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Dispositif pour délivrer de très faibles débits de fluide contenu
dans un réservoir
La présente invention a pour objet un dispositif pour délivrer de
` 5 très faibles débits de fluide contenu dans un réservoir.
Les réservoirs de stockage de produits liquides ou gazeux,
désodorisants, antiseptiques ou autres utilisés le plus souvent dans un
environnement ménager ou industriel permettent de délivrer ces
produits sous forme d'aérosols à partir d'actions volontaires de
l'~ltili~teur pendant une période limitée dans le temps. L'action consiste
en général à appuyer sur un méc~ni.cme permettant l'ouverture d'un
clapet à ressort.
Il serait intelessallt que certains de ces produits fluides puissent
être diffusés en très faibles quantités et en continu. Cest par exemple le
S cas des désodorisants, des insecticides ou des parfums d'ambiance. Les
procédés e.xi~t~nts pour effectuer cette fonction, par exemple les mèches
textiles, ont des débits difficilement contrôlables et leur mise en oeuvre
est en général délicate.
Par ailleurs, dans de nombreuses applications pratiques, en
particulier pour les désodorisants, les ~alfL~ s, les antiseptiques et les
insecticides, il est souhaitable de compléter cette diffusion lente et
continue par des injections ponctuelles de produit dans l'atmosphère
sous forme d'aérosols.
Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif qui
2s permette de délivrer de très faibles débits de liquide typiquement
inférieur à 20 cm3 par heure, tout en assurant un débit stable et constant
avec des moyens statiques. De préférence, ce dispositif est d'un coût
réduit pour pouvoir servir à délivrer des produits de faible valeur
comme des désodorisants ou des parfums d'ambiance.
Pour atteindre ce but, le dispositif pour délivrer de très faibles
débits d'un liquide se caractérise en ce qu'il comprend:
un réservoir apte à recevoir ledit fluide;
une sortie dudit débit de fluide, et
des moyens de perte de charge capillaire pour contrôler ledit débit
de fluide, lesdits moyens de perte de charge comprenant une première et
une deuxième pièce mécanique en contact mutuel et fixes l'une par
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rapport à l'autre lesdites pièces mécaniques défini.~s~nt à leur interface
un canal de faible section et de grande longueur, ladite section du canal
étant inférieure à 1 mm2.
De ~leférellce, la section dudit canal est inférieure à 0.2 mm2.
On comprend ~u'ainsi, grâce à des moyens entièrement stati~ues,
on peut délivrer de très faibles débits d'un liquide ou d'un gaz contenu
dans un réservoir grâce à la présence des moyens de perte de charge
capillaire.
Selon un premier mode de mise en oeuvre, le dispositif se
caractérise en ce que lesdits moyens de perte de charge sont disposés à
la sortie dudit réservoir et en ce ~ue ledit canal est relié d'une part à
ladite sortie et d'autre part audi~ réservoir par quoi ledit fluide peut
s'écouler dans ledit canal.
On comprend que dans ce cas on contrôle directement la sortie du
fluide hors du réservoir. De ~refelcnce, le fluide est p.essulisé dans le
reservolr.
Selon un deuxième n~ode de mise en oeuvre, le dispositif se
caractérise en ce que ledit canal est relié d'une part à l'extérieur dudit
réservoir et d'autre part à l'intérieur dudit réservoir, par quoi le fluide
externe audit réservoir peut s'écouler dans ledit canal vers ledit
réservoir, et provoque la sortie du fluide à délivrer hors du réservoir.
Dans ce deuxième cas, le fluide externe peut etre l'air ambiant.
~lors le canal est directement raccordé à une prise d'air solidaire du
réservoir. Ce fluide peut également être pressurisé. Le dispositif de
2s perte de charge capillaire est alors raccordé par son canal à un réservoir
externe de fluide sous pression.
Selon une variante perfectionnée du premier mode de mise en
oeuvre, un dispositif de délivrance par intermittence du fluide peut être
interposé entre l'e~llel,lité de sortie du canal et la sortie du dispositif de
délivrance de fluide.
Selon une autre variante perfectionnée du premier mode de mise
en oeuvre, il est possible de régler avec une grande précision le débit de
fluide dans une plage importante.
