Brevet FR2767311A1 — publié le 19990219

La présente invention concerne un système d'obturation de l'orifice de distribution d'un dispositif de distribution de produit fluide, et en particulier un système d'obturation adaptable aux dispositifs de pulvérisation du type standard. Dans le domaine des distributeurs ou pulvérisateurs de produit fluide, et en particulier dans le cas de produits pharmaceutiques, un des principaux problèmes à résoudre est le risque de contamination d'au moins une partie du fluide à distribuer. Ces dispositifs utilisent généralement un réservoir contenant le fluide et fermé par des clapets, et un système de distribution, habituellement constitué d'une pompe, dans laquelle une certaine quantité de fluide reste toujours présente après chaque actionnement. Cette quantité de fluide reste en contact avec l'environnement externe à travers la buse de pulvérisation ou l'orifice de distribution du système de distribution et peut facilement être altéré par un séchage et/ou une contamination. Pour surmonter ce problème, une solution est d'adopter l'utilisation de produits bactéricides ou bactériostatiques mélangés au fluide mais cette solution crée souvent des effets secondaires néfastes tels que des problèmes allergéniques. En vue de cette situation, plusieurs systèmes ont été développés ces dernières années pour fournir un dispositif de distribution ayant un système d'obturation étanche au niveau de son orifice de sortie. Ces systèmes sont en général actionnés, c'est-à-dire ouverts, par la pression créée par la pompe pendant son actionnement. Dans ces systèmes, on peut identifier deux familles principales - les systèmes basés sur une déformation élastique de l'orifice de sortie du dispositif de distribution, dans lesquels le passage de sortie (buse de pulvérisation) est ouvert ou agrandi par la pression créée par la pompe. En d'autres termes, ce sont des systèmes où l'orifice de distribution est fermé ou en contact étanche avec un élément d'obturation lorsqu'il est au repos, et ouvert ou séparé dudit élément d'obturation lorsqu'il est soumis à la pression de la pompe. De tels systèmes sont notamment décrits dans les brevets FR-2 642 401 et FR-2 654 078 ; - des systèmes basés sur l'utilisation dlun clapet unidirectionnel et comprenant un piston qui peut coulisser et se déplacer par la pression créée par la pompe, ledit piston étant assemblé à l'intérieur du canal d'expulsion du produit fluide dans le dispositif de distribution. Ainsi, ce canal d'expulsion doit être suffisamment grand pour contenir le piston et permettre son mouvement. Dans ces systèmes, l'extrémité du piston au repos est en contact avec l'orifice de distribution et par conséquent le ferme alors que la même extrémité est enlevée dudit orifice de distribution lorsque le piston est déplacé par la pression de la pompe. Ce type d'obturateur a pour but d'empêcher une ouverture autrement que lors de l'actionnement, même en cas de surpression à l'extérieur du dispositif. De tels systèmes sont notamment décrits dans les documents FR-2 671 329 et US-4 830 284. Les systèmes existants mentionnés ci-dessus permettent de résoudre le problème du séchage et/ou de la contamination du produit, mais, en raison de leur conception, créent généralement un certain nombre de problèmes importants, particulièrement dans le cadre de dispositifs de pulvérisation. Un premier inconvénient est que dans la plupart des dispositifs de pulvérisation, la partie produisant la pulvérisation du liquide à distribuer a une géométrie particulièrement critique qui ne devrait pas être altérée afin d'obtenir un spray atomisé de manière appropriée. Cette partie est habituellement formée par des canaux très étroits disposés selon des angles différents et connectés à l'orifice de pulvérisation. Le liquide est ainsi forcé à créer un tourbillon lorsqu'il passe à travers ledit orifice de pulvérisation. Le fond de ces canaux est en général formé par l'extrémité d'un insert rigidement fixé dans le canal d'expulsion du liquide du dispositif de distribution. Dans les deux types de systèmes décrits ci-dessus, il est évident que la géométrie de la partie de pulvérisation est sérieusement