EP0705143B1 - Buse de pulverisation et pulverisateur comportant une telle buse - Google Patents

Buse de pulverisation et pulverisateur comportant une telle buse Download PDF

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EP0705143B1
EP0705143B1 EP94917053A EP94917053A EP0705143B1 EP 0705143 B1 EP0705143 B1 EP 0705143B1 EP 94917053 A EP94917053 A EP 94917053A EP 94917053 A EP94917053 A EP 94917053A EP 0705143 B1 EP0705143 B1 EP 0705143B1
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EP
European Patent Office
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core
spray nozzle
annular surface
end wall
outlet
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP94917053A
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German (de)
English (en)
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EP0705143A1 (fr
Inventor
Claude Jouillat
Olivier De Pous
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Aptar France SAS
Original Assignee
Valois SAS
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Publication date
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    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/0005Components or details
    • B05B11/0062Outlet valves actuated by the pressure of the fluid to be sprayed
    • B05B11/0064Lift valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B05B1/3421Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber
    • B05B1/3431Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves
    • B05B1/3436Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves the interface being a plane perpendicular to the outlet axis
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    • B05B11/1042Components or details
    • B05B11/1073Springs
    • B05B11/1077Springs characterised by a particular shape or material

Definitions

  • the present invention relates to a spray nozzle, and a sprayer having such a nozzle.
  • Miniature sprayers for fluids such as perfumes, cosmetics or pharmaceuticals, generally include a device for controlling the emission of the fluid substance (pump or valve), connected by an outlet duct to a spray nozzle which breaks up the fluid substance in very fine droplets with a diameter of a few tens of microns.
  • a known problem in such sprayers is to avoid drying or oxidation of the fluid in the outlet between two uses, and also avoid fluid seepage from the spray nozzle between two uses.
  • Document FR-A-2 635 084 teaches to solve this problem by using a valve which closes the outlet duct.
  • the spray nozzle disclosed in document FR-A-2 635 084 like many spray nozzles, a swirl chamber closed by an end wall and partially filled by a core. Wall end has an outlet and non-radial internal grooves which converge towards the outlet.
  • the nucleus placed in the swirl is generally substantially in contact with the end wall of so that the fluid substance emitted under pressure must follow the non-radial grooves before reaching the outlet. Due to the small cross section of the grooves, the substance fluid is strongly accelerated, and in addition the orientation of the grooves gives it a swirling motion, so that the fluid substance is very finely divided when it enters the outlet.
  • a slight gap may remain between the core and the end wall of the swirl chamber, so that all of the fluid does not pass into the grooves, which degrades the quality of the spray. This gap may be due to manufacturing tolerances, creep of plastic parts, etc.
  • EP-A-0 117 898 and US-A-4,273,290 are known, which show a nozzle according to the preamble of claim 1, to use insulating members of these grooves, comprising a valve disc which collaborates with a surface to form an outlet valve and a disc to isolate the grooves at the outlet nozzle.
  • the two discs are connected by an S-shaped spring which allows the disc to valve to withdraw from its seat under the effect of fluid pressure.
  • nuclei disclosed in these documents have the disadvantage to be difficult to mold due to their geometric complexity. On the other hand, they leave a large dead volume in the chamber, which leads to a deterioration of the product which there stagnate.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback.
  • the present invention therefore relates to a substance spray nozzle fluid
  • a substance spray nozzle fluid comprising an outlet conduit adapted to receive said fluid substance, and opening into a distribution chamber at the center of an annular surface, said chamber being closed by an end wall which is pierced with an outlet orifice and which has an internal face provided with grooves in communication with the outlet orifice, said chamber being partially filled by a core which extends axially between a front face close to the end wall and a rear face away from the wall end, the core leaving free at least one lateral passage which communicates the grooves with the outlet pipe, the spray nozzle further comprising a valve suitable for closing the outlet conduit outside the spraying periods of said fluid substance, and to open under the effect of an arrival of fluid substance in the outlet conduit, the core constituting said valve in combination with the surface annular, said rear face of the core being adapted to bear in sealed contact against said annular surface, characterized in that the core is a substantially cylindrical part of revolution in elastomer which is compressed elastically between the end wall
  • the grooves are oriented non-radially with respect to the orifice outlet, said front face of the core being applied against the end wall by insulating the swirl grooves, so that the swirl grooves do not not communicate with each other between the outlet orifice and said at least one lateral passage left free by the nucleus so as to impart to said fluid substance a swirling movement.
  • the core is kept in contact against the wall end by its own elasticity, which removes the aforementioned gap, and it serves at the same time as a valve to close the outlet duct.
  • the rear face of the core is detached from its annular bearing surface by axial elastic deformation under the effect of pressure, this which applies all the better the front face of the core against the end wall of the swirl chamber.
  • the core can be manufactured easily.
  • a core according to the invention is obtained. Adaptation to different sizes of swirl chamber is easy by taking a cord of appropriate section in which a slice is cut corresponding to the length of the bedroom.
  • the core of the invention fulfills the swirl chamber leaving only a very small dead volume. So the volume of stagnant product in its swirl chamber is low, so that it will only be very slightly damaged by oxidation or drying. We can adapt the core so that only a very small cylindrical annular lateral passage remains section.
