EP3717134A1 - Tête de distribution de produit fluide - Google Patents

Tête de distribution de produit fluide

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Publication number
EP3717134A1
EP3717134A1 EP18833264.7A EP18833264A EP3717134A1 EP 3717134 A1 EP3717134 A1 EP 3717134A1 EP 18833264 A EP18833264 A EP 18833264A EP 3717134 A1 EP3717134 A1 EP 3717134A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
holes
dispensing head
axis
head according
spray
Prior art date
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Granted
Application number
EP18833264.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3717134B1 (fr
Inventor
stéphane Beranger
Frédéric Duquet
Christophe Pierre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aptar France SAS
Original Assignee
Aptar France SAS
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Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/FR2017/053344 external-priority patent/WO2018100321A1/fr
Application filed by Aptar France SAS filed Critical Aptar France SAS
Publication of EP3717134A1 publication Critical patent/EP3717134A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3717134B1 publication Critical patent/EP3717134B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers for dispensing liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant
    • B65D83/28—Nozzles, nozzle fittings or accessories specially adapted therefor
    • 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
    • B05B11/1023—Piston pumps having an outlet valve opened by deformation or displacement of the piston relative to its actuating stem
    • B05B11/1025—Piston pumps having an outlet valve opened by deformation or displacement of the piston relative to its actuating stem a spring urging the outlet valve in its closed position

Definitions

  • the present invention relates to a fluid dispensing head intended to be associated with a dispensing member such as a pump or a valve.
  • the dispensing head may be integrated with, or mounted on, the dispenser member.
  • the dispensing head may comprise a bearing surface so as to constitute a pusher on which the user presses to actuate the dispensing member.
  • the dispensing head may be devoid of bearing surface. This kind of fluid dispensing head is frequently used in the fields of perfumery, cosmetics or pharmacy.
  • a conventional dispensing head for example of the push-type, comprises:
  • a support surface on which a user can press with a finger for example the index
  • a dispensing member such as a pump or a valve
  • an axial mounting housing in which a pin extends, defining a side wall and a front wall, and
  • a bucket-shaped nozzle comprising a substantially cylindrical wall, one end of which is closed by a spray wall forming a spray orifice, the nozzle being mounted along an axis X in the axial mounting housing with its cylindrical wall engaged around the spindle and its spray wall in axial abutment against the front wall of the spindle.
  • the inlet well is connected to the axial mounting housing by a single supply conduit.
  • a swirl system at the nozzle spray wall.
  • a swirl system conventionally includes a plurality of tangential swirl channels that open into a swirl chamber centered on the spray orifice of the nozzle. The swirl system is disposed upstream of the spray orifice.
  • a nozzle comprising a spray wall pierced with several spray holes of substantially identical or perfectly identical diameter, of the order of 1 to 100 miti, with a tolerance of 20% .
  • Such a spray wall would generate a spray whose droplet size is relatively homogeneous.
  • the holes are arranged in concentric circles, with an inclination of the order of 10 to 60 degrees and a tangential orientation, so as to create a swirling spray around the central axis. The opening angle of the spray is therefore zero, or very low.
  • the spray wall is curved, but the holes were drilled perpendicularly to the plane of the wall with a constant section, while the wall was still flat.
  • the curvature of the wall makes it possible to make the holes diverge, once the curved wall. It is not explained in this document how or when the pierced flat wall is curved. In the drawings, the curvature of the bending is small, so that the opening angle of the spray is low.
  • the present invention aims to define a flat spray wall providing a spray opening angle much larger than that of the walls of documents EP1878507A2 and EP1698399A1.
  • the present invention provides a fluid dispensing head comprising a spray wall pierced with holes through which the pressurized fluid product passes to be sprayed into fine droplets, the spray wall being flat, of to define a main plane Pp, a central axis Y orthogonal to the main plane Pp, normal N parallel to the central axis Y and perpendicular to the main plane Pp, an orthogonal plane Po passing through the central axis Y and the normal N of the hole considered and a radial axis X, corresponding to the secant of the main plane Pp and of the orthogonal plane Po, characterized in that most of the holes extend along an axis Zn at an angle ⁇ of 5 to 45 degrees, advantageously 5 to 30 degrees, relative to the normal N corresponding, this axis Zn having a divergent orientation relative to the central axis Y, with a normal projection on the orthogonal plane Po having a non-zero radial component along the radial axis
  • radial component it is therefore to be understood that the normal projection of the Zn axis on the orthogonal plane Po of the hole in question has a component along the X axis, which passes through the central axis Y and the normal N in the main plane Pp. In the case of tangent holes in EP1878507A2, this radial component is zero.
  • the holes may all have the same orientation, with a single angle, or on the contrary, the holes may have several different orientations, with for example two or three different values for the angle a.
  • the holes may have different diameters, advantageously two or three.
  • the larger diameter holes may have an angle smaller than the smaller diameter holes, or conversely, the larger diameter holes may have an angle greater than the smaller diameter holes.
  • the holes may be arranged in concentric circles, or alternatively, the holes may be aligned along straight line segments, the holes of the same line segment having the same angle ⁇ and the same diameter.
  • Each line segment can comprise from 2 to 20 holes.
  • the right segments can be arranged in parallel.
  • Straight segments with holes of different diameters can be arranged in parallel.
  • the line segments with holes of different diameters are arranged alternately.
  • the holes may have an overall polygonal disposition, for example triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or decagonal.
  • the right sides of the polygon are formed by straight segments of holes of the same angle a and the same diameter.
  • the dispensing head comprises:
  • a dispensing member such as a pump or a valve
  • a nozzle comprising a mounting wall engaged in the axial mounting housing, the spray wall being secured to the nozzle.
  • the head can be in the form of a conventional pusher with an upper bearing surface, on which a user can press with a finger, for example the index finger.
  • the axial housing then opens laterally.
  • the holes may be 10 to 500 and have a diameter of the order of 1 to 100 miti, preferably of the order of 5 to 30 miti, and preferably of the order of 5 to 20 pm. The more holes there are, the smaller the diameter, and vice versa.
  • the cumulative section of all the holes is preferably less than 100,000 pm 2 .
  • the spirit of the invention lies in the fact of producing, in a plane spray wall, diverging holes to generate sprays whose opening angle is large, and approximately comparable to that of a conventional head with a single hole and a swirl system upstream.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view through a pump equipped with a dispensing head according to the invention
  • FIG. 2 is a greatly enlarged sectional view of the dispensing head of FIG. 1,
  • FIG. 3a is a very schematic view illustrating the method of manufacturing a nozzle according to the invention
  • FIG. 3b is a perspective view of the nozzle made with the method of FIG. 3a
  • FIG. 3c is a perspective view of the nozzle spray wall manufactured with the method of FIG. 3a and integrated in the nozzle of FIG. 3b, and
  • FIGS. 4a to 4c are views illustrating a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a schematic view showing the various geometrical parameters used to define the characteristics of the holes of the spray walls according to the invention
  • FIG. 6 is a view illustrating a second embodiment of the invention for a spray wall
  • FIGS. 7a and 7b illustrate the orientations of the holes of the spray wall of FIG. 6,
  • FIGS. 8a and 8b illustrate alternative orientations of the holes of the spray wall of FIG. 6,
  • FIGS. 9a and 9b illustrate alternative orientations of the holes of the spray wall of FIG. 6,
  • FIGS. 10a to 10c are views illustrating a third embodiment of the invention for a spray wall
  • FIG. 11 is a view illustrating a fourth embodiment of the invention for a spray wall
  • Figures 12a and 12b are views illustrating a fifth embodiment of the invention for a spray wall
  • Figures 13a and 13b are views illustrating a sixth embodiment of the invention for a spray wall
  • Figs. 14a and 14b are views illustrating a seventh embodiment of the invention for a spray wall
  • Figures 15a to 15d are views illustrating an eighth embodiment of the invention for a spray wall.
