Brevet FR3123231A1 — publié le 20221202

Valve (20) de distribution d’un produit liquide ou pâteux comportant un embout rigide (22), une tige centrale (26) logée dans l’embout, et un clapet (32) annulaire d’obturation qui est réalisé en une seule pièce en matériau déformable élastiquement, qui est monté sur la tige centrale (26) par emboîtement élastique et qui est retenu axialement par rapport à cette tige centrale (26). Figure pour l'abrégé : 4 VALVE DE DISTRIBUTION D’UN PRODUIT LIQUIDE OU PATEUX Domaine technique de l’invention La présente invention concerne une valve de distribution d’un produit. Il peut s'agir de produits pharmaceutiques ou de produits cosmétiques tels que des crèmes de soins, de consistance fluide, c'est-à-dire des produits liquides ou pâteux. L’invention concerne notamment une valve d'un système de distribution sans air aussi appelé "airless", c'est-à-dire sans reprise d'air, assemblé sur un conteneur dans lequel est conditionné un produit liquide ou pâteux à distribuer. Arrière-plan technique Dans un système ou dispositif de distribution sans air, le produit fluide est conditionné dans un conteneur dont, à tout moment de l'utilisation, le volume correspond précisément à la quantité résiduelle du produit qu'il contient. Avant sa distribution, le produit n'est jamais en contact avec l'air à l'intérieur du conteneur. Un dispositif de distribution sans air est constitué d’une pompe montée sur un conteneur à volume rétractable, l’actionnement de la pompe par l’utilisateur provoquant le prélèvement d’une dose de produit, notamment d’une crème, dans le conteneur et la distribution de la dose de crème via un orifice de sortie qui peut être équipé d’une valve d’obturation. Le dosage précis de la quantité de produit distribué lors de chaque utilisation est assuré au moyen de la pompe intégrée dans le système. Le document WO-A1-2017051127 décrit et représente une valve de distribution d’un produit liquide ou pâteux qui s’étend axialement selon le sens d’écoulement d’amont vers l’aval du produit dans un au moins un canal reliant une portion amont de la valve à un orifice aval de sortie du produit, la valve comportant : - une tige centrale qui s’étend axialement et qui comporte un siège de valve avec une surface d’étanchéité et ; - un clapet annulaire d’obturation de l’orifice aval de sortie qui est réalisé en une seule pièce en matériau déformable élastiquement et qui comporte : (i) un corps tubulaire de clapet qui entoure la tige centrale ; (ii) une tête annulaire de clapet qui est percée en son centre pour former l’orifice aval de sortie de la valve et qui comporte une surface interne d’étanchéité qui est montée mobile entre : * une position fermée vers laquelle elle est rappelée élastiquement et dans laquelle sa surface interne d’étanchéité coopère avec la surface d’étanchéité du siège de valve contre laquelle elle est maintenue en appui élastique étanche à l’air ; * et une position ouverte dans laquelle les deux surfaces d’étanchéité sont espacées l’une de l’autre pour ouvrir un passage d’accès à l’orifice aval de sortie, et dans laquelle la tête annulaire de clapet est rappelée élastiquement vers sa position fermée. Cette conception présente l’avantage d’une grande simplicité de mise en œuvre au regard des dispositifs antérieurs complexes. Cette conception répond aussi de manière adéquate aux exigences nouvelles en matière de recyclage après utilisation, tandis que les valves barrières à l’air de l’art antérieur combinaient le plus souvent métal et plastique dans leur conception en interdisant ainsi de pouvoir les recycler. Une telle valve doit satisfaire aux exigences d’étanchéité et de stabilité requises lorsque le seuil de déclenchement du clapet de la valve est très bas. Lorsqu’une telle valve de distribution est utilisée pour obturer l’orifice de sortie d’un dispositif de distribution qui permet de distribuer des doses de très petit volume, il est impératif que le seuil de déclenchement de la valve de distribution soit très bas pour permettre l’amorçage du dispositif de distribution. En effet, lorsque le volume unitaire à doser et à distribuer est très faible, par exemple de l’ordre de 0,15 ml, la variation de pression induite dans le dispositif lors de la phase d’amorçage peut être insuffisante pour produire la force nécessaire au déclenchement du clapet de la valve d’obturation. Dans un tel cas, le dispositif de distribution ne peut pas être amorcé. En effet, le dispositif constitue alors