EP3969186A1 - Dispositif de distribution de produit fluide - Google Patents

Dispositif de distribution de produit fluide

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Publication number
EP3969186A1
EP3969186A1 EP20740693.5A EP20740693A EP3969186A1 EP 3969186 A1 EP3969186 A1 EP 3969186A1 EP 20740693 A EP20740693 A EP 20740693A EP 3969186 A1 EP3969186 A1 EP 3969186A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
sleeve
inlet valve
spring
piston
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20740693.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Charles CAZZOLA
Sébastien MICHAUX
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
Application filed by Aptar France SAS filed Critical Aptar France SAS
Publication of EP3969186A1 publication Critical patent/EP3969186A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B05B11/02—Membranes or pistons acting on the contents inside the container, e.g. follower pistons
    • B05B11/026—Membranes separating the content remaining in the container from the atmospheric air to compensate underpressure inside the container

Definitions

  • the present invention relates to a fluid dispenser device comprising a spray nozzle provided with several dispensing orifices and a pump for dispensing metered quantities of fluid. More particularly, the pump is a precompression pump in which the distribution of the fluid product is carried out at a high pressure of at least 15 bars. The present invention also relates to the method of assembling such a pump.
  • Fluid dispensing devices comprising dispensing nozzles provided with a plurality of dispensing orifices or holes are known in particular from documents EP1878507 and WO2018100321.
  • the diameter of the holes is generally between 8 and 20 ⁇ m.
  • the nozzle is associated with a precompression pump delivering the fluid to the nozzle at a pressure below 7 bars.
  • the nozzle is associated either with a pump whose pressure is between 2 and 7 bars, or with a pressurized valve operating with a propellant gas whose pressure is between 6 and 13 bars.
  • WO2018219798 describe other examples of micro-hole nozzles.
  • Documents US5497944 and US2004164186 describe pumps without propellants capable of generating pressures of between 50 and 600 bars. These pumps are of very particular structures, and in particular very different from the standard pumps generally used in fluid product dispensers.
  • Document EP0761246 describes a device using a pump or a valve operating with a propellant, capable of generating a pressure of 2 to 20 bars.
  • the object of the present invention is to provide a device and a pump which do not reproduce the aforementioned drawbacks.
  • a particular object of the present invention is to provide a fluid dispenser device making it possible to associate a manually actuated precompression pump delivering a high pressure with a dispensing nozzle provided with several dispensing orifices.
  • Another object of the present invention is to provide a pump which delivers the fluid product at a higher pressure compared to traditional pumps.
  • the present invention also aims to provide such a pump which is simple and easy to manufacture and to assemble, and reliable in its use.
  • Another object of the present invention is to provide such a pump which ensures complete and reproducible distribution of the contents of the pump chamber on each actuation, regardless of the user's actuation speed.
  • Another object of the present invention is to provide a method of assembling such a pump which makes it possible to improve the reliability of the pump during storage and in use, in particular by improving the integrity of parts subjected to high pressure during of actuation.
  • the present invention therefore relates to a fluid dispenser device, comprising a body containing a reservoir, a pump mounted on said reservoir, and a dispensing nozzle, said pump comprising a pump body in which a piston slides, said piston sliding in a pump chamber defined in said pump body between an inlet valve and an outlet valve, a sleeve axially extending said pump body downwards, said sleeve having a reduced diameter with respect to said pump body, said sleeve receiving a spring and cooperating with an inlet valve element such that in the rest position, said inlet valve element cooperates in a non-sealed manner with said sleeve, and during actuation, said inlet valve element slides in a sealed manner in said sleeve by compressing said spring, said pump distributing said fluid at a pressure P of at least 15 bars, advantageously of at least 20 bars, said dispensing nozzle comprising a micro-hole nozzle comprising a plurality of dispensing orifices or holes, said
  • a filter is interposed between the outlet of said pump and said micro-hole nozzle.
  • said reservoir is without air intake.
  • said reservoir contains a flexible bag containing said fluid product.
  • said body comprises a lateral actuation arm, for actuating said pump by lateral actuation.
  • said piston is integral with an actuating rod on which the user presses manually to actuate the pump.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a pump according to the prior art, in the rest position
  • FIG. 2 is a partial schematic view in cross section of the pump of Figure 1 during assembly of the top piston
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a fluid dispenser device according to an advantageous embodiment
  • FIG. 4 is an enlarged detail view in cross section of a part of the pump shown in Figure 3,
  • FIG. 5 is an enlarged perspective detail view of another part of the pump shown in Figure 3,
  • FIGS. 6 to 9 are schematic cross-sectional views of a pump according to a first advantageous embodiment, respectively in the rest position, at the start of the actuation stroke, during the actuation stroke and at the end of actuation stroke,
  • FIGS. 10 and 11 are schematic cross-sectional views of a pump according to an advantageous embodiment of the present invention, respectively in the rest position and at the end of the actuation stroke,
  • FIGS. 12 and 13 are partial schematic views in cross section of the pump of Figure 6, respectively during and at the end of assembly of the top piston, and
  • FIG. 14 is a partial schematic view in cross section of the pump of Figure 6 during assembly of the low piston.
  • Figures 1 and 2 illustrate a pump of the prior art, according to document WO2014125216.
  • this pump of the prior art comprises a pump body 3 in which slides a piston 1 integral with an actuating rod 2 on which the user presses to actuate the pump.
  • the piston 1 slides in a pump chamber 5 defined in the pump body 3 between an inlet valve 1 1 and an outlet valve 12.
  • a ring of fixing 4 for example crimpable, screwable or snap-on, allows the pump to be fixed to a reservoir.
