WO2021013605A1 - Coupelle de valve pour récipient sous pression - Google Patents

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WO2021013605A1
WO2021013605A1 PCT/EP2020/069732 EP2020069732W WO2021013605A1 WO 2021013605 A1 WO2021013605 A1 WO 2021013605A1 EP 2020069732 W EP2020069732 W EP 2020069732W WO 2021013605 A1 WO2021013605 A1 WO 2021013605A1
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WO
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cup
valve
edge
bottom wall
central opening
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/069732
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English (en)
Inventor
Hervé BODET
Eric Gaillard
Original Assignee
Lindal France Sas
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Publication date
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Priority to EP20743094.3A priority patent/EP4003881A1/fr
Priority to BR112022001252A priority patent/BR112022001252A2/pt
Priority to US17/629,142 priority patent/US20220289468A1/en
Priority to EP23152857.1A priority patent/EP4190716A1/fr
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    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
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    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/60—Contents and propellant separated
    • B65D83/62—Contents and propellant separated by membrane, bag, or the like

Definitions

  • the invention relates to a valve cup for a pressure vessel.
  • the valve cup has an outer face and an inner face and is provided
  • valve cups according to the preamble are commonly used for pressure vessels, in particular for aerosol generators.
  • a valve body is attached to the cup forming an internal chamber in which there is a spring, a seal and between the two at least part of the valve.
  • the spring pushes the valve against the seal so that the valve is closed.
  • the spring and the valve it is essential to have an access opening before the final assembly.
  • the cup is provided with a dome which is crimped on the top of the valve body provided for this with an annular allowance at its top. This method works very well when the cup is metallic.
  • the current trend is to eliminate metal parts and replace them where possible with polymer in order to facilitate the recycling of aerosol dispensers. Valves are therefore known in which the cup is also made of polymer.
  • valve body is fixed to the cup by snap-fastening.
  • document FR 2 508 136 A1 will be cited. This requires more complex molds to produce, on the one hand, the snap-on tabs on the cup or the body of valve and on the other hand the corresponding recesses on the other part.
  • the parts must be oversized to take into account the height of the binding.
  • the aim of the invention is to provide an economical cup to manufacture. Another objective is to design the cup which, when used for a male valve, at least partially protects the protruding part of the stem of a male valve.
  • valve cup of the invention in which the bottom wall comprises at least one frustoconical peripheral part, the outer face of which is concave.
  • the cup is preferably configured to receive on the inner face a valve body.
  • the inner face of the valve cup can be provided with means for fixing a valve body.
  • These means can in particular be a material to which the valve body can be glued or welded.
  • the bottom wall may include a flat central part located between the frustoconical peripheral part and the central opening. Although this flat central part can have advantages, in particular for fixing a valve body, it is however not essential.
  • the edge of the bottom wall which surrounds the central opening may be in alignment with the frustoconical peripheral part or, if the bottom wall includes a flat central part, in alignment with said flat central part.
  • the edge can be in the same frustoconical surface as the peripheral part or in the same plane as the central part.
  • provision can be made for the edge of the bottom wall which surrounds the central opening to be rolled up, forming a rolled edge, preferably rolled up on the side of the outer face of the cup.
  • the edge of the cup surrounding the central opening is located at a distance, preferably above, from the bottom wall.
  • the bearing edge of the cup may be provided with an annular cavity into which the neck of a housing can penetrate. This solution will be preferred for example if an O-ring is placed between the cup and the neck of the housing. Otherwise, the peripheral end of the supporting edge may be in the form of a flat ring and / or a ring whose wall is inclined towards the center of the cup. In other words, the bearing edge does not descend after reaching its highest point.
  • the inclined wall may for example be frustoconical or partially toric. Its inner face preferably has substantially the dimensions and shape of the neck of the housing for which it is intended.
  • the inner face of the cup at least can be made of polymer, preferably polypropylene or another polyolefin (PE, PET, TPE), virgin, recycled or bio-based. This allows on the one hand to serve as a gasket if the cup is attached to the housing by expanding, and on the other hand to weld a valve body on the inner face of the cup as will be shown below.
  • the outer face of the cup at least may be metallic, preferably aluminum or tinplate. This makes it possible to fix the cup by expansion. In addition, this metal layer gives the cup sufficient rigidity to withstand the pressure prevailing in the pressure vessel. If necessary, reinforcing ribs can be provided on at least one face of the cup, preferably the outer face.
  • the invention also relates to a valve provided with a cup according to the invention.
  • a valve consists of a cup of the invention, of a valve body in which are placed a spring, a valve and a valve seal, the valve body being fixed on the inner face of the cup.
  • the valve gasket is pressed against the inner face of the bottom wall of the cup, surrounding the central opening, and the valve body is fixed on the inner face of the bottom wall by welding or by gluing.
  • the valve body can be welded to the flat central part of the bottom wall or to the frustoconical peripheral part of the bottom wall.
  • the valve When the valve is a male valve, the valve consists of the nozzle and a protruding part of the nozzle protrudes from the outer face of the cup through the central opening.
  • at least the lower part of the projecting part of the nozzle preferably at least half of this projecting part, is located in the cavity defined by the plane passing through the top of the bearing edge, the descending wall and the back wall.
  • the entire protruding part of the nozzle is located in the cavity.
  • the cavity is preferably configured to be closed at most late after conditioning the pressure vessel by a removable protection, preferably a peelable film or a cap.
  • the valve body may include a tubular body provided
  • the tubular body may include a cylindrical wall provided at its upper end with the tapered edge and extending at the other end by a wall tapering away from the tapered edge.
  • Fig.1 an exploded view of a male-type valve provided with a cup according to the invention
  • Fig. 2 a sectional view of the valve of FIG. 1;
  • Fig. 3 a sectional and perspective view (a) of the valve body of the valve of FIG. 1, and
  • Fig. 4 a sectional and perspective view of the valve cup of FIG. 1;
  • Fig. 5 a sectional view of a female-type valve provided with a cup according to the invention, showing (a) on the left a cup with a rolled central edge and (b) on the right a cup with a single central edge;
  • Fig. 6 a sectional view of a high flow type valve provided with a cup according to the invention, showing (a) on the left a cup with a rolled central edge and (b) on the right a cup with a single central edge ;
  • Fig. 7 a sectional view of a valve of the male type provided with a cup according to the invention, the bottom of which consists exclusively of a frustoconical part, showing (a) on the left a cup with a rolled central edge and (b) on the right a cup with a simple central edge;
  • Fig. 8 a sectional view of a first cup with a rolled central edge and short peripheral edge
  • Fig. 9 a sectional view of a second cup with a rolled central edge and an enveloping peripheral edge
  • Fig. 10 a sectional view of a third cup with a simple central edge and a short peripheral edge
  • Fig. 11 a sectional view of a fourth cup with a short peripheral edge and whose bottom consists exclusively of a frustoconical part, showing (a) on the left a cup with a rolled central edge and (b) on the right a cup with a single central edge;
  • Fig. 12 is a sectional view of the valve of Figure 1 expanded onto a housing forming a pressure vessel.
  • the invention relates to a valve cup for a valve (1) for a pressure vessel.
  • the valve (1) consists mainly of:
  • Globe valves are sealed by a valve which must be moved away from the valve seal to allow product to exit the valve.
  • the product leaves the valve through a small tube, called a stem or rod, which passes through a central opening in the cup.
  • the valve (1) of the invention can be used in all positions.
  • the valve is shown with the stem or the access opening to the female valve facing upwards.
  • the references “up” / “down” or “upper” / “lower” have only a relative value in connection with the representations of the attached figures. It goes without saying that the valve can be used in all positions and what is up in the position shown here will not necessarily be so in use.
  • the valve extends longitudinally relative to a main axis (A), vertical in the representations of the attached figures.
  • the terms “radial”, “axial” and “transverse” refer to this main axis (A).
  • the cup (50) forms a separation between the side of the valve intended to be placed inside the housing and the other side intended to be outside the housing.
  • the terms “inside” and “outside” refer to the elements located on the inside or outside of the cup.
  • the terms “internal” and “external” refer to a particular component (in particular the valve body) and define what is in or outside said component, regardless of whether it is a component located on the inner or outer face of the cup.
  • valves of the male type in which the valve is an integral part of the stem (30), part of the stem (31) of which protrudes out of the valve.
