FR3028571B1

FR3028571B1 - Pompe manuelle

Info

Publication number: FR3028571B1
Application number: FR1461018A
Authority: FR
Inventors: Stephane Beranger; Frederic Duquet
Original assignee: Aptar France SAS
Current assignee: Aptar France SAS
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2019-09-13
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: BR112017008398B1; BR112017008398A2; WO2016075417A1; US20180017051A1; EP3218602A1; US10385843B2; ES2725433T3; EP3218602B1; FR3028571A1

Abstract

Pompe manuelle (P) comprenant un corps de pompe (B) comprenant une chambre de pompe (C) dans laquelle une dose de produit fluide est mise sous pression à chaque actionnement, la pompe (P) comprenant un clapet de sortie (V) et un clapet d'entrée (2, 12) disposé entre la chambre de pompe (C) et une entrée (I) de la pompe (P) pour faire entrer du produit fluide dans la chambre de pompe (C), le clapet d'entrée comprenant un organe mobile (2) qui repose sélectivement sur un siège de clapet (12), caractérisée en ce qu'il est prévu un passage de retour (23) permettant à une partie du produit fluide mis sous pression dans la chambre de pompe (C) de s'en échapper sans passer par le clapet de sortie (V).

Description

La présente invention concerne une pompe manuelle pour distribuer un produit fluide, cette pompe étant destinée à être associée à un réservoir de produit fluide pour ainsi former un distributeur de produit fluide. La pompe comprend un corps de pompe définissant un fût de coulissement pour un piston solidaire d’une tige d’actionnement, la pompe comprenant une chambre de pompe dans laquelle une dose de produit fluide est mise sous pression à chaque actionnement. La pompe comprend également un clapet de sortie disposé entre la chambre de pompe et un orifice de distribution pour faire sortir le produit fluide de la chambre de pompe, la pompe comprenant un clapet d’entrée disposé entre la chambre de pompe et une entrée de la pompe pour faire entrer du produit fluide dans la chambre de pompe en provenance du réservoir, le clapet d’entrée comprenant un organe mobile qui repose sélectivement sur un siège de clapet. Il s’agit là d’une conception tout à fait classique et conventionnelle pour une pompe dans le domaine de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie.

En général, le volume de la chambre de pompe est déterminé et figé pour un modèle de pompe particulier. En d’autres termes, il n’est en général pas possible de modifier le volume de la chambre de pompe. Il est toutefois possible de régler le volume de la chambre de pompe en agissant sur le point mort haut correspondant à la position de repos de la tige d’actionnement et du piston, comme proposé par exemple dans le document FR2719084. Il est prévu dans ce document d’enfoncer plus ou moins la frette dans le corps de pompe pour régler le volume de la chambre de pompe. On agit alors sur la hauteur de course du piston. Par conséquent, le poussoir monté sur la pompe est déplaçable sur une hauteur réduite, ce qui peut gêner l’utilisateur qui a l’impression de ne pas pouvoir enfoncer le poussoir à fond.

Bien entendu, une autre solution pour réduire le volume de la chambre de pompe est de réaliser de toute pièce une pompe de petite capacité. Toutefois, cela engendre un coût considérable, étant donné que les composants de cette pompe miniature doivent être conçus et moulés de manière spécifique.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l’art antérieur en définissant une pompe manuelle de capacité standard mais qui est susceptible de délivrer une dose de produit fluide qui est inférieure au volume de la chambre de pompe, sans réduire la course du piston et de la tige d’actionnement et sans réduire le volume de la chambre de pompe. En d’autres termes, un but de la présente invention est de distribuer une dose partielle de produit fluide par rapport à la capacité de la chambre de pompe.

Pour ce faire, la présente invention propose que la pompe soit pourvue d’un passage de retour permettant à une partie du produit fluide mis sous pression dans la chambre de pompe de s’en échapper sans passer par le clapet de sortie. Ainsi, la totalité de la dose de produit fluide stockée dans la chambre de pompe n’est pas refoulée à travers le clapet de sortie en direction de l’orifice de distribution : une partie étant dérivée à travers le passage de retour, de sorte que le produit fluide distribué ne correspond qu’à une dose partielle de la pompe.

