Brevet FR2848618A1 — publié le 20040618

La présente invention concerne une pompe doseuse pour la distribution de produits fluides, liquides ou pâteux, et plus particulièrement une pompe doseuse à actionnement manuel pour flacon rigide à poche souple ou à piston et tube plongeur, 5 contenant un produit fluide, liquide ou pâteux destiné à être délivré en doses unitaires constantes, ainsi qu'un dispositif de distribution équipé d'une telle pompe. Le principe de fonctionnement des pompes doseuses pour la distribution de produits fluides, liquides ou pâteux est bien 10 connu. Elles sont montées sur un flacon contenant le produit à distribuer et elles sont constituées d'une chambre doseuse présentant un volume déterminé, d'un piston susceptible de se déplacer dans la chambre sous l'action d'un poussoir, et d'au moins deux clapets. Le clapet inférieur, ou clapet d'admis15 sion, situé à l'entrée de la chambre et contrôlant la communication avec l'intérieur du flacon, est fermé lorsque le poussoir est enfoncé tandis que le clapet supérieur, à la sortie de la chambre, est ouvert, laissant passer le produit expulsé de la chambre par le déplacement du piston, puis, 20 lorsque le poussoir est relâché, le piston remonte dans la chambre sous l'action d'un ressort, le clapet supérieur se referme tandis que le clapet inférieur s'ouvre, permettant le remplissage de la chambre en vue d'une nouvelle distribution d'une dose de produit. Ce mode de fonctionnement implique que de l'air puisse s'introduire dans le flacon pour compenser le volume libéré par le produit expulsé du flacon et permettre le remplissage régulier de la chambre de dosage à chaque actionnement du poussoir. Pour assurer le conditionnement et la distribution de produits qui doivent être conservés à l'abri de l'air, notamment dans le domaine des produits pharmaceutiques et cosmétiques, on connaît des dispositifs qui comportent généralement un récipient à coque rigide dans lequel se déplace un 35 piston repoussant le produit vers l'orifice d'admission dans la chambre de dosage et l'isolant de l'air qui pénètre audessus du piston. On connaît aussi des dispositifs à récipient rigide dans lequel est placée une poche souple qui se rétracte au fur et à mesure que le produit en est extrait. Le produit 5 restant dans la poche est maintenu à l'abri de l'air, tandis que l'expulsion du produit hors de la poche peut être obtenue au moyen d'une pompe sans reprise d'air, ou "airless", ou sous la pression d'un gaz propulseur agissant sur la paroi de la poche, dans le flacon. Dans le cas de l'expulsion du produit hors de la poche au moyen d'une pompe sans reprise d'air, un évent est prévu, généralement dans le fond ou dans le col du flacon, pour permettre à l'air extérieur de pénétrer dans l'espace situé entre le flacon et la poche à chaque actionnement de la pompe 15 et permettre ainsi à la poche de se rétracter en maintenant une pression suffisante sur ses parois. Un exemple de réalisation suivant cette technique est décrit dans le brevet FR 2.723.356 relatif à un dispositif comportant une poche en matière plastique souple, telle que polyéthylène ou poly20 propylène, dans un récipient rigide dont le col comporte une entrée d'air. Les pompes doivent assurer une bonne étanchéité et pouvoir fonctionner aussi bien en position verticale qu'en position inclinée. Le brevet FR 2. 669.379 décrit une pompe 25 doseuse procurant une bonne étanchéité même en cas de changement de position, du type à piston axial portant un piston flottant coulissant, comportant trois clapets. Le brevet FR 2.726. 