Brevet FR3157820A1 — publié le 20250704

Tête de distribution comprenant un gicleur (N) formant un orifice de pulvérisation (O), le gicleur (N) formant, avec le noyau (B2), une chambre de tourbillonnement (C1) centrée sur l’orifice de pulvérisation (O) et plusieurs canaux de tourbillonnement (1) qui débouchent tangentiellement dans la chambre de tourbillonnement (C1), chaque canal de tourbillonnement (1) du gicleur (N) définissant une paroi de fond (10) et deux parois latérales (11, 12), à savoir une paroi latérale longue (11) et une paroi latérale courte (12), caractérisée en ce que la paroi latérale longue (11) d’un canal de tourbillonnement (1) est raccordée à la paroi latérale courte (12) d’un canal de tourbillonnement adjacent (1) par un profil (13) qui fait saillie radialement dans la chambre de tourbillonnement (C1). « Figure pour l’abrégé : figure 2 » Tête de distribution La présente invention concerne une tête de distribution comprenant un corps formant un logement d’insertion dans lequel est disposé un noyau, et un gicleur inséré dans le logement autour du noyau. Le gicleur se présente souvent sous la forme d’un petit godet définissant une paroi frontale qui vient en appui contre le noyau et une paroi cylindrique qui vient en prise autour du noyau. Le gicleur forme un orifice de pulvérisation. Il forme également, avec le noyau, une chambre de tourbillonnement centrée sur l’orifice de pulvérisation et plusieurs canaux de tourbillonnement qui débouchent tangentiellement dans la chambre de tourbillonnement. Chaque canal de tourbillonnement du gicleur définit une paroi de fond et deux parois latérales, à savoir une paroi latérale longue et une paroi latérale courte. Il s’agit là d’une configuration classique pour une tête de distribution à monter sur une pompe ou valve dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique, de la pharmacie, etc. Le document FR2952360A1 décrit une tête de distribution, dont le gicleur forme deux canaux de tourbillonnement qui débouchent tangentiellement dans une chambre de tourbillonnement cylindrique, qui se prolonge ensuite par une chambre de compression tronconique. Les canaux de tourbillonnement, au niveau du gicleur, définissent chacun une paroi de fond et deux parois latérales, à savoir une paroi latérale longue et une paroi latérale courte. La paroi latérale longue définit une extrémité aval qui est tangente à la paroi interne cylindrique de la chambre de tourbillonnement. On peut aussi dire que la paroi interne cylindrique définit un cercle et la paroi longue est tangente à ce cercle. On peut noter que la paroi interne cylindrique de la chambre de tourbillonnement est parfaitement circulaire : elle n’est interrompue qu’au niveau où les canaux de tourbillonnement débouchent dans la chambre de tourbillonnement. Par conséquent, le flux de fluide issu des canaux de tourbillonnement pénètre dans la chambre de tourbillonnement en suivant la paroi interne cylindrique sans aucune perturbation. On sait depuis longtemps que la configuration de la chambre de tourbillonnement, des canaux de tourbillonnement, de l’orifice de pulvérisation et d’autres éléments du gicleur et du corps influent sur la forme du spray (longueur, ouverture), la durée du spray (plus ou moins long), la netteté du cône de spray, la taille des gouttelettes, etc. En somme, sur la qualité du spray. On sait aussi que les turbulences à l’intérieur de la tête de distribution influent également sur la qualité du spray. Et ces turbulences sont générées par la configuration des éléments précités. D’autre part, la plupart des gicleurs sont normalement réalisés en polyoxyméthylène souvent désigné par POM, qui est un matériau thermoplastique dont le degré de cristallinité est élevé, caractérisé par une haute solidité et rigidité. Cependant, il est difficilement recyclable. La présente invention s’est fixée comme objectif de remplacer le POM par un matériau plastique plus facilement recyclable, comme les polyoléfines, tel que le polypropylène souvent désigné par PP. Le changement de matière plastique a toutefois engendré une dégradation de la qualité de spray. Il a donc fallu revoir la conception du gicleur pour retrouver