Dispositif de distribution de produit fluide

La présente invention concerne une pompe de distribution de produit fluide généralement destinée à être associée à un réservoir de produit fluide pour constituer ensemble un distributeur de produit fluide. Il s'agit d'un organe de distribution dont l'actionnement est généralement réalisé manuellement à l'aide d'un doigt de l'utilisateur. Le produit fluide est distribué sous la forme d'un jet de fines gouttelettes pulvérisées, d'un filet continu ou encore d'une noisette de produit fluide, particulièrement dans le cas de produit visqueux, comme des crèmes cosmétiques. Un tel organe de distribution de produit fluide peut notamment être utilisé dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie pour distribuer des produits plus ou moins visqueux.

La présente invention s'intéresse plus particulièrement, mais pas exclusivement, à un type de pompe qui est communément désigné sous le terme de « pompe-poussoir ». Une telle désignation s'explique par le fait que l'organe de distribution comprend un poussoir formant non seulement un orifice de distribution mais définissant en outre une partie d'une chambre de produit fluide dans laquelle du produit fluide est sélectivement mis sous pression. Dans certaines pompes, une surface interne du poussoir, de forme générale sensiblement cylindrique, sert de fût de coulissement étanche pour un piston de clapet de sortie qui se déplace en contact étanche dans ce fût pour ainsi démasquer sélectivement l'orifice de distribution. Ces pistons sont en général du type différentiel, se déplaçant en réponse à une variation de pression du produit fluide à l'intérieur de la chambre. Ainsi, dans une telle pompe-poussoir, il y a un piston de clapet et un piston principal, déplaçables en contact étanche dans des fûts respectifs. Les deux pistons peuvent être réalisés monobloc et l'ensemble peut être désigné simplement par le terme de « piston » comprenant une lèvre de piston principal et une lèvre de clapet de sortie.

Dans l'art antérieur, on connaît déjà les documents WO 97/23304, US 4 050 613 et WO 2005/063405 qui décrivent tous des pompes poussoir fonctionnant sur le principe défini ci-dessus. En effet, ils décrivent tous des

pompes comprenant un poussoir, un corps monté fixement par une bague sur l'ouverture d'un récipient et un piston différentiel qui intègre les fonctions de piston principal et de piston clapet en formant une lèvre de piston principal et une ou deux lèvres de clapet de sortie. Ce piston différentiel coulisse à l'intérieur du poussoir en réponse à une variation de pression. Le corps, le poussoir et le piston différentiel forment ensemble une chambre. Lorsque la pression augmente dans cette chambre, le piston différentiel se déplace par rapport au poussoir. D'autre part, le clapet d'entrée de la chambre est formé par une bille, une valve à volet déformable ou par le piston différentiel lui-même. Le problème que l'on rencontre dans ce type de pompe est l'amorçage de la pompe, c'est-à-dire le premier remplissage de la chambre avec du produit fluide en provenance du réservoir. Les documents de l'art antérieur précités ne traitent pas ce problème. Contrairement aux distributeurs classiques dans lesquels la pompe permet de rejeter l'air initialement contenu dans la chambre à l'intérieur du réservoir, ceci n'est très souvent pas possible avec les pompes poussoir, car elles sont montées sur des réservoirs de très petite capacité. De ce fait, il n'est pas possible de rejeter l'air initialement contenu dans la chambre vers le réservoir, car le réservoir est entièrement rempli de produit fluide. Le rejet de l'air dans un réservoir de petite capacité pourrait engendrer des dysfonctionnements de la pompe en raison de la pressurisation du produit fluide stocké dans le réservoir. Par conséquent, cette solution de l'art antérieur ne peut pas être appliquée avec des réservoirs de petite contenance, comme ceux sur lesquels les pompes poussoir sont généralement montées. Plus généralement, la présente invention a pour but d'amorcer un dispositif de distribution de produit fluide de manière simple, sans étape supplémentaire, et à moindre coût. La solution consistant à rejeter l'air dans le réservoir est exclue.

