Brevet FR2773784A1 — publié le 19990723

La présente invention concerne une tête de pulvérisation pour un distributeur de produit fluide, et plus particulièrement une tête de pulvérisation comportant un obturateur. Les obturateurs de l'orifice de sortie d'une tête de pulvérisation sont notamment utilisés dans le domaine pharmaceutique pour résoudre le problème du risque de contamination d'au moins une partie du fluide à distribuer. Ces obturateurs sont généralement actionnés, c'est-à-dire ouverts, par la pression créée par la pompe pendant son actionnement. Un type d'obturateur communément utilisé est réalisé sous la forme d'un clapet unidirectionnel et comprend un piston qui peut coulisser et se déplacer par la pression créée par la pompe. En général, ce piston est assemblé à l'intérieur du canal d'expulsion du produit fluide dans le dispositif de distribution. Ce canal d'expulsion doit donc être suffisamment grand pour contenir le piston et permettre son mouvement. De tels obturateurs sont notamment décrits dans les documents FR-2 671 329 et US-4 830 284. Un inconvénient de ces dispositifs est qu'ils ne permettent pas de limiter au maximum le volume mort. En effet, une caractéristique essentielle de la plupart des dispositifs de pulvérisation actuels est la limitation maximale du volume mort dans le canal d'expulsion. Cette limitation du volume mort est particulièrement importante dans le cas des pompes qui nécessitent un amorçage consistant en un ou plusieurs actionnernents nécessaires pour expulser l'air de la chambre de pompe et le remplacer par du liquide à distribuer. Or, pour ouvrir l'orifice de distribution et, par conséquent, déplacer l'orifice qui le ferme, il est nécessaire de créer une pression suffisante en actionnant la pompe. Dans ce cas, plus le volurne est grand, cest-à-dire plus la quantité d'air est irnportante, plus le nombre d'actionnements nécessaires pour amorcer la pompe est important. Dans certains cas, l'amorçage devient même impossible, et des pompes de type standard ne sont pas appropriées pour ce type d'application. Un moyen pour résoudre ce problème est de réaliser l'obturateur de telle sorte que le canal d'expulsion du produit est défini à l'intérieur de l'obturateur mobile qui se déplace alors par rapport à un élément fixe de la tête de pulvérisation. Dans ce cas, l'obturateur incorpore l'orifice de sortie et le canal d'expulsion est défini entre ledit obturateur et ledit élément fixe de la tête de pulvérisation, ce dernier pouvant être alors réalisé de telle sorte que le volume mort dans le canal d'expulsion est minimal. Un tel dispositif est notamment décrit dans le document DE-435 138. Toutefois, ce genre de dispositifs est confronté à un autre inconvénient majeur. En effet, une exigence essentielle pour les dispositifs de pulvérisation actuels concerne la qualité et la constance du spray de pulvérisation à chaque actionnement. Pour réaliser de tels sprays, des têtes de pulvérisation comportent généralement des parties de pulvérisation connectées à l'orifice de pulvérisation et ayant une géométrie particulièrement critique. Cette partie est habituellement formée par des canaux très étroits disposés selon des angles différents et connectés à l'orifice de pulvérisation. Dans les dispositifs connus décrits ci-dessus, il est évident que la géométrie de la partie de pulvérisation est sérieusement modifiée par la présence des obturateurs. Il en est de même pour les obturateurs déformables qui ne se déplacent pas dans le canal d'expulsion mais qui ont une partie d'obturation déformable qui s'ouvre sous la pression du produit. Le document US-3 913 803 divulgue un obturateur qui coulisse autour d'un élément fixe de la tête de pulvérisation et qui est réalisé de telle sorte qu'en position de pulvérisation, il se crée une chambre de tourbillonnement en amont de l'orifice de pulvérisation ainsi que des canaux de tourbillonnement reliés à ladite chambre de tourbillonnement pour créer un spray correct. Cette géométrie de tourbillonnement est réalisée au moyen de nervures et rainures correspondantes, respectivement dans l'obturateur mobile et dans l'élément fixe de la tête de pulvérisation. Bien que ce document permette de créer un spray lors de l'actionnement du dispositif, la qualité de celui-ci reste insuffisante. En effet, l'ensemble de la géométrie de pulvérisation, c'est-à-dire les canaux et la chambre de tourbillonnement, est influencé par le déplacement de l'obturateur de sa position d'obturation vers sa position de pulvérisation. En particulier, ce déplacement de l'obturateur engendre une augmentation progressive de la dimension de cette géométrie de pulvérisation ce qui a une influence néfaste sur la qualité du spray, notamment sur sa constance lors d'actionnements successifs. En