EP0330530B1 - Pompe à précompression - Google Patents

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EP0330530B1
EP0330530B1 EP89400211A EP89400211A EP0330530B1 EP 0330530 B1 EP0330530 B1 EP 0330530B1 EP 89400211 A EP89400211 A EP 89400211A EP 89400211 A EP89400211 A EP 89400211A EP 0330530 B1 EP0330530 B1 EP 0330530B1
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EP
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piston
pump
section
chamber
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EP89400211A
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EP0330530A1 (fr
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Pierre Amiel
Jean-Louis Bougamont
Alain Behar
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Silgan Dispensing Systems Le Treport SAS
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Societe Francaise dAerosols et de Bouchage
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1038—Pressure accumulation pumps, i.e. pumps comprising a pressure accumulation chamber
    • B05B11/1039—Pressure accumulation pumps, i.e. pumps comprising a pressure accumulation chamber the outlet valve being mechanically opened after a defined accumulation stroke
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1001—Piston pumps

Definitions

  • the subject of the invention is a pump of this type, very effective despite its great structural simplicity: the precompression essentially results therefrom from the radial deformation of a part of the body, without preventing it from being accompanied by compression. of air inside the latter.
  • the part of the body in question has at least one side wall of non-circular main section, which leads the material to work not only in extension but especially in bending.
  • the inlet is also preferably closed with a drawer seal, which improves operating accuracy.
  • the pump bodies are usually drawn by circular or slightly divergent circular segments, the narrowest of which corresponds to the location of the gasket. 'admission and which are connected by widening step by step to form in particular the well of the return spring and then the chamber where the piston head moves.
  • the deformable part will advantageously retain an essentially cylindrical or slightly different shape, with straight generator segments, for example slightly conical; but its section will be flattened, for example elliptical, or better generally polygonal, in particular close to an equilateral triangle or a square, or even star or polylobed.
  • This substantially prismatic part connects two others of necessarily circular sections: that of the threshold and of the intake joint; that of the exhaust threshold, the vent and the corresponding seals, on which the piston slides. It could even be helical but it is not desirable that the radial deformation can thus be accompanied by a significant elongation.
  • the wall of the main chamber is cylindrical over almost its entire height, connecting to the circular zone of the end 12 c , carrying the admission threshold 13, and to that also circular 12 a from the seat of the exhaust gasket by two conical parts, still circular in the version shown.
  • this cylindrical portion 12 b is widened section and radially deformable, but because either circular trilobal as shown in Figure 4; its walls, thinned in the narrow region of the chamber, advantageously create a slight tightening on the rim 17 of the piston.
  • FIG. 6 shows that the cross section of the lower part 22 b of the pump body is this time star-shaped, and more exactly hexalobed; moreover, a slight obliquity of its ribs gives its longitudinal section, visible in FIG. 5, a slightly hyperbolic profile with a low undercut. This increases the nervousness of the wall of this body, which here consists of polyethylene.
  • Figure 5 comprises two half-sections represented in intermediate positions, one on the left end of compression, when the exhaust port 28 has unmasks, the other right at the end of rise of the piston 24, that is to say at the start of aspiration of a new dose of liquid.
  • the intake tube here forms an integral part of the lower part 22 c of the body.
  • the seal 26 has four active spans. The first two are interior and sliding. One, 26 a , in the form of a guide ring on the nozzle above the orifice 28 a could, if need be, be omitted; the other, 26 b , in the form of a lower lip, also serves as a high stop for the piston on the upper edge 27 b of its flange 27; advantageously, the lower edge 27 a of the latter serves on the contrary as a low stop for the piston on the body.
  • the other two bearing surfaces are external, 26 c sliding in the shape of a lip in the clearance 22 a , with a complementary seal at the bottom stop, finally 26 d at the top stop on the cup 21.
  • the three stops are oblique, mainly on the bearing 26 d with the collar of the cup and antagonistically on the reverse of the seat 26 b with the collar of the piston to increase the tightening, therefore the seal at rest under the effect of the return spring 25.

