Brevet FR2640589A1 — publié le 19900622

La présente invention a pour objet un dispositif distributeur de gouttes de liquide de petit volume, destiné notamment, mais non exclusivement, aux traitements ophtalmologiques. Les compte-gouttes habituels les plus fins laissent tomber des gouttes dont le volume est trop grand. Il suffit de 5 à 10 microlitres (p1, ou mm3) pour laver la surface de l'oeil. Si on dépose sur la cornée une goutte plus grosse, l'excédent passe dans les cavités et sur les muqueuses nasales. C'est une perte, et en outre cela peut être contre indiqué. Or, on ne peut actuellement réaliser facilement des gouttes si petites. Avec un compte-gouttes très fin, la pression des doigts sur la poche de caoutchouc, même en agissant avec précaution, chasse un grand nombre de gouttes de tout petit volume.Il paraît actuellement difficile de délivrer une goutte si petite, et de n'en délivrer qu'une seule. C'est un but de la présente invention de proposer un dispositif qui permet d'élaborer et de délivrer une goutte de petit volume, de l'ordre de 10 mm3 ou moins, et de n'en délivrer qu'une seule. L'invention a pour objet un dispositif distributeur de gouttes liquides de petit volume comprenant une chambre de pompe cylindrique avec une extrémité ouverte et ayant un fond à vautre extrémité, avec un piston coulissant de façon étanche dans ladite chambre, le piston étant solidaire d'une tige, coulissant de façon étanche dans une ouverture du fond de la chambre de pompe, caractérisé en ce que : la tige de piston comporte un canal central débouchant à son extrémité extérieure et obturé à cette extrémité par un clapet, le canal débouchant latéralement à l'autre extrémité de la tige, par un passage radial, à un endroit adjacent au piston ; la tige du piston est assez longue pour permettre au piston de sortir de la chambre de pompe ; un ressort rappelle le piston dans le fond de la chambre de pompe ; et des moyens sont prévus pour déplacer le piston contre la force du ressort pour le faire sortir de la chambre de pompe. Avantageusement le dispositif comporte une base, en forme générale de rondelle, avec un bord circulaire, un trou central de diamètre égal à celui de la tige de piston, et sur une face, autour du trou, une jupe définissant une chambre de pompe. De préférence, le dispositif comprend un embout distributeur adaptable sur la tige du piston par encliquetage, ayant un orifice axial calibré dans l'axe de la tige du piston, et définissant avec l'extrémité de la tige de piston un volume pour recevoir un clapet obturant élastiquement ltorifice du canal axial de la tige de piston. L'invention a également un flacon sur lequel est serti un dispositif du type qui vient d'être défini, ainsi qu'un tel flacon logé dans un boîtier conçu avantageusement pour obliger les utilisateurs à reposer les flacons de l'invention la tête en bas : pour éviter les remontées de liquide pollué et éviter le désamorçage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins ci joints, et qui fera bien comprendre comment rinvention peut être réalisée. Sur les dessins, - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif distributeur selon l'invention, serti sur un flacon, logé dans un boîtier, dont la forme et la fonction font partie de la présente invention; - les figures 2 à 5 représentent en coupe simplifiée le mécanisme du dispositif selon l'invention, à différents stades de fonctionnement; et - les figures 6 à 8 représentent en coupe chacune un des éléments du dispositif de la présente invention. Un mode de réalisation de l'invention est représenté en coupe schématique sur la figure 1. Le flacon est en position d'utilisation, le fond en l'air. On a figuré le niveau du liquide dans le flacon. Il comporte un boîtier extérieur 1, avec un couvercle 2 représenté schématiquement en trait interrompu. A l'intérieur est logé un flacon 3 en verre ou en matière plastique sur lequel est serti un dispositif distributeur 4 au moyen d'une capsule 5. Le sertissage du dispositif sur le flacon est représenté sans rondelle