EP1677916B1 - Tete de pulverisation de produit fluide - Google Patents

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EP1677916B1
EP1677916B1 EP04767788A EP04767788A EP1677916B1 EP 1677916 B1 EP1677916 B1 EP 1677916B1 EP 04767788 A EP04767788 A EP 04767788A EP 04767788 A EP04767788 A EP 04767788A EP 1677916 B1 EP1677916 B1 EP 1677916B1
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EP
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spray
insert
central axis
expulsion channel
expulsion
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Arnaud Helie
Wilfrid Beaujour
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Aptar France SAS
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Valois SAS
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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
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, 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
    • B05B1/3405—Nozzles, 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
    • B05B1/341—Nozzles, 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
    • B05B1/3421—Nozzles, 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
    • B05B1/3431—Nozzles, 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
    • B05B1/3436—Nozzles, 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

Definitions

  • the present invention relates to a fluid spray head.
  • Fluid dispensing heads are well known.
  • the head In order to obtain a finely sprayed distribution in the form of a spray, the head generally comprises a spray profile disposed just upstream of the spray orifice.
  • This spraying profile can be formed by an external part, called external nozzle, reported from the outside, as described in the documents U.S. 3,625,437 , EP-0 906 785 , FR-1 355 350 and EP-0 412 524 .
  • This solution has the major disadvantage of a risk of expulsion of said nozzle during use.
  • it has been proposed to achieve the spray profile by means of an insert introduced into the head from the inside thereof, said insert forming the bottom of said spray profile and limiting the dead volume.
  • the documents WO 00/54887 and FR-2,767,311 describe devices of this type.
  • the document WO 00/54887 described in figures 1-3 a spray head of the prior art according to the preamble of claim 1.
  • the characteristics of the spray in particular, the size distribution of the droplets and the reproducibility of these characteristics are largely dependent on the shape of said spray pattern. It turns out that in most fluid dispensing devices, including drug, the performance is inconsistent due to manufacturing tolerances during molding of the head. This is explained in particular by an eccentricity of the central axis of the orifice of the insert relative to the central axis of the spray chamber.
  • This eccentricity may result in an asymmetry of the spray profile, with for example access to a virtually non-radial channels clogged. As a result, the swirling of the product in the spray chamber is less, and the performance and characteristics of the spray are affected.
  • This eccentricity of the axes can be quite important and especially be very variable from one head to another. This prevents constant spray characteristics.
  • the present invention aims to provide a fluid spray head that does not reproduce the aforementioned drawbacks.
  • the object of the present invention is to provide a safe and reliable fluid spray head which has consistent and reproducible product spray performance and characteristics for all heads from the same mold.
  • the present invention also aims to provide a fluid spray head that is simple and inexpensive to manufacture and assemble.
  • the present invention therefore relates to a fluid spray head as described in claim 1.
  • Advantageous variants are described in the dependent claims.
  • the present invention also relates to a set of spray heads manufactured from the same mold cavity, said heads being made as described above.
  • the standard deviation of the eccentrations of the central axis of the insert relative to the central axis of the expulsion channel for all the spray heads from the same mold cavity is less than 0.05 mm. , advantageously less than 0.02 mm.
  • the present invention also relates to a fluid dispenser device comprising a head as described above.
  • the present invention applies to all types of fluid product spray head according to claim 1.
  • the present description will however be made with reference to an elongated head, for example a nasal dispensing head, having a spray orifice directed in the axis of the head.
  • the present invention could be applied to all types of heads and in particular the heads in which the spray is distributed transversely.
  • the fluid spray head comprises an expulsion channel 5 which is provided with a spray orifice 1 and a spray profile 10 which is disposed upstream of said spray orifice 1.
  • the profile In the bottom wall of the spray head the spraying means 10 comprises, in known manner, spray channels 11, preferably non-radial, leading into a central spraying chamber 12 arranged directly upstream of said spray orifice 1. These channels can be three in number, as shown on the figure 1 , but another configuration is possible.
  • An insert 20, preferably solid and of simple form similar to a rod, is provided in said expulsion channel 5 to limit the dead volume and form the bottom of said spray profile 10.
  • This insert 20 is introduced through the interior of the head and therefore forms an internal nozzle for which there is no risk of expulsion of the nozzle during actuation, unlike an external nozzle, reported by the outside of the head.
  • the product flowing in the expulsion channel around said insert arrives, at the front face thereof, in the non-radial channels 11 via access 15.
  • the product then enters the spraying chamber 12 by swirling before being expelled through the spray orifice 1 in the form of a spray.
  • the device of the invention is formed of only two parts, an outer part forming the head and an inner part forming the insert.
  • the present invention is characterized in that the central axis X of the insert 20 is as much as possible identical to the central axis Y of the expulsion channel 5.
  • centering means are provided for the insert 20.
  • the centering means are formed in the expulsion channel 5, close to said spray profile 10. They comprise one or more projections adapted to cooperate with the insert 20 to center it.
  • the figure 3 shows an advantageous embodiment, wherein the expulsion channel 5 comprises three flats 30 regularly distributed around the channel.
  • the projections define a registered fictitious circle whose diameter corresponds approximately to the diameter of the insert 20.
  • the flats could be replaced by different profiles, such as convex or concave projections, for example arcs of circles, or even several lugs distributed around the channel.
  • the insert 20 With the insert 20 centered, the product flows approximately evenly through the three channels 11 and a good spray is formed with optimum spray characteristics, both in terms of performance (average droplet size and size distribution droplets) than consistency (reproducibility of performance for all heads).
  • the manufacturing tolerances of the expulsion channel 5 and the insert 20 can cause a small eccentricity of the X and Y axes, but the flats 30 can limit this eccentricity.
  • this is less than 0.08 mm, preferably less than 0.03 mm.
  • spray heads from the same mold cavity have a standard deviation, with respect to the eccentricity of the central axis X the insert relative to the central axis Y the expulsion channel, less than 0.05 mm, preferably less than 0.02 mm.
  • a particularly advantageous embodiment relates to a dispensing head in which the spray chamber 12 has a diameter of about 1 mm and the spray orifice 1 has a diameter of about 0.3 mm.
  • the present invention thus makes it possible to improve the fluid dispensing heads by improving the characteristics and the performances of the spray that it delivers, as well as the constancy of these characteristics.