  • the inlet valve 11, open in the rest position of the pump, as shown in Figure 1, is formed by an inlet valve element 10 movable in the pump body 3 during actuation of the pump and adapted to cooperate with a part of the pump body 3 at the start of actuation of the pump to close said inlet valve 11.
  • Said inlet valve element 10 is produced in the form of a hollow cylinder closed on one side by a bottom wall, the edge of the open end of said hollow cylinder cooperating in a sealed manner from the start of actuation. of the pump with a cylinder 9 of the pump body 3 to close the inlet valve 1 1.
  • a spring 20 rests on the one hand on a bottom wall of the inlet valve element 10 and on the other hand on a part of the pump body 3.
  • the outlet valve 12 comprises an outlet valve element 39, advantageously formed by the lower lip of the piston 1, and is made in such a way that, when the pump is actuated, it is only open at the end. actuation of the pump to allow the expulsion of the product contained in the pump chamber.
  • This opening is made at the level of passage means formed at the level of a radial internal shoulder 40 of the pump body.
  • the objective of said passage means 40 is to form at least one fluid passage when the outlet valve element 39, which during the entire actuating stroke of the pump cooperates in a sealed manner with the pump body 3, comes at the end of the actuation stroke at said passage means 40.
  • the expulsion of the product contained in the pump chamber 5 is carried out independently of the actuation speed exerted by the user.
  • the inlet valve element 10 cooperates with the spring 20 which, upon actuation of the pump, is compressed by the movement of the inlet valve element 10 under the effect of the pressure. pressure created in the pump chamber.
  • said compressed spring 20 At the end of the pump actuation stroke, when the outlet valve 12 is open, said compressed spring 20 will be suddenly released, so that the product contained in the pump chamber is expelled through of said spring.
  • said spring 20 of the inlet valve 11 also acts as a pump return spring, thus returning the piston 1 to its rest position after expulsion of the product.
  • the pump of Figures 1 and 2 therefore comprises two pistons, on the one hand the piston 1, part of which defines the outlet valve, and on the other hand the inlet valve element 10 defining the inlet valve, and which upon actuation acts as a piston against the outer surface of cylinder 9 of pump body 3.
  • the inlet valve element 10 is also assembled around the sleeve 9 with its sealing lip which strikes the upper edge of said sleeve.
  • the inlet valve element 10 is also assembled around the sleeve 9 with its sealing lip which strikes the upper edge of said sleeve.
  • This pump of the prior art shown in Figures 1 and 2 typically delivers a pressure of about 7 bars.
  • the spring 20 typically has a force F of 13 N, and the surface S, which corresponds to the outer diameter of the sleeve 9 around which the valve element 10 will slide during the actuation is typically 18.8 mm 2 (the external diameter of the sleeve 9 being typically 4.9 mm).
  • the pressure P is therefore approx. 7 bars.
  • a subject of the present invention is in particular a precompression pump adapted to deliver a pressure of at least 15 bars, advantageously of at least 20 bars.
  • the pump according to the invention comprises a pump body 3 in which slides a piston 1 integral with an actuating rod 2 on which the user presses to actuate the pump.
  • the piston 1 slides in a pump chamber 5 defined in the pump body 3 between an inlet valve 1 1 and an outlet valve 12.
  • a fixing ring 4 for example crimpable, screwable or snap-on, makes it possible to fix the pump on a tank.
  • the side wall of the pump chamber 5 is reinforced by inserting a sleeve 50 into the pump body 3.
  • This sleeve 50 may be integral, for example in one piece, with the fixing ring 4.
  • This sleeve 50 thus forms a double wall in the pump chamber 5, which makes it possible to avoid deformation of the internal side wall of the pump chamber 5 because of the high pressure created by the pump during actuation.
  • This sleeve 50 comprises the radial shoulder which defines the outlet valve 40.
  • a sealed weld 55 is provided, for example by ultrasound, preferably between two radial flanges respectively of said pump body 3 and of said fixing ring 4 which incorporates the sleeve 50.
  • the inlet valve member 10 is solid and has peripheral sealing lips which extend radially outward. In the rest position, visible in particular in Figure 6, these sealing lips do not cooperate in a sealed manner with the sleeve 9, so that the inlet valve 11 is open.
  • the valve element 10 will slide axially in the sleeve 9 by compressing the spring 20. This sliding is carried out in a sealed manner, the sealing lips of the valve element 10 cooperating in a sealed manner with the sleeve 9.
  • the sleeve 9 has a reduced diameter compared to the pump body 3. It advantageously comprises external reinforcing ribs 90, visible in particular in Figures 5 and 7 to 9.
  • This implementation of the sleeve 9 allows its radial dimensions to be reduced, typically with an internal diameter smaller than the external diameter of the sleeve 9 of the pump of FIG. 1.
  • the sleeve 9 of the pump of FIG. 6 could have a diameter of less than 4.2 mm, advantageously less than 4 mm, preferably 3.9 mm.
  • the piston 1 and the outlet valve member 39 could be made as a single piece, but preferably, as shown in Figures 3 and 6 to 14, the outlet valve member 39 is formed in one piece. separate which is fixed in the piston 1. This fixing can be done by press-fitting, snapping, screwing, or any other suitable fixing.
  • the sealing lips of the piston 1 and the outlet valve member 39 face in the same direction, downward in the position of Figure 6.
  • One of the characteristics of the pump according to the invention is the assembly of the piston 1 and the outlet valve element 39 in the sleeve 50. Unlike the pump of Figures 1 and 2, this assembly is done from below, as visible in Figures 12 and 13. Thus, the sealing lips are not weakened by this assembly, said lips being oriented in the opposite direction to the direction of assembly.