  • the front face of the core comprises a part protruding into the outlet. This limits the dead volume inside the spray orifice.
  • said annular surface is conical, with a turned concavity towards the nucleus, and the rear face of the nucleus is circular.
  • the sealed contact area between the rear face of the core and the annular bearing surface is then an annular zone fairly fine external.
  • the rear face of the core is elastically crushed in this area annular, hence an excellent seal.
  • said annular surface is a sealing bead arranged near the outside of the rear face of the core.
  • the core can be molded in thermoplastic elastomer (TPE), which facilitates its manufacturing and provides sufficient flexibility.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • Centering means can be provided to position the core relative to to the outlet pipe and the outlet.
  • the core is a deformable disc elastically by bending, prestressed between the annular surface and the end wall, the annular contact of said disc with the annular surface having a diameter less than that of the contact of the disc with the end wall, so that the pressure exerted by the fluid inside the outlet duct deforms the disc by bending on its external peripheral part by breaking contact with the annular surface.
  • the nucleus deformation is done by bending and no longer by axial compression. There is a rocking effect under the pressure of the fluid substance, while ensuring intimate contact on the swirl channels.
  • This core shape will be more suitable for valves intended for gel or cream without spraying.
  • the core can have a narrowed section at a position intermediate over its axial length, which gives it axial flexibility plus strip.
  • the spray pump is significantly simplified, since it does not include discharge valve: this is the core of the nozzle in collaboration with its surface annular support, which constitutes the discharge valve. Due to compression permanent elastic of the core, this discharge valve opens only when it prevails in the pump chamber a predetermined pressure sufficient to detach it from its annular bearing surface: the sprayer is therefore of the so-called "compression" type, and guarantees excellent spraying.
  • EP-A-0 378 935 describes a pump whose delivery valve is an axially deformable elastic piece, placed in the outlet duct in the vicinity of the outlet. But this pump does not have a spray nozzle, being intended to distribute an ophthalmological mediation in the form of a drop by actuation.
  • the piston is controlled by an actuating rod in which the delivery pipe is formed
  • the pump has a spring which exerts a restoring force on the piston
  • a pusher is mounted on the rod actuation to move the piston against the force of the spring, the pusher comprising said spray nozzle.
  • Figure 1 shows a pusher 1 adapted to be mounted on a rod actuation 2 of a pump or a valve, for dispensing a fluid substance, liquid or semi-liquid, such as a perfume, cosmetic or medication, or the like.
  • Pusher 1 is part of a small spray assembly adapted to be held by hand, and allows the pump or valve to be actuated using a finger, although a automatic actuation is also possible without departing from the scope of the invention.
  • the pusher 1 is generally molded from plastic. It has a duct 3 in which is fitted the actuating rod 2.
  • the actuating rod 2 comprises a central channel 2a which allows the emission of the fluid substance, and which communicates with the conduit 3.
  • the pusher further comprises a swirl chamber 5 which opens laterally outside the pusher.
  • the swirl chamber 5 has a cylindrical side wall 20 of revolution and a bottom 10 pierced with an orifice central 4 which communicates with the conduit 3.
  • the bottom 10 has here a conical shape, of concavity turned towards room 5. It should be noted that room 5 could as well be arranged in the extension of the conduit 3, rather than laterally.
  • Chamber 5 receives a part 21, molded in plastic in the form of a socket, commonly called "sprinkler".
  • the nozzle 21 has a bottom wall 6 and a wall lateral 22. To prevent the nozzle 21 from being expelled from the chamber 5 by pressure of the fluid substance, it is firmly fixed to the pusher 1.
  • the side wall 22 of the nozzle has an external annular rib 23 in the form of a notch, which is snapped into a groove complementary to the side wall of the chamber 5.
  • the bottom 6 of the nozzle 21 thus closes the open end of the swirl 5.
  • the bottom 6 of the nozzle is however pierced with a central outlet orifice 7 of very small diameter, with an enlarged portion 7a towards the interior of the chamber 5.
  • the bottom 6 of the nozzle further comprises an internal face 6a in which are formed non-radial swirling grooves 8 which extend between the widened part 7a of the outlet orifice and the outer periphery of the internal face 6a.
  • the grooves 8 are oriented so as to impart to the fluid substance a vortex movement upon arrival in the enlarged part of the orifice 7.
  • an elastomeric core 9 is disposed in the swirl chamber 5, compressed elastically between the bottom 6 of the nozzle and the bottom 10 of the swirl chamber.
  • the core 9 is advantageously in thermoplastic elastomer (TPE), for example Kraton® (company Schell). This guy of elastomer has the advantage of admitting significant elastic deformations and of can be injection molded, which facilitates production.
  • the core 9 is a cylindrical part of revolution, which extends axially between a rear face 9b and a flat front face 9a possibly with a central projection 9c which penetrates into the enlarged part 7a of the output organ.
  • the core 9 small typically have a 2.5 to 5 mm in diameter and 3 to 10 mm in length. In special cases, the length small possibly down to 1 mm, or go up to 20 to 30 mm. These dimensions are however given only by way of nonlimiting example.
