Brevet FR3090417A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Dispositif de distribution de produit fluide [0001] La présente invention concerne une pompe de distribution de produit fluide. [0002] Les documents FR2343137 et FR2403465 décrivent un dispositif comportant une pompe comprenant un corps de pompe dans lequel peut se déplacer un piston, monté coulissant sur une tige d'actionnement, l'effort de poussée exercé sur la tige par l'utilisateur étant transmis au piston par l'intermédiaire d'un ressort, de façon qu'en actionnant la tige d'actionnement, il se produise un déplacement relatif du piston par rapport à la tige. [0003] Cette pompe présente toutefois certains inconvénients. Ainsi, la dispersion de close entre des doses successives est relativement importante. En particulier, en cas d'actionnement non axial par l'utilisateur, le fonctionnement de la pompe peut être impacté négativement. [0004] La présente invention a pour but de fournir une pompe de distribution de produit fluide qui ne reproduit pas les inconvénients susmentionnés. [0005] La présente invention a aussi pour but de fournir une pompe de distribution de produit fluide qui améliore la reproductibilité de close entre les doses successives. [0006] La présente invention a aussi pour but de fournir une pompe de distribution de produit fluide qui améliore la fiabilité de fonctionnement, notamment en cas d'actionnement non-axial. [0007] La présente invention a également pour but de fournir une pompe de distribution de produit fluide qui soit simple et peu coûteux à fabriquer et à assembler. [0008] La présente a donc pour objet une pompe de distribution de produit fluide comportant : - un corps de pompe, comportant une ouverture obturée par un clapet d'entrée, maintenu en place par un porte-clapet fixé clans ledit corps de pompe, - un piston coulissant de manière étanche dans ledit corps de pompe, autour d'une tige creuse, pourvu d'un canal axial interne fermé axialement du côté inférieur de ladite tige et communiquant avec l'extérieur de la tige par un orifice radial, ledit piston comportant sur un bord radialement externe une lèvre d'étanchéité externe pour assurer l'étanchéité contre ledit corps de pompe, et sur un bord radialement interne une lèvre d'étanchéité interne, pour assurer [étanchéité contre ladite tige, - un fouloir coopérant avec ladite lèvre d'étanchéité interne dudit piston, - un ressort d' actionnerncnt disposé entre ladite tige et ledit piston, - un ressort de rappel disposé entre ledit porte-clapet et ladite tige, sollicitant ledit piston vers sa position de repos, ledit porte-clapet comportant un manchon axial recevant ladite tige en position 2 d'actionnement, ledit manchon axial comportant au moins une nervure axiale, pour former une butée mécanique en position d'actionnement de la pompe entre l'extrémité axiale inférieure de ladite tige et ladite au moins une nervure axiale dudit porte-clapet. [0009] Avantageusement, ledit manchon axial comporte au moins deux nervures axiales. [0010] Avantageusement, quatre nervures axiales s'étendent deux à deux de manière diamé- tralement opposées autour d'une ouverture axiale dudit porte-clapet. [0011] Avantageusement, un trou de passage est formé dans ledit manchon axial pour assurer le passage du liquide en position d'actionnement. [0012] Avantageusement, une bague de fixation est prévue pour fixer ledit corps de pompe sur un récipient avec interposition d'un joint de col, un joint de bague étant prévu pour assurer l'étanchéité de ladite bague de fixation avec ledit corps de pompe. [0013] Avantageusement, en position de repos, un bord axial supérieur dudit piston coopère de manière étanche avec ledit joint de bague. [0014] Avantageusement, un évent est prévu dans ledit corps de pompe pour permettre le remplacement par de l'air du produit expulsé par la pompe à chaque actionnement. [0015] La présente invention a aussi pour objet un dispositif de distribution de produit fluide comportant une pompe telle que décrite ci-dessus. [0016] Ces caractéristiques et avantages et d'autres apparaîtront plus clairement au cours de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins joints, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquels : [0017] la figure 1 est une vue schématique en section transversale d'une pompe de dis- tribution de produit fluide de l'art antérieur, en position de repos, [0018] la figure 2 est une vue schématique similaire à celle de la figure 1, en position d'actionnement, [0019] la figure 3 est une vue schématique en section transversale d'une pompe de dis- tribution de produit fluide selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, en position de repos, [0020] la figure 4 est une vue schématique similaire à celle de la figure 3, en position d' actionnement, [0021] la figure 5 est une vue schématique partielle agrandie d'une partie de la pompe de la figure 4, et [0022] la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un porte-clapet Dans la des- cription, les termes "supérieur", "inférieur", "haut" et "bas" se réfèrent à la position droite du dispositif représentée sur les figures 1 à 4. Les termes "axial" et "radial" se réfèrent à l'axe central vertical A de la pompe, représenté sur la figure 1. [0023] En référence aux figures, la pompe comprend un corps de pompe 14. [0024] Une bague de fixation 10 est prévue pour fixer le corps de pompe 14 sur le col d'un récipient (non représenté) avec interposition d'un joint de col 11. Un joint de bague 13 3 assure l'étanchéité de la bague de fixation 10 avec le corps de pompe 14. [0025] Un piston 16 coulisse de manière étanche dans le corps de pompe 14, autour d'une tige 15 creuse, avec un canal axial interne 15a. [0026] Un bord radialement externe du piston 16 forme une lèvre d'étanchéité externe 16a, pour assurer l'étanchéité contre la surface interne du corps de pompe 14. [0027] Un bord axial supérieur 16h du piston 16 assure au repos l'étanchéité contre le joint de bague 13. [0028] Le canal axial interne 15a débouche axialement vers le haut de la tige 15. Vers le bas, le canal 15a est fermé axialcment et communique avec l'extérieur de la tige par un orifice radial 15h. [0029] Le corps de pompe 14 est obturé vers le bas par un clapet d'entrée 20, maintenu en place par un porte-clapet 21. Ce clapet d'entrée obture une ouverture 29, communiquant avec l'intérieur du récipient, et sur laquelle on peut connecter un tube plongeur 29a, de la manière classique bien connue. [0030] La tige 15 comporte un épaulement 23, contre lequel prend appui un ressort d'actionnement 24 appliqué de l'autre côté contre le piston 16. Cc ressort d'actionnement 24 sert à transmettre l'effort de pression de la tige 15 au piston 16. L'épaulement 23 sert également à limiter le déplacement vers le haut de la tige 15, en formant une butée avec le joint de bague 13. [0031] Un ressort de rappel 25 sollicite le piston 16 vers le haut, et, avec lui, la tige 15 par l'intermédiaire du ressort d'actionnement 24. [0032] Quand la pompe est au repos, le bord supérieur 16b du piston 16 est appliqué contre le joint de bague 13. [0033] L'étanchéité entre le piston 16 et la tige 15 est assurée par une partie interne du piston 16, de préférence de forme conique, formant lèvre d'étanchéité interne 31. Pour améliorer l'étanchéité, on peut encore, si cela était nécessaire dans certains cas (par exemple, produit très fluide ou pression élevée nécessaire) prévoir un prolongement 16c du piston vers le haut de la tige 15. [0034] Au repos, l'orifice 15b est au droit de la lèvre 31, de façon à être parfaitement obturé. L'étanchéité entre l'extérieur et l'intérieur du récipient est donc assurée d'une part par le contact entre le bord 16b et le joint 13, d'autre part entre la lèvre d'étanchéité interne 31 et la tige 15. [0035] Pour améliorer l'étanchéité et pour améliorer les conditions du travail de la lèvre 31, la pompe comporte une pièce d'appui ou fouloir 32, mieux visible sur la figure 5, et comportant vers le haut une surface oblique ou tronconique 32a d'inclinaison appropriée par rapport à celle de la lèvre d'étanchéité interne 31 du piston 16. [0036] L'effort exercé par le ressort de rappel 25 sur le piston 16 est ainsi transmis par le fouloir 32. [0037] La surface inférieure 32b du fouloir 32 sert