FR2993542A1

FR2993542A1 - Organe de distribution de produit fluide.

Info

Publication number: FR2993542A1
Application number: FR1256991A
Authority: FR
Inventors: David Bonnet; Claude Richer
Original assignee: Aptar France SAS
Current assignee: Aptar France SAS
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-01-24
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: FR2993542B1

Abstract

Organe de distribution de produit fluide, tel qu'une pompe ou une valve, comprenant : - un corps fixe (1) définissant une entrée de produit fluide (11) pourvue d'un clapet d'entrée (12), - un élément de butée (21) solidaire du corps fixe (1), l'élément de butée (21) étant pourvu d'un joint de soupape (3), et - un ensemble d'actionnement (4) déplaçable axialement en va-et-vient dans le corps fixe (1) entre une position de repos étendue et une position d'actionnement enfoncée, l'ensemble d'actionnement (4) étant sollicité par un ressort de rappel (7) contre le joint de soupape (3) en position de repos étendue, caractérisé en ce que le joint de soupape (3) définit une surface de contact tronconique (33), l'ensemble d'actionnement (4) venant en contact étanche avec cette surface de contact tronconique (33) en position de repos étendue.

Description

93 542 1 La présente invention concerne un organe de distribution de produit fluide, tel qu'une pompe ou une valve, destiné à être associé à un réservoir pour constituer un distributeur de produit fluide. L'organe de distribution comprend un corps fixe définissant une entrée de produit fluide pourvue d'un clapet d'entrée et un élément de butée solidaire du corps fixe et pourvu d'un joint de soupape. L'organe de distribution comprend également un ensemble d'actionnement déplaçable axialement en va-et-vient dans le corps fixe entre une position de repos étendue et une position d'actionnement enfoncée, l'ensemble d'actionnement étant sollicité par un ressort de rappel contre le joint de soupape de l'élément de butée en position de repos étendue. Une telle architecture correspond à la fois à une pompe ou à une valve. Les domaines d'application privilégiés sont ceux de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie. La plupart des pompes et des valves comprennent un joint de soupape qui est comprimé lorsque l'ensemble d'actionnement est en repos. Le but de ce joint de soupape est d'éviter tout risque de fuite lorsque la pompe ou la valve est au repos. La compression du joint de soupape est générée par le ressort de rappel de la pompe ou de la valve par l'intermédiaire de l'ensemble d'actionnement. En général, le joint de soupape est un joint plat présentant une surface de contact étanche plane perpendiculaire à l'axe de déplacement de l'ensemble d'actionnement. Le document FR-2 719 242 décrit par exemple une pompe comprenant un corps de pompe et une tige d'actionnement qui est déplaçable à l'intérieur de ce corps contre l'action d'un ressort de rappel. L'élément de butée est formé par une capsule à sertir dont une partie s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure du corps de pompe. Un joint de soupape, sous la forme d'un joint plat, est disposé juste en dessous de la capsule à sertir et est comprimé par la tige d'actionnement en position de repos étendue. Ce joint de soupape assure l'étanchéité de la pompe au repos et lors de l'actionnement. En effet, une étanchéité dynamique est réalisée du fait que la tige d'actionnement coulisse avec étanchéité dans le joint de soupape lorsque la pompe est actionnée. L'écrasement ou la compression du joint de soupape entre la capsule à sertir et la tige d'actionnement dépend directement de la planéité de la capsule à sertir et du guidage axial de la tige de soupape. En d'autres termes, pour que la compression du joint de soupape soit optimale, il faut que les deux surfaces de contact de la capsule à sertir et de la tige d'actionnement soient parfaitement parallèles. Ceci n'est malheureusement que très rarement le cas, particulièrement avec cette configuration utilisant une capsule à sertir facilement déformable. Outre le document de l'art antérieur précité, il existe encore de nombreux exemples de pompe ou de valve utilisant un joint de soupape sous la forme d'un joint plat dont les surfaces de contact étanches s'étendent perpendiculairement à l'axe de déplacement de la tige d'actionnement ou de l'ensemble d'actionnement. Le document FR-2 752 411 décrit par exemple un organe de fixation pour fixer un dispositif de distribution tel qu'une pompe ou une valve, cet organe de fixation comprenant un joint de soupape plan surmoulé. Le document FR-2 776 633 décrit une pompe comprenant un joint de