  • the rear face 9b When the core 9 is mounted in the pusher 1, as shown in FIG. 1, the rear face 9b, initially planar, is deformed by elastic compression against the bottom 10 of chamber 5, in an external annular zone 9d, which guarantees a excellent sealing. A obturation of the conduit 3 between two is thus obtained. sprays.
  • the annular zone 9d does not extend radially to the central orifice 4, so that the fluid under pressure arriving from the conduit 3 exerts its pressure on a maximum surface of the rear face 9b of the core.
  • the small core 9 has a collar 31 on its rear face 9b, to maximize the surface of the rear face 9b on which the pressure of the fluid coming from the conduit 3.
  • the collar 31 is housed between a rear end of the side wall 22 of the nozzle, and the bottom 10 of the chamber 5.
  • the bottom 10 of the chamber 5 may include an annular sealing bead 30, disposed around the orifice 4 in the vicinity of the outer diameter of the core 9, and on which the rear face 9b of the core rests: the fluid under pressure from line 3 small thus exerting pressure over the entire surface of the rear face 9b which is located in the center of the cord 30.
  • the bottom 10 of room 5 can be flat.
  • the core 5 can also include an external collar 31, as in FIG. 1a: the cord 30 is then placed facing the collar 31, which further increases the surface of the rear face 9b of the core on which the pressure is exerted fluid from line 3.
  • the front face 9a of the core is applied in sealed contact with the internal face 6a from the bottom of the nozzle, and an annular space 11 is left free between the side wall 22 of the nozzle and the nucleus 9.
  • the fluid substance when the fluid substance is emitted under pressure and arrives in the conduit 3, it pushes the rear face 9b of the core, by axial deformation elastic core.
  • the fluid substance then flows towards the annular space 11, then in the swirl grooves 8 before being sprayed through the outlet 7.
  • the side wall 22 of the small nozzle 21 possibly have ribs internal axial 18 or other reliefs, to position the core 9.
  • ribs internal axial 18 or other reliefs could be formed on the core 9.
  • the small core 9 possibly include a central part 24 of narrowed section, to increase its axial flexibility, as shown in Figure 3.
  • FIG. 5 represents a pump 12 intended to operate with the pusher of the Figure 1.
  • the pump 12 comprises a pump body 25 molded from plastic, which defines a cylindrical pump chamber 13.
  • the pump body 25 extends between a open end 25a and one end 25b provided with an inlet port 15.
  • the port 15 communicates with a reservoir of said fluid substance (not shown), directly or through a dip tube (not shown).
  • a piston 14, molded in plastic, slides in the pump chamber 13.
  • the piston 14 comprises an actuating rod 2, which projects out of the open end of the body of pump, and which is pierced with a central channel 2a opening into the pump chamber 13.
  • the inlet 15 is provided with an intake valve composed of a valve seal 16 in elastomer, suitable for sealingly fitting on a valve seat 17, formed around of the inlet port 15.
  • the inlet valve only allows the entry of substance fluid in the pump chamber 13.
  • the valve seal 16 is held in the vicinity of the valve seat 17 by a valve holder 26.
  • a helical metal return spring 19 is mounted between the piston 14 and the valve holder 26, and biases the piston 14 towards the open end 25a of the pump body.
  • the piston is held in the pump body 25 by a crimped metal cup 27 on the pump body, and can be crimped on the neck of said fluid reservoir.
  • the pusher 1 is mounted on the actuating rod 2.
  • the core 9 and the bottom 10 of the swirl chamber 5 then constitute the outlet valve of the pump 12.
  • the core 9 presents itself now in the form of an elastic disc made of TPE or closed-cell foam.
  • the thickness of the disc is small, and can go up to a few tenths of a millimeter. he is wedged between the annular surface 10 and the inner face 10a of the end wall 6 which includes the swirl channels 8.
  • the disc is thus arranged under prestressed so that the channels 8 are perfectly isolated from each other. This elastic prestress also makes it possible to have a good seal at the level of the annular surface 10.
  • the annular surface 10 has a diameter inner less than the outer diameter of the inner face 6a.
  • the outer peripheral part 9a of the disc 9 flexes towards the swirl chamber 5, as shown in dotted line in FIG. 6.
  • the contact of the disc with the annular surface is thus broken creating a passage for the pressurized fluid.
  • the disc undergoes bending deformation.
  • the core (disc) is thus limited to a single slice flexible elastomer.
  • This type of thin core is more particularly suitable for use in gel or cream dispensing nozzles, without spraying. It also allows ability to make very thin nozzles / valves, given its small footprint.

