FR3074429A1 - Procede de fabrication d'une paroi de distribution. - Google Patents

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Abstract

Procédé de fabrication d'une paroi de pulvérisation (26) percée de trous (01, 02, 03) à travers lesquels le produit fluide sous pression passe de manière à être pulvérisé en fines gouttelettes, le procédé comprenant les étapes suivantes : a- déformer une bande de matière déformable initialement plane de manière à créer une zone bombée, b- percer des trous parallèles dans la zone bombée, de manière à créer une zone bombée percée, c- déformer la zone bombée percée, de manière à créer une zone percée doublement déformée (Z4), au niveau de laquelle les trous (O1, O2, O3) sont divergents, et d- découper la bande autour de la zone percée doublement déformée (Z4), en laissant avantageusement une plage périphérique plane (Z5) autour de la zone percée doublement déformée (Z4), de manière à obtenir la paroi de pulvérisation (26).

Description

La présente invention concerne une paroi de pulvérisation d’une tête de distribution de produit fluide destinée à être associée à un organe de distribution tel qu’une pompe ou une valve. La tête de distribution peut être intégrée à, ou montée sur, l’organe de distribution. La tête de distribution peut comprendre une surface d’appui de manière à constituer un poussoir sur lequel l’utilisateur appuie pour actionner l’organe de distribution. En variante, la tête de distribution peut être dénuée de surface d’appui. Ce genre de tête de distribution de produit fluide est fréquemment utilisé dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie.
Une tête de distribution classique, par exemple du type poussoir, comprend :
- une surface d’appui sur laquelle un utilisateur peut appuyer avec un doigt, par exemple l’index,
- un puits d’entrée destiné à être raccordé à une sortie d’un organe de distribution, tel qu’une pompe ou une valve,
- un logement de montage axial dans lequel s’étend une broche, définissant une paroi latérale et une paroi frontale, et
- un gicleur en forme de godet comprenant une paroi sensiblement cylindrique dont une extrémité est obturée par une paroi de pulvérisation formant un orifice de pulvérisation, le gicleur étant monté selon un axe X dans le logement de montage axial avec sa paroi cylindrique engagée autour de la broche et sa paroi de pulvérisation en butée axiale contre la paroi frontale de la broche.
En général, le puits d’entrée est relié au logement de montage axial par un conduit d’alimentation unique. D’autre part, il est commun de former un système de tourbillonnement au niveau de la paroi de pulvérisation du gicleur. Un système de tourbillonnement comprend conventionnellement plusieurs canaux tangentiels de tourbillonnement qui débouchent dans une chambre de tourbillonnement centrée sur l’orifice de pulvérisation du gicleur. Le système de tourbillonnement est disposé en amont de l’orifice de pulvérisation.
Dans le document EP1878507A2, il est décrit plusieurs modes de réalisation d’un gicleur comprenant une paroi de pulvérisation percée de plusieurs trous de pulvérisation de diamètre sensiblement ou parfaitement identique, de l’ordre de 1 à 100 pm, avec une tolérance de 20%. Une telle paroi de pulvérisation générerait un spray dont la taille des gouttelettes est relativement homogène. Dans un mode de réalisation de ce document, la paroi est bombée et les trous sont alors divergents. L’angle d’ouverture du spray reste toutefois faible.
Dans le document EP1698399A1, la paroi de pulvérisation est d’épaisseur constante, mais bombée. Les trous ont été percés perpendiculairement au plan de la paroi, alors que la paroi était encore plane. La courbure de la paroi permet de faire diverger les trous, une fois la paroi bombée. Il est précisé que les trous présentent, après bombage, une section constante sur toute leur longueur. Il n’est pas expliqué dans ce document de quelle manière, ni à quel moment, la paroi plane percée est bombée. Sur les dessins, la courbure du bombage est faible, de sorte que l’angle d’ouverture du spray est faible.
La présente invention a pour but de définir un procédé de fabrication d’une paroi de pulvérisation dont l’angle d’ouverture est grand, sans pour autant être obligé de recourir à un bombage excessif, qui est difficile, voire impossible à réaliser.
Pour atteindre ce but, la présente invention propose un procédé de fabrication d’une paroi de pulvérisation percée de trous à travers lesquels le produit fluide sous pression passe de manière à être pulvérisé en fines gouttelettes, le procédé comprenant les étapes suivantes :
a- déformer une bande de matière déformable initialement plane de manière à créer une zone bombée, b- percer des trous parallèles dans la zone bombée, de manière à créer une zone bombée percée, c- déformer la zone bombée percée de manière à créer une zone percée doublement déformée, au niveau de laquelle les trous sont divergents, et d- découper la bande autour de la zone percée doublement déformée, en laissant avantageusement une plage périphérique plane autour de la zone percée doublement déformée, de manière à obtenir la paroi de pulvérisation.