soupape sous la forme d'un joint plat. Le document FR-2 849 000 décrit un dispositif de distribution similaire à celui de la présente invention et comportant un joint de soupape sous la forme d'un joint plat. La présente invention a pour but de proposer un joint de soupape ayant une configuration autre que plate dans le but d'améliorer l'étanchéité au repos, de centrer axialement l'ensemble d'actionnement ou de générer ou d'encaisser une compression qui ne soit pas purement axiale. Pour atteindre ces objectifs, la présente invention propose un organe de distribution de produit fluide, tel qu'une pompe ou une valve, destiné à être associé à un réservoir pour constituer un distributeur de produit fluide, ledit organe de distribution comprenant un corps fixe définissant une entrée de produit fluide pourvue d'un clapet d'entrée, un élément de butée solidaire du corps fixe, l'élément de butée étant pourvu d'un joint de soupape, et un ensemble d'actionnement déplaçable axialement en va-et-vient dans le corps fixe entre une position de repos étendue et une position d'actionnement enfoncée, l'ensemble d'actionnement étant sollicité par un ressort de rappel contre le joint de soupape de l'élément de butée en position de repos étendue, caractérisé en ce que le joint de soupape définit une surface de contact tronconique, l'ensemble d'actionnement venant en contact étanche avec cette surface de contact tronconique en position de repos étendue. Le corps fixe peut être un corps de pompe ou de valve. L'élément de butée peut être formé par n'importe quelle pièce classique, comme une capsule à sertir, une « tourette » servant à la fixation sur le col ou encore une virole engagée à l'intérieur du corps fixe. L'ensemble d'actionnement peut être une tige de soupape de valve ou de pompe. L'ensemble peut être constitué d'une pièce unique ou encore de plusieurs pièces assemblées. En définissant une surface de contact tronconique, le joint de soupape, lorsque comprimé, subit des forces de compression dont une des composantes est transversale, et non plus purement axiale. D'autre part, du fait de la disposition oblique de la surface de contact par rapport à l'axe de déplacement de l'ensemble d'actionnement, la surface de contact est augmentée par rapport à une surface de contact plane et par conséquent les forces de frottement sont également augmentées. De plus, la disposition tronconique de la surface de contact génère automatiquement un centrage axial de l'ensemble de distribution, ce qui n'est pas le cas avec un joint de soupape plan ou plat. Enfin, il est connu qu'un contact cône sur cône permet d'obtenir un contact de meilleure qualité, et de plus grande étendue, qu'un contact classique direct plan. Par conséquent, la disposition tronconique de la surface de contact du joint de soupape présente de nombreux avantages par rapport à un joint de soupape classique plat. Avantageusement, l'ensemble d'actionnement peut définir une zone d'appui tronconique qui vient en contact de la surface de contact tronconique du joint de soupape. Ainsi, un contact tronconique étendu est généré entre l'ensemble d'actionnement et le joint de soupape. Ce contact est d'autant meilleur que la surface de contact et la zone d'appui sont définies avec le même angle solide.

Selon une forme de réalisation classique plus particulièrement adaptée aux pompes, l'ensemble d'actionnement comprenant une tige et un piston qui coulisse de manière étanche dans un fût de coulissement solidaire du corps fixe, le piston venant en contact étanche avec la surface de contact tronconique du joint de soupape. Dans ce cas, le piston peut définir une zone d'appui tronconique qui vient en contact de la surface de contact tronconique du joint de soupape. En d'autres termes, le joint de soupape est comprimé par le piston qui est sollicité par la tige, elle-même sollicitée par le ressort de rappel. Avantageusement, l'entrée est située en partie basse de l'organe de distribution, la surface de contact tronconique étant orientée vers l'intérieur et vers le bas. Ainsi, la force de compression du joint de soupape développe une composante oblique ou transversale par rapport à l'axe de déplacement de l'ensemble d'actionnement. Selon un autre aspect de la présente invention, le ressort de rappel peut être situé à l'extérieur du corps fixe. Selon un aspect pratique, le joint de soupape peut être surmoulé sur l'élément de butée. Selon encore un autre aspect de la présente invention, l'organe de distribution comprend en outre un ressort de précompression qui agit entre la tige et le piston, ce ressort de précompression étant situé à l'extérieur du corps fixe.