Lorsque la pompe de l’invention est montée sur un réservoir de produit fluide, il est avantageux que le passage de retour communique directement ou indirectement avec le réservoir de produit fluide, de sorte que le produit fluide qui passe à travers le passage de retour est réinjecté dans le réservoir de produit fluide. Il n’est cependant pas exclu que le produit fluide passant à travers le passage de retour soit stocké, au moins momentanément, dans un réservoir tampon qui peut communiquer ou non avec le réservoir de produit fluide.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le passage de retour crée un défaut d’étanchéité au niveau du clapet d’entrée. En d’autres termes, le clapet d’entrée est fuyant. On peut par exemple prévoir que le passage de retour soit formé par l’organe mobile. Avantageusement, le passage de retour comprend au moins une rainure formée au niveau où l’organe mobile vient en contact avec son siège de clapet. En variante ou additionnellement, le passage de retour comprend un trou qui traverse l’organe mobile qui se présente avantageusement sous la forme d’un disque. Il est également possible de prévoir que le passage de retour soit formé par le siège de clapet, notamment sous la forme d’au moins une saignée. Le passage de retour peut donc être formé par l’organe mobile et/ou son siège de clapet.

Selon une autre caractéristique intéressante de l’invention, le passage de retour peut être formé par le corps de pompe. Avantageusement, le passage de retour comprend un alésage direct qui traverse l’épaisseur de paroi du corps de pompe et relie directement la chambre de pompe au réservoir. Dans ce cas, le clapet d’entrée peut être d’un type tout à fait classique. Selon un autre mode de réalisation, le corps de pompe comprend un tube plongeur connecté à l’entrée de la pompe, le passage de retour comprenant un chemin de dérivation qui relie la chambre de pompe au tube plongeur sans passer par le clapet d’entrée. Dans ce cas, le chemin de dérivation permet de shunter le clapet d’entrée. De préférence, la pompe comprend un fourreau externe qui entoure le corps de pompe, le chemin de dérivation s’étendant en partie entre le corps de pompe et le fourreau externe et comprenant avantageusement au moins un alésage interne qui traverse l’épaisseur de paroi du corps de pompe.

Selon une autre forme de réalisation de l’invention, le passage de retour peut être formé dans le fût de coulissement. L’invention définit également un distributeur de produit fluide comprenant un réservoir de produit fluide sur lequel est montée une pompe manuelle telle que définie ci-dessus, le passage de retour permettant à une partie du produit fluide mis sous pression dans la chambre de pompe d’être renvoyée directement ou indirectement dans le réservoir de produit fluide. L’esprit de l’invention réside dans le fait de prévoir une sorte de fuite au niveau de la chambre de pompe, de sorte que la totalité de la dose stockée dans la chambre de pompe ne soit pas refoulée à travers le clapet de sortie et l’orifice de distribution, une partie plus ou moins grande de cette dose étant redirigée vers une autre issue qui communique de préférence avec le réservoir de produit fluide. La fuite peut être réalisée au niveau du clapet d’entrée, ou directement au niveau de la paroi de la chambre de pompe qui communique directement avec le réservoir de produit fluide, ou encore de manière à shunter le clapet d’entrée en reliant la chambre de pompe directement au tube plongeur. En calibrant avec précision la section et la longueur du passage de retour, il est possible de régler avec précision le volume de la dose partielle refoulée à travers le clapet de sortie et l’orifice de distribution. On peut prévoir uniquement un passage de retour, ou encore plusieurs, en fonction de la conception de la pompe et des résultats recherchés. 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 1a est une vue en section transversale verticale à travers un distributeur de produit fluide intégrant une pompe selon un premier mode de réalisation de l’invention,

La figure 1 b est une vue agrandie de la partie basse de la pompe de la figure 1a,

La figure 2a est une vue similaire à celle de la figure 1b pour un deuxième mode de réalisation de l’invention,

