FR3041410A1 - Systeme de distribution sans air avec pompe - Google Patents

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Abstract

La présente invention se rapporte à un système de distribution destiné à être fixé sur un contenant dans lequel est conditionné un produit fluide, ledit système de distribution comprenant une pompe (1), deux valves antiretour respectivement d'entrée et de sortie, un moyen de rappel élastique (4) et un bouton poussoir (3), ladite pompe (1) étant mise en mouvement par le biais d'une action de poussée sur le bouton poussoir (3) relié à ladite pompe (1), il est caractérisé en ce qu'il est constitué de trois pièces de structure monobloc: une tige (5), une frette (2) et un bouton poussoir (3). Les deux valves d'entrée et de sortie étant constituées chacune d'un clapet (6, 7, 9) monté en appui sur un support rigide (24, 52, 33) auquel ledit clapet est relié par une liaison fixe, les trois pièces monoblocs supportant le moyen de rappel élastique (4), et coopérant entre elles pour assurer la distribution du produit fluide sous l'effet de la poussée exercée sur le bouton poussoir (3).

Description

SYSTEME DE DISTRIBUTION SANS AIR AVEC POMPE
La présente invention se rapporte à un système de distribution sans air aussi appelé "airless", c'est-à-dire sans reprise d'air de sorte que le produit distribué n'est jamais en contact avec l'air avant sa distribution, le dosage étant assuré au moyen d'une pompe anti-retour intégrée dans ledit système. Ce type de système de distribution dit airless est notamment utilisé pour la distribution de produits qui sont susceptibles de se détériorer au contact de l'air. Il peut s'agir de produits pharmaceutiques ou de produits cosmétiques comme des crèmes de soins, de consistance fluide, c'est-à-dire liquide ou pâteuse.
Le produit fluide est conditionné dans un contenant rétractable de sorte que le volume du contenant correspond précisément à tout moment de l'utilisation à la quantité résiduelle du produit qu'il contient, le produit n'étant jamais en contact avec l'air à l'intérieur du contenant.
De manière classique, ce genre de distributeurs comprend une pompe dotée d'une chambre de distribution de volume variable pourvue d'une entrée reliée à un contenant, et d'une sortie pour évacuer le produit à distribuer.
Il existe de nombreux moyens pour faire varier le volume de la chambre de distribution. Le système le plus précis consiste à actionner un piston par un mouvement d'aller retour dans un cylindre. Il s'agit là de la conception la plus classique pour une pompe de distributeur airless, les mouvements d'ouverture et de fermeture à l'entrée et à la sortie de la chambre de distribution étant réalisés au moyen de valves constituées de billes ou de clapets rigides mobiles. L'avantage de la bille est qu'elle est plus petite, ce qui permet d'avoir une pompe de plus petite dimension. L'intérêt d'une pompe classique dont la chambre de distribution est constituée d'un piston coulissant dans un cylindre est d'offrir un dosage très précis du produit fluide distribué, permettant ainsi d'éviter une utilisation imprécise ou trop importante du produit conditionné dans le contenant.
Ce type de système de distribution est en général composé d'un nombre important de pièces ce qui en complique la fabrication et augmente son coût, d'autant qu'il existe aujourd'hui deux versions de système de distribution. Un premier système sans air dit "airless", est étanche à l'air depuis le contenant jusqu'à une première valve située en sortie immédiate de la chambre de distribution. Un deuxième système sans air dit "full airless" est étanche à l'air depuis le contenant jusqu'à l'orifice d'évacuation. Le deuxième système est encore beaucoup plus complexe et plus onéreux que le premier.
Ceci est d'autant plus critique que les produits fluides sont en général conditionnés dans de simples tubes dont le coût de revient est beaucoup plus faible, lorsque la crème peut être en contact avec l'air. L'objet de l'invention est de proposer un système de distribution sans air qui soit à la fois efficace et simple à fabriquer tout en gardant l'architecture traditionnelle d'une pompe dont la chambre de distribution est constituée d'un piston coulissant dans un cylindre.
