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 ces buts, la présente invention propose un dispositif de distribution de produit fluide destiné à être associé à un réservoir de produit fluide, ledit dispositif comprenant un orifice de distribution de produit fluide, un poussoir déplaçable axialement en va-et-vient entre une position de repos et une position enfoncée, 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, le clapet de sortie comprenant un organe mobile de clapet et un siège de clapet, l'organe mobile étant solidaire en déplacement du piston, le piston comprenant une partie élastiquement déformable qui est déformée par le poussoir en position enfoncée de manière à ouvrir le clapet de sortie, le poussoir formant le siège de clapet de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un corps destiné à être monté sur une ouverture d'un réservoir, le corps formant un fût de coulissement de piston définissant un bord supérieur libre, le piston comprenant une lèvre de piston en contact de coulissement étanche dans le fût de piston et une bride annulaire s'étendant vers l'extérieur au-dessus du bord supérieur du fût, l'organe mobile de clapet étant formé sur la périphérie externe de la bride annulaire, la partie élastiquement déformable étant formée par la bride annulaire, le poussoir venant en appui sur la bride annulaire alors que la bride est en butée sur le bord supérieur du fût, déformant ainsi la bride et ouvrant 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. Ainsi, pour laisser échapper l'air qui est piégé à l'intérieur de la chambre, il faut enfoncer le poussoir à fond et exercer une pression supplémentaire pour déformer la partie élastiquement déformable du piston, ce qui entraîne l'ouverture du clapet de sortie, générant un passage de fuite pour l'air sous pression dans la chambre. Dès que la force de pression est relâchée sur le poussoir, le clapet de sortie se referme et le poussoir revient vers sa position de repos ce qui crée une dépression à l'intérieur de la chambre permettant d'aspirer

du produit fluide en provenance du réservoir. La chambre est alors remplie de produit fluide et prête à la première distribution.

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 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. Toutefois, la présente invention peut être appliquée à d'autres formes de pompe ou plus généralement de dispositifs de distribution dans lesquels le piston coopère avec le poussoir pour former un 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 déformer le piston avec le poussoir.

Avantageusement, le poussoir comprend un plateau supérieur sur lequel un utilisateur peut exercer une pression à l'aide d'un doigt et une jupe périphérique formant l'orifice de distribution, le plateau formant le siège de clapet de sortie et une couronne d'appui destinée à venir en appui sur la bride pour la déformer, la couronne étant située radialement à l'extérieur du bord supérieur du fût. La bride qui est avantageusement de forme annulaire vient donc en butée au niveau de sa périphérie interne sur le bord supérieur du fût et est appuyée vers le bas au niveau de sa périphérie externe par le poussoir qui

forme avantageusement une couronne d'appui. La bride est donc contrainte de fléchir très légèrement, mais cela suffit pour décoller l'organe mobile de clapet de sortie de son siège et ainsi créer un passage de fuite pour l'air sous pression dans la chambre. Selon une forme de réalisation avantageuse qui peut être mise en œuvre indépendamment des caractéristiques permettant l'amorçage de la pompe, le piston comprend une membrane souple et un collier d'ancrage en prise avec le poussoir, la membrane reliant l'organe mobile de clapet au collier en définissant un canal de sortie pour le produit fluide jusqu'à l'orifice de distribution. Il peut en effet être envisagé de mettre en œuvre un tel piston (comportant une lèvre de piston, un organe mobile de clapet de sortie, une membrane souple et un collier d'ancrage en prise avec le poussoir) sans bride déformable.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie 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.

Un principe de l'invention est de déformer localement le piston pour contraindre le clapet de sortie à s'ouvrir. On peut ainsi laisser échapper l'air sous pression dans la chambre et amorcer le dispositif. En utilisation normale de distribution, la déformation du piston n'intervient normalement plus. Et même en cas de déformation, cela n'aura aucune conséquence sur la distribution du produit. Ceci s'explique par le fait que l'ouverture forcée du clapet de sortie par déformation du piston a lieu en position enfoncée en exerçant une force supérieure à la force normale de fonctionnement du dispositif. Même si l'utilisateur vient à appuyer très fortement sur le poussoir, le piston se déformerait mais comme la chambre de pompe est vide, il n'y a plus de distribution.

