Brevet FR2997938A1 — publié le 20140516

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de remplissage d'un réservoir de produit fluide comprenant un fût de coulissement dans lequel un piston suiveur coulisse de manière étanche, le piston suiveur formant une cloison mobile entre un espace de stockage de produit fluide et un espace mort, l'espace de stockage et l'espace mort communiquant avec l'extérieur à travers des ouvertures respectives haute et basse. Il s'agit là d'un réservoir classique fréquemment utilisé dans les domaines de la cosmétique ou de la pharmacie. Ce type de réservoir, que l'on peut qualifier de réservoir à piston suiveur, est conventionnellement rempli de produit fluide à partir d'une réserve de produit fluide, d'un doseur à vanne trois voies, et de moyens de mise sous pression/dépression, tel qu'une pompe ou un vérin. Une buse de remplissage est introduite dans l'ouverture du réservoir dont le piston suiveur est positionné à proximité de l'ouverture basse. Dans un premier temps, la vanne trois voies du doseur fait communiquer la réserve avec les moyens de pression. L'action des moyens de pression/dépression permet d'aspirer une dose de produit fluide de la réserve dans une chambre de la vanne. Ensuite, une rotation de la vanne permet de faire communiquer les moyens de pression avec la buse de remplissage. L'actionnement inverse des moyens de pression permet de générer une pression pour chasser le contenu de la chambre de la vanne à travers la buse dans le réservoir à piston suiveur. La vanne revient ensuite dans sa position initiale pour charger la prochaine dose à partir de la réserve par aspiration générée par les moyens de pression. Lors de cette opération de remplissage, le piston suiveur du réservoir reste statique dans sa position basse à proximité de l'ouverture basse. L'espace de stockage est rempli de produit fluide, alors que l'espace mort reste inchangé. Avec cette technique classique de remplissage qui met en oeuvre un doseur (vanne trois voies) et des moyens de pression/dépression, le produit fluide est simplement injecté dans l'espace de stockage du réservoir à piston suiveur. Il s'ensuit que des poches d'air peuvent se former dans le produit fluide à l'intérieur de l'espace de stockage. Ceci est notamment le cas à proximité du piston suiveur et à proximité de l'ouverture haute, notamment lorsqu'elle est réalisée sous la forme d'un col à ouverture rétrécie. Plus le produit fluide injecté est visqueux, et plus les risques de formation de poche sont élevés, surtout dans les zones difficilement accessibles formant des coins à l'intérieur de l'espace de stockage. Un autre inconvénient lié à l'utilisation d'un dispositif de remplissage de l'art antérieur est lié au fait que le nettoyage du doseur représente une opération compliquée en raison de la présence d'une vanne trois voies. Or, il faut nettoyer le doseur à chaque interruption prolongée et lorsque l'on change de nature de produit fluide. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur en définissant un procédé et un dispositif de remplissage qui se passent de l'utilisation d'une vanne trois voies et qui permet d'autre part un remplissage de l'espace de stockage sans risque de présence de poche d'air. Une simplification du dispositif de remplissage est un autre objectif de la présente invention. Pour atteindre ces buts, le procédé de la présente invention propose les étapes suivantes : a) disposer le piston suiveur dans le fût de coulissement de manière à ce que l'espace de stockage présente un volume minimal et l'espace mort un volume maximal, b) raccorder l'ouverture basse de l'espace mort à une source de dépression, c) raccorder l'ouverture haute de l'espace de stockage à une réserve de produit fluide, d) actionner la source de dépression pour déplacer le piston suiveur par aspiration dans le fût de coulissement, de manière à aspirer du produit fluide dans l'espace de stockage croissant à partir de la réserve de produit fluide. Au lieu d'injecter sous pression le produit fluide dans l'espace de stockage, la présente invention propose au contraire d'aspirer le produit fluide dans l'espace de stockage en se servant du piston suiveur qui est déplacé lors de la phase de remplissage de l'ouverture haute vers l'ouverture basse. Etant donné que l'espace de stockage varie lors de la phase de remplissage à partir de son volume initial minimal, voire nul, on garantit que l'espace de stockage est toujours entièrement rempli de produit fluide quelque soit la position finale du piston suiveur. Cela n'est pas possible avec le procédé et le dispositif de l'art antérieur. De plus, ce procédé de remplissage par aspiration élimine tout risque de formation de poche d'air à l'intérieur de l'espace de stockage. D'autre part, il n'y a aucune opération de nettoyage, puisqu'il suffit de remplacer la réserve de produit fluide en cas de changement de produit fluide. Selon un mode de réalisation pratique, lors de l'étape b), le réservoir est reçu dans un godet qui se raccorde de manière étanche à l'ouverture basse de l'espace mort. Dans ce cas, le godet peut être relié à la source de dépression. De préférence, la source de dépression est un vérin, avantageusement un vérin double effet. Optionnellement, le piston suiveur peut être amené dans la disposition de l'étape a) à l'aide du vérin. En effet, on peut se servir du vérin pour amener le piston en position haute à proximité de l'ouverture haute, au cas où il n'aurait pas été dans cette position initialement. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la réserve de produit fluide est pourvue d'un clapet de sortie. D'autre part, la réserve de produit fluide peut être pourvue de moyens de pression aptes à exercer une faible pression sur le produit fluide dans la réserve de produit fluide. Il ne s'agit pas de faire sortir le produit fluide sous pression au niveau de la buse de sortie, mais simplement de surmonter les pertes de charge, les forces de frottement et la viscosité du produit fluide pour faciliter l'action de la source de dépression qui déplace le piston suiveur. Au lieu d'être extraite sous pression hors de la réserve, le produit fluide est présent au niveau de la buse de sortie de la réserve à une pression sensiblement nulle. En d'autres termes, en l'absence de déplacement du piston suiveur, les moyens de pression de la réserve ne permettent pas de faire sortir du produit fluide à travers la buse de sortie. L'invention définit également un dispositif de remplissage qui comprend : - une réserve de produit fluide destinée à être raccordée à l'ouverture haute de l'espace de stockage, - un godet en prise étanche avec l'ouverture basse de l'espace mort, - une source de dépression reliée au godet. La réserve peut être pourvue d'un clapet de sortie et de moyens de pression après exercer une faible pression sur le produit fluide dans la réserve. D'autre part, la source de dépression peut être un vérin avantageusement double effet. L'esprit de l'invention réside dans le fait d'utiliser le piston suiveur du réservoir pour aspirer du produit fluide dans l'espace de stockage du réservoir. L'utilisation d'un vérin pour aspirer le piston suiveur est préférée à celle d'une pompe à vide, car le vérin permet d'appliquer une dépression qui est moins brutale que celle d'une pompe à vide. Un vérin double effet est nécessaire lorsqu'il faut déplacer le piston suiveur dans sa position initiale correspondant à un volume minimal de l'espace de stockage. Il faut noter que l'élément qui aspire le produit fluide à l'intérieur de l'espace de stockage n'a pas besoin d'être nettoyé, comme c'était le cas avec le doseur de l'art antérieur, puisque cet élément est constitué par le piston suiveur, qui par nature est destiné à rester en contact du produit fluide. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur les figures : La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de remplissage selon l'invention dans sa configuration initiale, La figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 dans une configuration juste avant remplissage, La figure 3 est une vue similaire à celle des figures 1 et 2 dans la configuration remplie, et La figure 4 est une vue similaire aux précédentes dans la configuration finale remplie. Le dispositif de remplissage de l'invention comprend un sous ensemble haut essentiellement constitué par une réserve 5 et un sous ensemble bas constitué par une source de pression/dépression 4 associée à un godet 3. Ce dispositif de remplissage est destiné à remplir des réservoirs de produit fluide intégrant des pistons suiveurs. En se référant à la figure 1, on peut voir que le réservoir de produit fluide comprend un corps de réservoir 1 et un piston suiveur 2. Le corps de réservoir 1 définit un fût de coulissement 11 qui est cylindrique. A son extrémité inférieure, le corps 1 comprend un bord annulaire 12 définissant une ouverture basse 13. A son extrémité opposée, le corps 1 définit un épaulement 14 qui se prolonge par un col 15 définissant un bord supérieur annulaire 16. Le corps 15 définit intérieurement une ouverture haute 17 de section réduite par rapport au diamètre du fût de coulissement 11. Le piston suiveur 2 est monté de manière coulissante à l'intérieur du fût 11 et comprend en général deux lèvres d'étanchéité 21 et 22 qui coulissent de manière étanche le long du fût 11. Le piston suiveur 2 forme une cloison mobile à l'intérieur du corps de réservoir 1 de manière à définir un espace de stockage de produit fluide Es au-dessus du piston suiveur 2 qui communique avec l'extérieur à travers l'ouverture haute 17 et un espace mort Em en dessous du piston suiveur 2 qui communique avec l'extérieur à travers l'ouverture basse 13. Lorsque l'espace de stockage Es augmente, l'espace mort Em diminue d'une valeur identique, et vice versa. Sur la figure 1, le piston suiveur 2 est dans sa position haute maximale en butée contre l'épaulement 14 : l'espace de stockage Es présente alors un volume minimal. A l'inverse, l'espace mort Em présente un volume maximal. En se référant