de base en soit pour autant modifié Aftn de l'illustrer deux figures sont Jointes à cette description qui présentent la coupe vertlcale d'une forme de réalisation de ces pompes de l'art antérieur. Elles reprennent en fait une configuration beaucoup plus récente.Cette dernière, divulguée a peu de chose près dans le brevet français 2 305 241 de la société S.T.E.P. en 1975. assure le fonctionnement de la pompe quelle que soit l'orientation de la valve par rapport à la verticale. D'après les figures i et 2 qui montrent la pompe a différents moments de son utilisation, il apparat qu'elle se compose de six plêces cylindriques d'axe commun dont trois sont fixes et trois autres sont mobiles Parmi les premières, une collerette i peut entre serte sur le récipient qui content la réserve de procluft à émettre et qut n'est pas représenté. Lembout 2 prend dés lors appui sur le col du récipient, de préférence par l'intermédiaire d'un joint 7 d'étanchéité. Et l'enveloppe 3 qui renferme les pièces mobiles de la pompe, se trouve alors maintenue a l'intérieur du récipient.Suivant les cas, l'enveloppe 3 se prolonge par un tube plongeur (également non représenté) qui permet d'aspirer du produit même lorsque le reserve est en cours d'épuisement. Afin de provoquer l'emission d'une dose de produit, il est nécessaire de repousser manuellement la tige 5 de soupape à l'intérieur de l'enveloppe 3. Le produit est alors expulse par le canal Intérieur 5 i de cette tige. En ef'et, l'enfoncement de la tige 5 entraîne la descente du piston 4 qu reste appuyé sur elle au niveau du siège de clapet 52 grâce au ressort 6 (cf la position initiale de la pompe sur la figure 1). La jupe 41 présentée par ce piston 4 s'engage alors sur le cylindre Interne 31 solidaire de l'enveloppe 3. Dés cet Instant, la relative élasticité de la jupe 41 assure l'étancheité de la liaison jupe 41-cylindre interne 31.A supposer que la chambre 34 de pompe ainsi isolée soit initialement remplie de produit, celui-ci voit bientôt sa pression s'accroitre considérablement par suite de la diminution forcée du volume de la chambre 34 Lorsque cette pression est suffisante, le produit qui baigne également le petit espace ménagé entre la base 53 de la tige 5 de soupape et un épaulement 43 présenté par le piston 4, parvient à exercer une force verticale capable de s'opposer à celle du ressort 6 La tête 42 présentée par le piston 4 se retire alors du siège de clapet 52 et offre un passage vers l'extérieur au produit sous pression Les diverses pièces sont alors dans la configuration de la figure 2. Db5 que la pression du produit dans la chambre 34 de pompe est retombée, le ressort 6 assure la fermeture du clapet 52 en plaquant à nouveau la tube 42 du piston 4 contre la tige S de soupape. En relâchant par ailleurs l'effort manuel, le ressort 6 assure la remontée des pièces mobiles. La chambre 34de pompe voit son volume augmenter de nouveau. Il s'y crée donc une dépréssion (c'est-à-dire des pressions négatives par rapport à la pression du produtt dans le récipient). Dès que la jupe 41 du. piston n'est plus en contact avec le cylindre interne 31, cela provoque l'aspiration du produit depuis le récipient jusque dans la chambre 34, Le produit qu'elle contient désormais, n'est autre que la prochaine dose qui sera émise lors d'un actionnement ultérieur dela pompe. Toutefois, ce mode de fonctionnement reste tributaire d'un remplissage initial satisfaisant de la chambre 34 de pompe. Et, à vrai dire, l'amorçage est le point fable des pompes-doseuses a précompression. Car, si la chambre 34 de pompe contient de l'air, la réduction de Sa taille ne suffit pas 9 mettre convenablement en pression ce gay beaucoup plus compressible que les produits liquides ou pâteux distribués d'ordinaire. Le volume d'air n'est donc pas expulsé de la chambre 34 de pompe, le clapet 52 restant fermé. Lors de la remontée de la tige 5 oe soupape, fi ne s'y forme donc pas de dépression et aucune aspiration notable n'entralne le produit dans la chambre. Ce problème de l'amorçage a été reconnu trés tot. Et, dJS en 197, la société S.TE.P proposait dans le brevet françals 2 133 259 un remède. Dans le principe, li s'agissait d'établir une communication entre la chambre 