Landscapes

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

Abstract

Tête de pulvérisation de produit fluide, comportant un canal d'expulsion (5) pourvu d'un orifice de pulvérisation (1) et d'un profil de pulvérisation (10) réalisés dans la paroi de fond de ladite tête de pulvérisation, ledit profil de pulvérisation (10) comportant des canaux de pulvérisation (11), de préférence non radiaux, débouchant dans une chambre de pulvérisation centrale (12) disposée directement en amont dudit orifice de pulvérisation (1), un insert (20) étant disposé dans ledit canal d'expulsion (5) pour former le fond dudit profil de pulvérisation (10), l'axe central (X) dudit insert (20) étant sensiblement identique à l'axe central (Y) dudit canal d'expulsion (5), et ladite tête de pulvérisation comportant des moyens de centrage dudit insert (20).

Description

  • La présente invention concerne une tête de pulvérisation de produit fluide.
  • Les têtes de distribution de produit fluide, notamment dans le domaine de la pharmacie, sont bien connues. Pour pouvoir obtenir une distribution finement pulvérisée sous forme de spray, la tête comporte généralement un profil de pulvérisation disposé juste en amont de l'orifice de pulvérisation. Ce profil de pulvérisation peut être formé par une pièce externe, appelée gicleur externe, rapporté par l'extérieur, tel que décrit dans les documents US-3 625 437 , EP-0 906 785 , FR-1 355 350 et EP-0 412 524 . Cette solution présente l'inconvénient majeur d'un risque d'expulsion dudit gicleur lors de l'utilisation. Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé de réaliser le profil de pulvérisation au moyen d'un insert introduit dans la tête par l'intérieur de celle-ci, ledit insert formant le fond dudit profil de pulvérisation et limitant le volume mort. Les documents WO 00/54887 et FR-2 767 311 décrivent des dispositifs de ce type. Le document WO 00/54887 décrit aux figures 1-3 une tête de pulvérisation de l'art antérieur selon le préambule de la revendication 1. Les caractéristiques du spray, en particulier, la distribution de taille des gouttelettes et la reproductibilité de ces caractéristiques sont largement dépendantes de la forme dudit profil de pulvérisation. Il s'avère que dans la plupart des dispositifs de distribution de produit fluide, notamment de médicament, les performances sont peu constantes en raison des tolérances de fabrication lors du moulage de la tête. Ceci s'explique notamment par une excentration de l'axe central de l'orifice de l'insert par rapport à l'axe central de la chambre de pulvérisation. Cette excentration, représentée sur la figure 2, peut avoir pour conséquence une asymétrie du profil de pulvérisation, avec par exemple l'accès à un des canaux non radiaux pratiquement bouché. De ce fait, le tourbillonnement du produit dans la chambre de pulvérisation est moindre, et les performances et caractéristiques du spray en sont affectées. Cette excentration des axes peut être assez importante et surtout être très variable d'une tête à l'autre. Ceci empêche d'obtenir des caractéristiques de spray constantes.
  • La présente invention a pour but de fournir une tête de pulvérisation de produit fluide qui ne reproduit pas les inconvénients susmentionnés.
  • Plus particulièrement, la présente invention a pour but de fournir une tête de pulvérisation de produit fluide sure et fiable et qui a des performances et des caractéristiques de pulvérisation du produit constantes et reproductibles pour toutes les têtes issues d'un même moule.
  • La présente invention a également pour but de fournir une tête de pulvérisation de produit fluide qui soit simple et peu coûteuse à fabriquer et à assembler.
  • La présente invention a donc pour objet une tête de pulvérisation de produit fluide telle que décrite dans la revendication 1. Des variantes avantageuses sont décrites dans les revendications dépendantes.
  • La présente invention a également pour objet un ensemble de têtes de pulvérisation fabriquées à partir d'une même empreinte de moule, lesdites têtes étant réalisées telles que décrites ci-dessus.
  • Avantageusement, l'écart type des excentrations de l'axe central de l'insert par rapport à l'axe central du canal d'expulsion pour toutes les têtes de pulvérisation issues d'une même empreinte de moule est inférieur à 0,05 mm, avantageusement inférieur à 0,02 mm.
  • La présente invention a également pour objet un dispositif de distribution de produit fluide comportant une tête telle que décrite ci-dessus.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement au cours de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation avantageux de celle-ci, faite en référence aux dessins joints, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en coupe horizontale à travers le profil de pulvérisation d'une tête de distribution selon la présente invention ;
    • la figure 2 est une vue schématique en coupe horizontale à travers le canal d'expulsion d'une tête de pulvérisation selon l'art antérieur ; et
    • la figure 3 est une vue schématique en coupe horizontale à travers le canal d'expulsion d'une tête de pulvérisation selon un mode de réalisation de la présente invention.