Pour atteindre ce but, la présente invention propose un dispositif de distribution de produit fluide destiné à être associé à un réservoir de produit fluide, ledit dispositif comprenant une chambre pourvue d'un clapet d'entrée, d'un clapet de sortie et d'un piston apte à faire varier le volume de la chambre, un orifice de distribution de produit fluide, et un poussoir déplaçable axialement

en va-et-vient entre une position de repos et une position enfoncée, caractérisé en ce que le poussoir comprend une paroi élastiquement déformable et donc déplaçable par rapport au restant du poussoir, le piston étant au moins momentanément en contact de cette paroi déformable pour être sollicité en déplacement par rapport au restant du poussoir lorsque la paroi est déformée, de manière à ouvrir le clapet de sortie. Selon une forme de réalisation avantageuse, le piston est un piston différentiel apte à se déplacer avec les variations de pression du produit fluide dans la chambre, le piston étant momentanément hors de contact de la paroi déformable du poussoir. Avantageusement, le piston est en contact du poussoir lorsque la pression dans la chambre est inférieure à un seuil prédéterminé par un ressort de rappel qui sollicite le piston vers le poussoir. Avantageusement, le poussoir forme une partie de la chambre. Avantageusement, le clapet de sortie comprend un organe mobile de clapet et un siège de clapet, l'organe mobile étant solidaire en déplacement du piston. Avantageusement, le poussoir forme le siège de clapet de sortie, de sorte que le déplacement du piston par déformation de la paroi ouvre le clapet de sortie. Le clapet de sortie est ainsi formé entre le piston et le poussoir, et en fonctionnement normal, le piston se déplace dans le poussoir en réponse à une augmentation de pression du produit fluide dans la chambre. Toutefois, lorsqu'il n'y a pas de produit fluide dans la chambre comme c'est le cas avant son premier remplissage, le piston ne se déplace pas dans le poussoir, car il ne fait que comprimer de l'air. La pression dans la chambre n'atteint alors pas le seuil nécessaire pour faire déplacer le piston dans le poussoir. Ainsi, dans les documents de l'art antérieur, l'actionnement du poussoir n'a pour effet que de comprimer l'air stocké dans la chambre avant son premier remplissage avec du produit fluide. Le clapet de sortie ne peut pas s'ouvrir car le piston ne se déplace pas dans le poussoir. Grâce à la présente invention, il est possible de déplacer le piston par rapport à la partie du poussoir définissant le siège de clapet de sortie. Ceci est réalisable étant donné que le poussoir comporte cette paroi élastiquement déformable qui permet de déplacer le piston par rapport à la partie restante du poussoir définissant le siège de clapet de sortie. La présente invention

est ici mise en œuvre dans une pompe poussoir, mais elle peut être mise en ouvre dans n'importe quelle pompe ou plus généralement n'importe quel dispositif de distribution de produit fluide dans lequel le piston doit se déplacer par rapport au poussoir pour ouvrir le clapet de sortie. Selon une forme de réalisation avantageuse, le siège de clapet de sortie comprend un fût de coulissement de clapet, l'orifice de distribution étant formé par le poussoir au niveau dudit fût. Avantageusement, le dispositif comprend en outre un corps destiné à être monté sur une ouverture d'un réservoir, le corps formant un fût de coulissement de piston, ledit piston comprenant une lèvre de piston en contact de coulissement étanche dans le fût de piston, une lèvre de clapet en contact de coulissement dans le fût de clapet et une surface de butée en contact de la paroi déformable.

Selon un autre aspect de l'invention, le poussoir comprend un plateau d'appui sur lequel un utilisateur peut exercer une pression à l'aide d'un doigt et une jupe périphérique formant l'orifice de distribution, la paroi déformable étant formée au niveau du plateau, avantageusement par une réduction d'épaisseur de paroi du plateau. Avantageusement, la jupe vient en butée sur le corps en position enfoncée, la paroi déformable se déformant alors pour déplacer le piston et ouvrir ainsi le clapet de sortie. Avantageusement, le piston est en contact de la paroi en position enfoncée. Avantageusement, la paroi déformable présente une résistance à la déformation qui est supérieure à la force exercée par le ressort et supérieure ou égale à la pression maximale régnant dans la chambre. Avantageusement, la paroi se déforme après que le poussoir a atteint sa position enfoncée. Ainsi, la paroi déformable du poussoir n'est pas déformée lors du fonctionnement normal de la pompe après son amorçage. La paroi déformable ne sert qu'à l'amorçage en appuyant fortement sur le poussoir. Ensuite, les forces mises en œuvre par la pompe lors de son fonctionnement normal ne sont pas suffisantes pour amener la paroi à se déformer. Bien entendu, si l'utilisateur appuie très fortement sur le poussoir en position enfoncée, la paroi du poussoir va se déformer. Toutefois, dans des conditions d'utilisation normales, la paroi

reste statique. La déformation de la paroi du piston peut être effectuée de manière automatisée juste après le remplissage et le bouchage du distributeur, ou encore par l'utilisateur lors de la première utilisation du distributeur. La paroi déformable peut également servir de sécurité de premier usage indiquant à l'utilisateur que le dispositif de distribution n'a jamais été utilisé auparavant.

