Brevet FR2674774A1 — publié le 19921009

DISPOSITIF DE PULVERISATION D'UN LIQUIDE COMPRENANT UN RECIPIENT PRESSURISE MUNI D'UNE VALVE A PRISE DE GAZ ADDITIONNELLE. La présente invention concerne un dispositif de pulvérisation d'un liquide, comprenant un récipient pressurisé muni d'une valve à prise de gaz addition- nelle. On connait les dispositifs de pulvérisation de type aérosol qui sont constitués par un récipient contenant un produit sous forme liquide à pulvériser et un propulseur Le propulseur est, de façon connue, un gaz liquéfié tel que les hydrocarbures chlorofluorés, le propane ou le butane, ou un gaz comprimé, par exemple de l'air comprimé Le récipient est muni d'une valve pour la sortie du liquide sous pression Cette valve est fixée sur une coupelle de valve, de façon que le corps de valve fixe s'ouvre dans le récipient et que l'élément mobile s'ouvre à l'extérieur du récipient, l'ouverture de la valve s'effectuant par translation ou enfoncement de l'élément mobile dans le corps de valve L'enfoncement de l'élément mobile de la valve est généralement obtenu à l'aide d'un bouton-poussoir, susceptible d'appuyer sur l'élément mobile de la valve, bouton- poussoir que l'utilisateur peut déplacer en transla- tion manuellement pour actionner la valve Le bouton- poussoir comporte généralement un canal d'éjection du produit à distribuer et un orifice de pulvérisation. Lorsque la pulvérisation du produit doit être effectuée "tête en haut", c'est-à-dire la valve et le bouton-poussoir étant disposés au-dessus du récipient pressurisé, un tube plongeur est généralement fixé au corps de valve, ce tube plongeur permettant d'alimenter le corps de valve en liquide à pulvériser, même lorsque le niveau de liquide est fai- ble. Il est connu de prévoir au niveau du corps de valve une prise de gaz additionnelle, qui permet de prélever une fraction du gaz sous pression contenu dans le récipient au-dessus du liquide et, par conséquent, de faciliter l'éjection du liquide à pulvériser et de favoriser la pulvérisation dudit liquide. Lorsque le propulseur est un gaz comprimé non liquéfié, par exemple de l'air comprimé, la pres- sion dans le récipient est généralement limitée à environ 12 x 105 pascals La pression dans le récipient diminue au fur et à mesure de la distribu- tion; il en résulte qu'en fin de distribution et en l'absence de prise de gaz additionnelle, la pulvérisation n'est, en général, pas satisfaisante car la pression est insuffisante pour pulvériser convenablement par effet mécanique au niveau de l'orifice de distribution puisque la pression initiale est plafonnée Pour améliorer la pulvérisation, on a donc essayé de munir la valve d'une prise de gaz addi- tionnelle; mais avec les prises de gaz additionnelles utilisées jusqu'à présent, qui ont un diamètre d'environ 0,3 à 0,4 mm, le récipient est, après quelques pulvérisations, complètement vidé du gaz comprimé qu'il contient initialement On a donc essayé d'utiliser des prises de gaz additionnelles de plus faible diamètre: mais il est mécaniquement impossible de faire, industriellement, des trous ou des ouver- tures ayant un diamètre inférieur à environ 100 à 150 micromètres et, avec une prise de gaz additionnelle de ce diamètre, la pression dans le récipient diminue encore trop rapidement. Selon la présente invention, on a trouvé que l'on pouvait améliorer la pulvérisation par un gaz comprimé non liquéfié, sans vider trop rapidement de son gaz propulseur le récipient pressurisé, en introduisant dans la prise de gaz additionnelle un élément fritté ou fritte. La présente invention a donc pour objet un dispositif de pulvérisation comprenant un récipient pressurisé au moyen d'un gaz comprimé non liquéfié, ledit récipient étant muni d'une valve de distribution à prise de gaz additionnelle et d'un tube plongeur fixé au corps de valve, caractérisé par le fait que la prise de gaz additionnelle se