Selon une autre forme de réalisation pratique, le piston coulisse sur la tige et forme un clapet de sortie en coopération avec la tige. Selon un autre aspect de l'invention, l'élément de butée forme un épaulement annulaire orienté vers l'intérieur et vers le bas, le joint de soupape étant disposé dans cet épaulement. De préférence, l'épaulement forme un coin annulaire rentrant, la surface de contact tronconique du joint de soupape étant disposée de manière sensiblement opposée à ce coin, de sorte que le coin encaisse une majeure partie des forces de compression exercées sur le joint de soupape par l'ensemble d'actionnement. L'esprit de la présente invention réside dans le fait de former le joint de soupape avec une surface de contact tronconique afin d'augmenter la surface de contact, de centrer automatiquement l'ensemble d'actionnement en position de repos étendue et/ou de développer une composante de compression non axiale. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur les figures : La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers un organe de distribution selon un mode de réalisation de l'invention, la partie gauche représentant l'organe en position de repos étendue et la partie droite représentant le même organe de distribution en position d'actionnement enfoncée, et La figure 2 est une vue fortement agrandie du détail A de la figure 1. La présente invention peut s'appliquer aussi bien à une pompe qu'à une valve, mais l'exemple utilisé et représenté sur les figures est une pompe.

Tout comme une valve, cette pompe est destinée à être associée à un réservoir de produit fluide pour ainsi constituer ensemble un distributeur de produit fluide. La pompe représentée sur la figure 1 comprend essentiellement un corps de pompe fixe 1, une bague de fixation 2, et un ensemble d'actionnement 4. A ces éléments constitutifs, il faut encore ajouter un ressort de rappel 7 et un ressort de précompression 8. La pompe comprend encore d'autres composants qui ne sont pas critiques pour la présente invention. Le corps de pompe fixe 1 forme une entrée de produit fluide 11 pourvue d'un clapet d'entrée 12. Le corps de pompe 1 forme également un fût de coulissement 13. La bague de fixation 2 comprend une partie supérieure formant un élément de butée 21 pourvu d'un joint de soupape 3. La bague de fixation 2 comprend également une collerette de fixation 25 qui fait saillie radialement vers l'extérieur et qui est destinée à venir en prise fixe et étanche avec l'ouverture d'un réservoir. La bague de fixation 2 est montée fixement autour du fût de coulissement 13. L'élément de butée 21 s'étend au-dessus du fût de coulissement 13 en faisant saillie radialement vers l'intérieur. Le joint de soupape 3 est un joint annulaire qui peut être rendu solidaire de l'élément de butée 21 par simple frottement, par encliquetage, par coincement, par collage ou encore par surmoulage. Les détails de réalisation du joint de soupape 3 seront présentés et expliqués ci-après en référence à la figure 2. L'ensemble d'actionnement 4 comprend ici une tige d'actionnement 5 sur laquelle est monté un piston 6. La tige d'actionnement 5 peut être réalisée en deux pièces distinctes 51 et 52 qui sont rapportées et assemblées fixement de manière définitive. La pièce interne 51 est disposée en majeure partie à l'intérieur du corps de pompe 1, alors que la pièce externe 52 vient en prise autour de la pièce interne 51 et s'étend hors du corps de pompe 1. La pièce externe 52 est adaptée à recevoir un poussoir formant un orifice de distribution de produit fluide. La pièce interne 51 forme un siège de clapet de sortie 53. Le piston 6 est engagé de manière étanche et coulissante autour de la pièce externe 52 et forme une manchette 62 destinée à venir en contact étanche sélectif avec le siège de clapet de sortie 53, pour former ainsi ensemble un clapet de sortie. Le piston 6 comprend également une lèvre de piston 61 qui vient en contact de coulissement étanche à l'intérieur du coulissement 13. Le piston 6 forme également une zone d'appui 63 qui est destinée à venir en contact appuyé étanche avec le joint de soupape 3. Le piston 6 est sollicité par un joint de précompression 8 qui prend appui entre le piston et la pièce externe 52. L'action du ressort de précompression 8 sollicite la manchette 62 sur