  • the invention can also be applied to a female-type valve having as valve a seat which is located in the valve body and which must be actuated by an external rod (generally that of a diffuser. ) entering the valve through the central opening.
  • the invention can also be used for a valve of the high flow type such as that illustrated in FIG. 6.
  • the term “stem” is used to designate a stem provided with a valve by forming a valve stem. male or male stem, while the term “stem” is used more generally to designate the small outlet tube which passes through the central opening of the cup, whether this stem is part of a male valve stem or a diffuser for female valve.
  • the valve body (10) mainly consists of a tubular body (11) partially closed at a first end, called the lower end, by a bottom wall (12) having an inlet opening (121).
  • the tubular body (1 1) and the bottom wall (12) together define an internal chamber (13).
  • Vertical ribs (131) can be provided in the bottom of the internal chamber, near the bottom wall. These ribs project radially from the tubular body towards the center of the internal chamber forming a receiving space in which a first end of the spring (20) can be received and retained radially.
  • a fixing lug (14) can be provided on the outer face of the bottom wall (12) to fix, for example, a dip tube or anti-sagging means.
  • This post (14) is tubular in shape and surrounds the entrance opening (121).
  • the wall of the tubular body (1 1) narrows in the part carrying the vertical ribs (131).
  • this part can be frustoconical.
  • the tubular body (1 1) and the internal chamber (13) essentially consist of a cylindrical upper part continuing downwards by a narrowing part (here frustoconical) closed at the bottom by the bottom wall (12) .
  • the tubular wall and the internal chamber remain cylindrical up to the bottom wall. This narrowed portion contributes to reducing the cost of manufacturing the valves of the invention.
  • At least one opening (1 12) can be provided in the tubular body (1 1), which opening forms a passage bringing the outer face and the inner face of the tubular body into contact. This opening, which is not compulsory, serves as an additional gas outlet to improve the quality of the spray.
  • the second end of the tubular body (1 1) ends with a tapered edge (11 1). It is surrounded by a fixing ring (15) which consists of a tubular wall connected to the second end of the tubular body by a transverse wall (151). This transverse wall is for example parallel to a plane perpendicular to the main axis (A). It can be solid as in the present example, or crenellated if it is not necessary to ensure a seal between the two faces of this transverse wall.
  • the annular edge (upper face) (152) of the fixing ring (15) is preferably provided with at least one extra thickness of material going all the way around the ring and serving as an energy director during ultrasonic welding of the ring. valve body on the cup. In the example shown here, there are two material allowance rings (152a, 152b).
  • the cup (50) consists of a plate provided
  • peripheral support edge (51) intended to place the cup on a housing not shown
  • the cup has a convex inner face (501) and a concave outer face (502).
  • the descending wall (55) and the bottom wall (56) form a cavity (503) on the outer face (502) of the cup which is limited by the plane passing through the top of the bearing edge (51), which apex corresponding to the part of the bearing edge furthest from the central opening (52), considered along the central axis (A).
  • the descending wall (55) can be substantially cylindrical as in the examples presented here, or slightly frustoconical. It serves on the one hand to move the central opening (52) away from the bearing edge (51) by helping to make the cavity (503) deeper, and on the other hand, in certain cases, to fix the cup to the housing neck, especially in the event of expansion.
  • the domed bottom wall (56) is divided into a flat central portion (561) surrounding the central opening (52) and an inclined peripheral portion (562) located between the flat central part (561) and the descending wall (55).
  • the peripheral part (562) is preferably frustoconical.
  • the cup can also have an entirely frustoconical bottom. The inclination of the frustoconical part is such that the inner face of the bottom wall is convex and / or that the outer face of the bottom wall is concave.
  • the inclination of the frustoconical part (562) on the one hand serves to move the central opening (52) away from the bearing edge (51) and on the other hand allows the cup to resist the pressure prevailing in the container under pressure.
  • the supporting edge (51) is used to place the cup on the neck (61) of the housing (60).
  • the outer diameter of the supporting edge must be greater than the diameter of the neck so that the cup does not fall into the housing.
  • the neck of the housing is generally rolled up and the supporting edge surrounds at least the inner part of the neck. It may be preferable for the supporting edge to surround the collar on both sides of its top.
  • the supporting edge (51) forms an enveloping annular cavity (511) into which the neck of the housing can penetrate. This is the case with the cup in Figure 9.
  • the supporting edge (51) substantially conforms to the shape of the neck by enveloping it beyond the top of the neck.
  • the latter When a specific seal is provided between the cup and the neck of the housing, the latter is preferably placed in the annular cavity (51 1) of the cup in FIG. 9. It is then necessary to compress the seal during expansion. In such a case, it is common to exert a force which may be in the order of 75 kg on the cup when expanding.
  • the inner face (501) of the cup may be provided with a layer (54) which can serve as a seal.
  • this layer can be made of polymer, preferably polypropylene or another polyolefin (PE, PET, TPE), virgin, recycled or biobased, of food grade or not.
  • PE polypropylene
  • PET polyolefin
  • biobased of food grade or not.
  • the force exerted on the cup during attachment serves mainly to hold it in place and does not need to be very great. It is therefore possible to dispense with the annular cavity (51 1), the bearing edge simply having to be sufficient to retain the cup despite the pressure exerted to hold the cup in place. This measure
  • the edge (563) of the bottom wall (56) surrounding the central opening (52) is in alignment with this bottom wall, that is to say that 'it is in the plane of the flat central part (561), or in the same frustoconical envelope as the frustoconical peripheral part (562) if there is no flat central part.
  • This is the case of the cups shown on the right in Figures 5, 6, 7 and 11, or on the cup of Figure 10.
  • this solution has the drawback that a remainder of product which would have fallen into the cup could be in contact with the sharp edge of the edge of the cup at the level of the central opening at the risk of this edge corroding if the cup is at least partly metallic.
  • edge (564) of the central part (561) forming a rolled edge (521).
  • This rolled edge is preferably straightened towards the outer face of the cup as shown on the left in Figures 5, 6, 7 and 11, or on the cup of Figures 2, 4, 8 and 9.
  • Figures 5 to 7 and 11 it should be understood that they each represent two types of cups, and that a cup has either a single edge (as shown to the right of the figures) or a turned-up edge (as shown to the left of the figures).
  • the valve cup is therefore preferably configured so that the valve body is fixed on a convex or planar part of its inner face, but not in a concave part as in the state of the art.
  • the central opening (52) on the outside face (502) of the cup is sufficiently low in the cavity and away from the plane defined by the top of the bearing edge, to allow the projecting part of the stem (31) to be at least partly located in said cavity (503).
  • the entrance to the central opening (52) on the inner face of the cup is at the lowest level of the cup, and at the level furthest from the plane formed by the top of the bearing edge.
  • the product outlet rod leaves the valve body (10) and enters this central opening (52) at the lowest level of the inner face of the cup.
  • the interface between the central opening (52) and the internal chamber (13) of the valve body is located at the lowest level of the internal face of the cup. This does not necessarily imply that the valve body is also attached to the lowest level of the cup. Indeed, if the fixing ring (15) is not fixed on the flat central part (561), but on the frustoconical peripheral part, the interface between the cup and the valve body is located at a higher level than the interface between the central opening (52) and the internal chamber (53).
  • the rod which passes through the central opening (52) can carry the valve to be inserted into the valve body if it is a male type valve (male valve stem), or it can be carried by a diffuser intended to actuate the valve if it is a female type valve.
  • the cup can be made entirely of polymer. It is also possible that it consists, as in the present example, of an outer layer (53) of metal and an inner layer (54) of polymer. It is possible, for example, to choose a laminate of metal and polymer. In particular, a laminate of 0.25 mm of steel and 200 ⁇ m of PP is particularly well suited to the invention.
  • the cup When the cup is made at least partly of metal, it is possible to expand it on the neck of the housing. In this case, the descending wall (55) is deformed outwardly of the cup cavity. This operation can cause a slight deformation of the cup and a rise of the central opening (52) and consequently of the stem (30) or of the seat of the valve. This slight rise can be taken into account when choosing the stem or diffuser to use to open the valve.
  • the cup is glued or welded to the housing.
  • the fixing can be done at the support edge and / or the descending wall.
