Brevet FR2723618A1 — publié le 19960216

La présente invention concerne une pompe doseuse et, plus précisément, une pompe doseuse miniature employée verticalement. Il existe déjà de telles pompes doseuses miniatures, adaptables sur un récipient et qui comprennent un corps pourvu d'une prise associée à une soupape d'admission, et un piston à plongeur ramené en position de repos par un organe de renvoi élastique mais pourvu d'une tige creuse ou gicleur axial faisant saillie à partir dudit corps pour servir à la fois de tige presseuse et de tube d'éjection du produit, son canal interne étant associé à une soupape d'échappement; o10 généralement le clapet de la soupape d'admission est libre mais celui de la soupape d'échappement est taré ou ramené en position de fermeture par un organe élastique. Au moyen d'une garniture d'étanchéité, corps et piston délimitent une chambre de dosage; celle-ci renferme initialement un certain volume d'air, qui sera le plus souvent évacué pour l'amorcçage par ouverture mécanique du clapet d'échappement. Les organes élastiques sont souvent sous forme de ressorts métalliques qui ne peuvent pas toujours être mis au contact du produit et ne peuvent pas non plus subir les mêmes opérations de retraitement que les autres pièces de la pompe lors d'éventuelles opérations de recyclage. L'invention a pour but de fournir une pompe doseuse de structure simple, exempte de cette difficulté, et de fonctionnement sur. Ce but est atteint, selon l'invention, au moyen d'une pompe du type possédant un corps pourvu d'une prise débouchant dans une chambre de dosage, associée à une soupape d'admission à clapet et un piston à plongeur pourvu d'un gicleur axial s'élargissant à sa partie inférieure en une corolle recevant une garniture d'étanchéité, son canal interne étant associé à une soupape d'échappement à clapet, caractérisée en ce que ledit clapet d'échappement appartient à une pièce unique élastiquement déformable formant cette garniture, constituée d'une bague inférieure, en U, d'assemblage sur la corolle du plongeur et à laquelle se rattachent vers le haut: - extérieurement une jupe sensiblement cylindrique d'étanchéité et de renvoi du piston en position de repos que prolonge une bride annulaire de jonction étanche sur le corps, - intérieurement une valvule de forme générale conique ou mitrale dont l'extrémité supérieure étroite porte une découpe ouvrant un orifice d'éjection. Selon une autre caractéristique, la pompe possède en outre une collerette qui ferme l'ouverture supérieure du corps par un voile porteur d'un palier de guidage et de retenue formant une butée haute pour l'épaulement créé par la corolle du plongeur. De préférence, cette collerette est porteuse d'une ceinture latérale externe de raccordement avec le récipient. De préférence encore, la bride annulaire externe de la io garniture est prise entre la collerette et le rebord supérieur du corps. La jupe, dont la hauteur est avantageusement du même ordre que la course du piston jusqu'à venue en butée basse, est maintenue dès sa position de repos sous une tension suffisante. Selon une caractéristique avantageuse, pour permettre au i5 clapet d'échappement de résister à des pressions suffisantes, la lèvre de la découpe coopère avec un noyau central circulaire d'obturation de l'orifice d'éjection sur lequel elle vient en serrage. Selon une autre caractéristique, la soupape d'échappement coopère avec un écarteur faisant saillie à la partie inférieure de la chambre de dosage et dessiné de facçon à s'engager dans la valvule pour en écarter la lèvre en fin de course basse du piston, juste avant la venue en butée, en ménageant un passage entre la chambre de dosage et l'orifice d'éjection, dont il provoque ainsi l'ouverture forcée. De préférence, le noyau ou siège est constitué d'un ergot axial placé à la partie inférieure du gicleur, la cavité intérieure à la corolle communiquant avec le canal de celui-ci par au moins un orifice percé latéralement à la racine de l'ergot. Avantageusement l'écarteur est une douille axiale capable de passer autour et le long dudit ergot, le passage étant formé d'ouvertures traversantes qui sont éventuellement placées sur le bord supérieur de ladite douille, sous forme