Selon un mode de réalisation simple, l’étape c- peut comprendre d’aplanir la zone bombée percée, de manière à créer une zone percée doublement déformée plane. En d’autres termes, on part d’une configuration plane pour revenir à une configuration plane : entretemps, on perce les trous lors d’une configuration intermédiaire temporaire bombée.
Selon un autre mode de réalisation plus abouti, l’étape c- peut comprendre de déformer la zone bombée percée en inversant sa concavité, respectivement convexité, de manière à créer une zone percée doublement déformée, qui est bombée dans l’autre sens. Les deux bombages peuvent être symétriques ou asymétriques en forme et en ampleur. La zone bombée et la zone percée doublement déformée bombée définissent avantageusement un angle d’attaque de moins de 30 degrés par rapport à la plage périphérique plane. Si l’on veut réaliser une paroi de pulvérisation avec des trous inclinés à 45 degrés, c’est-à-dire, un spray avec un angle d’ouverture de 90 degrés, il suffit d’un angle d’attaque de 20 à 25 degrés pour chacune des deux zones bombées. On peut aussi prévoir un angle d’attaque de 30 degrés pour la zone bombée et de 15 degrés pour la zone percée doublement déformée bombée. Il est donc possible de réaliser une paroi de pulvérisation avec un angle d’ouverture important et un bombage faible.
Avantageusement, l’étape a- comprend d’emboutir la bande, pour créer la zone bombée en forme de dôme ou de cuvette.
Avantageusement, l’étape d- comprend d’emboutir la zone bombée percée pour créer la zone percée doublement déformée bombée en forme de dôme ou de cuvette.
Ainsi, on peut procéder à un emboutissage, à un perçage parallèle, puis à un « contre-emboutissage », pour ramener la zone bombée percée dans son état plan d’origine ou l’amener dans un état inversement ou symétriquement bombé. Ce « bombage miroir » présente l’avantage de faire diverger encore davantage les trous vers l’extérieur, par rapport à un simple « aplanissage »
Avantageusement, l’étape b- peut comprendre de percer des trous de diamètres différents. On peut par exemple disposer les trous en cercles concentriques avec les trous du cercle intérieur ayant un diamètre plus petit ou plus grand que ceux du cercle extérieur. L’étape b- peut aussi comprendre de percer 10 à 500 trous ayant des diamètres de l’ordre de 1 à 100 pm, avantageusement de l’ordre de 10 à 30 pm, et de préférence de l’ordre de 5 à 20 pm.
Avantageusement, l’étape c- peut comprendre de réduire localement l’épaisseur de la zone bombée percée. Cette réduction d’épaisseur de paroi peut faire varier le diamètre et la section des trous.
L’invention définit également une tête de distribution de produit fluide pourvu d’un logement de montage, un gicleur étant inséré dans le logement de montage, ce gicleur comprenant une paroi de pulvérisation telle que définie ci-dessus.
L’esprit de l’invention réside dans le fait de percer les trous, alors que la bande n’est pas plane : elle peut être convexe ou concave, en forme de bosse ou de creux à symétrie de révolution ou miroir. La bande peut simplement être coudée, avec ou sans pli, ou encore être enfoncée en forme de cuvette ronde. La remise à plat ultérieure ou le bombage inverse, une fois les trous percés, engendre une divergence ou convergence des trous, en fonction du coté considéré. On peut même envisager d’utiliser le procédé de l’invention pour créer une paroi de pulvérisation à jets convergents pour créer un phénomène de dispersion par collision.
L’invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints, donnant à titre d’exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l’invention.
Sur les figures :
La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers une pompe équipée d’une tête de distribution selon l’invention,
La figure 2 est une vue fortement agrandie de la tête de distribution de la figure 1,
La figure 3 est une vue très fortement agrandie en coupe transversale de la paroi de pulvérisation de la figure 2,
Les figures 4a à 4e sont des vues en perspective visant à illustrer le procédé de fabrication de la paroi de pulvérisation de la figure 3, et
Les figures 5a à 5e sont des vues en coupe correspondant aux figures 4a à 4e.
Sur la figure 1, une tête de distribution T est montée sur un organe de distribution P, tel qu’une pompe ou une valve, qui présente une conception tout à fait conventionnelle dans les domaines de la parfumerie ou de la pharmacie. Cet organe de distribution P est actionné par l’utilisateur en appuyant axialement avec un doigt, en général l’index, sur la tête T.
