Brevet FR2684647A1 — publié le 19930611

RECIPIENT CONTENANT UN PRODUIT FLUIDE A DISTRIBUER ET UN GAZ COMPRIME, ET MUNI D'UN DISPOSITIF DE SECURITE. La présente invention concerne un récipient sous pression contenant un produit fluide à distribuer et un gaz comprimé propulseur, non liquéfiable dans les conditions de pression à I'intérieur du récipient, ledit récipient étant muni d'un dispositif de sécurité évitant les risques de surpression. On connaît depuis longtemps les récipients pour la distribution sous pression d'un liquide, par exemple sous forme d'aérosol. Ces récipients sont, de façon générale, constitués par un bidon comportant un fond et des parois latérales. Sur le bord des parois latérales opposées au fond est sertie une coupelle de valve sur laquelle une valve de distribution est elle-même fixée. La valve est généralement actionnée par un dispositif d'enfoncement de la partie mobile de la valve. Le bidon contient le produit à distribuer et le propulseur, ce dernier étant mélangé au produit à distribuer ou contenu dans une poche ou capsule séparée. Jusqu'à une époque récente, le gaz propulseur était constitué par des hydrocarbures chlorofluorés, qui avaient l'avantage d'être liquides aux pressions et températures utilisées. Mais, à la suite des discussions concernant la destruction de la couche d'ozone par les hydrocarbures chlorofluorés, l'industrie est amenée aujourd'hui à développer des systèmes propulseurs de remplacement. Une des solutions proposées consiste à utiliser des gaz comprimés et, en particulier, de l'air comprimé. Mais ces gaz comprimés, n'étant pas liquides aux pressions et températures utilisées, ne peuvent constituer qu'un réservoir de propulseur réduit à l'intérieur d'un bidon d'aérosol, cette réserve pouvant être d'autant plus grande que la pression est plus élevée.Or, notamment pour des questions de sécurité, la pression à l'intérieur d'un récipient distributeur d'aérosol ne doit jamais excéder 12 x 105 pascals. Par conséquent, le fabricant, d'une part, est amené à effectuer une mise sous pression dans des conditions proches des conditions limites et, d'autre part, doit garantir que la pression n'excède pas les pressions limites autorisées, quelles que soient les conditions de stockage. Or, lorsque le gaz est mélangé au produit dans le récipient, des variations accidentelles du taux de remplissage en liquide ou en gaz peuvent provoquer des surpressions au cours du remplissage. Il est donc nécessaire de pouvoir déceler et éliminer en bout de chaîne de remplissage les récipients sous pression trop élevée. Les variations de température ou de pression au cours du stockage ou des différentes manipulations peuvent également provoquer des surpressions qui peuvent aller jusqu'à l'explosion du récipient, ce qui est dangereux pour l'environnement. Lorsque le gaz comprimé est contenu dans une capsule séparée munie d'une valve de pression différentielle, cette capsule risque de présenter des défaillances telles que fuite ou éclatement, et dans ces conditions la pression à l'intérieur du récipient augmenterait de façon dangereuse pour l'utilisateur. On a donc cherché à munir les récipients de ce type de dispositifs de sécurité permettant d'éviter que la pression maximale admise ne soit accidentellement dépassée. Il est connu par FR-A 1 463 533 de ménager un orifice dans la paroi du récipient et de le recouvrir par une membrane fragile qui se rompt sous la pression. Mais un tel dispositif peut être accidentellement déchiré lors des manipulations. D'autre part, la membrane ne peut pas être réutilisée et le récipient est mis au rebut. Ce problème a été résolu selon l'invention en utilisant un dispositif de sécurité inséré dans une paroi du récipient, dispositif qui est constitué par un bouchon en matériau déformable, dont la déformation, sous l'action de la pression, peut mettre le récipient en communication permanente avec l'atmosphère, lorsque la pression atteint une valeur déterminée dans le récipient. Il est préférable que ce bouchon soit en contact avec la phase gazeuse contenue dans le récipient, de façon qu'en cas de surpression, cette phase gazeuse puisse s'échapper dans l'atmosphère plutôt que la phase liquide. La présente invention a donc pour objet un récipient distributeur pressurisé contenant un produit fluide à distribuer et un gaz comprimé propulseur, non liquéfiable à la pression interne du