modifiée par la présence des systèmes d'obturation. Par conséquent, il est très difficile d'obtenir une bonne pulvérisation, du moins en utilisant la technologie de pulvérisation standard utilisée principalement de par le monde. Une autre caractéristique essentielle de la plupart des dispositifs de pulvérisation actuels est la présence d'un canal d'expulsion, c'est-à-dire la partie du dispositif qui connecte la pompe à l'orifice de distribution, ayant un volume extrêmement limité. La limitation de ce volume appelé volume mort est réalisée par l'utilisation de l'insert rigidement fixé mentionné ci-dessus et dont l'extrémité forme le fond desdits canaux de pulvérisation. En particulier dans le cas du second type de système existant décrit ci-dessus, l'utilisation d'un piston déplaçable ne permet bien évidemment pas d'obtenir un volume mort minimal. Or, cette caractéristique engendre plusieurs problèmes du fait qu'un volume mort minimal est essentiel en particulier pour les raisons suivantes - chaque pompe d'un dispositif de pulvérisation standard est pourvue d'une chambre de dosage qui est également la chambre de pompe et cette chambre ne contient pas de produit. avant la première utilisation du dispositif mais seulement de l'air ou un gaz inerte. En conséquence, chaque dispositif de pulvérisation utilisant ce type de pompe nécessite un amorçage qui consiste en un ou plusieurs actionnements nécessaires pour expulser l'air de la chambre de pompe et le remplacer avec du liquide à distribuer. Or pour ouvrir l'orifice de distribution et par conséquent déplacer le piston qui le ferme il est nécessaire de créer une pression suffisante en actionnant la pompe. Dans ce cas, plus le volume mort est grand, c'est-à-dire plus la quantité d'air est importante, plus le nombre d'actionnements nécessaires pour amorcer la pompe est important. Dans certains cas, où les doses sont très grandes, l'amorçage devient même impossible et des pompes du type standard ne sont pas appropriées pour ce type d'application - plus le volume mort est grand, plus la quantité de produit qui n'est pas directement protégée par le réservoir est importante. En effet, le réservoir de produit est généralement fabriqué en verre et fournit une bonne protection au produit qu'il contient. Par contre, les matériaux plastiques habituellement utilisés pour le dispositif de distribution, particulièrement au niveau dudit volume mort peuvent présenter des problèmes de perméabilité au gaz et à la vapeur d'eau et donc même si le clapet unidirectionnel à l'orifice de distribution évite une contamination ou une évaporation directe du produit, il ne résout pas ce problème de perméabilité à travers le matériau plastique. La présente invention a pour but de fournir un système d'obturation de l'orifice de distribution d'un dispositif de distribution de produit fluide qui ne reproduit pas les inconvénients susmentionnés. En particulier, la présente invention a pour but de fournir un système d'obturation capable de réaliser une obturation étanche du dispositif et une ouverture fiable lors de l'actionnement du dispositif. La présente invention a encore pour but de fournir un tel système d'obturation qui ne modifie pas sensiblement la géométrie du profil de pulvérisation du dispositif pendant son ouverture, permettant ainsi l'utilisation des dispositifs de pulvérisation de type standard. La présente invention a également pour but de fournir un système d'obturation qui permet de minimaliser la dimension du volume mort et par conséquent évite le besoin d'un amorçage complexe de la pompe de pulvérisation et/ou l'utilisation de pompes spéciales qui ne seraient pas du type standard. De plus, cela permet de garantir une meilleure protection du liquide à distribuer. La présente invention a également pour but de fournir un système d'obturation qui soit simple, peu coûteux et aisément adaptable aux dispositifs de pulvérisation du type standard habituellement utilisés. La présente invention a donc pour objet un système d'obturation de l'orifice de distribution d'un dispositif de distribution de produit fluide, comportant un élément d'obturation pourvu d'un organe d'obturation mobile entre une