le siège de clapet de sortie 53. D'autre part, un ressort de rappel 7, disposé entre la pièce externe 52 et la bague de fixation 2 permet de solliciter la tige d'actionnement 4 en éloignement du clapet d'entrée 12. En position de repos sur la partie gauche de la figure 1, les deux ressorts 7 et 8 sont détendus au maximum et la zone d'appui 63 du piston 6 est en contact appuyé étanche contre le joint de soupape 3. Une chambre de pompe 14 est ainsi formée à l'intérieur du corps de pompe 1 : elle est à son volume maximal en position de repos. A partir de cette position de repos étendue, on peut appuyer axialement sur la tige d'actionnement 4 de manière à l'enfoncer l'intérieur du corps de pompe 1, comme représenté sur la partie droite de la figure 1. Les deux ressorts 7 et 8 sont alors comprimés au maximum et la manchette 62 a quitté son contact étanche avec son siège de clapet de sortie 53, de manière à dégager un passage de sortie pour le produit fluide mis sous pression à l'intérieur de la chambre de pompe 14. La zone d'appui 63 est alors éloignée du joint de soupape 3. On peut noter que les deux ressorts 7 et 8 sont disposés à l'extérieur de la chambre de pompe. Il s'agit là d'une forme de réalisation particulière pour une pompe. L'essentiel réside dans le fait que l'ensemble d'actionnement 4 est sollicité par un ressort de rappel 7 contre le joint de soupape 3, la zone d'appui pouvant être formée par un piston ou directement par la tige d'actionnement 5. En position de repos étendue, le joint de soupape 3 est ainsi comprimé au maximum du fait de la force exercée par le ressort de rappel 7. Ceci est valable aussi bien pour une pompe que pour une valve.

On se référera maintenant à la figure 2 qui montre de manière très fortement agrandie la coopération entre la zone d'appui 63 du piston 6 avec le joint de soupape 3 en position de repos étendue. L'élément de butée 21 qui reçoit le joint de soupape 3 forme un épaulement interne orienté vers l'intérieur et vers le bas. Cet épaulement interne est formé par une paroi annulaire plane 22 et une paroi annulaire cylindrique 23 qui se rencontrent au niveau d'un coin annulaire rentrant 24. Les deux parois 22 et 23 peuvent s'étendre de manière sensiblement ou parfaitement perpendiculaire. Le joint de soupape 3 comprend une première paroi annulaire plane 32 en contact intime avec la paroi 22 et une seconde paroi annulaire cylindrique 34 en contact intime avec la paroi 23. On peut ainsi dire que le joint de soupape 3 est logé ou disposé dans ou contre l'épaulement interne de l'élément de butée 21. Le contact intime entre le joint de soupape 3 et l'épaulement de l'élément de butée 21 peut par exemple être réalisé par une technique de surmoulage ou de bi-injection. Un maintien mécanique (encliquetage, montage en force, serrage, etc.) du joint dans l'épaulement est également envisageable. Selon l'invention, le joint de soupape 3 comprend une surface de contact tronconique 33 qui est orientée vers l'intérieur et vers le bas. On peut également dire que cette surface de contact tronconique 33 est disposée à l'opposé du coin rentrant 24. On pourrait également dire qu'une perpendiculaire à la surface de contact tronconique 33 s'étend en direction du coin rentrant 24. L'orientation de la surface de contact tronconique 33 par rapport à l'axe de déplacement de l'ensemble d'actionnement 4 est transversale ou oblique, en faisant par exemple un angle de l'ordre de 45°. De manière complémentaire, la zone d'appui 63 formée par le piston 6 présente également une configuration tronconique orientée vers l'extérieur et vers le haut. Ainsi, le piston 6 et le joint de soupape 3 définissent un contact intime cône sur cône. Le contact intime tronconique est directement rompu lorsque l'on enfonce l'ensemble d'actionnement 4. Lorsque le contact intime tronconique est à nouveau rétabli, le piston 6 est automatiquement centré axialement. Par rapport à un joint de soupape plat ou plan classique, la surface de contact est considérablement étendue, du fait de l'orientation oblique de la surface de contact. D'autre part, le contact intime tronconique implique une composante de force de compression qui s'étend transversalement vers l'extérieur en direction du coin rentrant 24 qui va ainsi encaisser la majeure partie des forces de compression.

