Brevet FR2864044A1 — publié le 20050624

La présente invention concerne un organe de distribution de produit fluide comprenant les composants suivants: un corps destiné à être associé à un récipient, une tête de distribution montée mobile en translation axiale par rapport au corps, ladite tête étant déplaçable par rapport au corps sur une course d'actionnement, ladite tête comportant un poussoir comprenant une paroi d'appui définissant une surface externe d'appui et une surface interne et une jupe latérale s'étendant à partir de ladite paroi d'appui, ladite jupe latérale comportant une surface externe et une surface interne, une chambre définie entre ledit corps et ladite tête, ladite chambre étant pourvue d'au moins un clapet d'entrée et/ou io de sortie, un orifice de distribution par lequel du produit fluide est distribué. La présente invention concerne également un distributeur de produit fluide incorporant un tel organe de distribution pouvant notamment être utilisé dans les secteurs de la pharmacie ou de la cosmétique. De nombreux systèmes de distribution de produit fluide, notamment qui intègrent une pompe comme organe de distribution, existent à l'heure actuelle. Ces systèmes peuvent présenter des caractéristiques structurelles et fonctionnelles plus ou moins distinctes donnant ainsi lieu à des dispositifs plus ou moins simples à assembler et plus ou moins coûteux. Les distributeurs de produit fluide comportent un récipient, un organe de distribution, tel qu'une pompe ou une valve, monté sur ledit récipient, et un poussoir permettant d'actionner ledit organe de distribution afin de distribuer un volume de produit fluide contenu dans le récipient à travers un orifice de distribution. En outre, la plupart des dispositifs renferment une chambre comportant un clapet d'entrée et/ou un clapet de sortie isolant le produit fluide contenu dans le récipient de l'extérieur. Le document WO 02/096776 divulgue par exemple un mode de réalisation d'un dispositif de distribution dans lequel un embout médian est intégré à un poussoir afin de servir d'organe mobile de clapet d'entrée. Dans ce cas, l'actionnement du poussoir entraîne tout d'abord un contact avec un piston qui est alors déplacé en translation axiale. Ce déplacement engendre alors simultanément une fermeture du clapet d'entrée et une ouverture du clapet de sortie. La descente du piston est alors à l'origine d'une réduction de volume de la chambre de pompe ayant pour effet d'expulser le produit fluide contenu dans ladite chambre. Ensuite, le poussoir est rappelé vers sa position initiale de repos. Le poussoir se désolidarise du piston qui reste momentanément immobile. Le déplacement relatif entre le piston et le poussoir engendre l'ouverture du clapet d'entrée, afin de mettre la chambre en communication avec le récipient, et la fermeture simultanée du clapet de sortie pour isoler la chambre de l'extérieur. Ainsi, le piston demeure immobile jusqu'à ce qu'un épaulement du poussoir vienne en butée contre un épaulement correspondant du piston. Le piston est alors entraîné en translation et remonte vers sa position initiale provoquant alors une dépression dans la chambre à l'origine de l'aspiration du produit fluide contenu dans le récipient. Ainsi, il s'avère que ce mode de réalisation tel que décrit n'intègre pas de précompression, l'ouverture et la fermeture du clapet d'entrée et du clapet de sortie se faisant simultanément indépendamment de toute élévation de pression dans la chambre de pompe. En outre, selon cette invention, les mouvements du piston et de l'embout médian ne sont synchrones que sur une courte distance de la course d'actionnement du poussoir, ces deux éléments nécessitant d'évoluer à des vitesses de translation axiale distinctes pour que la pompe ci-décrite fonctionne correctement. Par conséquent, le dispositif de distribution faisant l'objet de ce brevet présente un principe de fonctionnement complexe entraînant ainsi une difficulté d'assemblage et de fabrication dudit dispositif ainsi qu'un coût de revient sensiblement élevé. La présente invention a pour but de fournir un organe de distribution