810 décrit un exemple de pompe sans entrée d'air dans laquelle le clapet inférieur est souple et 30 tronconique tandis que le clapet supérieur est porté par un disque placé à la base de la tige creuse du poussoir. Toutefois, les pompes de ce type présentent l'inconvénient de comporter un nombre relativement important de composants, ce qui les fragilise et alourdit leur cot de fabrication. La présente invention a pour objet une pompe doseuse sans reprise d'air, pour la distribution de produits fluides, liquides ou pâteux, comportant un nombre réduit de composants. La présente invention a également pour objet une pompe 5 doseuse sans reprise d'air, assurant une distribution régulière de doses unitaires constantes de produits fluides, liquides ou pâteux. L'invention a encore pour objet un dispositif de conditionnement et de distribution de produits fluides, liquides ou 10 pâteux, du type flacon rigide à poche souple, comprenant une pompe doseuse telle que décrite cidessus, assurant un fonctionnement satisfaisant quelle que soit la position du flacon rigide. L'invention a aussi pour objet un dispositif de condi15 tionnement et de distribution de produits fluides ou liquides, du type flacon rigide à évent, comprenant une pompe doseuse telle que décrite ci-dessus, montée de manière étanche sur un flacon pourvu d'un évent. Conformément à la présente invention, la pompe doseuse à 20 actionnement manuel, pour flacon rigide, est du type à double clapet, comprenant un clapet inférieur d'admission et un clapet supérieur d'expulsion à l'entrée et à la sortie, respectivement, d'une chambre de dosage, et elle se distingue en ce que la chambre de dosage est montée coulissante sur le 25 clapet inférieur. Suivant une forme préférentielle de réalisation de l'invention, le clapet inférieur est fixé sur un tube creux communiquant avec la poche, tandis que le clapet supérieur est monté à l'extrémité de la buse de sortie de la pompe. Cette 3C forme de réalisation présente l'avantage de constituer une fermeture extrême qui réduit à néant le volume mort de produit en sortie de poussoir, ce qui facilite la préservation de ce dernier et évite une accumulation disgracieuse de produit à la sortie du poussoir qui pourrait, en se desséchant, obturer la 35 buse de sortie. Le clapet inférieur, sur lequel coulisse la chambre de la pompe, fait office de piston, ce qui simplifie la fabrication de la pompe. Conformément à une autre caractéristique préférentielle 5 de l'invention, les deux clapets, inférieur et supérieur, sont identiques. Suivant une forme de réalisation simple et peu onéreuse, les clapets sont constitués par un capuchon cylindrique en matière élastique percé en son centre, fixé sur une pièce 10 cylindrique formant support et comportant un orifice annulaire entourant en son centre un élément venant en regard du trou du capuchon et masquant ce dernier. Au repos, la paroi frontale du capuchon recouvre l'orifice annulaire et prend appui sur l'élément central. Ainsi le clapet est fermé. Une surpression 15 externe plaque la paroi du capuchon contre son support et maintient alors le clapet fermé. Au contraire, une surpression interne provoque le soulèvement de la lame élastique de la paroi frontale du capuchon, découvrant l'orifice annulaire et entraînant l'ouverture du clapet. Les clapets peuvent être réalisés en toute matière présentant les caractéristiques voulues de flexibilité et d'élasticité, et compatible avec les produits contenus dans le flacon. A titre d'exemple, on peut utiliser des clapets en caoutchouc naturel ou synthétique ou en élastomères thermo25 plastiques, tels que polyesters thermoplastiques, polyuréthannes ou SBS, ou encore en silicones. Il peut être avantageux, conformément à l'invention, de monter la pompe de manière étanche sur le flacon rigide par l'intermédiaire d'une bague ou d'un capot. Suivant une 30 variante, la pompe est montée directement sur le flacon, par exemple par emboîtement. Suivant une forme avantageuse de réalisation le poussoir comporte des moyens pour limiter sa course et adapter la dose à un volume déterminé. Ces moyens peuvent être réalisés en 35 prévoyant par exemple une ou plusieurs butées placées sur la partie mobile du poussoir et coopérant avec des moyens complémentaires sur la partie fixe, ou en jouant sur la longueur de la partie cylindrique du poussoir, ou encore en insérant un manchon limiteur de course du poussoir sur le support. On peut 5 ainsi disposer de dispositifs de distribution de produits fluides prévus pour procurer des doses différentes de produit, en ne modifiant qu'un seul élément constitutif, ou en insérant un élément complémentaire simple. Un tel système est particulièrement économique. Un circuit d'entrée d'air est prévu pour que l'air extérieur puisse pénétrer dans le flacon et compenser le