effet, la qualité et l'intensité du spray sont dans ce cas dépendantes de la force d'actionnement exercée sur la pompe, et un actionnement trop faible peut engendrer un spray de mauvaise qualité. La présente invention a pour but de fournir une tête de pulvérisation pour un distributeur de produit fluide qui ne reproduit pas les inconvénients précités. La présente invention a donc pour but de fournir une tête de pulvérisation comportant un obturateur dans laquelle la qualité du spray de pulvérisation est optimale et constante à chaque actionnement du dispositif. En particulier, la présente invention a pour but de fournir une tête de pulvérisation dans laquelle la qualité du spray est identique à un dispositif ne comportant pas d'obturateur de l'orifice de pulvérisation. La présente invention a aussi pour but de fournir une tête de pulvérisation pourvue d'un obturateur, dans laquelle le volume mort du canal d'expulsion est limité au maximum. La présente invention a encore pour but de fournir une telle tête de pulvérisation qui soit simple et peu coûteuse à réaliser et à monter. La présente invention a donc pour objet une tête de pulvérisation pour un distributeur de produit fluide, comprenant un canal d'expulsion débouchant dans un orifice de pulvérisation, et un obturateur mobile entre une position d'obturation dudit orifice et une position de pulvérisation, ledit obturateur étant sollicité élastiquement vers sa position d'obturation et étant déplacé vers sa position de pulvérisation par la pression du produit, la tête de pulvérisation comportant en outre une chambre de tourbillonnement de volume variable, le volume de ladite chambre de tourbillonnement étant maximal en position de pulvérisation de l'obturateur et sensiblement nul en position d'obturation, et ledit obturateur comporte des canaux de tourbillonnement reliant, en position de pulvérisation, ledit canal d'expulsion avec ladite chambre de tourbillonnement, le volume et la géométrie desdits canaux restant inchangés quelque soit la position de 1 'obturateur. De préférence, l'obturateur mobile comporte à une extrémité l'orifice de pulvérisation et à son extrémité opposé un piston coulissant de manière étanche dans le canal d' expulsion. Avantageusement, en position d'obturation, l'orifice de pulvérisation est obturé par un insert disposé fixement dans le canal d'expulsion, ladite chambre de tourbillonnement se formant entre ledit insert et ledit orifice de pulvérisation lorsque l'obturateur se déplace vers sa position de pulvérisation. De préférence, ladite charnbre de tourbillonnement est cylindrique, la paroi latérale et la face frontale supérieure étant formées par l'obturateur, et la face frontale inférieure étant formée par l'insert. Avantageusement, lesdits canaux de tourbillonnement débouchent dans ladite paroi latérale de la chambre de tourbillonnement, de sorte qu'en position d'obturation de l'obturateur, ils sont fermés par ledit insert. Avantageusement, ledit obturateur mobile comporte un manchon tubulaire creux pourvu d'une paroi de fond incorporant en son centre l'orifice de pulvérisation, et un petit tube creux emmanché fixement à l'intérieur du manchon tubulaire en butée contre ledit fond, ledit tube comportant dans sa surface supérieure en butée contre le fond de l'obturateur un ou plusieurs canaux de pulvérisation reliant la surface périphérique externe dudit tube à la surface périphérique interne dudit tube. Avantageusement, ledit petit tube creux comporte un ou plusieurs passages ménagés dans sa surface périphérique externe emmanchée dans le manchon tubulaire de l'obturateur, lesdits passages étant reliés auxdits canaux et formant une partie du canal d'expulsion. De préférence, ledit obturateur est disposé coulissant autour d'un insert disposé fixement dans la tête de pulvérisation, ledit canal d'expulsion étant au moins partiellement défini entre ledit obturateur et ledit insert. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation de celle-ci donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins joints, sur lesquels - les figures 1 et 2 sont des vues schérnatiques en coupe de la tête de pulvérisation selon l'invention, respectivement en position d'obturation et en position de pulvérisation de l'obturateur ; et - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en coupe de la partie supérieure de la tête de pulvérisation représentée sur les figures 1 et 2, respectivement en position d'obturation et en position de pulvérisation de 1 'obturateur. En se référant aux dessins, la tête de pulvérisation représentée a la forme générale typique d'un embout nasal. Bien que ce soit principalement dans cette application que la qualité et la constance du spray soient importantes, l'invention n'est pas lirnitée à l'utilisation dans les embouts