Brevet FR2664182A1 — publié le 19920110

La présente invention a trait à une pompe-doseuse de pulvérisation fonctionnant seulement lorsqu'elle est montée sur un récipient sous pression En pratique, le récipient correspondant contient, en plus du liquide à pulvériser, un gaz capable de se dilater à mesure que le récipient se vide et de maintenir ainsi la pression interne à un niveau supérieur à la pression atmosphérique Ce gaz peut être dissous dans le liquide tel le fréon ou non dissous tel lazote En association avec une pompe, il ne sert pas tant à propulser le liquide hors du récipient qu'à éviter au liquide en réserve tout contact avec l'air ambiant Le pulvérisateur qui en résulte est surtout intéressant dans le domaine de la pharmacie Certaines préparations s'oxydent en effet à lair ou encore peuvent être contaminées par les germes présents dans l'atmosphère Elles perdent alors leurs propriétés médicinales, voire deviennent toxiques. Une pompe-doseuse de pulvérisation adaptée à être montée sur un récipient sous pression est connue dans lart antérieur Elle est décrite plus en détail ci-après en regard de la figure unique On en trouvera par ailleurs diverses variantes dans la demande de brevet français 2620052 déposée en 1987 par la société VALOIS Pour l'heure, on se bornera à préciser que rien n'empêche cette pompe de fonctionner lorsque le récipient est à la pression atmosphérique Autrement dit, dans le cas d'une fuite de gaz hors du récipient et l'introduction d'un peu d'air à la place, il existe le risque d'une administration d'un liquide impropre. Cest ainsi que la présente invention a pour but de modifier cette pompedoseuse de lart antérieur en vue de rendre impossible toute pulvérisation à la suite d'une fuite de gaz se produisant hors du récipient. A cette fin est proposée une pompe-doseuse pour pulvérisateur sous pression avec sécurité intrinsèque, ladite pompe-doseuse étant montée de façon étanche sur un récipient contenant un liquide à pulvériser ainsi qu'un gaz, ladite pompe-doseuse comprenant, disposés sur un axe de révolution commun: un corps de pompe communiquant avec ledit récipient par un cylindre ouvert s'étendant au sein dudit corps de pompe et présentant extérieurement au moins un relief à au moins une de ses extrémités, un premier piston creux monté coulissant à l'intérieur dudit corps de pompe le long d'une course limitée par des moyens de butée, ledit premier piston présentant, du côté dudit récipient, une base en contact étanche avec ledit corps de pompe pour isoler une chambre de pompe au sein dudit corps de pompe vis-à- vis de l'atmosphère ainsi que, du côté opposé audit récipient, une tige creuse avec un rétrécissement de section intérieure, un second piston différentiel monté coulissant à rintérieur dudit corps de pompe avec, du côté dudit récipient, une jupe dont une extrémité libre est adaptée à s'emmancher de façon étanche sur ledit cylindre ouvert dudit corps de pompe pour former un clapet anti-retour d'admission dudit liquide depuis ledit récipient au sein de ladite chambre de pompe et avec, du côté opposé audit récipient, un pointeau dont la pointe est adaptée à servir d'appui à une aiguille et qui est engagé au sein de ladite tige creuse dudit premier piston pour buter sur ledit rétrécissement et former avec lui un clapet de sortie dudit liquide hors de ladite chambre de pompe dans latmosphère, un ressort de rappel disposé entre ledit second piston et ledit corps de pompe, caractérisée en ce qu'après la pulvérisation dudit liquide contenu dans ladite chambre de pompe, ledit ressort exerce une force de rappel capable de provoquer louverture dudit clapet anti-retour d'admission seulement si la pression régnant dans ledit récipient est supérieure àune pression prédéterminée. Ladite pression prédéterminée est par exemple choisie entre 1 et 2 bars au-dessus de la pression atmosphérique Pour cela, ledit ressort présente de préférence une raideur d'autant plus faible que grande est ladite pression prédéterminée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante et à lexamen du dessin annexé qui en représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation Sur lunique figure correspondante est montrée, en coupe longitudinale, une pompe-doseuse à précompression de lart antérieur évoquée en commençant et à laquelle le présent