position d'obturation et une position d'ouverture de l'orifice de distribution, ledit organe d'obturation étant déplacé vers sa position d'ouverture lors de l'actionnement du dispositif par une pression, notamment celle exercée par le fluide à distribuer, caractérisé en ce que l'élément d'obturation est disposé fixement dans le dispositif de distribution en amont de l'orifice de distribution et comporte une partie élastiquement déformable qui supporte lorgane d'obturation. Avantageusement, l'organe d'obturation forme un pointeau obturant l'orifice de distribution lorsque le dispositif de distribution est au repos. Avantageusement, la partie élastiquement déformable forme une bride radiale sur laquelle s'écoule le produit, la déformation étant réalisée à partir d'une pression prédéterminée exercée par ledit produit sur ladite partie élastiquement déformable. En particulier, cette déformation entraîne un déplacement axial de l'organe d'obturation en éloignement de l'orifice de distribution. En particulier, la partie élastiquement déformable de l'élément d'obturation est réalisée en un matériau élastomère. De préférence, l'élément d'obturation et l'organe d'obturation sont réalisés de manière monobloc en un matériau élastomère. Le système d'obturation de l'invention consiste alors en une seule pièce de forme simple et donc peu coûteuse. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le système comprend en outre une rondelle radiale rigide disposée sur ladite partie élastiquement déformable autour dudit organe d'obturation. La présente invention a également pour objet un dispositif de distribution de produit fluide comportant un tel système d'obturation. De préférence, ledit dispositif comporte une tête de distribution incorporant un canal d'expulsion se terminant par l'orifice de distribution, ladite tête de distribution comportant à proximité dudit orifice un profil radial de pulvérisation pour garantir une bonne pulvérisation du produit, ledit système d'obturation étant réalisé de telle sorte que lors du déplacement de l'organe d'obturation vers sa position d'ouverture, la géométrie dudit profil de pulvérisation reste sensiblement inchangée. Avantageusement, ledit profil de pulvérisation comporte des canaux ménagés dans la paroi de fond de ladite tête et menant audit orifice de distribution, la partie élastiquement déformable de l'élément d'obturation formant le fond desdits canaux, et seule la zone centrale de ladite partie élastiquement déformable qui supporte l'organe d'obturation se déformant lors de l'ouverture de l'orifice de distribution, de sorte que la géométrie desdits canaux de pulvérisation reste principalement inchangée. Selon une variante avantageuse, ledit profil de pulvérisation comporte des canaux ménagés dans la paroi de fond de ladite tête et menant audit orifice de distribution, une rondelle radiale rigide disposée sur ladite partie élastiquement déformable autour dudit organe d'obturation formant le fond desdits canaux, de sorte que lors de l'ouverture de l'orifice de distribution, la géométrie desdits canaux reste totalement inchangée. De préférence, un insert est disposé fixement dans le canal d'expulsion pour remplir au maximum le volume mort, l'élément d'obturation étant fixé sur l'extrémité dudit insert. Ceci permet d'adapter simplement le système d'obturation de l'invention aux dispositifs de pulvérisation existant sans savoir à modifier celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description détaillée suivante de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins joints sur lesquels - les figures la, lb, et lc sont des vues schématiques en coupe verticale d'un système d'obturation selon un premier mode de réalisation de la présente invention, respectivement en position de fermeture et d'ouverture de l'orifice de distribution - les figures 2a, 2b et 2c sont des figures similaires à celles des figures la, lb et lc et représentant une variante de réalisation selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un système d'obturation selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, qui s'adapte dans une tête de pulvérisation de type standard. En référence