un volume fermé dans lequel l’air se comprime et se détend successivement sans s’évacuer lorsqu’on actionne la pompe, et sans transfert associé de la crème du conteneur vers la pompe. A titre d’exemple, pour permettre l’amorçage du dispositif de distribution, le seuil de déclenchement de la valve de distribution doit être inférieur à 200 millibars lorsque le volume unitaire à doser, et donc la variation de volume dans le corps de pompe, est égal à 0,15 ml. Lorsque le clapet de la valve de distribution est constitué d’une paroi souple en appui sur une paroi rigide, la contrainte liée au seuil de déclenchement entre en conflit avec la contrainte liée à l’étanchéité de la valve de distribution. En effet, l’appui élastique de la paroi souple du clapet sur la paroi rigide de la tige centrale de la valve de distribution pour permettre le déclenchement du dispositif peut être trop faible pour garantir le contact de la paroi souple sur la paroi rigide de la tige sur la totalité du périmètre de l’orifice de sortie. Pour garantir ce contact, le clapet doit être positionné avec une précision extrême sur la tige d’appui dans l’axe longitudinal de la tige. Dans le document WO-A1-2017051127, la valve d’obturation ne garantit pas suffisamment la précision du positionnement axial du clapet d’obturation par rapport à la tige centrale lorsque le seuil de déclenchement du clapet est très bas. L’agencement pour l’immobilisation axiale du corps tubulaire du clapet y est réalisé obligatoirement par contre dépouille dans la cavité de l’embout et il ne permet pas de garantir la stabilité de ce positionnement axial lors de l’utilisation de la pompe, par exemple lorsque l’utilisateur enfonce brutalement le bouton poussoir. Ainsi, un déplacement d’un dixième de millimètre de la position axiale du clapet d’obturation par rapport à la tige centrale peut provoquer une perte d’étanchéité de la valve de distribution en position de repos. L’invention propose une valve de distribution d’un produit liquide ou pâteux qui s’étend axialement selon le sens d’écoulement d’amont vers l’aval du produit dans au moins un canal reliant une portion amont de la valve à un orifice aval de sortie du produit, la valve comportant : a) - un embout rigide qui comporte une cavité axiale qui débouche à une extrémité aval de l’embout rigide ; b) - une tige centrale qui : -- s’étend axialement ; -- est logée dans la cavité axiale de l’embout rigide ; -- est fixée sur l’embout rigide par emmanchement axial dans ladite cavité axiale ; -- et comporte un siège de valve avec une surface d’étanchéité ; c) - et un clapet annulaire d’obturation de l’orifice aval de sortie qui est réalisé en une seule pièce en matériau déformable élastiquement et qui comporte : - c1) un corps tubulaire de clapet qui entoure la tige centrale ; - c2) une tête annulaire de clapet qui est percée en son centre pour former l’orifice aval de sortie de la valve et qui comporte une surface d’étanchéité qui est montée mobile entre : * une position fermée vers laquelle elle est rappelée élastiquement et dans laquelle sa surface d’étanchéité coopère avec la surface d’étanchéité du siège de valve contre laquelle elle est maintenue en appui élastique étanche à l’air ; * et une position ouverte dans laquelle lesdites deux surfaces d’étanchéité sont espacées l’une de l’autre pour ouvrir un passage d’accès à l’orifice aval de sortie ; - c3) une portion annulaire intermédiaire qui relie la tête annulaire de clapet au corps tubulaire de clapet, qui s’étend selon une extension radiale entre la tête annulaire de clapet et le corps tubulaire de clapet, qui est déformable élastiquement, et qui applique à la tête annulaire de clapet un effort de rappel élastique vers sa position fermée, et dans laquelle : - le clapet annulaire d’obturation est monté et est retenu axialement selon la direction axiale sur la tige centrale par emboîtement élastique du corps tubulaire de clapet sur la tige centrale ; - la tête annulaire de clapet est délimitée axialement par une face amont ; - le clapet annulaire d’obturation est délimité par une face aval ; - la plus grande épaisseur axiale de la tête annulaire de clapet correspond à la distance axiale maximale séparant ladite face amont de ladite face aval; - la portion annulaire intermédiaire est une portion dont l’épaisseur axiale est inférieure à ladite plus grande épaisseur axiale de la tête annulaire de clapet. Selon d’autres caractéristiques de l’invention : - ladite face aval