d'étanchéité. Selon la matière utilisée pour fabriquer le dispositif, une rondelle pourra être préférable. Le dispositif est représenté à plus grande échelle sur les figures 2 à 5. Il est constitué de cinq pièces : une pièce fixe il (par rapport au flacon) que l'on désignera par la suite "base" ; un ensemble mobile constitué de trois pièces, un piston 12, un embout distributeur 13, avec un clapet 14 entre les deux; et un ressort 15 maintenant l'ensemble mobile dans une position dite de repos, par rapport à la base, représentée sur la figure 2. La base 11 a la forme générale d'une rondelle (voir la coupe sur la figure 6). Le bord extérieur I la sert à fixer l'ensemble sur le goulot d'un flacon, et forme rondelle d'étancbéité si elle est moulée dans une matière appropriée, comme par exemple du polyéthylène. La base est percée au centre d'un trou 1 lob dans lequel coulisse la tige 12b du piston (voir figure 7). Comme ce coulissement doit être étanche, le trou sera moulé avec précision, et la base pourra comporter sur un bord, ou les deux, du trou I lb, une lèvre d'étanchéité circulaire I Ic. Le flacon ainsi obturé ne comporte pas de reprise d'air.La base comporte sur la face extérieure au flacon une jupe I Id, utile pour le centrage de la capsule lors de rassemblage, et protégeant le ressort 15 et la tige 12b du piston des saletés. Sur la face de la rondelle située vers l'intérieur du flacon, est prévu un corps de pompe île également en forme de jupe, opposée à la première, présentant une surface de glissement coopérant avec la surface latérale 12c de la tête 12a du piston 12. Cette surface peut être cylindrique comme représenté en trait interrompu Dans rexemple représenté, cette surface de contact avec le piston se réduit à une ligne circulaire il f de contact d'une surface torique qui vient faire étanchéité contre le piston.On a représenté sur la surface supérieure de la base (figure 6) une rainure circulaire I Ig destinée à favoriser le moulage. Le piston (figure 7) comporte une tête 12a et une tige 12b, toutes deux de section circulaire, la tige étant plus mince que le piston. Le diamètre de la tige est égal au diamètre de l'ouverture I lb de la base, de façon à coulisser dans celle-ci tout en assurant l'étanchéité entre les deux côtés de la base. Le diamètre de la tête du piston est égal au diamètre de l'ouverture Il If du corps de pompe île formé sur la face supérieure de la base. La tête de piston peut ainsi coulisser dans le corps de pompe, tout en assurant l'étanchéité entre les deux espaces séparés par la surface de contact. La tige du piston comporte un canal longitudinal borgne 12d s'étendant depuis l'extrémité opposée à la tête (extrémité inférieure) jusqu'à la tête. A cet endroit, le canal 12d communique avec l'extérieur par un passage 12e, débouchant par une ouverture 12f placée juste sous la tête, et, comme expliqué ci-dessus, à un diamètre inférieur à celui de la tête, L'ouverture 12g de l'extrémité inférieure est évasée dans une forme de réalisation, et de préférence placée au centre pour former le siège 12h du clapet 14. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures, le clapet comporte deux demi boules reliée par une entretoise formant un pli. Ainsi, il est symétrique, ce qui n'a pour but que de faciliter l'assemblage du dispositif. Enfin, le bas de la tige 12k du piston est formé avec des rainures d'encliquetage 12m. La figure 8 est une vue en coupe de l'embout distributeur 13. Il a une forme principale tubulaire définie par une paroi cylindrique 13a délimitant une chambre cylindrique 13b, prévue pour recevoir l'extrémité inférieure 12k de la tige du piston 12. La partie supérieure de la paroi 13a est munie d'une ou plusieurs nervures d'encliquetage 13c pour coopérer avec les rainures 12m du piston. Pour rendre les deux pièces solidaires, on introduit l'extrémité inférieure 12k de la tige du piston dans la chambre 13b de l'embout distributeur, et on pousse jusqu'à obtenir l'encliquetage. La tige du piston est ainsi introduite après qu'elle ait été passée