  • the elastic deformation of the sealing lips is not achieved by frontal contact of the radially outer surface of the lips against the sleeve 50 of the pump chamber 5, but on the contrary, the lips are progressively deformed radially towards the end. 'interior, so that the sealing surfaces are not subjected to any sudden stress which could impair their sealing capacity.
  • the inlet valve member 10 has sealing lips oriented in the opposite direction to the sealing lips of the piston 1 and the outlet valve member 39. As seen in Figure 14, said valve member d The inlet 10 is assembled into the sleeve 9 of the pump body from above. In this way, its sealing lips are not damaged during assembly either.
  • the pump according to the invention therefore substantially improves the sealing capacities of the various sealed parts, namely the piston 1, the outlet valve element 39 and the inlet valve element 10.
  • a spring having a greater force typically at least 20 N, advantageously 25 N.
  • the present invention makes it possible to provide a pre-compression pump of standard type but capable of distributing the fluid product at a pressure of at least 15 bars, advantageously around 20 bars, which is much higher than traditional standard pumps and even higher than valves operating with propellant gas.
  • the actuation force of such a pump with a spring at 25 N and the surface S of 12 mm 2 is less than 60 N, advantageously about 50 N, which remains acceptable.
  • the present invention also provides an advantageous assembly method.
  • This assembly process comprises the following steps:
  • the method further comprises the following steps:
  • the step of inserting the spring 20 and the inlet valve member 10 into the sleeve 9 of reduced diameter can be performed before the step of inserting the piston 1 and the outlet valve member 39 in the sleeve 50.
  • the inlet valve 11 closes, by sealed cooperation between the lips of the inlet valve element 10 and the internal cylindrical surface of the sleeve 9, while the outlet valve 12 remains closed.
  • the spring 20 is compressed under the effect of the inlet valve element 10 which slides in the sleeve 9.
  • the sleeve 9 having a reduced diameter with respect to the sleeve 50 arranged in the pump body 3, and the fluid contained in the pump chamber 5 being incompressible, this compression of the spring 20 occurs relatively easily, despite the high force of said spring 20.
  • FIG. 9 illustrates the actuated position, with the outlet valve open and therefore the contents of the pump chamber 5 which are expelled under the effect of the spring 20 which expands.
  • the fluid product is then expelled with a pressure of at least 15 bars, advantageously of at least 20 bars.
  • Figures 10 and 11 show an alternative embodiment, in which a second spring 80 is provided to assist the user in his actuation force, in order to reduce the latter.
  • the second spring 80 is advantageously arranged around the piston 1 to urge it towards its actuated position.
  • the second spring 80 therefore acts against the spring 20, and therefore its force must be less than that of the spring 20.
  • the piston 1 may be integral with an outer sleeve 2 'assembled around the actuating rod 2, itself integral with the outlet valve element 39.
  • This implementation could also be adapted to the variant of Figures 6 to 9.
  • the present invention also relates to a fluid dispenser device comprising a pump as described above, associated with a spray nozzle comprising a plurality of dispensing orifices.
  • micro-hole nozzle such as for example that described in document WO2018100321
  • a fluid arriving at high pressure typically greater than 15 bars.
  • the present invention makes it possible to guarantee a pressure of at least 15 bars, advantageously of at least 20 bars, and this without using propellant gas.
  • the device comprises a body 101 containing a reservoir 100, on which a pump as described above is mounted, by means of the fixing ring 4.
  • the reservoir 100 is preferably without air intake.
  • a deformable bag 105 is fixed inside said reservoir 100, said bag containing the fluid product and deforming as the doses dispensed.
  • the filling of the bag can be carried out under vacuum. This implementation guarantees the delivery of almost all of the product contained in the pocket, it allows actuation of the device in any orientation, and it avoids any risk of contamination of the fluid product contained in the pocket.
  • a follower piston in the reservoir 100.
  • a micro-hole nozzle 200 is arranged in a dispensing nozzle 1 10 fixed to the body 101.
  • This distribution nozzle 1 10 can be for example a mouthpiece.
  • the fluid expelled by the pump strikes a plate pierced with a plurality of micro-holes, which generates the atomization of the fluid.
  • the microholes of the nozzle 200 have a diameter of less than 5 ⁇ m, preferably less than 2 ⁇ m.
  • a filter 150 is interposed between the outlet of the pump and the nozzle 200.
  • This filter serves to filter the impurities which could be transported by the fluid when it passes through the various plastic parts. Indeed, there is always a risk that particles are generated during the manufacturing and assembly processes, with the risk of plugging the micro-holes of the nozzle.
  • the body 101 comprises a lateral actuation arm 160, which enables the pump to be actuated by a lateral actuation.

Landscapes

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Abstract

Dispositif de distribution de produit fluide, comportant un corps (101) contenant un réservoir (100), une pompe montée sur ledit réservoir (100), et un embout de distribution (110), ladite pompe distribuant ledit produit fluide à une pression (P) d'au moins 15 bars, avantageusement d'au moins 20 bars, ledit embout de distribution (110) comportant une buse à micro-trous (200) comportant une pluralité d'orifices ou trous de distribution, lesdits trous de ladite buse (200) ayant un diamètre inférieur à 5 µm, notamment inférieur à 2 µm.

Description

Dispositif de distribution de produit fluide
La présente invention concerne un dispositif de distribution de produit fluide comportant une buse de pulvérisation pourvue de plusieurs orifices de distribution et une pompe pour distribuer des quantités dosées de produit fluide. Plus particulièrement, la pompe est une pompe à précompression dans laquelle la distribution du produit fluide est réalisée à une pression élevée d'au moins 15 bars. La présente invention concerne également le procédé d'assemblage d'une telle pompe.