Dans le cas d’une pompe, la pression normale générée par cet appui axial sur le produit fluide à l’intérieur de la pompe P et de la tête T est de l’ordre de 5 à 6 bars, et préférentiellement de 5,5 à 6 bars. Des pics à 7 à 8 bars sont toutefois possibles, mais on est alors dans des conditions anormales d’utilisation. A l’inverse, à l’approche de 2,5 bars, le spray s’altère, entre 2,5 et 2,2 bars, le spray est fortement altéré, et en-dessous de 2 bars, il n’y a plus de spray.
Dans le cas d’un aérosol équipé d’une valve, la pression initiale générée par le gaz propulseur est de l’ordre de 12 à 13 bars et chute ensuite, au fur et à mesure que l’aérosol se vide, jusqu’à environ 6 bars. Une pression initiale de 10 bars est courante dans le domaine de la parfumerie et de la cosmétique.
Lorsque l’ensemble comprenant de la tête T et d’une pompe ou valve est monté sur un réservoir de produit fluide, cela constitue un distributeur de produit fluide, qui est entièrement manuel, sans apport d’énergie, notamment électrique.
En comparaison, dans le domaine technique des pulvérisateurs à vibration ultrasonique (notamment piézoélectrique), la pression du produit fluide au niveau de la buse est de l’ordre de 1 bar, c’est-à-dire la pression atmosphérique, voire légèrement moins. De par la valeur de pression mise en œuvre et l’énergie utilisée, ces pulvérisateurs à vibration ultrasonique se situent hors du domaine de l’invention.
On se référera aux figures 1 à 2 pour décrire en détail les pièces constitutives, ainsi que leur agencement mutuel, d’une tête de distribution T réalisée selon l’invention.
La tête de distribution T comprend deux pièces constitutives essentielles, à savoir un corps de tête 1 et un gicleur 2. Ces deux pièces peuvent être réalisées par injection moulage de matière plastique. Le corps de tête 1 est de préférence réalisé de manière monobloc : il peut cependant être réalisé à partir de plusieurs pièces assemblées les unes aux autres. Le gicleur 2 peut être réalisé de manière monobloc mono-matière, mais de préférence, il est réalisé par surmoulage, comme on le verra ci-après.
Le corps de tête 1 comprend une jupe périphérique sensiblement cylindrique 10 qui est obturée à son extrémité supérieure par un plateau 14. Le corps de tête 1 comprend également un manchon de raccordement 15 qui s’étend ici de manière concentrique à l’intérieur de la jupe périphérique 10. Le manchon de raccordement 15 s’étend vers le bas à partir du plateau 14. Il définit intérieurement un puits d’entrée 11 qui est ouvert vers le bas et obturé à son extrémité supérieure par le plateau 14. Le manchon de raccordement 15 est destiné à être monté sur l’extrémité libre d’une tige d’actionnement P5 de l’organe de distribution P. Cette tige d’actionnement P5 est déplaçable en va-et-vient selon un axe longitudinal. La tige d’actionnement P5 est creuse de manière à définir un conduit de refoulement en communication avec une chambre de dosage PO de la pompe P ou de la valve. Le puits d’entrée 11 s’étend dans le prolongement de la tige d’actionnement P5 de sorte que le produit fluide issu de la chambre de dosage PO peut s’écouler dans le puits d’entrée 11. Le corps de tête 1 définit également un conduit d’alimentation 13 qui relie le puits d’entrée 11 à un logement de montage 12, comme on peut le voir sur la figure 2. Le logement de montage axial 12 est de configuration globale cylindrique, définissant ainsi une paroi interne qui est sensiblement cylindrique. Le conduit d’alimentation 13 débouche dans le logement de montage 12 de manière centrée. On peut également remarquer que la paroi interne du logement de montage 12 présente des profils d’accrochage 121 permettant un meilleur maintien du gicleur 2, comme on le verra ci-après.
Optionnellement, le corps de tête 1 peut être engagé dans une capsule d’habillage 3 comprenant surface supérieure d’appui 31 pour un doigt et une enveloppe latérale 32 formant une ouverture latérale 33 pour le passage du gicleur 2.