L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention.

Sur les figures : - la figure 1 est une vue en section transversale verticale à travers un dispositif de distribution de produit fluide selon une forme de réalisation de l'invention en position de repos, et la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 en position enfoncée pour réaliser l'amorçage. Le dispositif de distribution des figures est une pompe qui est représentée associée à un récipient R comprenant un col C sur lequel le dispositif de distribution de l'invention est fixé.

La pompe comprend cinq éléments constitutifs, à savoir un corps 1, un poussoir 2, un piston 3, un ressort 4 et un organe mobile 5 de clapet d'entrée. La pompe peut en outre comprendre un tube plongeur 6. Le corps, le poussoir, le piston, l'organe mobile 5 et le tube plongeur 6 sont de préférence réalisés par moulage de matière plastique. La pompe comprend une chambre de pompe 10.

Le corps 1 comprend une bague de fixation 11 qui coopère avec le col C pour la fixation de la pompe sur le récipient R. La bague 11 est en prise avec l'extérieur du col. D'autre part, le corps forme une lèvre autojointante 12 en prise étanche avec la paroi interne du col. Le corps 1 forme également une douille de guidage 14. Le corps forme également un fût de piston principal 17 qui définit intérieurement une surface de coulissement étanche, dont la fonction sera donnée ci-après. Le corps forme aussi un manchon d'entrée 16 qui forme un siège de clapet d'entrée 15. Le tube plongeur 6 se raccorde au manchon 16 qui

est traversé par un conduit d'entrée 18. Le manchon d'entrée 16 s'étend de manière concentrique en dessous du fût principal 17.

Le corps 1 présente une symétrie axiale de révolution autour d'un axe X qui s'étend de manière longitudinale au centre axial du conduit d'entrée 18. II s'agit là d'une conception particulière pour un corps particulier d'un dispositif de distribution selon une forme de réalisation de l'invention. Bien entendu, le corps peut présenter d'autres caractéristiques que celles qui viennent d'être décrites, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Le poussoir 2 forme une tête de distribution pour la pompe. Le poussoir 2 comprend un plateau d'appui 21 et une jupe périphérique 22 qui s'étend vers le bas à partir de la périphérie externe du plateau d'appui. Ainsi, le poussoir 2 présente une forme générale de godet renversé dont le plateau d'appui forme le fond et la jupe la paroi latérale cylindrique. Toutefois, la jupe n'est pas forcément de forme cylindrique. Elle peut présenter des sections tronconiques ou arrondies. Le plateau d'appui 21 comprend une zone d'appui 211 sur laquelle on peut appuyer à l'aide d'un ou de plusieurs doigt(s). Selon l'invention, le plateau comprend une paroi élastiquement déformable 212 qui est située au niveau de la zone d'appui 211. On peut dire que la zone d'appui englobe la paroi déformable. La paroi déformable 212 est ici réalisée par une réduction de l'épaisseur de paroi du plateau 21. La paroi 212 peut également être réalisée avec un matériau plastique plus souple que le restant du poussoir, par exemple par un procédé de bi-injection ou surmoulage. La paroi 212 est située de manière axialement centrée par rapport à l'axe X. Ainsi, la paroi 212 est déplaçable par déformation par rapport au reste du poussoir. La jupe 22 comprend une paroi supérieure de distribution 23 et une paroi inférieure de guidage 24. La paroi de distribution 23 est raccordée à son extrémité supérieure à la périphérie externe du plateau d'appui 21. La paroi de distribution 23 comprend une surface externe 231 et une surface interne 232. Cette surface interne 232 est de préférence cylindrique circulaire et définit un fût de coulissement de clapet de sortie comme on le verra ci-après. D'autre part, la paroi de distribution 23 est formée avec un orifice de distribution traversant 25

qui s'étend de la surface interne jusqu'à la surface externe. L'orifice de distribution 25 peut déboucher au niveau de la surface externe dans une coupelle de diffusion 251.