Pour cela, les moyens de perte de charge capillaire présentent n
canaux séparés correspondant ch~clln de préférence à des débits
différentes et le dispositif comprend en outre des moyens de commande
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pour relier sélectivement une première extrémité d'au moins un desdits
canaux à une première conduite fixe et des moyens fixes pour relier les
deuxièmes extrém~ ités de tous les canaux à une deuxième conduite fixe.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs
modes de mises en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non
limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles:
- la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un premier mode de
ré~ tion du dispositif de délivrance de liquide avec un réservoir
pressurisé;
- la figure 2 est une vue de détail de la figure 1 montant le mode
de ré~ tion du dispositif de perte de charge;
- la figure 3 est une vue partielle d'un dispositif de délivrance de
liquide selon une première variante de ré~li.c~tion;
- la figure 4 est une vue en coupe verticale partielle d'un autre
mode de ré~ tion du dispositif de délivrance de liquide comportant
un autre de mode de ré~ tion du dispositif de perte de charge;
- les figures Sa et 5b sont des vues de dessus et en coupe verticale
d'un deuxième mode de ré~ tion du dispositif de perte de charge;
- la figure 6 est une vue partielle d'un dispositif de délivrance de
liquide selon une autre variante de ré~ tion comportant un
interrupteur manuel;
- la figure 7 est une vue en coupe verticale d'un autre mode de
ré~ tion du dispositif avec un autre mode de pres~l-ri.c~tion du
réservoir;
- la figure 7a montre une variante de pressurisation du réservoir;
- la figure 7b montre un mode de réalisation du dispositif sous
pressurisation du liquide;
- la figure 8 est un autre mode de ré~ tion du dispositif de
délivrance du liquide avec contrôle de débit sur l'~lmi~sion d'air;
- la figure 9 est une variante du mode de ré~ tion de la figure 8;
- la figure 10 montre une deuxième variante de ré~ tion du
dispositif de la figure 8;
- les figures 11 et 12 montrent en coupe verticale d'autres modes
de contrôle de l'entrée d'air dans le réservoir;
~ ; ~
s ~ :
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- les figures 13 et 14 montrent des modes de contrôle du débit
d'entrée d'air dans le réservoir;
- la figure 15 est une vue partielle du dispositif de délivrance de
liquide montrant un premier mode de réalisation des moyens de
s délivrance intermittents;
- les figures 16 et 17 sont d'autres vues partielles montant des
variantes de ré~ tion du dispositif de délivrance par intermittence;
- les figures 18a et 18b sont des vues de dessus et en coupe
verticale d'un mode de ré~ tion du dispositif de perte de charge
o capillaire;
- les figures 19 et 20 montrent encore d'autres variantes de
ré~lic~tion du dispositif de délivrance de liquide par intermittence;
- la figure 21 montre un exemple de montage sur un réservoir du
dispositif de la figure 17;
- la figure 22 montre en coupe verticale un mode de ré~ tion du
dispositif de délivrance de liquide avec contrôle d'entrée d'air
pressurisé;
- la figure 23 est une vue en coupe verticale d'une variante de
réalisation de la figure 22;
- la figure 24 est une deuxième variante de mode de ré~lis~tion de
la figure 23;
- la figure 25 montre en coupe verticale un autre mode de
ré~li.c~tion du dispositif de délivrance de liquide avec contrôle de
l'entrée d'air;
2s - la figure 26 montre un exemple d'~ltilication du dispositif de
délivrance de liquide avec contrôle d'entrée d'air monté par exemple sur
une cuvette de toilettes;
- les figures 27 et 28 montrent en coupe verticale deux variantes
de réali.c~tion du dispositif de perte de charge;
- la figure 29 est une vue en coupe verticale d'un dispositif de
perte de charge multicanal avec réglage du débit et compensation en
tempelaLufe;
- la figure 30 est un schéma fonctionnel montrant le
fonctionnement du dispositif de la figure 29;
- la figure 31 moritre en vue de dessus un dispositif de perte de
charge multicanal;
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- la figure 32 montre en vue de dessus une partie des moyens de
compensation en température; et
- les figures 33a et 33b montrent un dispositif de commande
d'obturation respectivement en positions ouverte et fermée.
