Brevet FR2743356A1 — publié le 19970711

La présente invention se rapporte à un récipient sous pression contenant un produit fluide à distribuer et un gaz propulseur, ce récipient étant équipé d'un dispositif de sécurité évitant les risques de surpression. L'invention vise, plus particulièrement, I'utilisation d'un récipient réalisé en un matériau métallique ou plastique, muni d'un tel dispositif de sécurité. Généralement, les récipients sous pression de ce genre sont utilisés dans différents domaines d'application, et contiennent, par exemple des produits cosmétiques, des produits techniques ou des produits ménagers. Ces produits ne sont pas toujours utilisés dans des conditions idéales. En effet, il est assez fréquent qu'un tel produit soit stocké et/ou utilisé à des températures élevées, par exemple en plein soleil. On sait que la pression interne d'un récipient sous pression augmente sensiblement avec l'augmentation de la température ambiante, notamment, lorsqu'il contient un gaz propulseur liquéfié. Dans des conditions extrêmes, la surpression provoquée par une température élevée risque donc de faire éclater le récipient, et donc de provoquer des blessures à l'utilisateur. Généralement, les récipients sous pression utilisés actuellement pour la distribution d'un produit fluide sont constitués par un bidon en aluminium ou en fer blanc. Ces bidons ne sont pas sensibles à la chaleur. Des bidons en matière plastique ne sont pas utilisés actuellement, car on sait, également, que les matériaux plastiques destinés aux bidons sous pression ne supportent pas les températures élevées. En effet, ces matériaux plastiques commencent à se ramollir au dessus d'une température de seuil critique (à partir de 50 C, notamment). so Lorsqu'on veut remplacer un récipient en métal par un récipient en plastique, un certain nombre de précautions doit donc être pris. Pour éviter tout risque de détérioration du récipient, il est nécessaire, par exemple, d'effectuer une dépressurisation du récipient avant que l'intérieur du récipient n'atteigne accidentellement la température critique, cette > dépressurisation devant se produire à une température déterminée, de façon extrêmement fiable et reproductible. On a déjà proposé, par exemple dans le document FR-A-2 685 303, au nom de la demanderesse, un récipient comportant un dispositif de sécurité assurant cette décompression. Ce dispositif est muni d'une paroi comportant un orifice fermé par un bouchon élastomérique, la mise à la pression atmosphérique se faisant par rupture, à l'aide d'un élément fixe, d'une zone fragile du bouchon, cette zone étant disposée dans le récipient et se déplaçant sous la seule influence de la pression interne. Des essais ont cependant montré que les conditions de rupture de la zone fragile sont difficilement maîtrisables, de façon fiable. De plus, le montage d'un tel bouchon entraîne des coûts de fabrication supplémentaires, relativement élevés. A la recherche d'un dispositif de sécurité de grande fiabilité, la demanderesse a trouvé, qu'en utilisant un dispositif de sécurité comportant un bouchon en un matériau thermodéformable, voire thermofusible, à une température de seuil déterminé, on pouvait maîtriser, de manière surprenante, avec une grande fiabilité, la surpression accidentelle dans un récipient sous pression provoquée par un excès de chaleur. Par ailleurs, la solution proposée par la présente invention est simple à réaliser et est, en outre, économiquement avantageuse. L'objet de la présente invention est donc relatif à un récipient sous pression contenant un produit fluide à distribuer et un gaz propulseur, ce récipient étant équipé d'un dispositif de sécurité thermosensible. Aussi, la présente invention à pour objet un récipient sous pression contenant un produit fluide à distribuer et un gaz propulseur, ce récipient étant équipé d'une valve de distribution du produit, ce récipient étant muni, en outre, d'au moins un dispositif de sécurité thermosensible apte à mettre l'intérieur du récipient en communication permanente avec l'atmosphère lorsque la température à l'intérieur du récipient dépasse une température de seuil prédéterminé. Généralement, le récipient comporte un fond et, le cas échéant, une coupelle de fixation montée du côté opposé au fond, destinée à fixer la valve de distribution sur le récipient. Avantageusement le dispositif de sécurité