Dispositif de distribution d'un produit contenu sous pression dans un récipient
La présente invention concerne un dispositif de distribution d'un produit contenu sous pression dans un récipient, comprenant une tige de soupape allongée qui est déplaçable dans un organe d'étanchéité.
On connaît, actuellement, des récipients distributeurs dans lesquels une valve peut être ouverte par la séparation d'éléments relativement rigides et d'éléments relativement élastiques, afin de déverser un produit contenu dans le distributeur. Lorsque ces éléments associés doivent être de forme compliquée pour actionner la valve, ils sont susceptibles d'être cassés par l'usage répété et nécessaire de celle-ci; ils sont, de plus, difficiles à mouler et, en conséquence, coûteux à produire en grande série. De plus, le fonctionnement de beaucoup de ces valves de modèle antérieur dépend, par exemple, du fait de la déformation ou de l'extension indirecte nécessaire de parties de la pièce flexible, alors que d'autres parties doivent être indéformables.
De plus, ces conditions limitent étroitement les matériaux élastiques, qui peuvent être utilisés pour constituer ces parties de valve, par la complexité de mouvement nécessaire et les contraintes qui sont engendrées dans l'organe flexible et qui accroissent les risques de rupture ou, tout au moins, le fonctionnement défectueux ou incertain de la valve, bien avant que le produit à distribuer soit épuisé.
Afin d'éviter les inconvénients cités, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ladite tige comporte un passage axial débouchant à l'intérieur du récipient, un orifice ménagé dans sa paroi, communiquant avec ce passage axial, et une expansion radiale, et en ce que l'organe d'étanchéité est flexible, comporte une jupe entourant ladite tige et comprend une partie de fixation audit récipient, la jupe servant à fermer ledit orifice, l'organe d'étanchéité présentant une surface inclinée par rapport à la jupe et située entre la jupe et la partie de fixation, pour coopérer avec ladite expansion radiale de la tige, afin d'écarter ladite jupe dudit orifice,
lorsque l'expansion radiale de la tige est pressée contre la surface inclinée de l'organe d'étanchéité par suite d'un effort de basculement ou de poussée appliqué à la tige afin de permettre la sortie du produit du récipient à travers ledit orifice.
Des formes de réalisation du dispositif objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin sur lequel:
la fig. 1 est une vue en perspective, avec une partie arrachée, d'un récipient distributeur sous pression muni d'un ensemble de valve;
la fig. 2 est une vue éclatée en perspective de la soupape, de l'organe élastique, de l'organe annulaire de fixation formant l'ensemble de valve de la fig. 1;
la fig. 3 est une coupe axiale de l'ensemble de valve de la fig. 1, en position de repos;
la fig. 4 est une vue analogue à la fig. 3, la soupape étant déplacée sur une seconde position, par actionnement axial;
la fig. 5 est une vue analogue à la fig. 4, la soupape étant déplacée sur une position différente par basculement, et
la fig. 6 est une coupe analogue à la fig. 3 d'une variante de l'ensemble de valve.
Le récipient distributeur sous pression 10 comprend un récipient en métal 12 à corps 13, un chapeau de montage 14, qui est fixé au corps par une bride annulaire 16 de celui-ci, un ensemble de valve 17, à tube plongeur 18 reliant l'ensemble de valve au produit contenu dans le récipient 12.
Dans la réalisation des fig. 1 à 5, l'ensemble de valve 17 comprend une soupape rigide 22, ayant une partie tubulaire supérieure 23 délimitant un passage axial allongé 24, une partie tubulaire inférieure 26, délimitant un passage axial allongé 27 en une paroi transversale 28 séparant les deux parties tubulaires. Vne bride annulaire 30 est agencée sur la périphérie de la partie tubulaire supérieure et comprend une surface de came tronconique 32 inclinée sous un angle de 47,59 sur l'axe central longitudinal de la soupape, une partie cylindrique 33 de paroi d'entourage, une partie 34 de paroi annulaire de sommet et une rainure annulaire supérieure 35. L'orifice 38 supérieur de valve relie la partie conique inférieure de la surface de came 32 au passage supérieur axial 24 de la partie tubulaire 23.
