FR3114575A1 - Dispositif de distribution comportant un clapet anti-retour à point dur - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif de distribution (10), comprenant : - un organe de jonction (20) destiné à être monté sur l’ouverture (16) d’un récipient (12), - un piston (28), - un corps de cylindre (30) dans lequel est agencé le piston (28) de manière à définir une chambre de dosage (32) entre le piston (28) et le corps de cylindre (30), le piston (28) comprenant une entrée de dosage (34) et une ouverture de distribution (36), le corps de cylindre (30) étant mobile en coulissement le long du piston (28), - un clapet anti-retour d’entrée (38) prévu pour ouvrir l’entrée de dosage (34) quand elle est soumise à une pression négative, - un clapet anti-retour de sortie (40) prévu pour ouvrir l’ouverture de distribution (36) quand elle est soumise à une pression positive. Le clapet anti-retour de sortie (40) comporte une membrane (64) munie d’une lèvre d’étanchéité (66) prévue pour coulisser contre la surface axiale interne (56) du corps de cylindre (30). Figure pour l'abrégé : fig. 2
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un dispositif de distribution d’un produit à distribuer liquide ou pâteux, notamment une crème, une pommade ou une pâte, notamment à usage cosmétique.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de distribution destiné à être monté sur une ouverture d’un récipient contenant le produit à distribuer, de manière à ce que le produit sorte par un orifice de distribution du dispositif de distribution en passant depuis l’ouverture du récipient et au travers de l’orifice de distribution.
Plus particulièrement, ce dispositif de distribution forme une pompe avec une chambre de dosage permettant de distribuer une quantité donnée, correspondant au volume de cette chambre de dosage et à un volume mort.
Arrière-plan technique
Il est connu dans l’état de la technique des dispositifs de distribution se montant sur le col d’un récipient contenant un liquide ou une crème.
Il existe notamment des dispositifs de distribution, tels que celui du document FR2848618, comprenant deux clapets : un clapet bas à l’entrée de la chambre de dosage et un clapet de distribution au niveau de l’orifice de distribution. Dans ce dispositif de distribution, le piston est fixe et le corps de cylindre mobile. Le clapet de distribution est formé par une membrane dont la base est fixe et qui ne s’ouvre que sous la pression interne de la pompe.
La présente invention vise à améliorer les dispositifs de distribution connus à deux clapets, notamment pour assurer une meilleure étanchéité au vide.
L’invention propose un dispositif de distribution d’un produit à distribuer liquide ou pâteux, comprenant :
- un organe de jonction destiné à être monté sur l’ouverture d’un récipient renfermant le produit à distribuer,
- un piston agencé fixement par rapport à l’organe de jonction,
- un corps de cylindre dans lequel est agencé le piston de manière à définir une chambre de dosage entre le piston et le corps de cylindre, le piston comprenant au moins une ouverture amont formant une entrée de la chambre de dosage, dite entrée de dosage, et la chambre de dosage comprenant une ouverture aval, dite ouverture de distribution, le corps de cylindre étant mobile en coulissement le long du piston entre une position déployée et une position rétractée,
- un clapet anti-retour d’entrée prévu pour ouvrir l’entrée de dosage quand elle est soumise à une pression négative générée dans la chambre de dosage lors du déplacement du corps de cylindre vers sa position déployée,
- un clapet anti-retour de sortie prévu pour ouvrir l’ouverture de distribution quand elle est soumise à une pression positive générée dans la chambre de dosage lors du déplacement du corps de cylindre vers sa position rétractée, de manière à permettre la distribution d’une dose de produit à distribuer par l’ouverture de distribution,
caractérisé en ce que le clapet anti-retour de sortie comporte une membrane munie d’une lèvre d’étanchéité prévue pour coulisser contre la surface axiale interne du corps de cylindre, entre une position amont et une position aval, en ce que la surface axiale interne du corps de cylindre comporte un siège d’étanchéité prévu pour retenir axialement la lèvre d’étanchéité au cours d’une première partie du déplacement du corps de cylindre vers sa position rétractée, la lèvre d’étanchéité glissant sur le siège d’étanchéité au cours d’une seconde partie du déplacement du corps de cylindre vers sa position rétractée.
Grâce à l’invention, il est possible de cumuler plusieurs avantages incompatibles sur des systèmes à clapet classiques. Premièrement, on obtient une étanchéité au vide optimale y compris lorsque la pression s’appliquant sur le clapet anti-retour de sortie est soumis à des pressions supérieures à 1 bar. Deuxièmement, l’évacuation de la surpression avant que le bouton poussoir ne soit en position basse facilite, d’une part, l’amorçage et réduit, d’autre part, la force d’appui.