perfectionnement s'applique D'après le résumé qui vient d'être donné de ce dernier et dont l'approfondissement suit, on comprendra toutefois que cette figure montre tout aussi bien une pompe-doseuse à précompression selon rinvention. Avant d'aborder la substance du présent perfectionnement, cette description se cantonne dans un premier temps à un exemple de pompe-doseuse de lart antérieur Sa structure et son fonctionnement sont précisés ainsi que la façon dont une telle pompe se prête au remplissage du récipient avec du gaz sous pression Il est fait pour cela référence à lunique figure Celle-ci met particulièrement en relief la symétrie de révolution par rapport à l'axe 00 des différentes pièces composant la pompe: une collerette 2 de sertissage, généralement en métal défonnable, pour s'adapter de façon étanche grâce à un joint 21 au goulot d'un récipient (non représenté), ce dernier contenant la réserve de liquide à pulvériser ainsi qu'une certaine quantité de gaz sous pression, un embout 3 maintenu par un épaulement 22 de la collerette 2 retenant une rondelle 23 d'étanchéité intermédiaire, un corps de pompe 4 formé extérieurement par un cylindre 41 dont une extrémité 42 ouverte accueille à force rembout 3, un cordon 24 d'étanchéité annulaire assurant sa fixation étanche, et dont l'autre extrémité se termine par un manchon 47 susceptible de recevoir un tube 1 plongeur s'étendant à peu près jusqu'au fond du récipient, un piston creux 5 dont une base 51 bute contre rembout 3, mais peut coulisser de façon étanche à lintérieur du corps de pompe 4 grâce à deux lèvres périphériques et qui se prolonge à lextérieur du corps de pompe 4 en une tige 52 creuse, plus étroite, adaptée à être guidée avec jeu au sein de rembout 3. Le corps de pompe 4 enferme en outre un second piston 6 dont la forme est très particulière A une de ses extrémités, un pointeau 61 se terminant par un cône 62 à la pointe arasée en petit godet 70 s'engage à lintérieur de la tige 52 du piston creux 5 et bute contre un rétrécissement interne 53 de la tige 52 L'autre extrémité du piston 6 est constituée par une jupe cylindrique 63 munie extérieurement d'ailettes 66 de guidage le long de la paroi interne du cylindre 41 A lintérieur de la jupe 63, le piston 6 présente un doigt 64 centré sur laxe 00 de révolution de la pompe Ce doigt 64 fait saillie de telle sorte qu'un ressort 7 cylindrique peut s'engager dessus par une de ses extrémités pour y prendre appui tout en restant coaxial à l'ensemble de la pompe-doseuse Dans la forme de réalisation représentée sur la figure, lautre extrémité du ressort 7 prend appui sur le fond du corps de pompe 4 opposé à son extrémité 42 ouverte Deux cylindres creux 43 et 44 prolongent intérieurement le corps de pompe 4 tandis que le ressort 7 se trouve en partie logé entre eux. En labsence d'effort extérieur sur la pompe-doseuse, les différents éléments 1 à 7 qui viennent d'être mentionnés, sont disposés les uns par rapport aux autres tels que montrés sur la figure qui correspond donc à la position de repos de la pompe Dans cette configuration, la chambre 45 de pompe, qui est essentiellement déterminée par l'espace annulaire situé entre les cylindres 41 et 44 du corps de pompe 4, communique avec le récipient via le tube 1 plongeur En effet, les longueurs respectives de la jupe 63 et du cylindre ouvert 44 sont choisies de telle sorte qu'il existe un passage 46 annulaire entre ces deux éléments Cest ainsi que la chambre 45 se trouve à la pression Po régnant dans le récipient Cette dernière varie en général entre 2 et 6 bars selon la quantité de gaz présent Etant donné la forme du second piston 6, il s'ensuit un effort qui s'ajoute à celui du ressort 7 de rappel pour appliquer ce piston 6 contre le piston creux 5 L'application des deux pistons l'un sur l'autre est réalisée au niveau de l'extrémité conique 62 du pointeau 61 et du rétrécissement 53 de la tige 52 La relative élasticité des pièces aidant, un contact étanche est obtenu qui contribue à isoler la chambre 45 de rextérieur Par ailleurs, la pression au sein de la chambre 45 plaque la lèvre intérieure de la base 51 contre le cylindre 41 Cela achève donc l'isolation de la chambre 45 de pompe sous pression vis-à-vis de l'air ambiant Lorsqu'après son amorçage, elle est remplie de liquide, tout risque de détérioration de