Brevet FR2623875A1 — publié le 19890602

La présente invention a pour objet un dispositif pour le remplissage en gaz d'un récipient aérosol au travers d'une pompe sertie sur ledit récipient aérosol. On utilise des pompes pour vaporiser certains produits liquides (l'ensemble pompe plus récipient est appelé ordinairement vaporisateur) par exemple des parfums, des médicaments, etc. Au fur et à mesure que le produit à vaporiser est expulsé, 11 est remplacé par de l'air. Pour certains produits, le contact avec l'air est à éviter. On introduit alors un gaz sous pression, de l'azote par exemple, dans le récipient qui, dans ce but, n'est pas rempli complètement de produit actif. Au fur et à mesure que le produit est vaporisé, l'azote se détend et occupe le volume laissé libre. Une difficulté consiste à Introduire l'azote une fois que le récipient a été chargé de liquide et que la pompe a été sertie sur le récipient. L'invention concerne plus particulièrement le remplissage en 1 s gaz (azote) de récipients munis d'une pompe à précompression du type décrit dans le brevet US nô 4 025 046 ou les brevets FR correspondants ns 2 305 241 et 3 314 772. Conformément à la présente invention, un dispositif pour le remplissage en gaz d'un bidon aérosol au travers d'une pompe sertie sur ledit bidon aérosol, le dispositif étant mobile entre une position haute - ou de repos- et une position basse -ou de fonctionnement-, est remarquable notamment en ce qu'il comporte un manchon (centreur) prévu pour venir s'adapter sur la pompe quand le dispositif est en bas, ce manchon comportant intérieurement un cylindre dans lequel coulisse un piston portant une aiguille escamotable pouvant sortir par le bas pour pénétrer dans la pompe et ouvrir le passage de remplissage de gaz en repoussant un clapet de fermeture, le cylindre comportant un orifice d'admission en haut et un orifice d'échappement en bas; un canal de transfert du gaz entre l'orifice d'admission et la sortie de l'alguille; des moyens étant prévus pour limiter le débit d'échappement du cylindre en vue d'amortir la descente du piston quand un gaz sous pression arrive à l'orifice d'admission. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif comporte en outre une douille entourant le manchon et le o supportant de façon à permettre un mouvement relatif limité de glissement dans un seul sens (montée) du manchon dans la douille, ce mouvement permettant l'ouverture de l'échappement du cylindre et sa mise à l'air à travers un limiteur de débit. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande l'ouverture du débit de gaz de chargement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande l'arrêt de la descente du dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande le blocage du piston de la pompe dans la partie inférieure du manchon. Selon une autre caractéristique de l'invention, le blocage est réalisé par des doigts disposés latéralement, pouvant faire saillie centralement dans le manchon, la douille possédant une surface interne -ou came- pouvant exercer une poussée sur les extrémités extérieures des doigts. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif en tête de remplissage peut se monter sur n'importe quel type de machine de remplissage de gaz pour valves ou pompes, sans aucune modification de celles-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation schématique représentant la position relative d'un dispositif selon l'invention et d'un vaporisateur à pompe avant le début de l'opération de remplissage; la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, pendant l'opération de remplissage o la figure 3 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation selon l'invention représentant le dispositif au repos; la figure 4 est une vue en coupe de l'exemple de la figure 3 représentant le dispositif en fonctionnement pendant l'introduction de gaz dans un vaporisateur; la figure 5 est une vue en coupe de détail de l'exemple précédent représentant la phase n' 1, c'est-à-dire le centrage du vaporisateur dans le manchon; la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 