  • the dispensing head T is mounted on a dispensing member P, such as a pump or a valve, which has a design quite conventional in the fields of perfumery or pharmacy.
  • This dispensing member P is actuated by the user by pressing axially with a finger, generally the index, on the head T.
  • the normal pressure generated by this axial support on the fluid product inside the pump P and the head T is of the order of 5 to 6 bar, and preferably of 5.5 at 6 bars. Peaks at 7 to 8 bar are possible, but it is then in abnormal conditions of use. Conversely, at the approach of 2.5 bar, the spray is deteriorated, between 2.5 and 2.2 bar, the spray is strongly altered, and below 2 bar, there is no more spray.
  • the initial pressure generated by the propellant gas is of the order of 12 to 13 bar and then drops, as the aerosol empties, until about 6 bars.
  • An initial pressure of 10 bars is common in the field of perfumery and cosmetics.
  • the pressure of the fluid product at the nozzle is of the order of 1 bar, that is to say the atmospheric pressure, or slightly less . Because of the pressure value used and the energy used, these ultrasonic vibration sprayers are outside the scope of the invention.
  • the dispensing head T comprises two essential components, namely a head body 1 and a nozzle 2. These two parts can be made by plastic injection molding.
  • the head body 1 is preferably made in one piece: it can however be made from several parts assembled to each other.
  • the nozzle 2 can be made monobloc mono-material, but preferably, it is made by overmolding, as will be seen below.
  • the head body 1 comprises a substantially cylindrical peripheral skirt 10 which is closed at its upper end by a plate 14.
  • the head body 1 also comprises a connecting sleeve 15 which here concentrically extends inside the body.
  • the connecting sleeve 15 extends downwards from the plate 14. It internally defines an inlet well 11 which is open downwards and closed at its upper end by the plate 14.
  • connection 15 is intended to be mounted on the free end of an actuating rod P5 of the dispensing member P.
  • This actuating rod P5 is movable back and forth along a longitudinal axis.
  • the actuating rod P5 is hollow so as to define a discharge pipe in communication with a dosing chamber PO of the pump P or the valve.
  • the inlet well 11 extends in the extension of the actuating rod P5 so that the fluid product from the dosing chamber PO can flow into the inlet well 11.
  • the head body 1 defines also a feed duct 13 which connects the inlet well 11 to a mounting housing 12, as can be seen in Figure 2.
  • the axial mounting housing 12 is of cylindrical overall configuration, thereby defining an inner wall which is substantially cylindrical.
  • the supply duct 13 opens into the mounting housing 12 centrally. It may also be noted that the inner wall of the mounting housing 12 has attachment profiles 121 for better support of the nozzle 2, as will be seen below.
  • the head body 1 can be engaged in a covering cap 3 comprising upper bearing surface 31 for a finger and a lateral envelope 32 forming a lateral opening 33 for the passage of the nozzle 2.
  • the nozzle 2 has a substantially cylindrical overall configuration in the form of a small sleeve 20 which is open at both ends, but which is sealed internally by a spray wall 26 at which several holes or spray orifices O are formed. More specifically, the sleeve 20 is substantially cylindrical overall shape, preferably with axial symmetry of revolution about a Y axis, as shown in Figure 2. Thus, the nozzle 2 does not need to be oriented angularly before its presentation in front of the inlet of the axial mounting housing 12. However, it is sometimes necessary to orient the nozzle 2, because its spray wall 26 is not revolution.
  • the sleeve 20 forms an external mounting wall 21 which is advantageously provided with hooking reliefs adapted to cooperate with the attachment profiles 121 of the mounting housing 12. It may be noted that the spray wall 26 extends to level of the outer wall assembly 21, where they form a plurality of projecting lugs 27 which bite into the mounting housing 12.
  • a nozzle can be made.
  • the first step is to drill holes O, which will be defined below. This piercing step can be performed with a LASER technique.
  • a second step is to punch cutouts C around the holes O, so as to leave several bridges 27a.
  • an optional step B consists of deforming the band B at the holes O for the bomber.
  • the next step is to overmold the sleeve 20 on the beach surrounding the holes O and bridges 27a.
  • the final step is to cut the bridges 27a around the sleeve 20 so as to leave the projecting lugs 27, which will serve to increase the resistance of the nozzle 2 in the mounting housing 12.
  • the manufacturing method just described is advantageous, but not unique.
  • the spray wall 26 may be attached to the sleeve 20 by any other means, such as bi-injection, snapping, crimping, swaging, etc.
  • the spray wall 26 may be a one-piece mono-material part, an assembly of several parts or a multilayer product, for example laminated. It can be made of metal, plastic, ceramic, glass or a combination of these. More generally, any material that can be pierced with small holes or holes is usable.
  • the thickness of the spray wall 26 at the level where the holes O are formed is of the order of 10 to 100 ⁇ m and preferably of the order of 50 ⁇ m.
  • the number of holes O is of the order of 20 to 500.
  • the diameter of the spray wall 26 at the level where the holes O are formed is of the order of 0.5 to 5 mm. In practice, the spray wall 26 is preferably entirely flat on both sides, so that its thickness is then constant.
  • the wall 26 is not curved towards the outside.
  • the density of the holes O on the wall 26 may be homogeneous, or on the contrary inhomogeneous, for example increasing or decreasing starting from the center of the wall.
  • the holes O may form a network of holes comprising two series of holes O of different sizes, with the holes O of the same series having an identical or unique hole size, given manufacturing tolerances, which do not exceed 10. %. So, for a wall of In the case of a 26-hole, 100-hole punch O, there can be a first set of 50 holes O having a diameter of 10 ⁇ m and a second series of 50 holes O having a diameter of 20 ⁇ m.
  • the first series of 50 holes O will generate a spray of fine droplets whose granulometric curve has a peak formed by a relatively narrow Gaussian, then the second series of 50 holes O will generate a spray of larger droplets whose particle size curve also presents a peak formed by a relatively narrow Gaussian, which is however shifted and distinct from the first Gaussian of the first series. This gives a spray with two sizes of majority droplets corresponding to the two Gaussian grain size curves.
  • the distribution between the series can vary from 10 to 90%, and vice versa, with a minimum of five O holes per series.
  • the hole size of the first series can vary from 15 to 50 ⁇ m, while the hole size of the second series can vary from 5 to 20 ⁇ m, with always the size of the first series much higher, at least of order of 30%, to that of the second series.
  • most of the holes O are outwardly divergent with respect to the central axis Y. Some holes may, however, be parallel to the central axis Y, and in particular the holes which are located closest to this axis. Y axis. In general, the holes farthest from the Y axis are more divergent than the holes near the Y axis. It can be said that the divergence amplifies with the distance from the Y axis. However, it is not an absolute rule.
  • FIGS. 4a, 4b and 4c there is shown a first embodiment, in which all the holes O are situated on one side of the central axis Y, in this case below the axis Y.
  • the holes O are arranged in an aligned manner along three line segments L1, L2 and L3, which are parallel to each other, and advantageously equidistant.
  • the segment L1 comprises three holes O
  • the segment L2 comprises five holes O
  • the segment L3 also comprises five holes O.
  • All the holes O may have the same diameter or different diameters.