L'orifice inférieur 40 de valve s'étend de même depuis l'intérieur du passage axial inférieur 27 vers une gorge annulaire 42 ménagée sur la périphérie de la partie tubulaire inférieure 26. Comme indiqué le plus clairement sur la fig. 2, une rainure axiale périphérique 43 est ménagée vers le bas sur la paroi extérieure de la partie tubulaire inférieure depuis l'orifice de tige inférieure jusqu'à l'intérieur du récipient, constituant un purgeur de vapeur, mais ne communiquant avec le passage axial 27 que par l'orifice inférieur 40 de valve.
Un organe annulaire élastique d'étanchéité 45, représenté sur la réalisation des fig. 1 à 5, comprend une bride annulaire 47 de montage, ayant une partie de surface supérieure 49 alignée sur la partie de paroi 34 annulaire supérieure de la soupape 22, une surface 50 inférieure de montage, une partie 51 de surface cylindrique intérieure séparée, par un canal annulaire 52, de la partie de paroi cylindrique 33 de la soupape 22 et une partie de surface 53 cylindrique extérieure.
Une partie intermédiaire 55 s'étend vers le bas depuis la bride 47, ayant une surface conique extérieure 56, une surface 58 conique decame est au contact de la surface 32 decame de soupape, mais inclinée à 450 sur l'axe central longitudinal de la soupape 22, une paroi cylindrique intérieure 59 séparéè de la surface extérieure de la partie tubulaire inférieure 26 par un canal 61 et une partie supêrieure ¯ de jupe 63, qui comprend une surface 54 d'étanchéité d'orifice de valve.
La partie inférieure de jupe 65 a un diamètre réduit depuis la partie intermédiaire 55 et se termine en bourrelet annulaire 67, qui est situé au--dessus de l'extrémité inférieure de la rainure 43 de soupape, la surface d'étanchéité 54- traver- sant intégralement les parties de jupe et englobant le reste de la paroi d'entourage de la partie tubulaire inférieure 26 au;dessus du bourrelet 67.
L'organe 45 élastique d'étanchéité est fixé au chapeau de montage 14 par sertissage de celui-ci, en 68, au¯moyen d'un élément de fixation 69 toroïdal rigide, ayant ufle section transversale hexagonale bloquant la bride de montage 47, entre le chapeau de montage 14 et l'élément 69. Simultanément, la bride annulaire 30 de soupape 22 est fixée entre le chapeau de montage 14 et la surface de came 58 de l'organe 45 flexible d'étanchéité.
L'organe d'étanchéité 45, afin de pouvoir opérer selon les modes décrits, doit être flexible et pouvoir s'étendre, à la- fois radialement et axialement, sans fissures, décollements, etc. De plus, il doit pouvoir supporter des déformations apportées par l'usage répété du récipient, sans rupture. Des compositions élastomères, telles que le Buna-N (copolymère butadiène-acrylonitrile) sont ,particulièrement convenables.
Cet ensemble de valve peut être actionné selon l'un des deux modes, mode axial représenté sur la fig. 4 et mode basculant selon la fig. 5. Dans celui de la fig. 4, un effort est appliqué vers le bas sur la partie tubulaire 23 de la soupape rigide 22 pour la repousser vers le bas sur l'organe 45 élastique d'étanchéité. La surface inférieure 32 de came de la soupape est pressée contre la surface inclinée 58 de came de l'organe élastique et glisse le long de cette surface, de sorte que la surface de came de l'organe élastique est étendue, c'est-à-dire que son angle avec l'axe de la soupape augmente graduellement. L'épaulement formé par la surface de came d'organe flexible et la paroi cylindrique 59 voisine est graduellement abaissé, comme aussi l'épaulement compris entre la paroi 59 et la paroi d'étanchéité 54.
Ainsi, la partie d'étanchéité 54 est séparée de la partie tubulaire inférieure de la soupape au-dessus et auprès de l'orifice inférieur 40 de soupape, en l'ouvrant. Par suite de son inclinaison, la surface 58 de came est rappelée précisément dans la direction extérieure et descendante selon laquelle la surface 54 doit être déplacée pour s'ouvrir.
