Brevet FR2662672A1 — publié le 19911206

DISPENSATEUR DE MÉLANGE Il est connu de commercialiser de nombreux produits dans des récipients équipés de dispensateurs manuels permettant d'en délivrer et souvent d'en doser la quantité voulue, que ce soit sous l'effet d'un simple pompage ou sous celui de l'énergie d'un gaz propulseur. C'est par exemple le cas de parfums ou de divers médicaments, le plus souvent destinés au traitement des voies respiratoires, utilisés à très faibles doses donc généralement vendus sous des conditionnements miniatures, aisément transportables. Les dispensateurs en question utilisent ainsi soit des valves, éventuellement doseuses, soit des pompes, de préférence à précompression, dont la tige de commande axiale, tubulaire, sert de gicleur d'évacuation sous une tête dispensatrice à poussoir de structure variable, qui portera usuellement une buse de pulvérisation apte à projeter une giclée de produit sous forme d'aérosol ou du moins finement pulvérisée Leurs principaux organes sont assez largement normalisés. L'industrie chimique est amenée d'autre part, en particulier dans les domaines cosmétique et pharmaceutique, à proposer des produits de plus en plus complexes et instables, et diverses préparations doivent être élaborées aussi tard que possible avant emploi car leurs propriétés s'altèrent progressivement sous l'effet de phénomènes variés Ceci a conduit à élaborer des mécanismes divers permettant d'effectuer un mélange plus ou moins intime de deux composants avant leur mise en service, voire dose après dose, au moment même de l'utilisation, de façon "extemporanée". Le conditionnement renfermera alors deux conteneurs jumeaux, généralement disposés côte à côte et fonctionnant en parallèle; un exemple en est fourni par la publication de brevet FR 1 353 494. L'invention a pour objet de fournir un tel conditionnement, très miniaturisé, apte au stockage et au transport des composants d'un produit évolutif, puis à leur mélange pour la délivrance de ce dernier, ce conditionnement permettant notamment de présenter sous une forme commode des médicaments à préparation extemporanée. Elle a donc en particulier pour objet de créer un dispositif compact permettant de faire se correspondre les conditions de délivrance des deux composants, en fournissant un moyen de concilier courses des distributeurs, efforts exercés, temps et pressions d'injection dans l'espace de mélange Une difficulté fréquemment rencontrée est en effet qu'une dose tout à fait minime de l'un des composants, par exemple le produit actif, devra être mélangée à une dose moins faible du second, d'une viscosité parfois différente, par exemple un excipient: le rapport de ces deux doses partielles atteint facilement 3 et il peut dépasser 5; ce doit donc être aussi celui des capacités des deux distributeurs ainsi dans une certaine mesure que des contenances de leurs récipients. Le conditionnement en question sera essentiellement constitué d'un boîtier enfermant côte à côte deux conteneurs dont les récipients sont fermés par des distributeurs à gicleur axial emboîtés parallèlement de façon étanche sous une tête commune qui les raccorde à une même buse dispensatrice, l'adjonction d'un organe compensateur équilibrant courses et efforts d'enfoncement sur les deux distributeurs; pour éviter qu'il n'altère le fonctionnement de la tête, cet organe sera normalement monté à l'extrémité opposée des conteneurs. De préférence il s'agira d'un levier répartiteur articulé sur un axe perpendiculaire à ceux des deux distributeurs, dans la partie du boîtier supportant les fonds des récipients. Diverses autres caractéristiques ressortiront d'un double exemple, donné ci-dessous en référence aux dessins, qui représentent: figure 1: une vue au repos d'un boîtier dispensateur selon l'invention, figure 2: une vue avec coupe selon II-II de la figure 1, figure 3: une coupe selon III-III de la figure 1, figure 4: une coupe selon IV-IV des figures 1 à 3, figure 5: une coupe, au repos, selon V-V de la figure 2, figure 6: une coupe similaire, en fin de fonctionnement, figure 7: une coupe d'une variante. Extérieurement, le boîtier dispensateur