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Description

  • La plupart des pompes miniaturisées employées sur des appareils tels que pulvérisateurs de parfums, d'insecticides, de médicaments sont des pompes à précompression : l'ouverture de l'orifice d'échappement y est retardée par un décalage ou par une résistance mécanique ; il en résulte que l'action de l'opérateur a d'abord pour effet d'accumuler une énergie qui permet ensuite de rendre la projection du contenu plus franche et plus régulière. Cette énergie s'accumule lors de la première partie de la course d'enfoncement du piston, par compression d'air ou d'un organe auxiliaire à rappel élastique ; en se libérant, elle provoque la projection du produit dans la seconde partie de la course ou même une fois que le piston est parvenu en butée.
  • L'exemple le plus simple d'une telle pompe peut être pris du brevet US-A-3 194 447. Il n'y existe que très peu d'organes mobiles : le piston, faisant office de tiroir à l'intérieur du corps, masque ou démasque à mi-course l'orifice d'échappement et réaspire ainsi, au début d'une remontée sous l'effet de son ressort de renvoi, une certaine quantité d'air ; lorsque l'effort d'un opérateur fera descendre à nouveau le piston, cet air sera d'abord comprimé puis, dans la mesure toutefois où il entraînera du liquide, en provoquera la pulvérisation.
  • L'invention a pour objet une pompe de ce type, très efficace malgré sa grande simplicité de structure : la précompression y résulte essentiellement de la déformation radiale d'une partie du corps, sans interdire que celle-ci s'accompagne d'une compression d'air à l'intérieur de ce dernier. A cette fin, la partie du corps en question présente au moins une paroi latérale de section principale non circulaire, ce qui conduit la matière à travailler non seulement en extension mais surtout en flexion.
  • L'orifice d'admission est aussi fermé de préférence par un joint à tiroir, ce qui améliore la précision de fonctionnement.
  • Pour que la pièce reste démoulable et son moule facile à usiner et bien que de légères contre-dépouilles soient acceptables, les corps de pompes sont usuellement dessinés par segments circulaires cylindriques ou peu divergents, dont le plus étroit correspond à l'emplacement du joint d'admission et qui se raccordent en s'élargissant de proche en proche pour former en particulier le puits du ressort de renvoi puis la chambre où se déplace la tête du piston.
  • Selon l'invention, la partie déformable conservera avantageusement une forme essentiellement cylindrique ou peu différente, à segments de génératrices rectilignes, par exemple légèrement conique ; mais sa section sera aplatie, par exemple elliptique, ou mieux généralement polygonale, en particulier proche d'un triangle équilatéral ou d'un carré, voire étoilée ou polylobée. Cette partie sensiblement prismatique en relie deux autres de sections nécessairement circulaires : celle du seuil et du joint d'admission ; celle du seuil d'échappement, de l'évent et des joints correspondants, sur lesquels coulisse le piston. Elle pourrait même être hélicoïdale mais il n'est pas souhaitable que la déformation radiale puisse ainsi s'accompagner d'un allongement notable.
  • On dispose aujourd'hui de matières synthétiques, en particulier des élastomères de polyesters ou même des polyéthylènes, alliant à la rigidité voulue un degré d'élasticité limité mais suffisant pour éviter toute crainte de déformations permanentes.
  • Trois exemples avantageux seront décrits en référence aux dessins qui montrent :
    • Figure 1 : une coupe longitudinale d'une première pompe,
    • Figure 2 : deux coupes partielles, respectivement par les plans A (Fig 2A) et B (Fig 2B) de la figure 1,
    • Figure 3 : une coupe longitudinale d'une deuxième pompe,
    • Figure 4 : une coupe du corps par le plan C de la figure 3,
    • Figure 5 : une double coupe longitudinale d'une variante, selon D-D de la figure 6,
    • Figure 6 : une coupe de sa chambre selon E-E de la figure 5.
  • Destinée à venir se fixer sur un récipient adéquat R par une coupelle 1, la pompe représentée sur les figures 1 et 2 possède ainsi :
    • un corps 2 dont la chambre est cylindrique et de section circulaire dans la partie supérieure 2a mais se réduit ensuite en un puits 2b, prismatique, de section carrée donc radialement déformable, tandis que l'extrémité 2c, porteuse du seuil d'admission 3 et destinée aussi à recevoir le tube de prise, est à nouveau circulaire.