volume de produit expulsé par la pompe. Dans le cas d'un dispositif du type flacon rigide à poche souple, l'air extérieur doit parvenir dans l'espace séparant 15 la poche souple de la paroi intérieure du flacon rigide afin d'y maintenir une pression suffisante pour que la poche puisse se rétracter à chaque expulsion de produit. Ce circuit d'air est de préférence situé au niveau du poussoir de la pompe, et comporte des moyens pour assurer son obturation lorsque le 20 poussoir est relevé, en position de repos. Dans le cas d'un flacon rigide simple, avec ou sans piston racleur, le circuit d'air peut être constitué par une éventation, de préférence dans le fond du flacon. Ainsi, suivant une forme avantageuse de réalisation, on 25 prévoit, dans le fond du flacon rigide, un évent pourvu d'un clapet, pour éviter toute fuite du produit contenu dans le flacon, et d'un filtre pour empêcher l'introduction de polluants, tels que des bactéries, qui pourraient dégrader le produit à distribuer. Dans la variante comportant un évent dans le fond du flacon, il est préférable de prévoir un tube plongeur prolongeant la pompe dans le flacon, l'extrémité du tube plongeur pouvant se trouver à proximité du fond du flacon. Afin d'assurer une bonne étanchéité de l'ensemble 35 constitué par le flacon, la pompe, et éventuellement la poche souple, y compris dans des situations o cet ensemble se trouverait dans une zone de pression suffisamment faible pour être susceptible de provoquer une ouverture des deux clapets, dans le cas de clapets identiques, et d'entraîner une fuite du 5 produit contenu dans la chambre de dosage et dans le flacon, un capot ou capuchon peut être prévu monté amovible sur la tête de distribution. Des moyens peuvent être prévus pour assurer l'étanchéité du montage du capuchon sur la tête, et par exemple le capuchon 10 peut être mis en place par emboîtement grâce à une forme complémentaire du bord interne du capuchon et de la base du nez du poussoir le recevant, ce montage étant complété par un joint torique ou des godrons d'étanchéité. Un tel accessoire complétant la pompe et son poussoir 15 assure une excellente étanchéité dans toutes les conditions de stockage, même en cas de chute de la pression extérieure, et permet de préserver le produit contenu dans le flacon. La pompe conforme à la présente invention présente l'avantage de ne comporter qu'un nombre limité de composants, 20 ce qui réduit les cots de fabrication. Ainsi, la pompe de l'invention ne comporte que 5 ou 6 composants, selon la configuration adoptée; de plus, les clapets inférieur (admission) et supérieur (expulsion) peuvent être identiques, ce qui permet de réduire encore les outillages nécessaires à la 25 fabrication. A titre de comparaison, les pompes couramment utilisées dans la technique des flacons à poche souple pour produits cosmétiques ou pharmaceutiques comportent généralement entre 15 et 20 composants. La pompe est généralement réalisée en matière plastique 30 telle que le polyéthylène ou le polypropylène de densité appropriée pour lui conférer les propriétés mécaniques voulues. La poche peut être réalisée en une matière plastique choisie par exemple parmi un polyéthylène, un polypropylène, 35 un polyamide, un copolymère d'éthylène et d'alcool vinylique -7 (EVOH), un polyéthylène basse densité, etc. Il peut s'agir de matières monocouches ou de complexes multicouches incluant une couche métallique, par exemple une couche d'aluminium formant barrière renforçant l'étanchéité, combinée à une ou plusieurs couches de matière plastique. La poche peut être fabriquée à partir de ces matières par des techniques telles que le soufflage en un seul tenant, ce qui présente l'avantage de réduire l'investissement nécessaire à la fabrication. On peut aussi procéder par injection 10 soufflage ou extrusion soufflage d'une paraison dans un moule adapté. On peut également fabriquer la poche par sondage d'un film plastique ou métallique, ou d'un complexe multicouche métal / plastique sur un support formant le col de la poche. Il peut être avantageux de réaliser la poche en une 15 matière adaptée au produit qu'elle contient. Ainsi, à titre d'exemple, la poche peut être en polyéthylène