  • the cup can be defined by its ribs, including the following ribs:
  • H1 Total height of the cup defined as being the distance between the projection on the central axis (A) of the top of the outer face of the bearing edge (51) and the projection on the central axis (A) of the face interior of the cup at the central opening (52);
  • H4 Contact height before mounting the cup on the housing defined as the distance between the projection on the central axis (A) of the top of the stem (31) and the projection on the central axis (A) of the top of the outer face of the bearing edge (51);
  • the stem (30) is of current form. It consists of a cylindrical wall (31) open at its upper end (311) and closed at its lower end, forming an outlet channel for the product.
  • One or more orifices (312) placed at the bottom of the outlet channel pass through radially the cylindrical wall to bring the inner face and the outer face of said cylindrical wall (31) into contact.
  • the cylindrical wall (31) constitutes the product outlet rod.
  • This cylindrical wall continues with the part serving as a valve which comprises a crown (32) of larger diameter having on its external face vertical channels or vertical ribs allowing the product to bypass the crown.
  • the outer casing of this ring has a diameter slightly smaller than the inner diameter of the tubular body (11) of the valve body so that it can enter the latter while being guided.
  • the crown (32) On its upper annular face, the crown (32) is provided with a sealing rib (321) to seal with the valve seal (40).
  • the crown (32) continues downwards through a guide pin (33) intended to cooperate with the second end of the spring (20).
  • the seat of female valves and the grommet of high flow valves are also common.
  • the valve seal (40) is also a classic part. This is an annular seal, the internal diameter of which is chosen to tightly enclose the cylindrical wall (31) of the stem or the stem of a diffuser. The outer diameter is chosen so that the entire tapered edge (111) of the tubular body of the valve body can be sealed against the valve seal (40).
  • the valve seal takes place in the space delimited on the one hand by the internal face of the fixing ring and on the other hand by the transverse wall (151).
  • the spring is wedged between the bottom wall (12) of the valve body and the guide pin (33) of the stem or of the seat.
  • the male valve of the invention is assembled as follows.
  • the spring (20) is placed in the bottom of the internal chamber (13) with its first end located between the vertical ribs (131).
  • the valve seal (40) is mounted on the stem (30) so on the one hand that it plugs the orifices (312) of the stem and on the other hand that it bears tightly against the sealing rib (321).
  • the stem / seal assembly is inserted into the valve body by the guide pin (33) so that the latter (33) enters the second end of the spring (20).
  • the cup is then put in place by passing the free end of the stem through the central opening (52).
  • the cup is brought closer to the valve body until the annular wafer (152) contacts the interior face (54) of the cup.
  • the valve seal (40) bears tight against the tapered edge (11 1). All that remains is to weld the cup and the valve body at the level of the annular section (152). This welding can be carried out by any suitable means, and in particular by ultrasonic welding or by rotary welding.
  • the cup is substantially planar at the level of the valve body and around this valve body.
  • the height of the internal face of the fixing ring is substantially identical to the thickness of the valve seal (40).
  • the tapered edge (1 11) helps to press the seal in a sealed manner against the inner face of the cup.
  • the seal between the cup (50) and the valve body (10) is therefore ensured by the valve seal crushed against the inner face (54) of the cup by the tapered edge (11 1), forming an annular seal all around the central opening (52).
  • the weld at the interface between the fixing ring and the cup therefore does not need to be waterproof. It must only hold the valve body against the cup against the effect of the spring (20) and ensure a good plating of the valve seal (40) against the inner face (54) of the cup. It is therefore possible that the weld is not continuous.
  • the cup is not flat and in particular that the central opening (52) is located in the center of the frustoconical peripheral part (562) of the bottom wall.
  • the outer layer (53) is metallic
  • the concave shape of the outer face (53) of the cup and the convex shape of the inner face (54) may be sufficient to obtain a sufficiently rigid cup.
  • such a measure may prove to be insufficient in certain cases, in particular when the cup is made exclusively of polymer.
  • Vertical and radial reinforcing ribs can then be provided on at least one of the faces of the cup, in particular on the outer face (53).
  • valve body and cup must be compatible if the valve body is to be welded to the cup.
  • polypropylene, or other polyolefins will be chosen for the valve body and the cup or the polymer layer of the cup.
  • the valve body and the cup are not necessarily made from the same polymer.
  • valve according to the invention lies in the fact that no part can be ejected from the valve. Indeed, all the parts are located on the side of the inner face of the cup and none is dimensioned to pass through the central opening. The weld between the valve body and the cup is not subjected to any tensile force. It therefore does not need to be particularly resistant.
  • fixing the valve body on the inner face of the convex cup it is no longer necessary to provide, as in the state of the art, a fixing dome intended to crimp the cup on the fixing ring. (15) of the valve body. This has two major advantages. On the one hand, this saves the material required for stamping the dome.
  • the part of the stem which protrudes out of the valve and on which the diffuser must be fixed is located at least partly inside the cavity formed by the cup as shown. indeed Figures 2 and 7. Even if the cup is deformed during expansion on the housing and / or during pressurization, and the central opening is thereby slightly raised, the protruding part of the stem remains at least largely sheltered, tucked inside the cavity formed by the cup.
  • the cup can be configured to allow the attachment of a removable protection on its upper face to close the cavity after conditioning of the pressure vessel.
  • the inclination of the frustoconical part (562) will be chosen as a function of the pressure prevailing in the pressure vessel and the distance having to separate the central opening (52) and the bearing edge (51), in other words of the depth of the cup cavity.
  • the height of the stem (30) of a male valve will be chosen according to the depth of the cavity and the contact height (H4) desired by the customer.
  • the stem must protrude from the cup by a sufficient height corresponding at least to the sum of the opening stroke of the stem and the height necessary for fixing the diffuser.
  • stems of different sizes to adapt the contact height (H4) to the specific needs of the customer.
  • the inclination of the frustoconical part (562) of the bottom wall and the height of the descending wall (55) can be adapted.
  • the invention relates more generally to a male valve cup having an inner face and an outer face, and provided with a central opening for the passage of the protruding part of the stem, a cavity on the outer face, said cavity surrounding the central opening, the cup being configured to receive a valve body on its inner face, preferably in a flat or convex part of its inner face, and
  • the valve cup is therefore configured so that the valve body is fixed on a convex or planar part of its inner face, but not in a concave part as in the state of the art.
  • the entrance to the central opening (52) on the inner face of the cup is at the lowest level of the cup, and at the level furthest from the plane formed by the top of the supporting edge.
  • the stem leaves the valve body and enters this central opening at the lowest level of the inner face of the cup.
  • the interface between the central opening and the inner chamber of the valve body is at the lowest level of the inner face of the cup. This does not necessarily mean that the valve body is also attached to the lowest level of the cup.
  • valve body on the inside face of the cup does not require the presence on the bottom wall of a frustoconical part either.
  • the valve body could be fixed on the inner face of cups having a completely different geometry.

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Abstract

L'invention concerne une coupelle de valve pour récipient sous pression, présentant une face extérieure et une face intérieure et étant munie - d'un bord d'appui (51) périphérique pour poser la coupelle sur un boîtier - d'une ouverture centrale pour le passage d'une tige de sortie (31) du produit, - d'une paroi descendante dans le prolongement du bord d'appui, et - d'une paroi de fond entre la paroi descendante et l'ouverture centrale. Conformément à l'invention, la paroi de fond comprend au moins une partie périphérique tronconique dont la face extérieure est concave.

Description

Description
Coupelle de valve pour récipient sous pression
Domaine de l’invention
L’invention concerne une coupelle de valve pour récipient sous pression. La coupelle de valve présente une face extérieure et une face intérieure et elle est munie
d’un bord d’appui périphérique pour poser la coupelle sur un boîtier,
d’une ouverture centrale pour le passage d’une tige de sortie du produit,
d’une paroi descendante dans le prolongement du bord d’appui, et
d’une paroi de fond entre la paroi descendante et l’ouverture centrale.