brièvement à la figure 3, la situation est inversée : le piston suiveur 2 est dans sa position basse maximale, avec l'espace de stockage Es qui présente un volume maximal et l'espace mort Em un espace minimal. Il s'agit là d'une conception tout à fait classique pour un réservoir à piston suiveur utilisé dans le domaine de la cosmétique ou de la pharmacie pour conditionner des produits fluides visqueux, tels que des crèmes, des gels, des pommades, etc. Le godet 3, qui fait partie du sous ensemble inférieur du dispositif de remplissage de l'invention, est destiné à recevoir la partie inférieure du corps de réservoir 1 de manière stable et étanche. Pour cela, le godet 3 entoure de l'extérieur une partie du corps de réservoir 1 et réalise une étanchéité, par exemple au niveau de son bord annulaire inférieur 12. Le godet 3 peut avantageusement être pourvu d'un joint torique 31 qui vient en contact intime étanche avec le bord annulaire inférieur 12 du corps de réservoir 1. Le godet 3 définit un conduit de passage 32 qui débouche dans l'espace mort Em. D'autre part, la source de dépression/pression 4 peut se présenter sous la forme d'un vérin, avantageusement un vérin double effet, comprenant un cylindre 41 dans lequel un piston est déplaçable en va-et-vient. Le piston n'a pas été représenté sur les figures, seule la tige de piston 42 est visible à l'extrémité supérieure du cylindre 41. Le cylindre 41 comprend un orifice de raccordement 43 qui permet de relier le vérin 4 au godet 3 au moyen d'un tuyau 33. Ainsi, en actionnant le vérin 4, ou plus précisément sa tige de piston 42, une dépression est créée à l'intérieur du cylindre 41 qui est communiquée à l'espace mort Em à travers le tuyau 33 et le conduit 32 du godet 3. Cette dépression aura bien évidemment pour conséquence de déplacer le piston suiveur 2 par aspiration en direction de l'ouverture basse 13, comme on le verra ci-après. Le sous ensemble haut, constitué principalement par la réserve 5, est destiné à coopérer avec l'ouverture haute 17 et l'espace de stockage Es. La réserve 5 est destinée à contenir du produit fluide en grande quantité. Cette réserve est pourvue d'un conduit de sortie 52 qui mène à une buse de sortie 54. Avantageusement, un clapet de sortie 53 est prévu à proximité de la buse de sortie 54 pour des questions de sécurité. Un joint torique 55 est également prévu pour réaliser une étanchéité avec le bord annulaire supérieur 16 du col 15, comme on le verra ci-après. Selon une autre caractéristique avantageuse, la réserve 5 est pourvue de moyens de mise sous pression 51 qui exercent une faible pression sur le produit fluide stocké dans la réserve 5. Ces moyens de mise sous pression peuvent se présenter sous la forme d'un piston, d'une membrane ou plus simplement d'une arrivée d'air ou de gaz sous pression à l'intérieur de la réserve 5 au-dessus du niveau supérieur du produit fluide. Sur la figure 1, qui constitue la configuration initiale avant remplissage, le réservoir est déjà en place dans le godet 3 avec son piston suiveur 2 en position haute maximale correspondant à un volume minimal de l'espace de stockage Es et un volume maximal pour l'espace mort Em. Le godet 3 est relié à la source de dépression/pression 4. La réserve 5 est positionnée par rapport au réservoir 1 avec sa buse 54 au-dessus de l'ouverture haute 17. A partir de cette configuration initiale, le godet 3 peut être levé ou la buse 54 peut être abaissée de manière à créer un contact étanche entre le joint torique 55 et le bord annulaire supérieur 16 du réservoir, comme représenté sur la figure 2. Dans cette configuration préalable à la phase de remplissage, ni l'espace mort Em ni l'espace de stockage Es n'est plus en contact avec l'extérieur. L'actionnement de la source de dépression/pression va créer une dépression qui est communiquée à l'espace mort Em à travers le tuyau 33 et le conduit 32. Cette dépression dans l'espace mort Em a pour effet de déplacer par aspiration le piston suiveur 2 vers le bas en direction de l'ouverture basse 13. Le déplacement coulissant du piston suiveur 2 engendre symétriquement une augmentation du volume de l'espace de stockage Es et une diminution de sa pression interne. Cette dépression dans l'espace de stockage Es va être mise à profit pour aspirer du produit fluide en provenance de la réserve 5. Pour cela, il faut ouvrir le clapet de sortie 54 de manière à établir une communication de fluide direct entre la réserve 5 et l'espace de stockage Es. Le produit fluide va ainsi être aspiré dans l'espace de stockage Es qui va progressivement augmenter de volume à mesure que le piston suiveur 2 se déplace vers l'ouverture basse 13. Le piston suiveur peut être déplacé jusque dans sa position basse maximale, comme représenté sur la figure 3. Bien évidemment, il est possible d'arrêter le piston suiveur 2 à une position intermédiaire entre les positions maximales haute et basse en actionnant la source de dépression/pression de manière appropriée. En effet, dans certains cas, un remplissage partiel du corps