représenté figure 1 comprend un étui 1 fermé par la coque 2 d'une tête dispensatrice porteuse d'une buse de pulvérisation 3 Cette coque possède une jupe cylindrique 2 a qui la guide sur celle la de l'étui 1, intérieurement dans l'exemple décrit, le plus avantageux en général quant à l'encombrement; elle y est retenue par des cliquets 4 engagés sous des épaulements créés ici par deux lumières 5 Trois dépressions 6 permettent de tenir le boîtier entre les doigts et de presser étui et tête l'un vers l'autre en translation pour projeter son contenu, en l'occurrence un médicament binaire. Intérieurement, comme le montrent les figures 2 à 6, l'appareil renferme deux cartouches 7 a et 7 b, de capacités différentes, porteuses respectivement de pompes doseuses 8 a et 8 b à gicleurs tubulaires 9 a et 9 b. Dans cet exemple, les capacités intrinsèques respectives du récipient 7 a renfermant le produit actif et du récipient 7 b renfermant l'excipient sont de 5 et 12 ml, les contenances effectives de 2 et 10 ml environ. La tête comprend d'abord ici une douille 10 munie de deux orifices d'injection 11 dont le siège lia dessine en creux une buse en spirale à trois branches entourée d'une collerette 11 b Deux poussoirs de série 12 s'emboîtent respectivement, face à face, sur les collerettes llb qui remplacent ainsi leurs buses habituelles; l'ensemble, symétrique, vient se rapporter dans la coque 2 o il se monte indifféremment en se logeant dans ses nervures 2 b pour s'emboîter sur sa collerette 2 c qu'un canal 2 d relie à la buse 3 Se trouve ainsi constitué un ensemble monobloc pourvu de deux sièges jumeaux 13 a, 13 b sur lesquels les gicleurs 9 a, 9 b s'emboîteront de façon étanche; possédant deux étages de pulvérisation 11 et 3, il comprend une chambre de mélange 10 a d'une capacité égale ici à la somme de celles des pompes et qui permet de préparer les doses une à une avec un brassage très intime des composants, en réduisant leur temps de stockage à celui qui sépare deux utilisations. D'autres structures de têtes sont concevables en fonction des produits utilisés, du mélange désiré et des pertes de charge acceptables. C'est ainsi que la chambre de mélange peut être disposée horizontalement, dotée d'une entrée d'air, alimentée par des orifices obliques; ceux-ci peuvent ne pas être diamétralement opposés et, si l'on accepte de rompre la symétrie, ils peuvent même être de deux types différents, l'un au moins par exemple non doté d'une buse tourbillonnaire La chambre peut même se réduire à un simple canal à deux entrées si l'on cherche à obtenir une injection simultanée en évitant tout stockage; omission faite de la buse 3, on peut alors envisager de mouler la tête en une seule pièce. Les proportions des jupes peuvent aussi être modifiées, comme la position des dépressions 6 inversée pour conduire à utiliser l'appareil en position renversée. Selon l'invention il existe à la partie inférieure du boîtier un organe compensateur répartissant les efforts exercés sur les gicleurs des pompes 8 a et 8 b Comme le montrent notamment les figures 4 à 6, les fonds des récipients 7 a et 7 b ne reposent pas directement sur le fond de l'étui 1 mais sur un levier 14; celui-ci comprend à ses extrémités deux bossages supérieurs 15 a, 15 b en calotte sphérique et, dans l'intervalle, deux logements inférieurs 16 a, 16 b associés à des tourillons respectifs l 7 a, 17 b créant deux axes possibles de pivotement; il possède donc ici une forme symétrique qui permet de le mettre en place indifféremment. Les parois de l'étui 1 portent des nervures la, lb aptes à guider chacune des cartouches 7 a et 7 b Son fond porte un unique couteau 16 sur lequel repose le seul logement 16 b du levier, ainsi que deux nervures de butée 18 a, 18 b; il possède intérieurement une ceinture 19 porteuse de deux saignées 19 a donnant libre passage aux tourillons 17 a et de deux échancrures 19 b qui forment des crans de retenue pour les tourillons 17 b Le levier 14 se trouve ainsi articulé sur un axe décalé vers l'axe du plus volumineux des conteneurs. Au montage, et après pose du levier 14, il suffit de placer les deux conteneurs, ce qui fait remonter le levier