Le dispositif selon l’invention est très compact et nécessite un nombre de pièces réduit. De plus il est possible d’avoir un volume mort très faible et l’amorçage de la pompe s’en trouve facilité.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
- le siège d’étanchéité comporte un épaulement radial en amont et une portion aval formant rampe en vue de faciliter le glissement de la lèvre d’étanchéité vers l’amont ;
- la surface axiale interne du corps de cylindre comporte un rebord, en amont par rapport au siège d’étanchéité, qui retient axialement la lèvre d’étanchéité dans sa position amont ;
- le clapet anti-retour de sortie comporte un organe de rappel élastique qui sollicite la membrane vers sa position amont dans laquelle la lèvre d’étanchéité est située en amont du siège d’étanchéité ;
- l’organe de rappel élastique comprend une embase en matériau déformable élastiquement qui est interposée axialement entre la membrane et une paroi de fond du corps de cylindre ;
- l’embase est en forme de cloche inversée, l’embase comportant une portion centrale qui est raccordée à la membrane et une portion périphérique externe qui est en appui sur la paroi de fond du corps de cylindre, et la portion centrale est montée mobile axialement avec la membrane entre une position amont, correspondant à la position amont de la lèvre d’étanchéité, et une position aval, correspondant à la position aval de la lèvre d’étanchéité ;
- la portion périphérique externe de l’embase est emmanchée sur une virole formée sur la paroi de fond du corps de cylindre ;
- l’embase est réalisée d’une seule pièce avec la membrane ;
- le clapet anti-retour de sortie comporte une extension axiale qui coopère avec un logement tubulaire agencé sur la paroi de fond du corps de cylindre de manière à guider axialement la membrane entre sa position amont et sa position aval ;
- l’extension axiale est réalisée d’une seule pièce avec la membrane ;
- l’ouverture de distribution débouche dans le corps de cylindre entre l’extrémité libre de la portion périphérique externe de l’embase et le siège d’étanchéité ;
- l’organe de jonction comporte une gorge annulaire prévue pour recevoir une portion tubulaire interne appartenant au piston, et la gorge annulaire comporte un orifice aval qui est prévu pour communiquer avec l’ouverture du récipient et un orifice amont qui est prévu pour communiquer avec l’extérieur du dispositif de distribution ;
- la portion tubulaire interne du piston comporte une jupe axiale apte à se déformer à l’intérieur de la gorge annulaire entre une position de fermeture étanche dans laquelle elle obstrue le passage entre l’orifice aval et l’orifice amont et une position de mise à l’air libre dans laquelle elle permet à l’air de pénétrer vers le récipient en passant par l’orifice amont et l’orifice aval ;
- le piston est surmonté d’une lèvre cylindrique permettant de pousser la membrane lorsque le corps de cylindre est en position rétractée.
Brève descriptions des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
Description détaillée de l'invention
Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif de distribution 10, ou pompe, qui est monté sur un récipient 12 contenant un produit à distribuer tel qu’une pâte ou un liquide, notamment un produit cosmétique. Le dispositif de distribution 10 et le récipient 12 s’étendent suivant un axe principal A1 qui s’étend ici suivant une direction verticale en considérant les figures 1 et 2.
Dans la suite de la description, on utilisera à titre non limitatif une orientation de l’amont vers l’aval en considérant le sens d’écoulement du produit à distribuer depuis le récipient 12 vers la sortie du dispositif de distribution 10. L’orientation de l’amont vers l’aval correspond ici à une orientation du bas vers le haut suivant l’axe principal A1.
Le récipient 12 se présente ici sous la forme d’un flacon globalement cylindrique, d’axe principal A1, comportant un col 14 délimitant une ouverture 16 donnant accès au produit à distribuer. Le col 14 est ici pourvu de filets 18 permettant l’assemblage par vissage avec le dispositif de distribution 10.
Le dispositif de distribution 10 comporte un organe de jonction 20 qui est muni d’une collerette 21 taraudée définissant un filetage intérieur 22 complémentaire des filets 18 du col 14. L’organe de jonction 20 comporte aussi un corps principal 24 tubulaire, la collerette 21 étant ici réalisée d’une seule pièce avec une paroi axiale externe 26 du corps principal 24.
Le dispositif de distribution 10 comporte de plus un piston 28 qui est agencé ici à l’intérieur du corps principal 24 et qui est fixe par rapport au corps principal 24. Le piston 28 est agencé à l’intérieur d’un corps de cylindre 30 monté mobile par rapport au piston 28. Le piston 28 définit dans le corps de cylindre 30 une chambre de dosage 32 qui communique avec le récipient 12 par une ouverture amont dite entrée de dosage 34 et qui communique avec l’extérieur du dispositif de commande 10 par une ouverture aval dite ouverture de distribution 36, à la sortie de la chambre de dosage 32.