  • all the holes O of the same line segment have the same diameter. In this mode of realization, there will be at most three different diameters, since there is three straight segment.
  • FIG. 4 is a sectional view along a plane which passes through the Y axis and which is perpendicular to the line segments L1, L2 and
  • the holes O extend along axes Z1, Z2 and Z3 which respectively make angles a1, a2 and a3 with respect to the axis Y. These angles are different from each other. others: the angle a1 of the segment L1 is smaller than the angle a2 of the segment L2 and the angle a3 of the segment L3 is the largest. Thus, the further the segment Ln moves away from the Y axis, the larger the angle an is. The angle can vary from 0 to 45 degrees.
  • all the holes of the same line segment have the same orientation.
  • all the holes of the same line segment are parallel to each other. It can thus be said that all the holes of the same line segment are at the same angle a year with respect to the normal to the plane of the wall at the hole considered.
  • FIG. 5 is intended to illustrate the geometrical parameters making it possible to define geometrical characteristics of the orientations of the holes O.
  • the spray wall 26 defines a main plane Pp.
  • the spray wall 26 also defines a central axis Y.
  • a normal N which is perpendicular to the plane Pp and parallel to the Y axis. It is thus possible to define orthogonal planes Po passing through the Y axis. and a normal N and an X axis passing through the Y axis and the normal N in the main plane Pp.
  • Each hole O extends along an axis Zn, which can be inscribed in its orthogonal plane Po.
  • the three holes O of FIG. 4c which are aligned below the Y axis in FIG. 4b, extend along axes Zn which are inscribed in their common orthogonal plane Po.
  • the radial component x is then directly visible on the common orthogonal plane Po.
  • the other holes O extend along Zn axes which are not inscribed in their respective orthogonal plane Po. It is then necessary to project these axes Zn normally or orthogonally to the respective orthogonal plane Po in order to be able to determine the radial component x along the axis X. It can thus be said generally that the radial component x is measured after projection of the axis Zn on the respective orthogonal plane Po, that the axis Zn is inscribed or not in this respective orthogonal plane Po.
  • the spray wall 26a comprises two pairs of three straight line segments L1, L2 and L3 disposed symmetrically with respect to the central axis Y.
  • the segments may be identical or similar to those of the embodiment.
  • Figures 7a and 7b show the orientations and the diameters of the holes O of the segments of the spray wall 26a of Figure 6, which are aligned above and below the central axis Y.
  • the angle a1 that make the central holes of the two segments L1 is 5 degrees.
  • the angle a2 made by the central holes of the two segments L2 is 10 degrees.
  • the angle a3 made by the central holes of the two segments L3 is 15 degrees. All the holes O of the two segments L1 make an angle a1 of 5 degrees with respect to their respective normal N.
  • All the holes O of the two segments L2 make an angle a2 of 10 degrees relative to their respective normal N.
  • All the holes O of the two segments L3 make an angle a3 of 15 degrees with respect to their respective normal N.
  • all the holes O of the two segments L1 have a diameter of 15 miti.
  • All holes O segments L2 and L3 have a diameter of 10 miti.
  • the generated spray will have a droplet size distribution of two Gaussians, with an almost full diffusion cone and an opening angle of about 30 degrees.
  • FIGS. 8a and 8b show an alternative embodiment of FIGS. 6, 7a and 7b, in which the orientations and the diameters of the holes O of the segments are different.
  • all the holes O of the spray wall 26b all have the same orientation, in this case 15 degrees in the example shown. Another orientation ranging from 0 to 45 degrees is possible.
  • All the holes O of the two segments L1 have a diameter of 15 ⁇ m.
  • All the holes O of the two segments L2 have a diameter of 10 ⁇ m.
  • All the holes O of the two segments L3 have a diameter of 5 ⁇ m.
  • the generated spray will have a droplet size distribution of three Gaussian, with a hollow diffusion cone and an opening angle of the order of 30 degrees.
  • FIGS. 9a and 9b also show an alternative embodiment of FIGS. 6, 7a and 7b, in which there are two pairs of four line segments L1 to L4 having different orientations along axes Y1 to Y4.
  • the axes Y1 make an angle cd of 0 degrees with respect to their respective normal N.
  • the axes Y2 make an angle cd of 10 degrees relative to their respective normal N.
  • the axes Y3 make an angle cd of 20 degrees with respect to their
  • the Y4 axes are at an angle cd of 45 degrees relative to their respective normal N.
  • All holes O have a single diameter of 10 to 30 ⁇ m.
  • the generated spray will have a single Gaussian droplet size distribution, with a full diffusion cone and a large opening angle of the order of 90 degrees.
  • Figures 10a to 10c show a spray wall 26d pierced with holes O arranged in the form of three concentric circles.
  • the axis Z1 of the holes O of the smallest circle makes the same angle cd, which can be for example of the order of 5 degrees.
  • the axis Z2 of the holes O of the intermediate circle the same angle a2, which can be for example of the order of 15 degrees.
  • the axis Z3 of the holes O of the largest circle makes the same angle a3, which can be for example of the order of 30 degrees.
  • the diameter of the holes O of the smaller circle is larger than that of the holes O of the other two circles.
  • All the holes O can be oriented in such a way that the set of Yn axes are inscribed in their respective orthogonal plane Po.An angles can thus be read in the same way with respect to the Y axis as compared to their normal respective N.
  • the spray wall 26e comprises a triplet of three straight segments L1, L2 and L3, arranged in a triangle.
  • the segments may be the same or similar to those of the embodiment of Figures 4a to 4c, 6, 7a and 7b or 8a and 8b.
  • An angles can be the same or different, ranging from 0 to 45 degrees.
  • the diameters of the holes O may be identical or different, ranging from 1 to 100pm.
  • a spray wall 26f comprising four series of three straight lines L1, L2 and L3, arranged in a square.
  • the segments may be the same or similar to those of the embodiment of Figures 4a to 4c, 6, 7a and 7b or 8a and 8b.
  • An angles can be the same or different, ranging from 0 to 45 degrees.
  • the diameters of the holes O may be identical or different, ranging from 1 to 100pm.
  • a spray wall 26g comprising five series of three straight lines L1, L2 and L3, arranged in pentagon.
  • the segments may be the same or similar to those of the embodiment of Figures 4a to 4c, 6, 7a and 7b or 8a and 8b.
  • An angles can be the same or different, ranging from 0 to 45 degrees.
  • the diameter of the O holes of the smaller pentagon is larger than that of the other two pentagons.
  • a spray wall 26h comprising eight series of three line segments L1, L2 and L3, arranged in octagon.
  • the segments may be the same or similar to those of the embodiment of Figures 4a to 4c, 6, 7a and 7b or 8a and 8b.
  • An angles can be the same or different, ranging from 0 to 45 degrees.
  • the diameter of the holes O of the largest octagon is larger than that of the middle octagon, which is larger than that of the smaller octagon.
  • FIGS. 15a to 15d show a spray wall 26g comprising a pair of three line segments L11, L12, L3 and L21, L22 and L23, which are not arranged symmetrically with respect to the central axis Y, but at opposite in a nested or alternating manner.
  • the three straight segments L11, L12 and L13 can be pierced with holes O which make an angle a1 upwards.
  • the L11 segment is located below the Y axis, while the other two segments L12 and L13 are located below the Y axis.
  • the holes O of the L11 segment have a greater diameter than the other two holes. segments L12 and L13.
  • the holes O of the other three segments L21, L22 and L23 are then drilled and are made at an angle a2 downwards.
  • the segment L21 is located below the Y axis, while the other two segments L22 and L33 are located below the Y axis.