la qualité de spray du gicleur en POM. Les buts à atteindre sont divers, et notamment un spray explosif d’une durée d’environ 0,1 sec, un angle de 30° (+/- 10°), une trace de forme circulaire ou annulaire sur une cible et/ou un cône très propre. Pour ce faire, la présente invention propose une tête de distribution comprenant un corps formant un logement d’insertion, dans lequel est disposé un noyau, et un gicleur, avantageusement en polypropylène, inséré dans le logement d’insertion autour du noyau, le gicleur formant un orifice de pulvérisation, le gicleur formant, avec le noyau, une chambre de tourbillonnement centrée sur l’orifice de pulvérisation et plusieurs canaux de tourbillonnement qui débouchent tangentiellement dans la chambre de tourbillonnement, chaque canal de tourbillonnement du gicleur définissant une paroi de fond et deux parois latérales, à savoir une paroi latérale longue et une paroi latérale courte, dans laquelle la paroi latérale longue d’un canal de tourbillonnement est raccordée à la paroi latérale courte d’un canal de tourbillonnement adjacent par un profil qui fait saillie radialement dans la chambre de tourbillonnement. Ce profil, qui rompt la circularité de la chambre de tourbillonnement, a pour effet de dévier encore davantage le flux de liquide issu du canal de tourbillonnement. Le flux est ainsi plus fortement perturbé que ne le fait la paroi cylindrique circulaire du document FR2952360A1. Le profil fait office de déflecteur juste avant la sortie du canal de tourbillonnement suivant. Avantageusement, le profil est arrondi sans arrête. On peut aussi dire qu’il est continu et lisse, sans décrochement, discontinuité ou changement brusque. Selon une autre caractéristique, le profil peut présenter une section concave et une section convexe. La section concave se raccorde à la paroi latérale longue et la section convexe se raccorde à la paroi latérale courte. Les deux sections se raccordent l’une à l’autre. Selon un autre aspect de l’invention, le profil peut présenter une saillie maximale (ou sommet) dans la chambre de tourbillonnement qui est plus proche de la paroi latérale courte que de la paroi latérale longue. Cette saillie (ou sommet) est avantageusement formée par la section convexe. De préférence, le profil se raccorde sans arrête à la paroi latérale longue. Selon une autre caractéristique de l’invention, les parois latérales longues définissent des extrémités intérieures qui sont tangentes à un cercle externe délimitant une périphérie externe de la chambre de tourbillonnement, les profils faisant saillie radialement à l’intérieur de ce cercle externe. Avantageusement, les profils, au niveau de leurs saillies maximales (ou sommets), définissent un cercle interne, concentrique au cercle externe, le cercle interne ayant un petit diamètre et le cercle externe ayant un grand diamètre, le petit diamètre étant de l’ordre de 60 à 90 %, avantageusement de l’ordre de 70 à 80 % du grand diamètre. Selon un autre aspect, les secteurs convexe et concave forment des segments de cylindres circulaires de rayons différents, qui se raccordent sans arrête entre eux et aux parois latérales longue et courte. Selon un mode de réalisation pratique, le secteur concave qui se raccorde à la paroi latérale longue présente un grand rayon, avantageusement de l’ordre de 0,2 mm, et le secteur convexe qui se raccorde à la paroi latérale courte présente un petit rayon, avantageusement de l’ordre de 0,05 mm. Avantageusement, les parois latérales sont planes. Et même si elles ne sont pas planes, leurs extrémités intérieures sont quand même tangentes au cercle externe. Par ailleurs, les parois latérales d’un canal de tourbillonnement peuvent faire un angle de l’ordre de 20° en se rapprochant vers la chambre de tourbillonnement. Selon un autre aspect de l’invention, une chambre de compression peut être disposée entre la chambre de tourbillonnement et l’orifice de pulvérisation. Le diamètre de cette chambre de compression est plus petit que celui de la chambre de tourbillonnement et plus grand que celui de l’orifice de pulvérisation. L’esprit de l’invention réside dans le fait que la paroi interne de la chambre de