Le corps de cylindre 30 est mobile en coulissement le long du piston 28 entre une position déployée, qui est représentée sur la figure 2, et une position rétractée, qui est représentée sur la figure 5.
L’ouverture de distribution 34 est obturée par un clapet anti-retour d’entrée 38 qui est prévu pour ouvrir l’entrée de dosage 34 lorsqu’elle est soumise à une pression négative générée dans la chambre de dosage 32 par le déplacement du corps de cylindre 30 vers sa position déployée.
L’ouverture de distribution 36 est obturée par un clapet anti-retour de sortie 40 qui est prévu pour ouvrir l’ouverture de distribution 36 lorsqu’elle est soumise à une pression positive générée dans la chambre de dosage 32 lors du déplacement du corps de cylindre 30 vers sa position rétractée.
Dans le mode de réalisation représenté, l’ouverture de distribution 36 se prolonge par un conduit de distribution 42 qui s’étend ici globalement transversalement par rapport au corps de cylindre 30.
Le piston 28 est ici agencé à l’extrémité axiale supérieure, ou extrémité aval, d’une paroi axiale interne 44 appartenant au corps principal 24. La paroi axiale interne 44 du corps principal 24 est ici sensiblement parallèle à sa paroi axiale externe 26. Les deux parois axiales interne 44 et externe 26 sont reliées à leurs extrémités axiales inférieures, ou extrémités amont, par un pont de matière 46, et définissent entre elles un logement annulaire 48 apte à recevoir en coulissement axial au moins une partie inférieure du corps de cylindre 30. De plus, un élément de rappel élastique 49, ici un ressort hélicoïdal de compression, est interposé axialement entre le pont de matière 46 et l’extrémité axiale amont du corps de cylindre 30, de manière à solliciter le corps de cylindre 30 vers l’aval, ici vers le haut, en position déployée.
Le piston 28 comporte ici une base cylindrique 50 sur laquelle est montée un joint tubulaire 52. Le joint tubulaire 52 comporte ici :
- une portion tubulaire externe 54 qui est comprimée radialement entre la surface axiale interne 56 du corps de cylindre 30 et la paroi axiale interne 44 du corps principal 24, et
- une portion tubulaire interne 58 qui est insérée axialement dans une gorge annulaire 60 aménagée entre la paroi axiale interne 44 du corps principal 24 et la base cylindrique 50 du piston 28.
- une portion tubulaire interne 58 qui est insérée axialement dans une gorge annulaire 60 aménagée entre la paroi axiale interne 44 du corps principal 24 et la base cylindrique 50 du piston 28.
Avantageusement, le piston 28 peut comporter une lèvre cylindrique 61 sur sa face aval. Cette lèvre cylindrique 61, qui est optionnelle, est prévue pour coopérer avec un élément du clapet anti-retour de sortie 40 comme cela sera expliqué par la suite.
L’entrée de dosage 34 débouche ici au centre de la base cylindrique 50, à travers le clapet anti-retour d’entrée 38. Selon le mode de réalisation représenté, un tuyau d’alimentation 62 est emmanché sur la face inférieure de la base cylindrique 50 de manière à raccorder le fond du récipient 12 à la chambre de dosage 32.
Le clapet anti-retour d’entrée 38 peut se présenter sous différentes formes. Il comprend par exemple une membrane souple déformable élastiquement tel que décrit dans le document FR3063661B1. Le clapet anti-retour d’entrée 38 peut être réalisé d’une seule pièce avec le piston 28, par exemple dans un matériau déformable élastiquement du type élastomère.
Avantageusement, le clapet anti-retour de sortie 40 comporte une membrane 64 en forme de disque dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur du corps de cylindre 30 de manière à obturer un tronçon supérieur d’extrémité 65 du corps de cylindre 30. La chambre de dosage 32 est ainsi délimitée en bas par le piston 28 et en haut par la membrane 64.
Le bord périphérique externe de la membrane 64 forme une lèvre d’étanchéité 66 qui vient s’appuyer contre la surface axiale interne 56 du corps de cylindre 30. Selon le mode de réalisation représenté, la membrane 64 comporte une rainure annulaire 68 dans sa face amont, à proximité de son bord périphérique externe, qui forme un amincissement de la membrane 64. Cette rainure annulaire 68 délimite, avec un décrochement 69 formé dans le bord périphérique externe, la lèvre d’étanchéité 66 et facilite le fléchissement de la lèvre d’étanchéité 66 par rapport au reste de la membrane 64. Ceci permet notamment d’assurer un glissement optimal et continu de la lèvre d’étanchéité 66 sur la surface axiale interne 56.