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  • Nozzles (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Abstract

L'invention concerne une buse de pulvérisation de substance fluide comportant un conduit de sortie (3, 4) débouchant dans une chambre de tourbillonnement (5) au centre d'une surface annulaire (10), ladite chambre de tourbillonnement (5) étant fermée par une paroi d'extrémité (5) qui est percée d'un orifice de sortie (7) et qui comporte une face interne (6a) dotée de rainures de tourbillonnement (8), la chambre de tourbillonnement (5) étant partiellement remplie par un noyau (9), le noyau laissant libre au moins un passage latéral (11) qui fait communiquer les rainures de tourbillonnement (8) avec le conduit de sortie (3, 4), la buse de pulvérisation comportant en outre un clapet adapté à obturer le conduit de sortie (3, 4), caractérisée en ce que le noyau (9) est une pièce sensiblement cylindrique de révolution en élastomère qui est comprimée élastiquement axialement entre la paroi d'extrémité (6) de la chambre de tourbillonnement et ladite surface annulaire (10), le noyau (9) constituant ledit clapet en combinaison avec la surface annulaire, et le noyau étant appliqué contre la paroi d'extrémité (6) en isolant les rainures de tourbillonnement (8), de sorte que les rainures de tourbillonnement ne communiquent pas entre elles entre l'orifice de sortie (7) et ledit au moins un passage latéral (11) laissé libre par le noyau (9).

Description

La présente invention concerne une buse de pulvérisation, et un pulvérisateur comportant une telle buse.
Les pulvérisateurs miniaturisés poour des substances fluides (liquides ou semi-liquides) tels que des parfums, des cosmétiques ou des produits pharmaceutiques, comportent généralement un organe de contrôle de l'émission de la substance fluide (pompe ou valve), relié par un conduit de sortie à une buse de pulvérisation qui fractionne la substance fluide en très fines goutellettes d'un diamètre de quelques dizaines de microns.
Un problème connu, dans de tels pulvérisateurs, est d'éviter le séchage ou l'oxydation de la substance fluide dans le conduit de sortie entre deux utilisations, et aussi d'éviter le suintement de la substance fluide hors de la buse de pulvérisation entre deux utilisations. Le document FR-A-2 635 084 enseigne de résoudre ce problème en utilisant un clapet qui obture le conduit de sortie.
Par ailleurs, la buse de pulvérisation, divulguée dans le document FR-A-2 635 084 comporte comme beaucoup de buses de pulvérisation, une chambre de tourbillonnement fermée par une paroi d'extrémité et partiellement remplie par un noyau. La paroi d'extrémité comporte un orifice de sortie et des rainures internes non radiales qui convergent vers l'orifice de sortie. Le noyau disposé dans la chambre de tourbillonnement est généralement sensiblement en contact avec la paroi d'extrémité de sorte que la substance fluide émise sous pression doit suivre les rainures non radiales avant d'atteindre l'orifice de sortie. Du fait de la faible section des rainures, la substance fluide est fortement accélérée, et en outre l'orientation des rainures lui donne un mouvement tourbillonnaire, de sorte que la substance fluide est très finement divisée lorsqu'elle arrive dans l'orifice de sortie.
Toutefois, un léger interstice peut subsister entre le noyau et la paroi d'extrémité de la chambre de tourbillonnement, de sorte que toute la substance fluide ne passe pas dans les rainures, ce qui dégrade la qualité de la pulvérisation. Cet interstice peut être dû aux tolérances de fabrications, au fluage des pièces en matière plastique, etc..
Il est connu des documents EP-A-0 117 898 et US-A-4,273,290, qui montrent une buse de pulvérisation selon le préambule de la revendication 1, d'utiliser des organes d'isolation de ces rainures, comprenant un disque de clapet qui collabore avec une surface pour former un clapet de sortie et un disque pour isoler les rainures à la sortie de la buse. Les deux disques sont reliés par un ressort en S qui permet au disque de clapet de se retirer de son siège sous l'effet de la pression du fluide. Ces organes comprennent donc trois éléments distincts, à savoir deux disques et un ressort, même si l'organe dans le document 02 est moulé en une seule pièce.
Cependant, les noyaux divulgués dans ces documents présentent l'inconvénient d'être difficile à mouler en raison de leur complexité géométrique. D'autre part, ils laissent un grand volume mort dans la chambre, ce qui conduit à une altération du produit qui y stagne.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient.
La présente invention a donc pour objet une buse de pulvérisation de substance fluide comportant un conduit de sortie adapté à recevoir ladite substance fluide, et débouchant dans une chambre de distribution au centre d'une surface annulaire, ladite chambre étant fermée par une paroi d'extrémité qui est percée d'un orifice de sortie et qui comporte une face interne dotée de rainures en communication avec l'orifice de sortie, ladite chambre étant partiellement remplie par un noyau qui s'étend axialement entre une face frontale proche de la paroi d'extrémité et une face arrière éloignée de la paroi d'extrémité, le noyau laissant libre au moins un passage latéral qui fait communiquer les rainures avec le conduit de sortie, la buse de pulvérisation comportant en outre un clapet adapté à obturer le conduit de sortie en dehors des périodes de pulvérisation de ladite substance fluide, et à s'ouvrir sous l'effet d'une arrivée de substance fluide dans le conduit de sortie, le noyau constituant ledit clapet en combinaison avec la surface annulaire, ladite face arrière du noyau étant adaptée à s'appuyer en contact étanche contre ladite surface annulaire, caractérisée en ce le noyau est une pièce sensiblement cylindrique de révolution en élastomère qui est comprimée élastiquement entre la paroi d'extrémité de la chambre de distribution et ladite surface annulaire.
