La présente invention concerne une tête de distribution de produit fluide destinée à être associée à un organe de distribution tel qu’une pompe ou une valve. La tête peut se présenter sous la forme d’un poussoir et définir une surface d’appui sur lequel l’utilisateur peut exercer une force de poussée pour actionner l’organe de distribution. La tête de distribution peut être intégrée à, ou montée sur, l’organe de distribution. Ce genre de tête de distribution de produit fluide est fréquemment utilisé dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie.

Une tête de distribution classique, par exemple du type poussoir, comprend :

- un manchon de raccordement destiné à être raccordé à une sortie d’un organe de distribution, tel qu’une pompe,

- un puits d’entrée dans le prolongement du manchon de raccordement,

- un logement de montage axial dans lequel s’étend une broche, définissant une paroi latérale et une paroi frontale, et

- un gicleur en forme de godet comprenant une paroi sensiblement cylindrique dont une extrémité est obturée par une paroi de pulvérisation formant un orifice de pulvérisation, le gicleur étant monté selon un axe X dans le logement de montage axial avec sa paroi cylindrique engagée autour de la broche et sa paroi de pulvérisation en butée axiale contre la paroi frontale de la broche.

Dans le document FR2903328A1 , il est décrit plusieurs modes de réalisation d’un gicleur comprenant une paroi de pulvérisation percée de plusieurs trous de pulvérisation ayant un diamètre de l’ordre de 1 à 100 pm.

Une telle paroi de pulvérisation générerait un spray dont la taille des gouttelettes serait relativement homogène.

Le document WO2015194962 décrit plusieurs modes de réalisation d’un gicleur comprenant une paroi de pulvérisation percée de plusieurs trous de pulvérisation, ainsi qu’un ou plusieurs filtres disposés en amont de la paroi de pulvérisation.

Un problème avec ce type de gicleur à micro-trous est qu’il se bouche parfois, de sorte que la pulvérisation s’altère progressivement jusqu’à devenir même impossible. Dans un premier temps, on a pensé que le bouchage ou colmatage du gicleur était dû à des fines particules se trouvant en suspension dans le produit fluide ou provenant de la fabrication, du montage ou du fonctionnement de l’organe de distribution (pompe). Ce n’est qu’après plusieurs séries de tests que la cause de ce bouchage ou colmatage du gicleur a été cernée : il semblerait provenir du dessèchement ou de la forte augmentation de viscosité du produit fluide au niveau du gicleur lui-même. Ainsi, des résidus solides ou pâteux se formeraient dans le gicleur et colmateraient la paroi de pulvérisation et/ou le ou les filtre(s), ce qui conduirait à l’altération, voire l’arrêt, de la pulvérisation.

Pour résoudre ce problème de bouchage ou colmatage d’un gicleur quelconque, et plus particulièrement ceux du type à micro-trous, la présente invention propose une tête de distribution de produit fluide ayant un manchon de raccordement destiné à être raccordé sur une tige d’actionnement d’un organe de distribution, tel qu’une pompe, la tête de distribution de produit fluide comprenant une surface d’appui pour déplacer la tige d’actionnement axialement en va-et-vient et ainsi actionner l’organe de distribution, la tête de distribution de produit fluide comprenant également une paroi de pulvérisation percée d’un réseau de trous de pulvérisation à travers lesquels le produit fluide sous pression passe de manière à être pulvérisé en fines gouttelettes, les trous de pulvérisation présentant un diamètre de l’ordre de 1 à 100 pm, la tête de distribution de produit fluide définissant un chemin d’alimentation en produit fluide reliant le manchon de raccordement à la paroi de pulvérisation, l’ensemble comprenant en outre :

- une pompe à air ayant une chambre à air de volume variable, de telle sorte que le volume de la chambre à air décroît lorsque l’on exerce une pression sur la surface d’appui et croît lorsque l’on relâche la pression sur la surface d’appui, - un passage d’air qui relie la chambre à air au chemin d’alimentation en produit fluide, et

- un clapet différentiel de séquencement qui obture le passage d’air lorsque la pression du produit fluide dans le chemin d’alimentation en produit fluide est plus grande que la pression de l’air dans la chambre à air, et qui dégage le passage d’air lorsque la pression du produit fluide dans le chemin d’alimentation en produit fluide est inférieure à la pression de l’air dans la chambre à air, de sorte que l’air sous pression issu de la chambre à air passe dans le chemin d’alimentation en produit fluide et à travers le réseau de trous de pulvérisation juste après le produit fluide.