En se référant tout d'abord aux figures 1 à 7, on va décrire
différents modes de ré~ tion du dispositif de délivrance du liquide
tili~nt un contrôle direct.
Sur la figure 1, on a représenté la partie supérieure d'un réservoir
pressurisé du commerce muni d'un système de contrôle du débit par une
perte de charge l~min~ire créée dans le passage ménagé entre un
cylindre et un ressort, procédé connu.
La pièce 1 est fixée sur le support 2 du clapet à ressort 3 du
réservoir pressurisé 4 au moyen de la vis S. Sur cette pièce est vissée
une pièce 6 munie en son centre d'un orifice 7 et d'un joint 8 permettant
I'étanchéité de cette pièce 6 avec la partie supérieure du guide de clapet
lorsque ladite pièce 6 est vissée. Cette action de vissage permet, dans un
premier temps, l'ouverture du clapet 3 par poussée sur la tuyauterie de
sortie 9 liée audit clapet.
Le liquide sortant du réservoir au travers du clapet 3, de la
tuyauterie 9, puis de l'orifice 7 pénètre dans une chambre 10 ménagée
entre la pièce 6 et une pièce cylindrique 11 elle même vissée sur la
pièce 6 à la partie supérieure de celle ci. Entre les deux pièces 6 et 11
est placé un joint étanche 12.
La pièce 11 est entourée dans sa partie cylindrique médiane d'un
2s ressort 13 à spires jointives, de telle sorte que soit créé un passage 14
entre les spires et le cylindre. La figure 2 présente une vue grossie de ce
p~ ge hélicoïdal. Ce passage hélicoïdal peut être de très petite taille et
constituer ainsi un canal de très grande longueur. Le liquide passe de la
chambre 10 au travers du passage 15, puis au travers du ressort avant
d'être évacué vers l'extérieur au travers du passage 16. Afin de
permettre une diffusion lente du fluide, on peut mettre en place dans un
réceptacle 17 un milieu hydrophile 18, par exemple de la ouate qui
s'imprègne du liquide à diffuser avant de le laisser s'évaporer dans
l'atmosphère.
3s Cet ensemble constitue un appareil autonome permettant de
diffuser très lentement un liquide à partir du réservoir pressurisé.
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L'un des éléments essentiels du système est le dispositif de perte de
charge. Dans le cas d'un ressort de 20 mm de diamètre et de 20 mm de
hauteur formé de spires de 200 microns de diamètre, le débit sortant
d'un réservoir pressurisé à 1 bar contenant un liquide de viscosité égale
s à celle de l'eau serait de 8 1()-12 m3/s, soit environ 20 cm3 par mois.
Pour une réservoir classique de 250 cm3 de contenance, ceci permet
une diffusion régulière de produit liquide pendant une période d'une
année environ.
La figure 3 donne un exemple de réAli~tion dans lequel la vanne
10 de restitution est mixte et est formée d'une perte de charge l~min~ire,
comme dans le cas précédents et d'un générateur d'aérosols intégré à
cette perte de charge.
Le descriptif est, pour ce qui concerne la perte de charge l~min~ire,
identique à celui de la figure 1. Pour réaliser la seconde fonction, on
s intègre dans le cylindre support du ressort un clapet à ressort 19
commandé par le bouton poussoir 20, qui peut inclure un élément de
mise en rotation de l'écoulement liquide 21 favorable à la création de
gouttelettes 22. La tr~n~mi~ion du mouvement du bouton de
commande se fait au travers de la tuyautelie 23 qui transporte le liquide
20 à la sortie du clapet 19.
Le fonctionnement de l'ensemble est alors le suivant: La mise en
service du diffuseur se fait en vissant la pièce 6 dans la pièce 1. On
déclenche ainsi l'ouverture du clapet 3. Le liquide diffuse alors vers le
réservoir 17 contenant un milieu diffuseur hydrophile 18 au travers des
25 orifices 7 et 15, puis du jeu hélico-idal entre ressort et cylindre 14, de
l'orifice de sortie 16 et du jeu existant entre la tuyauterie 23 et son tube
de guidage 24. Lorsque l'on presse le bouton 21, le clapet 19 s'ouvre et
le liquide est guidé au travers du tube 23 vers la vanne de sortie 20, ce
qui autorise un fort débit. Ce fonctionnement est, en général,
30 intermittent. Lorsque la pression sur le bouton 20 est relâchée, le débit
est arrêté et seule la fonction de diffusion reste active.