basse densité quand elle doit contenir une crème peu sensible aux effets du milieu extérieur, tandis qu'elle peut être réalisée en un polyamide procurant une meilleure protection contre les effets 20 de l'oxygène et contre la perte par évaporation de la vapeur d'eau, lorsqu'elle doit contenir un produit plus fragile. Les avantages et caractéristiques de la pompe suivant la présente invention apparaîtront dans les exemples non limitatifs de réalisation décrits plus en détail ci-après, en 25 référence aux dessins annexés, qui représentent: Figure 1: une vue schématique en coupe d'une pompe montée sur le col d'un récipient rigide, présentée en position de repos, poussoir relevé. Figures 2a et 2b: une vue en coupe partielle d'un 30 dispositif de distribution de produits fluides, liquides ou pâteux, comprenant une pompe suivant la Figure 1 montée sur un simple flacon, le poussoir étant en position haute (Fig. 2a) ou basse (Fig. 2b). Figures 3a et 3b: une vue en coupe partielle d'une 35 variante du dispositif de la Figure 2 o le poussoir, en position haute sur la Fig. 3a et en position basse sur la Fig. 3b, est adapté à l'expulsion d'une petite dose de produit. Figures 4 a et 4b: une vue en coupe partielle d'une autre variante du dispositif de la Figure 2 o la course du 5 poussoir, en position haute sur la Fig. 4a et en position basse sur la Fig. 4b, est limitée par un manchon. Figure 5: une vue en coupe d'une variante du dispositif de la Figure 1, comportant un tube plongeur et un évent au fond du flacon. Figure 6: une vue agrandie en coupe du nez de distribution du poussoir portant un capuchon d'obturation étanche. La pompe (1) représentée sur la Figure 1 est montée sur le corps (2) d'un flacon rigide par l'intermédiaire d'un capot (3) . A cet effet, le capot (3) comporte un trou cylindrique 15 (4) dans lequel vient se loger le corps (5) de la pompe (1) qui peut y coulisser. La chambre (6) de la pompe (1) est délimitée par le clapet inférieur (7), ou clapet d'admission, et le clapet supérieur (8), ou clapet d'expulsion. Les deux clapets (7) et 20 (8) sont identiques mais montés en opposition, comme indiqué ci-après, c'est-à-dire que le clapet d'admission se ferme quand le clapet d'expulsion s'ouvre, et inversement, en fonction des mouvements de la pompe. Comme le montre la Figure 1, le clapet supérieur (8) est monté à l'extrémité de la buse 25 de sortie de la pompe. La partie supérieure du corps de la pompe présente la forme d'un poussoir (9) permettant à l'utilisateur d'actionner la pompe à partir de la position représentée sur la Figure 1, en enfonçant le poussoir (9) contre le ressort hélicodal 30 métallique (10) placé à l'extérieur de la chambre, de telle sorte qu'il n'entre pas en contact avec le produit sortant de la poche. Dans ce mouvement, le corps de la pompe coulisse dans le trou cylindrique (4) du capot (3), jusqu'à ce que l'extrémité inférieure (11) du corps (5) de la pompe vienne prendre appui contre la collerette (12) solidaire du tube (13) portant le clapet inférieur (7). Dans ce mouvement de descente du poussoir (9), le clapet inférieur (7) reste fermé tandis que le clapet supérieur (8) 5 est ouvert, laissant sortir le produit se trouvant dans la chambre (6). Lorsque l'utilisateur relâche la pression sur le poussoir (9), le corps (5) de la pompe (1) remonte sous l'action du ressort (10) jusqu'à ce que la retenue circulaire (14) vienne 10 en contact contre la butée (15) formée sur la paroi interne du trou cylindrique (4) dans le capot (3). Dans ce mouvement de remontée du poussoir (9) , le clapet supérieur (8) reste fermé tandis que le clapet inférieur (7) est ouvert, laissant pénétrer dans la chambre (6) le produit 15 se trouvant dans la poche (16). La poche (16) est fixée par son col (17) à la base du tube (13), et repose sur l'épaulement (18) formé sur le corps (2) du flacon. La fixation du col (17) sur le tube (13) peut être faite par soudage aux ultrasons. La petite dimension du 20 col (17) de la poche, soit moins du tiers de la section du flacon, facilite sa fabrication par simple technique de soufflage. La pompe étant étanche, ainsi que sa fixation sur le col (17) de la poche (16), un circuit d'entrée d'air