De préférence, les rainures sont orientées de façon non radiale par rapport à l'orifice de sortie, ladite face avant du noyau étant appliquée contre la paroi d'extrémité en isolant les rainures de tourbillonnement, de sorte que les rainures de tourbillonnement ne communiquent pas entre elles entre l'orifice de sortie et ledit au moins un passage latéral laissé libre par, le noyau, de manière à communiquer à ladite substance fluide un mouvement de tourbillonnement. Ainsi, le noyau est maintenu en contact contre la paroi d'extrémité par son élasticité propre, ce qui supprime l'interstice susmentionné, et il sert en même temps de clapet pour obturer le conduit de sortie. Lorsque la substance fluide arrive sous presion dans le conduit de sortie, la face arrière du noyau est décollée de sa surface d'appui annulaire par déformation élastique axiale sous l'effet de la pression, ce qui applique d'autant mieux la face frontale du noyau contre la paroi d'extrémité de la chambre de tourbillonnement.
De plus, du fait de sa forme simple, le noyau peut être fabriqué facilement. En effet, à partir d'un simple cordon de section circulaire en élastomère que l'on sectionne à l'épaisseur voulue, on obtient un noyau conforme à l'invention. L'adaptation aux différentes tailles de chambre de tourbillonnement est aisée en prenant un cordon de section appropriée dans lequel on découpe une tranche correspondant à la longueur de la chambre.
Un autre avantage du noyau de l'invention provient du fait que le noyau remplit la chambre de tourbillonnement en ne laisant qu'un très faible volume mort. Ainsi, le volume de produit stagnant dans sa chambre de tourbillonnement est faible, de sorte qu'il ne sera que très faiblement détérioré par oxydation ou dessiccation. On peut adapter le noyau pour qu'il ne reste plus qu'un passage latéral annulaire cylindrique de très faible section.
Selon une forme de réalisation, la face frontale du noyau comporte une partie saillante qui pénètre dans l'orifice de sortie. On limite ainsi le volume mort à l'intérieur de l'orifice de pulvérisation.
Avantageusement, ladite surface annulaire est conique, avec une concavité tournée vers le noyau, et la face arrière du noyau est circulaire. La zone de contact étanche entre la face arrière du noyau et la surface annulaire d'appui est alors une zone annulaire externe assez fine. La face arrière du noyau est écrasée élastiquement dans cette zone annulaire, d'où une étanchéité excellente. En variante, ladite surface annulaire est un cordon d'étanchéité disposé près de l'extérieur de la face arrière du noyau.
Le noyau peut être moulé en thermoplastique élastomère (TPE), ce qui facilite sa fabrication et permet d'obtenir une souplesse suffisante.
Des moyens de centrage peuvent être prévus pour positionner le noyau par rapport au conduit de sortie et à l'orifice de sortie.
Selon une autre forme de réalisation, le noyau est un disque déformable élastiquement par flexion, précontraint entre la surface annulaire et la paroi d'extrémité, le contact annulaire dudit disque avec la surface annulaire présentant un diamère inférieur à celui du contact du disque avec la paroi d'extrémité, de sorte que la pression exercée par la substance fluide à l'intérieur du conduit de sortie déforme le disque par flexion sur sa partie périphérique externe en rompant le contact avec la surface annulaire. La déformation du noyau se fait par flexion et non plus par compression axiale. Il y a un effet de bascule sous la pression de la substance fluide, tout en assurant un contact intime sur les canaux de tourbillonnement. Cette forme de noyau sera plus adaptée pour des clapets destinés au gel ou à de la crème sans pulvérisation.
Avantageusement, le noyau peut présenter une section rétrécie à une position intermédiaire sur sa longueur axiale, ce qui lui donne une souplesse axiale plus bande.
L'invention a aussi pour un pulvérisateur de substance fluide comportant une buse de pulvérisation selon une quelconque des revendications précédentes et une pompe comportant :
  • une chambre de pompe cylindrique,
  • un piston qui coulisse dans la chambre de pompe,
  • un orifice d'admission qui communique avec la chambre de pompe par l'intermédiaire d'un clapet d'entrée, et
  • un conduit de refoulement qui est en communication permanente avec le conduit de sortie de la buse de pulvérisation.
La pompe de pulvérisation est notablement simplifiée, puisqu'elle ne comporte pas de clapet de refoulement : c'est le noyau de la buse en collaboration avec sa surface d'appui annulaire, qui constitue le clapet de refoulement. Du fait de la compression élastique permanente du noyau, ce clapet de refoulement ne s'ouvre que lorsqu'il règne dans la chambre de pompe une pression prédéterminée suffisante pour le décoller de sa surface annulaire d'appui : le pulvérisateur est donc du type dit "à compression", et garantit une pulvérisation excellente.
Le document EP-A-0 378 935 décrit une pompe dont le clapet de refoulement est une pièce élastique déformable axialement, disposé dans le conduit de sortie au voisinage de l'orifice de sortie. Mais cette pompe ne comporte pas de buse de pulvérisation, étant destinée à distribuer un médiacement ophtalmologique sous forme d'une goutte par actionnement.
Selon une forme de réalisation, le piston est commandé par une tige d'actionnement dans laquelle est formé le conduit de refoulement, la pompe comporte un ressort qui exerce une force de rappel sur le piston, et un poussoir est monté sur la tige d'actionnement pour déplacer le piston contre la force du ressort, le poussoir comportant ladite buse de pulvérisation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront au cours de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.