tourbillonnement, entre deux canaux de tourbillonnement, ne coïncide pas avec un cercle, mais forme un profil saillant vers l’intérieur qui rompt la cylindricité circulaire de la chambre de tourbillonnement. En définissant un cercle qui passe par les extrémités intérieures des parois latérales longues, on peut dire que les profils pénètrent dans ce cercle. Il faut noter que les caractéristiques du profil qui sont mentionnées ci-dessus peuvent être associées de différentes manières, comme par exemple : - secteur concave, cylindrique circulaire ou non, raccordé avec ou sans arrête au secteur convexe, cylindrique circulaire ou non, - secteur concave, cylindrique circulaire ou non, raccordé avec ou sans arrête à la paroi latérale longue, - secteur convexe, cylindrique circulaire ou non, raccordé avec ou sans arrête à la paroi latérale courte, - parois latérales longue et/ou courte plane(s) ou courbe(s). Néanmoins, selon une forme de réalisation préférée, les parois latérales longue et courte sont planes, les profils se raccordent sans arrête aux parois latérales longues et courte et sont chacun constitués de deux segments de cylindres circulaires de rayons différents qui se raccordent sans arrête. Les extrémités intérieures des parois latérales longues sont tangentes à un cercle externe et les saillies maximales des profils sont tangentes à un cercle interne, dont le diamètre est inférieur à celui du cercle externe. L’invention pourrait aussi être définie comme suit : les extrémités intérieures des parois latérales longues, qui débouchent dans la chambre de tourbillonnement, sont plus éloignées radialement de l’orifice de pulvérisation que les sommets des profils. Ou encore : les profils dévient les flux de liquide issus des canaux de tourbillonnement avec une composante radiale en direction du centre de la chambre de tourbillonnement. Sans sortir du cadre de l’invention, on peut envisager un gicleur avec un seul canal de tourbillonnement et un seul profil, qui pourrait alors s’étendre sur la presque totalité de la périphérie de la chambre de tourbillonnement. Le gicleur est de préférence réalisé en polyoléfine, avantageusement en polypropylène (PP), mais il peut plus généralement être réalisé dans n’importe quel matière plastique facilement recyclable. On peut même mettre en œuvre le profil de l’invention sur des gicleurs classiques réalisés en POM. 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 : FIG. 1 La FIG. 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers une tête de distribution selon un mode de réalisation de l’invention, FIG. 2 La FIG. 2 est une vue en perspective fortement agrandie du gicleur de la tête de distribution de la FIG. 1 , FIG. 3 La FIG. 3 est une vue schématique illustrant l’intérieur du gicleur de la FIG. 2 , et FIG. 4 La FIG. 4 est vue fortement agrandie de la partie centrale de la FIG. 3 . La tête de distribution de l’invention est destinée à être montée sur l’extrémité libre d’une tige de soupape d’une pompe ou d’une valve manuelle. Par appui axial sur la tête, l’utilisateur actionne la pompe ou la valve, de manière à distribuer du produit fluide sous forme dosée ou non. La tête de distribution comprend deux pièces essentielles, à savoir un corps B et un gicleur N. Tous deux peuvent être réalisés par injection/moulage de matière plastique appropriée, telle qu’une polyoléfine, et notamment du polypropylène. Le corps B définit un logement d’insertion B1, dans lequel s’étend un noyau B2 de forme cylindrique avec une paroi frontale plane B21. En amont, le logement de réception B1 est raccordé à un conduit B4, qui lui-même est raccordé à un manchon de montage B3. Ainsi, le produit fluide issu de la tige de soupape de la pompe ou de la valve s’écoule à travers le corps B de la tête de distribution à travers le manchon B3, le conduit B4 et dans le logement de réception B1. Il s’agit là d’une caractéristique tout à fait conventionnelle pour le corps d’une tête de distribution dans les domaines de la cosmétique, de la parfumerie ou encore de la pharmacie. Le gicleur N se présente globalement sous la forme d’un petit godet, qui est engagé dans le logement de réception B1 autour du noyau B2. Le gicleur