Grâce à la présente invention, la surface de contact étanche est accrue, l'ensemble d'actionnement est automatiquement centré axialement et les composantes de force de compression agissent dans une direction autre qu'axiale.

Claims

REVENDICATIONS1.- Organe de distribution de produit fluide, tel qu'une pompe ou une valve, destiné à être associé à un réservoir pour constituer un distributeur de produit fluide, ledit organe de distribution comprenant : - un corps fixe (1) définissant une entrée de produit fluide (11) pourvue d'un clapet d'entrée (12), - un élément de butée (21) solidaire du corps fixe (1), l'élément de butée (21) étant pourvu d'un joint de soupape (3), et - un ensemble d'actionnement (4) déplaçable axialement en va-et-vient dans le corps fixe (1) entre une position de repos étendue et une position d'actionnement enfoncée, l'ensemble d'actionnement (4) étant sollicité par un ressort de rappel (7) contre le joint de soupape (3) de l'élément de butée (21) en position de repos étendue, caractérisé en ce que le joint de soupape (3) définit une surface de contact tronconique (33), l'ensemble d'actionnement (4) venant en contact étanche avec cette surface de contact tronconique (33) en position de repos étendue.
2.- Organe de distribution selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble d'actionnement (4) définit une zone d'appui tronconique (63) qui vient en contact de la surface de contact tronconique (33) du joint de soupape (3).
3.- Organe de distribution selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'ensemble d'actionnement (4) comprenant une tige (5) et un piston (6) qui coulisse de manière étanche dans un fût de coulissement (13) solidaire du corps fixe (1), le piston (6) venant en contact étanche avec la surface de contact tronconique (33) du joint de soupape (3).
4.- Organe de distribution selon la revendication 3, dans lequel le piston (6) définit une zone d'appui tronconique (63) qui vient en contact de la surface de contact tronconique (33) du joint de soupape (3).
5.- Organe de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'entrée (11) est située en partie basse de l'organe de distribution, la surface de contact tronconique (33) étant orientée vers l'intérieur et vers le bas.
6.- Organe de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ressort de rappel (7) est situé à l'extérieur du corps fixe (1).
7.- Organe de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le joint de soupape (3) est surmoulé sur l'élément de butée (21).
8.- Organe de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un ressort de précompression (8) qui agit entre la tige (5) et le piston (6), ce ressort de précompression (8) étant situé à l'extérieur du corps fixe (1).
9.- Organe de distribution selon la revendication 3, dans lequel le piston (6) coulisse sur la tige (5) et forme un clapet de sortie (62, 53) en coopération avec la tige (5).
10.- Organe de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément de butée (21) forme un épaulement annulaire orienté vers l'intérieur et vers le bas, le joint de soupape (3) étant disposé dans cet épaulement.
11.- Organe de distribution selon la revendication 10, dans lequel l'épaulement forme un coin annulaire rentrant (24), la surface de contact tronconique (33) du joint de soupape (3) étant disposée de manière sensiblement opposée à ce coin (24), de sorte que le coin (24) encaisse une majeure partie des forces de compression exercées sur le joint de soupape (3) par l'ensemble d'actionnement (4).