    • un piston 4, renvoyé par un ressort 5 logé principalement dans le puits 2b. La tête 4a de ce piston se déplace le long des parois du corps dans la zone correspondant à la partie supérieure 2a, en coulissant sur un joint d'étanchéité 6 contre lequel elle se trouve arrêtée, au repos, par son rebord 7, dont la face inférieure est d'autre part entaillée par plusieurs saignées 7a. Cette tête porte une broche 4b apte à servir de tiroir d'étanchéité et de guide sur le seuil 3 comme à maintenir le ressort 5, qui conserve en principe sa forme classique en hélice circulaire. La tige 4c du piston, qui porte un canal d'évacuation 8, sert de gicleur et recevra un poussoir de commande. Une poche d'air 4d se trouve enfermée sous la tête.
  • Le joint 6 est traversé par un certain nombre de canaux 9 qui débouchent entre ses deux lèvres principales 6a et 6b pour communiquer avec l'intérieur du récipient et lui servir d'évent. Il est commode de le construire en deux pièces.
  • Lorsque l'opérateur, appuyant sur son poussoir, enfonce la tige du piston, il ferme aussitôt l'admission et le fluide à l'intérieur de la pompe se comprime en déformant les parois latérales du puits 2b comme le montrent les flèches de la coupe 2B de la figure 2.
  • Franchissant la lèvre supérieure 6a du double joint, les perçages formant l'orifice 8a du canal mettent d'abord l'extérieur en communication avec le récipient par l'intermédiaire de l'évent 9 ; puis atteignant la lèvre inférieure 6b, l'orifice met la pompe à l'échappement ; enfin la tête du piston vient en butée sur le corps mais ses saignées 7a maintiennent la communication entre la partie supérieure de la chambre et celle qui correspond au puits 2b.
  • Successivement donc le récipient se trouve mis à la pression atmosphérique, puis le contenu de la pompe est chassé à l'extérieur par le retour des parois du puits 2b à leur forme initiale. Au cours de l'opération, la compression puis la détente de l'air enfermé le long des spires supérieures du ressort complètent l'effet de précompression fourni par les parois déformables du corps de pompe.
  • Lorsque l'opérateur relâche son action, laissant alors remonter le piston sous la force du ressort, l'effet du vide ainsi créé dans la pompe aspire, en fin de course, une nouvelle quantité de liquide.
  • On peut aussi voir qu'après la mise à l'échappement, la course de descente du piston se prolonge quelque peu avant qu'il ne vienne en butée. Il en résulte qu'au retour la pompe est susceptible d'aspirer d'abord un peu d'air, qui renouvelle au besoin la poche 4d.
  • La pompe montrée par les figures 3 et 4 est représentée montée et piston enfoncé c'est-à-dire en position de pulvérisation. Sa structure est assez semblable à celle de la précédente, et ses différents éléments ont été repérés de 11 à 18 par des références homologues sans qu'il soit besoin de les énumérer à nouveau en détail. Mais son dessin s'en écarte sur plusieurs points.
  • En premier lieu la pompe est une pompe à plateau, c'est-à-dire que la partie supérieure 12a du corps 12 forme un large bord 12d, simplement retenu au départ par des crans dans une coupelle 11 plate.
  • L'élasticité de la matière rend ce bord apte à servir de joint étanche au récipient. Le joint 16 sur lequel coulisse la tête du piston et qui forme le seuil d'échappement est monobloc et dépourvu d'évents ; ses différentes lèvres assurent donc seulement l'étanchéité de la pompe.
  • D'autre part, sur le corps 12, la paroi de la chambre principale est cylindrique sur la presque totalité de sa hauteur, se raccordant à la zone circulaire de l'extrémité 12c, porteuse du seuil d'admission 13, et à celle également circulaire 12a du siège du joint d'échappement par deux parties coniques, encore circulaires dans la version représentée.
  • Mais au lieu que sa partie supérieure entoure le piston d'assez près, cette portion cylindrique 12b est de section élargie et radialement déformable, car non plus circulaire mais trilobée comme le montre la figure 4 ; ses parois, amincies dans la région étroite de la chambre, y créent avantageusement un léger serrage sur le rebord 17 du piston.