Avantageusement, le clapet anti-retour de sortie 40 comporte un organe de rappel élastique 71 qui sollicite la membrane 64 vers sa position amont illustrée notamment par les figures 2 et 3. L’organe de rappel élastique 71 comprend de préférence une embase 70 qui est interposée axialement entre la membrane 64 et une paroi de fond 76 du corps de cylindre 30. L’embase 70 a globalement la forme d’une cloche inversée, c’est-à-dire qu’elle s’évase vers l’aval. L’embase 70 comporte ici une portion centrale 72 qui est réalisée d’une seule pièce avec la face aval de la membrane 64 et qui se prolonge vers l’aval par une portion périphérique externe 74. La portion périphérique externe 74 vient en appui axial contre la paroi de fond 76 du corps de cylindre 30.
Avantageusement, le clapet anti-retour de sortie 40 comporte aussi, du côté aval, une extension axiale 78 tubulaire qui est reçue dans un logement tubulaire 80 complémentaire de la paroi de fond 76 de manière à guider axialement la membrane 64. Selon le mode de réalisation représenté, l’extrémité libre de l’extension axiale 78 est pourvue d’un premier bourrelet périphérique 82 qui coopère avec un second bourrelet périphérique 84 agencé dans le logement tubulaire 80 de manière à retenir axialement le clapet anti-retour de sortie 40 sur la paroi de fond 76, dans une position de repos.
Une zone de jonction 86 située entre la portion centrale 72 et la portion périphérique externe 74 forme ici une charnière qui permet, par déformation élastique, le coulissement de la portion centrale 72 par rapport à la portion périphérique externe 74, entre une position axiale amont, représentée notamment sur la figure 2, et une position axiale aval, représentée notamment sur la figure 5. La portion centrale 72 est ici guidée en coulissement axial par le coulissement axial de l’extension axiale 78 dans le logement tubulaire 80.
Le clapet anti-retour de sortie 40 comportant la membrane 64, l’embase 70 et l’extension axiale 78 est avantageusement réalisé d’une seule pièce dans un matériau suffisamment souple pour permettre une déformation élastique de l’embase 70 au niveau de la zone de jonction 86, et une déformation de la membrane 64 vers l’aval pour permettre l’expulsion d’une dose de produit à distribuer par l’ouverture de distribution 36. Le clapet anti-retour de sortie 40 est par exemple réalisé dans un matériau élastomère.
Avantageusement, la paroi de fond 76 comporte une virole 88 sur laquelle la portion périphérique externe 74 est emmanchée, ce qui permet de retenir l’embase 70 sur la paroi de fond 76, en particulier radialement.
Avantageusement, la surface axiale interne 56 du corps de cylindre 30 comporte un siège d’étanchéité 90 prévu pour retenir axialement la lèvre d’étanchéité 66 vers l’aval. Le siège d’étanchéité 90 se présente ici sous la forme d’un épaulement radial 92 orienté vers l’amont. De préférence, le siège d’étanchéité 90 se prolonge vers l’aval par une rampe 94 correspondant ici à un amincissement progressif de la paroi axiale du corps de cylindre 30.
De préférence et de manière optionnelle, la surface axiale interne 56 du corps de cylindre 30 comporte un rebord 95, ou siège d’étanchéité amont, qui est prévu pour retenir axialement la lèvre d’étanchéité 66 vers l’amont. Ainsi, le rebord 95 délimite axialement avec le siège d’étanchéité 90 une gorge apte à recevoir la lèvre d’étanchéité 66 lorsque la membrane 64 occupe sa position axiale amont.
Sur les figures 2, 3 et 4, la membrane 64 est représentée dans une position axiale amont qui correspond à une position de repos, c’est-à-dire que le clapet anti-retour de sortie 40 n’est pas déformé, et la lèvre d’étanchéité 66 est reçue dans la gorge formée par le rebord 95 et le siège d’étanchéité 90.
Sur la figure 5, la membrane 64 est représentée dans une position axiale aval qui correspond à une position rétractée de la membrane 64, c’est-à-dire que le clapet anti-retour de sortie 40 est comprimé, la portion centrale 72 ayant coulissé vers l’aval. Dans la position axiale aval de la membrane 64, la lèvre d’étanchéité 66 est décalée axialement vers l’aval par rapport au siège d’étanchéité 90.
Sur la figure 9, on a représenté de manière agrandie la gorge annulaire 60 dans laquelle le joint tubulaire 52 est inséré afin de décrire une solution de mise à l’air libre du dispositif de distribution 10 et du récipient 12. Selon ce mode de réalisation avantageux, le fond de la gorge annulaire 60 est muni d’un premier orifice, dit orifice aval 96, en référence au sens d’aspiration de l’air de l’extérieur vers l’intérieur du récipient 12, qui communique, vers l’aval, avec l’intérieur du récipient 12 et, vers l’amont, avec la gorge annulaire 60. De plus, la paroi axiale interne 44 du corps principal 24 comporte un second orifice, dit orifice amont 98 qui communique, vers l’aval, avec la gorge annulaire 60 et, vers l’amont, avec le logement 48. L’orifice amont 98 est ici agencé à proximité du fond de la gorge annulaire 60.