État de la technique
Les coupelles de valves selon le préambule sont couramment utilisées pour des récipients sous pression, notamment pour des générateurs d’aérosol. Un corps de valve est fixé à la coupelle en formant une chambre interne dans laquelle se trouvent un ressort, un joint et entre les deux une partie au moins de la soupape. Le ressort pousse la soupape contre le joint de sorte que la valve est fermée. Pour introduire le joint, le ressort et la soupape, il est indispensable d’avoir une ouverture d’accès avant le montage final. Traditionnellement, la coupelle est munie d’un dôme qui est serti sur le sommet du corps de valve muni pour cela d’une surépaisseur annulaire à son sommet. Cette méthode fonctionne très bien quand la coupelle est métallique. Cependant, la tendance actuelle tend à éliminer les pièces métalliques et à les remplacer dans la mesure du possible par du polymère afin de faciliter le recyclage des générateurs d’aérosol. On connaît donc des valves dans lesquelles la coupelle est elle aussi en polymère.
Dans ce cas, il est possible d’avoir un ensemble d’un seul tenant constitué du corps de valve et de la coupelle, l’espace interne étant alors fermé par une rondelle soudée par le dessus. On connaît une telle valve du document WO 2016/202754 A1 par exemple. L’inconvénient de cette solution réside dans le fait que si la soudure entre la rondelle et la coupelle était défectueuse, la rondelle pourrait se décrocher et être expulsée avec force au risque de blesser son utilisateur.
Dans d’autres variantes, le corps de valve est fixé à la coupelle par encliquetage. On citera à titre d’exemple le document FR 2 508 136 A1. Cela nécessite des moules plus complexes pour réaliser d’une part les languettes d’encliquetage sur la coupelle ou le corps de valve et d’autre part les évidements correspondants sur l’autre pièce. De plus, il faut surdimensionner les pièces pour tenir compte de la hauteur de la fixation.
Objectif de l’invention
L’objectif de l’invention est de proposer une coupelle économique à fabriquer. Un autre objectif est de concevoir la coupelle qui, lorsqu’elle est utilisée pour une valve mâle, protège au moins en partie la partie saillante du stem d’une valve mâle.
Exposé de l’invention
Cet objectif est atteint par la coupelle de valve de l’invention dans laquelle la paroi de fond comprend au moins une partie périphérique tronconique dont la face extérieure est concave.
La coupelle est de préférence configurée pour recevoir sur la face intérieure un corps de valve. Autrement dit, la face intérieure de la coupelle de valve peut être munie de moyens pour fixer un corps de valve. Ces moyens peuvent notamment être une matière sur laquelle peut être collé ou soudé le corps de valve.
La paroi de fond peut comprendre une partie centrale plane située entre la partie périphérique tronconique et l’ouverture centrale. Bien que cette partie centrale plane puisse présenter des avantages, notamment pour la fixation d’un corps de valve, elle n’est cependant pas indispensable.
Le bord de la paroi de fond qui entoure l’ouverture centrale peut être dans l’alignement de la partie périphérique tronconique ou, si la paroi de fond comprend une la partie centrale plane, dans l’alignement de ladite partie centrale plane. Autrement dit, le bord peut être dans la même surface tronconique que la partie périphérique ou dans le même plan que la partie centrale. Cependant, il peut s’avérer utile de retrousser le bord pour éviter que la tranche de la coupelle au niveau de l’ouverture centrale ne soit en contact par exemple avec un reste de produit tombé dans la coupelle. Pour cela, on peut prévoir que le bord de la paroi de fond qui entoure l’ouverture centrale soit retroussé en formant un bord roulé, de préférence retroussé du côté de la face extérieure de la coupelle. Ainsi, la tranche du bord de la coupelle entourant l’ouverture centrale se trouve à distance, de préférence au-dessus, de la paroi de fond.
Le bord d’appui de la coupelle peut être muni d’une cavité annulaire dans laquelle peut pénétrer le col d’un boîtier. Cette solution sera à privilégier par exemple si un joint torique est placé entre la coupelle et le col du boîtier. Sinon, l’extrémité périphérique du bord d’appui peut se présenter sous la forme d’un anneau plat et/ou d’un anneau dont la paroi est inclinée vers le centre de la coupelle. Autrement dit, le bord d’appui ne redescend pas après avoir atteint son point le plus haut. La paroi inclinée peut être par exemple tronconique ou partiellement torique. Sa face intérieure a de préférence sensiblement les dimensions et la forme du col du boîtier auquel elle est destinée.
La face intérieure de la coupelle au moins peut être réalisée en polymère, de préférence en polypropylène ou une autre polyoléfine (PE, PET, TPE), vierge, recyclé ou biosourcé. Cela permet d’une part de servir de joint si la coupelle est fixée au boîtier par dudgeonnage, et d’autre part à souder un corps de valve sur la face intérieure de la coupelle comme cela sera présenté plus loin.
La face extérieure de la coupelle au moins peut être métallique, de préférence en aluminium ou en fer blanc. Cela permet de fixer la coupelle par dudgeonnage. De plus, cette couche métallique confère à la coupelle une rigidité suffisante pour résister à la pression régnant dans le récipient sous pression. Si nécessaire, des nervures de renfort peuvent être prévues sur une face au moins de la coupelle, de préférence la face extérieure.
L’invention concerne également une valve munie d’une coupelle selon l’invention. Une telle valve est constituée d’une coupelle de l’invention, d’un corps de valve dans lequel sont placés un ressort, une soupape et un joint de soupape, le corps de valve étant fixé sur la face intérieure de la coupelle. Conformément à l’invention, le joint de soupape est plaqué contre la face intérieure de la paroi de fond de la coupelle en entourant l’ouverture centrale, et le corps de valve est fixé sur la face intérieure de la paroi de fond par soudage ou par collage. Le corps de valve peut être soudé sur la partie centrale plane de la paroi de fond ou sur la partie périphérique tronconique de la paroi de fond.
Quand la valve est une valve mâle, la soupape est constituée par le gicleur et une partie saillante du gicleur saille de la face extérieure de la coupelle à travers l’ouverture centrale. Dans ce cas, au moins la partie inférieure de la partie saillante du gicleur, de préférence au moins la moitié de cette partie saillante, est située dans la cavité définie par le plan passant par le sommet du bord d’appui, la paroi descendante et la paroi de fond.
Dans un mode de réalisation privilégié de l’invention, au moins avant le montage de la valve sur un boîtier pour former un récipient, la totalité de la partie saillante du gicleur est située dans la cavité. Dans ce cas, la cavité est de préférence configurée pour être fermée au plus tard après conditionnement du récipient sous pression par une protection amovible, de préférence une pellicule pelable ou un capuchon.
Le corps de valve peut comprendre un corps tubulaire muni
à une extrémité d’une arête effilée annulaire, laquelle arête effilée est en appui étanche contre le joint de soupape en entourant l’ouverture centrale, ainsi que
d’une couronne de fixation par laquelle le corps de valve est soudé à la coupelle.
Le corps de tubulaire peut comprendre une paroi cylindrique munie à son extrémité supérieure de l’arête effilée et se prolongeant à l’autre extrémité par une paroi se rétrécissant en direction opposée à l’arête effilée.
Brève description des figures
L’invention est décrite plus en détail ci-dessous à l’aide des figures qui montrent :
Fig.1 une vue éclatée d’une valve de type mâle munie d’une coupelle selon l’invention ;
Fig. 2 une vue en coupe de la valve de la figure 1 ;
Fig. 3 une vue en coupe et en perspective (a) du corps de valve de la valve de la figure 1 , et
(b) du stem de valve mâle ;
Fig. 4 une vue en coupe et en perspective de la coupelle de valve de la figure 1 ;
Fig. 5 une vue en coupe d’une valve de type femelle munie d’une coupelle selon l’invention, montrant (a) à gauche une coupelle avec un bord central roulé et (b) à droite une coupelle avec un bord central simple ;
Fig. 6 une vue en coupe d’une valve de type à gros débit munie d’une coupelle selon l’invention, montrant (a) à gauche une coupelle avec un bord central roulé et (b) à droite une coupelle avec un bord central simple ;
Fig. 7 une vue en coupe d’une valve de type mâle munie d’une coupelle selon l’invention dont le fond est constitué exclusivement d’une partie tronconique, montrant (a) à gauche une coupelle avec un bord central roulé et (b) à droite une coupelle avec un bord central simple ;
Fig. 8 une vue en coupe d’une première coupelle à bord central roulé et bord périphérique court ;
Fig. 9 une vue en coupe d’une deuxième coupelle à bord central roulé et bord périphérique enveloppant ;
Fig. 10 une vue en coupe d’une troisième coupelle à bord central simple et bord périphérique court ; Fig. 11 une vue en coupe d’une quatrième coupelle à bord périphérique court et dont le fond est constitué exclusivement d’une partie tronconique, montrant (a) à gauche une coupelle avec un bord central roulé et (b) à droite une coupelle avec un bord central simple ;
Fig. 12 une vue en coupe de la valve de la figure 1 dudgeonnée sur un boîtier en formant un récipient sous pression.