En dévissant la pièce 6, on peut arrêter totalement le
fonctionnement de l'appareil par fermeture du clapet 3.
La figure 4 donne un autre mode de ré~ tion permettant
35 d'atteindre la même fonction de diffusion au travers d'une perte de
charge laminaire. La différence essentielle par rapport à la figure 1
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réside dans le mode de ré~ tion de la perte de charge l~min~ire. Au
lieu de mettre en oeuvre un ressort et un cylindre coopérants pour créer
le canal étroit, on réalise un sillon de grande longueur dans une pastille
28 dont on donne un détail sur les figures Sa et 5b. Pour réaliser un
5 débit d'eau de 1 ml/h sous une différence de pression de 1 bar, on mettra
en oeuvre un sillon dont la section sera un triangle équilatéral d'une
profondeur de 125 microns, dont la longueur développée sera égale à 1
m.
On retrouve la pièce de fixation 1, qui rec~oit la pièce 6 dont
10 l'action de vissage permet d'ouvrir le clapet 3. Après ouverture de celui
ci, le fluide 26 passe au travers de l'orifice 7, puis pénètre dans le sillon
29 gravé dans la pastille de perte de~charge 28, pour enfin s'échapper
vers le réceptacle 17 au travers de la tuyauterie 16. Cette solution
permet de réaliser un appareil plus compact que le prernier.
La figure 6, montre l'intégration d'une pastille de perte de charge et
d'une vanne commandée. On retrouve les éléments principaux de la
figure 3, le clapet 19, la tuyauterie 23 et le bouton de vanne 20. Le
fonctionnement pratique est le même que celui décrit en lere.ellce à
ladite figure 3.
D'autres ré~ tions sont envisageables dans nuire à la généralité
du procédé. Parmi celles ci, on peut envisager d'autres procédés de mise
en pression du liquide, par exemple par des membranes élastiques ou
par l'intermédiaire de chambres souples mise en pression.
La figure 7 donne un exemple de ré~lication avec limiteur de débit
20 intégré. Le réservoir est constitué de deux éléments 31 et 32 couli~s~nt
l'un par rapport à l'autre et munis d'un joint d'étanchéité 38. Après que
le liquide 26 ait été versé dans la partie 32 du réservoir, on met en place
l'élément colllics~nt 31 qui assure l'étanchéité. En enfonçant ledit
élément 31, on met en pression l'air 27 et, par conséquent, l'ensemble du
25 réservoir. La position enfoncée de 31 est assurée par la conjonction d'un
taquet élastique 33 et d'un épaulement 35. Dans notre exemple, le taquet
- 33 permet d'éviter une ouverture intempestive en bloquant l'élément 31
par un second épaulement 34.
Le fonctionnement de ce réservoir est alors semblable à ceux
30 décrits ci-dessus. Lorsque la mise en pression est ré~ ée, le fluide
passe au travers de la tu~rauterie 36 lestée par une masse 37 afin de
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permettre un fonctionnement dans toutes les positions, puis dans le
limiteur de débit 30 pour pénétrer dans le réceptacle 17, qui contient le
milieu diffusant 18.
On pourrait, bien entendu, adjoindre à un tel réservoir un
générateur d'aérosols commandé par un bouton extérieur.
Le montage de diffuseurs lents et d'ensembles comportant un
diffuseur et une vanne commandée peut être effectué sur tous types de
réservoirs pressurisés par remplissage en usine, par action manuelle, par
mise en oeuvre de cartouches de gaz ou par tout autre moyen
o méc.anique ou chimique connu par l'homme de l'art.
Le dispositif de diffusion ou de pulvérisation représenté sur la
figure 7a comporte un conteneur externe 510 réalisé en un matériau
capable de résister mécaniquement aux pressions mises en jeu dans un
tel dispositif. De ~léfere.lce, ce conteneur est de forme cylindrique et il
est réalisé à l'aide d'un matériau biodégradable ou aisément recyclage.