De manière optionnelle, le dispositif de distribution 10 peut comporter plusieurs orifices aval 96 et/ou plusieurs orifices amont 98. Ces orifices peuvent, par exemple, être répartis circonférentiellement autour de l’axe principal A1.
Avantageusement, la portion tubulaire interne 58 du joint tubulaire 52 se termine vers l’amont, ici vers le bas, par un tronçon d’extrémité libre aminci formant une jupe axiale 100. La jupe axiale 100 est prévue pour occuper une position de fermeture, qui est représentée sur la figure 9, dans laquelle elle est en appui contre une paroi du fond de la gorge annulaire 60, et une position de mise à l’air libre, qui est représentée sur la figure 10, dans laquelle elle libère un passage entre l’orifice aval 96 et l’orifice amont 98. Dans sa position de fermeture, la jupe axiale 100 est en contact étanche avec la paroi de fond de la gorge annulaire 60, de manière à obstruer tout passage d’air ou de produit entre l’orifice aval 96 et l’orifice amont 98. Dans sa position de mise à l’air libre, la jupe axiale 100 est déformée élastiquement vers l’intérieur, c’est-à-dire vers l’axe principal A1, sous l’effet d’un flux d’air qui pénètre dans le récipient par les orifices aval 98 et amont 96. La position de mise à l’air libre correspond à une phase de fonctionnement du dispositif de distribution 10 qui sera expliqué par la suite.
On décrit maintenant le fonctionnement du dispositif de distribution 10 selon l’invention en considérant différentes étapes de fonctionnement illustrées notamment par les figures 4 à 8.
La figure 4 illustre le dispositif de distribution 10 après que la pompe ait été amorcée, une dose de produit étant déjà contenue dans la chambre de dosage 32. Dans la configuration de la figure 4, le corps de cylindre 30 occupe sa position extrême aval, c’est-à-dire sa position déployée. Les deux clapets anti-retour 38, 40 sont fermés, la pression dans la chambre de dosage 32 et la pression dans le récipient 12 étant sensiblement égales à la pression à l’extérieur du dispositif de distribution 10, typiquement égales à la pression atmosphérique.
Le corps de cylindre 30 se comporte par rapport au corps principal 24 et au piston 28 comme un bouton-poussoir. Aussi, pour provoquer la distribution de la dose de produit par l’ouverture de sortie 36, il est nécessaire d’exercer une pression axiale sur la paroi de fond 76, dirigée vers l’amont, à l’encontre de la force de rappel élastique produite par l’élément élastique de rappel 49.
Au cours d’une première phase du déplacement du corps de cylindre 30, la lèvre d’étanchéité 66 vient en appui axial contre le siège d’étanchéité 90. Le siège d’étanchéité 90 crée ainsi un « point dur » à passer dans le déplacement du corps de cylindre 30. Il est donc nécessaire d’exercer une force d’intensité suffisante sur le corps de cylindre 30 pour passer le « point dur ».
Lorsque la force est suffisante, au cours d’une seconde phase du déplacement du corps de cylindre 30, la lèvre d’étanchéité 66 glisse sur le siège d’étanchéité 90 en se déplaçant axialement vers l’aval avec la membrane 64 jusqu’à ce que la membrane 64 occupe sa position aval illustrée par la figure 5. Ce déplacement de la membrane 64 vers sa position aval est permis par la déformation de l’embase 70 au niveau de la zone de jonction 86, la portion centrale 72 se déplaçant axialement vers l’aval par rapport à la portion périphérique externe 74.
A ce stade, la distribution de la dose de produit n’a pas encore commencé, la membrane 64 obturant toujours le passage vers l’ouverture de distribution 36.
En poursuivant l’appui axial sur le corps de cylindre 30, la pression exercée par la dose de produit contenue dans la chambre de dosage 32 sur la membrane 64 est telle que celle-ci finit par fléchir en se déformant élastiquement, laissant ainsi passer la dose de produit entre la lèvre d’étanchéité 66 et la surface axiale interne 56 du corps de cylindre 30, comme illustré par la figure 6. La flèche F1 illustre le cheminement du produit à distribuer depuis la chambre de dosage 32 jusqu’au conduit de distribution 42 à travers l’ouverture de distribution 36.
On note que, lors de la phase d’amorçage et dans le cas où la membrane 64 et sa lèvre d’étanchéité 66 n’auraient pas passé le siège d’étanchéité 90 par la simple pression interne, la lèvre cylindrique 61 située sur le piston 28 pousse la membrane 64 et force cette dernière à s’ouvrir.