en butée sur la nervure 18 b, son inclinaison sensiblement compensée par les différences de longueur, puis d'emboîter la tête dans l'étui sur les gicleurs jusqu'à encliquetage. Etui et tête restent mobiles l'un par rapport à l'autre. Lorsque l'opérateur les pressera entre ses doigts, parallèlement aux axes des conteneurs, sa force va s'exercer indirectement sur le levier, agissant à l'emplacement de son articulation 16; celui-ci forme donc ici une table d'équilibrage à bras inégaux en bascule sur le fond du boîtier, ne commandant pas directement les courses des pompes mais répartissant la force exercée sur son axe 16 dans un rapport inverse à celui de ses deux bras Dans les limites de son débattement il équilibre ainsi l'enfoncement des gicleurs en s'adaptant à tout rapport de courses. En général, le rapport des bras de levier devra être compris entre 1,2 et 1,8 et sera pris de préférence entre 1,4 et 1,6. Les deux pompes 8 a et 8 b pourront avoir respectivement par exemple des courses de 2 et 6 mm pour des diamètres internes de 5 et 6,5 mm soit un rapport de sections de 1,7 pour un rapport de courses de 3, et leurs ressorts de renvoi des forces allant de 4 et 5 N (rapport 1,2) au repos pour obtenir l'étanchéité voulue, à 12 et 23 N (rapport 1,91) à fond de course (ce qui correspond à des raideurs de 4 et 3 N/mm). Si, estimant les frottements à 3 N, on désire aussi obtenir des pressions de pulvérisation voisines, de l'ordre de 4 bars par exemple pour des temps de fonctionnement bien entendu sensiblement égaux, ces valeurs étant supposées constantes, les efforts d'enfoncement nécessaires iront de 15 et 22 N (rapport 1,47) à 23 et 40 N (rapport 1,82) environ. Si alors l'axe d'articulation est placé par exemple à une distance égale à 0,40 fois la longueur active du levier, ce qui conduit à un rapport de 1,5 des bras de levier, valeur comprise entre les rapports inverses respectifs des forces extrêmes, la résistance de la pompe du récipient 7 b, qui contient l'excipient, sera vaincue la première, sous un effort de l'opérateur un peu supérieur à 30 N, dont elle reçoit la majeure partie, mais immédiatement suivie par la pompe 8 a; ceci amorce le fonctionnement, le jeu des pressions ajustant le rapport des courses au produit 3/2 x 4/3 = 2 de ceux des bras du levier 14 et des raideurs des ressorts de renvoi des pompes Comme on le voit sur la figure 3, cet écart des courses se trouve compensé par un basculement de la table d'équilibrage qui fait reculer le récipient 7 a, réduisant d'autant la course de-sa pompe. La pompe 8 a arrive la première en fin de course sous un effort de l'opérateur un peu inférieur à 60 N, suivie de la seconde, l'excipient achevant ainsi de balayer le produit actif En pratique un effort constant de l'ordre de 50 N conduira à un fonctionnement correct. Une augmentation du rapport des bras de levier retarderait le fonctionnement de la pompe 8 a qui distribue le produit actif vis-à-vis de celui de la pompe 8 b et, jusqu'à un maximum de 1,9 environ, minorerait l'effort final nécessaire Au delà de cette valeur, elle conduirait à terminer en n'injectant dans la chambre que du produit actif. On voit ainsi que l'adaptation du levier à la fourchette des rapports des forces extrêmes régit la séquence de fonctionnement et en particulier la durée de la phase synchrone; l'on comprend aussi que l'on ait intérêt à réduire cette fourchette dans la mesure permise par les tolérances de fabrication, en particulier si la délivrance du produit requiert un faible volume de chambre de mélange, mais non pas en principe à la supprimer entièrement. Il convient en fait de tenir compte des volumes morts créés sur 1 mm environ par l'inversion des mécanismes en bout de course: c'est ainsi que deux pompes de 5,5 mm de diamètre interne pour 2,2 et 6,6 mm de course délivrent des doses respectives de l'ordre de 28 et 135 Vl. Enfin un dispositif semblable pourrait être employé pour ajuster le fonctionnement d'un dispensateur possédant deux conteneurs identiques et les explications ci-dessus se transposent facilement aux cas o les distributeurs seraient non des pompes mais des valves doseuses. Les bossages 