N a pour fonction de conditionner le produit fluide issu du corps B, de manière à générer un tourbillon ou vortex qui débouche du gicleur sous la forme d’un spray ou nuage de fines gouttelettes pulvérisées. Le gicleur N forme ainsi un canal de sortie dont le bout définit un orifice de pulvérisation O. Par abus de langage, l’expression « orifice de pulvérisation O » couvre également le canal de sortie. Le gicleur N définit aussi, ensemble avec le noyau B2, des passages de liaison N21, des canaux de tourbillonnement 1, et une chambre de tourbillonnement C1. Optionnellement, le gicleur N peut également former une chambre de compression C2. Le gicleur N sera maintenant plus amplement décrit en référence à la FIG. 2 . Le gicleur N comprend une paroi de fond N1 et une paroi périphérique N2, qui se raccordent de manière à forme un petit godet. La paroi de fond N1 est destinée à venir en contact avec la paroi frontale B21 du noyau B2. Quant à la paroi périphérique N2, elle est destinée à venir s’engager autour du noyau B2 à l’intérieur du logement B1. Cette paroi périphérique N2 définit intérieurement plusieurs passages de liaison N21 sous la forme de petites saignées axiales. Ces saignées axiales sont complétées par la paroi périphérique du noyau B2 pour former les passages de liaison N21. La paroi de fond N1 définit en creux les canaux de tourbillonnement 1, qui s’étendent sensiblement radialement. A nouveau, ces canaux de tourbillonnement 1 se présentent sous la forme de saignées, qui seront complétées par la paroi frontale B21 du noyau B2. Les canaux de tourbillonnement 1 sont reliés respectivement aux passages de liaison N21. Au niveau du gicleur N, chaque canal de tourbillonnement 1 comprend une paroi de fond 10 et deux parois latérales 11 et 12. La paroi latérale 11 est plus longue que la paroi latérale 12. Les parois latérales 11 et 12 ne sont pas parallèles, mais s’étendent l’une par rapport à l’autre avec un angle de l’ordre de 20°, orienté de telle manière que chaque canal de tourbillonnement 1 se rétrécie en direction de la chambre de tourbillonnement C1. Les canaux de tourbillonnement 1 débouchent sensiblement tangentiellement dans la chambre de tourbillonnement C1, dont la paroi de fond se confond avantageusement avec la paroi de fond 10 des canaux de tourbillonnement 1. En variante, il est aussi envisageable que la paroi de fond 10 des canaux de tourbillonnement 1 fasse un angle par rapport à la paroi de fond de la chambre de tourbillonnement C1. Bien entendu, la chambre de tourbillonnement C1 visible sur la FIG. 2 est complétée par la paroi frontale B21 du noyau B2 du corps B. Le gicleur N forme également une petite chambre de compression C2, qui s’étend en aval de la chambre de tourbillonnement C1. La chambre de compression C2 définit une paroi cylindrique qui se prolonge par un épaulement tronconique, qui se raccorde à l’orifice de pulvérisation O, qui est ici cylindrique. La présence de cette chambre de compression C2 est optionnelle. Selon l’invention, la paroi de fond N1 forme des profils 13, qui font saillie vers l’intérieur de la chambre de tourbillonnement C1. Chaque profil 13 relie une paroi latérale longue 11 à une paroi latérale courte 12. La fonction de ces profils 13 est de dévier le flux de produit fluide issu des canaux de tourbillonnement 1 vers le centre de la chambre de tourbillonnement C1. On peut aussi dire que les profils 13 forment une sorte de tremplin vers l’intérieur de la chambre de tourbillonnement C1. Les parois latérales 11 et 12 sont de préférence droites et/ou planes, de sorte que le profil 13 peut être défini comme la portion courbe reliant deux parois planes adjacentes 11 et 12 appartenant à deux canaux de tourbillonnement adjacents. La FIG. 3 montre plus clairement la disposition des canaux de tourbillonnement 1, qui s’étendent à partir des passages de liaison N21 vers la chambre de tourbillonnement C1, qui est centrée sur l’orifice de pulvérisation O. On voit bien que les profils 13 font saillie à l’intérieur de la chambre de tourbillonnement C1 et se rapprochent radialement de l’orifice de pulvérisation O. La FIG. 4 , qui est un agrandissement du centre de la FIG. 3 , permet