Des dispositifs de distribution de produit fluide comportant des buses de distribution pourvues d'une pluralité d'orifices ou trous de distribution sont connus notamment des documents EP1878507 et WO2018100321. Dans ces documents, le diamètre des trous est généralement compris entre 8 et 20 pm. Dans le document EP1878507, la buse est associée à une pompe à précompression délivrant le produit fluide à la buse à une pression inférieure à 7 bars. Dans le document WO2018100321 , la buse est associée soit à une pompe dont la pression est comprise entre 2 et 7 bars, soit à une valve pressurisée fonctionnant avec un gaz propulseur dont la pression est comprise entre 6 et 13 bars. Selon la configuration de la buse, notamment pour des trous de diamètre inférieur à 5 pm, ces pressions peuvent s'avérer insuffisantes pour assurer un fonctionnement optimal du dispositif. Par ailleurs, il peut être souhaitable d'utiliser une pompe à précompression afin d'éviter les gaz propulseurs des valves, potentiellement nocifs pour l'utilisateur et/ou l'environnement. Les documents EP1698399, WO2015194962 et
WO2018219798 décrivent d'autres exemples de buses à micro-trous.
Les documents WO2014125216, W00102100, WO8704373 et EP0265270 divulguent des pompes dans lesquelles la distribution du produit fluide est indépendante de la vitesse et/ou force d'actionnement de l'utilisateur. Lors de l’actionnement de la pompe, un ressort est comprimé sous l’effet de la pression créée à l’intérieur de la chambre de pompe, ledit ressort étant libéré en fin d’actionnement après ouverture d’un clapet de sortie, de sorte que la dose de produit contenue dans la chambre de pompe est expulsée par ledit ressort, indépendamment de la vitesse d’actionnement de l’utilisateur. Typiquement, ces pompes délivrent une pression d'environ 6-7 bars.
Les documents US5497944 et US2004164186 décrivent des pompes sans propulseurs capables de générer des pressions comprises entre 50 et 600 bars. Ces pompes sont de structures très particulières, et notamment très différentes des pompes standards généralement utilisées dans les distributeurs de produit fluide. Le document EP0761246 décrit un dispositif utilisant une pompe ou une valve fonctionnant avec propulseur, capable de générer une pression de 2 à 20 bars.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif et une pompe qui ne reproduisent pas les inconvénients susmentionnés.
La présente invention a notamment pour but de fournir un dispositif de distribution de produit fluide permettant d'associer une pompe à précompression à actionnement manuel délivrant une pression élevée avec une buse de distribution pourvue de plusieurs orifices de distribution.
La présente invention a aussi pour but de fournir une pompe qui délivre le produit fluide à une pression supérieure comparée aux pompes traditionnelles.
La présente invention a également pour but de fournir une telle pompe qui soit simple et facile à fabriquer et à assembler, et fiable dans son utilisation.
La présente invention a également pour but de fournir une telle pompe qui assure une distribution totale et reproductible du contenu de la chambre de pompe à chaque actionnement, indépendamment de la vitesse d’actionnement de l’utilisateur.
La présente invention a également pour but de fournir un procédé d'assemblage d'une telle pompe qui permet d'améliorer la fiabilité de la pompe pendant le stockage et en utilisation, en améliorant notamment l'intégrité des pièces soumises à une pression élevée lors de l'actionnement.
La présente invention a donc pour objet un dispositif de distribution de produit fluide, comportant un corps contenant un réservoir, une pompe montée sur ledit réservoir, et un embout de distribution, ladite pompe comportant un corps de pompe dans lequel coulisse un piston, ledit piston coulissant dans une chambre de pompe définie dans ledit corps de pompe entre un clapet d’entrée et un clapet de sortie, un manchon prolongeant axialement ledit corps de pompe vers le bas, ledit manchon ayant un diamètre réduit par rapport audit corps de pompe, ledit manchon recevant un ressort et coopérant avec un élément de clapet d'entrée de telle sorte qu'en position de repos, ledit élément de clapet d'entrée coopère de manière non-étanche avec ledit manchon, et lors de l'actionnement, ledit élément de clapet d'entrée coulisse de manière étanche dans ledit manchon en comprimant ledit ressort, ladite pompe distribuant ledit produit fluide à une pression P d'au moins 15 bars, avantageusement d'au moins 20 bars, ledit embout de distribution comportant une buse à micro-trous comportant une pluralité d'orifices ou trous de distribution, lesdits trous de ladite buse ayant un diamètre inférieur à 5 pm, notamment inférieur à 2 pm.
Avantageusement, un filtre est interposé entre la sortie de ladite pompe et ladite buse à micro-trous.
Avantageusement, ledit réservoir est sans reprise d'air.
Avantageusement, ledit réservoir contient une poche souple contenant ledit produit fluide.
Avantageusement, ledit corps comporte un bras d'actionnement latéral, pour actionner ladite pompe par un actionnement latéral.
Avantageusement, ledit piston est solidaire d’une tige d’actionnement sur laquelle l’utilisateur appuie manuellement pour actionner la pompe.