Le système de distribution selon l'invention est destiné à être fixé sur un contenant dans lequel est conditionné un produit fluide. Ledit système de distribution comprend une pompe, deux valves antiretour respectivement d'entrée et de sortie, un moyen de rappel élastique et un bouton pressoir. Ladite pompe est mise en mouvement par le biais d'une action de poussée sur le bouton poussoir relié à ladite pompe. Il est caractérisé en ce qu'il est constitué de trois pièces de structure monobloc : une tige, une frette et un bouton poussoir, les deux valves antiretour d'entrée et de sortie étant constituées chacune d'un clapet monté en appui sur un support rigide auquel ledit clapet est relié par une liaison fixe, les trois pièces monoblocs supportant le moyen de rappel élastique et coopérant entre elles pour assurer la distribution du produit fluide sous l'effet de la poussée exercée sur le bouton poussoir depuis le contenant jusqu'à un orifice d'évacuation. Le nombre de pièces est ainsi fortement réduit puisque le système ne comprend plus que trois pièces de structure : la tige, la frette et le bouton poussoir, avec un ressort et deux clapets. L'invention permet ainsi de fusionner avec des constituants communs une fonction de dosage, c'est-à-dire la fonction motrice réalisée par le bouton poussoir et la pompe, et une fonction de distribution, c'est-à-dire d'acheminement du produit fluide depuis le contenant jusqu'à un orifice de sortie où débouche le canal d'évacuation, ces fonctions étant réalisées au moyens de trois pièces de structure. Les valves antiretours sont constituées d'un clapet antiretour comprenant une paroi souple en appui ou précontrainte en appui sur une paroi rigide auquel ledit clapet est relié par une liaison fixe. La valve d'entrée est constituée d'un clapet en appui sur une paroi rigide partie de la frette. La valve de sortie est constituée d'un clapet en appui sur une paroi rigide de la tige ou du bouton poussoir selon la solution retenue.
La variation de pression dans la chambre de distribution va déformer la paroi souple et permettre l'ouverture de la valve.
Avantageusement, la pompe comprend une chambre de distribution constituée d'un piston coulissant dans un cylindre de pompe et un premier canal d'évacuation. La pompe fait ainsi fonction à la fois de pompe et de premier canal d'évacuation
Avantageusement, la frette comprend le cylindre de la pompe, un premier moyen de liaison étanche du contenant au système de distribution ainsi que le support d'appui rigide du clapet de la valve d'entrée et la valve est constituée dudit clapet monté en appui sur ledit support d’appui rigide. La frette équipée du clapet d’entrée fait office cumulativement de liaison étanche entre le contenant dans lequel est conditionné le produit fluide et le système de distribution, de valve d'entrée dans la chambre de distribution, et enfin de cylindre premier élément constitutif de la chambre de distribution.
Avantageusement, la tige comprend le piston, le premier canal d'évacuation, ainsi qu'un deuxième moyen de liaison étanche avec le bouton poussoir. La tige est creuse dans toute sa longueur pour constituer le premier canal d’évacuation du produit depuis la chambre de distribution jusqu'au bouton poussoir. De cette façon, la tige fait office de piston de la pompe, de premier conduit d'évacuation, et de liaison étanche avec le bouton poussoir.
Avantageusement, le bouton poussoir est relié à la tige par le deuxième moyen de liaison de ladite tige et comprend un deuxième canal d'évacuation. Le deuxième canal d'évacuation relie le premier canal d’évacuation logé dans la tige à l'orifice d'évacuation logée dans ledit bouton poussoir. Le bouton poussoir est relié de façon fixe à la tige de sorte que l'action de pression sur le bouton poussoir entraîne le mouvement de la tige et par la même celle du piston dans le cylindre. Le bouton poussoir pourra par exemple être emboîté sur la tige. L'orifice d'évacuation constitue le débouché du deuxième canal d'évacuation sur 1'extérieur.
Selon un premier mode de réalisation, la tige comprend un support rigide disposé à l'extrémité de sortie du premier canal d'évacuation, et la valve de sortie est constituée du clapet monté en appui sur ledit support rigide. La tige comprend deux extrémités. Le piston est disposé à une première extrémité de la tige. L'extrémité de sortie est la deuxième extrémité de la tige. Dans ce mode de réalisation, la tige est un ensemble monobloc qui intègre le support d’appui rigide du clapet de la valve de sortie. Le support est constitué d’un épaulement disposé en sortie du premier canal d’évacuation. La tige est alors équipée d’un clapet en appui sur ledit support d’appui et la pompe est ainsi équipée de la valve de sortie. La valve de sortie est ainsi disposée en sortie de la chambre de distribution et le système de distribution est étanche à l’air depuis le contenant jusqu'à la sortie de la chambre de distribution. Cette première version présente l’avantage d'être plus économique car les valves d'entrée et de sortie sont identiques.