de type nasal, mais peut, au contraire, être adaptée dans tous types de tête de pulvérisation. La présent invention se situant au niveau du système d'obturation de l'orifice de pulvérisation de la tête de pulvérisation, les forme et structure générales de cette tête de pulvérisation ne seront pas décrites plus en détail ici, et la présente description sera limitée à l'invention elle-même. La tête de pulvérisation cornporte un corps extérieur auquel est fixé de manière statique un insert, communément appelé gicleur interne, qui définit partiellement le canal d'expulsion 1 de la tête de pulvérisation. Autour de la partie supérieure dudit insert 5, il est disposé un obturateur 10 qui, d'une part incorpore l'orifice de pulvérisation 9 de la tête de pulvérisation et d'autre part, incorpore un piston 19 qui coulisse de manière étanche par rapport audit insert 5. Ainsi, le canal d'expulsion 1 est défini, au niveau de cette partie supérieure de l'insert 5, entre ledit insert 5 et ledit obturateur mobile 10. L'obturateur 10 est sollicité vers sa position d'obturation par un ressort 16 qui repose d'une part sur le corps de la tête de pulvérisation et d'autre part sur ledit obturateur mobile 10. Llinsert 5 se prolonge dans la tête de pulvérisation jusqu'à proximité de l'orifice de pulvérisation de telle sorte qu'en position d'obturation, ledit orifice de pulvérisation 9 est obturé par la face frontale supérieure de l'insert 5, comme visible sur les figures 1 et 3. L'obturateur mobile 10 est de préférence réalisé sous la forme d'un manchon tubulaire 11 creux qui cornporte d'un côté, le côté supérieur sur les figures, une paroi de fond 12 qui incorpore l'orifice de pulvérisation 9. Le manchon tubulaire 11 de l'obturateur mobile 10 est disposé coulissant autour de l'insert 5 de telle manière à laisser un étroit passage entre l'obturateur 10 et l'insert 5 qui forme un partie du canal d'expulsion 1 du produit. Le manchon tubulaire et la paroi de fond sont de préférence indéformables, l'ouverture de l'orifice de pulvérisation se faisant par déplacement de 1 obturateur. Selon l'invention, pour assurer une parfaite pulvérisation du produit, la tête de pulvérisation comporte une chambre de tourbillonnement 20 de volume variable qui se forme en amont de l'orifice de pulvérisation 9 lorsque l'obturateur 10 est en position de pulvérisation. Cette chambre de tourbillonnement 20 est reliée au canal d'expulsion 1 par un ou plusieurs canaux de tourbillonnement 30. Comme visible sur les figures 2 et 4, cette chambre de tourbillonnement 20 se forme entre la paroi de fond 12 de l'obturateur 10 dans laquelle est situé 1' orifice de pulvérisation 9 et la face frontale supérieure de l'insert 5. Ainsi, cette chambre de tourbillonnement a un volume maximal en position de pulvérisation (fig. 2 et 4) et un volume sensiblement nul en position d'obturation (fig. 1 et 3), dans laquelle la face frontale supérieure de l'insert 5 repose de manière étanche contre la face de fond 12 de l'obturateur pour ainsi obturer l'orifice de pulvérisation 9. De préférence, un petit tube creux 15 est emmanché fixement à l'intérieur du manchon tubulaire 11 de l'obturateur 10, en butée contre le fond 12 de celui-ci. Ce petit tube creux 15 coopère avec une partie d'extrémité supérieure de l'insert 5 de diarnètre réduit de telle sorte que la surface périphérique intérieure du petit tube creux 15 coulisse sur la surface périphérique externe de ladite partie supérieure de l'insert 5 de manière sensiblement étanche, empêchant le passage de produit à ce niveau, le canal d'expulsion 1 du produit s'étendant par conséquent à l'extérieur dudit petit tube creux 15. Avantageusement, la face frontale supérieure du petit tube creux 15 incorpore les canaux de pulvérisation 30 qui, en position de pulvérisation, relient le canal d'expulsion 1 à ladite chambre de tourbillonnement 20 et qui, en position d'obturation, sont obturés par ladite paroi périphérique de ladite partie supérieure de l'insert 5. Avantageusement, le petit tube creux 15 comporte sur sa paroi périphérique extérieure emmanchée dans le manchon tubulaire 11, un ou plusieurs passages pour le produit, lesdits passages formant une partie du canal d'expulsion 1. Ainsi, la géométrie des canaux de pulvérisation 30 reste inchangée quelque soit la position de l'obturateur 10. En position d | d'obturation, ils sont ferrnés à leur extrémité aval par la paroi périphérique de 1 insert 5, cette extrémité aval étant ouverte lorsque l'obturateur 10 se déplace vers sa position de pulvérisation , créant par là même la chambre de tourbillonnement 20. La géométrie des canaux de tourbillonnement influençant la qualité du spray, le fait que cette géométrie reste inchangée perrnet de garantir à tout actionnement une pulvérisation et un spray