de réservoir est souhaité. Cependant, sur la figure 3, le piston suiveur 2 a été déplacé jusque dans sa position maximale basse, correspondant à un volume maximal pour l'espace de stockage Es. On peut voir que cet espace Es est maintenant complètement rempli de produit fluide, le niveau supérieur du produit fluide N étant visible dans l'ouverture haute 17. Bien que non représenté, des moyens de synchronisation peuvent être prévus pour coordonner l'actionnement de la source de dépression/pression 4, l'ouverture/fermeture du clapet de sortie 53 et éventuellement l'actionnement des moyens de mise sous pression 51 de la réserve 5. La dernière étape du procédé de remplissage consiste à séparer la réserve 5 du réservoir comme représenté sur la figure 4. Le réservoir peut alors être retiré du godet 3. Il est à noter que le piston suiveur 2 peut être amené dans la position représentée sur les figures 1 et 2 à l'aide de la source de dépression/pression 4, notamment avec un vérin double effet. Le vérin est une source de dépression/pression particulièrement bien appropriée au cas d'utilisation de l'invention, car il permet une mise sous dépression/pression sans à-coup brutal, comme cela est souvent le cas avec une pompe à vide. On peut remarquer la grande simplicité du sous ensemble haut, qui hormis la réserve 5, se résume à une buse de sortie 54 pourvue éventuellement d'un clapet de sortie 53. Le nettoyage de tels constituants est relativement simple comparé à un doseur (vanne à trois voies) de l'art antérieur. L'autre sous ensemble constitué par le godet 3 et le vérin 4 est, également extrêmement simple et ne nécessaire aucune opération de nettoyage. Au final, on dispose d'un dispositif et d'un procédé de remplissage extrêmement simple qui ne nécessite pratiquement aucun nettoyage et qui garantit un remplissage parfait du réservoir à piston suiveur sans risque de formation de proche d'air. REVENDICATIONS1.- Procédé de remplissage d'un réservoir de produit fluide comprenant un fût de coulissement (11) dans lequel un piston suiveur (2) coulisse de manière étanche, le piston suiveur (2) formant une cloison mobile entre un espace de stockage de produit fluide (Es) et un espace mort (Em), l'espace de stockage (Es) et l'espace mort (Em) communiquant avec l'extérieur à travers des ouvertures respectives haute (17) et basse (13), le procédé de remplissage comprenant les étapes suivantes : a) disposer le piston suiveur (2) dans le fût de coulissement (11) de manière à ce que l'espace de stockage (Es) présente un volume minimal et l'espace mort (Em) un volume maximal, b) raccorder l'ouverture basse (13) de l'espace mort (Em) à une source de dépression (4), c) raccorder l'ouverture haute (17) de l'espace de stockage (Es) à une réserve de produit fluide (5), d) actionner la source de dépression pour déplacer le piston suiveur (2) par aspiration dans le fût de coulissement (11), de manière à aspirer du produit fluide dans l'espace de stockage (Es) croissant à partir de la réserve de produit fluide (5). 2.- Procédé de remplissage selon la revendication 1, dans lequel lors de l'étape b), le réservoir est reçu dans un godet (3) qui se raccorde de manière étanche à l'ouverture basse (13) de l'espace mort (Em). 3.- Procédé de remplissage selon la revendication 2, dans lequel le godet (3) est relié à la source de dépression (4). 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de dépression (4) est un vérin, avantageusement un vérin double effet. 5.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel le piston suiveur (2) est amené dans la disposition de l'étape a) à l'aide du vérin. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la réserve de produit fluide (5) est pourvue d'un clapet de sortie (53). 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la réserve de produit fluide (5) est pourvue de moyens de pression (51) aptes à exercer une faible pression sur le produit fluide dans la réserve de produit fluide (5). 8.- Dispositif de remplissage d'un réservoir de produit fluide comprenant un fût de coulissement dans lequel un piston suiveur (2) coulisse de manière étanche, le piston suiveur (2) formant une cloison mobile entre un espace de stockage de produit fluide (Es) et un espace mort (Em), l'espace de stockage (Es) et l'espace mort (Em) communiquant avec l'extérieur à travers des ouvertures respectives haute (17) et basse (13), le dispositif de remplissage comprenant : - une réserve de produit fluide (5) destinée à être raccordée à l'ouverture haute (17) de l'espace de stockage (Es), - un godet (3) en prise étanche avec l'ouverture basse (13) de l'espace mort (Em), - une source de dépression (4) reliée au godet (3). 9.- Procédé selon la revendication 8, dans lequel la source de dépression (4) est un vérin, avantageusement un vérin double effet. 10.- Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la réserve de produit fluide (5) est pourvue de moyens de pression (51) aptes à exercer une faible pression sur le produit fluide dans la réserve de produit fluide (5).5