Ainsi, la chambre à air génère un flux d’air sous pression qui chasse le produit fluide d’une partie du chemin d’alimentation à travers la paroi de pulvérisation, en laissant finalement le chemin d’alimentation vide de produit fluide, du moins dans sa partie allant de la sortie du passage d’air dans le chemin d’alimentation jusqu’à la paroi de pulvérisation. On peut parler d’une purge à l’air de produit fluide. Il n’y a pas de produit fluide qui entre dans ou sort de la chambre à air, uniquement de l’air. Il faut bien noter que la pompe à air et le clapet différentiel de séquencement sont formés par la tête de distribution, et non pas par l’organe de distribution.

Avantageusement, les trous de pulvérisation présentent un diamètre de l’ordre de 5 à 30 pm, et de préférence de l’ordre de 10 à 15 pm. Tous les trous de la paroi de pulvérisation peuvent avoir le même diamètre, ou des diamètres différents, par exemple répartis en deux ou trois séries de trous de diamètres différents, avec les trous d’une même série ayant un diamètre identique. La paroi de pulvérisation peut être plane ou bombée, convexe et/ou concave. Les trous peuvent être perpendiculaire ou inclinés.

Selon un mode de réalisation, la pompe à air peut comprendre deux parties engagées à coulissement étanche, à savoir une partie de fût et une partie de piston. On est là dans une configuration classique de pompe.

Avantageusement, la tête de distribution comprend en outre une jupe qui s’étend autour du manchon de raccordement, la jupe étant reliée au manchon de raccordement par une bride annulaire supérieure, de manière à définir entre eux un espace annulaire, la partie de fût étant formée par le manchon de raccordement, la jupe et la bride annulaire supérieure. D’autre part, la partie de piston peut comprendre deux pistons, respectivement en prise étanche coulissante avec le manchon de raccordement et la jupe. Le passage d’air peut traverser la bride annulaire supérieure.

Selon un mode de réalisation, la tête de distribution peut comprendre en outre un logement de montage, dans lequel est engagé un gicleur, la paroi de pulvérisation étant solidaire du gicleur. Avantageusement, le clapet différentiel de séquencement est engagé dans le logement de montage en amont du gicleur. La paroi interne du logement peut former un siège de clapet pour le clapet différentiel. Le passage d’air peut relier la chambre à air au logement de montage en traversant la bride annulaire supérieure.

Selon un autre mode de réalisation, la partie de piston est formée par la surface d’appui, réalisée sous la forme d’une membrane déformable de la chambre à air.

Selon un mode de réalisation avantageux, la tête de distribution comprend en outre au moins un filtre en amont de la paroi de pulvérisation. Le filtre peut se présenter sous la forme d’une plaque de filtre comprenant des trous de filtre qui sont plus nombreux que les trous de pulvérisation, mais présentant un diamètre inférieur à ceux des trous de pulvérisation. Le filtre peut également se présenter sous la forme un bloc de filtre formant un réseau de cavités ouvertes. Un même gicleur peut comprendre à la fois une ou plusieurs plaque(s) de filtre et un ou plusieurs bloc(s) de filtre.

L’esprit de l’invention réside dans le fait de purger le gicleur à trous multiple du produit fluide qu’il contient après la phase de pulvérisation. La chambre à air permet de créer un flux d’air sous pression, juste après la phase de pulvérisation, ce qui a pour effet de souffler le produit fluide contenu dans le gicleur. Ainsi, le gicleur est assurément vide de tout produit fluide, de sorte qu’il n’y a plus aucun risque de bouchage ou colmatage par séchage, formation de résidus solides ou augmentation de la viscosité. L’invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints, donnant à titre d’exemples non limitatifs, deux modes de réalisation de l’invention.

Sur les figures :

La figure 1 est une vue en perspective éclatée d’un distributeur intégrant une tête de distribution selon un premier mode de réalisation de l’invention,

La figure 2 est une vue en coupe agrandie au repos de la tête de distribution de la figure 1 ,

La figure 3 est une vue l’ensemble de distribution de la figure 2 en position intermédiaire d’actionnement,

La figure 4 est une vue l’ensemble de distribution de la figure 2 en position finale enfoncée,

La figure 5 est une vue agrandie en coupe transversale à travers le gicleur de la tête de distribution des figures 2 à 4,

La figure 6 est une vue de face de la paroi de pulvérisation du gicleur de la figure 5, et

Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe transversale à travers une tête de distribution selon un second mode de réalisation de l’invention.

Sur la figure 1 , on peut voir un distributeur comprenant un réservoir de produit fluide R, un organe de distribution D, qui peut être une pompe, une tête de distribution T et une pièce de montage P.