Sur les dessins :
  • la figure 1 est une vue en coupe d'un poussoir comportant une buse de pulvérisation selon l'invention,
  • les figures 1a et 1b sont des vues de détail de deux variantes du poussoir de la figure 1,
  • la figure 2 est une vue en coupe du noyau de la buse de pulvérisation de la figure 1,
  • la figure 3 est une vue en coupe d'une variante du noyau de la figure 2,
  • la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1,
  • la figure 5 est une vue en coupe d'une pompe sur laquelle peut être monté le poussoir de la figure 1, et
  • la figure 6 est une vue en coupe d'une deuxième forme de de réalisation d'une buse de pulvérisation réalisée conformément à la présente invention.
La figure 1 représente un poussoir 1 adapté à être monté sur une tige d'actionnement 2 d'une pompe ou d'une valve, pour distribuer une substance fluide, liquide ou semi-liquide, telle qu'un parfum, un cosmétique ou un médicament, ou autre. Le poussoir 1 fait partie d'un ensemble de pulvérisation de petite taille adaptée à être tenu à la main, et permet d'actionner la pompe ou la valve à l'aide d'un doigts bien qu'un actionnement automatique soit aussi envisageable sans sortir du cadre de l'invention.
Le poussoir 1 est généralement moulé en matière plastique. Il comporte un conduit 3 dans lequel est emboítée la tige d'actionnement 2. La tige d'actionnement 2 comporte un canal central 2a qui permet l'émission de la substance fluide, et qui communique avec le conduit 3. Le poussoir comporte en outre une chambre de tourbillonnement 5 qui débouche latéralement à l'extérieur du poussoir. La chambre de tourbillonnement 5 comporte une paroi latérale 20 cylindrique de révolution et un fond 10 percé d'un orifice central 4 qui communique avec le conduit 3. Le fond 10 a ici une forme conique, de concavité tournée vers la chambre 5. Il est à noter que la chambre 5 pourrait aussi bien être disposée dans le prolongement du conduit 3, plutôt que latéralement.
La chambre 5 reçoit une pièce 21, moulée en matière plastique en forme de douille, communément appelée "gicleur". Le gicleur 21 comporte une paroi de fond 6 et une paroi latérale 22. Pour éviter que le gicleur 21 ne soit expulsé de la chambre 5 par la pression de la substance fluide, il est solidement fixé ait poussoir 1. Dans l'exemple représenté, la paroi latérale 22 du gicleur comporte une nervure annulaire externe 23 en forme de cran, qui est encliqueté a force dans une rainure complémentaire de la paroi latérale de la chambre 5. Le fond 6 du gicleur 21 obture ainsi l'extrémité ouverte de la chambre de tourbillonnement 5. Le fond 6 du gicleur est toutefois percé d'un orifice central de sortie 7 de très faible diamètre, doté d'une partie élargie 7a vers l'intérieur de la chambre 5. Le fond 6 du gicleur comporte en outre une face interne 6a dans laquelle sont formées des rainures 8 de tourbillonnement non radiales, qui s'étendent entre la partie élargie 7a de l'orifice de sortie et la périphérie extérieure de la face interne 6a. Comme on peut le voir sur la figure 4, les rainures 8 sont orientées de façon à imprimer à la substance fluide un mouvement tourbillonnaire à son arrivée dans la partie élargie de l'orifice 7.
En se référant à nouveau à la figure 1, un noyau 9 en élastomère est disposé dans la chambre de tourbillonnement 5, comprimé élastiquement entre le fond 6 du gicleur et le fond 10 de la chambre de tourbillonnement. Le noyau 9 est avantageusement en thermoplastique élastomère (TPE), par exemple en Kraton® (société Schell). Ce type d'élastomère a l'avantage d'admettre des déformations élastiques importantes et de pouvoir être moulé par injection, ce qui facilite la réalisation.
Comme représenté sur la figure 2, le noyau 9 est une pièce cylindrique de révolution, qui s'étend axialement entre une face arrière 9b et une face avant 9a plane éventuellement dotée d'une saillie centrale 9c qui pénètre dans la partie élargie 7a de l'organe de sortie. Dans l'exemple représenté, le noyau 9 petit avoir typiquement un diamètre de 2,5 à 5 mm, et une longueur de 3 à 10 mm. Dans des cas particuliers, la longueur petit descendre éventuellement jusqu'à 1 mm, ou aller jusqu'à 20 à 30 mm. Ces dimensions ne sont toutefois donnés qu'à titre d'exemple non limitatif.