de butée contre le porte-clapet 21, pour limiter la course du piston 16 vers le bas. [0038] Au repos, la force exercée par le ressort de rappel 25 doit être supérieure à celle qui est exercée par le ressort 24 d'actionnement, pour que le bord supérieur 16h du piston 16 soit convenablement appliqué sur le joint de bague 13. Quand on appuie sur la tige 15, la force exercée par le ressort d' actionnement 24 croît rapidement et surpasse sensiblement la force exercée par le ressort de rappel 25 de façon que la différence des poussées exercées par les ressorts 24, 25 corresponde à la pression souhaitée dans la partie inférieure du corps de pompe 14. [0039] Un évent 35 est prévu dans le corps de pompe 14 pour permettre le remplacement par de l'air du produit expulsé par la pompe à chaque actionnement. [0040] La pompe décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante. Au repos, l'étanchéité à l'intérieur du récipient est assurée par le joint de col 11 entre la bague 10 et le récipient (non représenté), par le joint de hague 13 entre la bague 10 et le corps de pompe 14, par le contact entre le bord supérieur 16h du piston 16 et le joint de hague 13, et par la lèvre d'étanchéité interne 31 du piston 16 contre la tige 15. [0041] Le récipient, non représenté sur les dessins, et qui peut être quelconque, est rempli d'un liquide, en particulier pharmaceutique, à distribuer, notamment à pulvériser. [0042] La bague de fixation 10 peut être en métal ou en matière plastique. Elle peut être sertie, vissée, encliquetée ou fixée autrement sur le récipient. [0043] L'utilisateur doit d'abord amorcer la pompe en la faisant fonctionner pour chasser l'air jusqu'à ce que la partie inférieure du corps de pompe 14 soit remplie de liquide. [0044] L'utilisateur enfonce alors la tige 15. Le liquide étant pratiquement incompressible, le piston 16 bougera peu et le ressort d'actionnement 24 se comprimera. La pression du liquide croît d'autant plus que l'extrémité inférieure de la tige 15 s'enfonce dans le corps de pompe 14. Quand la pression parvient à égaliser la force du ressort d'actionnement 24, à la différence près de la force du ressort de rappel 25, le piston 16 ne descend plus et la tige 15, en continuant à s'enfoncer, découvre l'orifice 15b au-dessous de la lèvre d'étanchéité 31. [0045] Le liquide est expulsé rapidement par l'orifice 15b et le canal 15a, vers une tête de distribution (non représentée) assemblée sur la pompe, et la pression est maintenue constante pendant cette opération, par le ressort d'actionnement 24, qui exerce la pression désirée tant que l'orifice 15b est ouvert. Dès que la pression exercée par l'utilisateur est réduite, ou quand la surface inférieure 32b du fouloir 32 bute sur le porte-joint 21, le piston 16, actionné par le ressort d'actionnement 24 vient obturer l'orifice 15b. La distribution s'arrête, elle est donc entièrement effectuée sous pression constante, pression déterminée exactement par le choix des ressorts. [0046] Après quoi, l'utilisateur cesse d'exercer une pression sur la tige 15. Le ressort d'actionnement 24 se détend immédiatement, ce qui assure l'obturation de l'orifice 15h, et le ressort de rappel 25 ramène l'ensemble vers le haut. Du liquide est aspiré par l'orifice 29, en soulevant le clapet 20, tandis que de l'air remplace ce liquide, en passant par l'ouverture centrale du joint de bague 13 autour de la tige 15, et par l'évent 35. Quand le bord supérieur 16h du piston 16 vient en contact du joint de bague 13, l'air ne peut plus rentrer, et le piston 16 est bloqué, la pompe a repris sa position de repos et est prête pour un nouvel actionnement. [0047] Le fouloir 32 permet d'obtenir une étanchéité excellente avec une lèvre d'étanchéité interne 31 réalisée dans la masse du piston 16, c'est-à-dire en un matériau peu coûteux, qui ne requiert pas une précision élevée des caractéristiques dans le temps et en température. Le choix de la dimension du fouloir 32, notamment sa longueur axiale, permet de régler la course du piston 16, c'est-à-dire le volume de la dose distribuée à chaque actionnement. On peut donc, avec un seul modèle de pompe, obtenir des doses