Le contact entre les deux surfaces de cames étant situé entièrement au-dessus des deux orifices de valve, l'écoulement du produit depuis l'orifice inférieur vers l'orifice supérieur n'est pas perturbé. De plus, du fait que l'orifice inférieur de valve est en communication constante avec le canal, constitué par la gorge 42 de soupape, et que l'orifice inférieur de valve est en communication constante avec le canal 61 et, de plus, que, dans ce mode opératoire, la surface périphérique entière 54 d'étanchéité, située au-dessus et auprès de l'orifice 40 de valve, peut être séparée de l'organe tubulaire, I'écoulement du produit peut s'effectuer depuis le canal inférieur vers le canal supérieur à travers une zone annulaire d'écoule-.
ment entourant l'entière périphérie de la partie tubulaire inférieure. L'écoulement entre les passages axiaux intérieurs, supérieur et inférieur, est ainsi de débit élevé: de plus, les deux orifices de valve étant très voisins l'un de l'autre, un transfert très rapide de produit peut être obtenu entre les deux passages axiaux.
Selon le second mode opératoire, représenté sur la fig. 5, un effort de basculement est appliqué sur la partie tubulaire supérieure 23 de la soupape 22, entraînant ainsi la seule partie de la surface 32 de came de soupape opposée, au côté de cette soupape auquel l'effort de basculement est appliqué. à prendre appui sur une partie au contact immédiat de la surface de came 58 de l'organe flexible. Comme représenté sur la fig. 5, les côtés opposés des surfaces de came sont hors de contact. Lorsque la surface de came d'organe flexible est étendue radialement, de manière analogue à celle décrite dans le cas de la fig. 4, mais plus localisée dans son effet, la partie de la surface d'étanchéité 54, qui est coaxiale approximativement de la surface de came intéressée, est séparée de la soupape.
Le reste de la surface d'étanchéité périphérique 54 peut rester au contact de la soupape; mais l'orifice de tige inférieure étant entouré par le canal 42, la partie d'étanchéité ne nécessite pas d'être séparée directement de l'orifice inférieur 40 de valve voisin, comme indiqué sur la fig. 6 mais peut être inclinée dans toute direction voulue aussi longtemps qu'une partie du canal 42 est découverte, permettant la communication entre le canal 42 et le canal supérieur 61 entourant l'orifice supérieur 38 de valve. Ainsi, l'orifice inférieur de tige peut être situé en tous points de la périphérie de la partie tubulaire inférieure de la soupape 22 et le basculement peut encore être appliqué dans toutes directions voulues.
Dans les deux modes de fonctionnement, une action directe est utilisée pour ouvrir l'orifice de soupape, c'est-à-dire que la surface d'étanchéité coaxiale de la surface de came intéressée est séparée de la soupape.
Ainsi, il n'est pas nécessaire que l'organe flexible soit constitué en un matériau particulier, pouvant reprendre sa forme après déformation, il est seulement nécessaire que cet organe flexible puisse se déformer dans une région très voisine de la région à laquelle l'effort est appliqué et en direction approximative de l'effort appli qué.
La partie de jupe, située au-dessous de l'orifice 40 inférieur de tige, reste au contact de la soupape pendant toute l'opération, puisque le très faible déplacement de la soupape 22 nécessaire pour ouvrir l'orifice inférieur 40, peut être entièrement compensé par extension de l'organe flexible 45. Ainsi, aucun glissement relatif de l'organe flexible et de la soupape n'est produit et l'extension élastique de l'organe flexible engendre un effort de rappel ramenant la soupape sur sa position initiale, l'orifice inférieur 40 étant alors fermé hermétiquement, quand l'effort de fonctionnement axial ou de basculement est supprimé.
La soupape doit être constituée en un matériau rigide par rapport à celui de l'organe flexible, de manière que l'effort qu'elle applique soit sensiblement transféré complètement, en déformation opérationnelle de l'organe flexible. Des matériaux plastiques rigides classiques, tels que le polyéthylène, et d'autres utilisés communément dans la construction de soupapes conviennent également dans le cas présent.