Par exemple, ce conteneur externe est réalisé à l'aide de carton ou de
rnatériau ~imil~ire. A l'intérieur de ce conteneur, on trouve une première
enceinte étanche déformable 512 qui est remplie initialement d'un gaz
sous pression constituant le gaz propulsif. De pléference, le gaz
propulsif est non condensable, ce qui limite les risques d'accidents par
~up~ression due à une élévation de température. A l'intérieur du
conteneur 512, on trouve une deuxième enceinte déformable étanche
514 qui contient le fluide dont on veut réaliser la diffusion ou la
pulvérisation. Cette enceinte 514 comporte une conduite de sortie 516
2s qui est reliée à une tête de diffusion 518 qui est du type à perte de
charge l~min~ire décrite précédemment.
Selon un mode ~réferé de mise en oeuvre, on trouve de plus des
moyens 520 permettant de recharger en gaz comprimé l'enceinte 512
contenant le gaz propulsif.
Le fonctionnement du dispositif de diffusion ou de pulvérisation
apparaît clairement. Lorsque la tête de diffusion 518 est ouverte, le
fluide contenu dans l'enceinte déformable 514 est chassé petit à petit de
cette enceinte sous l'effet de la pression du gaz dans l'enceinte 512. En
effet, celle-ci tend à appliquer une pression sur l'enceinte 514 qui est
par ailleurs maintenue par la paroi mécaniquement résistante 510 du
conteneur externe. Dans le cas du mode de réalisation préféré, le
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dispositif de rechargement 520 permet de remplir l'enceinte 512 en gaz
comprimé au fur et à mesure de son extension, résultant de la
diminution progressive de la quantité de fluide contenu dans l'enceinte
déformable 514.
On comprend que, le gaz propulsif étant enfermé dans l'enceinte
512 et le fluide à diffuser étant enfermé dans l'enceinte 514, ces deux
enceintes étant étanches, il n'est pas nécess~ire que le conteneur 10 soit
lui-même étanche, il suffit qu'il résiste aux pressions mises en jeu dans
l'enceinte déformable 512. Cela permet donc de réaliser l'enceinte
o externe 510 à l'aide d'un matériau biodégradable et facilement
recyclable tel que du carton qui présente la résistance mécanique voulue
mais qui peut être poreux.
On compre,ld également que les enceintes 512 et 512 étanches au
gæ n'ont pas besoin d'être élastiques, il suffit qu'elles soient
déformables en particulier dans le cas de l'enceinte 512 pour acce~ter
une quantité de plus en plus grande de gaz comprimé.
La figure 7b illustre un mode de ré~ tion dans lequel le contrôle
du débit est obtenu à l'aide d'un dispositif de perte de charge l~min~ire,
Ie liquide ou fluide à délivrer n'étant "pressurisé" que par la gravité. Ce
dispositif comprend un réservoir 524 maintenu à un certain niveau par
un support 526. Le limiteur de débit 528 monté dans un boîtier
autonome est raccordé à la sortie du réservoir par une tubulure souple
545. En modifiant la position du réservoir par rapport au dispositif de
perte de charge, on peut modifier le débit à la sortie du dispositif.
Une autre manière intéressante de réguler le débit de liquide
sortant du réservoir consiste à restreindre l'arrivée d'air dans celui-ci au
lieu de restreindre la sortie d'eau. La solution de base illustrée par la
figure 8 consiste à munir l'arrivée d'air d'une perte de charge l~min~ire
52 de telle sorte que le débit volumique d'air pénétrant dans le réservoir
30 soit très inférieur à celui qui s'écoulerait naturellement par l'orifice de
sortie d'eau 52 si l'orifice d'entrée d'air était de grandes dimensions. La
dimension de la sortie de liquide sera alors calculée par l'homme de l'art
pour que sa perte de charge soit très inférieure à celle de l'entrée d'air.
Par exemple, pour un débit d'eau de 100 ml/mois, dans un réservoir
dont la différence d'altitude entre les points C et D serait de 50 mm, la
perte de charge l~min~ire sur l'air sera constituée d'une spirale gravée de
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longueur lm et de profondeur 110 mm. La sortie d'eau 53 serait
constituée d'un tube capillaire de 40 mm de longueur et de 400 mm de
diamètre. Le débit de li~uide devient alors pratiquement indépendant de
sa nature et, en particulier, de sa viscosité. La viscosité dynamique de
s l'air, à laquelle le débit est proportionnel, varie peu dans la gamme des
températures ordinaires. Elle passe de 1.4 10-5 à 0-C à 1.9 10-5 à
40-C. De ce fait, les variations de débit de liquide sont peu sensibles
lorsque la température varie.