est constitué par un bouchon (ou une cloison) en matériau thermodéformable à au moins ladite température de seuil, ce bouchon (ou la cloison) obturant, à la température ambiante, au moins un orifice mettant en communication l'intérieur du récipient avec l'atmosphère, et libérant cet orifice, lorsque la température de seuil est dépassée. Cet orifice est, en particulier, ménagé dans une paroi du récipient. Par le terme " paroi ", on entend toute partie de récipient, par exemple, le fond du récipient, la coupelle, ou bien une partie de la valve, voire d'une tige de manoeuvre de la valve. Selon un premier mode de réalisation, un ou plusieurs orifices (ou perçages) sont donc ménagés dans une coupelle métallique dans laquelle est fixée la valve, la coupelle étant fixée sur le récipient, par exemple par sertissage ou dudgeonnage. Alternativement, il est possible de prévoir ces orifices dans le fond du récipient. 4' Avantageusement, plusieurs orifices sont prévus, par exemple au nombre de trois repartis à 120 les uns des autres sur la coupelle et/ou sur le fond du récipient. Ainsi, lorsque le récipient est couché, lorsqu'une surpression accidentelle survient, au moins l'un des orifices peut être mis en communication avec la phase gazeuse du récipient. Il est possible, bien entendu, d'utiliser un récipient à poche contenant le produit à distribuer, cette poche étant reliée directement à la valve et entourée par le gaz propulseur. Dans ce cas, on évite de disperser le produit dans l'entourage du récipient, lorsque le dispositif de sécurité devient opérationnel. Selon un second mode de réalisation préféré, I'orifice est ménagé dans une tige d'actionnement montée coulissante dans la valve, cette tige étant apte à provoquer, lors de son actionnement, I'éjection d'une dose de produit. Cet actionnement est effectué, de préférence, par enfoncement axial de la tige de manoeuvre. Il est cependant envisageable également, de choisir une tige susceptible d'être actionnée par basculement latéral. Selon ce deuxième mode de réalisation, I'orifice est ménagé soit dans le fond de la tige, soit dans sa paroi latérale. I5 De façon avantageuse, le diamètre du ou des orifices varie entre 0,1 mm et 2,5 mm. Chaque orifice est obturé par un bouchon en matériau thermodéformable, voire thermofusible. Ce bouchon peut être monté de l'extérieur ou de l'intérieur du récipient dans chaque orifice, lorsque les ro orifices sont pratiqués dans la coupelle. Ainsi, lorsque le récipient est exposé à une source de chaleur, la température interne du récipient monte, entraînant une augmentation de la pression interne. Lorsque la température de seuil est atteinte ou dépassée, le matériau thermodéformable se ramollit ou se liquéfie et libère le passage entre l'intérieur du récipient et l'atmosphère. Le dispositif de sécurité de l'invention devient alors opérationnel. Sous la poussée de la pression interne, le gaz propulseur et/ou le produit s'échappent dans l'atmosphère, jusqu'à la dépressurisation complète du récipient. Selon les deux modes de réalisation ci-dessus, le matériau thermo- déformable constituant le bouchon est choisi, avantageusement, parmi les matériaux ayant un point de ramollissement, voire de fusion, compris dans la gamme allant de 45 C à 85 C. En dessous de cette température, ce matériau est solide, capable d'adhérer solidement à la paroi entourant l'orifice. De préférence ce matériau thermodéformable est un matériau thermofusible. Il est choisi, plus précisément parmi les matériaux dont le point de ramollissement ou de fusion est inférieur à celui du matériau constitutif de la paroi du récipient. Avantageusement, le matériau thermodéformable ou thermofusible est choisi parmi les alliages de métaux, les polymères, les cires, les paraffines ou leurs associations. En particulier, ce matériau peut être choisi parmi les polymères du type copolymère éthylène/acétate de vinyle; les polymères et 4' les résines époxydes à deux composants ayant une température de transition vitreuse comprise entre 20 C et 85 C, et de préférence entre 45 C et 80 C; les résines réticulables sous l'action d'une source ultraviolet; les cires synthétiques telles que les produits " Dapral W440 " et " Dapral W447 " vendus par la société AKZO-NOBEL ou " Cire BJ " vendu par la société HOECHST; les cires naturelles telles que la cire d'abeille, la cire de carnauba ou la cire de