La distribution complète de la dose de produit se termine lorsque la membrane 64 vient en appui axial contre le piston 28 et qu’elle reprend sa position d’obturation. Dans la position rétractée extrême de la figure 6, la plus grande partie du corps de cylindre 30 est reçue dans le logement annulaire 48 et l’élément élastique de rappel 49 est comprimé au maximum.
Lorsque le corps de cylindre 30 atteint la position rétractée extrême de la figure 6, la lèvre cylindrique 61 pousse mécaniquement la membrane 64 du clapet anti-retour de sortie 40 vers l’aval ce qui permet notamment de fiabiliser une phase ultérieure d’amorçage à l’air.
Pendant tout le déplacement du corps de cylindre 30 depuis sa position déployée jusqu’à sa position rétractée, le clapet anti-retour d’entrée 38 reste fermé, de même que la jupe axiale 100 qui occupe sa position de fermeture.
A partir de la position rétractée extrême de la figure 6, lorsque la pression sur le corps de cylindre 30 est relâchée, l’élément élastique de rappel 49 repousse le corps de cylindre 30 vers l’aval, c’est-à-dire vers sa position déployée. Au cours d’une première partie de la course du corps de cylindre 30 vers l’aval, le clapet anti-retour de sortie 40 commence par reprendre sa configuration initiale, avec la lèvre d’étanchéité 66 qui repasse le siège d’étanchéité 90 en sens inverse, en glissant notamment sur la rampe 94, jusqu’à occuper la position axiale illustrée par la figure 7, qui correspond à une position de fermeture du clapet anti-retour de sortie 40.
Le corps de cylindre 30 poursuit ensuite son déplacement axial vers l’aval en provoquant une dépression dans la chambre de dosage 32. La lèvre d’étanchéité 66 vient alors se reposer sur le rebord 95 formant siège d’étanchéité inférieur, empêchant ainsi l’ouverture de la lèvre d’étanchéité 66 vers l’amont sous la dépression dans la chambre de dosage 32. Cette dépression provoque l’ouverture du clapet d’entrée 38 permettant ainsi d’aspirer le produit à travers le tuyau d’alimentation 62 et de remplir à nouveau la chambre de dosage 32, comme illustré par la figure 8 et par les flèches F2.
L’aspiration du produit dans le récipient 12 provoque simultanément une dépression dans le récipient 12. Sous l’effet de la dépression dans le récipient 12, de l’air provenant de l’extérieur du dispositif de distribution 10 est aspiré à travers l’orifice aval 96 et l’orifice amont 98. Cette aspiration d’air F3 est permise par le fléchissement de la jupe axiale 100 au niveau des orifices amont 96 et aval 98, comme illustré par la figure 10. Cette mise à l’air libre temporaire permet d’équilibrer la pression entre l’intérieur du récipient 12 et l’extérieur.
Le corps de cylindre 30 atteint enfin sa position extrême aval, ou position déployée, qui est illustrée par la figure 4, dans laquelle le dispositif de distribution est prêt à distribuer une nouvelle dose de produit. Dans cette position déployée, la jupe axiale 100 reprend sa position de fermeture.
Le dispositif de distribution 10 selon l’invention présente l’avantage de pouvoir supporter une pression dans la chambre de dosage 32 supérieure à 1 bar, avec une étanchéité au vide ne nécessitant pas de verrouillage.
En effet, les pompes doivent rester étanches lorsqu’elles sont soumises à une différence de pression vis-à-vis de l’extérieur : dépression (en avion ou en montagne) ou pression sur le flacon (augmentation de la température du flacon ou pression d’autres articles lors des courses par exemple). Le test classique de validation est une mise au vide à -800 mbar. Les pompes à clapet mécanique ont cette fonction d’étanchéité mais au prix de pertes de charges importantes et de pièces supplémentaires. Habituellement, les pompes à clapet déformable (membrane) n’ont pas cette fonction et doivent avoir un organe de verrouillage supplémentaire (statique par contre-pression ou mobile lors du verrouillage). L’invention cumule la performance du clapet mécanique et la simplicité du clapet à membrane.
La configuration du clapet anti-retour de sortie 40 avec le siège d’étanchéité 90 permet de renforcer l’étanchéité de la chambre de dosage 32. Ainsi, l’objectif d’étanchéité du clapet anti-retour de sortie 40 est d’obtenir une étanchéité à l’eau sous vide à -800 mbar. Ceci est permis notamment par l’utilisation d’une double étanchéité axiale et radiale au niveau de la lèvre d’étanchéité 66 avec le siège d’étanchéité 90 qui représente un point dur à passer et donc une certaine force pour garantir les -800 mbar de dépression. On joue aussi sur la rigidité du matériau constituant le clapet anti-retour de sortie 40. Quand le clapet anti-retour de sortie 40 se déforme sous la pression, il renforce son étanchéité dans un premier temps au contact du siège d’étanchéité 90 et ensuite, sous la contrainte mécanique, il passe au-dessus du siège d’étanchéité 90.