Ces caractéristiques et avantages et d’autres de la présente invention apparaîtront plus clairement à partir de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins joints donnés à titre d’exemples non-limitatifs, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en section transversale d’une pompe selon l'art antérieur, en position de repos,
- la figure 2 est une vue schématique partielle en section transversale de la pompe de la figure 1 en cours d'assemblage du piston haut, - la figure 3 est une vue schématique en section transversale d’un dispositif de distribution de produit fluide selon un mode de réalisation avantageux,
- la figure 4 est une vue de détail agrandie en section transversale d'une partie de la pompe représentée sur la figure 3,
- la figure 5 est une vue de détail agrandie en perspective d'une autre partie de la pompe représentée sur la figure 3,
- les figures 6 à 9 sont des vues schématiques en section transversale d’une pompe selon un premier mode de réalisation avantageux, respectivement en position de repos, en début de course d’actionnement, en cours de course d’actionnement et en fin de course d'actionnement,
- les figures 10 et 1 1 sont des vues schématiques en section transversale d’une pompe selon une variante de réalisation avantageuse de la présente invention, respectivement en position de repos et en fin de course d'actionnement,
- les figures 12 et 13 sont des vues schématiques partielles en section transversale de la pompe de la figure 6, respectivement en cours et en fin d'assemblage du piston haut, et
- la figure 14 est une vue schématique partielle en section transversale de la pompe de la figure 6 en cours d'assemblage du piston bas.
Les différents aspects de la présente invention vont être décrits en référence à plusieurs variantes de réalisation. Il est toutefois entendu que la présente invention n’est pas limitée par les modes de réalisation représentés sur les dessins.
Les figures 1 et 2 illustrent une pompe de l'art antérieur, selon le document WO2014125216.
En référence aux figures 1 et 2, cette pompe de l'art antérieur comporte un corps de pompe 3 dans lequel coulisse un piston 1 solidaire d’une tige d’actionnement 2 sur laquelle l’utilisateur appuie pour actionner la pompe. Le piston 1 coulisse dans une chambre de pompe 5 définie dans le corps de pompe 3 entre un clapet d’entrée 1 1 et un clapet de sortie 12. Une bague de fixation 4, par exemple sertissable, vissable ou encliquetable, permet de fixer la pompe sur un réservoir.
Le clapet d’entrée 1 1 , ouvert en position de repos de la pompe, comme visible sur la figure 1 , est formé par un élément de clapet d’entrée 10 déplaçable dans le corps de pompe 3 pendant l’actionnement de la pompe et adapté à coopérer avec une partie du corps de pompe 3 en début d’actionnement de la pompe pour fermer ledit clapet d’entrée 1 1 . Ledit élément de clapet d’entrée 10 est réalisé sous la forme d’un cylindre creux fermé d’un côté par une paroi de fond, le bord de l’extrémité ouverte dudit cylindre creux coopérant de manière étanche dès le début de l’actionnement de la pompe avec un cylindre 9 du corps de pompe 3 pour fermer le clapet d’entrée 1 1 . Un ressort 20 s’appuie d’une part sur une paroi de fond de l’élément de clapet d’entrée 10 et d’autre part sur une partie du corps de pompe 3.
Le clapet de sortie 12 comporte un élément de clapet de sortie 39, avantageusement formé par la lèvre inférieure du piston 1 , et est réalisé de telle sorte que, lors de l’actionnement de la pompe, il n’est ouvert qu’en fin d’actionnement de la pompe pour permettre l’expulsion du produit contenu dans la chambre de pompe. Cette ouverture est réalisée, au niveau de moyens de passage formés au niveau d’un épaulement interne radial 40 du corps de pompe. L’objectif desdits moyens de passage 40 est de former au moins un passage de fluide lorsque l’élément de clapet de sortie 39, qui pendant toute la course d’actionnement de la pompe coopère de manière étanche avec le corps de pompe 3, vient en fin de course d’actionnement au niveau desdits moyens de passage 40.
L'expulsion du produit contenu dans la chambre de pompe 5 est réalisée indépendamment de la vitesse d’actionnement exercée par l’utilisateur. Pour ce faire, l’élément de clapet d’entrée 10 coopère avec le ressort 20 qui, lors de l’actionnement de la pompe, est comprimé par le déplacement de l’élément de clapet d’entrée 10 sous l’effet de la pression créée dans la chambre de pompe. En fin de course d’actionnement de la pompe, lorsque le clapet de sortie 12 est ouvert, ledit ressort comprimé 20 va être brusquement libéré, de sorte que le produit contenu dans la chambre de pompe est expulsé par l’intermédiaire dudit ressort. Avantageusement, ledit ressort 20 du clapet d’entrée 1 1 agit aussi en tant que ressort de rappel de la pompe, ramenant ainsi le piston 1 dans sa position de repos après expulsion du produit.
La pompe des figures 1 et 2 comporte donc deux pistons, d'une part le piston 1 , dont une partie définit le clapet de sortie, et d'autre part l'élément de clapet d'entrée 10 définissant le clapet d'entrée, et qui lors de l'actionnement agit comme un piston contre la surface externe du cylindre 9 du corps de pompe 3.
Dans la figure 2, on voit que lors de l'assemblage, les deux pistons sont assemblés dans le corps par au-dessus. Ainsi, la lèvre inférieure 39 du piston 1 , qui forme élément de clapet de sortie, vient buter contre l'entrée du corps de pompe 3, ce qui peut fragiliser cette lèvre. La lèvre 39 étant orientée axialement vers le bas dans la position de la figure 2, c'est forcément la partie d'extrémité radialement externe qui réalise l'étanchéité qui vient en contact du corps de pompe lors de l'assemblage. Selon la force avec laquelle cette pièce est assemblée dans le corps de pompe, son intégrité peut être altérée, ce qui risque de diminuer ses capacités d'étanchéité, en particulier à des hautes pressions.
De même, l'élément de clapet d'entrée 10 est également assemblé autour du manchon 9 avec sa lèvre d'étanchéité qui vient percuter le bord supérieur dudit manchon. Ici aussi, il y a un risque d'abimer la surface d'étanchéité de cette lèvre, et donc d'altérer les performances d'étanchéité dudit élément de clapet d'entrée.