15 a et 15 b pourraient être cylindriques mais ceci suppose que les récipients aient un fond plat De même, selon le dessin représenté, le rapport des bras de levier est indépendant de l'inclinaison de la table; toute modification et notamment toute variation progressive des rayons de courbure des bossages permet dans une certaine mesure de faire évoluer ce rapport pour corriger la loi d'équilibre. Dans la variante de la figure 7 o les éléments conservés ont gardé leurs références mais o la douille 10 est disposée horizontalement, l'organe compensateur se limite à l'ensemble d'une tablette 20 que repousse un ressort 21 guidé sous le récipient 7 a par une embase 22 et que retient dans cette embase sa tige 20 a. On peut par exemple supposer le ressort 21 identique au ressort de renvoi de la pompe 8 a et comprimé également au départ; si la tête 2 attaque en même temps les deux gicleurs 9 a et 9 b, ces deux ressorts céderont également sous son effort et la course de la pompe 8 a se trouvera ainsi réduite de moitié par rapport à celle de la pompe 8 b. Cette dernière variante est cependant moins avantageuse que la précédente; elle exigerait en particulier pour offrir la même souplesse théorique l'emploi d'un organe double, comportant un ressort sous chacun des conteneurs. Revendications 1 Conditionnement miniaturisé, apte à stocker les composants d'un produit évolutif, puis à les mélanger pour délivrer ce dernier, essentiellement constitué d'un boîtier enfermant côte à côte deux conteneurs fermés par des distributeurs à gicleur axial emboîtés parallèlement de façon étanche sous une tête commune qui les raccorde à une même buse dispensatrice, caractérisé par l'adjonction d'un organe compensateur ( 14, 20) équilibrant courses et efforts sur les deux distributeurs. 2 Conditionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que cet organe est monté à l'extrémité des conteneurs ( 7 a, 7 b) opposée aux distributeurs ( 8 a, 8 b). 3 Conditionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe compensateur est un levier répartiteur ( 14) articulé sur un axe ( 16) perpendiculaire à ceux des deux distributeurs, dans la partie du boîtier ( 1) supportant les fonds des conteneurs. 4 Conditionnement selon la revendication 3, à distributeurs de capacités différentes, caractérisé en en ce que le levier forme une table d'équilibrage à bras inégaux, articulée sur un axe décalé vers l'axe du conteneur ( 7 b) de plus forte contenance. 5 Conditionnement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le levier possède en soi une forme symétrique. 6 Conditionnement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le levier possède à ses extrémités deux bossages supérieurs a variation progressive de courbure. 7 Conditionnement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le levier possède à ses extrémités deux bossages supérieurs en forme de calotte ( 15 a, 15 b) et, dans l'intervalle, deux logements inférieurs d'articulation ( 16 a, 16 b), 8 Conditionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport des bras de levier est compris dans la fourchette des rapports extrêmes des forces des ressorts de renvoi des distributeurs. 9 Conditionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport des bras de levier est compris entre 1,2 et 1,8. Conditionnement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tête renferme une chambre de mélange ( 10 a). 11 Conditionnement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tête comprend une douille ( 10) munie de deux orifices d'injection ( 11) dont les sièges sont entourés de collerettes respectives sur lesquelles deux poussoirs de série ( 12) s'emboîtent face à face, l'ensemble venant se rapporter sur une coque ( 2) en s'emboîtant à son tour sur sa collerette ( 2 c) qu'un canal ( 2 d) relie à la buse dispensatrice ( 3), pour constituer un ensemble monobloc pourvu de deux sièges jumeaux ( 13 a, 13 b) pour l'emboîtement des gicleurs ( 9 a, 9 b). 12 Conditionnement selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux orifices d'injection alimentent une chambre de mélange dans laquelle l'un au moins engendre un mouvement tourbillonnaire.