Selon un deuxième mode de réalisation, une deuxième valve antiretour de sortie est disposée dans l'orifice d’évacuation, le bouton poussoir comprend également le support rigide disposé dans l’orifice d’évacuation et la valve de sortie est constituée du clapet monté en appui sur ledit support rigide. Le bouton poussoir est un ensemble monobloc qui intègre un support d’appui rigide du clapet de la deuxième valve de sortie. Ladite surface d’appui est constituée par l’extrémité libre d’une tige logée au centre de l’orifice d’évacuation, ladite tige étant monobloc avec le bouton poussoir. Le bouton poussoir est alors équipé d’un clapet logé dans l’orifice d’évacuation, la paroi souple du clapet est en appui sur le support d’appui constitué par ladite extrémité libre. La pompe est alors équipée d'une deuxième valve de sortie. Dans cette version la pompe est donc équipée de deux valves de sortie dont la première est disposée en sortie de la chambre de distribution et la deuxième est disposée dans l’orifice de sortie du système de distribution; la deuxième valve assure l’obturation dudit orifice d'évacuation. Cette version présente l'avantage d'une grande sécurité, les deux valves de sortie présentant une double barrière à l'air. La deuxième valve de sortie logée dans l'orifice étant en contact avec l'extérieur, peut se dégrader pour une raison de choc, de chute ou du fait d'une agression quelconque. Dans cette hypothèse, le système de distribution est toujours étanche à l'air jusqu'en sortie de la chambre de distribution.
Selon un troisième mode de réalisation, le bouton poussoir comprend le support rigide disposé dans l'orifice d'évacuation, la valve de sortie étant constitué du clapet monté en appui sur ledit support rigide. Dans cette version la pompe est donc équipée d'une seule valve de sortie qui assure simultanément l'obturation de l'orifice d'évacuation. Elle présente l'avantage que le système de distribution est étanche depuis le contenant jusqu'à l'orifice de distribution. L'invention concerne également un ensemble comprenant un système de distribution avec au moins une des caractéristiques précédentes et il est caractérisé en ce que le système de distribution est fixé sur un contenant et en ce que l'ensemble est étanche à l'air extérieur depuis le contenant jusqu'à la valve de sortie de la pompe la plus en aval. L'ensemble est ainsi étanche du contenant jusqu'à la sortie du premier canal d'évacuation dans le premier mode de réalisation. L'ensemble est ainsi étanche du contenant jusqu'à l'orifice d'évacuation dans le deuxième et le troisième mode de réalisation. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture de l'exemple ci-dessous, illustrée par les figures annexées: - La figure 1 représente une coupe d'un système de distribution de l'invention selon un premier mode de réalisation,
La figure 2 est une coupe d'un système de distribution de l'invention selon un deuxième mode de réalisation,
La figure 3 est une coupe d'un système de distribution de l'invention selon un troisième mode de réalisation.
Pour la suite de la description on considérera gue le haut du système de distribution correspond au bouton poussoir et le bas à la frette en contact avec le contenant. Le produit circule depuis le contenant en amont du système de distribution jusqu'à l'orifice de sortie en aval dudit système de distribution. La valve disposée dans l'orifice de distribution est donc située en aval de la valve disposée en sortie du premier canal d'évacuation.
Le système de distribution illustré figure 1, comprend une frette 2, un bouton poussoir 3, un ressort de rappel 4 constituant un système de rappel, une tige 5 et deux valves. Les valves comprennent chacune un clapet 6 et 7 présentant une paroi souple 60 et 70 périphérique en appui sur une paroi rigide 24 de la frette 2 pour le clapet 6 et une paroi rigide 52 de la tige pour le clapet 7. Le système de rappel pourra par exemple être un ressort de compression de forme hélicoïdale, d'autres solutions étant possibles. Avant montage, les parois souples 60, 70 des clapets antiretour 6 et 7 pourront par exemple être en forme de cône déformable. Les parois souples 60, 70 vont se déformer lors du montage par sa mise en appui et en contrainte sur la paroi rigide. En particulier les cônes des clapets 6 et 7 sont aplatis lors du montage. De préférence les clapets 6 et 7 sont identiques comme sur la figure 1.
La frette 2 est monobloc, par exemple constituée d'un bloc de plastique rigide obtenu en une opération de moulage. Elle présente une face 22 pour assurer une liaison étanche avec un contenant (non représenté) rempli d'un produit à distribuer et sensible à l'air. Elle comprend une ouverture 20 pour permettre le transfert du produit dans la chambre de distribution lorsque la valve est ouverte et un cylindre 21 qui constitue un premier élément de la chambre de distribution.