34 de pompe et l'intérieur du récipient lors du premier enfoncement de la tige 5 de soupape, une telle communication n'étant plus possible lors de ses enfoncements ultérieurs. Pour la pompe représentée sur les figures 1 et 2, cela est avantageusement réalisé grtce à un gaudron 32, de hauteur limitée, qui est placé à la base du cylindre Interne 3i du côté de la chambre 34. Lorsque cette dernière est remplie d'air, autrement dit un fluide très compressible, il est en effet possible d'enforcer complètement le piston 4 (c'est-à-dire jusqu ce qu'il vienne en butée sur le cylindre intérieur 31 au niveau de ses paulements s Comme cela est représenté sur la figure 3, le gaudron 32 provoque alors le soulèvement local de la jupe 41 si bien que l'air légérement sous pression peut s'échapper vers l'intérieur de l'enveloppe 3 qui communique avec le récipient. il est à noter que ce soulèvement ne se produit plus après I'amorçagie. En effet le produit liquide ou pateux étant très peu compressible, une petite diminution du volume de la chambre 34 de pompe provoque déjà une forte augmentation de pression. Ainsi le clapet 52 souvre-t-ll pour un léger enforcement du piston 4.Autrement dit, l'émission du produit à toujours lieu avant que la base de la jupe 41 atteigne le gaudron 32 Cette méthode d'amorçage convient particulièrement aux produits liquides et qui ne craignent pas le contact de l'air Mais pour des produits pâteux, le refoulement de l'air dans te récipient aboutît seulement à la formation d'une bulle qui généralement adhère à l'enveloppe 3 de la pompe Ainsi, lorsque la tige 5 de soupape rmonte, l'air de la bulle est de préférence à nouveau aspiré dans la chambre 34 de pompe qui donc ne s'amorce pour ainsi dife jamais Quant aux produits qui ne doivent pas rester en présence d'air, Il est clair qu'un refoulement à l'intérieur du récipient est contre-indiqué C'est ainsi que la société S.T.E.P. vient de déposer une demande de brevet No 8S 07337 correspondant a un perfectionnement de ces pompes-doseuSeS a précompression qui ne présente pas de tels inconvénients, Une forme de réalisation en est présentée sur la figure 4 Elle revient b ssequiper la pompe-doseuse d'une pièce cylindrique 10 et de moyens élastiques 20 supplémentaires Ces derniers sont mts en oeuvre seulement lorsque la chambre 34 de pompe content un fluide si compressible qu'il est possible de faire buter le piston 4 contre le cylindre intérieur 31, Dans ce dernier cas, un enfoncoment supplémentaire de la tige s de pompe provoque le ciéplacement relatif de la pièce cylindrique 10, ce qui ouvre alors un passage à l'air vers le canal de sortie 51. Ainsi l'évacuation de l'air initielement présent dans la chambre 34 de pompe se fait-elle vers l'extérieur du récipient. 51 ce dernier résultat élimine tous les désagréments précédemment cités, il est en l'occurrence obtenu au prix de deux nouveaux éléments, de très petite taille, et qui doivent être montés sur la pompe. Cela rend les opérations d'assemblage délicates et longues. Par ailleurs, la figure 4 fait apparaître que le produit à émettre dolt finalement passer par les spires du ressort 20. S'il est particulièrement pâteux, un colmatage de l'étroit espace entre chaque spire 'est pas à exc!ure. C'est ainsi que la présente invention propose un dispositif réalisant une fonction similaire à relie de la pièce cylindrique 10 et du ressort 20 tout en aboutissant à un système de distribution essentiellement de pâtes à la fois plus économique et plus fiable. Le dispositif d'amorçage pour un système de distribution de produits plutot pâteux présentant un axe de révolution et comprenant une rompe-doseuse a précompression ainsi qu'un poussoir, ladite pompe- doseuse comportant entre autres une tige de soupape et un piston avec une tête, ledit poussoir étant pourvu d'un canal d'émission, est caractérisé en ce qu'il consiste:: - en un tube creux ayant une premiére et une seconde extrémité avec, à la prernlere de ses extrémités, un élargissement de son diamètre extérieur et à la seconde de ses extrémités, au moins un ort;;lce latéral, ladite seconde extrémité présentant en outre un rond plein et un piton extérieur d'encliquetage1 - et en une rondelle pouvant s'encliqueter