L’organe de distribution D est fixée sur une ouverture du réservoir R au moyen d’une bague de fixation F. L’organe de distribution D comprend une tige d’actionnement D1 qui est déplaçable axialement en va-et-vient à l’encontre d’un ressort de rappel (non représenté). L’organe de distribution D peut être conventionnel : il ne participa pas à l’invention.

Sur les figures 2, 3 et 4, on peut voir que la pièce de montage P est fixée sur le réservoir R ou sur la bague de fixation F. La pièce de montage P comprend à cet effet une couronne de fixation P4 qui peut venir en prise, par exemple encliquetée, autour de la bague de fixation F. La pièce P comprend également un piston interne P1 et un piston externe P2 qui sont concentriques. Le piston interne P1 forme une lèvre interne P1 1 et le piston externe P2 forme une lèvre externe P21. Un espace annulaire P3 est défini entre les deux pistons P1 et P2. La pièce P est en outre traversée par une ouverture centrale PO pour le passage de la tige d’actionnement D1 de l’organe de distribution D, mais elle ne participe pas à son fonctionnement.

La tête de distribution T comprend un corps de tête 1 , un gicleur 2, un clapet différentiel de séquencement 3 et un bouchon 4.

La tête T est de préférence monobloc et comprend un manchon de raccordement 11 recevant la tige d’actionnement D1 , une jupe 12 et un logement de montage 16 recevant le gicleur 2, le clapet 3 et le bouchon 4. La jupe 12 entoure le manchon 1 1 de manière concentrique. La jupe 12 est reliée au manchon 1 1 par une bride annulaire supérieure 14, de manière à définir entre eux un espace annulaire 13. Le logement de montage 16 s’étend transversalement et traverse le corps de tête de part en part. Il comprend une large ouverture 161 à une extrémité et une portée conique 162 à l’autre extrémité. Le manchon 1 1 est relié au logement 16 par une fenêtre 15 et l’espace annulaire 13 est relié au logement 16 par un passage d’air 17 qui traverse la bride annulaire 14.

Optionnellement, le corps de tête 1 peut être engagé dans une capsule d’habillage 5 comprenant surface supérieure d’appui 51 pour un doigt et une enveloppe latérale 52 formant une ouverture latérale 53 pour le gicleur 2. En l’absence de capsule d’habillage 5, la surface d’appui est formée par la surface supérieure du corps de tête 1.

Le gicleur 2 est reçu dans la portée conique 162 du logement 16. Le gicleur 2 est introduit dans le logement 16 par la large ouverture 161. En variante, un encliquetage est également envisageable. Comme on peut le voir sur la figure 5, le gicleur 2 comprend un corps de gicleur 20 qui sert de support à une paroi de pulvérisation 21 percée de trous 22. La paroi de pulvérisation 21 est fixée au corps de gicleur 20 par tous moyens, tel que le surmoulage, la bi-injection, l’encliquetage, le sertissage, le dudgeonnage, le montage en force, etc. La paroi de pulvérisation 21 peut être une plaque monobloc mono matière, un assemblage de plusieurs pièces ou encore un produit multicouche, par exemple laminé. Elle peut être réalisée en métal, matière plastique, céramique, verre ou une combinaison de ceux-ci. Plus généralement, n’importe quel matériau susceptible d’être percé de petits trous ou orifices est utilisable. La paroi de pulvérisation 21 peut être plane ou bombée. L’épaisseur de la paroi de pulvérisation 21 , au niveau où sont formés les trous 22, est de l’ordre de 10 à 100 pm. Le nombre de trous 22 est de l’ordre de 20 à 500. Le diamètre des trous 22 peut aller de 1 à 100 pm, et avantageusement de 5 à 30 pm. Des trous de 10 à 15 pm sont appropriés pour la pulvérisation de parfum. Les trous peuvent être parallèles ou divergents. Le diamètre de la paroi de pulvérisation 21 , au niveau où sont formés les trous 22, est de l’ordre de 0,5 à 5 mm.

Avantageusement, le gicleur 2 comprend également deux filtres F1 et F2 disposés en amont de la paroi de pulvérisation 21. Le filtre F1 est une plaque sensiblement similaire à la paroi de pulvérisation 21 avec des trous de filtre FO qui sont avantageusement plus nombreux que les trous de pulvérisation 21 , mais qui présentent avantageusement un diamètre inférieur à ceux des trous de pulvérisation 22. On peut aussi remarquer que le diamètre de la plaque de filtre F1 est supérieur à celui de la paroi de pulvérisation 21. Son épaisseur peut être sensiblement la même que celle de paroi de pulvérisation 21 , voire légèrement supérieure.