La figure 2b est une vue en perspective de l’organe mobile utilisé dans la pompe de la figure 2a,

La figure 3a est une vue en section verticale agrandie de la partie basse d’une pompe selon un troisième mode de réalisation de l’invention,

La figure 3b est une vue en perspective agrandie de l’organe mobile de la pompe de la figure 3a,

La figure 4a est une vue similaire à celle de la figure 3a pour un quatrième mode de réalisation de l’invention,

La figure 4b est une vue en perspective découpée montrant le siège de clapet de la pompe de la pompe de la figure 4a,

La figure 5a est une vue similaire à la figure 2a pour un cinquième mode de réalisation d’une pompe selon l’invention,

La figure 5b est une vue similaire à la figure 2a pour un sixième mode de réalisation d’une pompe selon l’invention,

La figure 5c est une vue similaire à la figure 2a pour un septième mode de réalisation d’une pompe selon l’invention,

La figure 6a est une vue agrandie de la partie basse d’une pompe selon un huitième mode de réalisation de l’invention, et

La figure 6b est une vue en section verticale d’une pompe selon un neuvième mode de réalisation de l’invention.

On se référera tout d’abord aux figures 1a et 1b pour décrire en détail un distributeur complet intégrant une pompe manuelle P selon le premier mode de réalisation.

Le distributeur de produit fluide comprend un réservoir de produit fluide R destiné à contenir un produit fluide, qui peut par exemple être un parfum, une eau de toilette, une lotion, une crème, un gel, un produit pharmaceutique, etc. Le réservoir de produit fluide R peut être réalisé en n’importe quel matériau approprié et présenter une configuration quelconque, étant donné que le réservoir en soi n’est pas critique pour la présente invention. Le réservoir R peut par exemple être pourvu d’un col N qui définit une ouverture rétrécie dans laquelle est logée la pompe manuelle P.

La pompe P comprend de manière tout à fait classique un corps de pompe B définissant une entrée de produit fluide I qui peut être pourvue d’un tube plongeur T qui s’étend dans le réservoir R jusqu’à proximité ou en contact de son fond. Le corps B définit également un fût de coulissement F qui a une forme cylindrique, de préférence circulaire. Le corps B est également pourvu en amont de son entrée I d’un clapet d’entrée qui comprend un organe mobile 2 destiné à venir sélectivement en contact étanche avec un siège de clapet 12. Ce clapet d’entrée sera plus amplement décrit ci-après. La pompe P comprend également une tige d’actionnement S qui est coiffée d’un poussoir H définissant un orifice de distribution O. La tige d’actionnement S sert de support à un piston K et à une valve de sortie V. Le piston K est monté à coulissement étanche à l’intérieur du fût de coulissement F du corps de pompe B. La pompe P définit ainsi une chambre de pompe C destinée à être remplie de produit fluide en provenance du réservoir R à travers le tube plongeur T et le clapet d’entrée. Lorsque la chambre de pompe C est remplie de produit fluide, l’utilisateur peut appuyer sur le poussoir H de manière à enfoncer la tige d’actionnement S à l’intérieur du corps de pompe D. Le piston K est monté de manière coulissante sur la tige d’actionnement S à l’encontre d’un ressort de précompression, de sorte que le clapet de sortie V va s’ouvrir dès lors que la pression à l’intérieur de la chambre de pompe C a atteint un seuil prédéterminé. Plus précisément, le piston K appuie au repos contre le clapet de sortie V de manière étanche. Lorsque le piston K coulisse sur la tige d’actionnement S, il se décolle du clapet de sortie V, ouvrant ainsi un passage de sortie pour le produit fluide sous pression qui est refoulé à travers la tige d’actionnement S jusqu’à l’orifice de distribution O où il est distribué de manière pulvérisée ou non. Lorsque l’utilisateur relâche sa pression sur le poussoir H, la tige d’actionnement S revient vers sa position de repos sous l’action d’un ressort de rappel. Le volume de la chambre de pompe C est alors à nouveau dans son état maximal. Il s’agit là d’une conception tout à fait classique pour une pompe dans le domaine de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie. Sans sortir du cadre de l’invention, la conception de la valve de sortie peut être différente, étant donné que le clapet de sortie n’est pas critique pour la présente invention. Il est même envisageable que la pompe manuelle soit dépourvue de clapet de sortie : on peut par exemple imaginer un poussoir H équipé d’un obturateur intégré qui fait office de clapet de sortie.