récipient, ledit récipient étant constitué d'un bidon sur lequel est sertie une coupelle de valve assurant la fixation d'une valve de distribution, ledit récipient étant, en outre, muni d'un dispositif de sécurité visant à éviter les surpressions internes ; le dispositif de sécurité est constitué par un bouchon en matériau déformable fixé dans un orifice ménagé dans la paroi du récipient, ledit bouchon comportant une zone de moindre résistance due à au moins un évidement ménagé dans le bouchon, zone qui, par déformation, permet d'établir une communication permanente entre l'intérieur du récipient et l'atmosphère. Selon ce dispositif, lorsque la communication entre l'intérieur du récipient et l'extérieur est établie, le gaz comprimé s'échappe jusqu'à ce que le récipient soit à la pression atmosphérique, le bouchon restant dans une position où il n'assure plus l'étanchéité. Ce dispositif de fermeture à l'aide d'un bouchon a l'avantage de ne pas être destructif; le récipient peut, éventuellement être réutilisé après avoir remis le bouchon en place. Selon un premier mode de réalisation, le bouchon est indépendant de la valve de distribution. Il est alors, de préférence, disposé dans le fond de la coupelle de valve, en dehors de la zone de sertissage de la valve de distribution. Selon un second mode de réalisation la valve de distribution est insérée dans le bouchon qui est lui-même fixé sur la coupelle. Dans ces conditions, le bouchon est, de préférence, disposé sensiblement sur l'axe du récipient. Le bouchon est, de préférence, fixé sur le bord de l'orifice ménagé dans le récipient par encliquetage à l'aide d'une gorge ménagée dans le bouchon. La mise en communication du récipient avec l'atmosphère peut se faire lors de la déformation du bouchon par un passage qui s'établit entre le bouchon et l'orifice ménagé dans la paroi du récipient. Elle peut également se faire, lorsque la valve est insérée dans le bouchon, par un passage qui s'établit entre la paroi extérieure de la valve et le bouchon. Le bouchon est, de préférence, contenu dans une enveloppe de forme générale tronconique, la partie de plus grand diamètre étant disposée à l'extérieur du récipient et la partie de plus faible diamètre à l'intérieur du récipient. L'angle au sommet du cône de l'enveloppe tronconique est avantageusement compris entre 10 et 30". Cette forme tronconique permet de faciliter l'introduction du bouchon dans l'orifice ménagé dans le récipient. L'un au moins des évidements ménagés dans le bouchon est, de préférence, disposé à l'intérieur du récipient, au-dessous de la zone d'encliquetage, qui permet la fixation du bouchon sur le récipient, pour que la pression interne du récipient puisse agir sur la zone de moindre résistance. Selon une première variante, l'évidement ménagé dans le bouchon est constitué par une encoche en sifflet, délimitée entre deux plans, dont le premier fait un angle aigu avec l'axe du bouchon et le second est perpendiculaire à cet axe. Cet angle peut selon la rigidité du matériau et la profondeur de l'encoche être compris entre 10 et 400. Ce second plan est pratiquement parallèle à la surface du bouchon disposée à l'extérieur du récipient, et il est disposé à l'intérieur du récipient audelà de la gorge d'encliquetage, à une distance de la surface telle que la languette formée entre la surface du bouchon et le second plan de l'encoche constitue une zone de moindre résistance qui par déformation peut le libérer de la gorge d'encliquetage et, par conséquent, permettre l'établissement d'une communication permanente entre l'intérieur du récipient et l'atmosphère. Cette première variante peut être utilisée, que le bouchon soit indépendant de la valve de distribution, ou que la valve de distribution soit insérée dans le bouchon. Selon une seconde variante, la valve est fixée dans le bouchon, par une gorge ménagée au voisinage de la surface disposée à l'extérieur du récipient ; le bouchon comporte un premier évidement qui s'ouvre dans le récipient et qui entoure la valve, et un second évidement annulaire ménagé dans la surface supérieure externe du bouchon. On obtient ainsi entre les deux évidements une zone de moindre résistance qui par déformation peut permettre la formation d'un passage entre la valve et le bouchon ; il s'établit donc ainsi une communication permanente entre l'intérieur du récipient et l'atmosphère. Le matériau déformable