L’agencement de la jupe axiale 100 avec les orifices amont 96 et aval 98 permet à la fois une bonne étanchéité du récipient 12 et une mise à l’air libre lors du remplissage de la chambre de dosage 32 de manière à éviter que le récipient 12 s’écrase sur lui-même sous l’effet du différentiel de pression entre l’intérieur du récipient 12 et l’extérieur.
De plus, le dispositif de distribution 10 selon l’invention nécessite un nombre de pièces très réduit (5 pièces) ce qui permet notamment de minimiser le poids total du dispositif.
Le dispositif de distribution 10 selon l’invention présente aussi l’avantage de minimiser le volume mort, c’est-à-dire la course du corps de cylindre 30 avant distribution de produit, et de permettre un amorçage très facile lors de la première distribution de produit.
Le dispositif de distribution 10 selon l’invention peut être utilisé avec des cols de récipients 12 standards.
Liste des références :
10 : dispositif de distribution
12 : récipient
14 : col
16 : ouverture
18 : filets
20 : organe de jonction
21 : collerette
22 : filetage intérieur
24 : corps principal
26 : paroi axiale externe
28 : piston
30 : corps de cylindre
32 : chambre de dosage
34 : entrée de dosage
36 : ouverture de distribution
38 : clapet anti-retour d’entrée
40 : clapet anti-retour de sortie
42 : conduit de distribution
44 : paroi axiale interne
46 : pont de matière
48 : logement annulaire
49 : élément élastique de rappel
50 : base cylindrique
52 : joint tubulaire
54 : portion tubulaire externe
56 : surface axiale interne
58 : portion tubulaire interne
60 : gorge annulaire
61 : lèvre cylindrique
62 : tuyau d’alimentation
64 : membrane
65 : tronçon supérieur d’extrémité
66 : lèvre d’étanchéité
68 : rainure annulaire
69 : décrochement
70 : embase
71 : organe de rappel élastique
72 : portion centrale
74 : portion périphérique externe
76 : paroi de fond
78 : extension axiale
80 : logement tubulaire
82 : premier bourrelet périphérique
84 : second bourrelet périphérique
86 : zone de jonction
88 : virole
90 : siège d’étanchéité
92 : épaulement radial
94 : rampe
95 : rebord
96 : orifice aval
98 : orifice amont
100 : jupe axiale
A1 : axe principal du récipient et du dispositif de distribution
12 : récipient
14 : col
16 : ouverture
18 : filets
20 : organe de jonction
21 : collerette
22 : filetage intérieur
24 : corps principal
26 : paroi axiale externe
28 : piston
30 : corps de cylindre
32 : chambre de dosage
34 : entrée de dosage
36 : ouverture de distribution
38 : clapet anti-retour d’entrée
40 : clapet anti-retour de sortie
42 : conduit de distribution
44 : paroi axiale interne
46 : pont de matière
48 : logement annulaire
49 : élément élastique de rappel
50 : base cylindrique
52 : joint tubulaire
54 : portion tubulaire externe
56 : surface axiale interne
58 : portion tubulaire interne
60 : gorge annulaire
61 : lèvre cylindrique
62 : tuyau d’alimentation
64 : membrane
65 : tronçon supérieur d’extrémité
66 : lèvre d’étanchéité
68 : rainure annulaire
69 : décrochement
70 : embase
71 : organe de rappel élastique
72 : portion centrale
74 : portion périphérique externe
76 : paroi de fond
78 : extension axiale
80 : logement tubulaire
82 : premier bourrelet périphérique
84 : second bourrelet périphérique
86 : zone de jonction
88 : virole
90 : siège d’étanchéité
92 : épaulement radial
94 : rampe
95 : rebord
96 : orifice aval
98 : orifice amont
100 : jupe axiale
A1 : axe principal du récipient et du dispositif de distribution
Claims (14)
- Dispositif de distribution (10) d’un produit à distribuer liquide ou pâteux, comprenant :
- un organe de jonction (20) destiné à être monté sur l’ouverture (16) d’un récipient (12) renfermant le produit à distribuer,
- un piston (28) agencé fixement par rapport à l’organe de jonction (20),
- un corps de cylindre (30) dans lequel est agencé le piston (28) de manière à définir une chambre de dosage (32) entre le piston (28) et le corps de cylindre (30), le piston (28) comprenant au moins une ouverture amont formant une entrée de la chambre de dosage (32), dite entrée de dosage (34), et la chambre de dosage (32) comprenant une ouverture aval, dite ouverture de distribution (36), le corps de cylindre (30) étant mobile en coulissement le long du piston (28) entre une position déployée et une position rétractée,
- un clapet anti-retour d’entrée (38) prévu pour ouvrir l’entrée de dosage (34) quand elle est soumise à une pression négative générée dans la chambre de dosage (32) lors du déplacement du corps de cylindre (30) vers sa position déployée,
- un clapet anti-retour de sortie (40) prévu pour ouvrir l’ouverture de distribution (36) quand elle est soumise à une pression positive générée dans la chambre de dosage (32) lors du déplacement du corps de cylindre (30) vers sa position rétractée, de manière à permettre la distribution d’une dose de produit à distribuer par l’ouverture de distribution (36),