Le gicleur 2 présente une configuration globale sensiblement cylindrique sous la forme d’un petit manchon 20 qui est ouvert à ses deux extrémités, mais qui obturé intérieurement par une paroi de pulvérisation 26 au niveau de laquelle sont formés plusieurs trous ou orifices de pulvérisation 01, 02, 03. Plus précisément, le manchon 20 est de forme globale sensiblement cylindrique, de préférence avec une symétrie axiale de révolution autour d’un axe X, comme présenté sur la figure 2. Ainsi, le gicleur 2 n’a pas besoin d’être orienté angulairement avant sa présentation devant l’entrée du logement de montage axial 12. Cependant, il est parfois nécessaire d’orienter le gicleur 2, car sa paroi de pulvérisation 26 n’est pas de révolution. Le manchon 20 forme une paroi externe de montage 21 qui est avantageusement pourvue de reliefs d’accrochage aptes à coopérer avec les profils d’accrochage 121 du logement de montage 12. On peut remarquer que la paroi de pulvérisation 26 s’étend jusqu’au niveau de la paroi externe de montage 21, où elles forment plusieurs pattes saillantes 27 qui viennent mordre dans le logement de montage 12. Une fois le montage axial terminé, le gicleur 2 est dans la configuration représentée sur les figures 1 et 2.
La paroi de pulvérisation 26 est fixée au manchon 20 par tous moyens, tel que la bi-injection, l’encliquetage, le sertissage, le dudgeonnage, etc. Le surmoulage est la technique préférée.
La paroi de pulvérisation 26 peut être une pièce monobloc monomatière, un assemblage de plusieurs pièces ou encore un produit multicouche, par exemple laminé. Elle peut être réalisée en métal, par exemple en acier inoxydable. Plus généralement, n’importe quel matériau déformable, susceptible d’être percé de petits trous ou orifices est utilisable.
Le nombre de trous 01, 02, 03 est de l’ordre de 30 à 500. L’épaisseur de la paroi de pulvérisation 26, au niveau où sont formés les trous, est de l’ordre de 20 à 100 pm, avantageusement 50 pm. L’épaisseur de la paroi de pulvérisation 26 est de préférence constante, mais une épaisseur variable est également envisageable. Le diamètre de la paroi de pulvérisation 26, au niveau où sont formés les trous, est de l’ordre de 0,5 à 5 mm. La paroi de pulvérisation 26 est bombée vers l’extérieur. Le diamètre des trous est de l’ordre de 1 à 100 pm, avantageusement de l’ordre de 10 à 30 pm, et de préférence de l’ordre de 5 à 20 pm.
On se référera maintenant aux figures 4a à 4e et 5a à 5e pour décrire le procédé de fabrication de la paroi de pulvérisation 26. Tout d’abord, on part d’une bande plane 26i d’épaisseur constante. Il peut s’agir d’une bande d’acier inoxydable de 50 pm d’épaisseur. Celle-ci est représentée sur les figures 4a et 5a. La première étape consiste à déformer cette bande plane 26i de manière à créer une zone bombée Z1. Cette zone bombée Z1 peut être obtenue par pliage, coudage ou emboutissage de la bande plane 26i. Sur les figures 4b et 5b, la zone bombée Z1 résulte simplement d’un pliage transversal de la bande 26i. L’angle formé par ce pliage peut être de l’ordre de 10 à 90°.
L’étape suivante consiste à percer, par exemple à l’aide d’un laser L, des trous parallèles O dans la zone bombée Z1, de manière à obtenir une zone bombée percée Z2. Ceci est également représenté sur les figures 4c et 5c. Les trous O percés au centre du pliage sont sensiblement perpendiculaires à la zone bombée Z1, alors que les trous réalisés en éloignement du centre du pliage ne sont de moins en moins perpendiculaires. Ceci provient du fait que la zone bombée Z1 forme un arc ou une bourbe, et non pas une pliure, ce qui est toutefois envisageable et donnerait des trous avec une inclinaison identique par rapport à la zone bombée.
Au cours d’une étape suivante, la bande 26i peut être remise à plat de sorte que la zone bombée percée Z2 est à nouveau déformée de manière à créer une zone percée doublement déformée Z3. Ceci est représentée sur les figures 4d et 5d. On peut remarquer que les trous 01, 02 et 03 ne sont plus parallèles les uns aux autres, mais s’étendent de manière divergente, du fait de la remise à plat de la zone percée Z2. A ce stade, la bande 26i pourrait être découpée de manière à former une paroi de pulvérisation qui peut être intégrée dans un gicleur.