parfaits, quel que soit la force d'actionnement sur le dispositif. De même, la mise en oeuvre décrite ci-dessus implique que la chambre de tourbillonnement 20, qui est de volume variable, a toutefois une section transversale constante, ce qui favorise également la qualité et la constance du spray. Lorsque l'utilisateur actionne le dispositif de pulvérisation, le produit est rnis sous pression dans le canal d'expulsion et dans les canaux de tourbillonnement. Cette pression est transmise au piston de 1 obturateur qui se déplace vers sa position de pulvérisation, formant ainsi la chambre de tourbillonnement. Dès que l'extrémité aval des canaux est dégagée, le produit est expulsé vers la chambre de tourbillonnement puis pulvérisé à travers l'orifice de pulvérisation. Du fait que la géométrie des canaux reste inchangée, la montée en pression du produit y est immédiate dès le début de l'actionnement, de sorte que le spray de pulvérisation est toujours identique et de bonne qualité. En particulier, le fait que les canaux comprennent du produit sous pression a aussi pour effet d'accélérer le déplacement de l'obturateur vers sa position de pulvérisation dès que l'extrémité aval des canaux est partiellement dégagée. I1 est donc impossible de réaliser un spray pauvre ou de mauvaise qualité, même en cas d'actionnement faible du dispositif. Revendications 1.- Tête de pulvérisation pour un distributeur de produit fluide, comprenant un canal d'expulsion (1) débouchant dans un orifice de pulvérisation (9), et un obturateur (10) mobile entre une position d | d'obturation dudit orifice (9) et une position de pulvérisation, ledit obturateur (10) étant sollicité élastiquement vers sa position d'obturation et étant déplacé vers sa position de pulvérisation par la pression du produit, caractérisée en ce que la tête de pulvérisation comporte en outre une chambre de tourbillonnement (20) de volurne variable, le volume de ladite chambre de tourbillonnement (20) étant maximal en position de pulvérisation de 1 obturateur (10) et sensiblement nul en position d'obturation, et ledit obturateur (10) comporte des canaux de tourbillonnement (30) reliant, en position de pulvérisation, ledit canal d'expulsion (1) avec ladite chambre de tourbillonnement (20), le volume et la géométrie desdits canaux (30) restant inchangés quelque soit la position de l'obturateur (10) 2.- Tête de pulvérisation selon la revendication 1, dans laquelle l'obturateur mobile (10) comporte à une extrémité l'orifice de pulvérisation (9) et à son extrémité opposé un piston (19) coulissant de rnanière étanche dans le canal d'expulsion (1). 3.- Tête de pulvérisation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle, en position d | d'obturation, 1' orifice de pulvérisation (9) est obturé par un insert (5) disposé fixement dans le canal d'expulsion (1), ladite chambre de tourbillonnement (20) se formant entre ledit insert (5) et ledit orifice de pulvérisation (9) lorsque l'obturateur (10) se déplace vers sa position de pulvérisation. 4.- Tête de pulvérisation selon la revendication 3, dans laquelle ladite chambre de tourbillonnement (20) est cylindrique, la paroi latérale et la face frontale supérieure étant formées par l'obturateur (10), et la face frontale inférieure étant formée par l'insert (5). 5.- Tête de pulvérisation selon la revendication 4, dans laquelle lesdits canaux de tourbillonnement (30) débouchent dans ladite paroi latérale de la chambre de tourbillonnement (20), de sorte qu'en position d'obturation de l'obturateur (10), ils sont fermés par ledit insert (5). 6.- Tête de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit obturateur mobile (10) comporte un manchon tubulaire creux (11) pourvu d'une paroi de fond (12) incorporant en son centre l'orifice de pulvérisation (9), et un petit tube creux (15) emmanché fixement à l'intérieur du manchon tubulaire (11) en butée contre ledit fond (12), ledit tube (15) comportant dans sa surface supérieure en butée contre le fond (12) de l'obturateur (10) un ou plusieurs canaux de pulvérisation (30) reliant la surface périphérique externe dudit tube (15) à la surface périphérique interne dudit tube (15). 7.- Tête de pulvérisation selon la revendication 6, dans laquelle ledit petit tube creux (15) cornporte un ou plusieurs passages ménagés dans sa surface périphérique externe emmanchée dans le manchon tubulaire (11) de l'obturateur (10), lesdits passages étant reliés auxdits canaux (30) et formant une partie du canal d'expulsion (1). 8.- Tête de pulvérisation selon la revendication 6 ou 7, dans laquelle ledit obturateur (10) est disposé coulissant autour d'un insert (5) disposé fixement dans la tête de pulvérisation, ledit canal d'expulsion (1) étant au moins partiellement défini entre ledit obturateur (10) et ledit insert (5).