  • the holes O of the segment L21 have a larger diameter than those of the two others. segments L22 and L23.
  • the absolute value of the angles a1 and a2 can be identical.
  • the diameter of the holes O of the segments L11 and L21 may be identical.
  • the hole diameter O of the segments L12, L13, L22 and L23 may be identical.
  • the holes O of the segments L13 and L23 can be aligned.
  • the holes O of the segments L12 and L21 are arranged in staggered rows and the holes O of the segments L11 and L22 are also arranged in staggered rows, in order to prevent the jets coming from these holes O colliding and creating effects. undesirable.
  • the angle an goes from 0 degrees, in the case where the axis Zn is parallel or coincides with the central axis Y, up to 45 degrees. An angle of about 30 degrees gives a satisfactory result. A non-zero minimum angle for year is about 5 degrees.
  • the total number of holes, the arrangement of the holes on the spray wall, the number of holes per line segment or circle, the orientation of the holes and the diameter of the holes are all parameters that influence the characteristics of the spray. These parameters must be set depending on the fluid to be sprayed and the desired multiple functions: concentrated spray with a restricted opening angle or wide spray with a large opening angle, hollow or full diffusion cone, single or multiple spray Gaussian (s) of distribution, etc.

Landscapes

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Abstract

Tête de distribution de produit fluide comprenant une paroi de pulvérisation plane (26) percée de trous (O), de manière à définir un plan principal Pp, un axe central Y orthogonal au plan principal Pp, des normales N parallèles à l'axe central Y et perpendiculaires au plan principal Pp, un plan orthogonal Po passant par l'axe central Y et la normale N du trou considéré et un axe radial X, correspondant à la sécante du plan principal Pp et du plan orthogonal Po, caractérisée en ce que la plupart des trous (O) s'étendent selon un axe Zn faisant un angle a de 5 à 45 degrés, avantageusement 5 à 30 degrés, par rapport à la normale N correspondante, cet axe Zn présentant une orientation divergente par rapport à l'axe central Y, avec une projection normale sur le plan orthogonal Po ayant une composante radiale non nulle selon l'axe radial X.

Description

Tête de distribution de produit fluide
La présente invention concerne une tête de distribution de produit fluide destinée à être associée à un organe de distribution tel qu’une pompe ou une valve. La tête de distribution peut être intégrée à, ou montée sur, l’organe de distribution. La tête de distribution peut comprendre une surface d’appui de manière à constituer un poussoir sur lequel l’utilisateur appuie pour actionner l’organe de distribution. En variante, la tête de distribution peut être dénuée de surface d’appui. Ce genre de tête de distribution de produit fluide est fréquemment utilisé dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie.
Une tête de distribution classique, par exemple du type poussoir, comprend :
- une surface d’appui sur laquelle un utilisateur peut appuyer avec un doigt, par exemple l’index,
- un puits d’entrée destiné à être raccordé à une sortie d’un organe de distribution, tel qu’une pompe ou une valve,
- un logement de montage axial dans lequel s’étend une broche, définissant une paroi latérale et une paroi frontale, et
- un gicleur en forme de godet comprenant une paroi sensiblement cylindrique dont une extrémité est obturée par une paroi de pulvérisation formant un orifice de pulvérisation, le gicleur étant monté selon un axe X dans le logement de montage axial avec sa paroi cylindrique engagée autour de la broche et sa paroi de pulvérisation en butée axiale contre la paroi frontale de la broche.
En général, le puits d’entrée est relié au logement de montage axial par un conduit d’alimentation unique. D’autre part, il est commun de former un système de tourbillonnement au niveau de la paroi de pulvérisation du gicleur. Un système de tourbillonnement comprend conventionnellement plusieurs canaux tangentiels de tourbillonnement qui débouchent dans une chambre de tourbillonnement centrée sur l’orifice de pulvérisation du gicleur. Le système de tourbillonnement est disposé en amont de l’orifice de pulvérisation.
Dans le document EP1878507A2, il est décrit plusieurs modes de réalisation d’un gicleur comprenant une paroi de pulvérisation percée de plusieurs trous de pulvérisation de diamètre sensiblement ou parfaitement identique, de l’ordre de 1 à 100 miti, avec une tolérance de 20%. Une telle paroi de pulvérisation générerait un spray dont la taille des gouttelettes est relativement homogène. Dans un mode de réalisation de ce document, les trous sont disposés en cercles concentriques, avec une inclinaison de l’ordre de 10 à 60 degrés et une orientation tangentielle, de manière à créer un spray tourbillonnaire autour de l’axe central. L’angle d’ouverture du spray est donc nul, ou très faible.
Dans le document EP1698399A1 , la paroi de pulvérisation est bombée, mais les trous ont été percés perpendiculairement au plan de la paroi avec une section constante, alors que la paroi était encore plane. La courbure de la paroi permet de faire diverger les trous, une fois la paroi bombée. Il n’est pas expliqué dans ce document de quelle manière, ni à quel moment, la paroi plane percée est bombée. Sur les dessins, la courbure du bombage est faible, de sorte que l’angle d’ouverture du spray est faible.
La présente invention a pour but de définir une paroi de pulvérisation plane procurant un angle d’ouverture de spray bien plus grand que celui des parois des documents EP1878507A2 et EP1698399A1.
Pour atteindre ce but, la présente invention propose une tête de distribution de produit fluide comprenant une paroi de pulvérisation percée de trous à travers lesquels le produit fluide sous pression passe de manière à être pulvérisé en fines gouttelettes, la paroi de pulvérisation étant plane, de manière à définir un plan principal Pp, un axe central Y orthogonal au plan principal Pp, des normales N parallèles à l’axe central Y et perpendiculaires au plan principal Pp, un plan orthogonal Po passant par l’axe central Y et la normale N du trou considéré et un axe radial X, correspondant à la sécante du plan principal Pp et du plan orthogonal Po, caractérisée en ce que la plupart des trous s’étendent selon un axe Zn faisant un angle a de 5 à 45 degrés, avantageusement 5 à 30 degrés, par rapport à la normale N correspondante, cet axe Zn présentant une orientation divergente par rapport à l’axe central Y, avec une projection normale sur le plan orthogonal Po ayant une composante radiale non nulle selon l’axe radial X.
Par « composante radiale », il faut donc entendre que la projection normale de l’axe Zn sur le plan orthogonal Po du trou considéré présente une composante selon l’axe X, qui passe par l’axe central Y et la normale N dans le plan principal Pp. Dans le cas des trous tangents du document EP1878507A2, cette composante radiale est nulle.
Grâce à cette « composante radiale », les axes Zn des trous divergent vers l’extérieur par rapport à l’axe central Y, ce qui a pour effet d’ouvrir l’angle de diffusion du spray, et cela, sans avoir à bomber la paroi.
Les trous peuvent présenter tous la même orientation, avec un angle a unique, ou au contraire, les trous peuvent présenter plusieurs orientations différentes, avec par exemple deux ou trois valeurs différentes pour l’angle a.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les trous peuvent présenter des diamètres différents, avantageusement deux ou trois. Les trous de plus grand diamètre peuvent avoir un angle a inférieur aux trous de plus petit diamètre, ou inversement, les trous de plus grand diamètre peuvent avoir un angle a supérieur aux trous de plus petit diamètre.