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 selon une forme de réalisation de l'invention en position de repos, - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 en position enfoncée, et la figure 3 est une vue très fortement agrandie du détail A de la figure 2.

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 fût 17 définit un bord supérieur libre 171 qui va servir de butée pour le piston, comme on le verra 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 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). Le plateau 21 forme au niveau de sa paroi inférieure une couronne d'appui 26 et un siège annulaire 27 pour le clapet de sortie. Le siège est ici formé par un renfort externe de la couronne.

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 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. 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.

Dans le mode de réalisation choisi pour illustrer l'invention, le piston 3 comprend une lèvre 36 engagée à coulissement étanche dans le fut 17, une tige axiale 35 traversée par un canal de liaison 37, une bride annulaire radiale 31 qui s'étend vers l'extérieur à partir de la tige au-dessus du bord 171 du fût 17, un organe mobile 32 pour le clapet de sortie, une membrane souple 33 et un collier d'ancrage 34. Plus précisément, la lèvre 36 est formée à l'extrémité inférieure de la tige axiale 35. Le canal de liaison 37 traverse la tige 35 de manière sensiblement axiale. La bride 31 est raccordée à l'extrémité supérieure de la tige

35. Le diamètre de la tige 35 est légèrement inférieur au diamètre interne du fût 17. Le bord interne de la bride 31 est situé juste au-dessus du bord 171 du fût 17. L'organe mobile 32 pour le clapet de sortie est formé au niveau de la périphérie externe de la bride 31. L'organe mobile peut se présenter sous la forme d'une nervure annulaire adaptée à venir en contact étanche sélectif avec le siège 27 formé par le plateau 21 du poussoir 2. En position de repos représentée sur la figure 1 , le ressort de rappel 4 pousse la bride 31 vers le plateau 21 , de sorte que la nervure 32 est appuyée contre le siège 27. Le clapet de sortie est alors fermé. Le ressort de rappel 4 prend appui d'une part sur le corps 1 et d'autre part sous la bride 31. Le ressort 4 est disposé autour du fût 17. Le collier d'ancrage 34 vient en prise serrante étanche contre la paroi de distribution 23 de la jupe 22 du poussoir 2. Le collier d'ancrage 34 est ainsi solidaire du poussoir 2. Le collier d'ancrage 34 est annulaire et est situé en dessous de l'orifice de distribution 25. La membrane souple 33 relie le collier d'ancrage 34 à la bride 31. Ainsi, un canal de sortie 28 est formé entre le poussoir et la membrane 33. Ce canal fait communiquer le clapet de sortie 32, 27 avec l'orifice de distribution 25. Le canal de sortie 28 présente une configuration annulaire.

A la place de la membrane 33 et du collier 34, on peut prévoir une lèvre de clapet de sortie qui coulisse de manière étanche dans le poussoir. Selon l'invention, une partie du piston 3 est réalisée de manière à être élastiquement déformable. Bien entendu, il ne s'agit pas de la membrane souple 33. Dans le mode de réalisation utilisé pour illustrer la présente invention, la partie élastiquement déformable est formée par la bride 31 reliant la tige 35 à l'organe mobile 32 du clapet de sortie. Cette bride 31 est amenée à se déformer, et plus particulièrement à fléchir, lorsque le poussoir 2 appuie sur la bride 31 alors que celle-ci est en butée sur le bord supérieur libre 171 du fût 17, comme on peut le voir sur les figures 2 ou 3. Plus particulièrement, c'est la couronne d'appui 26 qui vient appuyer sur la paroi supérieure de la bride 31 alors que sa paroi inférieure est en butée sur le bord 171. On peut noter que la couronne 26 est située radialement plus à l'extérieur que le bord 171, de sorte que la bride 31 va se déformer en fléchissant vers le bas au niveau de sa périphérie externe. Or,