La tige 5 est également monobloc, elle comprend le piston (50) disposé à une première extrémité de ladite tige, ledit piston étant en contact étanche avec la paroi intérieure du cylindre 21, un anneau de guidage 53 et elle est percée sur toute sa longueur d'un conduit constituant un premier canal d'évacuation 51 qui la traverse de bas en haut de préférence en son centre depuis la première extrémité jusqu'à une deuxième extrémité dite extrémité 511 de sortie. Le premier canal d'évacuation 51 est fermé en partie haute de la tige 5 par le clapet 7 fixé en appui sur le support rigide 52 disposé à l'extrémité 511 de sortie de la tige (5) . Le volume interne du cylindre 21 délimité en haut par la face interne du piston 50 et en bas par le clapet 6 constitue une chambre de distribution 8. La chambre de distribution 8 est prolongée par le premier canal d'évacuation 51 à l'intérieur de la tige 5 puis le deuxième canal d'évacuation 31 à l'intérieur du bouton poussoir 3. La tige 5 est rendue solidaire du bouton poussoir 3 par emboîtement. Le clapet 7 est fixé sur le bouton poussoir 3 avant emboîtement du bouton poussoir 3 sur la tige 5. Après assemblage, la tige 5 et le bouton poussoir 3 constituent un ensemble rigide, la paroi souple du clapet 7 prenant alors appui sur le support rigide 52 et obturant le canal d'évacuation (51) lorsque la valve est en position ouverte.
La tige 5 est mobile en translation dans le cylindre 21 entre deux positions, une position haute où une chambre de distribution 8 est de volume maximum et une position basse où la chambre de distribution 8 est de volume minimum. Ici le piston 50 présente un évidement 500 de forme complémentaire au clapet 6 pour permettre un emboîtement du piston 50 sur le clapet 6 et diminuer ainsi le volume minimum de la chambre de distribution 8.
La tige 5 est fixée au bouton poussoir 3 dans sa partie haute et la valve 7 est disposée à l'interface des canaux 51 et 31.
Le ressort 4 permet de maintenir le bouton poussoir 3 en position haute de repos, il est en appui sur une face 30 du bouton poussoir 3 d'un coté et sur une face 23 de la frette 2 de l'autre.
Le bouton poussoir 3 est percé d'un deuxième canal d'évacuation 31 complémentaire destiné à prolonger el premier canal 51 jusqu'à l'orifice 32.
Dans le mode de réalisation illustré figure 3, le système de distribution comprend une valve de sortie constituée d'un clapet 9 présentant une paroi souple 90 en appui sur un support rigide 33 du bouton poussoir 3. Avant montage, le clapet antiretour 9 est en forme de cône inversé ouvert, les parois souples 90 vont se déformer lors du montage et le clapet 9 est de forme sensiblement plane après montage (comme visible figure 2) . Le support rigide 33 est constitué par l'extrémité libre d'une tige logée au centre de l'orifice d'évacuation 32. La paroi souple 90 du clapet 9 prend appui sur le support d'appui 33 et ferme ainsi l'orifice 32 quand le système de distribution est au repos. Dans ce mode de réalisation le bouton poussoir 3 et la tige 5 sont de préférence monobloc.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le système de distribution comprend trois valves: une valve d'entrée et deux valves de sorties. La valve d'entrée est identique à celle des deux autres modes de réalisation. La première valve de sortie est identique à la valve de sortie de la figure 1 et la deuxième valve de sortie est identique à la valve de sortie de la figure 3.
Nous allons maintenant décrire le mode de fonctionnement de la pompe 1. Au repos, le bouton poussoir 3 est en position haute, les deux ou trois clapets 6, 7 et 9 sont fermés et la chambre de distribution 8 est de taille maximum, la pression est sensiblement identique dans le contenant, dans ladite chambre 8 et à l'extérieur, la surpression éventuelle à l'intérieur du contenant étant insuffisante pour ouvrir l'une des valves.
Lorsque l'utilisateur appuie sur le bouton poussoir 3, le piston 50 descend dans le cylindre 21, augmentant la pression dans la chambre de distribution 8. Cette augmentation de pression provoque l'ouverture d'un des clapets 7 ou 9 et la sortie du produit contenu dans la chambre de distribution. Lorsque l'utilisateur relâche le bouton poussoir 3 celui-ci remonte vers sa position haute sous l'effet du ressort 4. La remontée du piston 50 crée une dépression dans la chambre de distribution 8, ce qui provoque la fermeture du clapet de sortie 7 ou 9, l'ouverture du clapet 6 et le remplissage de la chambre de distribution 8.