En se référant à la figure 1b, on voit de manière plus précise que le clapet d’entrée comprend un organe mobile 2 qui se présente sous la forme d’un disque, d’une pastille ou d’une rondelle qui repose de manière étanche sur un siège de clapet 12. Avantageusement, le disque présente une forme annulaire avec une face inférieure 21 et une face supérieure 22 qui s’étendent de manière sensiblement parallèle. La tranche périphérique de l’organe mobile 2 peut par exemple être cylindrique circulaire. On voit que la face inférieure 21 est en contact avec le siège de clapet 12, qui peut par exemple se présenter sous la forme d’un bourrelet ou d’une nervure annulaire. Afin de limiter le déplacement de l’organe mobile 2, il est prévu un limitateur de course J, qui est fixé à l’intérieur du corps de pompe B. Le limitateur de course J permet toutefois le passage de produit fluide. Lorsque la pompe est au repos, l’organe mobile 2 repose simplement par gravité sur son siège 12. Lorsque la chambre de pompe C est sous pression, l’organe mobile 2 est plaqué contre son siège 12 de manière parfaitement étanche. Il s’agit là d’une conception tout à fait classique pour un clapet mettant en œuvre un organe mobile sous la forme d’un disque, d’une rondelle ou d’une pastille.

Selon l’invention, l’organe mobile 2 est formé avec un trou traversant 23 qui relie la face inférieure 21 à la face supérieure 22. Le trou traversant 23 présente une section de passage réduite par rapport au diamètre du fût de coulissement F, et même au diamètre interne du tube plongeur T. A titre d’exemple, la section de passage du trou traversant 23 peut être de l’ordre de 0.1 mm2. La figure 1b ne représente qu’un seul trou traversant 23, mais on peut prévoir plusieurs trous traversants, sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Ainsi, lorsque l’utilisateur enfonce le poussoir H, et met ainsi le produit fluide stocké dans la chambre de pompe C sous pression, le clapet de sortie V va s’ouvrir pour laisser passer une partie du produit fluide de la chambre de pompe, mais une autre partie du produit fluide de la chambre de pompe va être renvoyée dans le tube plongeur T à travers le trou traversant 23 de l’organe mobile 2. En jouant sur la section de passage du trou traversant 23, on peut régler la proportion de produit fluide refoulée à travers la tige d’actionnement S et à travers le trou traversant 23.

Avec un simple trou à travers le disque constitutif de l’organe mobile 2, on peut réduire le volume de produit fluide distribué à travers l’orifice de distribution O, sans pour autant modifier de manière considérable la pompe manuelle P. En effet, il est extrêmement facile de réaliser le trou traversant 23. Ce trou traversant 23 forme un passage de retour qui permet à une partie du produit fluide stocké et mis sous pression dans la chambre de pompe C d’être renvoyée vers le réservoir R à travers l’entrée de produit fluide I et le tube plongeur T.

Les figures 2a et 2b montrent un deuxième mode de réalisation de l’invention, dans lequel l’organe mobile 3 se présente également sous la forme d’un disque, d’une pastille ou d’une rondelle, qui n’est cependant pas perforée, mais rainurée. En effet, on peut voir sur la figure 2b que les deux faces 31 et 32 sont pourvues de rainures 33 et 34, ici en forme de croix. On peut même remarquer que les croix formées par les rainures sont décalées d’une face à l’autre, afin de ne pas affaiblir le disque. Sur la figure 2a, on peut voir que le disque repose sur son siège 12 de manière étanche, hormis au niveau des rainures 33 qui s’étendent au niveau du siège de clapet 12. Ainsi, les rainures 33 ou 34 créent un défaut d’étanchéité au niveau du clapet d’entrée. Tout comme dans le premier mode de réalisation, ces rainures 33, 34 constituent un passage de retour permettant à une partie du produit fluide stocké et mis sous pression dans la chambre de pompe C d’être renvoyée dans le réservoir à travers l’entrée I et le tube plongeur T.