Selon une caractéristique intéressante de l'invention, la paroi interne 232 de la paroi de distribution 23 est formée avec un système de tourbillonnement qui permet d'entraîner du produit fluide en rotation sous la forme d'un tourbillonnement dont l'œil est centré sur l'orifice de distribution.

La paroi de guidage 24 comprend un cordon de butée 241 sur sa surface interne destiné à coopérer avec la douille de guidage 14. Le cordon de butée 241 permet de solidariser le poussoir au corps, qui ne peut ainsi que se déplacer axialement sur une course maximale déterminée.

Le piston 3 comprend, dans ce mode de réalisation, un piston principal sous la forme d'une lèvre 36 engagée à coulissement étanche dans le fût 17 et un piston de clapet formé par deux lèvres 32 et 33 en contact de coulissement étanche dans le fût formé par la surface interne 232 de la paroi de distribution 23.

Le piston 3 est avantageusement réalisé de manière monobloc. Le piston 3 est un piston différentiel qui se déplace en réponse aux variations de pression dans la chambre. La lèvre supérieure 32 est en contact de la surface interne 232 au- dessus de l'orifice de distribution 25, alors que la lèvre inférieure 33 vient en contact de la surface interne 232 en dessous de l'orifice 25. Il s'agit de la position de repos dans laquelle le piston 3 est sollicité contre le plateau d'appui 21 par le ressort 4, qui prend appui d'une part sur le corps et d'autre part sous une bride annulaire 31 formée par le piston 3. D'ailleurs, les deux lèvres 32 et 33 sont formées sur la périphérie extérieure de la bride 31. En son centre, la bride forme un plot de butée 34 définissant une surface 341 destinée à venir en contact de la paroi déformable 212 du poussoir. On peut considérer que le piston différentiel de clapet est formé par la bride 31 formant les deux lèvres 32 et 33. D'autre part, le piston 3 forme une tige 35 à l'extrémité inférieure de laquelle est formé la lèvre de piston 36 qu fait fonction de piston principal. La lèvre est engagée à coulissement étanche dans le fût 17 du corps. La tige est traversée axialement par un canal de liaison 37 qui relie la lèvre de piston 36 à la bride 31. L'extrémité

supérieure de la tige est formée par le plot 34 et son extrémité inférieure par la lèvre 36.

Le corps 1, le poussoir 2 et le piston 3 forment ensemble une chambre de pompe 10 qui s'étend de manière continue dans le fût principal 17, à travers le canal de liaison 37, entre le plateau 21 et la bride 31. Dans la position de repos représentée sur la figure 1 , le ressort 4 pousse le piston 3 en butée contre la paroi déformable. Le clapet d'entrée est fermé. Les deux lèvres 32 et 33 du piston différentiel sont en contact du fût formé par la surface interne 232 de la paroi de distribution 23. En exerçant une force sur la zone d'appui 211, le poussoir se déplace axialement par rapport au corps 1. étant donné que le piston est en butée contre la paroi 212, il est poussé par le poussoir. Dans un premier temps, le déplacement du poussoir a pour effet de plaquer le clapet d'entrée. Ainsi, la chambre de pompe 10 est isolée du réservoir R. A partir de ce moment, le produit dans la chambre de pompe 10 va être mis sous pression. Du fait que le produit fluide est incompressible, le volume utile total de la chambre de pompe reste obligatoirement constant. Mais comme le piston principal 36 s'enfonce dans le fût 17 diminuant ainsi le volume de la partie basse de la chambre, un nouveau volume doit être crée. Ceci est possible du fait que le piston différentiel se déplace en éloignement du plateau d'appui 21. Ceci a pour effet de faire coulisser les lèvres 32 et 33 à l'intérieur de la paroi de distribution 23. Les lèvres se déplacent ainsi jusqu'à ce que la lèvre supérieure 32 arrive au niveau de l'orifice de distribution. A ce moment, le produit fluide sous pression dans la chambre de pompe trouve un passage de sortie à travers l'orifice de distribution. Le passage reste ainsi ouvert tant que la pression à l'intérieur de la chambre peut surmonter la force du ressort 4. Dès que la pression diminue en dessous d'un certain seuil à l'intérieur de la chambre, le ressort 4 repousse le piston vers la position de repos représentée sur la figure 1. L'orifice de distribution est alors à nouveau isolé de la chambre de pompe. Ceci correspond à un cycle normal de fonctionnement de la pompe une fois qu'elle a été amorcée, c'est-à-dire avec sa chambre remplie de produit fluide.