  • La présente invention s'applique à tous types de tête de pulvérisation de produit fluid selon la revendication 1. La présente description sera toutefois réalisée en référence à une tête allongée, par exemple une tête de distribution nasale, comportant un orifice de pulvérisation dirigé dans l'axe de la tête. Bien entendu, la présente invention pourrait s'appliquer à tous types de tête et notamment les têtes dans lesquelles le spray est distribué transversalement.
  • Selon l'invention, la tête de pulvérisation de produit fluide comporte un canal d'expulsion 5 qui est pourvu d'un orifice de pulvérisation 1 et d'un profil de pulvérisation 10 qui est disposé en amont dudit orifice de pulvérisation 1. Le profil de pulvérisation 10 est réalisé dans la paroi de fond de la tête de pulvérisation et comporte de manière connue, des canaux de pulvérisation 11, de préférence non radiaux, menant dans une chambre de pulvérisation centrale 12 disposée directement en amont dudit orifice de pulvérisation 1. Ces canaux peuvent être au nombre de trois, comme représenté sur la figure 1, mais une autre configuration est envisageable. Un insert 20, de préférence plein et de forme simple similaire à une tige, est prévu dans ledit canal d'expulsion 5 pour limiter le volume mort et former le fond dudit profil de pulvérisation 10. Cet insert 20 est introduit par l'intérieur de la tête et forme donc un gicleur interne pour lequel il n'y a aucun risque d'expulsion du gicleur pendant l'actionnement, contrairement à un gicleur externe, rapporté par l'extérieur de la tête. Ainsi, le produit s'écoulant dans le canal d'expulsion 5 autour dudit insert parvient, au niveau de la face frontale de celui-ci, dans les canaux non radiaux 11 par l'intermédiaire d'accès 15. Le produit entre ensuite dans la chambre de pulvérisation 12 en tourbillonnant avant d'être expulsé à travers l'orifice de pulvérisation 1 sous forme de spray. Le dispositif de l'invention est donc formé de seulement deux pièces, une pièce externe formant la tête et une pièce interne formant l'insert.
  • La présente invention est caractérisée par le fait que l'axe central X de l'insert 20 est le plus possible identique à l'axe central Y du canal d'expulsion 5.
  • Pour ce faire, on prévoit des moyens de centrage pour l'insert 20. Les moyens de centrage sont formés dans le canal d'expulsion 5, à proximité dudit profil de pulvérisation 10. Ils comportent une ou plusieurs projections adaptées à coopérer avec l'insert 20 pour le centrer. La figure 3 montre un mode de réalisation avantageux, dans lequel le canal d'expulsion 5 comporte trois méplats 30 répartis régulièrement autour du canal. Les projections définissent un cercle fictif inscrit dont le diamètre correspond environ au diamètre de l'insert 20. De cette manière, en plaçant les méplats 30 entre les accès 15 aux canaux non radiaux 11 du profil de pulvérisation 10, on empêche, lors de l'assemblage de l'insert 20, que celui-ci ne vienne fermer un de ces accès 15, comme cela est représenté sur la figure 2 avec la tête de l'art antérieur. Les méplats pourraient être remplacés par des profils différents, tel que des projections convexes ou concaves, par exemple des arcs de cercles, ou même plusieurs ergots répartis autour du canal. L'insert 20 étant centré, le produit s'écoule de manière environ égale à travers les trois canaux 11 et il se forme une bonne pulvérisation avec des caractéristiques de spray optimales, tant au niveau des performances (taille moyenne des gouttelettes et distribution de taille de gouttelettes) que de la constance (reproductibilité des performances pour toutes les têtes). Bien entendu, les tolérances de fabrication du canal d'expulsion 5 et de l'insert 20 peuvent provoquer une faible excentration des axes X et Y, mais les méplats 30 permettent de limiter cette excentration. Avantageusement, celle-ci est inférieure à 0.08 mm, de préférence inférieure à 0.03 mm. De même, grâce à la présente invention, des têtes de pulvérisation issues d'une même empreinte de moule présentent un écart type, en ce qui concerne l'excentration de l'axe central X l'insert par rapport à l'axe central Y du canal d'expulsion, inférieure à 0,05 mm, de préférence inférieure à 0,02 mm. Ces valeurs d'excentration relativement faibles, ainsi que cet écart type très inférieur à ce qui existe à ce jour permettent d'améliorer la qualité des spray.
  • Un mode de réalisation particulièrement avantageux concerne une tête de distribution dans laquelle la chambre de pulvérisation 12 à un diamètre d'environ 1 mm et l'orifice de pulvérisation 1 à un diamètre d'environ 0,3 mm.
  • La présente invention permet donc d'améliorer les têtes de distribution de produit fluide en améliorant les caractéristiques et les performances du spray qu'elle délivre, ainsi que la constance de ces caractéristiques.
  • Bien que la présente invention a été décrite en référence à un mode de réalisation particulier de celle-ci, il est clair qu'elle n'est pas limitée par ce mode de réalisation. Au contraire, un homme du métier peut y apporter toutes modifications utiles sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées.