Le filtre F2 est également monté en amont du filtre F1 en définissant entre eux un second espace intermédiaire E2. Le filtre F2 se présente sous la forme d’un bloc de matière poreuse, avantageusement rigide, tel que du Porex ®, qui forme un réseau de cavités ouvertes, dont la taille moyenne de pores peut être de l’ordre de 7 à 100 microns.

Le clapet différentiel de séquencement 3 est intégralement formé par la tête de distribution T. Il monté dans le logement de montage 16 juste derrière le gicleur 2. Le clapet peut éventuellement servir ou aider au maintien en place du gicleur dans le logement 16. Le clapet 3 est en forme de manchette creuse avec une lèvre de clapet annulaire 31 qui vient en appui étanche sélectif contre la paroi interne 163 du logement 16, qui fait office de siège de clapet. Cette paroi interne 163 peut séparer le manchon 1 1 du logement 16 : la fenêtre 15 traversant cette paroi interne 163. Au repos, comme représenté sur la figure 2, le clapet 3 obture le passage d’air 17. En revanche, la fenêtre 15 communique avec le gicleur 2 à travers l’intérieur creux du clapet 3. En d’autres termes, le clapet 3 n’a aucune influence sur le chemin d’écoulement du produit fluide.

Le bouchon 4 est inséré dans le logement 16 juste derrière le clapet 3. Le bouchon 4 a une fonction d’étanchéité, mais il peut aussi servir à maintenir le clapet 3 et gicleur 2 en place dans le logement 16. On peut dire que le bouchon 4 obture la large ouverture 161 du logement 16, de manière à forcer le produit fluide à s’écouler à travers le clapet 3 et le gicleur 2.

La pièce de montage P, bien que montée fixement sur le réservoir R ou sur la bague de fixation F, fait fonctionnellement partie de la tête T, car ils forment ensemble la pompe à air. On peut ainsi dire que la pompe à air est entièrement formée par la tête T (intégrant la pièce P).

Sur la figure 2, le distributeur est au repos. La tige d’actionnement D1 est étendue au maximum, sous l’action du ressort de rappel. La pièce de montage P est alors positionnée en éloignement de la tête de distribution T. les pistons P1 et P2 sont séparés du manchon 11 et de la jupe 12. Les deux espaces P3 et 13 se font face, mais sont ouverts sur l’extérieur. Le clapet 3 est fermé: le passage d’air 17 est obturé. En revanche, la tige d’actionnement D1 est reliée au gicleur 2 à travers la fenêtre 15 et le clapet 3.

Sur la figure 3, la tête T a été déplacée vers la pièce P, de sorte le piston interne P1 est maintenant en prise coulissante étanche autour du manchon 1 1 et que le piston externe P2 est en prise coulissante étanche dans la jupe 12. Les deux espaces annulaires P3 et 13 sont maintenant jointifs et isolés de l’extérieur: ils définissent alors ensemble une chambre à air C d’une pompe à air formée entre la tête 1 et la pièce de montage P. A mesure que la tête T est déplacée vers la pièce P, la pression monte dans la chambre à air C, mais l’air ne peut pas s’en échapper à travers le passage d’air 17, car il est obturé par le clapet 3, qui restera fermé tant que la pression du produit fluide qui traverse le clapet 3 est supérieure à celle de l’air dans la chambre à air C. En effet, la mise sous pression de la chambre à air C est concomitante avec la distribution de produit fluide, étant donné que la tête T est enfoncée. Pour une pompe classique, la pression du produit fluide est de l’ordre de 4 à 6 bars et pour une valve, la pression initiale est de l’ordre de 10 à 12 bars. Le produit fluide sort de la tige d’actionnement D1 et passe par la fenêtre 15 pour arriver dans le logement 16. Plus précisément, le produit fluide sous pression passe entre le bouchon 4 et le clapet 3, plaquant ainsi la lèvre 31 sur son siège 163. Le cheminement du produit fluide est indiqué par la ligne fléchée L sur la figure 3. Il suffit donc que la pression dans la chambre à air C ne dépasse pas 3 bars pour assurer que le clapet 3 reste fermé tout au long de la phase de distribution de produit fluide. Le produit fluide et l’air ne se mélangent ainsi pas lors de la phase de distribution. Le but recherché est que l’air reste dans sa chambre C jusqu’à ce que la totalité du produit fluide soit distribué, d’où la désignation du clapet 3, qui est soumis aux pressions du produit fluide et de l’air, afin de garantir une séquence appropriée: d’abord le produit fluide et ensuite l’air.