et un distributeur de produit fluide incorporant un tel organe de distribution qui ne reproduit pas les inconvénients précités. En particulier, la présente invention a pour but de fournir un organe de distribution tel qu'une pompe à précompression empêchant tout risque de contamination du produit et assurant d'une part une bonne étanchéité et d'autre part une bonne reproductibilité des doses distribuées à chaque actionnement. La présente invention a encore pour but de fournir un organe de distribution et un distributeur incorporant un tel organe de distribution simple à fabriquer, à assembler et de coût relativement faible. La présente invention se propose de résoudre les problèmes 5 susmentionnés en mettant au point un organe de distribution de produit fluide comprenant les composants suivants: - un corps destiné à être associé à un récipient, -une tête de distribution montée mobile en translation axiale par rapport au corps, ladite tête étant déplaçable par rapport au corps sur une course d'actionnement, ladite tête comportant un poussoir comprenant une paroi d'appui définissant une surface externe d'appui et une surface interne et une jupe latérale s'étendant à partir de ladite paroi d'appui, ladite jupe latérale comportant une surface externe et une surface interne, - une chambre définie entre ledit corps et ladite tête, ladite chambre étant 15 pourvue d'au moins un clapet d'entrée et/ou de sortie, - un orifice de distribution par lequel du produit fluide est distribué, caractérisé en ce que ledit poussoir est pourvu d'une tige axiale, ladite tige axiale formant ledit au moins un clapet d'entrée et/ou de sortie en coopération avec au moins un des composants. Avantageusement, ladite tête de distribution comprend un insert associé de manière solidaire au poussoir. Avantageusement, ledit insert et ladite tige axiale sont solidaires dans leur déplacement sur l'ensemble de la course d'actionnement de ladite tête de distribution. Avantageusement, ladite tige axiale comporte un siège de clapet de sortie apte à coopérer avec ledit insert, ledit insert comportant un organe mobile de clapet de sortie. Avantageusement, ledit siège de clapet de sortie comprend une surface cylindrique apte à coopérer avec une lèvre annulaire de l'organe mobile de clapet de sortie pour mettre en communication ladite chambre avec un espace d'expulsion qui s'étend avantageusement autour de ladite tige axiale. Avantageusement, ledit insert comporte un canal de sortie reliant ledit espace d'expulsion à l'orifice de distribution. Avantageusement, l'insert comporte une couronne en prise avec ladite surface interne de la jupe latérale, une bride radiale en prise avec ladite surface interne de la paroi d'appui et une manchette, ladite manchette comportant une lèvre de piston en contact de coulissement étanche avec ledit corps. Avantageusement, l'insert est une pièce unique déformable. Avantageusement, ladite tige axiale comporte un organe mobile de clapet d'entrée apte à coopérer avec un siège de clapet d'entrée formé par ledit corps. Avantageusement, ledit organe mobile de clapet d'entrée comprend au moins une rainure longitudinale apte à coopérer avec un bourrelet annulaire du siège de clapet d'entrée pour mettre en communication ledit récipient avec ladite chambre. Avantageusement, ladite jupe latérale comporte ledit orifice de distribution. Avantageusement, la couronne de l'insert comporte un système de tourbillonnement, ledit système de tourbillonnement se situant en vis-àvis de l'orifice de distribution. En variante, la surface interne de la jupe latérale comporte un système de tourbillonnement en vis-à-vis de l'orifice de distribution, ledit système de tourbillonnement étant réalisé de manière monobloc dans ladite jupe latérale. Il s'agit là d'une caractéristique qui peut être mise en oeuvre indépendamment du fait que le poussoir forme une tige axiale de clapet. Le système de tourbillonnement est ici complété par l'insert qui est reçu fixement dans le poussoir. La présente invention concerne également un distributeur de produit fluide comprenant un récipient et un organe de distribution