Claims (8)

  1. Tête de pulvérisation de produit fluide, ladite tête étant formée de seulement deux pièces, une pièce externe de forme allongée et une pièce interne formant insert, ladite pièce externe comportant un canal d'expulsion (5) pourvu d'un orifice de pulvérisation (1) et d'un profil de pulvérisation (10) réalisés dans la paroi de fond de ladite partie externe, ledit profil de pulvérisation (10) comportant des canaux de pulvérisation (11) non radiaux, débouchant dans une chambre de pulvérisation centrale (12) disposée directement en amont dudit orifice de pulvérisation (1), ladite pièce interne formant insert (20) étant introduite par l'intérieur de ladite pièce externe pour former un gicleur interne pour lequel il n'y a aucun risque d'expulsion du gicleur pendant l'actionnement, et disposé dans ledit canal d'expulsion (5) pour former avec sa face frontale le fond dudit profil de pulvérisation (10), l'axe central (X) dudit insert (20) étant sensiblement identique à l'axe central (Y) dudit canal d'expulsion (5), caractérisée en ce que ladite pièce externe comporte des moyens de centrage dudit insert (20) disposés dans ledit canal d'expulsion (5), à proximité dudit profil de pulvérisation, au niveau de ladite face frontale dudit insert, lesdits moyens de centrage comportant au moins une projection (30), de préférence trois, le diamètre du cercle fictif inscrit défini par lesdites projections étant sensiblement identique au diamètre de l'insert (20), les accès (15) du canal d'expulsion (5) aux canaux de pulvérisation (11) étant réalisés entre lesdites projections.
  2. Tête selon la revendication 1, dans laquelle le canal d'expulsion (5) comporte trois méplats (30) répartis symétriquement autour dudit canal, lesdits méplats (30) coopérant avec ledit insert (20) pour le centrer par rapport au canal d'expulsion (5).
  3. Tête selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'axe central (X) dudit insert (20) est excentré par rapport à l'axe central (Y) du canal d'expulsion (5) d'une distance inférieure à 0.08 mm, de préférence inférieure à 0.03 mm.
  4. Tête de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite chambre de pulvérisation (12) a un diamètre de 1 mm.
  5. Tête de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit orifice de pulvérisation (1) a un diamètre de 0,3 mm.
  6. Ensemble de têtes de pulvérisation fabriquées à partir d'une même empreinte de moule, caractérisé en ce que lesdites têtes sont réalisées selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  7. Ensemble selon la revendication 6, dans lequel l'écart type des excentrations de l'axe central (X) de l'insert (20) par rapport à l'axe central (Y) du canal d'expulsion (5) pour toutes les têtes de pulvérisation issues d'une même empreinte de moule est inférieur à 0,05 mm, avantageusement inférieur à 0,02 mm.
  8. Dispositif de distribution de produit fluide caractérisé en ce qu'il comporte une tête de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
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