du clapet annulaire d’obturation est sensiblement plane ou est sensiblement en forme d’un tronc de sphère convexe ; - la plus grande épaisseur axiale de la tête annulaire de clapet est supérieure de plus de cinquante pourcent à l’épaisseur de ladite portion annulaire intermédiaire ; - - la surface d’étanchéité du siège de valve est une surface tronconique axiale convexe d’étanchéité, et la surface d’étanchéité de la tête annulaire de clapet est une surface tronconique axiale concave d’étanchéité qui est complémentaire de la surface tronconique axiale convexe d’étanchéité du siège de valve ; - le corps tubulaire de clapet est retenu axialement par rapport à la tige centrale par une paire de surfaces annulaires opposées de butée dont l’une orientée vers l’aval est formée dans le clapet annulaire d’obturation et dont l’autre orientée vers l’amont est formée sur la tige centrale ; - la tige centrale comporte une nervure annulaire radiale en saillie qui est logée dans une gorge radiale complémentaire du clapet annulaire d’obturation, la surface de butée est formée sur ladite nervure, et l’autre surface de butée appartient à ladite gorge ; - les deux surfaces annulaires opposées de butée sont en appui élastique l’une contre l’autre ; - une extrémité amont de la tige centrale est en appui axial contre une portion en vis-à-vis d’un fond de la cavité, et une nervure annulaire radiale en saillie de la tige centrale est fixée par emboîtement élastique et est retenue axialement dans une gorge complémentaire de la cavité ; - la nervure annulaire radiale en saillie coopère de manière étanche avec la gorge radiale complémentaire de la cavité ; - une face latérale extérieure convexe du corps tubulaire de clapet coopère de manière étanche avec une portion interne complémentaire concave de la paroi latérale interne de la cavité ; - ledit au moins un canal s’étend dans la tige centrale depuis la portion amont de la valve jusqu’à l’orifice aval de sortie du produit ; - le clapet annulaire d’obturation est réalisé en une seule pièce dans un matériau, élastomère thermoplastique ou vulcanisable, dont la dureté Shore A est inférieure ou égale à 70, de préférence inférieure ou égale à 50. Brève descriptions des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : – la est une vue en perspective et en coupe par un plan axial d’un ensemble de distribution intégrant un premier exemple de réalisation d’une valve de distribution selon l’invention ; – la est une vue en perspective éclatée qui représente l’embout rigide, la tige centrale et le clapet annulaire d’obturation de la valve de distribution représentés à la ; – la est une vue en coupe par un plan axial de l’embout rigide, de la tige centrale et du clapet de la valve de distribution représentés à la ; – la est une vue en coupe par un plan axial des trois composants de la valve de distribution illustrés aux figures 2 et 3 qui sont représentés en position assemblés ; – la est une vue à grande échelle et en coupe par un plan axial de la tige de valve et du clapet annulaire d’obturation de la valve de distribution selon un exemple de réalisation de l’invention. Valve (20) de distribution d’un produit liquide ou pâteux qui s’étend axialement (X) selon le sens d’écoulement d’amont vers l’aval du produit dans au moins un canal (44) reliant une portion amont de la valve (20) à un orifice aval de sortie du produit, la valve comportant : a) - un embout rigide (22) qui comporte une cavité axiale (24) qui débouche à une extrémité aval de l’embout rigide (22) ; b) - une tige centrale (26) qui : -- s’étend axialement (X) ; -- est logée dans la cavité axiale (22) de l’embout rigide (22) ; -- est fixée sur l’embout rigide (22) par emmanchement axial dans ladite cavité axiale ; -- et comporte un siège de valve (30) avec une surface (31) d’étanchéité ; c) - et un clapet (32) annulaire d’obturation de l’orifice aval de sortie qui est réalisé en une seule pièce en matériau déformable élastiquement et qui comporte : - c1) un corps tubulaire (34) de clapet qui entoure la tige centrale (26) ; - c2) une tête (36) annulaire de clapet qui est percée en son centre pour former l’orifice aval de sortie de la valve et qui comporte une surface (37) d’étanchéité qui est montée mobile entre : * une position fermée vers laquelle elle est rappelée élastiquement et dans laquelle sa surface (37) d’étanchéité coopère avec la surface (31) d’étanchéité du siège (30) de valve contre laquelle elle est maintenue en appui