Exposé détaillé de l’invention
L’invention concerne une coupelle de valve pour une valve (1) destinée à un récipient sous pression. La valve (1) est constituée principalement :
d’une coupelle (50) et
d’un corps de valve (10) dans lequel sont placés :
• un ressort (20),
• une soupape (30) et
• un joint de soupape (40).
Les valves à soupape sont fermées hermétiquement par une soupape qui doit être écartée du joint de soupape pour laisser le produit sortir de la valve. Le produit quitte la valve par un petit tube, appelé stem ou tige, qui traverse une ouverture centrale de la coupelle.
La valve (1) de l’invention peut être utilisée dans toutes les positions. Dans les figures illustrant cette demande, la valve est représentée avec le stem ou l’ouverture d’accès à la valve femelle dirigé vers le haut. Les références « haut » / « bas » ou « supérieur » / « inférieur » n’ont qu’une valeur relative en rapport avec les représentations des figures ci-jointes. Il va de soi que la valve peut être utilisée dans toutes les positions et que ce qui est en haut dans la position représentée ici ne le sera pas nécessairement lors de l’utilisation. Par ailleurs, la valve s’étend longitudinalement par rapport à un axe principal (A), vertical dans les représentations des figures ci-jointes. Les termes « radial », « axial » et « transversal » se rapportent à cet axe principal (A).
Comme pour toute valve à coupelle, la coupelle (50) constitue une séparation entre le côté de la valve destiné à être placé à l’intérieur du boîtier et l’autre côté destiné à être à l’extérieur du boîtier. Les termes « intérieur » et « extérieur » se rapportent aux éléments situés du côté intérieur ou extérieur de la coupelle. Les termes « interne » et « externe » se rapportent à un composant particulier (en particulier le corps de valve) et définissent ce qui se trouve dans ou hors dudit composant, peu importe qu’il s’agisse d’un composant situé sur la face intérieure ou extérieure de la coupelle.
Les exemples présentés aux figures 2 et 7 sont des valves de type mâle dans lesquelles la soupape fait partie intégrante du stem (30) dont une partie de la tige (31) saille hors de la valve. Comme le montre la figure 5, l’invention peut s’appliquer également à une valve de type femelle ayant comme soupape un siège qui est situé dans le corps de valve et qui doit être actionné par une tige extérieure (généralement celle d’un diffuseur) pénétrant dans la valve par l’ouverture centrale. L’invention peut également être utilisée pour une valve de type à gros débit comme celle illustrée sur la figure 6. Pour simplifier la description, le terme « stem » est utilisé pour désigner une tige munie d’une soupape en formant un stem de valve mâle ou tige mâle, tandis que le terme « tige » est utilisé de façon plus générale pour désigner le petit tube de sortie qui traverse l’ouverture centrale de la coupelle, que cette tige fasse partie d’un « stem » de valve mâle ou d’un diffuseur pour valve femelle.
Le corps de valve (10) se compose principalement d’un corps tubulaire (11) fermé partiellement à une première extrémité, appelée extrémité inférieure, par une paroi de fond (12) présentant une ouverture d’entrée (121). Le corps tubulaire (1 1) et la paroi de fond (12) définissent ensemble une chambre interne (13). Des nervures verticales (131) peuvent être prévues dans le fond de la chambre interne, à proximité de la paroi de fond. Ces nervures saillent radialement du corps tubulaire en direction du centre de la chambre interne en formant un espace de réception dans lequel une première extrémité du ressort (20) peut être reçue et retenue radialement. Un tenon de fixation (14) peut être prévu sur la face externe de la paroi de fond (12) pour fixer par exemple un tube plongeur ou des moyens anti-affaissement. Ce tenon (14) est de forme tubulaire et entoure l’ouverture d’entrée (121).
Pour économiser de la matière, il est préférable que la paroi du corps tubulaire (1 1) se rétrécisse dans la partie portant les nervures verticales (131). Notamment, cette partie peut être tronconique. Ainsi, le corps tubulaire (1 1) et la chambre interne (13) se composent essentiellement d’une partie supérieure cylindrique se poursuivant vers le bas par une partie se rétrécissant (ici tronconique) fermée en bas par la paroi de fond (12). Dans les corps de valve de l’état de la technique, la paroi tubulaire et la chambre interne restent cylindriques jusqu’à la paroi de fond. Cette partie rétrécie contribue à diminuer le coût de fabrication des valves de l’invention. Une ouverture (1 12) au moins peut être prévue dans le corps tubulaire (1 1), laquelle ouverture forme un passage mettant en contact la face externe et la face interne du corps tubulaire. Cette ouverture, qui n’est pas obligatoire, sert de prise de gaz additionnelle pour améliorer la qualité de la pulvérisation.
La deuxième extrémité du corps tubulaire (1 1) se termine par une arête effilée (11 1). Elle est entourée d’une couronne de fixation (15) qui est constituée d’une paroi tubulaire reliée à la seconde extrémité du corps tubulaire par une paroi transversale (151). Cette paroi transversale est par exemple parallèle à un plan perpendiculaire à l’axe principal (A). Elle peut être pleine comme dans le présent exemple, ou crénelée s’il n’est pas nécessaire d’assurer une étanchéité entre les deux faces de cette paroi transversale. La tranche (face supérieure) annulaire (152) de la couronne de fixation (15) est de préférence munie d’au moins une surépaisseur de matière faisant le tour complet de la couronne et servant de directeur d’énergie lors du soudage par ultrason du corps de valve sur la coupelle. Dans l’exemple présenté ici, il y a deux anneaux de surépaisseur de matière (152a, 152b).
La coupelle (50) est constituée d’une plaque munie
d’un bord d’appui (51) périphérique destiné à poser la coupelle sur un boîtier non représenté,
d’une ouverture centrale (52) destinée au passage d’une tige de sortie du produit, et d’une paroi qui s’étend entre le bord d’appui (51) et l’ouverture centrale en étant divisée en
• une paroi descendante (55), et
• une paroi de fond (56) bombée.
La coupelle a une face intérieure (501) convexe et une face extérieure (502) concave. La paroi descendante (55) et la paroi de fond (56) forment une cavité (503) sur la face extérieure (502) de la coupelle qui est limitée par le plan passant par le somment du bord d’appui (51), lequel sommet correspondant à la partie du bord d’appui la plus éloignée de l’ouverture centrale (52), considéré le long de l’axe central (A).
La paroi descendante (55) peut être sensiblement cylindrique comme dans les exemples présentés ici, ou légèrement tronconique. Elle sert d’une part à éloigner l’ouverture centrale (52) du bord d’appui (51) en contribuant à rendre la cavité (503) plus profonde, et d’autre part, dans certains cas, à fixer la coupelle au col du boîtier, notamment en cas de dudgeonnage. A l’exception de la coupelle des figures 7 et 11 , la paroi de fond bombée (56) est divisée en une partie centrale (561) plane entourant l’ouverture centrale (52) et une partie périphérique (562) inclinée située entre la partie centrale plane (561) et la paroi descendante (55). La partie périphérique (562) est de préférence tronconique. Comme le montrent les figures 7 et 11 , la coupelle peut également avoir un fond entièrement tronconique. L’inclinaison de la partie tronconique est telle que la face intérieure de la paroi de fond est convexe et/ou que la face extérieure de la paroi de fond est concave.
L’inclinaison de la partie tronconique (562) d’une part sert à éloigner l’ouverture centrale (52) du bord d’appui (51) et d’autre part permet à la coupelle de résister à la pression régnant dans le récipient sous pression.