  • La face inférieure du rebord 17 n'a plus besoin d'être entaillée par des saignées. En position basse, le piston 14 ne vient d'ailleurs plus en butée sur le corps mais s'arrête sur le ressort venu à spires jointives.
  • L'action de l'opérateur commence encore par comprimer le fluide à l'intérieur de la pompe en déformant les parois latérales du corps 12 puis met la pompe à l'échappement pour expulser ce fluide par retour des parois vers leur forme initiale ; la venue de ces dernières au contact du rebord 17 stoppe la pulvérisation.
  • Mais par suite de l'absence d'évents, chaque utilisation fait baisser la pression dans le récipient ; pour que la remontée du piston sous la force du ressort parvienne à aspirer dans la pompe une nouvelle quantité de liquide jusqu'à épuisement complet du produit, il faut donc qu'elle puisse y créer un vide important. Ceci exige que le piston vienne en butée basse dès que se démasque l'orifice d'échappement du canal d'évacuation 18, pour que la quantité d'air réaspiré soit négligeable, contrairement à ce qui se passait dans l'exemple précédent. Le corps 12 possède en outre une légère élasticité longitudinale ; en effet, si toutes ses génératrices sont formées de segments de droites, aucune n'est entièrement rectiligne. Il en résulte que l'effort de l'utilisateur provoque un très faible allongement et que son relâchement s'accompagne du raccourcissement inverse, ce qui réduit encore la réaspiration.
  • La variante des figures 5 et 6 est très comparable à celle des figures 3 et 4 et les références de ses divers organes à nouveau homologues. La figure 6 montre que la section transversale de la partie inférieure 22b du corps de pompe est cette fois étoilée, et plus exactement hexalobée ; de plus une faible obliquité de ses nervures donne à sa section longitudinale, visible sur la figure 5, un profil légèrement hyperbolique avec une faible contre-dépouille. Ceci augmente la nervosité de la paroi de ce corps, qui est ici constitué de polyéthylène.
  • La figure 5 comporte deux demi-coupes, représentées en positions intermédiaires, l'une, à gauche, en fin de compression, au moment où l'orifice d'échappement 28a se démasque, l'autre, à droite, en fin de remontée du piston 24 c'est-à-dire en début d'aspiration d'une nouvelle dose de liquide. On pourra y remarquer que le tube de prise fait ici partie intégrante de la partie basse 22c du corps.
  • Une autre caractéristique notable réside dans la structure du joint externe 26. Celui-ci revêt non plus une forme plate mais celle d'une douille mince, de hauteur supérieure à la course du piston, ce qui permet de garder l'orifice d'échappement 28a extérieurement masqué au repos pour éviter tout suintement ; elle est prisonnière, avec un léger jeu entre corps 22 et coupelle 21, dans un dégagement 22e pratiqué à la partie supérieure 22a de la chambre, située au-dessus du plateau 22d, à travers lequel débouchent les saignées 29 qui servent ici d'évents.
  • Le joint 26 possède quatre portées actives. Les deux premières sont intérieures et coulissantes. L'une, 26a, en forme de jonc de guidage sur le gicleur au dessus de l'orifice 28a pourrait à la rigueur être omise ; l'autre, 26b, en forme de lèvre inférieure, sert aussi de butée haute au piston sur le rebord supérieur 27b de sa collerette 27 ; avantageusement, l'arête inférieure 27a de cette dernière sert au contraire de butée basse au piston sur le corps. Les deux autres portées sont extérieures, 26c coulissante en forme de lèvre dans le dégagement 22a, avec une étanchéité complémentaire en butée basse, enfin 26d en butée haute sur la coupelle 21. Les trois butées sont obliques, principalement sur la portée 26d avec le collet de la coupelle et de façon antagoniste au revers de la portée 26b avec la collerette du piston pour augmenter le serrage donc l'étanchéité au repos sous l'effet du ressort de renvoi 25.
  • Dès que l'opérateur appuie sur le poussoir du gicleur 24c, le joint 26 se trouve libéré et la portée 26d perd son étanchéité ce qui permet à l'air extérieur d'établir la pression atmosphérique dans le récipient. La suite du fonctionnement, fermeture du seuil à lèvres 23, compression, échappement, détente et expulsion puis réaspiration, enfin prise d'une nouvelle dose, se déroule de façon habituelle. On se rendra facilement compte que le dessin des lèvres des deux joints assure en toutes circonstances l'étanchéité voulue.