dans l'ouverture centrale llb de la base. L'ensemble des trois pièces : base, piston, embout distributeur, est alors inséparable. On aura pris soin de placer le clapet 14 dans le fond de la chambre cylindrique 13b, et d'engager le ressort autour de la tige du piston, entre celle-ci et l'embout distributeur. Avec la forme préférée de clapet, telle que représentée, il se met en position correcte automatiquement. L'ensemble des cinq pièces est alors inséparable, et prêt à être monté sur un flacon. Vers l'extrémité de la chambre de l'embout distributeur, opposée à celle où s'engage la tige du piston, est formé un gradin 13d, définissant un fin canal 13e traversant le fond de la chambre. Sur la face extérieure de l'embout distributeur, la sortie 13f du canal est entourée d'une proéminence, de façon à obtenir un diamètre approprié pour le lâchage des gouttes. La largeur totale L du trou et des parois qui l'entourent est définie en fonction des propriétés capillaires du liquide à distribuer, et de la surface de l'embout distributeur, ainsi que du volume de chaque goutte. A titre d'exemple, pour un embout distributeur en polyéthylène, pour de l'eau, et pour avoir des gouttes de 10 mm3, la largeur L doit être au maximum de 0,7 mm. Afin de faciliter le pasage du liquide, des nervures 13m sont formées sur le fond de la chambre l3b, sur le gradin 13d. Enfin, l'embout distributeur comporte une deuxième paroi cylindrique extérieure 13k, qui a pour objet de servir d'appui au ressort et de le guider, de le protéger en coopérant avec la jupe 1 Id de la base. Les dimensions seront choisies (voir figure 2) pour qu'il reste aussi peu de jour que possible entre les bords de la paroi 13k et de la jupe 1 il, sans qu'elles gênent le mouvement. De préférence, c'est la paroi 13k qui rentre à l'intérieur de la jupe 1 Id. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention va maintenant être décrit en regard des figures 2 à 5. L'utilisateur désire évacuer une goutte de liquide du dispositif représenté en coupe sur la figure 1. Dans la pratique, compte tenu des dimensions des gouttes à extraire, 10 mm3, il faut un récipient assez petit, sans quoi l'utilisation intégrale demanderait des années, or les produits ophtalmologiques ne doivent pas être conservés plus de 15 jours après ouverture. Le réservoir pourra donc avoir un volume de l'ordre de 1 à quelques cm3 (1 cm3 = 100 fois 10 mm3). On comprendra donc que le dessin de la figure 1 est à grande échelle (4 ou 5 environ). Dans un exemple avantageux, le flacon a un volume de 1,5 cm3. Il contient I cm3 de liquide et 0,5 cm3 d'air. Pour faire fonctionner le flacon de la figure 1, il faut, après avoir enlevé le capuchon 2, retourner le flacon, et enfoncer l'embout distributeur par rapport au flacon. Pour cela, on appuie avec un doigt (le pouce ou l'index) sur le fond du flacon, et avec deux autres doigts, on appuie sur l'embout distributeur, de préférence au moyen du boîtier 1, qui donne plus de prise que le petit embout distributeur. On remarquera que le boîtier 1, qui habituellement est vendu avec le flacon, et reste dessus n'a pas de fond, pour laisser l'accès au fond du flacon, mais est avantageusement prévu avec au moins une, ici deux extensions la, lb diamètralement opposées, séparées par des découpes lc. Dans ces conditions, on ne pourra reposer le flacon sur le fond.On devra le poser avec l'embout distributeur en bas, ce qui est favorable pour empêcher un désamorçage. Le boîtier 1 comporte une paroi (la) avec un orifice (lb) pour laisser sortir l'extrémité de l'embout distributeur afin de permettre d'enfoncer celui-ci. Pour la suite des opérations, on va suivre les figures 2 à 5, ou seul le dispositif est représenté, sans flacon ni boîtier. Sur ces figures, le dispositif est retourné, embout distributeur vers le bas, le flacon est au-dessus. A~la position de départ (figure 2), la tête 12a du piston est en appui contre le bord du trou I lb de la base, dans lequel trou la tige 12b du piston est en contact étanche, renforcé par la lèvre d'étanchéité I Ic. Le