Selon la nature du produit conditionné dans le contenant, le volume de la dose peut varier dans des proportions très importantes.
Dans le cas d'une dose minimum de 0,16 ml, par exemple pour doser une crème de soin du visage, le fabriquant impose une course de piston de 5 mm. Ces deux contraintes imposent que le diamètre intérieur du cylindre soit égal à 6,5 mm et que le diamètre du clapet avant déformation soit inférieur à 6 mm. On pourra, par exemple, avoir un clapet 6 ou 7 circulaire doté d'une zone centrale de fixation de 3,34 mm et d'un diamètre hors tout de 5,67 mm avant déformation, la zone de déformation étant un cône dont la petite base présente un diamètre de 3,34 mm et une grande base de 5,67 mm avant déformation. L'invention permet la miniaturisation de la pompe du système de distribution pour un dosage minimum, il est donc encore plus simple de réaliser l'application pour des doses beaucoup plus importantes en augmentant le diamètre du cylindre et du piston et celui du clapet.
Les clapets 6, 7 et 9 seront réalisés de préférence dans un polymère souple doté d'une bonne mémoire de forme de type TPP, TEV ou SEBS ou éventuellement en PEBD.
La tige 5 sera réalisée dans un polyéthylène, de préférence un PEL ou un PEBD.
Le bouton poussoir 3 et la frette 2 ne possèdent pas de propriétés mécaniques spécifiques et pourront être réalisés dans un polymère plus rigide de type PEHD ou polycarbonate. Un polypropylène pourra également être utilisé bien que ne possédant pas les propriétés barrière et d'aspect d'un PEHD.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de distribution destiné à être fixé sur un contenant dans lequel est conditionné un produit fluide, ledit système de distribution comprenant une pompe (1), deux valves antiretour respectivement d'entrée et de sortie, un moyen de rappel élastique (4) et un bouton poussoir (3), ladite pompe (1) étant mise en mouvement par le biais d'une action de poussée sur le bouton poussoir (3) relié à ladite pompe (1), caractérisé en ce qu'il est constitué de trois pièces de structure monobloc : une tige (5), une frette (2) et un bouton poussoir (3), les deux valves antiretour d'entrée et de sortie étant constituées chacune d'un clapet (6, 7, 9) monté en appui sur un support rigide (24, 52, 33) auquel ledit clapet est relié par une liaison fixe, les trois pièces monoblocs supportant le moyen de rappel élastique (4) et coopérant entre elles pour assurer la distribution du produit fluide sous l'effet de la poussée exercée sur le bouton poussoir (3) depuis le contenant jusqu'à un orifice d'évacuation (32).
  2. 2. Système de distribution selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pompe (1) comprend une chambre de distribution constituée d'un piston (50) coulissant dans un cylindre de pompe (21) et un premier canal d'évacuation (51).
  3. 3. Système de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la frette (2) comprend un cylindre de la pompe (21), un premier moyen de liaison étanche (22) du contenant au système de distribution ainsi que le support d'appui rigide (24) du clapet (6) de la valve d'entrée et en ce que la valve est constituée du clapet (6) monté en appui sur ledit support d'appui rigide (24).
  4. 4. Système de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la tige (5) comprend un piston (50), le premier canal d'évacuation (51) ainsi qu'un deuxième moyen de liaison étanche (54) avec le bouton poussoir (3).
  5. 5. Système de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le bouton poussoir (3) est relié à la tige (5) par le deuxième moyen de liaison (54) de ladite tige (5) et comprend un deuxième canal d'évacuation (31).
  6. 6. Système de distribution selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (5) comprend un support rigide (52) disposé à une extrémité 511 de sortie du premier canal d’évacuation (51) et que la valve de sortie est constituée du clapet (7) monté en appui sur ledit support rigide (52).
  7. 7. Système de distribution selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’une deuxième valve antiretour de sortie est disposée dans l’orifice d’évacuation (32), que le bouton poussoir comprend— également le support rigide (33) disposé dans l’orifice d’évacuation (32) et que la valve de sortie est constituée du clapet (9) monté en appui sur ledit support rigide (33) .
  8. 8. Système de distribution selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bouton poussoir comprend le support rigide (33) disposé dans l’orifice d’évacuation (32), et que la valve de sortie est constituée du clapet (9) monté en appui sur ledit support rigide (33) .
  9. 9. Ensemble comprenant un système de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de distribution est fixé sur un contenant et en ce que l'ensemble est étanche à l'air extérieur depuis le contenant jusqu'à la valve de sortie de la pompe la plus en aval.
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