Les trous peuvent être disposés en cercles concentriques, ou en variante, les trous peuvent être disposés de manière alignée le long de segments de droite, les trous d’un même segment de droite présentant le même angle a et le même diamètre. Chaque segment de droite peut comprendre de 2 à 20 trous. Les segments de droite peuvent être disposés parallèlement. Des segments de droite avec des trous de diamètres différents peuvent être disposés parallèlement. En variante, les segments de droite avec des trous de diamètres différents sont disposés de manière alternée. Les trous peuvent présenter une disposition globale polygonale, par exemple triangulaire, carrée, rectangulaire, pentagonale, hexagonale, octogonale ou encore décagonale. Les côtés droits du polygone sont formés par des segments de droite de trous de même angle a et le même diamètre.
Selon une forme de réalisation pratique qui est conventionnelle dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique et parfois de la pharmacie, la tête de distribution comprend:
- un puits d’entrée destiné à être raccordé à une sortie d’un organe de distribution, tel qu’une pompe ou une valve,
- un logement de montage axial,
- un conduit d’alimentation reliant le puits d’entrée au logement de montage axial,
- un gicleur comprenant une paroi de montage engagée dans le logement de montage axial, la paroi de pulvérisation étant solidaire du gicleur.
La tête peut se présenter sous la forme d’un poussoir classique avec une surface supérieur d’appui, sur laquelle un utilisateur peut appuyer avec un doigt, par exemple l’index. Le logement axial débouche alors latéralement.
A titre indicatif, les trous peuvent être au nombre de 10 à 500 et présenter un diamètre de l’ordre de 1 à 100 miti, avantageusement de l’ordre de 5 à 30 miti, et de préférence de l’ordre de 5 à 20 pm. Plus il y a de trous, plus leur diamètre doit être petit, et inversement. La section cumulée de tous les trous est de préférence inférieure à 100 000 pm2.
L’esprit de l’invention réside dans le fait de réaliser, dans une paroi de pulvérisation plane, des trous divergents pour générer des sprays dont l’angle d’ouverture est grand, et environ comparable à celui d’une tête conventionnelle avec un seul trou et un système tourbillonnaire en amont.
L’invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints, donnant à titre d’exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l’invention.
Sur les figures :
La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers une pompe équipée d’une tête de distribution selon l’invention, La figure 2 est une vue en coupe fortement agrandie de la tête de distribution de la figure 1 ,
La figure 3a est une vue très schématique illustrant le procédé de fabrication d’un gicleur selon l’invention,
La figure 3b est une vue en perspective du gicleur fabriqué avec le procédé de la figure 3a,
La figure 3c est une vue en perspective de la paroi de pulvérisation du gicleur fabriqué avec le procédé de la figure 3a et intégré dans le gicleur de la figure 3b, et
Les figures 4a à 4c sont des vues illustrant un premier mode de réalisation de l’invention,
La figure 5 est une vue schématique montrant les divers paramètres géométriques utilisés pour définir les caractéristiques des trous des parois de pulvérisation selon l’invention,
La figure 6 est une vue illustrant un deuxième mode de réalisation de l’invention pour une paroi de pulvérisation,
Les figures 7a et 7b illustrent les orientations des trous de la paroi de pulvérisation de la figure 6,
Les figures 8a et 8b illustrent des orientations alternatives des trous de la paroi de pulvérisation de la figure 6,
Les figures 9a et 9b illustrent des orientations alternatives des trous de la paroi de pulvérisation de la figure 6,
Les figures 10a à 10c sont des vues illustrant un troisième mode de réalisation de l’invention pour une paroi de pulvérisation,
La figure 11 est une vue illustrant un quatrième mode de réalisation de l’invention pour une paroi de pulvérisation,
Les figures 12a et 12b sont des vues illustrant un cinquième mode de réalisation de l’invention pour une paroi de pulvérisation,
Les figures 13a et 13b sont des vues illustrant un sixième mode de réalisation de l’invention pour une paroi de pulvérisation,
Les figures 14a et 14b sont des vues illustrant un septième mode de réalisation de l’invention pour une paroi de pulvérisation, et Les figures 15a à 15d sont des vues illustrant un huitième mode de réalisation de l’invention pour une paroi de pulvérisation.
Sur la figure 1 , la tête de distribution T est montée sur un organe de distribution P, tel qu’une pompe ou une valve, qui présente une conception tout à fait conventionnelle dans les domaines de la parfumerie ou de la pharmacie. Cet organe de distribution P est actionné par l’utilisateur en appuyant axialement avec un doigt, en général l’index, sur la tête T.
Dans le cas d’une pompe, la pression normale générée par cet appui axial sur le produit fluide à l’intérieur de la pompe P et de la tête T est de l’ordre de 5 à 6 bars, et préférentiellement de 5,5 à 6 bars. Des pics à 7 à 8 bars sont toutefois possibles, mais on est alors dans des conditions anormales d’utilisation. A l’inverse, à l’approche de 2,5 bars, le spray s’altère, entre 2,5 et 2,2 bars, le spray est fortement altéré, et en-dessous de 2 bars, il n’y a plus de spray.
Dans le cas d’un aérosol équipé d’une valve, la pression initiale générée par le gaz propulseur est de l’ordre de 12 à 13 bars et chute ensuite, au fur et à mesure que l’aérosol se vide, jusqu’à environ 6 bars. Une pression initiale de 10 bars est courante dans le domaine de la parfumerie et de la cosmétique.
Lorsque l’ensemble comprenant de la tête T et d’une pompe ou valve est monté sur un réservoir de produit fluide, cela constitue un distributeur de produit fluide, qui est entièrement manuel, sans apport d’énergie, notamment électrique.
En comparaison, dans le domaine technique des pulvérisateurs à vibration ultrasonique (notamment piézoélectrique), la pression du produit fluide au niveau de la buse est de l’ordre de 1 bar, c’est-à-dire la pression atmosphérique, voire légèrement moins. De par la valeur de pression mise en œuvre et l’énergie utilisée, ces pulvérisateurs à vibration ultrasonique se situent hors du domaine de l’invention.
On se référera aux figures 1 à 2 pour décrire en détail les pièces constitutives, ainsi que leur agencement mutuel, d’une tête de distribution T réalisée selon l’invention. La tête de distribution T comprend deux pièces constitutives essentielles, à savoir un corps de tête 1 et un gicleur 2. Ces deux pièces peuvent être réalisées par injection moulage de matière plastique. Le corps de tête 1 est de préférence réalisé de manière monobloc : il peut cependant être réalisé à partir de plusieurs pièces assemblées les unes aux autres. Le gicleur 2 peut être réalisé de manière monobloc mono-matière, mais de préférence, il est réalisé par surmoulage, comme on le verra ci-après.
Le corps de tête 1 comprend une jupe périphérique sensiblement cylindrique 10 qui est obturée à son extrémité supérieure par un plateau 14. Le corps de tête 1 comprend également un manchon de raccordement 15 qui s’étend ici de manière concentrique à l’intérieur de la jupe périphérique 10. Le manchon de raccordement 15 s’étend vers le bas à partir du plateau 14. Il définit intérieurement un puits d’entrée 11 qui est ouvert vers le bas et obturé à son extrémité supérieure par le plateau 14. Le manchon de raccordement 15 est destiné à être monté sur l’extrémité libre d’une tige d’actionnement P5 de l’organe de distribution P. Cette tige d’actionnement P5 est déplaçable en va-et-vient selon un axe longitudinal. La tige d’actionnement P5 est creuse de manière à définir un conduit de refoulement en communication avec une chambre de dosage PO de la pompe P ou de la valve. Le puits d’entrée 11 s’étend dans le prolongement de la tige d’actionnement P5 de sorte que le produit fluide issu de la chambre de dosage PO peut s’écouler dans le puits d’entrée 11. Le corps de tête 1 définit également un conduit d’alimentation 13 qui relie le puits d’entrée 11 à un logement de montage 12, comme on peut le voir sur la figure 2. Le logement de montage axial 12 est de configuration globale cylindrique, définissant ainsi une paroi interne qui est sensiblement cylindrique. Le conduit d’alimentation 13 débouche dans le logement de montage 12 de manière centrée. On peut également remarquer que la paroi interne du logement de montage 12 présente des profils d’accrochage 121 permettant un meilleur maintien du gicleur 2, comme on le verra ci-après.