Il n’est pas exclu que le trou traversant 23 et les rainures 33, 34 soient mis en œuvre sur un même organe mobile. Une ou plusieurs rainures auraient aussi pu être formées dans le siège de clapet 12.

Sur les figures 3a et 3b, on voit un troisième mode de réalisation de l’invention mettant en œuvre un organe mobile 4 sous la forme d’une bille pourvue de rainures 43. Ainsi, lorsque cette bille repose sur son siège de clapet 14, les rainures 43 créent un défaut d’étanchéité du clapet d’entrée, tout comme les rainures 33 ou 34 du mode de réalisation précédent. Là encore, les rainures 43 constituent un passage de retour permettant à une partie du produit fluide stocké et mis sous pression dans la chambre de pompe C d’être renvoyée vers le réservoir de produit fluide.

Sur les figures 4 et 4b, on voit un quatrième mode de réalisation de l’invention, dans lequel l’organe mobile 5 est une bille parfaitement sphérique conventionnelle qui repose sur un siège de clapet tronconique 15 pourvu d’au moins une saignée 151, qui crée un défaut d’étanchéité, et constitue ainsi un passage de retour pour une partie du produit fluide stocké et mis sous pression dans la chambre de pompe C.

Sur la figure 5a, on peut voir un cinquième mode de réalisation de l’invention dans lequel le corps de pompe B est percé d’un alésage direct B1 qui fait communiquer directement la chambre de pompe C avec l’intérieur du réservoir R. L’alésage direct B1 est ici situé à proximité directe de l’organe mobile 6 du clapet d’entrée qui se présente sous la forme d’un disque conventionnel.

Sur la figure 5b, le corps de pompe B est également percé d’un alésage direct B2 qui est réalisé au niveau du fût de coulissement F. Autrement dit, lorsque la tige d’actionnement S est enfoncé à fond, le piston K va passer sur l’alésage direct B2 et l’isoler de la chambre de pompe C.

Sur la figure 5c, l’alésage direct B3 est réalisé au niveau de l’extrémité inférieure du fût de coulissement F à hauteur du limitateur de course J.

Dans ces trois derniers modes de réalisation des figures 5a, 5b et 5c, les alésages direct B1, B2 et B3 constituent un passage de retour qui fait communiquer directement la chambre de pompe C avec le réservoir de produit fluide R.

Sur la figure 6a, le corps de pompe B est enveloppé par un fourreau externe E qui entoure même l’entrée de produit fluide I, avantageusement de manière étanche. Le produit fluide stocké et mis sous pression dans la chambre de pompe C peut s’en échapper pour regagner le tube plongeur T à travers un chemin de dérivation qui comprend un premier alésage interne B41 réalisé à proximité de l’organe mobile 6 du clapet d’entrée, un espace annulaire B43 formé entre le corps de pompe B et le fourreau E et un autre alésage interne B42 réalisé dans l’entrée de produit fluide I et qui communique directement avec la sortie du tube plongeur T. Ce passage de retour permet ainsi de contourner ou de shunter le clapet d’entrée en reliant directement la chambre de pompe C au tube plongeur T.

La figure 6b montre une variante de réalisation de la figure 6a qui met également en oeuvre un fourreau externe E’ qui entoure le corps de pompe B. Ce dernier est percé d’un premier alésage interne B51 et d’un second alésage interne B52 au niveau de l’entrée I. Ces deux alésages internes sont reliés par un espace intermédiaire B53 de sorte que la chambre de pompe C relie directement le tube plongeur T en contournant ou shuntant le clapet d’entrée formé par une bille 5 reposant sur un clapet tronconique 15.