trou 12f du canal central de la tige de piston est en regard de la paroi cylindrique du trou de la base. Il est obturé. Le dispositif est maintenu élastiquement dans cette position par le ressort 15. La surface latérale 12c du piston est en contact étanche contre le bord 1 I fde la chambre de pompe. Si maintenant on fait remonter l'ensemble mobile (piston et embout distributeur avec clapet 14 interposé), la tête de piston glisse dans la chambre de pompe. Sur les dessins, le contact pistonichambre n'est assuré que sur une ligne circulaire, en vue d'une simplicité de fabrication, de montage et de fonctionnement, pour un dispositif qui est jeter après quelques usages. Le piston se décolle de la base, et sous la ligne de contact, il se forme une chambre annulaire (C) ou règne une dépression (voir figure 2). En effet,;' rautre extrémité du canal central 12d de la tige du piston, le clapet 14, en matière plastique moulée en une seule pièce, légèrement comprimé lors du montage, appuie élastiquement dans l'ouverture évasée 12h du canal. Une dépression s'établit donc dans le volume formé par le canal 12d et la chambre C. En continuant le mouvement ascendant de l'ensemble mobile, le volume de la chambre C augmente, la dépression s'accentue, jusqu'a ce que (figure 4) la tête de piston 12a décolle du contact avec la chambre de pompe île. Du fait de la dépression, la chambre annulaire C se remplit de liquide par le jour annulaire entre la tête de piston et le bord de la chambre de pompe, cependant que le dispositif parvient en fin de course, par contact du bord supérieur 13r avec la surface inférieure de la base, au voisinage de la lèvre d'étanchéité 1 il. Rien n'est encore sorti de l'embout distributeur. Le volume de la chambre C, plus précisément le volume dont elle s'est accrue pendant la course du piston, est égal au produit de la section du piston par la course. L'utilisateur relache alors la pression des doigts, et le ressort renvoie l'ensemble mobile vers sa position de repos. Dans un premier temps, le bord inférieur du piston 12a s'engage dans l'ouverture évasée de la chambre de pompe, et le volume de la chambre annulaire C devient confiné. La chambre C est fermée (figure 5). L'ensemble mobile continue sa descente sous l'effet du ressort. La pression monte dans le volume chambre C + canal. La pression décolle le clapet 14 de l'ouverture évasée du canal central, et le volume de la chambre C est éjecté par le canal 13e de l'embout distributeur. En effet, en fin de course, la surépaisseur du piston vient se plaquer contre la base, le volume de la chambre C devient nul. La goutte éjectée se décolle si le diamètre extérieur L de l'embout distributeur est suffisamment petit, comme indiqué précédemment. Afin de favoriser l'amorçage (de le rendre automatique), on définira les dimensions de façon que le volume du canal 1 2d soit inférieur à celui de la chambre C. Le volume de la chambre C est celui de la goutte que l'on désire faire tomber. Selon l'invention, il sera compris entre 5 et 25 mm3 et de préférence entre 5 et 10 mu3 ;si on choisit pour la chambre C 10 mm3, on pourra par exemple réaliser sans difficulté un canal de 7 mm3. Lors du premier actionnement, la chambre C se remplira de 10 mm3 de liquide, et à l'évacuation par l'embout distributeur, ces 10 mm3 chasseront complètement les 7 mm3 d'air. Si on désire une chambre plus petite, 5 mm3, le volume du canal sera limité à 3 ou 4 mm3. L'évacuation de la goutte est commandée par le ressort, donc à une vitesse et dans des conditions parfaitement déterminées et choisies. La goutte est en effet chassée pendant la course de retour vers la position de repos. Quand l'utilisateur exerce une pression sur l'appareil, il n'en sort rien. Il ne peut risquer, en tremblant (il tient l'appareil à quelques centimètres de l'oeil et s'attend à y recevoir une goutte), de chasser plusieurs gouttes. Comme il n'y a pas de rentrée d'air, la pression intérieure dans le flacon va baisser graduellement, et pourra s'établir à la fin, par exemple autour de 0,5 