de décrire un mode de réalisation préférentiel de l’invention, en ce qui concerne les profils 13, qui forment une liaison entre les parois latérales longues 11 et les parois latérales courtes 12, respectivement. A cet égard, on peut dire que les parois latérales longues 11 définissent des extrémités internes 112 qui sont tangentes à un cercle externe Ce, qui définit la périphérie externe de la chambre de tourbillonnement C1. On voit bien sur la FIG. 4 que ce cercle Ce coupe les profils 13, qui s’étendent donc à l’intérieur de ce cercle externe Ce. En l’absence des profils 13, la paroi périphérique de la chambre de tourbillonnement C1 serait formée par l’arc de cercle reliant les extrémités internes 112 des parois latérales longues 11 aux parois latérales courtes 12. Les profils 13 viennent interrompre la circularité de la chambre de tourbillonnement C1 en faisant saillie radialement vers l’intérieur. Les profils 13 définissent chacun un sommet 130, qui est situé le plus proche de l’orifice de pulvérisation O. On peut ainsi définir un cercle interne Ci qui passe les sommets 130 des profils 13. Ce cercle interne Ci présente bien entendu un diamètre inférieur à celui du cercle externe Ce, par exemple de l’ordre de 10 à 40%, avantageusement de l’ordre de 20 à 30%. En ce qui concerne la forme des profils 13, on peut remarquer que chaque profil 13 comprend une section concave 131 et une section convexe 132. Ces deux sections 131 et 132 sont raccordées l’une à l’autre, de préférence sans arrête ni discontinuité. La section concave 131 est reliée à l’extrémité intérieure 112 de la paroi latérale longue 11 et la section convexe 132 est reliée à la paroi latérale courte 12. De préférence, la section concave 131 se raccorde à l’extrémité intérieure 112 de la paroi longue 11 sans arrête ni discontinuité. Ainsi, on peut dire que la partie de raccordement de la section concave 131 est tangente au cercle externe Ce, tout comme l’est l’extrémité intérieure 112. On peut également remarquer que la section concave 131 est plus longue que la section convexe 132. De ce fait, le sommet 130 est plus proche de la paroi latérale courte 12 que de l’extrémité intérieure 112 de la paroi latérale longue 11. Selon une forme de réalisation préférée, la section concave 131 et la section convexe 132 forment toutes deux des segments cylindriques circulaires de rayons différents. Dans le mode de réalisation qui a été utilisé pour illustrer la présente invention, il y a trois canaux de tourbillonnement 1 et par conséquent trois profils 13. Le rayon du segment cylindrique circulaire formant le secteur concave 131 est bien plus grand que celui formant le secteur convexe 132. Le rapport de rayon peut être de 4 à 1. A titre indicatif, le rayon du segment de cylindre circulaire formant le secteur concave 131 peut être de l’ordre de 0,2 mm, alors que le segment de cylindre circulaire formant le secteur convexe 132 peut être de l’ordre de 0,05 mm. Les deux secteurs concave 131 et convexe 132 se raccordent sensiblement au niveau du sommet 130 du profil 13. Dans un mode de réalisation préféré, les secteurs concave 131 et convexe 132 en forme de segment de cylindre circulaire se raccordent entre eux et avec la paroi latérale longue 11 et la paroi latérale courte 12 sans discontinuité ni arrête, de sorte que le profil 13 peut être qualifié globalement de rond ou d’arrondi. Toutefois, il n’est pas exclu que le raccordement du secteur convexe 132 avec la paroi latérale courte 12 forme un angle ou une arrête. Dans le mode de réalisation des figures 2 à 4, les parois latérales longue 11 et courte 12 sont planes ou rectilignes. Sans sortir du cadre de l’invention, on peut très bien imaginer des parois 11 et/ou 12 qui soient courbes ou profilées. Toutefois, il serait quand même avantageux que les extrémités intérieures des parois latérales longues 11 débouchent tangentiellement dans la chambre de tourbillonnement C1, c’est-à-dire qu’elles soient tangentes au cercle externe Ce. Bien que la description ait été faite en référence à un gicleur N comprenant trois canaux de tourbillonnement 1, il est possible d’imaginer aisément qu’un gicleur puisse comporter davantage ou