En revanche, lorsque la chambre 10 est vide de produit fluide et uniquement remplie d'air, ce qui est le cas avant sa première utilisation après fabrication et montage, ce cycle de fonctionnement n'est pas possible étant donné que la pression à l'intérieur de la chambre n'atteint pas le seuil suffisant et nécessaire à déplacer le piston à l'intérieur du poussoir. En effet, l'air est un milieu compressible contrairement aux liquides qui sont des incompressibles. On peut ainsi actionner le poussoir sans que la chambre ne se vide de son air. Ceci est le cas des dispositifs de l'art antérieur, mais cet inconvénient est remédié selon la présente invention par la présence de la paroi élastiquement déformable 212 du poussoir. En effet, en se référant à la figure 2, on peut voir la pompe en position complètement enfoncée avec son ressort 4 comprimé au maximum. La chambre 10 est à son volume minimal. La jupe du poussoir vient en butée sur la bague de fixation 11 du corps. En appuyant alors fortement sur la paroi déformable 212 du poussoir 2, celle-ci se déforme en s'incurvant vers l'intérieur. La force est représentée sur la figure 2 par la flèche F. étant donné que le plot de butée est en contact de la paroi 212, le piston 3 est déplacé axialement vers le bas. En d'autres termes, le piston 3 se déplace par rapport au reste du poussoir du fait qu'il est sollicité par la paroi déformable 212 qui est déplacée par rapport au reste du poussoir. Ceci a pour effet de faire coulisser les lèvres 32 et 33 à l'intérieur du fût formé par le poussoir. En déformant suffisamment la paroi 212, la lèvre supérieur 32 va légèrement dégager l'orifice de distribution 25 et ainsi créer un passage de fuite pour l'air sous pression à l'intérieur de la chambre. Ceci est représenté sur la figure 2 et la fuite d'air est représentée par la flèche pointillée A. Il n'est pas nécessaire que la lèvre 32 démasque complètement l'orifice 25 : il suffit en effet qu'un léger interstice existe pour permettre à l'air sous pression de s'échapper vers l'extérieur à travers l'orifice 25. Ainsi, la chambre 10 se vide de l'air initialement piégé à l'intérieur. Dès que la force d'appui F diminue, la paroi déformable 212 revient vers son état non déformé, ce qui referme à nouveau le passage entre la lèvre 32 et l'orifice 25. La chambre est ainsi à nouveau isolée de l'extérieur et une dépression va se créer à mesure que le ressort 4 se détend pour ramener le piston et le poussoir en position de repos de la figure 1. La dépression

générée va soulever l'organe mobile 5 du clapet d'entrée et du produit fluide en provenance du réservoir peut alors remonter à travers le tube plongeur 6 et parvenir jusqu'à l'intérieur de la chambre 10 qui va se remplir de produit fluide pour la première fois. On peut également remarquer que le plateau d'appui 21 forme une couronne de butée 26 contre laquelle repose la bride 31 du piston 3 en position de repos. Cette couronne 26 permet de reprendre une partie de la force d'appui générée par le ressort 4 et qui s'exerce au niveau du plot 34 contre la paroi 212. En position enfoncée d'amorçage représentée sur la figure 2, la couronne 26 est décollée de la bride 31.

Avantageusement, la paroi déformable 212 présente une résistance à la déformation qui est supérieure à la force exercée par le ressort 4 et supérieure ou égale à la pression régnant à l'intérieur de la chambre 10. En effet, il est préférable que la paroi 212 ne se déforme pas en condition normale de fonctionnement de la pompe. En d'autres termes, une fois que la pompe est amorcée, l'utilisateur n'est normalement plus amené à déformer la paroi 212 lorsqu'il appuie sur le poussoir pour distribuer le produit fluide. Il suffît pour cela de réaliser la paroi 212 avec une épaisseur de paroi suffisante. Bien entendu, si l'utilisateur appuie très fortement sur la paroi 212 en position enfoncée, celle-ci va se déformer, mais cette déformation n'aura aucune incidence sur le fonctionnement de la pompe, étant donné que la chambre de pompe 10 aura déjà été vidée de son contenu. En relâchant cette force d'appui, la paroi 212 va d'abord revenir vers sa position non déformée, et c'est seulement après que le ressort 4 va commencer à se détendre. Ainsi, grâce à la paroi déformable du poussoir, il est possible d'ouvrir le clapet de sortie et créer un passage de fuite pour l'air initialement prisonnier de la chambre de pompe.