caractérisé en ce que le clapet anti-retour de sortie (40) comporte une membrane (64) munie d’une lèvre d’étanchéité (66) prévue pour coulisser contre la surface axiale interne (56) du corps de cylindre (30), entre une position amont et une position aval, en ce que la surface axiale interne (56) du corps de cylindre (30) comporte un siège d’étanchéité (90) prévu pour retenir axialement la lèvre d’étanchéité (66) au cours d’une première partie du déplacement du corps de cylindre (30) vers sa position rétractée, la lèvre d’étanchéité (66) glissant sur le siège d’étanchéité (90) au cours d’une seconde partie du déplacement du corps de cylindre (30) vers sa position rétractée. - Dispositif de distribution (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le siège d’étanchéité (90) comporte un épaulement radial (92) en amont et une portion aval formant rampe (94) en vue de faciliter le glissement de la lèvre d’étanchéité (66) vers l’amont.
- Dispositif de distribution (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface axiale interne (56) du corps de cylindre (30) comporte un rebord (95), en amont par rapport au siège d’étanchéité (90), qui retient axialement la lèvre d’étanchéité (66) dans sa position amont.
- Dispositif de distribution (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet anti-retour de sortie (40) comporte un organe de rappel élastique (71) qui sollicite la membrane (64) vers sa position amont dans laquelle la lèvre d’étanchéité (66) est située en amont du siège d’étanchéité (90).
- Dispositif de distribution (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’organe de rappel élastique (71) comprend une embase (70) en matériau déformable élastiquement qui est interposée axialement entre la membrane (64) et une paroi de fond (76) du corps de cylindre (30).
- Dispositif de distribution (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’embase (70) est en forme de cloche inversée, l’embase (70) comportant une portion centrale (72) qui est raccordée à la membrane (64) et une portion périphérique externe (74) qui est en appui sur la paroi de fond (76) du corps de cylindre (30), et en ce que la portion centrale (72) est montée mobile axialement avec la membrane (64) entre une position amont, correspondant à la position amont de la lèvre d’étanchéité (64), et une position aval, correspondant à la position aval de la lèvre d’étanchéité (64).
- Dispositif de distribution (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portion périphérique externe (74) de l’embase (70) est emmanchée sur une virole (88) formée sur la paroi de fond (76) du corps de cylindre (30).
- Dispositif de distribution (10) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l’embase (70) est réalisée d’une seule pièce avec la membrane (64).
- Dispositif de distribution (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet anti-retour de sortie (40) comporte une extension axiale (78) qui coopère avec un logement tubulaire (80) agencé sur la paroi de fond (76) du corps de cylindre (30) de manière à guider axialement la membrane (64) entre sa position amont et sa position aval.
- Dispositif de distribution (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’extension axiale (78) est réalisée d’une seule pièce avec la membrane (64).
- Dispositif de distribution (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce que l’ouverture de distribution (36) débouche dans le corps de cylindre (30) entre l’extrémité libre de la portion périphérique externe (74) de l’embase (70) et le siège d’étanchéité (90).
- Dispositif de distribution selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de jonction (20) comporte une gorge annulaire (60) prévue pour recevoir une portion tubulaire interne (58) appartenant au piston (28), et en ce que la gorge annulaire (60) comporte un orifice aval (96) qui est prévu pour communiquer avec l’ouverture (16) du récipient (12) et un orifice amont (98) qui est prévu pour communiquer avec l’extérieur du dispositif de distribution (10).
- Dispositif de distribution (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portion tubulaire interne (58) du piston (28) comporte une jupe axiale (100) apte à se déformer à l’intérieur de la gorge annulaire (60) entre une position de fermeture étanche dans laquelle elle obstrue le passage entre l’orifice aval (96) et l’orifice amont (98) et une position de mise à l’air libre dans laquelle elle permet à l’air de pénétrer vers le récipient (12) en passant par l’orifice amont (98) et l’orifice aval (96).
- Dispositif de distribution (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (28) est surmonté d’une lèvre cylindrique (61) permettant de pousser la membrane (64) lorsque le corps de cylindre (30) est en position rétractée.
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Legal Events
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