Optionnellement, le corps de tête 1 peut être engagé dans une capsule d’habillage 3 comprenant surface supérieure d’appui 31 pour un doigt et une enveloppe latérale 32 formant une ouverture latérale 33 pour le passage du gicleur 2.
Le gicleur 2 présente une configuration globale sensiblement cylindrique sous la forme d’un petit manchon 20 qui est ouvert à ses deux extrémités, mais qui obturé intérieurement par une paroi de pulvérisation 26 au niveau de laquelle sont formés plusieurs trous ou orifices de pulvérisation O. Plus précisément, le manchon 20 est de forme globale sensiblement cylindrique, de préférence avec une symétrie axiale de révolution autour d’un axe Y, comme présenté sur la figure 2. Ainsi, le gicleur 2 n’a pas besoin d’être orienté angulairement avant sa présentation devant l’entrée du logement de montage axial 12. Cependant, il est parfois nécessaire d’orienter le gicleur 2, car sa paroi de pulvérisation 26 n’est pas de révolution. Le manchon 20 forme une paroi externe de montage 21 qui est avantageusement pourvue de reliefs d’accrochage aptes à coopérer avec les profils d’accrochage 121 du logement de montage 12. On peut remarquer que la paroi de pulvérisation 26 s’étend jusqu’au niveau de la paroi externe de montage 21 , où elles forment plusieurs pattes saillantes 27 qui viennent mordre dans le logement de montage 12. Une fois le montage axial terminé, le gicleur 2 est dans la configuration représentée sur les figures 1 et 2.
En se référant à la figure 3a, on peut voir de quelle manière un gicleur peut être fabriqué. On part d’une bande B, avantageusement en acier inoxydable. La première étape consiste à percer des trous O, qui seront définis ci-après. Cette étape de perçage peut être effectuée avec une technique LASER. Une deuxième étape consiste à poinçonner des découpes C autour des trous O, de manière à laisser plusieurs ponts 27a. Ensuite, une étape optionnelle B consiste à déformer la bande B au niveau des trous O pour la bomber. La prochaine étape consiste à surmouler le manchon 20 sur la plage entourant les trous O et les ponts 27a. L’étape finale consiste à couper les ponts 27a autour du manchon 20 de manière à laisser les pattes saillantes 27, qui vont servir à augmenter la tenue du gicleur 2 dans le logement de montage 12. Il faut noter qu’il n’est pas nécessaire de couper les ponts 27a à ras du manchon 20, ce qui serait difficile et coûteux. Le procédé de fabrication du gicleur, avec une paroi de pulvérisation plane ou bombée, est un sujet qui pourrait être protégé en soi, c’est-à-dire indépendamment des caractéristiques liées à la formation, la taille, le nombre et l’orientation des trous. Le fait de surmouler le manchon 20 sur la paroi de pulvérisation 26 en laissant des pattes saillantes est une caractéristique qui pourrait être protégée en soi, c’est-à-dire indépendamment des caractéristiques liées à la formation, la taille, le nombre et l’orientation des trous.
Le procédé de fabrication qui vient d’être décrit est avantageux, mais pas unique. La paroi de pulvérisation 26 peut être fixée au manchon 20 par tout autre moyen, tel que la bi-injection, l’encliquetage, le sertissage, le dudgeonnage, etc.
La paroi de pulvérisation 26 peut être une pièce monobloc mono- matière, un assemblage de plusieurs pièces ou encore un produit multicouche, par exemple laminé. Elle peut être réalisée en métal, matière plastique, céramique, verre ou une combinaison de ceux-ci. Plus généralement, n’importe quel matériau susceptible d’être percé de petits trous ou orifices est utilisable. L’épaisseur de la paroi de pulvérisation 26, au niveau où sont formés les trous O, est de l’ordre de 10 à 100 pm et de préférence de l’ordre de 50 pm. Le nombre de trous O est de l’ordre de 20 à 500. Le diamètre de la paroi de pulvérisation 26, au niveau où sont formés les trous O, est de l’ordre de 0,5 à 5 mm. En pratique, la paroi de pulvérisation 26 est de préférence entièrement plane sur ses deux faces, de sorte que son épaisseur est alors constante. On peut toutefois imaginer que la face amont ne soit pas plane, mais la face aval est plane. La paroi 26 n’est pas bombée vers l’extérieur. La densité des trous O sur la paroi 26 peut être homogène, ou au contraire inhomogène, par exemple croissante ou décroissante en partant du centre de la paroi.
Les trous O peuvent former un réseau de trous comprenant deux séries de trous O de tailles différentes, avec les trous O d’une même série présentant une taille de trous identique ou unique, compte tenues des tolérances de fabrication, qui n’excèdent pas 10%. Ainsi, pour une paroi de pulvérisation 26 percées de 100 trous O, on peut avoir une première série de 50 trous O ayant un diamètre de 10 pm et une seconde série de 50 trous O ayant un diamètre de 20 pm. La première série de 50 trous O va générer un spray de fines gouttelettes dont la courbe granulométrique présente un pic formé par une gaussienne relativement étroite, alors la deuxième série de 50 trous O va générer un spray de gouttelettes plus grosses dont la courbe granulométrique présente aussi un pic formé par une gaussienne relativement étroite, qui est cependant décalée et distincte de la première gaussienne de la première série. On obtient ainsi un spray avec deux tailles de gouttelettes majoritaires correspondant aux deux gaussiennes des courbes granulométriques.
La répartition entre les séries peut varier de 10 à 90%, et inversement, avec un minimum de cinq trous O par série. La taille de trous de la première série peut varier de 15 à 50 pm, alors que la taille de trous de la seconde série peut varier de 5 à 20 pm, avec toujours la taille de la première série nettement supérieure, au moins de l’ordre de 30%, à celle de la seconde série.
Selon l’invention, la plupart des trous O sont divergents vers l’extérieur par rapport à l’axe central Y. Certains trous peuvent toutefois être parallèles à l’axe central Y, et notamment les trous qui sont situés les plus près de cet axe Y. En général, les trous les plus éloignés de l’axe Y sont plus divergents que les trous proches de l’axe Y. On peut dire que la divergence s’amplifie avec l’éloignement de l’axe Y. Ce n’est cependant pas une règle absolue.
En se référant aux figures 4a, 4b et 4c, on voit un premier mode de réalisation, dans lequel tous les trous O sont situés d’un seul côté de l’axe central Y, en l’occurrence en-dessous de l’axe Y. Les trous O sont disposés de manière alignée le long de trois segments de droite L1 , L2 et L3, qui sont parallèles entre eux, et avantageusement équidistants. Le segment L1 comprend trois trous O, le segment L2 comprend cinq trous O et le segment L3 comprend également cinq trous O. Tous les trous O peuvent avoir le même diamètre ou des diamètres différents. De préférence, tous les trous O d’un même segment de droite ont le même diamètre. Dans ce mode de réalisation, il y aura au maximum trois diamètres différents, puisqu’il y a trois segment de droite.