sur ledit pfton dèncliquetage de façon a élargir ladite seconde extrémité durit tube creux en forme de tête, et en ce qu'il est placé avec feu dans un logement cylindrique ménagé dans ledit poussoir et ladite tige de soupape, dont l'axe est confondu avec ledit axe de révolution dudit système de gistribution, présentant une livre d'étanchéité en aval dudit canal d'émission destinée a interrompre la communication entre le pourtour de ladite seconde e' Dans ce dispositif, ledit jeu est de préférence suffisamment' faible par rapport à la fluidité desdits produits pour empêcher qu'ils ne s'y écoulent Par ailleurs le mouvement dudft dispositif entre ladite première position et ladite seconde position est une translation le long dudit axe de révolution d'une longueur prédéterminée de l'ordre d'une fraction de milimètre. Avantageusement, ladite rondelle s'encastre dans ledit poussoir, faisant saillie d'une hauteur égale à ladite longueur prédéterminée sur la surface dudlt poussoir dans ladite première position et s'alignant avec Cette surface dans ladite seconde position. Le diamètre de ladite rondelle est plutôt de l'ordre du centimètre. Par rapport aux perfectionnements déja proposes en vue d'une amélioration de l'amorçage des pompes-doseuses à précompression, le présent dispositif se distingue par l'absence de moyens élastiques supplémentaires. C'est l'utilisateur qui, par son premier actionnement de la pompe provoque son amorçage.De la même façon, ce dispositif n'a pas besoin que le piston 4 rentre en butée contre l'enveloppe 3 de a pompe pour ouvrir le chemin a l'air vers l'extérieur. Or > si théoriquement une telle mlse en butée est exclue en cours de service effectif de la pompe (voir plus haut), Il se peut que l'utilisateur la provoque tout de m4me par effet de choc en appuyant brusquement sur le poussoir. Cela a pour effet de refouler le produit dans le récipient et l'émission souhaitée na pas lieu.Avec le présent dispositif, le fonctionnement de la pompe est rendu plus flable aussi bten lors de l'amorçage que par la suite. Pour préciser le dispositif de l'invention, un exemple de forme de réalisation en est donné ci-après. Rappelons qu'il ne saurait limiter la portée de l'invention dont l'homme de l'art pourra trouver d'autres formes de réalisation, en particulier en ayant recours à des équivalents technfques. Sur les dessins; - Les ffgures 1 à 3 montrent une coupe longitudinale dune pompe-doseuse à précompression de l'art antérieur dans laquelle l'amorçage est favorisé grâce S un gaudron. La pompe est au repos sur la figure 1.Sur la figure 2, le produit à distribuer est en cours d'émission tandis que, sur la figure 3, l'air initialement dans ta chambre de pompe est refoulé vers te réservoir de produit. - La figure 4 montre une coupe longitudinale d'une pompedoseuse à précompression de l'art antérieur dans laquelle l'amorçage est favorisé par une pièce cylindrique et des moyens élastiques supplémentaires, La pompe est représentée alors que l'air initialement dans la chambre de pompe est en tratn entre évacué par le canal de sortie S1. - ta figure 5 montre enfin une coupe longitudinale d'une pompe-doseuse à précompression et de son poussoir munis d'un dispositif selon la présente invention. elle est représentée au repos. Sur cette dernière figure 5, le dispositif de la présente invention est essentiellement constitue par un tube creux 9 placé à l'intérieur de la tige 5 de soupape, son axe de révolution colncldant alors avec I'axe général de la pompe Le tube 9 admet dans son ensemble un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du logement cylindrique qui le reçolt dans la tige 5. Ainsi subslste-t-ll un pettt canal 92 à la périphérie du tube creux 9.A sa base içoutefols, son diamètre extérieur augmente relativement brusquement. Cet épaulement est prévu pour coopérer avec un élargissement tout aussi abrupt du logement intérieur de la tige 5 de soupape qui forme ainsi le siège du clapet $9. Enfin l'extrémité inférieure du tube 9 coopère, de son coté, avec la tête 42 du piston 4, la couronne intérieure correspondante faisant office de siège d'un second clapet 94. Le tube creux 9 se prolonge à l'extérieur de la pompe-deseuse au-delà de la