aux figures, le système d'obturation selon l'invention comporte un élément d'obturation 3 et un organe d'obturation 9 disposés sur une partie élastiquement déformable 10 de l'élément d'obturation 3. L'organe d'obturation 9, avantageusement réalisé sous la forme d'un pointeau conique est mobile entre une position d'obturation de l'orifice de distribution 7, qui est représentée sur les figures la, 2a et 3, et une position d'ouverture dudit orifice de distribution 7 représenté sur les figures lb, lc, 2b et 2c. Plus particulièrement, l'élément d'obturation 3 est disposé fixement à l'intérieur du canal d'expulsion 5, 6 de la tête de distribution 1 du dispositif de distribution de produit fluide en amont de l'orifice de distribution 7. L'élément d'obturation 3 est réalisé de telle sorte qu'il définit sur sa surface extérieure des passages 6 permettant au produit de s'écouler depuis le canal d'expulsion 5 en direction de l'orifice de distribution 7 lorsque le distributeur est actionné. L'élément d'obturation 9 fixé à ladite partie élastiquement déformable 10 de l'élément d'obturation est élastiquement sollicité au repos vers sa position d'obturation, et lorsque le distributeur est actionné, le produit passe dans la canal d'expulsion 5, puis dans les passages 6 autour de l'élément d'obturation 3 pour finalement s'écouler au-dessus de ladite partie élastiquement déformable 10. A ce moment là, la pression créée par le produit à cet endroit déforme la partie élastiquement déformable 10 de l'élément d'obturation 3 ce qui déplace l'organe d'obturation 9 de sa position d'obturation à sa position d'ouverture permettant l'expulsion du produit à travers l'orifice de distribution. En particulier, ce déplacement de l'organe d'obturation 9 se fait axialement en éloignement de l'orifice 7. Ainsi, l'élément d'obturation de la présente invention est disposé fixement dans le canal d'expulsion en amont de l'orifice de distribution et seul l'organe d'obturation 9 est déplacé de par l'élasticité de la partie élastiquement déformable 10 de l'élément d'obturation. Comme visible sur les figures, ladite partie élastiquement déformable 10 forme de préférence une bride radiale disposée à proximité dudit orifice de distribution 7, ladite déformation étant réalisée à partir d'une pression prédéterminée exercée par ledit produit sur ladite partie élastiquement déformable. Avantageusement, cette partie élastiquement déformable 10 est réalisée en un matériau élastomère. De préférence, l'élément d'obturation 3 est réalisé d'une seule pièce ensemble avec ladite partie élastiquement déformable 10 et ledit organe d'obturation 9, le tout étant réalisé en un matériau élastomère. De cette manière, le système d'obturation de l'invention est très simple à fabriquer et peu coûteux tout en étant parfaitement fiable et étanche. Bien entendu, tout matériau flexible approprié peut être utilisé pour l'élément d'obturation 3, ou tout au moins pour la partie élastiquement déformable 10 de l'élément d'obturation. Selon un mode de réalisation préféré représenté sur les figures, 1élément d'obturation 3 a une forme de coupelle et est fixement assemblé sur un insert 4 disposé à l'intérieur du canal d'expulsion 5, 6 du distributeur. Ladite partie élastiquement déformable 10 forme alors le fond de ladite coupelle 3 et supporte, avantageusement en son centre, l'obturateur 9 en forme de cône. Selon une variante avantageuse de réalisation représentée sur les figures 2a, 2b, 2c et 3, Le système d'obturation comporte en outre une rondelle radiale 11 de préférence rigide disposée au-dessus de la partie élastiquement déformable 10 de l'élément d'obturation 3 et comportant en son centre une ouverture permettant le passage de l'organe d'obturation 9. L'utilité de cette rondelle 11 va être décrite ci-après. Le fonctionnement du système d'obturation selon l'invention est le suivant Lorsque la pompe du dispositif (non représentée) est actionnée, la pression est augmentée à l'intérieur du canal d'expulsion 5, 6 et au niveau de l'orifice de distribution 7. En raison de la grande différence entre la surface de la partie élastiquement déformable 10 et celle du trou formant l'orifice de distribution 