du bouchon est, de préférence, un caoutchouc naturel ou synthétique. La description de plusieurs modes de réalisation faite en se référant au dessin annexé, donnée ci-après à titre illustratif et nullement limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. Sur ce dessin: - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation du récipient selon l'invention, dans lequel le bouchon est indépendant de la valve; - la figure 2 est une vue, en coupe longitudinale plus détaillée, du bouchon utilisé pour le récipient de la figure 1; - la figure 3 représente, en coupe longitudinale, la coupelle de valve d' un mode de réalisation, dans lequel la valve est insérée dans le bouchon; - la figure 4 est une vue de dessous du bouchon de la figure 3; - les figures 5 et 6 montrent le processus de déformation et d'éjection du bouchon de la figure 3; - la figure 7 représente un autre mode de réalisation d'un bouchon, dans lequel est insérée la valve; - la figure 8 représente le bouchon de la figure 7, lorsque la pression dans le récipient a dépassé la valeur limite de sécurité. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le bouchon de sécurité est indépendant de la valve de distribution. On voit que le récipient 1 est constitué par un bidon métallique 2 comportant un fond (non représenté) et des parois latérales. Sur le bord supérieur du bidon 2 est fixée par sertissage une coupelle 3 de valve circulaire ; une valve 4 est sertie dans la coupelle 3, de façon classique au centre de la coupelle 3. Un orifice 5 est ménagé dans le fond de la coupelle 3. Dans cet orifice 5 est encliqueté le bouchon 6. Ce bouchon 6 est constitué par une masse pleine de caoutchouc synthétique de type BUNAS. Il est contenu dans une enveloppe de forme générale tronconique et comporte une face supérieure 7 (dans la position représentée sur les figures 1 et 2) de plus grand diamètre et une face inférieure 8 de plus faible diamètre. Dans la surface latérale 9 du bouchon 6, à une faible distance de la face supérieure 7 du bouchon, est ménagée une gorge annulaire 10 dont le plan moyen est parallèle à la face 7 ; la gorge 10 a des dimensions telles que le bord de l'orifice 5 de la coupelle 3 puisse s'y insérer par encliquetage. Dans la paroi latérale 9 du bouchon 6 est ménagé un évidement constitué par une encoche 11 en sifflet.Cette encoche 11 est définie entre un plan 12 incliné en sens inverse de la surface latérale 9 du bouchon, plan qui fait un angle aigu alpha d'environ 35 avec l'axe du bouchon 6, et un plan 13 perpendiculaire à l'axe du bouchon 6. L'encoche 11 ménage, entre la surface 7 du bouchon et le plan 13, une languette 14 en forme de secteur circulaire, qui dans la partie 14a située au-dessous de la gorge 10 a un rayon plus petit que dans la partie 14k située au dessus de la gorge 10. Le récipient 1 contient un produit liquide à distribuer mélangé à de l'air comprimé. Le dispositif de sécurité du récipient, qui vient d'être décrit, fonctionne de la façon suivante : lorsque la pression augmente dans le récipient 1, la partie 14a de la languette 14 est soumise à une force croissante au niveau de l'encliquetage ; compte-tenu de la présence de l'encoche 11, elle peut se déformer vers l'extérieur du récipient jusqu'à la libération du bord de l'orifice 5. A ce moment, la zone diamétralement opposée de l'encliquetage n'ayant pas été affectée, le bouchon 6 s'incline et le gaz comprimé s'échappe entre le bouchon 6 et le bord de l'orifice 5. Le récipient 1 est ainsi mis à l'air libre mais il est réutilisable en ré-encliquetant le bouchon 6 dans l'orifice 5 et en rechargeant le récipient en air comprimé par la valve 4. Les figures 3 à 6 représentent, inséré dans l'ouverture 105 d'une coupelle 103, un bouchon 106 dans lequel est enfoncé une valve 104 ; le bouchon 106 comporte selon son axe un alésage permettant la mise en place de la valve 104. La valve 104 est de type classique; elle comporte un corps 115, une tige émergente mobile 116, un ressort 117 disposé entre le fond du corps de valve et une collerette 1 1 6a de la tige de valve. L'étanchéité de la valve est obtenue à l'aide d'un joint 118 plaqué contre le corps 115 de valve à l'aide d'une bague 119. La collerette 1 1 6a est repoussée contre le joint 118 par le ressort 117 et dans cette position, l'orifice de sortie 1 16b de la valve, qui est pratiqué transversalement dans la tige émergente 116 au-dessus