tige 5 de soupape et s'encastre à ce niveau dans le poussoir 8 du systeme de distribution. Le logement cylindrique qui y est ménagé comporte une lèvre d'étanchéité 82. L'extrémite de cette dernière est au contact du tube 9 tandis que la lèvre est dans son ensemble orientée en direction de la pompe Entre le sommet de la tige 5 de soupape et la lèvre d'étanchéité 82, la paroi du tube creux 9 comporte au moins un orifice 91, La taille de ce dernier est choisie en fonction du diamètre du canal 81 d'émission du produit ménage à l'intérieur du poussoir 8. Lorsque le produit fuse, l'orifice 91 dolt en effet se trouver en face du canal 81 d'émission. Près de la surface extérieure du poussoir 8, le tube 9 présente un tond 93 plein qui se prolonge extérieurement par un petit plton 95 en forme de champignon. Ce dernier favorise l'assemblage du tube 9 et d'une rondelle 98 en permettant l'encliquetage des pièces. La rondelle 96 admet un diamètre de l'ordre du centimètre. Elle s'emboîte avec jeu dans un logement présenté par la surface du poussoir 8. Cette dernière est de préférence horizontale. Alors, la hauteur de la rondelle 98 > de l'ordre du millimètre, est identique a celle de ce dernier logement. Toutefois, lorsque le système de distribution est au repos, elle fait saillie sur la surface d'une hauteur a, Par conséquent, la surface inférieure de la rondelle 98 se trouve alors éloignée de ta surface supérieure du logement ménage à ta surface du poussoir 8 d'une distance approchant a. a est de l'ordre d'une fraction de millimètre. C'est ainsi que lorsque l'utilisateur exerce une pression sur la surface horizontale du poussoir 8, à l'aide d'un doigt par exemples il ne manque pas d'appuyer sur la rondelle 98. Elle est alors plaquée contre le poussoir 8. Il s'ensuit l'enforcement du tube à l'intérieur de la tige 5 de soupape d'une hauteur égaie à a. Cela suffit pour ouvrir le clapet 59 et donc mettre en communlcation la chambre 34 de pompe et le canal 81 d'émission via le pettt canal 92 à la périphérie du tube 9. En effet, la lèvre d'étanchéité 82 s'oppose à toute fuite de fluide vers la surface du poussoir 8 et la rondelle 98.La pressfon de l'utilisateur entrave par ailleurs l'enfoncement eoncomltant, d'un côté, de la tige 5 de soupape entraînée directement par le poussoir 8 et, d'un autre, du piston 4 repoussé, quant à lut, par le tube 9 au niveau du clapet 94, Si, dês lors, la chambre 34 de pompe contient de l'air, ce dernler voit sa pression augmenter quelque peu avec la réduction du volume de la chambre. Il s'écoule donc par le chemin qui lui est orfert vers l'extérieur. Si, à l'opposé, la chambre 34 de pompe contient une patte, ce processus n'aboutit pas au même résultat.En effet les produits pâteux ont un comportement mécanique particulier (comportement visco-plastique souvent de type Bingham). Autrement dit ils s'écoulent comme des liquides uniquement lorsque des efforts de cisaillement supérieurs à un certain seuil (appelé "rigidité") leur sont appliqués. Or, à l'intérieur d'un canal étroit, il s'établit en général un écoulement laminaire. Il est donc caractérisé par des cisaillements qui sont nuls à la paroi du canai et qui s'accroissent en son centre.Si la différence de pression entre l'entrée et la sortie du canal est trop faible, le canal trop étroit ou la "rigidité" de ia pSte trop forte, les cisaillements même au passe pas. Alnsit pour des putes de rigidité importante, tout se passe comme 51 le chemln entre la chambre 34 de pompe et le canai 81 d'émision n'existait pas, le petit canal 92 à la périphérie du tube 9 faisant office de bouchon.Et Il a beau être ouvert à chaque actionnement du système de distrtbution; la pompe-doseuse fonctionne de la même manière que dans l'art antérieur et réalise effectivement une précompress ion. Il convient par ailleurs de noter que ce dispositif permet également de pomper et d'émettre des gaz. Ceux-ci pourraient se trouver dans le récipient sur lequel la pompe-doseuse est fixée de façon étanche.Comme cela ressort des expllcations précédentes, la pompedoseuse ne réaliserait pas, dans ce cas, de précompression Enfin, il est remarquable que ce dispositif n'est concevable qu' associé solt à un réclplent déformable, sot