candellila; les paraffines ayant un point de fusion compris entre 60 C et 80 C; I'alliage de Wood (50% de Bi, 25% de Pb, 12,5% de Sn et 12,5% de Cd); I'alliage de Lipowitz (50% de Bi, 26,7% de Pb, 13,3% de Sn et 10% de Cd); les eutectiques tel que l'eutectique binaire d'ln (67%) et de Bi (33%), I'eutectique ternaire d'ln (51%), de Bi (32,5%) et de Sn (16,5%) et l'eutectique quaternaire de Bi(49,5%), de Pb (17,5%), de Sn (11,6%) et de In (21,3%). Selon une variante du deuxième mode de réalisation précités, le bouchon peut être constitué par une membrane, apte à se ramollir lorsque la température interne du récipient dépasse la température de seuil. L'augmentation de la température entraîne, dans ce cas, une augmentation I) de la pression interne du récipient provoquant la déformation et le déplacement de la membrane, un trocart étant prévu pour percer la membrane, lorsque ce déplacement se produit. Avantageusement, ce trocart présente un passage interne creux, une de ses extrémités communiquant avec l'extérieur du récipient. Après le perçage de la n0 membrane par le trocart, le gaz en surpression passe par l'ouverture ainsi crée, puis s'échappe dans l'atmosphère via le passage interne du trocart. Quel que soit le mode de réalisation, le récipient peut être réalisé, avantageusement, en un matériau plastique, tel que par exemple le PET (polyéthylène-téréphthalate), le PEN (polyéthylène naphtalate) ou le PMP (polyméthyl pentène), mais il peut, également, être réalisé en aluminium, en fer blanc ou en verre. Pour mieux faire comprendre la présente invention, on va décrire 310 maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et nullement limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention, représentés sur les dessins annexés. La figure 1 représente une coupe axiale partielle d'un récipient sous > pression, muni d'une valve équipée d'un dispositif de sécurité, conforme à l'invention comprenant un bouchon thermofusible. La figure 2 représente une coupe axiale partielle d'un récipient sous pression, muni d'une valve conforme à l'invention, suivant une variante de réalisation de la figure 1. La figure 3 représente une coupe axiale partielle d'un récipient sous pression, muni d'une valve conforme à l'invention, suivant une autre variante de réalisation de la figure 1. 4' La figure 4 représente une coupe axiale d'une coupelle porte-valve, la coupelle étant muni d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention. La figure 5 est une vue de dessus du dispositif de sécurité de la figure 4, selon la ligne V-V de cette figure. La figure 6 représente, en coupe axiale, une variante de réalisation de la figure 4. Sur la figure 1, on voit, en coupe longitudinale partielle, un récipient 1 cylindrique allongé selon un axe longitudinal A, comportant un col 2, sur lequel est fixé, par sertissage ou dudgeonnage, une coupelle porte-valve métallique 3, classique. Ce récipient contient un produit liquide à distribuer mis sous pression par un gaz propulseur. La coupelle 3 présente en son centre un logement 8 pour recevoir une valve 4. Ce logement 8 est délimité radialement par une paroi 10, cylindrique de révolution autour de l'axe A. Cette paroi 10 est prolongée par une paroi supérieure 11 généralement plane et perpendiculaire à l'axe A, traversée en son centre par un passage 12. La coupelle 3 peut être réalisée par découpage et emboutissage d'un disque métallique. La valve 4 comporte un corps de valve 9 et une tige de manoeuvre 7 capable d'être déplacée dans ce corps selon l'axe A. La tige 7 traverse le passage 12 de la coupelle 3. Un canal de distribution 7a est ménagé dans la tige 7 pour l'acheminement du produit à distribuer vers l'extérieur. Ce canal 7a, pourvu à sa partie inférieure d'un orifice 5, et obturé au moyen d'un bouchon 6, est un passage borgne s'étendant selon la direction de lI'axe A, relié à un canal radial 7b traversant la paroi de la tige 7. Le canal borgne 7a débouche sur l'extrémité émergente 13 de la tige 7 située à l'extérieur du récipient. Le canal radial 7b débouche à son extrémité externe, en position de repos de la valve, au droit d'un joint d'étanchéité annulaire 14, ou en position de distribution, dans une chambre de valve 15 G0 à l'intérieur du corps de valve 9. La tige est munie d'une saillie radiale 16 s'appliquant, en position de fermeture de la valve, contre le joint 14. Cette saillie 