Sur la figure 4, on est précisément dans la configuration où la tête T est enfoncée au maximum. Le produit fluide a été distribué, de sorte que la pression dans le clapet 3 a chuté en-dessous de celle qui règne dans la chambre à air C. Par conséquent, la lèvre 31 du clapet 3 va se décoller et le passage d’air 17 peut alors communiquer avec le logement 16. L’air sous pression va alors traverser le clapet 3 et le gicleur 2, les purgeant de leur contenu de produit fluide. Le cheminement de l’air est indiqué par la ligne fléchée A sur la figure 4. Il est à noter que cette chasse d’air se produit sans que la tête T ne bouge. Le volume d’air de la chambre à air C est supérieur au volumes cumulés du clapet 3 et du gicleur 2.

L’air sous pression est relâché très rapidement : le temps d’ouverture du clapet 3 étant de l’ordre de quelques centièmes ou millièmes de secondes. On peut qualifier ce flux d’air rapide de « soufflette », permettant de vider la tête de distribution T de son produit fluide en aval du clapet 3. La distribution de produit fluide et le flux d’air sont consécutifs dans le temps, sans temps mort intermédiaire. L’utilisateur ne s’apercevra même pas de la soufflette d’air en fin de distribution de produit fluide.

Ensuite, l’utilisateur relâche sa pression sur la tête T qui revient dans sa position de repos de la figure 2.

Les figures 7 et 8 illustrent un second mode de réalisation, dans lequel la pompe à air est intégrée à la tête de distribution T’. Cette tête T’ comprend un corps de tête 1’ qui forme un manchon 1 1’ et un conduit de produit fluide 15’ qui débouche dans un logement de montage 16’ dans lequel un gicleur 2 est reçu, par exemple par emboîtement en force, avec ou sans encliquetage ou harponnage. La tête T’ comprend également un dôme 4’ montée sur le corps de tête 1’, de manière à former entre eux une chambre à air C’. Plus précisément, le dôme souple 4’ comprend un bord d’ancrage 42 qui est maintenu sur le corps 1’ par une frette d’habillage 5’. Ce bord d’ancrage 42 entoure une membrane souple 40 définissant une surface d’appui 41 pour la tête de distribution T’. La membrane 40 comprend une bride annulaire de renforcement et d’étanchéité 43 et un orifice d’entrée d’air 44, avantageusement situé au centre de la membrane.

La chambre à air C’ communique avec le logement 16’ à travers un passage d’air 31’, qui est sélectivement obturé par un clapet différentiel de séquencement 3’, qui peut se présenter sous la forme d’une lamelle souple déformable ayant une lèvre 31’.

Au repos, tel que représenté sur la figure 7, le clapet 3’ est fermé : sa lèvre 31’ reposant de manière étanche contre la bride annulaire 43, qui fait office de siège de clapet. La chambre à air C’ a un volume maximal et communique avec l’extérieur par l’orifice 44.

Un utilisateur peut appuyer sur la membrane 40 en bouchant l’orifice 44. L’air contenu dans la chambre à air C’ va monter en pression, tant que le clapet 3’ reste fermé, c’est-à-dire tant que le produit fluide est distribué, comme dans le premier mode de réalisation des figures 1 à 4. Dès que la pression du produit fluide dans le logement 16’ chute en-dessous de celle de l’air dans la chambre à air C’, le clapet 3’ s’ouvre et l’air sous pression traverse le passage 31’, parvient dans le logement 16’ et traverse ensuite le gicleur 2. Comme dans le mode de réalisation précédent, le gicleur est ainsi purgé de son produit fluide. Lorsque l’utilisateur relâche son appui sur la membrane 40, de l’air extérieur entre dans la chambre à air C’ par l’orifice 44.

La présente invention repose ainsi sur le fait de purger un gicleur au moyen d’une soufflette d’air qui est générée juste après la distribution du produit fluide. L’air est mis sous pression lors de l’actionnement de la pompe ou la valve, ce qui n’entraine pas de gestuelle supplémentaire. L’utilisateur n’a même pas conscience de la mise sous pression d’une chambre à air et de la soufflette ultérieurement générée. Cette soufflette selon l’invention peut être mise en oeuvre sur n’importe quelle tête de distributeur de produit fluide, mais s’avère particulièrement avantageuse pour les gicleurs à micro-trous multiple (20 à 500 trous de 1 à 100 microns), avantageusement équipé d’un ou de plusieurs filtres. On évite ainsi tout problème de colmatage. La tête de distribution peut être montée sur n’importe quel pompe ou valve standard, étant donnée qu’elle intègre la pompe à air et le clapet différentiel de séquencement.