est prévu 25 pour que l'air extérieur puisse pénétrer dans l'espace séparant la poche de la paroi intérieure du flacon afin d'y maintenir une pression suffisante pour que la poche puisse se rétracter à chaque expulsion de produit. Ce circuit d'air est matrialisé par l'espace entre la partie extérieure du corps 30 (5) et la paroi interne du trou cylindrique (4), formant un canal laissant passer l'air entre les parois de la pompe et du trou cylindrique. Ce canal est ouvert lorsque le poussoir est actionné, et il est fermé lorsque le poussoir est relevé car dans cette position, la nervure annulaire (19) vient prendre appui contre le bord du trou cylindrique (4) et obture le canal. Les essais effectués avec un dispositif tel que représenté sur la Figure 1, comportant une pompe suivant 5 l'invention, ont mis en évidence une excellente régularité de dosage, et des taux de restitution de l'ordre de 90 à 95% dans le cas de crèmes, selon leur viscosité, et supérieurs à 95% dans le cas de liquides. De plus, l'amorçage de la pompe lors de la première oa utilisation peut être obtenu en 3 ou 4 pressions seulement sur le poussoir. La Figure 2 représente la pompe de la Figure 1 montée de manière étanche sur un simple flacon rigide pour produits fluides, de préférence pour liquides, o la pompe est 15 prolongée dans le flacon par un tube plongeur. Le poussoir de la pompe de la Figure 2a est en position haute, et la retenue circulaire (14) située à la base du poussoir est alors en contact avec l'épaulement formant butée (15) sur la face interne du trou cylindrique recevant le 20 poussoir. Lorsque l'utilisateur presse le poussoir contre le ressort (10) de compression, la base (11) du poussoir vient contre la collerette (12) formant le fond du trou cylindrique (4) comme représenté sur la Figure 2b. La course Hi du poussoir est indiquée sur la Figure 2a et est égale à la 25 distance séparant la collerette (12) de la base (11) du poussoir en position relevée. Le mouvement de descente du poussoir provoque l'ouverture du clapet (8) et l'expulsion du produit se trouvant dans la chambre de dosage (6), tandis que le clapet d'admission (7) 30 reste fermé sous l'action de la surpression dans la chambre. Lorsque l'utilisateur relâche ensuite le poussoir, celuici remonte sous l'action du ressort (10) et la dépression ainsi créée dans la chambre (6) provoque l'ouverture du clapet d'admission (7) et l'entrée de produit provenant du flacon par 35 le tube plongeur (20), tandis que le clapet supérieur (8) reste fermé. La chambre de dosage (6) se remplit ainsi d'une dose de produit qui est prête à être expulsée lorsque l'utilisateur actionnera à nouveau le poussoir. Cette dose de produit reste à l'abri de l'air extérieur grâce à l'étanchéité 5 du clapet supérieur (8). De plus, en raison de la position du clapet supérieur (8) aucune quantité résiduelle de produit ne reste en contact avec l'atmosphère extérieure, ce qui limite les risques d'obturation de l'orifice de sortie par des accumulations de matière. Sur la forme de réalisation représentée sur la Figure 3a, la base cylindrique du poussoir est prolongée au-delà de la retenue circulaire (14), et la hauteur H2 séparant la base (11) du poussoir du fond (12) de la collerette est alors plus réduite. La course du piston est limitée à la hauteur H2, si 15 bien que la pression sur le poussoir ne provoque l'expulsion que d'une dose partielle hors de la chambre (6). Une forme de réalisation équivalente est représentée sur la Figure 4a, o le poussoir (9) est identique à celui de la Figure 2a, mais sa course est limitée par une bague cylin20 drique (21) placée dans le fond du trou cylindrique, sur la base de la collerette (12). La course H3 du poussoir est alors égale à la course Hl du dispositif de la Figure 2a, diminuée de la hauteur de la bague cylindrique (21). La Figure 5 représente un flacon rigide (2) portant la 25 pompe (1) de l'invention comportant les deux clapets (7) et (8) et le poussoir (9) . le flacon (2) est complété par un système d'éventation (22). Le système d'éventation comprend un bouchon (23) inséré dans un trou prévu dans le fond du flacon (2) , et portant un 30 filtre (24) et un clapet (25) de