Cette pompe de l'art antérieur représentée sur les figures 1 et 2 délivre typiquement une pression d'environ 7 bars. Cette pression P est égale à la force F du ressort divisée par la surface S sur laquelle elle s'applique, selon la formule P = F/S. Dans l'exemple de la pompe des figures 1 et 2, le ressort 20 a typiquement une force F de 13 N, et la surface S, qui correspond au diamètre extérieur du manchon 9 autour duquel l'élément de clapet 10 va coulisser lors de l'actionnement, est typiquement de 18,8 mm2 (le diamètre externe du manchon 9 étant typiquement de 4,9 mm). La pression P est donc d'env. 7 bars. En modifiant le ressort 20, par exemple en utilisant un ressort avec une force de 25 N, on pourrait atteindre une pression d'env. 13 bars. Néanmoins, ceci est peu envisageable pour plusieurs raisons. D'une part, en raison de ses dimensions, l'actionnement d'un tel ressort de 25 N dans la pompe de la figure 1 pourrait devenir difficile, notamment pour des utilisateurs âgés ou faibles. D'autre part, une telle augmentation de la pression risquerait de ne pas être supportée par les deux pistons, dont les lèvres d'étanchéité sont susceptibles d'être abimées lors de l'assemblage de la pompe (cf. ci-dessus). Les risques de fuites et de dysfonctionnement seraient trop importants, empêchant une distribution fiable de doses complètes de produit fluide à chaque actionnement.
La présente invention a pour objet notamment une pompe à précompression adaptée à délivrer une pression d'au moins 15 bars, avantageusement d'au moins 20 bars.
Pour ce faire, la pompe de l'art antérieur des figures 1 et 2 est modifiée tant structurellement que fonctionnellement comme cela sera décrit ci-après. Les parties identiques ou similaires sont identifiées sur les figures 3 à 14 par les mêmes références numériques.
Comme dans la pompe des figures 1 et 2, la pompe selon l'invention comporte un corps de pompe 3 dans lequel coulisse un piston 1 solidaire d’une tige d’actionnement 2 sur laquelle l’utilisateur appuie pour actionner la pompe. Le piston 1 coulisse dans une chambre de pompe 5 définie dans le corps de pompe 3 entre un clapet d’entrée 1 1 et un clapet de sortie 12. Une bague de fixation 4, par exemple sertissable, vissable ou encliquetable, permet de fixer la pompe sur un réservoir.
La paroi latérale de la chambre de pompe 5 est renforcée par l'insertion d'un manchon 50 dans le corps de pompe 3. Ce manchon 50 peut être solidaire, par exemple d'une pièce, avec la bague de fixation 4. Ce manchon 50 forme ainsi une double paroi dans la chambre de pompe 5, ce qui permet d'éviter une déformation de la paroi latérale interne de la chambre de pompe 5 à cause de la forte pression créée par la pompe lors de l'actionnement. Ce manchon 50 comporte l'épaulement radial qui définit le clapet de sortie 40. Avantageusement, comme visible sur la figure 4, pour éviter toutes fuites entre le manchon 50 et le corps de pompe 3, on prévoit une soudure étanche 55, par exemple par ultrasons, de préférence entre deux brides radiales respectivement dudit corps de pompe 3 et de ladite bague de fixation 4 qui incorpore le manchon 50.
De même, le manchon 9, qui coopère avec l'élément de clapet d'entrée 10, prolonge axialement le corps de pompe 3 vers le bas dans l'orientation des figures 6 à 14 et contient ledit élément de clapet d'entrée 10 et ledit ressort 20. L'élément de clapet d'entrée 10 est plein et comporte des lèvres d'étanchéité périphériques qui s'étendent radialement vers l'extérieur. En position de repos, visible notamment sur la figure 6, ces lèvres d'étanchéité ne coopèrent pas de manière étanche avec le manchon 9, de sorte que le clapet d'entrée 1 1 est ouvert. Lors de l'actionnement, l'élément de clapet 10 va coulisser axialement dans le manchon 9 en comprimant le ressort 20. Ce coulissement est réalisé de manière étanche, les lèvres d'étanchéité de l'élément de clapet 10 coopérant de manière étanche avec le manchon 9.
Le manchon 9 a un diamètre réduit par rapport au corps de pompe 3. Il comporte avantageusement des nervures de renforcements externes 90, visibles notamment sur les figures 5 et 7 à 9. Cette mise en oeuvre du manchon 9 permet de diminuer ses dimensions radiales, avec typiquement un diamètre interne inférieur au diamètre externe du manchon 9 de la pompe de la figure 1 . Ainsi par exemple, le manchon 9 de la pompe de la figure 6 pourrait avoir un diamètre inférieur à 4,2 mm, avantageusement inférieur à 4 mm, de préférence 3,9 mm.
Le piston 1 et l'élément de clapet de sortie 39 pourrait être réalisés d'une seule pièce monobloc, mais de préférence, comme représenté sur les figures 3 et 6 à 14, l'élément de clapet de sortie 39 est formé par une pièce séparée qui vient se fixer dans le piston 1 . Cette fixation peut se faire par emmanchement à force, encliquetage, vissage, ou toute autre fixation appropriée. Les lèvres d'étanchéité du piston 1 et de l'élément de clapet de sortie 39 sont orientés dans la même direction, vers le bas dans la position de la figure 6. Une des caractéristiques de la pompe selon l'invention est l'assemblage du piston 1 et de l'élément de clapet de sortie 39 dans le manchon 50. Contrairement à la pompe des figures 1 et 2, cet assemblage se fait par le bas, comme visible sur les figures 12 et 13. Ainsi, les lèvres d'étanchéité ne sont pas fragilisées par cet assemblage, lesdites lèvres étant orientés en sens inverse du sens d'assemblage. De cette manière, la déformation élastique des lèvres d'étanchéité n'est pas réalisée par contact frontal de la surface radialement externe des lèvres contre le manchon 50 de la chambre de pompe 5, mais au contraire, les lèvres sont progressivement déformées radialement vers l'intérieur, de sorte que les surfaces d'étanchéité ne subissent aucune contrainte brutale qui risquerait d'altérer leurs capacité d'étanchéité.