fait à travers un élément fritté ayant des dimensions et une porosité telles que, sous une différence de pression de 10 x 105 pascals, le débit de gaz passant à travers l'élément fritté soit compris entre 10 et 50 cm 3/ sec. L'élément fritté utilisé a, en général, des pores de diamètre moyen compris entre 0,1 et 5 micromètres. Les éléments frittés sont, de façon connue, obtenus par agglomération, par chauffage et/ou par compression d'un matériau pulvérulent tel que verre, céramique, métal ou matière plastique, par exemple le polyéthylène Selon la présente invention, on utilise, de préférence, les éléments frittés vendus par la société "POREX" sous la dénomination commerciale "POROUS PLASTICS". On a constaté qu'en utilisant un élément fritté tel que défini ci- dessus dans la prise de gaz additionnelle, on obtient une pulvérisation plus fine sans que la pression diminue trop rapidement La pulvérisation est d'autant plus fine que le débit est plus élevé; on peut, par conséquent, opérer avec des débits plus faibles tout en obtenant encore une pulvérisation satisfaisante Par exemple, avec un débit faible de o, 5 g/s, on peut obtenir des gout- telettes ayant un diamètre moyen de 75 micromètres. Le débit de gaz additionnel dépend des dimensions et de la nature de l'élément fritté, c'est-à-dire du trajet moyen parcouru par le gaz dans l'élément fritté et de la surface de contact entre le gaz et l'élément fritté Par exemple, lorsque l'élément fritté est un cylindre, il dépend de la sec- tion et de la longueur de cet élément. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le tube plongeur est situé dans l'axe du conduit d'alimentation du corps de valve et la prise de gaz additionnelle est perpendiculaire audit conduit d'alimentation; l'élément fritté peut avoir la forme d'un cylindre. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la prise de gaz additionnelle est située dans l'axe du conduit d'alimentation du corps de valve et le tube plongeur débouche perpendiculairement à cet axe; l'élément fritté peut avoir la forme d'un cylin- dre. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, l'élément fritté a la forme d'un anneau disposé dans le corps de valve, de façon à entourer l'ouverture du conduit d'alimentation du corps de valve, la prise de gaz additionnelle se faisant totalement au travers dudit anneau grâce à des lumières ménagées dans la paroi du corps de valve en vis-à-vis dudit anneau. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, plusieurs modes de réalisation représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin la figure 1 représente schématiquement, en coupe axiale, un premier mode de réalisation du dispo- sitif selon l'invention, dans lequel la prise de gaz additionnelle est perpendiculaire à l'axe de la con- duite d'alimentation du corps de valve; la figure 2 représente schématiquement en coupe axiale partielle, un deuxième mode de réalisation, dans lequel l'élément fritté est disposé dans l'axe du conduit d'alimentation du corps de valve; la figure 3 représente schématiquement, en coupe axiale partielle, un troisième mode de réalisation, dans lequel l'élément fritté est un anneau disposé dans le corps de valve et entourant l'ouverture du conduit d'alimentation du corps de valve. Le dispositif représenté sur la figure 1 est désigné dans son ensemble par la référence 1 Il est constitué par un récipient 2, comportant une valve 3 actionnée par un bouton-poussoir 5. Le récipient 2 est constitué par des parois latérales de forme générale cylindrique fermée à une extrémité par un fond (non représenté) A l'extrémité opposée au fond, les parois forment un dôme et le récipient est fermé par une coupelle 4 de valve 3. La valve 3 est fixée au centre de la coupelle 4 de valve qui est fixée sur le récipient 2 par un bourrelet de sertissage Ladite valve 3 com- porte une tige émergente 6, qui est mobile en transla- tion