Lorsque le noyau 9 est monté dans le poussoir 1, comme représenté sur la figure 1, la face arrière 9b, initialement plane, est déformée par compression élastique contre le fond 10 de la chambre 5, dans une zone annulaire externe 9d, ce qui garantit une étanchéité excellente. On obtient ainsi une obturation du conduit 3 entre deux pulvérisations. Avantageusement, comme représenté sur la figure 1, la zone annulaire 9d ne s'étend pas radialement jusqu'à l'orifice central 4, de façon que le fluide sous pression arrivant du conduit 3 exerce sa pression sur une surface maximale de la face arrière 9b du noyau. Comme représenté sur la figure 1a, le noyau 9 petit comporter un collet 31 sur sa face arrière 9b, pour maximiser la surface de la face arrière 9b sur laquelle s'exerce la pression du fluide provenant du conduit 3. Sur la figure 1a, le collet 31 est logé entre une extrémité arrière de la paroi latérale 22 du gicleur, et le fond 10 de la chambre 5. En variante, comme représenté sur la figure 1b, le fond 10 de la chambre 5 peut comporter un cordon d'étanchéité 30 annulaire, disposé autour de l'orifice 4 au voisinage du diamètre extérieur du noyau 9, et sur lequel s'appuie la face arrière 9b du noyau : le fluide sous pression provenant du conduit 3 petit ainsi exercer sa pression sur toute la surface de la face arrière 9b qui est située au centre du cordon 30. Dans cette variante, le fond 10 de la chambre 5 peut être plat. De plus, le noyau 5 peut aussi comporter un collet externe 31, comme sur la figure 1a : le cordon 30 est alors disposé en regard du collet 31, ce qui augmente encore la surface de la face arrière 9b du noyau sur laquelle s'exerce la pression du fluide provenant du conduit 3.
La face avant 9a du noyau est appliquée en contact étanche avec la face interne 6a du fond du gicleur, et un espace annulaire 11 est laissé libre entre la paroi latérale 22 du gicleur et le noyau 9. Ainsi, lorque la substance fluide est émise sous pression et arrive dans le conduit 3, elle repousse la face arrière 9b du noyau, par déformation axiale élastique du noyau. La substance fluide s'écoule alors vers l'espace annulaire 11, puis dans les rainures de tourbillonnement 8 avant d'être pulvérisée par l'orifice de sortie 7.
La paroi latérale 22 du gicleur 21 petit éventuellement comporter des nervures axiales internes 18 ou d'autres reliefs, pour positionner le noyau 9. En variante, des nervures axiales ou d'autres reliefs pourraient être formés sur le noyau 9.
Le noyau 9 petit éventuellement comporter une partie centrale 24 de section rétrécie, pour augmenter sa souplesse axiale, comme représenté sur la figure 3.
La figure 5 représente une pompe 12 destinée à fonctionner avec le poussoir de la figure 1. La pompe 12 comporte un corps de pompe 25 moulé en matière plastique, qui délimite une chambre de pompe 13 cylindrique. Le corps de pompe 25 s'étend entre une extrémité ouverte 25a et une extrémité 25b dotée d'un orifice d'admission 15. L'orifice d'admission 15 communique avec un réservoir de ladite substance fluide (non représenté), directement ou par l'intermédiaire d'un tube plongeur (non représenté). Un piston 14, moulé en matière plastique, coulisse dans la chambre de pompe 13. Le piston 14 comporte une tige d'actionnement 2, qui saille hors de l'extrémité ouverte du corps de pompe, et qui est percé d'un canal central 2a débouchant dans la chambre de pompe 13. L'orifice d'entrée 15 est doté d'un clapet d'admission composé d'un joint de clapet 16 en élastomère, adapté à s'appliquer de façon étanche sur un siège de clapet 17, formé autour de l'orifice d'entrée 15. Le clapet d'admission permet seulement l'entrée de substance fluide dans la chambre de pompe 13. Le joint de clapet 16 est maintenu au voisinage du siège de clapet 17 par un porte-clapet 26.
Un ressort de rappel 19 métallique, hélicoïdal, est monté entre le piston 14 et le porte-clapet 26, et sollicite le piston 14 vers l'extrémité ouverte 25a du corps de pompe. Le piston est maintenu dans le corps de pompe 25 par une coupelle métallique 27 sertie sur le corps de pompe, et pouvant être sertie sur le col dudit réservoir de substance fluide.
Le poussoir 1 est monté sur la tige d'actionnement 2. Le noyau 9 et le fond 10 de la chambre de tourbillonnement 5 constituent alors le clapet de sortie de la pompe 12.
Un deuxième mode de réalisation d'une buse de pulvérisation est illustré sur la figure 6. Les caractéristiques communes avec le premier mode de réalisation ne seront pas décrites et désignées par les mêmes références numériques. Le noyau 9 se présente maintenant sous la forme d'un disque élastique en TPE ou en mousse à alvéoles fermées. L'épaisseur du disque est faible, et peut aller jusqu'à quelques dizièmes de millimètres. Il est coincé entre la surface annulaire 10 et la face intérieure 10a de la paroi d'extrémité 6 qui comporte les canaux de tourbillonnement 8. Le disque est ainsi disposé sous précontrainte de telle sorte que les canaux 8 sont parfaitement isolés les uns des autres. Cette précontrainte élastique permet également d'avoir une bonne étanchéité au niveau de la surface annulaire 10. Selon l'invention, la surface annulaire 10 présente un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur de la face interne 6a. Ainsi, lorsque le produit fluide est mis sous pression dans le conduit de sortie B, la partie périphérique extérieure 9a du disque 9 fléchit vers la chambre de tourbillonnement 5, comme cela est représenté en pointillé sur la figure 6. Le contact du disque avec la surface annulaire est ainsi rompu en créant un passage pour le fluide sous pression. Contrairement au premier mode de réalisation où la déformation du noyau se faisant par compression axiale, ici le disque subit une déformation par flexion. Le noyau (disque) se limite ainsi à une simple tranche d'élastomère flexible.