7, ladite partie élastiquement déformable 10 est déformée en se fléchissant vers le bas sur les figures entraînant l'ouverture de l'orifice de distribution 7 et la distribution du produit q.ui s'ensuit. De préférence, le système d'obturation selon la présente invention est destiné à être utilisé avec des dispositifs de pulvérisation. Ce genre de dispositifs comporte généralement une tête de distribution 1 incorporant un canal d'expulsion 5, 6 se terminant par l'orifice de pulvérisation 7. La tête de distribution 1 comporte en général un profil radial de pulvérisation 8 à proximité dudit orifice 7 pour garantir une bonne pulvérisation du produit. Ce profil de pulvérisation 8 est généralement réalisé sous la forme de canaux ménagés dans la paroi de fond de ladite tête 1 et menant audit orifice de distribution 7 selon des angles différents. Ainsi, le produit lorsqu'il est expulsé passe à travers lesdits canaux 8 en formant un tourbillon au moment où il sort de l'orifice de pulvérisation 7, garantissant une bonne pulvérisation. Comme visible sur les figures la, lb et lc, l'élément d'obturation 3, en particulier sa partie élastiquement déformable 10, peut former le fond desdits canaux 8 de pulvérisation et dans ce cas il est avantageux que seule la partie centrale de la partie élastiquement déformable 10, c'est-à-dire celle supportant directement l'organe d'obturation 9, se déforme lors de l'ouverture de l'orifice de distribution, comme visible sur la figure lb. Ainsi, lors de l'actionnement du dispositif et donc de l'ouverture du système d'obturation, la géométrie des canaux de pulvérisation 8 n'est pas ou que très peu modifiée par le déplacement de l'organe d'obturation 9 de sa position d'obturation vers sa position d'ouverture. Le système de d'obturation de la présente invention permet donc de garantir une bonne pulvérisation malgré l'utilisation de l'élément d'obturation au niveau de l'orifice de distribution. Selon une variante avantageuse, on peut disposer la rondelle radiale rigide 11 décrite précédemment pour former le fond desdits canaux de pulvérisation 8. Dans ce cas, comme visible sur les figures 2a, 2b et 2c, lorsque la pompe est actionnée, le produit qui s'écoule à travers le canal d'expulsion 5 puis les passages 6 vient ensuite s'écouler au-dessus de ladite rondelle 11 à l'intérieur des canaux de pulvérisation 8 et c'est seulement lorsque le produit arrive au niveau de l'organe d'obturation 9 qu'il exerce sa pression sur la partie élastiquement déformable 10 pour ainsi ouvrir l'orifice de pulvérisation 7. Dans ce cas avantageux, la géométrie des canaux de pulvérisation reste totalement inchangée pendant l'ouverture du système d'obturation, garantissant donc une parfaite pulvérisation de la dose de produit. Sur la figure 3, on a représenté le mode de réalisation préféré du système d'obturation selon la présente invention. Dans ce mode de réalisation, l'élément d'obturation est fixé à l'extrémité supérieure de l'insert 4, à l'intérieur d'une tête de pulvérisation 1 de type standard. L'utilisation du système d'obturation de la présente invention est donc très facilement adaptable au dispositif de pulvérisation standard en ce qu'il suffit de rajouter un élément d'obturation 3 très simple à l'extrémité supérieure de l'insert 4 habituellement utilisé pour limiter le volume mort d'une part et former le fond des canaux de pulvérisation d'autre part. La seule condition à respecter est que la partie élastiquement déformable 10 de l'élément d'obturation puisse s'infléchir vers le bas (sur la figure) pour permettre l'ouverture de l'orifice de pulvérisation 7 sous l'effet de la pression du produit lors de l'actionnement du dispositif de pulvérisation. Le système d'obturation de la présente invention permet donc de fournir les avantages suivants - l'ouverture du système d'obturation ne modifie pas ou que très peu la géométrie du profil de pulvérisation - l'élément d'obturation est disposé fixement dans le canal d'expulsion, ce qui permet de limiter au maximum le volume mort, contrairement aux dispositifs comportant un piston mobile à l'intérieur du canal d'expulsion - la technologie standard tant au niveau de la pompe que de la tête de distribution peut être utilisée avec la présente invention, ce qui limite fortement les coûts de fabrication et de montage. Bien entendu, le système d'obturation de l'invention peut s'utiliser avec tout type de dispositif de distribution de produit fluide, y compris ceux ne comprenant pas de profil de pulvérisation. Revendications 1.