On peut remarquer sur la figure 4c que la paroi de pulvérisation est parfaitement plane. La figure 4 est une vue en coupe le long d’un plan qui passe par l’axe Y et qui est perpendiculaire aux segments de droite L1 , L2 et
L3, de manière à passer à travers les trois trous O qui sont alignés sous l’axe Y sur la figure 4b. On peut aussi voir sur la figure 4c que les trous O s’étendent le long d’axes Z1 , Z2 et Z3 qui font respectivement des angles a1 , a2 et a3 par rapport à l’axe Y. Ces angles sont différents les uns des autres : l’angle a1 du segment L1 est plus petit que l’angle a2 du segment L2 et l’angle a3 du segment L3 est le plus grand. Ainsi, plus le segment Ln s’éloigne de l’axe Y, plus l’angle an est grand. L’angle an peut varier de 0 à 45 degrés.
Selon l’invention, tous les trous d’un même segment de droite présentent la même orientation. En d’autres termes, tous les trous d’un même segment de droite sont parallèles entre eux. On peut ainsi dire que tous les trous d’un même segment de droite font le même angle an par rapport à la normale au plan de la paroi au niveau du trou considéré.
La figure 5 vise à illustrer les paramètres géométriques permettant de définir des caractéristiques géométriques des orientations des trous O. La paroi de pulvérisation 26 définit un plan principal Pp. La paroi de pulvérisation 26 définit également un axe central Y. Au niveau de l’endroit où un trou O débouche sur la face aval de la paroi de pulvérisation 26, on peut définir une normale N qui est perpendiculaire au plan Pp et parallèle à l’axe Y. On peut ainsi définir des plans orthogonaux Po passant par l’axe Y et une normale N et un axe X passant par l’axe Y et la normale N dans le plan principale Pp. Chaque trou O s’étend le long d’un axe Zn, qui peut être inscrit dans son plan orthogonal Po. Dans ce cas simple, il est aisé de déterminer la composante radiale x de l’axe Zn le long de l’axe X. Lorsque l’axe Zn n’est pas inscrit dans son plan orthogonal Po, il faut le projeter normalement dans son plan orthogonal Po pour pouvoir déterminer sa composante radiale x. En revenant au mode de réalisation des figures 4a à 4c, on peut ainsi déterminer la composante x des axes Zn des trous O des trois segments de droite L1 , L2 et L3, et on peut relever que tous les trous O ont une composante radiale x qui n’est pas nulle et en outre positive, ce qui signifie que tous les trous O sont radialement divergents par rapport à l’axe central
Y. Les trois trous O de la figure 4c, qui sont alignés en-dessous de l’axe Y sur la figure 4b, s’étendent selon des axes Zn qui sont inscrits dans leur plan orthogonal commun Po. La composante radiale x est alors directement visible sur le plan orthogonal commun Po. En revanche, les autres trous O s’étendent selon des axes Zn qui ne sont pas inscrits dans leur plan orthogonal respectif Po. Il faut alors projeter ces axes Zn normalement ou orthogonalement au plan orthogonal respectif Po pour pouvoir déterminer la composante radiale x le long de l’axe X. On peut ainsi dire de manière générale que la composante radiale x se mesure après projection de l’axe Zn sur le plan orthogonal respectif Po, que l’axe Zn soit inscrit ou non dans ce plan orthogonal respectif Po.
Sur la figure 6, la paroi de pulvérisation 26a comprend deux paires de trois segments de droite L1 , L2 et L3, disposées de manière symétrique par rapport à l’axe central Y. Les segments peuvent être identiques ou similaires à ceux du mode de réalisation des figures 4a à 4c.
Les figures 7a et 7b montrent les orientations et les diamètres des trous O des segments de la paroi de pulvérisation 26a de la figure 6, qui sont alignés au-dessus et en-dessous de l’axe central Y. L’angle a1 que font les trous centraux des deux segments L1 est de 5 degrés. L’angle a2 que font les trous centraux des deux segments L2 est de 10 degrés. L’angle a3 que font les trous centraux des deux segments L3 est de 15 degrés. Tous les trous O des deux segments L1 font un angle a1 de 5 degrés par rapport à leur normal N respective. Tous les trous O des deux segments L2 font un angle a2 de 10 degrés par rapport à leur normal N respective. Tous les trous O des deux segments L3 font un angle a3 de 15 degrés par rapport à leur normal N respective. Par ailleurs, tous les trous O des deux segments L1 ont un diamètre de 15 miti. Tous les trous O des segments L2 et L3 ont un diamètre de 10 miti. Le spray généré présentera une distribution de taille de gouttelettes à deux gaussiennes, avec un cône de diffusion presque plein et un angle d’ouverture de l’ordre de 30 degrés.
Les figures 8a et 8b montrent une variante de réalisation des figures 6, 7a et 7b, dans laquelle les orientations et les diamètres des trous O des segments sont différents. En effet, tous les trous O de la paroi de pulvérisation 26b ont tous la même orientation, en l’occurrence 15 degrés dans l’exemple représenté. Une autre orientation allant de 0 à 45 degrés est possible. Tous les trous O des deux segments L1 ont un diamètre de 15 pm. Tous les trous O des deux segments L2 ont un diamètre de 10 pm. Tous les trous O des deux segments L3 ont un diamètre de 5 pm. Le spray généré présentera une distribution de taille de gouttelettes à trois gaussiennes, avec un cône de diffusion creux et un angle d’ouverture de l’ordre de 30 degrés.
Les figures 9a et 9b montrent encore une variante de réalisation des figures 6, 7a et 7b, dans laquelle il y a deux paires de quatre segments de droite L1 à L4 ayant des orientations différentes selon des axes Y1 à Y4. Les axes Y1 font une angle cd de 0 degré par rapport à leur normale respective N. Les axes Y2 font une angle cd de 10 degrés par rapport à leur normale respective N. Les axes Y3 font une angle cd de 20 degrés par rapport à leur normale respective N. Les axes Y4 font une angle cd de 45 degrés par rapport à leur normale respective N. Tous les trous O ont un diamètre unique de 10 à 30 pm. Le spray généré présentera une distribution de taille de gouttelettes à une seule gaussienne, avec un cône de diffusion plein et un angle d’ouverture important de l’ordre de 90 degrés.
Les figures 10a à 10c montrent une paroi de pulvérisation 26d percée de trous O disposés sous forme de trois cercles concentriques. L’axe Z1 des trous O du cercle le plus petit fait le même angle cd , qui peut être par exemple de l’ordre de 5 degrés. L’axe Z2 des trous O du cercle intermédiaire le même angle a2, qui peut être par exemple de l’ordre de 15 degrés. L’axe Z3 des trous O du cercle le plus grand fait le même angle a3, qui peut être par exemple de l’ordre de 30 degrés. Le diamètre des trous O du cercle le plus petit est plus grand que celui des trous O des deux autres cercles. Tous les trous O peuvent être orientés de telle sorte que l’ensemble des axes Yn sont inscrits dans leur plan orthogonal respectif Po. Les angles an peuvent donc se lire de la même manière par rapport à l’axe Y que par rapport à leur normale respective N.
Sur la figure 11 , la paroi de pulvérisation 26e comprend un triplé de trois segments de droite L1 , L2 et L3, disposés en triangle. Les segments peuvent être identiques ou similaires à ceux du mode de réalisation des figures 4a à 4c, 6, 7a et 7b ou 8a et 8b. Les angles an peuvent être identiques ou différents, allant de 0 à 45 degrés. Les diamètres des trous O peuvent être identiques ou différents, allant de 1 à 100pm.