de créneaux. Selon une autre caractéristique avantageuse, le clapet d'admission comprend un obturateur semi-rigide logé dans une cavité de section correspondante de la chambre de dosage, supportant l'écarteur mais raccordé à un tenon engagé librement dans le conduit de prise o il est retenu par un étranglement intérieur. La garniture, exécutée d'une seule pièce, assure conjointement les fonctions de clapet d'échappement, de joint d'étanchéité et d'organe de renvoi du piston à la partie supérieure de la chambre de dosage, l'écarteur garantissant l'ouverture mécanique du clapet d'échappement. L'invention sera explicitée à la lecture de la description qui va suivre de deux exemples avantageux, accompagnée des dessins annexés, qui représentent: - figure 1, en coupe longitudinale, un premier mode de réalisation de la pompe de l'invention; - figure 2, en coupe avec vues 2a à 2d, différentes phases du fonctionnement d'un deuxième mode de réalisation de la pompe de l'invention. La pompe représentée figure 1 comprend un corps 1 qui se termine dans sa partie haute par un rebord supérieur plat 10. Le corps 1 est pourvu d'une prise 11 associée à une soupape inférieure d'admission 2 et il reçoit un piston 3. Au moyen d'une garniture 4, créant une soupape supérieure d'échappement 5, le piston 3 délimite à l'intérieur du corps 1, entre la soupape d'échappement 5 et la soupape d'admission 2, une chambre de dosage 12. La prise 11 débouche dans la chambre 12 par un orifice d'admission lia. Elle permet, directement ou par le biais d'un tube auxiliaire, le prélèvement du produit à distribuer à partir d'un récipient ou flacon (non représenté) sur lequel la pompe est destinée à être montée. Le piston 3 comprend un plongeur 30 à gicleur axial 31 faisant saillie à partir du corps 1 et dans sa partie inférieure d'une part une corolle périphérique 32 créant un épaulement supérieur 32a, d'autre part un ergot central 33 servant de siège à la soupape d'échappement, la corolle 32 délimitant autour de lui une cavité 34 qui communique avec le canal interne axial 31a du gicleur 31 par au moins un orifice latéral ménagé à la racine de l'ergot 33. L'extrémité supérieure du gicleur 31 sera, par exemple, coiffée d'une tête 6 porteuse d'un embout de distribution. Le clapet de la soupape d'échappement 5 appartient à la garniture 4. Cette pièce est constituée d'une valvule axiale 40, sensiblement tronconique, dont l'extrémité supérieure est pourvue d'une découpe 41 bordée d'une lèvre engendrant un orifice d'éjection et le bord inférieur rattaché à une bague 42, en U d'assemblage sur la corolle, bague ellemême raccordée à une jupe mince ou membrane sensiblement cylindrique de renvoi 43 du piston 3, qui se prolonge vers le haut par une bride annulaire 44 assurant sa jonction étanche avec le corps 1. La garniture 4 est réalisée avec une matière élastomère ce qui rend sa jupe extensible. L'ergot central 33 obture l'orifice d'éjection de la valvule 40, mettant sa lèvre en serrage. La pompe de l'exemple comprend en outre une collerette 7 de fermeture et de fixation sur un récipient ou un flacon (non représentés). La collerette 7 est constituée d'un palier axial interne 70 raccordé à une ceinture 71. La ceinture 71 est formée d'une jupe latérale externe à vis ou emboîtement par un voile 72. La garniture 4 est prise entre le rebord supérieur plat 10 du corps 1 et la collerette; celle-ci est fixée de préférence par emboîtement mutuel de joncs 73, son voile 72 pinçant alors la bride 44 de manière étanche, une saignée 74 laissant toutefois sur sa face supérieure un passage entre l'intérieur du récipient et la pompe puis l'atmosphère le long du palier 70. Le bord inférieur du palier 70 forme une butée haute pour l'épaulement 32a du plongeur 30 dont la corolle 32 ferme ainsi en position de repos le débouché de la saignée 74, laissant alors aussi la jupe de renvoi 43 de la garniture 4 sous une tension suffisante, correspondant à un allongement de l'ordre de 30 %. La soupape d'admission 2 possède un clapet à bille 20 reposant sur son siège dans une cavité 13 ménagée à la partie inférieure de la chambre 12 et une cage formée d'une rondelle 21 retenue par exemple par friction latérale contre la paroi de la chambre 12. Cette