Les modes de réalisation qui viennent d’être décrits ci-dessus montrent qu’il est possible de détourner une partie du produit fluide stocké et mis sous pression dans la chambre de pompe pour le rediriger vers le réservoir de produit fluide, soit à travers un clapet d’entrée fuyant, soit directement à travers la paroi de la chambre de pompe, soit à travers un chemin de dérivation qui contourne ou shunte le clapet d’entrée et qui relie le tube plongeur.

Grâce à l’invention, on peut diminuer la quantité de produit fluide distribuée en provenance d’une chambre de pompe de volume bien supérieur. Dans le domaine de la parfumerie par exemple, les doses de produit fluide distribuées à chaque actionnement de la pompe sont en général de l’ordre de 50 microlitres à 150 microlitres. Pour une pompe distribuant normalement des doses de 100 microlitres, la présente invention permet de réduire le volume de produit fluide distribué à environ 50 microlitres, ou même à environ 10 microlitres, soit une réduction d’environ 50% à 90%, tout en conservant bien sûr la course totale de la pompe. Le passage de retour, qui peut se présenter sous la forme d’un (ou de plusieurs) canal, trou, rainure, saignée, chemin, etc. peut présenter une section unique ou cumulée de l’ordre de 0,03 mm2 (0,1 mm de diamètre) à 0,5 mm2 (0,8 mm de diamètre), avec une section préférée d’environ 0,1 mm2.

Claims

Revendications

1. - Pompe manuelle (P) pour distribuer un produit fluide, cette pompe étant destinée à être associée à un réservoir de produit fluide (R) pour ainsi former un distributeur de produit fluide, la pompe (P) comprenant un corps de pompe (B) définissant un fût de coulissement (F) pour un piston (K) solidaire d’une tige d’actionnement (S), la pompe (P) comprenant une chambre de pompe (C) dans laquelle une dose de produit fluide est mise sous pression à chaque actionnement, la pompe (P) comprenant un clapet de sortie (V) disposé entre la chambre de pompe (C) et un orifice de distribution (O) pour faire sortir le produit fluide de la chambre de pompe (C), la pompe (P) comprenant un clapet d’entrée (2, 12 ; 3, 12 ; 4, 14 ; 5, 15 ;) disposé entre la chambre de pompe (C) et une entrée (I) de la pompe (P) pour faire entrer du produit fluide dans la chambre de pompe (C) en provenance du réservoir (R), le clapet d’entrée comprenant un organe mobile (2: 3; 4; 5) qui repose sélectivement sur un siège de clapet (12; 14; 15), un passage de retour (23 ; 33, 34 ; 43 ; 151) permettant à une partie du produit fluide mis sous pression dans la chambre de pompe (C) de s’en échapper sans passer par le clapet de sortie (V), caractérisée en ce que le passage de retour (23 ; 33, 34 ; 43 ; 151) est formé par le clapet d’entrée.
2. - Pompe manuelle (P) selon la revendication 1, dans laquelle le passage de retour (23 ; 33, 34 ; 43) est formé par l’organe mobile (2; 3; 4).
3. - Pompe manuelle (P) selon la revendication 2, dans laquelle le passage de retour comprend au moins une rainure (33, 34 ; 43) formée au niveau où l’organe mobile (3 ; 4) vient en contact avec son siège de clapet (12 ; 14).
4, “ Pompe manuelle (P) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle te passage de retour comprend un trou (23) qui traverse l’organe mobile (2) qui se présente avantageusement sous la forme d’un disque.
5, - Pompe manuelle (P) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le passage de retour est formé par le siège de clapet (15), notamment sous la forme d’au moins une saignée (151).
6, - Distributeur de produit fluide comprenant un réservoir de produit fluide (R) sur lequel est montée une pompe manuelle (P) selon l’une quelconque des revendications précédentes, te passage de retour (23 ; 33, 34 ; 43 ; 151 ; B1 ; B2 ; B3 ; B41, B42, B43 ; B51, B52, B53) permettant à une partie du produit fluide mis sous pression dans la chambre de pompe (C) d’être renvoyée directement ou indirectement dans le réservoir de produit fluide (R). * * *