Claims (12)

1. Pompe où un piston (4), faisant office de tiroir à l'intérieur d'un corps (2), masque ou démasque un orifice d'échappement (8a) en engendrant une précompression, caractérisée en ce que cette précompression y résulte essentiellement de la déformation radiale d'une partie (2b ...) du corps, de section non circulaire.
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie déformable présente au moins une paroi latérale sensiblement plane ou du moins de faible courbure totale.
3. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie déformable possède une section généralement polygonale ou étoilée.
4. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie déformable possède une forme à segments de génératrices rectilignes, essentiellement cylindrique ou peu différente, par exemple légèrement conique ou hyperbolique.
5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que les parois de la partie déformable (12b) viennent en serrage sur le piston lorsqu'elles sont au repos.
6. Pompe selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la chambre est de section circulaire dans sa partie supérieure (2a, 22a) mais se réduit ensuite en un puits (2b, 22b) essentiellement prismatique.
7. Pompe selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la chambre (12b), de section élargie, est radialement déformable sur la presque totalité de sa hauteur.
8. Pompe selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le corps (12, 22) possède en outre une légère élasticité longitudinale.
9. Pompe selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que le piston (4 ...) porte une broche (4b ...) apte à servir de tiroir d'étanchéité et de guide sur le seuil d'admission (3 ...).
10. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'évents externes (29) et que le joint d'échappement (26) revêt la forme d'une douille mince, prisonnière, avec un léger jeu entre corps (22) et coupelle (21), dans un dégagement (22e) pratiqué à la partie supérieure de la chambre, et possédant au moins trois portées actives, l'une (26b) coulissante en forme de lèvre inférieure servant aussi de butée haute au piston (24), une autre (26c) coulissante en forme de lèvre servant aussi de butée basse dans le dégagement, une enfin (26d) en butée haute sur la coupelle et au repos antagoniste de la première.
11. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce que les deux butées antagonistes (26b, 26d) sont obliques.
12. Pompe selon la revendication 10, caractérisée par un joint d'échappement de hauteur supérieure à la course du piston, et masquant extérieurement au repos l'orifice d'échappement (28a).
EP89400211A 1988-01-26 1989-01-26 Pompe à précompression Expired - Lifetime EP0330530B1 (fr)

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FR8800852 1988-01-26
FR8800852A FR2626253B1 (fr) 1988-01-26 1988-01-26 Pompe a precompression

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Publication Number Publication Date
EP0330530A1 EP0330530A1 (fr) 1989-08-30
EP0330530B1 true EP0330530B1 (fr) 1992-04-29

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US (1) US4936492A (fr)
EP (1) EP0330530B1 (fr)
AT (1) ATE75426T1 (fr)
DE (1) DE68901351D1 (fr)
ES (1) ES2032658T3 (fr)
FR (1) FR2626253B1 (fr)
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