et émerge en dehors du récipient 2, et un corps 7 de valve qui est fixe et qui s'ouvre dans le récipient 2; la tige de valve 6 coulisse dans le corps de valve 7 pour provoquer l'ouverture de la valve 3 Selon le mode de réalisation représenté, un bouton-poussoir 5 est fixé par emboîtement sur la tige émergente 6; il comprend une jupe latérale cylindrique 5 a, dont le bord inférieur s'arrête à distance de la coupelle 4 et dont le bord supérieur est relié à une partie supérieure 5 b plate, sur laquelle l'utilisateur appuie pour actionner la valve 3 Dans le bouton-poussoir 5, est ménagé un canal d'éjection 8, ce canal comportant deux sections disposées à angle droit; une première section 8 a est disposée coaxialement vis-à-vis de la tige émergente 6 et une seconde section 8 b disposée à angle droit s'ouvre dans la jupe latérale par un cham- brage o est enfoncée à force une buse de pulvérisation dont l'orifice 9 a un diamètre très inférieur à celui de la section 8 b. Le corps de valve 7 est muni d'un tube 10 de plus faible diamètre formant conduit d'alimentation du corps de valve Sur ce tube 10 est emmanché à force un tube plongeur 11 La prise de gaz additionnelle 12 s'ouvre dans le corps de valve 7; elle est constituée de deux sections à angle droit 12 a et 12 b La section 12 a est perpendiculaire à l'axe longitudinal du récipient 2 et s'ouvre dans le corps de valve 7 La section 12 b s'ouvre au-dessus du niveau du liquide L à pulvériser La section 12 b contient un élément fritté 13 qui a la forme d'un cylindre et que l'on a intro- duit à force. Lorsque l'utilisateur appuie sur la partie b du bouton-poussoir 5, il enfonce la tige de valve 6 et actionne la valve 3; le liquide L monte dans le tube plongeur il poussé par le gaz comprimé. Simultanément, une petite quantité de gaz comprimé passe à travers l'élément fritté 13 de la prise de gaz additionnelle 12 et pénètre dans le corps de valve 7 o il facilite l'éjection du liquide L à pulvériser A la sortie de la tige émergente 6, le liquide passe dans le canal 8 et il est pulvérisé au niveau de l'orifice 9 On constate que l'on peut ainsi obtenir une pulvérisation satisfaisante du début à la fin de la distribution. Sur la figure 2 est représenté schématiquement un autre mode de réalisation de l'invention Dans ce mode de réalisation, le boutonpoussoir et le récipient ainsi que la valve sont identiques à ceux représentés sur la figure 1 Afin de simplifier, seuls la coupelle désignée par la référence 104 et le corps de valve 107 ont été représentés Sur le tube 110 formant conduit d'alimentation du corps de valve 107 est fixée axiale- ment une prise de gaz additionnelle constituée par un conduit 112 muni d'une tubulure latérale 112 a Sur cette tubulure latérale 112 a est fixé un tube plongeur 111 coudé à angle droit; le tube 111 est fixé sur la tubulure latérale 112 a, perpendiculairement à l'axe longitudinal du récipient; il s'étend, pour le reste de sa longueur parallèlement à l'axe longitudinal du récipient L'élément fritté 113 est cylindrique et il est introduit à force dans le conduit 112 au-dessous de la tubulure latérale 112 a On obtient un résultat analogue à celui indiqué pour la première réalisation. Sur la figure 3 est représenté schématiquement un autre mode de réalisation du dispo- sitif de pulvérisation selon l'invention Dans ce mode de réalisation de l'invention, le bouton-poussoir et le récipient sont identiques à ceux illustrés sur la figure 1 Pour simplifier, seuls la coupelle de valve 204 et le corps de valve 207 ont été représentés Le corps de valve 207 est délimité par une paroi latérale 214 cylindrique fermée à sa base par une cloison 215 perpendiculaire à l'axe longitudinal du récipient La cloison 215 est raccordée dans sa zone centrale à un embout 210 cylindrique tourné vers l'intérieur du récipient formant conduit d'alimentation du corps de valve Sur cet embout est fixé le tube