ce dernier est donc écarté. Dès qu'une compression est exercée sur l'extrémité de la tige 52 au point de vaincre la pression du liquide sur les pistons, les frottements de la base 51 du piston creux 5 sur le cylindre 41 du corps de pompe 4 ainsi que la résistance du ressort 7, la jupe 63 du second piston 6 commence à s'emmancher autour du cylindre ouvert 44 Le passage 46 dès lors disparaît Or, selon une première variante de réalisation de la pompe de l'art antérieur cité en commençant, le cylindre ouvert 44 comporte des évidements 49 au niveau de son bord libre Ces évidements 49 peuvent selon les cas être de simples rainures pratiquées telles que représentées à la surface extérieure du cylindre ouvert 44 ou encore consister en des découpures de sa paroi (non représentées) Aussi, dans les premiers instants de l'emmanchement de la jupe 63 sur le cylindre ouvert 44, la chambre 45 de pompe reste-t-elle en communication avec le récipient par lintermédiaire des évidements 49 et cela en dépit de la présence d'une lèvre d'étanchéité à lextrémité libre 67 de la jupe 63 C'est seulement lorsque cette lèvre arrive au niveau plein du cylindre ouvert 44 que la chambre 45 de pompe se trouve isolée tant de l'air ambiant que du récipient Dans une seconde variante de réalisation de la pompe (non représentée) o le cylindre ouvert 44 est dépourvu d'évidements, une isolation comparable est atteinte dès le début de l'emmanchement de la jupe 63 autour de lui. Si la compression extérieure dépasse alors également les frottements de la jupe 63 sur le cylindre ouvert 44, le volume de la chambre 45 se met à diminuer tandis que remmanchement de la jupe 63 sur le cylindre ouvert 44 se poursuit Il en résulte une augmentation de la pression du liquide piégé dans la chambre 45 Or, la chambre 45 communique, en particulier par les rigoles entre les ailettes 66 situées le long de la paroi externe de la jupe 63, avec un petit espace 65 ménagé entre la base 51 du piston creux 5 et le second piston 6 (au besoin à l'aide d'ailettes appropriées) Dès lors, s'exerce la même pression accrue Pp sur lextrémité 67 de la jupe 63 et sur la face supérieure du second piston 6 dont la surface est plus importante Cette pression Pp est de façon générale appelée pression de précompression et est donc sensiblement supérieure à Po Cela induit des forces parallèles à l'axe 00 dont la résultante tend à ramener le second piston 6 vers l'intérieur du corps de pompe 4 en s'opposant au ressort 7 ainsi qu'à la pression Po régnant dans le récipient Le pointeau 61 se retire légèrement du rétrécissement 53 et un passage s'ouvre pour le liquide de la chambre 45 vers l'extérieur. La pulvérisation se poursuit de la sorte pendant toute la descente des pistons, la diminution continuelle du volume de la chambre de pompe maintenant sa pression moyenne à une valeur quelque peu supérieure à Pp Toutefois, il arrive un moment o ce phénomène s'essouffle, les pistons ne descendant pas assez vite par rapport à la rapidité avec laquelle le liquide contenu dans la chambre de pompe fuse à lextérieur. Le liquide restant encore dans la chambre ne tarde donc pas à retrouver une pression proche de Pp Celle-ci n'étant plus capable d'assurer le retrait du pointeau 61 hors du rétrécissement 53, le clapet de sortie se referme Pour certaines pompes-doseuses de lart antérieur telles que celles selon la première variante citée plus haut, cela intervient avant que lextrémité libre 67 de la jupe 63 ne touche une ou des nervures 48 saillant à la racine du cylindre ouvert 44 sur le corps 4 de pompe Par conséquent, il peut être utile de les ménager pour favoriser lamorçage de la pompe selon une méthode bien connue Cependant, dans les cas o un engagement de lextrémité libre 67 de la jupe 63 par-dessus la ou les nervures 48 est redouté, des moyens de butée complémentaires (non représentés) peuvent aisément être prévus pour limiter renfoncement des pistons et plus particulièrement du piston 5 Bien qu'il ne puisse plus être encore question de favoriser ainsi l'amorçage, nervures 48 et moyens de butée sont par exemple avantageux dans le cadre de la seconde variante de la pompe-doseuse de l'art antérieur évoquée ici (non représentée) Le rôle que la ou les nervures 48 jouent dans cette seconde variante ne sera cependant exposé que dans les pages suivantes. Quoi qu'il