moins de canaux de tourbillonnement. On peut même envisager un gicleur avec un seul canal de tourbillonnement 1, de sorte que le profil 13 relie la paroi latérale longue 11 à la paroi latérale courte 12 du même canal de tourbillonnement. Dans ce cas, le profil 13 peut s’étendre progressivement sur toute ou partie de la paroi périphérique de la chambre de tourbillonnement C1. Grâce à l’invention, il est possible de réaliser un gicleur en polyoléfine, par exemple du polypropylène, à la place du POM, et ce sans dégrader la qualité du spray, comme défini ci-dessus. Les profils 13 rompent la cylindricité de la chambre de tourbillonnement et induisent des turbulences supplémentaires qui influent positivement sur la qualité du spray. Tête de distribution comprenant un corps (B) formant un logement d’insertion (B1), dans lequel est disposé un noyau (B2), et un gicleur (N), avantageusement en polypropylène, inséré dans le logement d’insertion (B1) autour du noyau (B2), le gicleur (N) formant un orifice de pulvérisation (O), le gicleur (N) formant, avec le noyau (B2), une chambre de tourbillonnement (C1) centrée sur l’orifice de pulvérisation (O) et plusieurs canaux de tourbillonnement (1) qui débouchent tangentiellement dans la chambre de tourbillonnement (C1), chaque canal de tourbillonnement (1) du gicleur (N) définissant une paroi de fond (10) et deux parois latérales (11, 12), à savoir une paroi latérale longue (11) et une paroi latérale courte (12), caractérisée en ce que la paroi latérale longue (11) d’un canal de tourbillonnement (1) est raccordée à la paroi latérale courte (12) d’un canal de tourbillonnement adjacent (1) par un profil (13) qui fait saillie radialement dans la chambre de tourbillonnement (C1). Tête de distribution selon la revendication 1, dans laquelle le profil (13) est arrondi sans arrête. Tête de distribution selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le profil (13) présente une section concave (131) et une section convexe (132). Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le profil (13) présente une saillie maximale (130) dans la chambre de tourbillonnement (C1) qui est plus proche de la paroi latérale courte (12) que de la paroi latérale longue (11). Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le profil (13) se raccorde sans arrête à la paroi latérale longue (11). Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les parois latérales longues (11) définissent des extrémités intérieures (112) qui sont tangentes à un cercle externe (Ce) délimitant une périphérie externe de la chambre de tourbillonnement (C1), les profils (13) faisant saillie radialement à l’intérieur de ce cercle externe (Ce). Tête de distribution selon la revendication 6, dans laquelle les profils (13) présentent des sommets (130) qui définissent un cercle interne (Ci), concentrique au cercle externe (Ce), le cercle interne (Ci) ayant un petit diamètre et le cercle externe (Ce) ayant un grand diamètre, le petit diamètre étant de l’ordre de de 60 à 90 %, avantageusement de l’ordre de 70 à 80 % du grand diamètre. Tête de distribution selon la revendication 3, dans laquelle les secteurs concave (131) et convexe (132) forment des segments cylindres circulaires de rayons différents, qui se raccordent sans arrête entre eux et aux parois latérales longue (11) et courte (12). Tête de distribution selon la revendication 8, dans laquelle le segment de cylindre circulaire (131) qui se raccorde à la paroi latérale longue (11) présente un grand rayon, avantageusement de l’ordre de 0,2 mm, et le segment de cylindre circulaire (132) qui se raccorde à la paroi latérale courte (12) présente un petit rayon, avantageusement de l’ordre de 0,05 mm. Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les parois latérales (11, 12) sont planes. Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les parois latérales (11, 12) d’un canal de tourbillonnement (1) font un angle de l’ordre de 20° en se rapprochant vers la chambre de tourbillonnement (C1). Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle une chambre de compression (C2) est disposée entre la chambre de tourbillonnement (C1) et l’orifice de pulvérisation (O). * * *