de produit fluide selon l'invention. En particulier, l'organe de distribution peut tout à fait être adapté à des distributeurs miniatures tels qu'utilisés pour les échantillons. Ainsi, la tige axiale, qui est de préférence réalisée de manière monobloc par le poussoir, a une fonction de siège et/ou d'organe mobile de clapet d'entrée ou de sortie. L'insert engagé fixement dans le poussoir est réalisé de manière séparée pour des raisons de techniques de moulage. Toutefois, il n'est pas exclu que l'insert puisse être réalisé de manière monobloc par le poussoir, de sorte que la tête de distribution serait alors formée d'une seule pièce. D'autre caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement au cours de la description détaillée suivante de plusieurs exemples de réalisation de la présente invention donnés à titre d'exemples non limitatifs en regard des dessins joints, et sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique globale en section transversale d'un distributeur de produit fluide incorporant un organe de distribution selon l'invention, la figure 2 est une vue agrandie du distributeur de la figure 1 et en particulier de l'organe de distribution de la présente invention, la figure 3 est vue agrandie d'une variante de réalisation du distributeur selon l'invention, et la figure 4 est une vue agrandie d'une autre variante de réalisation du distributeur selon l'invention. En référence aux figures, un distributeur de produit fluide selon la présente invention comporte deux éléments constitutifs, à savoir un organe de distribution 1 et un récipient 8. Le récipient 8 comporte une ouverture 80 faisant communiquer l'intérieur dudit récipient 8 avec l'extérieur, un col 83, une paroi latérale 81 s'étendant à partir du col 83 et un fond 82. Le récipient 8 présente avantageusement une forme cylindrique et peut être réalisée avec tous matériaux appropriés: métal, plastique, verre ou autres. La paroi latérale 81 comprend une surface externe 810 en contact avec l'extérieur et une surface interne 811 définissant un réservoir de produit fluide. Le col 83 présente avantageusement une section d'accrochage du côté de sa surface externe 810 destinée à recevoir l'organe de distribution 1. L'organe de distribution 1 comprend un corps 2 destiné à être associé au récipient 8 et une tête de distribution 3. Le corps 2 peut être fixé sur le col 83 du récipient 8 par tous moyens. Le corps 2 présente une symétrique de révolution axiale et est apte à venir s'emmancher sur le col du récipient 8. Le corps 2 comprend un plateau radial 20 à partir duquel s'étend une paroi périphérique 21, un fût 22 et un manchon 23. La paroi périphérique 21 s'étend vers le haut et vers le bas à partir du plateau radial 20. La paroi périphérique 21 présente une surface externe 210 et une surface interne 211. La partie basse de la paroi 21 est avantageusement emmanchée sur le col du récipient 2 de telle sorte que le plateau radial 22 vienne reposer sur le col du récipient et que la surface interne 211 vienne en prise avec la 1 o surface externe 810 du récipient 8. Avantageusement, il résulte de cet emmanchement que la surface externe 210 de la paroi périphérique 21 du corps 2 se place dans la continuité de la surface externe 810 du récipient 8 afin de donner au distributeur une forme générale régulière avantageusement cylindrique. La paroi périphérique 21 peut également comporter au niveau de sa surface interne 211 une saillie interne 2100 destinée à servir de butée haute pour la tête de distribution 3. Le fût 22 définit une surface de coulissement étanche pour une manchette 55 formant un élément de piston. Le manchon 23 forme un siège de clapet d'entrée 230 apte à coopérer avec un organe mobile de clapet d'entrée 70. Le siège de clapet 230 présente avantageusement la forme d'un bourrelet annulaire. Le manchon 23 se prolonge avantageusement vers le bas dans le récipient de telle manière à former un tube plongeur 231 comportant un passage 232 par lequel du produit fluide peut transiter. Le corps 2 tel que décrit est avantageusement réalisé monobloc afin de faciliter l'assemblage de