cage laisse à la bille une liberté de mouvement telle qu'elle puisse dégager l'orifice d'admission 11a pour permettre le passage du produit. La rondelle 21 porte en outre dans sa partie supérieure une douille centrale 22; celle-ci fait saillie vers le haut à l'intérieur de la chambre de dosage 12 et comporte un espace interne 22a débouchant à son extrémité supérieure dans cette chambre. La rondelle 21 est pourvue de perforations 23 qui laissent la chambre de dosage 12 communiquer avec la cavité 13 et la douille 22 d'ouvertures traversantes 24 et/ou 25 vers l'espace 22a. La douille 22 est destinée à s'engager dans la valvule 40 avec un faible jeu autour de l'ergot 33, son bord supérieur venant écarter la lèvre de la découpe 41 lorsque le piston vient en butée basse pour un allongement de la jupe de l'ordre de 100 %; elle provoquera ainsi l'ouverture forcée de l'orifice d'éjection. Sa hauteur est donc déterminée en fonction de celle de la valvule. Lors d'une montée du piston, le clapet d'admission 20 se o0 soulève sous l'effet d'une dépression dans la chambre de dosage 12 pour retomber ensuite sous celui de son poids puis, lors d'une redescente, rester plaqué par la pression du produit dans cette chambre, tandis que le clapet d'échappement 40 s'ouvrira sous l'effet de cette même pression pour se refermer enfin sous l'action de son élasticité propre. Si toutefois ladite pression interne reste insuffisante par suite de la présence d'un fluide compressible dans la chambre 12, en particulier de l'air lors d'une première utilisation, l'ouverture mécanique du clapet 40 permettra d'évacuer ce fluide. La pompe de la figure 2 représente un mode de réalisation de l'invention différant surtout par sa soupape d'admission. Il s'agit en outre d'une pompe sans évent, qui sera montée sur un récipient sans reprise d'air, tel un récipient à poche interne souple. Les pièces homologues portent mêmes repères et ne seront pas décrites à nouveau. Sur la vue 2a, la pompe est au repos. Sa soupape d'admission 8 possède un clapet à obturateur tronconique 80, en matière plastomère ou élastomère, reposant normalement en position basse de fermeture dans une cavité 13 de profil correspondante. L'obturateur 80 est susceptible de se soulever mais il se raccorde vers le bas à un tenon 81 engagé dans la prise 11 o le retient l'étranglement 11b; dans cet exemple, le tenon est constitué de deux languettes flexibles. La soupape d'admission 8 comprend ici encore, dans sa partie supérieure, une douille centrale 82 qui fait saillie vers le haut et comporte un espace interne 82a o l'ergot 33 peut venir se loger; elle est destinée à s'engager dans la valvule 40 pour provoquer l'ouverture mécanique de l'orifice d'éjection. Ici, la douille 82 est solidaire de l'obturateur 80 et son bord supérieur est crénelé. Sur la vue 2b, l'enfoncement de la tête provoque la descente du plongeur 30 et par appui de sa corolle 32 sur la bague d'assemblage 42 de la garniture 4, l'allongement vers le bas de la jupe 43 qui s'amincit d'autant. Le clapet d'admission 8 est alors en position basse correspondant à la fermeture de l'orifice d'admission lia. Ce mouvement provoque donc normalement dans la chambre 12 une rapide augmentation de pression qui force la lèvre de la valvule 40 à s'écarter de l'ergot 33, ouvrant l'orifice d'éjection comme le montre la figure. En fin de course, dans la position représentée sur la vue 2c, la bague 42 arrivant en butée dans le fond de la chambre de dosage 12, la valvule 40 s'engage sur la douille 82 de l'obturateur 80, l'ergot 33 pénétrant dans son espace interne 82a. La poussée des merlons 83 de la douille 82 déforme la partie supérieure de la valvule 40 à hauteur de son orifice d'éjection, libérant autour de l'ergot 33, vers la cavité 34, un passage annulaire que les créneaux 84 mettent en communication avec la chambre 12. Lors d'un premier emploi, si la chambre 12 renferme de l'air, c'est alors seulement que celui-ci est évacué par la cavité 34, l'orifice 35 et le canal du gicleur 31. Sur la vue 2d, la tête 6 est progressivement relâchée: la jupe 43 rappelle donc le piston 3 vers le haut jusqu'à sa position initiale. La course ascendante du piston 3 et la dépression créée par elle dans la