Toutefois, il est également possible dans le cadre de la présente invention de procéder à une étape supplémentaire consistant à bomber la zone bombée percée Z2 dans l’autre sens, comme représenté sur les figures 4e et 5e. Il est possible de passer par l’étape intermédiaire de remise à plat des figures 4d et 5d ou de procéder directement au retournement du bombage en passant de la configuration des figures 4c et 5c à celle des figures 4e et 5e. On peut alors remarquer que la divergence des trous 01, 02 et 03 a encore été amplifiée, de manière à avoir des trous extérieurs 01 faisant un angle de près de 45° par rapport à l’axe X.
La déformation de la zone bombée percée Z2, que ce soit pour la remettre à plat ou pour la bomber de manière inversée, peut être réalisée par emboutissage. L’épaisseur de paroi peut être maintenue inchangée ou, au contraire, l’épaisseur de paroi peut être modifiée.
La dernière étape consiste à découper autour de la zone Z3 ou Z4 en laissant une plage annulaire périphérique plane Z5. Cette découpe peut être réalisée par poinçonnage ou au laser.
En se référant à nouveau à la figure 3, on peut constater que l’angle d’attaque a de la zone bombée Z4 par rapport au plan de la plage plane Z5 n’a pas besoin d’être important pour obtenir des trous 01 ayant un angle d’ouverture important. Cela provient du fait que les trous 0 ont été percés parallèlement dans la zone bombée Z1, qui a ensuite été retournée ou retroussée pour donner la zone inversement bombée Z4. L’angle d’attaque a peut être inférieur à 30°, alors que l’angle d’ouverture des trous 01 peut être supérieure ou égal à 45°.
Les trous 01, 02 et 03 peuvent être disposés en cercles concentriques et présenter des diamètres identiques, ou au contraire, des diamètres différents, le diamètre des trous 01 du cercle extérieur pouvant être plus grand ou plus petit que celui des trous du cercle intérieur.
Grâce à l’invention, on peut réaliser une paroi de pulvérisation parfaitement plane avec des trous divergents qui ont été percés 5 parallèlement. Plus avantageux encore, on peut réaliser une paroi de pulvérisation faiblement bombée avec des trous fortement divergents.

Claims (10)

  1. Revendications
    1Procédé de fabrication d’une paroi de pulvérisation (26) percée de trous (01, 02, 03) à travers lesquels le produit fluide sous pression passe de manière à être pulvérisé en fines gouttelettes, le procédé comprenant les étapes suivantes :
    a- déformer une bande (26i) de matière déformable initialement plane de manière à créer une zone bombée (Z1), b- percer des trous (O) parallèles dans la zone bombée (Z1), de manière à créer une zone bombée percée (Z2), c- déformer la zone bombée percée (Z2) de manière à créer une zone percée doublement déformée (Z3 ; Z4), au niveau de laquelle les trous (01, 02, 03) sont divergents, et d- découper la bande (26i) autour de la zone percée doublement déformée (Z3 ; Z4), en laissant avantageusement une plage périphérique plane (Z5) autour de la zone percée doublement déformée (Z3 ; Z4), de manière à obtenir la paroi de pulvérisation (26).
  2. 2, - Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape ccomprend d’aplanir la zone bombée percée (Z2), de manière à créer une zone percée doublement déformée plane (Z3).
  3. 3. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape ccomprend de déformer la zone bombée percée (Z2) en inversant sa concavité, respectivement convexité, de manière à créer une zone percée doublement déformée bombée (Z4) dans l’autre sens.
  4. 4- Procédé selon la revendication 3, dans lequel la zone percée doublement déformée bombée (Z4) définissent un angle d’attaque (a) de moins de 30 degrés par rapport à la plage périphérique plane (Z5).
  5. 5- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape a- comprend d’emboutir la bande (26i) pour créer la zone bombée (Z1) en forme de dôme ou de cuvette.
  6. 6- Procédé selon la revendication 3, dans lequel l’étape dcomprend d’emboutir la zone bombée percée (Z2) pour créer la zone percée doublement déformée bombée (Z4) en forme de dôme ou de cuvette.
  7. 7- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape b- comprend de percer des trous (O) de diamètres différents.
  8. 8- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape b- comprend de percer 10 à 500 trous ayant des diamètres de l’ordre de 1 à 100 pm, avantageusement de l’ordre de 5 à 30 pm, et de préférence de l’ordre de 5 à 20 pm.
  9. 9- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape c- comprend de réduire localement l’épaisseur de la zone bombée percée (Z2).
  10. 10- Tête de distribution de produit fluide (T) pourvu d’un logement de montage (12), un gicleur (2) étant inséré dans le logement de montage (12), ce gicleur (2) comprenant une paroi de pulvérisation (26) réalisée selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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