l'organe de distribution. Le corps 2 peut être réalisé en tous matériaux appropriés: métal, plastique, ou autres. La tête de distribution 3 comprend avantageusement deux éléments constitutifs, à savoir un poussoir 4 et un insert 5. La tête de distribution 3 est montée mobile sur le corps 2 de telle sorte à pouvoir se déplacer axialement par rapport au corps 2 sur une course d'actionnement A. Le poussoir 4 comporte une paroi d'appui 40 définissant une surface interne 401 et une surface externe d'appui 400 et une jupe latérale 41 s'étendant vers le bas à partir de ladite paroi d'appui 40. La jupe latérale 41 comporte une surface externe 410 et une surface interne 411. La surface externe 410 présente avantageusement un épaulement externe 4100 destiné à coopérer avec la saillie interne 2100 de la paroi périphérique 21 du corps 2 pour former une butée haute. Ainsi, cette butée permet de définir la position de repos de l'organe de distribution 1 et garantit une fonction d'anti-arrachement de la tête de distribution. Il est à remarquer que dans le mode de réalisation tel que représenté, une partie de la surface interne 211 située entre la saillie interne 2100 et le plateau radial 22, sert de paroi de guidage pour le poussoir 4 garantissant ainsi une meilleure orientation axiale du poussoir lors de son déplacement. Un orifice de distribution 42 est avantageusement prévu au niveau de la jupe latérale 41. L'orifice de distribution 42 peut alors être situé au bout d'un canal dans un bec distributeur 43. Le poussoir 4 est selon l'invention pourvu d'une tige axiale 7 qui est solidaire en déplacement axial dudit poussoir. La tige est formée monobloc ou non avec ledit poussoir. La tige axiale 7 s'étend avantageusement à partir de la paroi d'appui 40 jusque dans le manchon 23. La tige axiale 7 présente une forme avantageusement cylindrique similaire à la forme du manchon 23. La tige axiale 7 forme l'organe mobile de clapet d'entrée 70 apte à coopérer avec le siège de clapet d'entrée 230 du manchon 23. L'organe mobile de clapet d'entrée 70 se présente avantageusement sous la forme d'au moins une rainure longitudinale ménagée le long de la tige axiale 7 sur une hauteur telle que du produit fluide puisse transiter par lesdites rainures pour rejoindre une chambre 6 localisée entre la tête de distribution 3 et le corps 2. La tige axiale 7 comporte également un siège de clapet de sortie 71, ledit siège de clapet de sortie 71 définissant alors avantageusement une surface cylindrique apte à coopérer avec un organe mobile de clapet de sortie 51. L'insert 5 est réalisé en un matériau élastiquement déformable. Il comporte avantageusement une couronne 53, une bride radiale 54 et une manchette 55. L'insert 5 est avantageusement emmanché dans le poussoir 4 de telle sorte que la couronne 53 vienne en prise avec la surface interne 411 de la jupe latérale 41 et que la bride radiale 54 vienne en prise avec la surface interne 401 de la paroi d'appui 40. La manchette 55 est pourvue d'un organe mobile de clapet de sortie comprenant une lèvre de clapet 51 annulaire apte à coopérer avec le siège de clapet de sortie 71 et se termine par une lèvre de piston 550 apte à coulisser de manière étanche dans le fût 22 du corps 2. Ainsi, une fois la tête de distribution 3 montée sur le corps 2, la chambre 6 s'étend autour de la tige axiale 7 occupant un volume allant d'une partie du plateau radial 22 située entre le fût 22 et le manchon 23 jusqu'au clapet de sortie 51, 71. L'insert 5 est selon l'exemple représenté traversé par un canal de sortie 52 permettant de faire communiquer un espace d'expulsion 50 avec l'orifice de distribution 42. L'espace d'expulsion 50 s'étend autour de la tige axiale formant ainsi un espace annulaire s'étendant du clapet de sortie 51, 71 jusqu'à la surface interne 401 de la paroi d'appui 40 du poussoir 4. Il est à noter qu'un réseau d'évidement 530 peut être réalisé au niveau de la couronne 53 de l'insert. Ce réseau forme un système de tourbillonnement 43 tel que représenté en figures 1 et 2. Sur la figure 3, c'est la paroi interne 411 de la jupe, au niveau de l'orifice de distribution 