chambre de dosage 12 provoquent l'ouverture du clapet d'admission 80, mais la butée du tenon 81 contre l'étranglement 11b l'oblige à se dégager de la valvule 40 de sorte que l'orifice d'éjection se referme sur l'ergot 33 et le produit est aspiré à travers la prise 11. Lorsque la pompe, remplie, est à nouveau dans la position de la vue 2a, l'équilibre de pression est atteint par réduction du volume interne du récipient et le clapet 80 retombe dans sa position de fermeture. La pompe est alors prête pour une nouvelle distribution de produit. Avec la pompe de la figure 1, ce résultat serait atteint par entrée d'air à travers l'évent 74. REVENDICATIONS 1. Pompe doseuse miniature du type possédant un corps (1) pourvu d'une prise (11) débouchant dans une chambre de dosage (12), associée à une soupape d'admission (2, 8) à clapet (20) et un piston (3) à plongeur (30) pourvu d'un gicleur axial (31) s'élargissant à sa partie inférieure en une corolle (32) recevant une garniture d'étanchéité (4), son canal interne (31a) étant associé à une soupape d'échappement (5) à clapet (40), caractérisée en ce que ledit clapet d'échappement (40) io appartient à une pièce unique élastiquement déformable formant cette garniture (4), constituée d'une bague inférieure en U (42), d'assemblage sur la corolle (32) du plongeur (30) et à laquelle se rattachent vers le haut: extérieurement une jupe (43) sensiblement cylindrique d'étanchéité et de renvoi du piston (3) en position de repos que prolonge une bride annulaire (44) de jonction étanche sur le corps (1), - intérieurement une valvule (40) de forme générale conique ou mitrale dont l'extrémité supérieure étroite porte une découpe (41) bordée d'une lèvre ouvrant un orifice d'éjection. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle possède en outre une collerette (7) qui ferme l'ouverture supérieure du corps (1) par un voile (72) porteur d'un palier (70) de guidage et de retenue formant une butée haute pour l'épaulement (32a) créé par la corolle (32) du plongeur (30). 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite collerette (7) est porteuse d'une ceinture latérale externe (71) de raccordement avec le récipient. 4. Pompe selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la bride annulaire (44) de la garniture (4) est prise entre la collerette (7) et le rebord supérieur (10) du corps (1). 5. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la jupe (43), dont la hauteur est avantageusement du même ordre que la course du piston (3) jusqu'à venue en butée basse, est maintenue dès sa position de repos sous une tension suffisante. 6. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la lèvre de la découpe (41) coopère avec un noyau central circulaire d'obturation de l'orifice d'éjection sur lequel elle vient en serrage. 7. Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que le noyau est constitué d'un ergot axial (33) placé à la partie inférieure du gicleur (31), la cavité intérieure à la corolle (32) communiquant avec le canal (31a) de celui-ci par au moins un orifice percé latéralement à la racine de l'ergot. 8. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la soupape d'échappement (5) coopère avec un écarteur faisant saillie à la partie inférieure de la chambre de dosage (12) et dessiné de façon à s'engager dans la valvule (40) pour en écarter la lèvre en fin de course basse du piston (3), juste avant la venue en butée, en ménageant un passage entre la chambre de dosage (12) et l'orifice d'éjection, dont il provoque ainsi l'ouverture forcée. 9. Pompe selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que l'écarteur est une douille axiale (22/82) capable de passer autour et le long dudit ergot (33), le passage étant formé d'ouvertures traversantes (24, 25) qui sont éventuellement placées sur le bord supérieur de ladite douille (82), sous forme de créneaux (84). 10. Pompe selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le clapet d'admission (20) comprend un obturateur semi- rigide (80) logé dans une cavité de section correspondante de la chambre de dosage (12), supportant l'écarteur mais raccordé à un tenon (81) engagé librement dans la prise (11) o il est retenu par un étranglement intérieur ( lb).