Sur les figures 12a et 12b, on voit une paroi de pulvérisation 26f comprenant quatre séries de trois segments de droite L1 , L2 et L3, disposés en carré. Les segments peuvent être identiques ou similaires à ceux du mode de réalisation des figures 4a à 4c, 6, 7a et 7b ou 8a et 8b. Les angles an peuvent être identiques ou différents, allant de 0 à 45 degrés. Les diamètres des trous O peuvent être identiques ou différents, allant de 1 à 100pm.
Sur les figures 13a et 13b, on voit une paroi de pulvérisation 26g comprenant cinq séries de trois segments de droite L1 , L2 et L3, disposés en pentagone. Les segments peuvent être identiques ou similaires à ceux du mode de réalisation des figures 4a à 4c, 6, 7a et 7b ou 8a et 8b. Les angles an peuvent être identiques ou différents, allant de 0 à 45 degrés. Le diamètre des trous O du pentagone le plus petit est plus grand que celui des deux autres pentagones.
Sur les figures 14a et 14b, on voit une paroi de pulvérisation 26h comprenant huit séries de trois segments de droite L1 , L2 et L3, disposés en octogone. Les segments peuvent être identiques ou similaires à ceux du mode de réalisation des figures 4a à 4c, 6, 7a et 7b ou 8a et 8b. Les angles an peuvent être identiques ou différents, allant de 0 à 45 degrés. Le diamètre des trous O de l’octogone le plus grand est plus grand que celui de l’octogone intermédiaire, qui est plus grand que celui de l’octogone le plus petit.
Les figures 15a à 15d montre une paroi de pulvérisation 26g comprenant une paire de trois segments de droite L11 , L12, L3 et L21 , L22 et L23, qui ne sont pas disposés de manière symétrique par rapport à l’axe central Y, mais au contraire de manière imbriquée ou alternée.
On peut par exemple commencer par percer les trois segments de droite L11 , L12 et L13 avec des trous O qui font un angle a1 vers le haut. Le segment L11 est situé en-dessous de l’axe Y, alors que les deux autres segments L12 et L13 sont situés au-dessous de l’axe Y. Les trous O du segment L11 présentent un diamètre plus grand que ceux des deux autres segments L12 et L13.
On perce ensuite les trous O des trois autres segments L21 , L22 et L23 qui font un angle a2 vers le bas. Le segment L21 est situé au-dessous de l’axe Y, alors que les deux autres segments L22 et L33 sont situés en- dessous de l’axe Y. Les trous O du segment L21 présentent un diamètre plus grand que ceux des deux autres segments L22 et L23.
La valeur absolue des angles a1 et a2 peut être identique. Le diamètre des trous O des segments L11 et L21 peut être identique. Le diamètre des trous O des segments L12, L13, L22 et L23 peut être identique.
Les trous O des segments L13 et L23 peuvent être alignés. En revanche, les trous O des segments L12 et L21 sont disposés en quinconce et les trous O des segments L11 et L22 sont également disposés en quinconce, afin d’éviter que les jets issus de ces trous O ne rentrent en collision et créent des effets indésirables.
Ainsi, de manière générale, hormis le cas où l’axe Zn est parallèle à l’axe central Y, tous les autres axes Zn présentent une composante radiale x, qui est dans la plupart des cas positive, en ce sens que l’axe Zn s’éloigne de l’axe central Y.
L’angle an va de 0 degré, dans le cas où l’axe Zn est parallèle ou confondu à l’axe central Y, jusqu’à 45 degrés. Un angle an d’environ 30 degrés donne un résultat satisfaisant. Un angle minimal non nul pour an est d’environ 5 degrés.
Le nombre total de trous, la disposition des trous sur la paroi de pulvérisation, le nombre de trous par segment de droite ou cercle, l’orientation des trous et le diamètre des trous sont autant de paramètres qui influent sur les caractéristiques du spray. Ces paramètres doivent être fixés en fonction du produit fluide à pulvériser et des fonctions multiples recherchées : spray concentré avec un angle d’ouverture restreint ou spray large avec un angle d’ouverture important, cône de diffusion creux ou plein, spray à une ou plusieurs gaussienne(s) de distribution, etc.

Claims

Revendications
1.- Tête de distribution de produit fluide (T) comprenant une paroi de pulvérisation (26 ; 26a ; 26b ; 26c ; 26d ; 26e ; 26f ; 26g ; 26h ; 26i) percée de trous (O) à travers lesquels le produit fluide sous pression passe de manière à être pulvérisé en fines gouttelettes, la paroi de pulvérisation (26 ; 26a ; 26b ; 26c ; 26d ; 26e ; 26f ; 26g ; 26h ; 26i) étant plane, de manière à définir un plan principal Pp, un axe central Y orthogonal au plan principal Pp, des normales N parallèles à l’axe central Y et perpendiculaires au plan principal Pp, un plan orthogonal Po passant par l’axe central Y et la normale N du trou considéré et un axe radial X, correspondant à la sécante du plan principal Pp et du plan orthogonal Po,
caractérisée en ce que la plupart des trous (O) s’étendent selon un axe Zn faisant un angle a de 5 à 45 degrés, avantageusement 5 à 30 degrés, par rapport à la normale N correspondante, cet axe Zn présentant une orientation divergente par rapport à l’axe central Y, avec une projection normale sur le plan orthogonal Po ayant une composante radiale non nulle selon l’axe radial X.
2.- Tête de distribution selon la revendication 1 , dans laquelle les trous (O) présentent tous la même orientation.
3.- Tête de distribution selon la revendication 1 , dans laquelle les trous (O) présentent plusieurs orientations différentes, avantageusement deux ou trois.
4.- Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les trous (O) présentent des diamètres différents, avantageusement deux ou trois.
5.- Tête de distribution selon la revendication 4, dans laquelle les trous (O) de plus grand diamètre ont un angle a inférieur aux trous (O) de plus petit diamètre.
6.- Tête de distribution selon la revendication 4, dans laquelle les trous (O) de plus grand diamètre ont un angle a supérieur aux trous (O) de plus petit diamètre.
7.- Tête de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les trous (O) sont disposés de manière alignée le long de segments de droite (L1 , L2, L3 ; L11 , L12, L13, L21 , L22, L23), les trous (O) d’un même segment de droite (L1 , L2, L3 ; L11 , L12, L13, L21 , L22, L23) présentant le même angle a et le même diamètre.
8.- Tête de distribution selon la revendication 7, dans laquelle des segments de droite (L1 , L2, L3 ; L11 , L12, L13, L21 , L22, L23) avec des trous de diamètres différents sont disposés parallèlement.
9.- Tête de distribution selon la revendication 8, dans laquelle les segments de droite (L11 , L12, L13, L21 , L22, L23) avec des trous de diamètres différents sont disposés de manière alternée.
10.- Tête de distribution selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les trous (O) présentent une disposition globale polygonale.
11.- Tête de distribution selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant :
- un puits d’entrée (11 ) destiné à être raccordé à une sortie d’un organe de distribution, tel qu’une pompe ou une valve,
- un logement de montage axial (12), - un conduit d’alimentation (13) reliant le puits d’entrée (11 ) au logement de montage axial (12),
- un gicleur (2) comprenant une paroi de montage (21 ) engagée dans le logement de montage axial (12), la paroi de pulvérisation (26 ; 26a ; 26b ; 26c ; 26d ; 26e; 26f ; 26g ; 26h ; 26i) étant solidaire du gicleur (2).
12.- Distributeur de produit fluide comprenant une tête de distribution de produit fluide (T) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 montée sur une pompe (P) ou une valve, elle- même montée sur un réservoir de produit fluide.
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