Le bord d’appui (51) sert à poser la coupelle sur le col (61) du boîtier (60). Le diamètre extérieur du bord d’appui doit être supérieur au diamètre du col afin que la coupelle ne tombe pas dans le boîtier. Dans le cas des coupelles dudgeonnées, le col du boîtier est généralement roulé et le bord d’appui entoure au moins la partie interne du col. Il peut être préférable que le bord d’appui entoure le col de part et d’autre de son sommet. Dans ce cas, le bord d’appui (51) forme une cavité annulaire (511) enveloppante dans laquelle peut pénétrer le col du boîtier. C’est le cas de la coupelle de la figure 9. Quand la coupelle est dudgeonnée, le bord d’appui (51) épouse sensiblement la forme du col en l’enveloppant au-delà du sommet du col.
Quand un joint spécifique est prévu entre la coupelle et le col du boîtier, celui-ci est de préférence placé dans la cavité annulaire (51 1) de la coupelle de la figure 9. Il est alors nécessaire de comprimer le joint lors du dudgeonnage. Dans un tel cas, il est courant d’exercer une force qui peut être de l’ordre de 75 kg sur la coupelle lors du dudgeonnage.
Pour économiser de la matière, il est cependant possible de renoncer à cette extrémité enveloppante et à la cavité annulaire (511). Il suffit que le bord d’appui (51) soit suffisamment large pour retenir la coupelle sur le col du boîtier lors de la fixation de la coupelle sur le boîtier.
La face intérieure (501) de la coupelle peut être munie d’une couche (54) pouvant servir de joint d’étanchéité. Par exemple, cette couche peut être en polymère, de préférence en polypropylène ou une autre polyoléfine (PE, PET, TPE), vierge, recyclé ou biosourcé, de qualité alimentaire ou non. Dans un tel cas, il n’est pas nécessaire d’exercer une force aussi importante sur la coupelle lors du dudgeonnage, car l’étanchéité est réalisée essentiellement à l’interface entre la paroi descendante (55) et l’intérieur du col au niveau du dudgeonnage. Il s’agit d’une force sensiblement radiale qui ne soumet pas le bord d’appui à une contrainte aussi élevée que pour les coupelles à joint dans la cavité annulaire. La force exercée sur la coupelle lors de la fixation sert principalement à la maintenir en place et n’a pas besoin d’être très élevée. Il est donc possible de renoncer à la cavité annulaire (51 1), le bord d’appui devant simplement suffire à retenir la coupelle malgré la pression exercée pour maintenir en place la coupelle. Cette mesure permet d’économiser la matière nécessaire pour former la cavité annulaire.
Dans un mode de réalisation simple de la coupelle, le bord (563) de la paroi de fond (56) entourant l’ouverture centrale (52) est dans l’alignement de cette paroi de fond, c’est-à-dire qu’il est dans le plan de la partie centrale plane (561), ou dans la même enveloppe tronconique que la partie périphérique tronconique (562) s’il n’y a pas de partie centrale plane. C’est le cas des coupelles représentées à droite sur les figures 5, 6, 7 et 1 1 , ou sur la coupelle de la figure 10. Cette solution a cependant l’inconvénient qu’un reste de produit qui serait tombé dans la coupelle pourrait être en contact avec l’arête vive du bord de la coupelle au niveau de l’ouverture centrale au risque que ce bord ne se corrode si la coupelle est au moins en partie métallique. Il peut donc être préférable dans certains cas de retrousser le bord (564) de la partie centrale (561) en formant un bord roulé (521). Ce bord roulé est de préférence redressé vers la face extérieure de la coupelle comme cela est représenté à gauche sur les figures 5, 6, 7 et 11 , ou sur la coupelle des figures 2, 4, 8 et 9. Concernant les figures 5 à 7 et 11 , il faut comprendre qu’elles représentent chacune deux types de coupelles, et qu’une coupelle a soit un bord simple (comme représenté à droite des figures) soit un bord retroussé (comme représenté à gauche des figures).
La coupelle de valve est donc de préférence configurée pour que le corps de valve soit fixé sur une partie convexe ou plane de sa face intérieure, mais pas dans une partie concave comme dans l’état de la technique. L’ouverture centrale (52) côté face extérieure (502) de la coupelle est suffisamment basse dans la cavité et éloignée du plan défini par le sommet du bord d’appui, pour permettre à la partie saillante du stem (31) d’être au moins en partie située dans ladite cavité (503). L’entrée de l’ouverture centrale (52) sur la face intérieure de la coupelle se trouve au niveau le plus bas de la coupelle, et au niveau le plus éloigné du plan formé par le sommet du bord d’appui. Autrement dit, la tige de sortie du produit quitte le corps de valve (10) et pénètre dans cette ouverture centrale (52) au niveau le plus bas de la face intérieure de la coupelle. Exprimé encore autrement, l’interface entre l’ouverture centrale (52) et la chambre interne (13) du corps de valve se situe au niveau le plus bas de la face intérieure de la coupelle. Cela n’implique pas forcément que le corps de valve soit également fixé au niveau le plus bas de la coupelle. En effet, si la couronne de fixation (15) n’est pas fixée sur la partie centrale plane (561), mais sur la partie périphérique tronconique, l’interface entre la coupelle et le corps de valve se situe à un niveau plus élevé que l’interface entre l’ouverture centrale (52) et la chambre interne (53).
De façon générale, la tige qui passe à travers l’ouverture centrale (52) peut porter la soupape à insérer dans le corps de valve s’il s’agit d’une valve de type mâle (stem de valve mâle), ou elle peut être portée par un diffuseur destiné à actionner la valve s’il s’agit d’une valve de type femelle.
La coupelle peut être réalisée entièrement en polymère. Il est également possible qu’elle soit constituée, comme dans le présent exemple, d’une couche extérieure (53) métallique et d’une couche intérieure (54) en polymère. On pourra choisir par exemple un laminé de métal et polymère. Notamment, un laminé de 0,25 mm d’acier et 200 pm de PP est particulièrement bien adapté à l’invention.
Quand la coupelle est constituée au moins en partie de métal, il est possible de la dudgeonner sur le col du boîtier. Dans ce cas, la paroi descendante (55) est déformée vers l’extérieur de la cavité de la coupelle. Cette opération peut provoquer une légère déformation de la coupelle et une remontée de l’ouverture centrale (52) et par conséquent du stem (30) ou du siège de la valve. On pourra tenir compte de cette légère remontée lors du choix du stem ou du diffuseur à utiliser pour ouvrir la valve.
Il est également possible que la coupelle soit collée ou soudée au boîtier. Dans ce cas, la fixation peut se faire au niveau du bord d’appui et/ou de la paroi descendante.
La coupelle peut être définie par ses côtes, notamment les côtes suivantes :
D1 Diamètre externe de la coupelle, mesuré soit au point où le bord d’appui redescend pour former une cavité annulaire (51 1) comme sur la figure 9, soit à l’extrémité périphérique plane ou inclinée quand le bord d’appui n’a pas de cavité pour le col du boîtier, comme sur les figures 8 et 10 par exemple ;
D2 Diamètre de la paroi descendante, mesuré dans sa partie la plus large ;
D3 Diamètre de la jonction entre la partie périphérique (562) tronconique et la partie centrale (561) plane de la paroi de fond ;
D4 Diamètre interne de l’ouverture centrale (52) ;
D5 Diamètre du bord extérieur de la cavité annulaire (511) ; H1 Hauteur totale de la coupelle définie comme étant la distance entre la projection sur l’axe central (A) du sommet de la face extérieure du bord d’appui (51) et la projection sur l’axe central (A) de la face intérieure de la coupelle au niveau de l’ouverture centrale (52) ;
H2 Distance entre la projection sur l’axe central (A) du sommet de la face extérieure du bord d’appui (51) et la projection sur l’axe central (A) du bas de la paroi descendante (55) ;
H3 Distance entre la projection sur l’axe central (A) du sommet du bord roulé (521/564) et la projection sur l’axe central (A) de la face intérieure de la coupelle au niveau de l’ouverture centrale (52) ;
H4 Hauteur de contact avant montage de la coupelle sur le boîtier, définie comme étant la distance entre la projection sur l’axe central (A) du sommet du stem (31) et la projection sur l’axe central (A) du sommet de la face extérieure du bord d’appui (51) ;
H5 Profondeur de la cavité annulaire recevant le bord du boîtier.