Dans une variante illustrée sur la figure 9 de ce type de régulation
10 de débit par action sur l'arrivée d'air, on peut assurer un débit constant
en m~lni~.s~nt cette arrivée d'air d'un tube 54 plongeant dans le réservoir.
On impose alors au point d'injection une pression constante égale à
Pa-pg/\h Pascals
où Pa est la pression atmosphérique, ~h est la différence de cote
entre le point E de débouché de la l~lyautelie et le point F de sortie du
liquide à l'extérieur. p la masse volumique du liquide et g l'accélération
de la pesanteur.
La pression différentielle Ap aux bornes de la perte de charge
l~min~ire sur l'air devient donc constante et égale à pgAh. Le débit, qui
20 lui est proportionnel est donc constant.
L'un des obstacles au bon fonctionnement d'un ~y~lell~e gravitaire
à régulation de débit par l'entrée d'air est lié au fait que de l'eau peut
pénétrer dans le capillaire si le réservoir est renversé ou retourné. La
mise en place d'un tube plongeur 54 sur l'arrivée d'air, outre le fait
2s qu'elle permet d'obtenir un débit constant, permet de li~iter ces risques.
ll suffit, en effet, de ne pas remplir complètement le réservoir, de telle
sorte que le tube débouche au dessus de la surface libre lorsque
l'appareil est retourné. Ce tube sera, par ailleurs, sllffi~mment petit
pour que les effets capillaires gênent le passage du liquide lorsque le
30 réservoir est couché. On pourra enfin placer entre le dit tube et l'élément
de perte de charge l~min~ire une petite chambre intermédiaire 5~
permettant d'éviter un contact direct entre le liquide et la perte de charge
lamin~ire. On cherchera à décaler les orifices d'entrée 56 et de sortie 57
de cette chambre de telle sorte que les gouttes de liquide y pénétrant
3s sous l'effet de la gravité ou d'un processus d'agitation de soient pas
dirigées vers le tube liant la chambre au capillaire. Ces dispositions
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limitent les risques de pénétration du liquide dans l'élément de perte de
charge, ce qui pourrait perturber son fonctionnement.
Une solution variante illustrée sur la figure 11 permettant d'éviter
totalement un retour de liquide dans l'élément capillaire consiste à
~5 mettre en place, entre la surface de liquide et le capillaire une membrane
e~ ement souple 58 qui sépare physiquement le liquide et le gaz. On
ne peut plus alors mettre en oeuvre le procédé consistant à utiliser un
tube capillaire et il est souhaitable de limiter la hauteur du réservoir.
Enfin, la figure 12 montre un réservoir à prise d'air contrôlée dont
la prise d'air et la sortie de liquide sont situés dans un bouchon de
réservoir, en partie inférieure de celui-ci. On retrouve, dans cet
exemple le tube 54 qui sera prefélablement en forme de U et le
réservoir de protection 55 muni de ses entrées et sorties 56 et 57.
Là encore, toutes ces solutions sont données à titre d'exemples.
L'homme de l'art pourra trouver des variantes qui font également l'objet
de l'invention.
La figure 13 donne un exemple de réglage de la perte de charge
l~min~ire de type spirale au moyen d'obturateurs 59 répartis le long du
canal et permettant de mettre en contact avec l'atmosphère environnante
des points différents de ce canal. La longueur utile de ce canal est ainsi
facilement changée. Le débit, qui lui proportionnel lorsque la section du
canal est constante, est donc également modifiable par cet artifice. En
obturant tous les orifices de mise en contact avec l'atmosphère, on
ajoute une fonction de mise en route à la précédente.
La figure 14 donne un exemple de dispositif permettant de réaliser
la même fonction par bouchage des orifices au moyen de billes 61 ou de
joints placés sur des secteurs angulaires 62. La mise en rotation du
couvercle 63 permet d'obturer l'un ou l'autre des orifices, ce qui permet
de réaliser les réglages et la mise en service.