à un produit à distribuer se trouvant initialement sous pression dans le récipient. En effet il serait paradoxal de compter sur de l'air pour remplacer la dose de produit émise alors que le dispositif s'efforce par aileurs de l'évacuer en dehors du réservoir. A la vérité, le dispositif de l'invention trouve l'essentiel de son utilisation industriel le sur le marché des tubes de pâtes que ces dernters sofent souples commue les tubes courants ou qu'ils soients précontraints comme ceux divulgués dans la demande de brevet no 88-00122. REVENDICATIONS l. Dispositif d'amorçage pour un système de distribution de produits plut4t piteux présentant un axe de révolution et comprenant une pompe-doseuse à précompression ainsl qu'un poussoir, ladite pompedoseuse comportant entre autres une tige (5) de soupape et un piston (4) avec une tte (42), ledit poussoir (8) étant pourvu d'un canal ( d'émission, caractérisé en ce qu'il consiste:: - en un tube creux (9) ayant une première et une seconde extrémité avec > à la première de ses extrémités, un élargissement de son diamètre extérieur etZ à la seconde de ses extrémités, au moins un orifice (91) latéral, ladite seconde extrémité présentant en outre un fond plein (93) et un piton (95) extérieur d'encliquetage, - et en une rondelle (98) pouvant s'encliqueter sur ledit plton (95) dencliquetage de façon à élargir ladite seconde extrémité dudit tube creux (9) en forme de tête, et en ce qu'il est placé avec jeu dans un logement cylindrique ménagé dans ledit poussoir (8) et ladite tige (5) de soupape, dont l'axe est confondu avec ledit axe de révolution dudit système de distribution, présentant une lèpre d'étanchéité (82) en aval dudit canal (81) d'émission desttnée à interrompre la communication entre le pourtour de ladite ser.onde extrémité dudit tube creux (9) et l'extérieur dudlt poussoir (8) et présentant aussi un siège de clapet (59) destiné à coopérer avec ledit élargissement du diamètre extérieur dudit tube creux (9) tandis que la première extrémité dudit tube reste appuyée sur ladite tête (42) dudit piston (4) de sorte que ledlt dispositif peut se déplacer dans ledit logement entre une première et une seconde position, ledit clapet (59) étant fermé dans la première position, ladite rondelle (98) butant contre ledit poussoir (8) dans la seconde position dans laquelle ledlt orifice (91) dudit tube creux (9) se place également en face dudit canal (81) d'émission dudlt poussoir (8) tandis que ledit clapet (59 > s'ouvre. 2. Dispositif d'amorçage pour un système de distribution de produits plutôt pâteux selon la revendication i, caractérisé en ce que ledit jeu entre ledit dispositif et ledit logement est suffisamment faible par rapport à la fluidité desdits produits pour empocher qu'ils ne s'y écoulent. 3. Dispositif d'amorçage pour un système de distribution de produits plutôt pâteux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement dudit dispositif entre ladite première positon et ladite seconde position est une translation le long dudlt axe de révolution d'une longueur prédéterminée ta) de l'ordre d'une fraction de millimètre. 4 Dispositif damorçage pour un système de distribution de produits plutôt pâteux selon la revendication t caractérisé en ce que ladite rondelle (98) s'encastre dans ledit poussoir, faisant saillie d'une hauteur égale à ladite longueur prédéterminée (a) sur la surface dudit poussoir (8 > dans ladite première position et s'alignant avec cette surface dans ladite seconde position. 5. Dispositif d'amorçage pour un système de distribution de produits plutôt pâteux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre de ladite rondelle (98) est de l'ordre du centimètre. 6. Utilisation du dispositif d'amorçage pour un système de distribution de produits plutôt pâteux selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que ledit système de distribution est associe à un récipient souple contenant lesdits produits. 7. Utilisation du dispositif d'amorçage pour un système de distribution de produits plutôt pâteux selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérise en ce que ledft système de distribution est associé à un récipient précontraint contenant lesdlts produits sous pression.