c'est précisément sur sa périphérie externe qu'est formée la nervure servant d'organe mobile 32 de clapet de sortie. Par conséquent, la flexion de la bride 31 par appui de la couronne 26 va entraîner une légère ouverture du clapet de sortie par décollement de la nervure 32 de son siège 27, comme on peut le voir sur la figure 3. Le fléchissement de la bride 31 n'est pas perceptible sur la figure 2 : en effet, il n'est pas nécessaire que le clapet de sortie soit largement ouvert. Au contraire, un faible interstice imperceptible à l'œil nu est suffisant pour permettre à l'air sous pression dans la chambre de s'échapper dans le canal de sortie 28 pour gagner l'orifice 25. Cet interstice imperceptible a été désigné sur la figure 3 par la lettre I.

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 le poussoir. Plus précisément, le ressort pousse l'organe de clapet 32 contre le siège

27. La couronne 26 du plateau 21 vient en contact léger avec la bride sans perturber le contact étanche du clapet de sortie. La couronne peut même être légèrement décollée de la bride. Le clapet d'entrée est fermé.

En exerçant une force sur la zone d'appui 211 , le poussoir se déplace axialement par rapport au corps 1 en entraînant le piston. 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 décoller l'organe mobile de son siège et donc d'ouvrir le clapet de sortie. Le produit fluide sous pression dans la chambre de pompe trouve ainsi un passage de sortie jusqu'à l'orifice de distribution. Le passage reste ouvert tant que la pression à

l'intérieur de la chambre peut surmonter la force du ressort 4. La position enfoncée est atteinte lorsque la bride 31 vient en butée sur le bord 171 du fût. La chambre 10 est alors à son volume minimal.

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. Le clapet de sortie est alors à nouveau fermé. Le déplacement de l'organe mobile, de la tige et de la lèvre est rendu possible par la présence de la membrane souple 33 qui fait fonction de liaison souple entre la bride mobile et le collier d'ancrage fixe 34. En condition normale de fonctionnement (distribution), seule la membrane souple est amenée à se déformer, la bride n'est pas déformée.

Un tel piston à clapet de sortie et membrane souple est une caractéristique qui peut être protégée en soi, c'est-à-dire indépendamment du fait que la bride est déformable pour réaliser l'amorçage. 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 bride élastiquement déformable 31 du piston. En effet, en se référant à nouveau à la figure 2, on peut voir la pompe en position enfoncée avec son ressort 4 comprimé au maximum. L'extrémité inférieure de la jupe est en éloignement de la bague de fixation du corps. En appuyant alors fortement sur le plateau 21 du poussoir 2, la couronne 26 va fortement appuyer sur la bride de manière à la faire fléchir extérieurement vers le bas. Le clapet de sortie va s'ouvrir et la chambre 10 va se vider de l'air initialement piégé à l'intérieur. La jupe du poussoir peut alors venir en butée sur

la bague de fixation 11 du corps. Dès que la force d'appui diminue, la bride 31 revient vers son état non déformé, ce qui referme à nouveau l'interstice I entre la nervure 32 et le siège 27. 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. Avantageusement, la bride 31 présente une résistance à la déformation qui est supérieure à la force exercée par le ressort 4 et supérieure ou égale à la pression maximale régnant à l'intérieur de la chambre 10. En effet, il est préférable que la bride 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 bride lorsqu'il appuie sur le poussoir pour distribuer le produit fluide. Il suffit pour cela de réaliser la bride avec une épaisseur de paroi suffisante. Bien entendu, si l'utilisateur appuie très fortement sur le poussoir en position enfoncée, la bride 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 bride 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 bride déformable du piston, 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. La bride forme ici la partie déformable. On peut aussi imaginer de déformer une autre partie du piston, ou même le poussoir. De même, la butée pour la bride est ici formée par le bord supérieur 171 du fût 17. En variante, on peut se servir d'une autre partie du dispositif, comme le corps ou le ressort, pour réaliser cette butée pour la bride ou une autre partie déformable du piston.

L'amorçage du dispositif de distribution peut être effectué par l'utilisateur ou en usine. L'amorçage peut servir d'indication de premier usage.

La bride présente ici une forme de disque plan. Elle peut présenter d'autres formes : tronconique, étagée, etc.