42, qui forme un système de tourbillonnement 43, qui est complété par la surface externe de la couronne 53, formée par l'insert 5. Sur la figure 4, la tête de distribution est dépourvue de système de tourbillonnement, mais comprend un bec distributeur 43 faisant communiquer directement le canal de sortie 52 avec l'orifice de distribution 42 situé au bout du bec. Un ressort de rappel 9 peut avantageusement s'étendre du plateau radial 22, entre la paroi périphérique 21 et le fût 22, jusqu'à la couronne 53 de l'insert 5 tel que représenté sur la figure 1 ou peut être logé entre le plateau radial 22 et l'extrémité inférieure de la jupe latérale 41 telle que représentée sur la figure 2. Dans ce dernier cas, il peut être envisagé de réaliser un ressort de rappel 9 et un poussoir 4 qui sont monobloc. Le fonctionnement du distributeur incorporant un organe de distribution selon l'invention sera maintenant décrit en référence aux figures 1, 2 et 3 représentant un organe de distribution dans une position de repos. Dans cette position de repos, une quantité de produit fluide est contenu dans la chambre 6, le clapet d'entrée 70, 230 est ouvert alors que le clapet de sortie 51, 71 est fermé. Quand l'utilisateur souhaite distribuer du produit, celui-ci actionne io l'organe de distribution 1 par application d'une pression sur la paroi d'appui 40 du poussoir 4. Cette pression engendre un déplacement axial de la tête de distribution 3 par rapport au corps 2 immobile. Le déplacement de ladite tête de distribution entraîne donc un coulissement de la surface externe 410 de la jupe latérale 41 et de la lèvre de piston 550 de la manchette 55 respectivement contre la surface interne 211 de la paroi périphérique 21 et contre le fût 22. De plus, la tige axiale 7 solidaire du poussoir 4 s'enfonce dans le manchon 23. Le coulissement de la tige axiale 7 dans le manchon 23 entraîne une fermeture du clapet d'entrée 70, 230, le produit contenu dans le récipient 2 ne pouvant ainsi plus accéder à la chambre 6. La descente de la tête de distribution est en outre à l'origine d'une augmentation de pression dans la chambre 6 ayant pour effet d'ouvrir le clapet de sortie 51, 71. Ainsi, le produit fluide initialement présente dans la chambre 6 peut être chassé de celle- ci du fait d'une réduction de volume de ladite chambre 6. Le produit fluide franchit alors le clapet de sortie ouvert puis gagne l'espace d'expulsion 50 avant d'être acheminé vers un canal de sortie 52. Le produit fluide dans le canal de sortie 52 rejoint alors le système de tourbillonnement centré sur l'orifice de distribution 42. Le produit fluide est ainsi expulsé. Cette expulsion peut se poursuivre jusqu'à mise en butée de l'extrémité inférieure de la jupe latérale 41 contre le plateau radial 22 synonyme d'évacuation complète ou quasi complète du produit contenu dans la chambre 6. Lorsque l'utilisateur cesse d'appuyer sur la paroi 40 du poussoir 4, le ressort de rappel 9 fait automatiquement remonter la tête de distribution 3. Cette 2864044 io remontée de la tête de distribution 3 engendre solidairement une remontée de la lèvre de piston 550 de la manchette 55 ayant alors pour effet d'ouvrir le clapet d'entrée 70, 230 et de fermer le clapet de sortie 51, 71. Le déplacement du piston 550 par rapport au corps 2 crée alors une dépression au niveau de la chambre 6 provoquant l'aspiration du produit renfermé dans le récipient. Ainsi, le produit gagne le tube plongeur 231 en empruntant le passage 232 et atteint le clapet d'entrée 70, 230 situé au niveau du manchon 23. Le produit traverse alors les rainures longitudinales de l'organe mobile de clapet d'entrée 70 pour enfin parvenir à la chambre 6. La chambre 6 se remplit tant que l'épaulement externe io 4100 de la jupe latérale 41 ne vienne en butée contre la saillie interne 2100 de la paroi périphérique 21 du corps 2. Une fois que la tête de distribution 3 est en butée contre le corps 2, la position de repos est atteinte et un cycle peut de nouveau être enclenché par l'utilisateur. Revendications 1.