élastique étanche à l’air ; * et une position ouverte dans laquelle lesdites deux surfaces d’étanchéité (31, 37) sont espacées l’une de l’autre pour ouvrir un passage d’accès à l’orifice aval de sortie ; - c3) une portion annulaire (38) intermédiaire qui relie la tête (36) annulaire de clapet au corps tubulaire (34) de clapet, qui s’étend selon une extension radiale (L38) entre la tête (36) annulaire de clapet et le corps tubulaire (34) de clapet, qui est déformable élastiquement, et qui applique à la tête annulaire (36) de clapet un effort de rappel élastique vers sa position fermée, et dans laquelle : - le clapet (32) annulaire d’obturation est monté et est retenu axialement selon la direction axiale (X) sur la tige centrale (26) par emboîtement élastique du corps tubulaire (34) de clapet sur la tige centrale (26) ; - la tête (36) annulaire de clapet est délimitée axialement par une face amont (52) ; - le clapet (32) annulaire d’obturation est délimité par une face aval (39) ; - la plus grande épaisseur axiale (e36) de la tête (36) annulaire de clapet correspond à la distance axiale maximale séparant ladite face amont (52) de ladite face aval (39); - la portion annulaire intermédiaire (38) est une portion dont l’épaisseur axiale (e38) est inférieure à ladite plus grande épaisseur axiale (e36) de la tête (36) annulaire de clapet. Valve (20) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite face aval du clapet (32) annulaire d’obturation est sensiblement plane ou est sensiblement en forme d’un tronc de sphère convexe. Valve (20) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plus grande épaisseur axiale (e36) de la tête (36) annulaire de clapet est supérieure de plus de cinquante pourcent à l’épaisseur (e38) de ladite portion annulaire intermédiaire (38). Valve (20) selon la revendication 1, caractérisée en ce que : - la surface d’étanchéité du siège (30) de valve est une surface tronconique axiale convexe (31) d’étanchéité ; - la surface d’étanchéité (37) de la tête annulaire (36) de clapet est une surface tronconique axiale concave (37) d’étanchéité qui est complémentaire de la surface tronconique axiale convexe (31) d’étanchéité du siège (30) de valve. Valve (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps tubulaire (34) de clapet est retenu axialement par rapport à la tige centrale (26) par une paire de surfaces annulaires opposées de butée (46, 48) dont l’une (48) orientée vers l’aval est formée dans le clapet annulaire (32) d’obturation et dont l’autre (46) orientée vers l’amont est formée sur la tige centrale (26). Valve selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la tige centrale (26) comporte une nervure annulaire radiale en saillie (28) qui est logée dans une gorge radiale complémentaire (50) du clapet (32) annulaire d’obturation, en ce que la surface de butée (46) est formée sur ladite nervure (28), et en ce que l’autre surface de butée (48) appartient à ladite gorge (50). Valve selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que les deux surfaces annulaires opposées de butée (46, 48) sont en appui élastique l’une contre l’autre. Valve (20) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’une extrémité amont (18) de la tige centrale (26) est en appui axial contre une portion en vis-à-vis d’un fond (23) de la cavité (24), et en ce qu’une nervure annulaire radiale en saillie (29) de la tige centrale (26) est fixée par emboîtement élastique et est retenue axialement dans une gorge complémentaire (21) de la cavité (24). Valve (20) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la nervure annulaire radiale en saillie (29) coopère de manière étanche avec la gorge radiale complémentaire (21) de la cavité (24). Valve (20) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’une face latérale extérieure convexe (40) du corps tubulaire (34) de clapet (32) coopère de manière étanche avec une portion interne complémentaire concave (25) de la paroi latérale interne (19) de la cavité (24). Valve (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit au moins un canal (44) s’étend dans la tige centrale (26) depuis la portion amont de la valve (20) jusqu’à l’orifice aval de sortie du produit. Valve (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le clapet (32) annulaire d’obturation est réalisé en une seule pièce dans un matériau, élastomère thermoplastique ou vulcanisable, dont la dureté Shore A est inférieure ou égale à 70, de préférence inférieure ou égale à 50.