16, sur le bord tourné vers le récipient, est en appui élastique contre une extrémité 17a d'un > ressort hélicoïdal 17 constituant des moyens élastiques de rappel. Le corps de valve 9 est sensiblement cylindrique et comporte un fond ouvert 18 raccordé à un tube plongeur 19 apte à mettre en communication la chambre de valve 15 avec le produit contenu dans le récipient 1. Ce fond supporte l'autre extrémité 17b du ressort 17, via des ailettes 21. Du côté opposé au fond, le corps 9 comporte, en outre, un bourrelet annulaire externe 20, engagé dans le logement 8 de la coupelle 3 et en appui étanche contre la périphérie du joint 14. Le joint annulaire 14 4' s'applique contre la paroi 11 de la coupelle et vient à sa périphérie au contact avec la paroi 10. L'ajustement entre le joint 14 et la tige 7 est serré de manière à assurer un coulissement étanche de cette dernière. Le fond de la tige 7 est fermé par le bouchon 6. Ce bouchon est constitué par un matériau thermodéformable ou thermofusible, par exemple par du polyéththylène téréphtalate. Le reste de la tige 7 est en matériau plastique rigide, par exemple en polypropylène. L'ouverture de cette valve s'effectue de façon classique par enfoncement de la tige. Lors de cet enfoncement, le canal radial 7b est dégagé et le produit, sous la poussée du gaz propulseur, s'écoule par le passage axial 7a via la chambre de valve 15. Le bouchon 6 constitue un dispositif de sécurité D conforme à l'invention, dont le fonctionnement est le suivant. En effet, lorsque l'intérieur du récipient atteint une température élevée, par exemple 60 C, le matériau du bouchon 6 fond. Le fond de la tige 7 est alors dégagé, et le gaz propulseur en surpression peut s'échapper par le canal axial 7a, jusqu'à vidange complète de gaz. La figure 2 représente une variante de réalisation du dispositif de sécurité de la figure 1. Les parties identiques ou jouant un rôle analogue portent les mêmes références que celles de la figure 1, majorées de 100. La description des parties identiques ne sera reprise que succinctement. Ainsi, la figure 2 montre une valve 104 sertie dans une coupelle 3. Par rapport à la figure 1, seule la tige de manoeuvre 107 est différente de la tige i 7 de la figure 1. Elle porte un fond fermé 107c moulé monobloc avec le reste de la tige. A proximité de ce fond 107c, une ouverture latérale 105 est prévue dans la paroi de la tige communiquant avec un passage axial borgne 107a de la tige. 0 L'ouverture 105 est fermée par un bouchon 106 réalisé par un matériau thermodéformable ou thermofusible, de façon analogue au bouchon 6 de la réalisation de la figure 1. Ce bouchon 106 constitue un dispositif de sécurité D conforme à l'invention, dont le fonctionnement est semblable à celui de la figure 1. 3 5 La valve 204 représentée sur la figure 3 comporte un dispositif de sécurité D o, par rapport à la réalisation de la figure 1, le bouchon 6 a été remplacé par une membrane 206 bouchant un canal axial 207a de la tige 207. La membrane 206 est constituée par une feuille mince thermodéformable, par exemple en polyéthylène téréphtalate, dont le point de ramollissement est d'environ 65 C. A proximité de cette membrane, la tige 207 comporte un trocart creux 220, dont la pointe 221 est dirigée vers la membrane. L'intérieur 222 de ce trocart communique avec le canal axial 207a de la tige 207. Le fonctionnement du dispositif de sécurité D de la figure 3 est le suivant. Lorsqu'à l'intérieur du récipient une température seuil est dépassée, par exemple 65 C, la membrane 206 subit une élongation et avance, sous l'action de la pression, en direction du trocart 220, comme représenté par une ligne pointillée. Celui-ci perce la membrane 206, et le gaz propulseur en surpression s'échappe du récipient jusqu'à la dépressurisation totale du récipient, via le trocart creux. La distance entre la membrane 206 et la pointe 221 est calculée de sorte que l'élongation de la membrane soit suffisante pour amener celle-ci au contact de la pointe 221. Le dispositif de sécurité D, selon les figures 4 et 5, est réalisé au niveau de la coupelle porte valve 303, dans laquelle est fixée une valve de distribution classique. A cet effet, une ou plusieurs percées 305, ici au nombre de trois, sont prévues au fond de la coupelle. Ces percées sont reparties à 120 les I unes des autres. Cette disposition des percées est illustrée, notamment, sur