de la collerette 116a, se trouve à l'intérieur de l'épaisseur du joint 118 de sorte que la valve est fermée. Si l'on écrase le ressort 117, la tige 116 se déplace par rapport au joint 118, ce qui démasque l'orifice 1 1 6b : la valve est en position ouverte. La valve 104 comporte, en outre, une prise de gaz additionelle 120. La valve 104 est fixée de façon étanche dans le bouchon 106 par encliquetage d'une languette périphérique 122, solidaire de la bordure supérieure du corps de valve 115, à l'intérieur d'une gorge d'encliquetage 123 ménagée à la partie supérieure du bouchon 106, le long de la bordure supérieure de l'alésage permettant la mise en place de la valve 104. Pour obtenir un gain de place, l'axe de la valve est décalé d'une valeur e par rapport à l'axe du bouchon, mais ce décalage n'est pas obligatoire. Comme le bouchon illustré sur la figure 2, le bouchon est contenu dans une enveloppe extérieure tronconique et comporte une face supérieure 107 de plus grand diamètre et une face inférieure 108 de plus faible diamètre. Dans la surface latérale 109 du bouchon 106, à une faible distance de la face supérieure 107 du bouchon, est ménagée une gorge annulaire 110, dont le plan moyen est parallèle à la face 107 et qui a des dimensions telles que le bord de l'orifice 105 de la coupelle 103 puisse s'y insérer par encliquetage. Dans la surface latérale 109 du bouchon 106 est ménagé un évidement constitué par une encoche 111 en forme de sifflet. Cette encoche 111 comporte un plan 112 incliné en sens inverse de la surface latérale 109, plan qui fait un angle aigu avec l'axe du bouchon 106, et un plan 113 perpendiculaire à l'axe du bouchon. L'encoche 111 ménage entre la face supérieure 107 du bouchon et le plan 113 une languette en secteur de cercle, qui est divisée par la gorge 110 en une partie inférieure 1 14a et une partie supérieure 114b. Le dispositif de sécurité du récipient, qui vient d'être décrit, fonctionne de la façon suivante : lorsque la pression augmente, de façon progressive ou brutale, la partie 1 14a est déformée vers l'intérieur du récipient ; sa flexion est autorisée par la présence de l'encoche 111. Cette déformation se produit jusqu'à ce que le bord de l'orifice 105 se libère de la gorge 110. L'encliquetage du bord de l'orifice 105 n'étant pas modifié dans la zone diamétralement opposée à l'encoche 111, la valve bascule sous l'effet de la pression autour d'un axe parallèle à l'arête du dièdre de l'encoche 111 et tangent au bord de l'orifice 105, à l'opposé de la zone adjacente à ladite encoche. L'axe de la valve s'écarte donc de sa position d'origine d'un angle qui passe par une valeur alpha 1 d'environ 10 au moment de la mise à l'air libre (voir figure 5) et atteint une valeur alpha 2 d'environ 20 lorsque le plan 112 vient en butée contre le bord de l'orifice 105 (voir figure 6). Le gaz comprimé sous forte pression passe alors entre le plan 112 et le bord 105 de l'orifice. Le plan 113 de l'encoche permet de disperser le flux de gaz comprimé et d'éviter que le récipient ne soit propulsé comme une fusée. Les figures 7 et 8 représentent une variante dans laquelle la valve est également insérée dans le bouchon; mais le gaz s'échappe par une zone située entre le corps de valve et le bouchon. Le récipient (non représenté) est fermé par une coupelle 203 dans laquelle est ménagé un orifice 205. Le bouchon 206 est inséré dans l'orifice 205 et contient une valve 204. Cette valve est du même type que celle de la réalisation précédente ; elle comporte un corps de valve 215 et une tige émergente 216. L'extrémité inférieure du corps de valve, côté récipient, porte une collerette de retenue 221. Une collerette 222 est disposée annulairement autour de la partie supérieure du corps de valve 215. Le bouchon 206 est creux, et il est constitué par une surface annulaire plane 207 reliée à sa périphérie à une paroi tronconique 209. Un premier évidement 211a est donc délimité par la paroi latérale tronconique 209. A la jonction entre la surface annulaire 207 et la paroi tronconique 209 est disposée une gorge 210, dans laquelle vient s'insérer par encliquetage le bord de l'orifice 205. Dans l'épaisseur du bord interne de la surface annulaire 207 est disposée une gorge 223 dans laquelle vient s 'insérer par encliquetage la collerette 222 du corps de valve 215, ledit corps de valve étant ainsi logé à l'intérieur de l'évidement 21 