En connaissant H1 et H2 d’une part et D2 et D3 (ou D4 quand il n’y a pas de partie centrale (561) plane) d’autre part, on peut déterminer l’angle d’inclinaison de la partie périphérique (561) tronconique de la paroi de fond.
Le tableau ci-dessous indique des exemples de dimensions.
Figure imgf000013_0001
Le stem (30) est de forme courante. Il se compose d’une paroi cylindrique (31) ouverte à son extrémité supérieure (311) et fermée à son extrémité inférieure en formant un canal de sortie du produit. Un ou plusieurs orifices (312) placés en bas du canal de sortie traversent radialement la paroi cylindrique pour mettre en contact la face interne et la face externe de ladite paroi cylindrique (31). La paroi cylindrique (31) constitue la tige de sortie du produit. Cette paroi cylindrique se poursuit par la partie servant de soupape qui comprend une couronne (32) de plus grand diamètre présentant sur sa face externe des canaux verticaux ou des nervures verticales permettant au produit de contourner la couronne. L’enveloppe extérieure de cette couronne a un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du corps tubulaire (11) du corps de valve de sorte qu’elle peut entrer dans celle-ci tout en étant guidée. Sur sa face annulaire supérieure, la couronne (32) est munie d’une nervure d’étanchéité (321) pour assurer l’étanchéité avec le joint de soupape (40). La couronne (32) se poursuit vers le bas par un tenon de guidage (33) destiné à coopérer avec la deuxième extrémité du ressort (20). Le siège des valves femelles et le grommet des valves à gros débit sont également de forme courante.
Le joint de soupape (40) est également une pièce classique. Il s’agit d’un joint annulaire dont le diamètre interne est choisi pour enserrer de façon étanche la paroi cylindrique (31) du stem ou de la tige d’un diffuseur. Le diamètre externe est choisi pour que toute l’arête effilée (111) du corps tubulaire du corps de valve puisse être en appui étanche contre le joint de soupape (40). Dans le présent exemple, le joint de soupape prend place dans l’espace délimité d’une part par la face interne de la couronne de fixation et d’autre part par la paroi transversale (151).
Le ressort est coincé entre la paroi de fond (12) du corps de valve et le tenon de guidage (33) du stem ou du siège.
La valve mâle de l’invention est assemblée de la façon suivante. Le ressort (20) est placé dans le fond de la chambre interne (13) avec sa première extrémité située entre les nervures verticales (131). Le joint de soupape (40) est monté sur le stem (30) de sorte d’une part qu’il bouche les orifices (312) du stem et d’autre part qu’il soit en appui étanche contre la nervure d’étanchéité (321). L’ensemble stem/joint est inséré dans le corps de valve par le tenon de guidage (33) de sorte que ce dernier (33) pénètre dans la seconde extrémité du ressort (20). La coupelle est ensuite mise en place en faisant passer l’extrémité libre du stem dans l’ouverture centrale (52). La coupelle est approchée du corps de valve jusqu’à ce que la tranche annulaire (152) soit en contact avec la face intérieure (54) de la coupelle. Dans cette position, le joint de soupape (40) est en appui étanche contre l’arête effilée (11 1). Il ne reste plus qu’à souder la coupelle et le corps de valve au niveau de la tranche annulaire (152). Cette soudure peut être réalisée par tout moyen approprié, et notamment par soudage à ultrason ou par soudage par rotation. Dans l’exemple présenté ici, la coupelle est sensiblement plane au niveau du corps de valve et autour de ce corps de valve. La hauteur de la face interne de la couronne de fixation est sensiblement identique à l’épaisseur du joint de soupape (40). L’arête effilée (1 11) contribue à plaquer de façon étanche le joint contre la face intérieure de la coupelle. L’étanchéité entre la coupelle (50) et le corps de valve (10) est donc assurée par le joint de soupape écrasé contre la face intérieure (54) de la coupelle par l’arête effilée (11 1) en formant un joint annulaire tout autour de l’ouverture centrale (52). La soudure à l’interface entre la couronne de fixation et la coupelle n’a donc pas besoin d’être étanche. Elle doit seulement retenir le corps de valve contre la coupelle contre l’effet du ressort (20) et assurer un bon plaquage du joint de soupape (40) contre la face intérieure (54) de la coupelle. Il serait donc possible que la soudure ne soit pas continue.
Il serait également possible que la coupelle ne soit pas plane et notamment que l’ouverture centrale (52) se trouve au centre de la partie périphérique tronconique (562) de la paroi de fond.
On peut prévoir de renforcer la coupelle pour qu’elle résiste mieux à la pression régnant à l’intérieur du récipient sous pression. Dans le présent exemple, dans la mesure où la couche extérieure (53) est métallique, la forme concave de la face extérieure (53) de la coupelle et la forme convexe de la face intérieure (54) peuvent suffire pour obtenir une coupelle suffisamment rigide. Une telle mesure peut cependant s’avérer insuffisante dans certains cas, notamment quand la coupelle est réalisée exclusivement en polymère. On peut alors prévoir des nervures de renfort verticales et radiales sur l’une des faces au moins de la coupelle, notamment sur la face extérieure (53).
Le corps de valve et la coupelle doivent être compatibles si le corps de valve doit être soudé sur la coupelle. On choisira par exemple du polypropylène, ou d’autres polyoléfines, pour le corps de valve et la coupelle ou la couche de polymère de la coupelle. Le corps de valve et la coupelle ne sont pas nécessairement fabriqués dans le même polymère.
L’avantage de la valve selon l’invention réside dans le fait qu’aucune pièce ne peut être éjectée hors de la valve. En effet, toutes les pièces sont situées du côté de la face intérieure de la coupelle et aucune n’est dimensionnée pour traverser l’ouverture centrale. La soudure entre le corps de valve et la coupelle n’est soumise à aucun effort de traction. Elle n’a donc pas besoin d’être particulièrement résistante. De plus, en fixant le corps de valve sur la face intérieure de la coupelle convexe, il n’est plus nécessaire de prévoir, comme dans l’état de la technique, un dôme de fixation destiné à sertir la coupelle sur la couronne de fixation (15) du corps de valve. Ceci a deux avantages majeurs. D’une part, cela permet d’économiser la matière nécessaire à l’emboutissage du dôme. Pour une coupelle de même diamètre, on peut utiliser un flanc plus petit que pour une coupelle à dôme de fixation. D’autre part, dans le cas des valves mâles, la partie du stem qui saille hors de la valve et sur laquelle doit être fixé le diffuseur se trouve au moins en partie à l’intérieur de la cavité formée par la coupelle comme le montre bien les figures 2 et 7. Même si la coupelle est déformée lors du dudgeonnage sur le boîtier et/ou lors de la mise sous pression, et que l’ouverture centrale est par ce biais légèrement remontée, la partie saillante du stem reste au moins en grande partie à l’abri, encaissée à l’intérieur de la cavité formée par la coupelle. La coupelle peut être configurée pour permettre la fixation d’une protection amovible sur sa face supérieure pour fermer la cavité après conditionnement du récipient sous pression. Notamment on peut prévoir une pellicule pelable fixée sur le sommet du bord d’appui, ou un capuchon enfilé sur le bord d’appui ou à l’intérieur de la cavité (503). Si le conditionnement ne se fait pas via la valve et que la fixation de la coupelle sur le boîtier ne nécessite pas d’accéder à la cavité (503), celle-ci (503) pourra être fermée par la protection amovible avant même le montage du corps de valve.
L’inclinaison de la partie tronconique (562) sera choisie en fonction de la pression régnant dans le récipient sous pression et de la distance devant séparer l’ouverture centrale (52) et le bord d’appui (51), autrement dit de la profondeur de la cavité de la coupelle. Parallèlement, la hauteur du stem (30) d’une valve mâle sera choisie en fonction de la profondeur de la cavité et de la hauteur de contact (H4) souhaitée par le client. Le stem doit dépasser de la coupelle d’une hauteur suffisante correspondant au moins à la somme de la course d’ouverture du stem et la hauteur nécessaire à la fixation du diffuseur. Pour une même coupelle, on pourra utiliser des stems de tailles différentes pour adapter la hauteur de contact (H4) aux besoins spécifiques du client. De même, pour un même stem, on pourra adapter l’inclinaison de la partie tronconique (562) de la paroi de fond et la hauteur de la paroi descendante (55).