- Organe de distribution de produit fluide (1) comprenant les composants suivants: - un corps (2) destiné à être associé à un récipient (8), -une tête de distribution (3) montée mobile en translation axiale par rapport au corps (2) , ladite tête (3) étant déplaçable par rapport au corps (2) sur une course d'actionnement A, ladite tête (3) comportant un poussoir (4) comprenant une paroi d'appui (40) définissant une surface externe d'appui (400) et une surface interne (401) et une jupe latérale (41) s'étendant à partir de ladite paroi d'appui (40), ladite jupe latérale (41) comportant une surface externe (410) et une surface interne (411), une chambre (6) définie entre ledit corps (2) et ladite tête (3), ladite chambre (6) étant pourvue d'un clapet d'entrée (230, 70) et d'un clapet de sortie (51, 71), - un orifice de distribution (42) par lequel du produit fluide est distribué, caractérisé en ce que ledit poussoir (4) est pourvu d'une tige axiale (7), ladite tige axiale (7) formant ledit au moins un clapet d'entrée (230, 70) et/ou de sortie (51, 71) en coopération avec au moins un des composants. 2.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 1, dans lequel ladite tête de distribution (3) comprend un insert (5) associé de manière solidaire au poussoir (4). 3.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 2, dans lequel ledit insert (5) et ladite tige axiale (7) sont solidaires dans leur déplacement sur l'ensemble de la course d'actionnement A de ladite tête de distribution (3). 4.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 2 ou 3, dans lequel ladite tige axiale (7) comporte un siège de clapet de sortie (71) apte à coopérer avec ledit insert (5), ledit insert (5) comportant un organe mobile de clapet de sortie (51). 5.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 4, dans lequel ledit siège de clapet de sortie (71) comprend une surface cylindrique apte à coopérer avec une lèvre annulaire de l'organe mobile de clapet de sortie (51) pour mettre en communication ladite chambre (6) avec un espace d'expulsion (50) qui s'étend avantageusement autour de ladite tige axiale (7). 6.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 5, dans lequel ledit insert (5) comporte un canal de sortie (52) reliant ledit espace d'expulsion (50) à l'orifice de distribution (42). 7.- Organe de distribution de produit fluide selon les revendications 2 à 6, dans lequel l'insert (5) comporte une couronne (53) en prise avec ladite surface interne (411) de la jupe latérale (41), une bride radiale (54) en prise avec ladite surface interne (401) de la paroi d'appui (40) et une manchette (55), ladite manchette (55) comportant une lèvre de piston (550) en contact de coulissement étanche avec ledit corps (2). 8.- Organe de distribution de produit fluide selon les revendications 2 à 7, dans lequel l'insert (5) est une pièce unique déformable. 9.- Organe de distribution de produit fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite tige axiale comporte un organe mobile de clapet d'entrée (70) apte à coopérer avec un siège de clapet d'entrée (230) formé par ledit corps (2). 10.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 9, dans lequel ledit organe mobile de clapet d'entrée (70) comprend au moins une rainure longitudinale apte à coopérer avec un bourrelet annulaire du siège de clapet d'entrée (230) pour mettre en communication ledit récipient (8) avec ladite chambre (6). 11.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 1, dans lequel ladite jupe latérale (41) comporte ledit orifice de distribution (42). 12.- Organe de distribution de produit fluide selon la revendication 11, dans lequel la couronne (53) de l'insert (5) comporte un système de tourbillonnement (530), ledit système de tourbillonnement se situant en vis-à-vis de l'orifice de distribution (42). 13.- Organe de distribution de produit fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface interne de la jupe forme un système de tourbillonnement (43) centré sur l'orifice de distribution. 14.- Distributeur de produit fluide comprenant un récipient (10) et un organe de distribution de produit fluide (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. * * *