en soit, l'utilisateur, ne voyant plus de liquide émis, cesse bientôt de maintenir sa compression Le ressort 7 ainsi que la pression Po du récipient qui, tous deux, contribuent à exercer un effort au sein de la jupe 63, provoquent alors la remontée simultanée des deux pistons au sein du corps de pompe 4 La chambre 45 de pompe augmente à nouveau en volume Toutefois, durant la quasi-totalité du mouvement des pistons, elle demeure parfaitement isolée, lextrémité libre 67 de la jupe 63 circulant alors le long de la paroi pleine du cylindre ouvert 44 Le liquide qu'elle renferme encore à la suite de la pulvérisation voit donc sa pression Pr diminuer. A la vérité, la pompe est dimensionnée de telle sorte que Pr est devenue notablement inférieure à la pression Po régnant dans le récipient lorsque les pistons ont pratiquement terminé leur remontée au sein du corps de pompe Aussi, au moment o le passage 46 se rétablit, a lieu une vive aspiration du liquide depuis le récipient vers la chambre de pompe Cette dernière s'en retrouve remplie si bien qu'une compression ultérieure de la tige 52 provoquera une pulvérisation selon le mécanisme décrit précédemment. Un autre aspect typique de la pompe-doseuse de l'art antérieur à laquelle s'applique le présent perfectionnement, concerne la mise en pression du récipient à raide d'un gaz Ce dernier est en effet introduit au moyen d'une conduite venant coiffer hermétiquement la tige 52 du piston creux 5 Par ailleurs, la conduite est pourvue d'une aiguille qui est engagée à rintérieur de la tige 52 de sorte que son extrémité est placée dans le godet 70 au bout du pointeau 61 L'aiguille est alors à même de repousser le second piston 6 à lintérieur du corps de pompe 4 Ainsi se trouve maintenu ouvert le clapet de sortie formé par le cône 62 du pointeau 61 butant contre le rétrécissement 53 interne de la tige 52 En même temps, couverture du clapet d'admission dans la chambre 45 de pompe est assurée Pour cela, la pompe-doseuse de 'art antérieur prévoit des moyens pour rompre rétanchéité entre le cylindre ouvert 44 et rextrémité libre 67 de la jupe 63 lorsque cette dernière est emmanchée sur une certaine hauteur Selon la première variante de réalisation évoquée plus haut, ces moyens ne sont autres que les évidements 49 portés par le bord libre du cylindre ouvert 44 La hauteur d'emmanchement correspondante est dans ce cas relativement faible, lextrémité libre 67 de la jupe 63 venant au droit des évidements 49 Selon la seconde variante (non représentée), au contraire, l'emmanchement doit être complet pour que l'extrémité libre 67 de la jupe 63 s'engage par-dessus la ou les nervures 48 à la racine du cylindre ouvert 44 Dès lors, la conduite est mise en communication avec le récipient via successivement lespace 65, les rigoles entre les ailettes 66 autour de la jupe 63, celles entre les nervures 48 ou bien directement les évidements 49 C'est ainsi que du gaz sous pression peut être injecté sans difficulté à l'intérieur du récipient obturé par sa pompe-doseuse. Des pompes-doseuses de l'art antérieur dont la conception et le fonctionnement viennent d'être rappelés, on retiendra le mécanisme de remontée des pistons à l'issue de la pulvérisation Ce dernier fait intervenir comme moteur de mouvement, d'un côté, le ressort 7 qui cherche à se détendre et, d'un autre, la pression Po régnant dans le récipient et s'appliquant à lintérieur de la jupe 63 Or, jusqu'ici, le ressort 7 était taré de telle sorte qu'il était capable à lui seul de repousser complètement les pistons. Autrement dit, leur remontée se produisait indépendamment de la pression Po régnant dans le récipient Et si cette dernière chutait par suite d'une fuite, tout se passait comme lors d'un actionnement de la pompe dans les conditions d'utilisation d'origine. La présente invention évite cette identité de fonctionnement par un tarage différent du ressort 7 Désormais, on attend de lui qu'il apporte seulement une partie de leffort nécessaire pour repousser les pistons tandis qu'on compte sur la pression Po pour fournir le complément de sollicitation En d'autres termes, la force de rappel qui est assignée au présent ressort 7 est inférieure à celle qui le caractérisait jusque là, toutes choses égales par ailleurs A titre indicatif, pour une pompe émettant une dose de 100 pil, la force de rappel