L’homme du métier comprend que le fait que le stem soit au moins partiellement encaissé dans la cavité (503) de la coupelle peut être obtenu sans que la paroi de fond présente nécessairement une partie tronconique (562). Ainsi l’invention concerne de façon plus générale une coupelle de valve mâle présentant une face intérieure et une face extérieure, et munie d’une ouverture centrale pour le passage de la partie saillante du stem, d’une cavité sur la face extérieure, ladite cavité entourant l’ouverture centrale, la coupelle étant configurée pour recevoir un corps de valve sur sa face intérieure, de préférence dans une partie plane ou convexe de sa face intérieure, et
le bord de la coupelle entourant l’ouverture centrale étant positionné de telle sorte qu’au moins une partie de la section d’un stem saillant hors de la coupelle côté extérieur est située dans la cavité. La coupelle de valve est donc configurée pour que le corps de valve soit fixé sur une partie convexe ou plane de sa face intérieure, mais pas dans une partie concave comme dans l’état de la technique. L’entrée de l’ouverture centrale (52) sur la face intérieure de la coupelle se trouve au niveau le plus bas de la coupelle, et au niveau le plus éloigné du plan formé par le sommet du bord d’appui. Autrement dit, le stem sort du corps de valve et pénètre dans cette ouverture centrale au niveau le plus bas de la face intérieure de la coupelle. Exprimé encore autrement, l’interface entre l’ouverture centrale et la chambre interne du corps de valve se situe au niveau le plus bas de la face intérieure de la coupelle. Cela n’implique pas forcément que le corps de valve soit également fixé au niveau le plus bas de la coupelle.
De même, l’homme du métier comprend que la fixation du corps de valve sur la face intérieure de la coupelle ne nécessite pas non plus la présence sur la paroi de fond d’une partie tronconique. Le corps de valve pourrait être fixé sur la face intérieure de coupelles ayant une tout autre géométrie.
Liste des Références
1 Valve selon l’invention
10 Corps de valve
11 Corps tubulaire
11 1 Arête effilée
112 Ouverture de passage
12 Paroi de fond
121 Ouverture d’entrée
13 Chambre interne
131 Nervures verticales
14 Tenon
15 Couronne de fixation
151 Paroi transversale
152 Tranche annulaire de la couronne de fixation
152a Surépaisseur de soudure
152b Surépaisseur de soudure 20 Ressort
30 Stem
31 Paroi cylindrique
311 Extrémité inférieure
312 Orifices
32 Couronne
321 Nervure d’étanchéité
33 Tenon de guidage du ressort
40 Joint de soupape
50 Coupelle
501 Face intérieure de la coupelle
502 Face extérieure de la coupelle
503 Cavité dans la face extérieure de la coupelle
51 Bord d’appui périphérique
511 Cavité annulaire pour entourer le col du boîtier
52 Ouverture centrale
521 Bord roulé
53 Couche extérieure métallique
54 Couche intérieure en polymère
55 Paroi descendante
56 Paroi de fond
561 Partie centrale plane autour de l’ouverture centrale
562 Partie périphérique tronconique
563 Bord central dans l’alignement
564 Bord central roulé
A Axe principal
D1 Diamètre externe du bord d’appui
D2 Diamètre maximal de la paroi descendante
D3 Diamètre de la jonction entre la partie périphérique tronconique (562) et la partie centrale plane (561)
D4 Diamètre de l’ouverture centrale
D5 Diamètre du bord extérieur de la cavité annulaire
H1 Hauteur totale de la coupelle
H2 Distance entre le sommet du bord d’appui et le bas de la paroi descendante
H3 Distance entre le sommet du bord roulé de la paroi de fond et la face intérieure de coupelle au niveau de l’ouverture centrale H4 Hauteur de contact
H5 Profondeur de la cavité annulaire recevant le bord du boîtier

Claims

Revendications
1. Coupelle de valve (50) pour récipient sous pression, présentant une face extérieure (501) et une face intérieure (502) et étant munie
d’un bord d’appui (51) périphérique pour poser la coupelle sur un boîtier,
d’une ouverture centrale (52) pour le passage d’une tige de sortie du produit,
d’une paroi descendante (55) dans le prolongement du bord d’appui (51), et
d’une paroi de fond (56) entre la paroi descendante (55) et l’ouverture centrale (52) caractérisée en ce que la paroi de fond (56) comprend au moins une partie périphérique (562) tronconique dont la face extérieure est concave.
2. Coupelle de valve (50) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la coupelle est configurée pour recevoir sur la face intérieure un corps de valve (10).
3. Coupelle de valve (50) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi de fond (56) comprend une partie centrale (561) plane située entre la partie périphérique (562) tronconique et l’ouverture centrale (52).
4. Coupelle de valve (50) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord (563) de la paroi de fond qui entoure l’ouverture centrale (52) est dans l’alignement de la partie périphérique tronconique (562) ou, si la paroi de fond comprend une la partie centrale (561) plane, dans l’alignement de ladite partie centrale (561) plane.
5. Coupelle de valve (50) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le bord (564) de la paroi de fond qui entoure l’ouverture centrale (52) est retroussé en formant un bord roulé, de préférence du côté de la face extérieure (502) de la coupelle.
6. Coupelle de valve (50) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord d’appui (51) de la coupelle forme une cavité annulaire (51 1) dans laquelle peut pénétrer le col (61) d’un boîtier (60).
7. Coupelle de valve (50) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l’extrémité périphérique du bord d’appui (51) se présente sous la forme d’un anneau plat ou d’un anneau dont la paroi est inclinée vers le centre de la coupelle.
8. Coupelle de valve (50) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face intérieure (501) de la coupelle au moins est réalisée en polymère, de préférence en polypropylène ou une autre polyoléfine.
9. Coupelle de valve selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face extérieure (502) de la coupelle au moins est métallique, de préférence en aluminium ou en fer blanc.
10. Coupelle de valve (50) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des nervures de renfort sont prévues sur une face au moins de la coupelle, de préférence la face extérieure.
1 1. Valve (1) constituée d’une coupelle selon l’une des revendications précédentes, d’un corps de valve (10) dans lequel sont placés un ressort (20), une soupape (30) et un joint de soupape (40), le corps de valve étant fixé sur la face intérieure (501) de la coupelle, caractérisée en ce que le joint de soupape (40) est plaqué contre la face intérieure de la paroi de fond (56) de la coupelle en entourant l’ouverture centrale (52), et en ce que le corps de valve (10) est fixé sur la face intérieure de la paroi de fond (56) par soudage.
12. Valve (1) selon la revendication 11 , caractérisée en ce que le corps de valve (10) est soudé sur la partie centrale (561) plane de la paroi de fond (56).
13. Valve (1) selon la revendication 11 , caractérisée en ce que le corps de valve (10) est soudé sur la partie périphérique (562) tronconique de la paroi de fond (56).
14. Valve (1) selon l’une des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que la soupape est constituée par le gicleur (30) d’une valve mâle dont une partie saillante saille de la face extérieure (502) de la coupelle en traversant l’ouverture centrale (52), au moins la partie inférieure de la partie saillante du gicleur, de préférence au moins la moitié de la partie saillante du gicleur, étant située dans la cavité (503) définie par le plan passant par le sommet du bord d’appui (51), la paroi descendante (55) et la paroi de fond (56).
15. Valve (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que, au moins avant le montage de la valve sur un boîtier (60) pour former un récipient, la totalité de la partie saillante du gicleur est située dans la cavité (503), ladite cavité (503) étant de préférence configurée pour être fermée au plus tard après conditionnement du récipient sous pression par une protection amovible, de préférence une pellicule pelable ou un capuchon.
16. Valve (1) selon l’une des revendications 11 à 15, caractérisée en ce que le corps de valve comprend un corps tubulaire (11) muni
à une extrémité d’une arête effilée (111) annulaire, laquelle arête effilée (111) est en appui étanche contre le joint de soupape (40) en entourant l’ouverture centrale (52), ainsi que d’une couronne de fixation (15) par laquelle le corps de valve est soudé à la coupelle.
17. Valve (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le corps de tubulaire (11) comprend une paroi cylindrique munie à son extrémité supérieure de l’arête effilée (111) et se prolongeant à l’autre extrémité par une paroi se rétrécissant en direction opposée à l’arête effilée (111).
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