Le dispositif peut aussi être rapidement chargé en gaz, d'une ou plusieurs manières selon lesquelles au moins l'un des passages étroits est évité. Par exemple, le gaz peut être introduit sous pression (habituellement de l'ordre de 14 kg/cm2), en descendant à travers le passage tubulaire supérieur 24 et l'orifice supérieur 38 de valve dans le canal 61. La pression du gaz est suffisante pour séparer la surface 54 d'étanchéité de la partie tubulaire inférieure 26 de la soupape 22, particulièrement dans la partie 65 de jupe inférieure, d'épaisseur réduite permettant l'écoulement libre du gaz autour de la périphérie de la soupape au-delà du bourrelet 67. Ou encore, un effort descendant peut être appliqué sur la soupape lorsque la source de gaz est reliée, pour interrompre initialement la jonction de surface 54.
La pression additionnelle de gaz, dans le purgeur 43, facilite la séparation du reste de la surface d'étanchéité 54, de sorte que le gaz n'a pas besoin de traverser l'orifice inférieur 42 de tige et de descendre dans le tube plongeur, mais descend autour de la périphérie de la partie tubulaire 26 inférieure dans le récipient au-dessus du produit. L'écoulement de gaz ainsi n'est pas réduit, soit par la largeur du purgeur 43, soit par les dimensions de l'orifice 40 inférieur de tige.
Si l'organe flexible est constitué en un matériau convenable, il peut être possible, pour introduire le gaz, de substituer au passage axial supérieur 24, un trajet entourant la partie tubulaire supérieure 23, entre celle-ci et le chapeau de montage, descendant autour de la bride 30 de la soupape 22 et entre les surfaces de cames, séparant l'organe flexible de la soupape entre ces surfaces, sous l'effet de la pression du gaz introduit, puis, comme dans le cas précédent, vers le bord autour de la périphérie de l'organe tubulaire inférieur, sous la partie d'étanchéité 54.
La pression du gaz du récipient après le rechargement doit être voisine d'environ 3,5 kg/cm2, L'organe flexible est agencé de manière à pouvoir se séparer sous 14 kg/cm2, non sous 3,5 kg/cm2, de sorte qu'aucune fuite de gaz, en retour à travers l'ensemble de valve, ne puisse survenir après achèvement du rechargement.
Dans la variante de la fig. 6, la réalisation et le fonctionnement de l'ensemble de valve 17a sont identiques à ceux de l'ensemble 17 des fig. 1 à 7, aux différences près indiquées dans la suite. La soupape 22a est analogue à celle des fig. 1 à 6, à la différence près que la surface de came 32a n'est pas inclinée, mais est perpendiculaire à son axe longitudinal. Cette soupape n'est pas enfoncée à l'intérieur de l'organe flexible 45a, lequel comprend une bride annulaire 70 intérieure supplémentaire, comprise entre la soupape et le chapeau de montage. L'organe flexible 45a est plus épais relativement à la surface 22a dans la partie 65a de jupe inférieure aussi bien que dans la partie intermédiaire 55a.
L'élément de fixation 69a est situé comme précédemment, le long de la surface de montage 50a de la bride 45a et est agencé pour fixer cette bride au chapeau de montage serti; mais l'élément 69a est agencé pour repousser également l'organe flexible vers l'intérieur, le long de la surface 80, afin d'assurer l'étanchéité de soupape. Ainsi l'organe flexible est moins facilement séparé, c'està-dire dans le cas du remplissage par le gaz, que ne l'est l'organe flexible des fig. 1 à 5 qui réalise l'étanchéité de la soupape seulement par son intégration et sa composition élastique. On voit également que l'élément annulaire 69a de fixation est de forme légèrement différente de l'organe hexagonal, qui est utilisé dans le cas précédent. La différence principale est que les deux coins supérieurs ne sont pas chanfreinés.
Enfin, le tube plongeur 1 8a est de diamètre plutôt supérieur à celui de la partie tubulaire 26.