très différentes par un choix approprié de la longueur du fouloir. [0048] Un inconvénient de la pompe de l'art antérieur représentée sur les figures 1 et 2 concerne la dispersion de dose. [0049] Ainsi, le volume de la dose est défini par le volume déplacé par le sous-ensemble piston 16 et fouloir 32 d'une part, et par le volume déplacé par la tige 15 d'autre part. Des calculs ont établis que 88% de la dispersion géométrique de la dose provient du volume déplacé par le sous ensemble piston 16 et fouloir 32, et 12% de cette dispersion géométrique provient du volume déplacé par la tige 15. [0050] Or, un inconvénient de la pompe de l'art antérieur représentée sur les figures 1 et 2 concerne la fiabilité de fonctionnement en cas d'actionnement non axial. [0051] Ainsi, la butée de fin de course d'actionnement de la tige est réalisée par le ressort d'actionnement 24 qui se trouve complètement comprimé, avec les spires jointives. Il s'agit donc d'un composant déformable, car même avec des spires jointives, le ressort d'actionnement 24 demeure relativement souple. La fin de dose est donc dépendante d'un composant déformable, et de variations selon l'effort d'actionnement de l'utilisateur et/ou la précision du ressort. [0052] De plus, le piston 16, n'étant en contact avec les parois du corps de pompe 14 que par la lèvre d'étanchéité 16a, ne peut assurer un bon guidage de la tige. Le fouloir 32, n'étant pas en contact avec les parois du corps de pompe 14, ne permet pas d'y remédier. [0053] Une force d'actionnement non axiale exercée sur la tige 15 passe donc par le ressort d'actionnement 24 à spires jointives et par le contact cône sur cône entre la lèvre d'étanchéité interne 31 du piston 16 et la surface oblique 32a du fouloir 32, ces éléments souples étant susceptibles de se déformer ce qui génère un dysfonctionnement de la pompe en position d'actionnement, aussi appelé tillage, susceptible 6 de générer une modification non souhaitée du volume de la dose distribuée. [0054] Selon l'invention, on prévoit une butée mécanique de la pompe entre l'extrémité axiale inférieure 15e de la tige 15 et le porte-clapet 21, pour définir la fin de course d'actionnemcnt de la tige 15. A cet effet, ledit porte-clapet 21 comporte au moins une nervure axiale 21 a formée dans un manchon axial 21c recevant la tige 15 en position d'actionnement. Pour assurer le passage du liquide au-delà dudit contact, un trou de passage 21b est formé dans ledit manchon axial 21c, comme visible sur la figure 6. [0055] De préférence, on prévoit quatre nervures axiales 21a, comme visible sur la figure 6. Ces nervures axiales 21 a peuvent s'étendre deux à deux de manière diamétralement opposées autour d'une ouverture axiale 21 d dudit porte-clapet 21. [0056] Cette butée formée par le contact, en position d'actionnement, entre les nervures 21a du porte-clapet 21 et l'extrémité axiale inférieure de la tige 15, assure une transmission de l'effort d'actionnemcnt directement de la tige 15 au corps de pompe 14, via le porte-clapet 21, sans risque de déformation des éléments souples de la pompe définissant le volume de dose. La reproductibilité de la dose est donc améliorée et le risque de tillage diminué. [0057] Des tests comparatifs entre la pompe de l'art antérieur des figures 1 et 2 et la pompe de l'invention des figures 3 à 6 ont été effectués et sont représentés dans le tableau ci-dessous. [0058] [Tableauxl] Art antérieur Invention Dose moyenne 96,2 pi 90,6 pl Ecart type 7,6 i.d 3,9 gl [0059] On constate que la présente invention génère une dose moyenne légèrement in- férieure en volume, mais que l'écart type, c'est-à-dire la dispersion de dose, est fortement réduit avec la présente invention. En l'occurrence, cette dispersion de dose est diminuée de 48%, ce qui démontre l'efficacité de la présente invention, avec la reproductibilité de la dose entre des actionnements successifs qui est largement améliorée. [0060] La présente invention a été décrite en référence à un mode de réalisation avantageux, mais il est entendu qu'un homme du métier peut y apporter toutes modifications, sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées. 7