représentant la phase ns 2, c'est-à-dire le blocage du piston de la pompe par l'intermédiaire de doigts ou pointeaux commandés par une came; la figure 7 est une vue en coupe partielle d'un autre détail représentant la phase ne 3, c'est-à-dire l'ouverture du clapet avec inroduction du gaz dans le cylindre et le canal de transfert; et, la figure 8 est une vue en coupe partielle d'un autre détail représentant la phase n' 4, c'est-à-dire la descente de l'aiguille dans le piston de la pompe, l'ouverture du clapet de la pompe et l'introduction du gaz au travers de celle-cl. Le dispositif selon l'lnvention est destiné à être monté sur toutes les machine de remplissage, du type PAMASOL, COSTER, AEROFILL, etc.. Ces machines comportent un poste de remplissage 101, sur lequel est placé un bidon 100, rempli de liquide jusqu'à un certain niveau (par exemple aux deux tiers) pour laisser un volume disponible pour le gaz à Injecter. Une pompe 3 est sertie sur le col du bidon ou du flacon. Le dispositif 102 de l'invention est fixé par exemple à un vérin 103, de façon à pouvoir descendre vers le bidon. En position basse, le dispositif se cale sur le vaporisateur et y injecte le gaz. Quand l'opération est terminée, le vérin 103 remonte, et le récipient chargé est remplacé par un récipient sans gaz. Le dispositif comporte un manchon 1, terminé à son extrémité inférieure par une forme creuse de chapeau 2 ou centreur, prévue pour venir coiffer et centrer le vaporisateur et son récipient, rempli de l 0 liquide. Le dispositif est destiné à être monté sur une machine, au- dessus du récipient 100 de façon à pouvoir monter et descendre, le chapeau venant centrer le vaporisateur en fin de course du mouvement de descente. Le manchon 1 est formé intérieurement avec un cylindre axial 4, dans lequel peut coulisser un piston 5. Le piston est rappelé vers le haut par un ressort 6. A l'extrémité supérieure du cylindre, Il y a un orifice d'admission 7, permettant l'admission d'un fluide sous pression pour repousser le piston 5 contre la force du ressort 6. Au piston est fixée vers le bas une aiguille 8, qui peut sortir et. entrer en glissement, avec étanchéité, par un trou axial inférleur 9. L'étanchéité est assurée par un Joint approprié 31. L'étanchéité assure une double fonction: empêcher le gaz injecté dans la pompe de remonter dans le cylindre et perturber le mouvement du piston, et permettre d'assurer l'amortissement de la descente du piston, par des moyens expliqués plus en détail ci-après. Cette aiguille, en sortant vers le bas lors de la descente du piston peut pénétrer dans la pompe en vue d'y repousser le clapet 105 de la soupape. Un orifice d'échappement 10 est prévu dans le bas du cylindre, pour permettre au fluide qui se trouve dans le cylindre, de s'échapper lorsque le piston descend. Grâce au joint 31, l'échappement par l'orifice 10 permet, en le contrôlant, d'amortir les mouvements du piston 5. Dans la paroi du cylindre est prévu un canal 11. Ce canal débouche en haut dans l'orifice d'admission 7, et en bas, par une embouchure 12, à la sortie de l'orifice de passage de l'alguille 8, après le Joint 31. Ainsi, quand un fluide sous pression est envoyé par l'orifice d'admission 7 pour repousser vers le bas le piston 5, le fluide passe en dérivation par le canal I I pour parvenir à la sortie de l'aiguille 8, c'est- à-dire à l'entrée de la pompe 3, sans pouvoir remonter dans le cylindre 4, grâce au Joint 31. Pour bloquer le piston de la pompe 3, 11 est prévu un certain nombre de doigts 13, répartis angulalrement sur la circonférence, coulissant dans des cylindres horizontaux 14, formés à la partie inférieure du manchon 1, au niveau correspondant à la partie supérieure de la pompe quand le manchon I est placé dessus, pour l'opération de remplissage. Les cylindres débouchent dans le centreur 2 par des orifices 15. Chaque doigt a une 5ointe 16, en regard de l'orifice, et une tête élargie 17, sollicitée latéralement vers l'extérieur par un ressort 18. Une bille 19 sert à repousser la tête du doigt vers le centre. A la