type usuel. Le clapet est conçu de manière à ne laisser entrer l'air extérieur dans le flacon que lorsqu'une dépression se forme dans ce dernier, c'est-à-dire quand une dose de produit est aspirée par le tube plongeur (20) du flacon vers la chambre de dosage (6). Ainsi de l'air est introduit dans le flacon (2) à chaque actionnement du poussoir (9) de la pompe (1) pour compenser le volume de la dose expulsée, sans contaminer le produit contenu dans le flacon, grâce au filtre (24). La Figure 6 montre le détail du clapet supérieur (8) portant un capuchon (26) monté de manière étanche sur le nez du poussoir (9). L'étanchéité est obtenue au moyen d'une nervure (27) coopérant avec la base du capuchon cylindrique (26) réalisé en matière élastique. Elle est complétée par les 1o nervures (28) formée sur la base cylindrique du clapet supérieur (8). Le capuchon (26) enveloppe ainsi totalement le clapet (8), assurant une obturation étanche du dispositif. Comme le montre la Figure 6, la buse de sortie de produit comprend un orifice annulaire (29) entourant un élément cylin15 drique (30) qui se trouve en regard du trou (31) formé dans la face frontale du clapet (8). En position d'obturation, la face frontale du clapet (8) s'applique sur l'élément cylindrique (30) et masque l'orifice annulaire (29). En raison de la flexibilité et de l'élasticité de la matière constituant le 20 clapet (8), une surpression dans le conduit de l'orifice (29) provoque l'écartement du bord du clapet autour du trou central (31), laissant passer le produit sortant de la chambre de dosage (6). Le capuchon étanche (26), en masquant le nez du poussoir (9), empêche qu'une éventuelle chute de pression 25 extérieure ne provoque le même phénomène, et assure donc la sécurité du produit contenu dans le flacon, au stockage. REVENDICATIONS 1. Pompe doseuse (1) à actionnement manuel pour flacon rigide (2), du type à double clapet, comprenant un clapet inférieur d'admission (7) et un clapet supérieur d'expulsion (8) à l'entrée et à la sortie, respectivement, d'une chambre 5 de dosage (6), caractérisée en ce que la chambre de dosage (6) est montée coulissante sur le clapet inférieur (7). 2. Pompe doseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet inférieur (7) est fixé sur un tube creux (13) communiquant avec l'intérieur du flacon. 3. Pompe doseuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le clapet supérieur (8) est monté à l'extrémité de la buse de sortie de la pompe et constitue une fermeture extrême. 4. Pompe doseuse selon l'une quelconque des revendi15 cations précédentes, caractérisée en ce que les clapets inférieur (7) et supérieur (8) sont identiques. 5. Pompe doseuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (11, 21) pour limiter la course du poussoir. 6. Pompe doseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est montée de manière étanche sur le flacon rigide (2) par l'intermédiaire d'une bague ou d'un capot (3). 7. Pompe doseuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est montée directement 25 sur le flacon rigide (2) 8. Pompe doseuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est montée sur le col (17) d'une poche souple (16) placée dans le flacon rigide (2). 9. Pompe doseuse selon la revendication 8, caractérisée 30 en ce qu'elle comprend un circuit d'entrée d'air dans l'espace séparant la poche souple (16) de la paroi intérieure du flacon rigide (2). 10. Pompe doseuse selon la revendication 9, caractérisée en ce que le circuit d'entrée d'air est situé au niveau du poussoir de la pompe, et comporte des moyens (19) pour assurer son obturation lorsque le poussoir (9) est relevé, en position de repos. 11. Pompe doseuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est montée de manière étanche sur le col du flacon rigide (2), dont le fond comporte un évent (22). 12. Pompe doseuse selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'évent (22) est pourvu d'un clapet (25) et d'un filtre (24). 13. Dispositif de conditionnement et de distribution de produits fluides, liquides ou pâteux, caractérisé en ce qu'il 15 comprend une pompe doseuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, associée à un flacon rigide.