Ce type de noyau peu épais est plus particulièrement adapté à être utilisé dans des buses de distribution de gel ou de crème, sans pulvérisation. Il permet également de pouvoir réaliser des buses/clapets de très faibles épaisseurs, étant donné son encombrement réduit.

Claims (11)

  1. Buse de pulvérisation de substance fluide comportant un conduit de sortie (3, 4) adapté à recevoir ladite substance fluide, et débouchant dans une chambre de distribution (5) au centre d'une surface annulaire (10), ladite chambre (5) étant fermée par une paroi d'extrémité (6) qui est percée d'un orifice de sortie (7) et qui comporte une face interne (6a) dotée de rainures (8) en communication avec l'orifice de sortie (7), ladite chambre (5) étant partiellement remplie par, un noyau (9) qui s'étend axialement entre une face frontale (9a) proche de la paroi d'extrémité (6) et une face arrière (9b) éloignée de la paroi d'extrémité (6), le noyau laissant libre au moins un passage latéral (11) qui fait communiquer les rainures (8) avec le conduit de sortie (3, 4), la buse de pulvérisation comportant en outre un clapet adapté à obturer le conduit de sortie (3, 4) en dehors des périodes de pulvérisation de ladite substance fluide, et à s'ouvrir sous l'effet d'une arrivée de substance fluide dans le conduit de sortie, le noyau (9) constituant ledit clapet en combinaison avec la surface annulaire, ladite face arrière (9b) du noyau étant adaptée à s'appuyer en contact étanche contre ladite surface annulaire (10),
       caractérisée en ce le noyau (9) est une pièce sensiblement cylindrique de révolution en élastomère qui est comprimée élastiquement entre la paroi d'extrémité (6) de la chambre de distribution et ladite surface annulaire (10).
  2. Buse de pulvérisation selon la revendication 1, dans laquelle les rainures (8) sont orientées de façon non radiale par rapport à l'orifice de sortie (7), ladite face avant (9a) du noyau étant appliquée contre la paroi d'extrémité (6) en isolant les rainures de tourbillonnement (8), de sorte que les rainures de tourbillonnement ne communiquent pas entre elles entre l'orifice de sortie (7) et ledit au moins un passage latéral (11) laissé libre par le noyau (9), de manière à communiquer à ladite substance fluide un mouvement de tourbillonnement.
  3. Buse de pulvérisation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la face frontale (9a) du noyau comporte une partie saillante (9c) qui pénètre dans l'orifice de sortie (7).
  4. Buse de pulvérisation selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite surface annulaire (10) est conique, avec une concavité tournée vers le noyau (9), et la face arrière (9b) du noyau est circulaire.
  5. Buse de pulvérisation selon la revendication 1, 2 ou 3 dans laquelle ladite surface annulaire (10) est un cordon d'étanchéité (30) disposé près de l'extérieur de la face arrière (9b) du noyau.
  6. Buse de pulvérisation selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le noyau est moulé en thermoplastique élastomère (TPE).
  7. Buse de pulvérisation selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle des moyens de centrage (18) sont prévus pour positionner le noyau (9) par rapport au conduit de sortie (3, 4) et à l'orifice de sortie (7).
  8. Buse de pulvérisation selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le noyau est un disque (9) déformable élastiquement par flexion, précontraint entre la surface annulaire (10) et la paroi d'extrémité (6), le contact annulaire dudit disque avec la surface annulaire (10) présentant un diamètre inférieur à celui du contact du disque avec la paroi d'extrémité (6), de sorte que la pression exercée par la substance fluide a l'intérieur du conduit de sortie (3, 4) déforme le disque par flexion sur sa partie périphérique externe en rompant le contact avec la surface annulaire.
  9. Buse de pulvérisation selon la revendication 1, dans laquelle le noyau présente une section rétrécie a une position intermédiaire (24) sur sa longueur axiale.
  10. Pulvérisateur de substance fluide comportant une buse de pulvérisation selon une quelconque des revendications précédentes, et une pompe (12) qui comporte ;
    une chambre de pompe (13) cylindrique,
    un piston (14) qui coulisse dans la chambre de pompe,
    un orifice d'admission (15) qui communique avec la chambre de pompe (13) par l'intermédiaire d'un clapet d'entrée (16, 17), et
    un conduit de refoulement (2a) qui est en communication permanente avec le conduit de sortie (3, 4) de la buse de pulvérisation.
  11. Pulvérisateur selon la revendication 10, dans laquelle le piston (14) est commandé par une tige d'actionnement (2) dans laquelle est formé le conduit de refoulement (2a), la pompe comporte un ressort (19) qui exerce une force de rappel sur le piston (14), et un poussoir (1) est monté sur la tige d'actionnement (2) pour déplacer le piston contre la force du ressort (19), le poussoir (1) comportant ladite buse de pulvérisation.
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