position de repos, les pointes des doigts ne font pas saillie à l'Intérieur du centreur, et celui-ci peut venir se mettre en place sans obstacle sur la pompe 3. Après quoi, si on appuie sur les billes, les pointes s'engagent à l'intérieur du centreur et coincent le piston de la pompe. Le manchon 1 est entouré par une douille 20 et un adaptateur 30. Le manchon peut glisser sur la douille et occuper ainsi une position basse de repos et une position haute de travail. Le manchon 1 est rappelé en position basse par un ressort 21, ainsi que le cylindre par un ressort 22. Le mouvement de montée du manchon dans la douille, à l'encontre desdits ressorts assure quatre fonctions 1) Commande de l'admission du fluide sous pression dans le cylindre L'orifice d'admission 7 du fluide dans le cylindre 4 est prolongé par une tubulure d'admission 23. L'adaptateur 30 est relié à sa partie supérieure à un corps de clapet 29 qui entoure cette tubulure 23 et comporte un clapet 24 normalement fermé. Ce corps de clapet est relié au vérin de la machine et sert de canalisation d'arrivée du gaz 2623?75 sous pression. Quand le manchon 1 monte dans- la douille, pousse le cylindre, et écrase légèrement le joint 106, la tubulure vient soulever le clapet, et ouvre ainsi le passage au fluide sous pression. 2) Libération de l'échappement du cylindre Une canalisation 25 débouche intérieurement à l'adaptateur, par un orifice 26 qui se trouve en face de l'échappement 10 du cylindre quand le manchon est en position haute. En position basse, l'échappement est donc fermé et le piston 5 ne peut donc pas descendre librement. A l'autre extrémité de la canalisation 25 est 1 0 prévu un limiteur de débit 27 permettant de contrôler l'échappement, pour freiner la descente du piston et éviter un choc brutal (amortissement). 3) Action sur les billes et coincement de la pompe La douille 20 comporte vers le bas une jupe 28 dont la paroi intérieure comporte une came 35. Quand le manchon est en position basse, la partie élargie du bord de la jupe 28 est en regard des billes 19, et empêche celles-ci de s'échapper, en laissant rentrées les pointes 16 des doigts 13 (voir figure 5). Quand le manchon est en position haute, le diamètre interne plus étroit de la jupe vient appuyer sur les billes, ce qui fait émerger les pointes 16 à l'intérieur du centreur, et coincer le piston de la pompe qui s'y trouve (voir figure 6). 4) Arrêt de la descente du vérin Quand le dispositif descend pour venir se mettre en position de remplissage, la douille porte le manchon et l'entraîne dans le mouvement de descente. Quand l'épaulement 32 du centreur 2 vient en butée sur la pompe 3, le manchon arrête sa descente. La douille continue son mouvement Jusqu'à sa position basse, qui correspond au point mort bas du vérin. Quand le dispositif est monté sur une machine, le corps du clapet 24 est fixé au vérin 103. Le manchon est supporté par la douille, par l'épaulement 33 reposant sur le gradin 34 de la douille. Le manchon est maintenu appliqué dans cette position par les ressorts 21 et 22. Le dispositif fonctionne de la façon suivante: un bidon ou flacon 100, rempli1 de liquide jusqu'à un certain niveau pour réserver un volume (exemple, de l'azote) et muni d'une pompe 3 sertie sur le récipient, est placé sur le poste de remplissage 101, en dessous d'un dispositif 102 selon l'invention, en position haute (figure 1). Le dispositif est en position haute avec le manchon en position basse sur la douille. Le clapet 24 est donc fermé. La pression du gaz ne règne que dans le haut du corps de clapet 29; le piston est en position haute dans le cylindre, et l'aiguille 8 est rentrée, elle n'apparaît pas à l'extérieur elle est protégée, elle ne peut être pliée (voir figure 3). Un vérin (non représenté) fait descendre le dispositif Jusqu'à ce que l'épaulement 32 du centreur 2 vienne en butée contre la pompe 3. Le manchon cesse le mouvement de descente, comprime légèrement le joint torique 106 pour assurer l'étanchéité entre le cylindre 4, le manchon 1 et le piston de la pompe 3, tandis que le vérin continue à faire