plongeur 211. A la partie inférieure de la paroi latérale 214 et à la périphérie de la cloison 215 sont ménagées des lumières 216 L'élément fritté 213 repose sur la cloison 215; il a une forme annulaire et son diamètre extérieur est égal, au jeu nécessaire près, au diamètre interne de la paroi latérale 214 et son diamètre interne égal au diamètre interne de l'embout 210 L'élément fritté 213 a une épaisseur telle que les lumières 216 soient entièrement en vis-à-vis de l'élément fritté 213. Lors de la pulvérisation, le gaz comprimé pénètre par les lumières 216 dans l'élément 213 et traverse celui-ci On obtient des résultats analogues à ceux décrits pour le premier mode de réalisation. Dans un essai comparatif, on a utilisé un dispositif de pulvérisation tel qu'illustré sur la figure 1; le récipient de ce dispositif a un volume interne de 270 cm 3; contient 150 cm 3 de liquide à pulvériser d'une viscosité de 15 cps; le gaz pro- pulseur est de l'air comprimé, initialement sous 10 x 105 pascals; l'orifice de la buse de pulvérisation a un diamètre de 0,20 mm On a comparé les résultats sans prise de gaz additionnelle et avec une prise de gaz additionnelle contenant un élément fritté cylindrique en polyéthylène de 2,4 mm de diamètre et de 1,75 mm de longueur ayant un diamètre de pores de 2- micromètres; le débit de la fritte est de cm 3/sec sous une différence de pression de x 105 pascals On a mesuré le débit du liquide dis- tribué et la dimension moyenne des gouttelettes pulvérisées au début, au milieu et à la fin de la dis- tribution On a obtenu les résultats suivants: avec PGA sans PGA Déit Diamètre des Débit Diamètre des g/sec gouttelettes g/sec gouttelettes Début 0,8 53 1,1 63 de distribution Milieu 0,65 65 O,9 70 de distribution Fin de distribution 0, 50 75 0,75 80 PGA = prise de gaz additionnelle Avec le dispositif de pulvérisation avec prise de gaz additionnelle, on obtient urnepulvérisation plus fine avec des débits plus faibles que ceux mesurés avec le dispositif de pulvérisation sans prise de gaz addition- nelle. :10 REVENDICATIONS 1 Dispositif de pulvérisation comprenant un récipient pressurisé ( 2) au moyen d'un gaz comprimé non liquéfié, ledit récipient étant muni d'une valve ( 3, 103, 203) de distribution à prise de gaz addition- nelle et d'un tube plongeur ( 11, 111, 211), caractérisé par le fait que la prise de gaz addition- nelle se fait à travers un élément fritté ( 13, 113, 213) ayant des dimensions et une porosité telles que sous une différence de pression de 5 x 105 pascals, le débit de gaz passant à travers l'élément fritté soit compris entre 10 ' et 50 cm 3 sec. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre des pores de l'élément fritté ( 13, 113, 213) est compris entre 0,1 et 5 micromètres. 3 Dispositif selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé par le fait que le tube plongeur ( 11, 111, 211) est situé dans l'axe du con- duit d'alimentation ( 10) de la valve et la prise de gaz additionnelle ( 12) est perpendiculaire audit con- duit d'alimentation ( 10). 4 Dispositif selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé par le fait que la prise de gaz additionnelle est située dans l'axe du conduit d'ali- mentation ( 110) de la valve et le tube plongeur ( 111) débouche perpendiculairement à cet axe. Dispositif selon l'une des revendica- tions 3 ou 4, caractérisé par le fait que l'élément fritté ( 13, 113) a la forme d'un cylindre. 6 Dispositif selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément fritté ( 213) a la forme d'un anneau disposé dans le corps de valve ( 207), de façon à entourer l'ouverture du conduit d'alimentation f 210) du corps de valve ( 207) : la Drise de gaz additionnelle se faisant totalement 1 1 au travers dudit anneau par des lumières ( 216) ménagées dans la paroi du corps de valve et les lumières ( 216) étant entièrement en vis-à-vis dudit élément fritté ( 213).