la la collerette 221 étant disposée audessous de la paroi tronconique 209, vers l'intérieur du récipient.Un second évidement, constitué par une gouttière 21 lob circulaire ayant une section en U, est disposée concentriquement sur la face externe de la surface annulaire 207. Cette gouttière 21 lob détermine, en combinaison avec l'évidement 211a, une zone de moindre résistance 214 dans la surface 207. Le dispositif de sécurité du récipient, qui vient d'être décrit, fonctionne de la façon suivante : lorsque la pression augmente dans le récipient, la zone de moindre résistance 214 se déforme jusqu'à ce que le gaz comprimé se fraie un chemin en un point entre le bord externe de la collerette 222 et le bord interne de la surface 207, ce qui amène en ce point un désencliquetage de la valve 204 par rapport au bouchon 206. La valve 204 s'incline ensuite comme dans la variante précédente, jusqu'à ce que la collerette de retenue 221 vienne en butée contre le bord inférieur de la paroi latérale 209. Le bouchon 206 peut être réutilisé. Il suffit de réencliqueter le corps de valve 215 par sa collerette 222 dans la gorge 223. REVENDICATIONS 1 - Récipient distributeur pressurisé (1) contenant un produit fluide à distribuer et un gaz comprimé propulseur, non liquéfiable à la pression interne du récipient, ledit récipient étant constitué d'un bidon (2) sur lequel est sertie une coupelle de valve (3,103, 203) assurant la fixation d'une valve de distribution (4, 104, 204), ledit récipient étant, en outre, muni d'un dispositif de sécurité visant à éviter les surpressions internes, caractérisé par le fait que ledit dispositif de sécurité est constitué par un bouchon (6, 106, 206) en matériau déformable fixé dans un orifice (5, 105, 205) ménagé dans la paroi du récipient, ledit bouchon comportant une zone de moindre résistance (14, 114, 214) due à au moins un évidement (11, 111, 211a 211k) ménagé dans le bouchon, zone qui, par déformation, permet d'établir une communication permanente entre l'intérieur du récipient et l'atmosphère. 2 - Récipient selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bouchon (6) est indépendant de la valve de distribution (4). 3 - Récipient selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le bouchon (6) est disposé dans le fond de la coupelle de valve (3) en dehors de la zone de sertissage de la valve de distribution (4). 4 - Récipient selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la valve de distribution (104, 204), est insérée dans le bouchon (106, 206), qui est lui-même fixé sur la coupelle (103, 203). 5 - Récipient selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le bouchon (106, 206) est disposé sensiblement sur l'axe de la coupelle (103, 203). 6 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le bouchon (6, 106, 206) est encliqueté sur le bord de l'orifice (5, 105, 205) ménagé dans la paroi du récipient. 7 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le bouchon (6, 106, 206) est contenu dans une enveloppe de forme générale tronconique, la partie de plus grand diamètre étant disposée à l'extérieur du récipient et la partie de plus faible diamètre, à l'intérieur du récipient. 8 - Récipient selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'angle au sommet du cône de l'enveloppe tronconique est compris entre 10 et 300. 9 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'évidement (11, 111) ménagé dans le bouchon (6, 106) est constitué par une encoche en sifflet délimitée entre deux plans, dont le premier (12, 112) fait un angle aigu avec l'axe du bouchon et le second (13, 113) est perpendiculaire à cet axe. 10 - Récipient selon la revendication 6, prise seule ou en combinaison avec l'une des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que l'évidement (11, 111) ménagé dans le bouchon (6, 106) est disposé à l'intérieur du récipient, au-dessous de la gorge d'encliquetage (10, 110), qui permet la fixation du bouchon (6, 106) sur le récipient. 11 - Récipient selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que le bouchon comporte un premier évidement 211g qui s'ouvre dans le récipient et qui entoure la valve et un second évidement 21 lb annulaire ménagé dans la surface supérieure externe du bouchon (206). 12 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 1 1 caractérisé par le fait que le bouchon (6, 106, 206) est en caoutchouc naturel ou synthétique.