L'élément de clapet d'entrée 10 comporte des lèvres d'étanchéité orientées en sens inverse des lèvres d'étanchéité du piston 1 et de l'élément de clapet de sortie 39. Comme visible sur la figure 14, ledit élément de clapet d'entrée 10 est assemblée dans le manchon 9 du corps de pompe par au- dessus. De cette manière, ses lèvres d'étanchéité ne sont pas non plus abimées lors de l'assemblage.
La pompe selon l'invention améliore donc sensiblement les capacités d'étanchéité des différentes pièces étanches, à savoir le piston 1 , l'élément de clapet de sortie 39 et l'élément de clapet d'entrée 10.
Ainsi, il devient possible d'utiliser un ressort ayant une force supérieure, typiquement au moins 20 N, avantageusement 25 N.
Avec un diamètre interne du manchon 9 de 3,9 mm, soit une surface de 12 mm2, et un ressort de 20 N, on arrive à une pression P d'environ 16,5 bars. Avec un ressort de 25 N, la pression monte à environ 21 bars.
Ainsi, la présente invention permet de fournir une pompe à précompression de type standard mais capable de distribuer le produit fluide à une pression d'au moins 15 bars, avantageusement environ 20 bars, ce qui est bien supérieur aux pompes standards traditionnelles et même supérieur aux valves fonctionnant avec un gaz propulseur. L'effort d'actionnement d'une telle pompe avec un ressort à 25 N et la surface S de 12 mm2 est inférieur à 60 N, avantageusement d'environ 50 N, ce qui reste acceptable.
La présente invention fournit aussi un procédé d'assemblage avantageux. Ce procédé d'assemblage comporte les étapes suivantes:
- fournir le piston 1 solidaire de la tige d'actionnement 2;
- fournir le corps de pompe 3 comprenant la chambre de pompe 5;
- fournir le manchon 50, avantageusement solidaire de la bague de fixation 4;
- fournir l'élément de clapet de sortie 39 coulissant lors de l’actionnement de manière étanche dans la chambre de pompe 5;
- fournir l'élément de clapet d'entrée 10 coulissant dans le manchon 9 du corps de pompe 3, ledit manchon 9 ayant un diamètre réduit;
- fournir le ressort 20.
Le procédé comporte en outre les étapes suivantes:
- fixer l'élément de clapet de sortie 39 dans le piston 1 ;
- insérer le piston 1 et l'élément de clapet de sortie 39 dans le manchon 50, ladite insertion étant réalisée par en-dessous, dans le sens d'écoulement du fluide lors de son expulsion;
- insérer le ressort 20 et l'élément de clapet d'entrée 10 dans le manchon 9 de diamètre réduit, ladite insertion étant réalisée par au-dessus, dans le sens opposé à l'écoulement du fluide lors de son expulsion, de manière à coincer le ressort 20 entre le fond du manchon 9 et l'élément de clapet d'entrée 10;
- insérer le manchon 50 dans le corps de pompe 3, ladite insertion étant réalisée par au-dessus, dans le sens opposé à l'écoulement du fluide lors de son expulsion.
Eventuellement, l'étape d'insérer le ressort 20 et l'élément de clapet d'entrée 10 dans le manchon 9 de diamètre réduit peut être réalisée avant l'étape d'insérer le piston 1 et l'élément de clapet de sortie 39 dans le manchon 50.
Le fonctionnement de la pompe est illustré sur les figures 6 à 9. La position de repos est visible sur la figure 6, avec le clapet d'entrée 1 1 ouvert et le clapet des sortie 12 fermé.
En début d'actionnement, visible sur la figure 7, le clapet d'entrée 1 1 se ferme, par coopération étanche entre les lèvres de l'élément de clapet d'entrée 10 et la surface cylindrique interne du manchon 9, alors que le clapet de sortie 12 reste fermé. Le ressort 20 se comprime sous l'effet de l'élément de clapet d'entrée 10 qui coulisse dans le manchon 9. Le manchon 9 ayant un diamètre réduit par rapport au manchon 50 disposé dans le corps de pompe 3, et le fluide contenu dans la chambre de pompe 5 étant incompressible, cette compression du ressort 20 se produit relativement aisément, malgré la force élevée dudit ressort 20.
Lorsqu'on approche de la fin d'actionnement, comme visible sur la figure 8, l'élément de clapet de sortie 39 approche de l'épaulement 40 du clapet de sortie, pour ouvrir celui-ci.
La figure 9 illustre la position actionnée, avec le clapet de sortie ouvert et donc le contenu de la chambre de pompe 5 qui est expulsé sous l'effet du ressort 20 qui se détend. Le produit fluide est alors expulsé avec une pression d'au moins 15 bars, avantageusement d'au moins 20 bars.
Les figures 10 et 1 1 montrent une variante de réalisation, dans laquelle un second ressort 80 est prévu pour assister l'utilisateur dans son effort d'actionnement, afin de réduire celui-ci. Dans cette variante, le second ressort 80 est avantageusement disposé autour du piston 1 pour le solliciter vers sa position actionnée. Le second ressort 80 agit donc à l'encontre du ressort 20, et par conséquent sa force doit être inférieure à celle du ressort 20.