la figure 5, en vue de dessus, selon la ligne V-V de la figure 4. Chaque percée 305 est fermée par un bouchon 306, réalisée en matériau thermofusible tel que l'alliage de Wood ou une résine thermoplastique, dont le point de ramollissement, voire liquéfaction, est aux environs de 60 C. Ces bouchons 306 sont situés, par rapport au récipient 1, à l'extérieur de la coupelle, avantageusement dans la partie la plus basse de la coupelle. Une élévation de la température interne au-delà de 70 C provoque d'abord l'expulsion des bouchons 306 puis du gaz propulseur, jusqu'à la dépressurisation complète du récipient. La figure 6 montre, de façon analogue à la réalisation de la figure 4, la disposition d'un bouchon de sécurité 406 posé, par rapport au récipient, sur la face intérieure d'une coupelle 403 et obturant une percée 405 pratiquée au fond de cette coupelle 403. A cet effet, I'invention ne se limite pas au perçage réalisé au niveau de la coupelle. Ces perçages peuvent être réalisés dans toute paroi du récipient, par exemple du fond. Dans ce cas (non représenté), avantageusement, une disposition des perçages peut être prise, semblable à celle de la réalisation " 5 de la figure 5. REVENDICATIONS 1. - Récipient (1) sous pression contenant un produit fluide à distribuer et un gaz propulseur, ce récipient étant équipé d'une valve de distribution du produit, caractérisé en ce que ce récipient est muni, en outre, d'au moins un dispositif de sécurité thermosensible (D) apte à mettre l'intérieur du récipient en communication permanente avec l'atmosphère lorsque la température à l'intérieur du récipient dépasse une température de seuil prédéterminée. 2. - Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de sécurité (D) est constitué par un bouchon (6, 106, 206, 306, 406) en matériau thermodéformable à au moins ladite température de seuil, ce bouchon obturant, à la température ambiante, au moins un orifice (5, 105, 205, 305, I 405) mettant en communication l'intérieur du récipient avec l'atmosphère, et libérant cet orifice, lorsque la température de seuil est dépassée. 3. - Récipient selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice (5, 105, 205, 305, 405) est ménagé dans une paroi du récipient. _20 4. - Récipient selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'orifice (305) est ménagé dans une coupelle métallique (3) dans laquelle est fixée la valve (4), la coupelle (3) étant fixée sur le récipient. 5. - Récipient selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'orifice (5, 105, 205) est ménagé dans une tige d'actionnement (7) montée coulissante dans la valve (4), cette tige étant apte à provoquer, lors de son actionnement, I'éjection d'une dose de produit. o 6. - Récipient selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le matériau thermodéformable est choisi parmi les matériaux ayant un point de ramollissement compris dans la gamme allant de 45 C à 85 C. 7. - Récipient selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le matériau thermodéformable est choisi parmi les alliages, les cires synthétiques et naturelles, les paraffines et les polymères. 8. - Récipient selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le matériau thermodéformable est un matériau thermofusible. 4i3 9. - Récipient selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le matériau thermodéformable est choisi parmi les polymères de polyéthylène téréphtalate, les copolymères d'éthylène/acétate de vinyle, les résines époxydes à deux composants, les résines réticulables, les cires d'abeille, de 4 carnauba ou de candellila, les alliages de Bi et/ou de Pb et/ou de Sn et/ou de Cd et/ ou de In. 10. - Récipient selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le bouchon est constitué par une membrane (206), apte à se ramollir lorsque la température interne du récipient dépasse la température de seuil, l'augmentation de la température entraînant une augmentation de la pression interne du récipient provoquant le déplacement de la membrane, un trocart (220) étant prévu pour percer la membrane lorsque ce déplacement se produit. 11. - Récipient (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce [o qu'il est réalisé en matériau plastique. 12. - Récipient (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau choisi parmi le polyéthylènetéréphthalate le polyéthylène naphtalate ou le polyméthyl pentène.