du ressort 7 dans un état de déformation correspondant à la position de repos de la pompe (voir figure) passe par exemple de 600 à 700 grammes-forces (gf) dans l'art antérieur à la fourchette 150-200 gf Cette notable diminution ne s'obtient pas en pratique en imposant au ressort une déformation initiale plus faible L'encombrement réduit des pompes et donc du logement réservé au ressort oblige plutôt à une réduction de sa raideur grâce à un choix approprié du matériau utilisé. A la vérité, le tarage du ressort 7 selon la présente invention suppose le choix préalable d'une pression P'o admissible minimale Cest la plus petite pression qui puisse régner dans le récipient tout en autorisant encore la remontée des pistons de la pompe Avantageusement, P'o est choisie entre 1 et 2 bars Ainsi est-on assuré que la présente pompe ne délivrera jamais de doses ayant été en contact avec l'air ambiant En effet, tandis qu'à la suite d'une fuite hors du récipient, une chute de pression s'y développe (ce qui se produit en général relativement lentement en raison de la multiplicité des éléments d'étanchéité prévus par ailleurs), il arrive un moment o une pression à peine inférieure à P'o s'établit L'utilisateur peut alors émettre la dose de liquide en réserve dans la chambre de pompe Mais lorsqu'il cesse d'appuyer sur la pompe après la pulvérisation, les deux pistons restent suffisamment enfoncés dans le corps de pompe pour que la chambre demeure totalement isolée Il a alors beau actionner à nouveau la pompe, plus aucun liquide n'est émis puisque la chambre ne se remplit pas De même, de l'air ambiant n'est pas aspiré au sein du récipient Tout risque est ainsi écarté que l'utilisateur s'administre une dose de liquide impropre En d'autres termes, le pulvérisateur présente une sécurité intrinsèque. Revendications: 1. Pompe-doseuse pour pulvérisateur sous pression avec sécurité intrinsèque, ladite pompe-doseuse étant montée de façon étanche sur un récipient contenant un liquide à pulvériser ainsi qu'un gaz, ladite pompe-doseuse comprenant, disposés sur un axe ( 00) de révolution commun: un corps de pompe ( 4) communiquant avec ledit récipient par un cylindre ( 44) ouvert s'étendant au sein dudit corps de pompe ( 4) et présentant extérieurement au moins un relief ( 48, 49) à au moins une de ses extrémités, un premier piston ( 5) creux monté coulissant à rintérieur dudit corps de pompe ( 4) le long d'une course limitée par des moyens de butée, ledit premier piston ( 5) présentant, du côté dudit récipient, une base ( 51) en contact étanche avec ledit corps de pompe ( 4) pour isoler une chambre ( 45) de pompe au sein dudit corps de pompe ( 4) vis-à-vis de latmosphère ainsi que, du côté opposé audit récipient, une tige ( 52) creuse avec un rétrécissement ( 53) de section intérieure, un second piston ( 6) différentiel monté coulissant à l'intérieur dudit corps de pompe ( 4) avec, du côté dudit récipient, une jupe ( 63) dont une extrémité ( 67) libre est adaptée à s'emmancher de façon étanche sur ledit cylindre ( 44) ouvert dudit corps de pompe ( 4) pour former un clapet anti-retour d'admission dudit liquide depuis ledit récipient au sein de ladite chambre ( 45) de pompe et avec, du côté opposé audit récipient, un pointeau ( 61) dont la pointe ( 62) est arasée pour servir d'appui à une aiguille et qui est engagé au sein de ladite tige ( 52) creuse dudit premier piston ( 5) pour buter sur ledit rétrécissement ( 53) et former avec lui un clapet de sortie dudit liquide hors de ladite chambre ( 45) de pompe dans ratmosphère, un ressort ( 7) de rappel disposé entre ledit second piston ( 6) et ledit corps de pompe ( 4), caractérisée en ce qu'après la pulvérisation dudit liquide contenu dans ladite chambre ( 45) de pompe, ledit ressort ( 7) exerce une force de rappel capable de provoquer louverture dudit clapet anti-retour d'admission seulement si la pression (Po) régnant dans ledit récipient est supérieure à une pression prédéterminée (Po). 2 Pompe-doseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pression prédéterminée (P'o) est choisie entre 1 et 2 bars au-dessus de la pression atmosphérique. 3. Pompe-doseuse selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que ledit ressort ( 7) de rappel présente une raideur d'autant plus faible que grande est ladite pression prédéterminée (P'o).