Avec un tel second ressort 80, on pourrait envisager d'utiliser un ressort 20 encore plus puissant, par exemple de force F supérieure à 30 N, avantageusement même supérieur à 35 N, par exemple 38 N, ce qui, pour une surface S de 12 mm2, permettrait d'atteindre des pressions P supérieures à 25 bars, avantageusement supérieures à 30 bars, par exemple 32 bars.
Avantageusement, le piston 1 peut être solidaire d'un manchon externe 2' assemblé autour de la tige d'actionnement 2, elle-même solidaire de l'élément de clapet de sortie 39. Cette mise en oeuvre pourrait aussi être adaptée à la variante des figures 6 à 9.
La présente invention a aussi pour objet un dispositif de distribution de produit fluide comportant une pompe telle que décrite ci-dessus, associée à une buse de pulvérisation comportant une pluralité d'orifices de distribution.
L'utilisation d'une buse à micro-trou, comme par exemple celle décrite dans le document WO2018100321 , peut selon la conception de la buse, et notamment si les micro-trous ont un diamètre inférieur à 5 pm, voire inférieur à 2pm, nécessiter un fluide arrivant avec une forte pression, typiquement supérieure à 15 bars. La présente invention permet de garantir une pression d'au moins 15 bars, avantageusement d'au moins 20 bars, et ce sans utiliser de gaz propulseur.
Comme visible sur la figure 3, le dispositif comporte un corps 101 contenant un réservoir 100, sur lequel est monté une pompe telle que décrite ci-dessus, au moyen de la bague de fixation 4.
Le réservoir 100 est de préférence sans reprise d'air. Avantageusement, une poche déformable 105 est fixée à l'intérieur dudit réservoir 100, ladite poche contenant le produit fluide et se déformant au fur et à mesure des doses distribuées. De préférence, le remplissage de la poche peut être réalisé sous vide. Cette mise en oeuvre garantit la délivrance de la quasi-totalité du produit contenu dans la poche, elle permet un actionnement du dispositif dans n'importe quelle orientation, et elle évite tout risque de contamination du produit fluide contenu dans la poche. En variante à la poche, on pourrait aussi utiliser un piston suiveur dans le réservoir 100.
Eventuellement, on pourrait aussi utiliser un dispositif fonctionnant avec une reprise d'air, auquel cas un filtre serait avantageusement prévu pour filtre l'air d'éventation.
Une buse à micro-trous 200, dont le fonctionnement ne sera pas plus amplement décrit ci-après, mais qui peut être de tous types connus, tels que décrit par exemple dans les documents EP1878507, WO2018100321 , EP1698399, WO2015194962 ou WO2018219798, est disposée dans un embout de distribution 1 10 fixé au corps 101 . Cet embout de distribution 1 10 peut être par exemple un embout buccal. Typiquement, le fluide expulsé par la pompe percute une plaque percée d'une pluralité de micro-trous, ce qui génère la pulvérisation du fluide.
Les micro-trous de la buse 200 ont un diamètre inférieur à 5 pm, de préférence inférieur à 2 pm.
Avantageusement, un filtre 150 est interposé entre la sortie de la pompe et la buse 200. Ce filtre sert à filtrer les impuretés qui pourraient être transportées par le fluide lorsqu’il traverse les différentes pièces plastiques. En effet, il y a toujours un risque que des particules soient générées lors des procédés de fabrication et d'assemblage, avec des risques de bouchage des micro-trous de la buse.
Avantageusement, le corps 101 comporte un bras d'actionnement latéral 160, qui permet d'actionner la pompe par un actionnement latéral.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation représentés sur les dessins, et la portée de l’invention est au contraire définie par les revendications annexées.

Claims

Revendications
1. Dispositif de distribution de produit fluide, comportant un corps (101 ) contenant un réservoir (100), une pompe montée sur ledit réservoir (100), et un embout de distribution (1 10), ladite pompe comportant un corps de pompe (3) dans lequel coulisse un piston (1 ), ledit piston (1 ) coulissant dans une chambre de pompe (5) définie dans ledit corps de pompe (3) entre un clapet d’entrée (1 1 ) et un clapet de sortie (12), un manchon (9) prolongeant axialement ledit corps de pompe (3) vers le bas, ledit manchon (9) ayant un diamètre réduit par rapport audit corps de pompe (3), ledit manchon (9) recevant un ressort (20) et coopérant avec un élément de clapet d'entrée (10) de telle sorte qu'en position de repos, ledit élément de clapet d'entrée (10) coopère de manière non-étanche avec ledit manchon (9), et lors de l'actionnement, ledit élément de clapet d'entrée (10) coulisse de manière étanche dans ledit manchon (9) en comprimant ledit ressort (20), caractérisé en ce que ladite pompe distribue ledit produit fluide à une pression (P) d'au moins 15 bars, avantageusement d'au moins 20 bars, ledit embout de distribution (1 10) comportant une buse à micro-trous (200) comportant une pluralité d'orifices ou trous de distribution, lesdits trous de ladite buse (200) ayant un diamètre inférieur à 5 pm, notamment inférieur à 2 pm.
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel un filtre (150) est interposé entre la sortie de ladite pompe et ladite buse à micro-trous (200).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit réservoir (100) est sans reprise d'air.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit réservoir (100) contient une poche souple (105) contenant ledit produit fluide.
5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit corps (101 ) comporte un bras d'actionnement latéral (160), pour actionner ladite pompe par un actionnement latéral.
6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit piston (1 ) est solidaire d’une tige d’actionnement (2) sur laquelle l’utilisateur appuie manuellement pour actionner la pompe.
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