descendre la douille 20, en comprimant les ressorts 21 et 22 (qui peuvent présenter par exemple une résistance de l'ordre de 5 à 10 kg). La continuation du mouvement de descente de la douille 20 provoque le coincement du manchon sur le piston de la pompe, par la sortie des pointes des doigts 13 à l'intérieur du centreur 2, ainsi que l'ouverture du clapet 24 (voir figure 7), et l'alignement de l'échappement du cylindre 4 avec la canalisation 25 (voir figure 8). Le piston 5 descend, sa vitesse étant freinée par le limiteur de débit 27. L'aiguille 8 descend donc avec une vitesse contrôlée dans l'ouverture de la tige du piston de la pompe 3 et repousse le clapet 105 de fermeture de cette pompe. Cependant, le gaz en passant par le canal 11, parvient jusqu'à la pompe qu'il peut remplir. Le déplacement relatif de la douille par rapport au manchon provoque également l'arrêt de la descente du vérin 103. Le dispositif, dans la position de la figure 2, se trouve alors dans l'état de la figure 4 L'arrêt du remplissage de gaz peut être commandé par une surveillance de la pression dans la conduite d'alimentation, d'équilibrage de pression, ou la fin de course du cylindre curseur de la machine de remplissage, ou tout simplement par une temporisation. Par exemple, au bout de 1 à 3 secondes, selon les tailles de bidon ou flacon, ou selon la pression désirée, le remplissage de gaz- est terminé. On commande la remontée du vérin. La douille 20 remonte, i o d'abord seule, ce qui coupe l'arrivée de gaz par la fermeture du clapet 24. Puis, quand le gradin 34 vient en butée sur l'épaulement 33 du manchon, ce dernier est soulevé et emmené par la douille. Après arrêt en position haute, et remplacemernt du bidon rempli par un bidon sans gaz, le cycle peut recommencer. Le fonctionnement du dispositif est assuré par la pression du gaz de remplisage, arrivant au corps du clapet 24. Le système amortisseur régularise le fonctionnement et évite les incidents de fonctionnement. g REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le remplissage en gaz d'un bidon aérosol à expulsion commandée par une pompe sertie sur le bidon, le remplissage se faisant au travers de la pompe, le dispositif étant mobile entre une position haute ou de repos- et une position basse -ou de fonctionnement-, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon (1) prévu pour venir s'adapter sur la pompe (3) quand le dispositif est en bas, ce manchon comportant intérieurement un cylindre (4) dans lequel coulisse un piston portant une aiguille escamotable pouvant sortir par le bas pour pénétrer dans la pompe et ouvrir le passage de remplissage de gaz en repoussant un clapet de fermeture (105), le cylindre comportant un orifice d'admission (7) en haut et un orifice d'échappement (10) en bas; un canal (1 1) de transfert du gaz entre l'orifice d'admission et la sortie de l'alguille; des moyens étant prévus pour limiter le débit d'échappement (10) du cylindre en vue d'amortir la descente du piston quand un gaz sous pression arrive à l'orifice d'admission. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une douille (20) entourant le manchon (1) et le supportant de façon à permettre un mouvement relatif limité de glissement dans un seul sens (montée) du manchon dans la douille, ce mouvement permettant l'ouverture de l'échappement du cylindre et sa mise à l'air à travers un limiteur de débit (27). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande le déplacement du cylindre et l'ouverture du débit de gaz de chargement. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande l'arrêt de la descente du dispositif. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement relatif du manchon par rapport à la douille commande le coincement de la pompe dans la partie inférieure du manchon. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le coincement est réalisé par des doigts disposés latéralement, pouvant faire saillie centralement dans le manchon, la douille possédant une surface interne de came pouvant exercer une poussée sur les extrémités extérieures des doigts.