atmosphère. On remarquera également que le volume pollué, en dessous du clapet est très petit : une faible fraction d'une goutte. L'incitation à poser le flacon la tête en bas, grâce aux bosses la, lb du boîtier, prévient la redescente dans le flacon du liquide susceptible d'être pollué. A part le ressort, les quarre pièces peuvent être en matière plastique, choisie en fonction du produit à distribuer: la même ou non pour les différentes pièces (polyéthylène, résine acétal, etc...). Le produit distribué n'est en aucun cas en contact avec un ressort ni un joint quelconque. Le dispositif garantit donc la stérilité. De plus il peut être radio-stérilisé glace au choix des matériaux qui le composent. On ne peut faire fonctionner la distribution dans une position différente de celle de l'utilisation prévue. La forme de la base 11 pourrait en variante être réalisée de façon à utiliser complètement le produit à utiliser. Il n'y a pas de possibilité de désamorçage. La distribution de doses très petites permet de réaliser des conditionnements de volumes très réduits, par exemple I cm3 de produit. Cela permet la miniaturisation de l'appareil On peut ainsi utiliser un produit plus concentré, plus actif, qui est à l'abri de l'air. Il contiendra moins de conservateur, évitant ainsi les effets secondaires chez des sujets allergiques. Revendications 1. Dispositif distributeur de gouttes liquides de petit volume comprenant une chambre de pompe (île) cylindrique avec une extrémité ouverte et ayant un fond à l'autre extrémité, avec un piston (I 2a) coulissant de façon étanche dans ladite chambre, le piston étant solidaire d'une tige (12b), coulissant de façon étanche dans une ouverture (1 lb) du fond de la chambre de pompe, caractérisé en ce que: la tige de piston comporte un canal central (12d) débouchant à son extrémité extérieure (12k) et obturé à cette extrémité par un clapet (14), le canal débouchant latéralement à l'autre extrémité de la tige, par un pasage radial (12e), à un endroit adjacent au piston ; la tige du piston est assez longue pour permettre au piston de sortir de la chambre de pompe; un ressort rappelle le piston dans le fond de la chambre de pompe ; et des moyens sont prévus pour déplacer le piston contre la force du ressort pour le faire sortir de la chambre de pompe. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte une base (I I), en forme générale de rondelle, avec un bord circulaire (1 la), un trou central (1 lb) de diamètre égal à celui de la tige de piston, et sur une face, autour du trou, une jupe (île) définissant une d'ambre de pompe. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un embout distributeur (13) adaptable sur la tige du piston par encliquetage, ayant un orifice axial calibré (13e) dans l'axe de la tige du piston, et définissant avec l'extrémité de la tige de piston un volume (13b) pour recevoir un clapet (14) obturant élastiquement l'orifice (l2g) du canal axial de la tige de piston. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'embout distributeur (13) comporte une paroi annulaire extérieure (13k) pour maintenir et fixer un ressort de rappel. 5. Flacon équipé d'un dispositif selon une des revendications précédentes, serti sur le goulot du flacon (2). 6. Flacon selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est enveloppé dans un boîtier I laissant dégagée la surface inférieure du flacon (2), mais dépassant latéralement en dessous de celle-ci en au moins un endroit ( la, lb), le boîtier ayant une paroi (la) recouvrant le flacon, avec un orifice (lb) pour laisser passer au moins l'extrémité de l'embout distributeur ( 13) pour permettre d'enfoncer celui-ci. 7. Flacon selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume pompé (C), égal au produit de la section du piston par la course, est supérieur aux volumes additionnés du canal central (12d)et du passage radial(l2e). 8. Flacon selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume délivre' (C) à chaque actionnement est compris entre 5 et 25 mm3 et de préférence entre 5 et 10 mm3.