- Système d'obturation de l'orifice de distribution (7) d'un dispositif de distribution de produit fluide, comportant un élément d'obturation (3) pourvu d'un organe d'obturation (9) mobile entre une position d'obturation et une position d'ouverture de l'orifice de distribution (7), ledit organe d'obturation (9) étant déplacé vers sa position d'ouverture lors de l'actionnement du dispositif par une pression, notamment celle exercée par le fluide à distribuer, caractérisé en ce que l'élément d'obturation (3) est disposé fixement dans le dispositif de distribution en amont de l'orifice de distribution (7) et comporte une partie élastiquement déformable (10) qui supporte l'organe d'obturation (9). 2.- Système d'obturation selon la revendication 1, dans lequel l'organe d'obturation (9) forme un pointeau obturant l'orifice de distribution (7) lorsque le dispositif de distribution est au repos. 3.- Système d'obturation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie élastiquement déformable (10) forme une bride radiale sur laquelle s'écoule le produit, la déformation étant réalisée à partir d'une pression prédéterminée exercée par ledit produit sur ladite partie élastiquement déformable (10). 4.- Système d'obturation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie élastiquement déformable (10) de l'élément d'obturation (3) est réalisée en un matériau élastomère. 5.- Système d'obturation selon la revendication 4, dans lequel l'élément d'obturation (3) et l'organe d'obturation (9) sont réalisés de manière monobloc en un matériau élastomère. 6.- Système d'obturation selon lune quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre une rondelle radiale rigide (11) disposée sur ladite partie élastiquement déformable (10) autour dudit organe d'obturation (9). 7.- Dispositif de distribution de produit fluide, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'obturation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8.- Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ledit dispositif comporte une tête de distribution (1) incorporant un canal d'expulsion (5, 6) se terminant par l'orifice de distribution (7), ladite tête de distribution (1) comportant à proximité dudit orifice (7) un profil radial de pulvérisation (8) pour garantir une bonne pulvérisation du produit, ledit système d'obturation étant réalisé de telle sorte que lors du déplacement de l'organe d'obturation (9) vers sa position d'ouverture, la géométrie dudit profil de pulvérisation (8) reste sensiblement inchangée. 9.- Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit profil de pulvérisation comporte des canaux (8) ménagés dans la paroi de fond de ladite tête (1) et menant audit orifice de distribution (7), la partie élastiquement déformable (10) de l'élément d'obturation (3) formant le fond desdits canaux (8), et seule la zone centrale de ladite partie élastiquement déformable (10) qui supporte l'organe d'obturation (9) se déformant lors de l'ouverture de l'orifice de distribution, de sorte que la géométrie desdits canaux de pulvérisation (8) reste principalement inchangée. 10.- Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit profil de pulvérisation comporte des canaux (8) ménagés dans la paroi de fond de ladite tête (1) et menant audit orifice de distribution (7), une rondelle radiale rigide (11) disposée sur ladite partie élastiquement déformable (10) autour dudit organe d'obturation (9) formant le fond desdits canaux (8), de sorte que lors de l'ouverture de l'orifice de distribution, la géométrie desdits canaux (8) reste totalement inchangée. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel un insert (4) est disposé fixement dans le canal d'expulsion (5, 6) pour remplir au maximum le volume mort, l'élément d'obturation (3) étant fixé sur l'extrémité dudit insert (4).