Ces deux types de ré~li.c~tion sont donnés à titre d'exemple.
L'obturation variable des c~n~llx peut se faire dans tous les cas cités
dans la description et les méthodes pour le faire sont très variées.
Dans les modes de ré~lic~tion décrits précédemment, le débit du
liquide sortant du réservoir est très faible mais continu. Pour certaines
applications, il peut être intéressant de disposer d'un dispositif qui
permette de délivrer un débit de liquide très réduit mais de telle manière
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que le liquide ne sorte effectivement du réservoir que de fa~on
intermittente, le débit mo)ren restant de l'ordre de grandeur mentionné
précédemment. Les figures annexées 15 à 21 illustrent différents modes
de ré~ tion de moyens permettant la délivrance intermittente du
s liquide.
La figure 15 illustre un mode de ré~ tion d'un appareil pour
créer un écoulement intermittent de fluide à partir d'un écoulement
continu dudit fluide préfél~blement de faible débit. L'appareil co,llpolle
une chambre 101 formée d'un fond fixe 102 et d'un fond mobile 103
o dont la paroi quasi-cylindrique 104 est un soufflet métallique.
L'ensemble est entouré d'une enveloppe cylindrique 105 munie d'un
retour 106 permettant de mettre en compression un ressoll 107 situé
entre le fond mobile 103 de la chambre 101 et le retour fixe 106 de
l'enveloppe 105. Le fluide est introduit de manière contrôlée en 108
S dans la chambre 101. Sur le fond fixe 102 est placée une petite chambre
cylindrique 109 comportant un retour 110 qui permet de limiter la
course d'un obturateur 111 cylindrique supportant un joint 112.
L'ol,lul~t~u. 111 est libre de se déplacer axialement dans la chambre
109. En l'absence de sollicitations extérieures, il tend naturellement à
20 descendre dans le fond de la chambre 109 sous l'effet de la gravité. Le
fond mobile 103 est muni d'une luyaulelie de sortie 113 qui lui est liée
et d'une tuyauterie 114 qui lui est également liée, placée dans la
chambre 101 dont l'exlre,llité 115 peut pénétrer dans la chambre 109 et
entrer en contact avec le joint 112 de l'obturateur mobile 111. Les deux
2s luy~lllelies sont reliées entre elles par un même conduit interne 116 de
sections.
L'appareil selon l'invention fonctionne de la manière suivante: A
la mise en route, la chambre 101 est préférablement remplie du fluide à
disperser. La t~yaulerie 114 est en appui sur le joint 112 de l'obturateur
30 111 qui est au fond de la chambre 109. Dès ~ue le fluide pénètre en 108
dans la chambre 101, la pression dans cette chambre 101 devient égale à
celle résultant de l'action du ressort 107. Le ressort 107 exerc~ant une
force F1, la section de la chambre étant S, la pression P dans la chambre
est égale à F1/S. Sous l'effet de cette pression, l'obturateur se solidarise
35 avec l'extrémité 115 de la tuyauterie 114, celle ci se trouvant fermée en
raison de la présence du joint 112. La force verticale F2 s'exerçant sur
2 ~ ~ 7 6 6 ~ PCT/FR94/00236
l'obturateur est égale à sP. Le dimensionnement de l'ensemble est tel
que cette force soit supérieure au poids de l'obturateur 111. Le fluide, en
pénétrant dans la chambre 101, provoque le déplacement du fond 103,
et par conséquent de l'ensemble formé de la tuyauterie 114 et de
l'obturateur 111. L'obturateur ainsi entraîné monte dans la chambre 109
jusqu'à atteindre le retour 110. Au contact du retour 110, l'obturateur se
détache de la luyaùtelie 114 et retombe, sous l'effet de la gravité, dans
le fond de la chambre 109. Le fluide contenu dans la chambre 101 peut
alors s'échapper au travers du percage 116 ménagé dans les tuyauteries
113 et 114. De ce fait, le volume de la chambre 101 diminue jusqu'à ce
que le joint 112 de l'obturateur 111 soit à nouveau en contact avec
l't;~lrelllité 115 de la tuyauterie 114, ce qui stoppe la sortie de liquide.
Le processus peut alors recommencer indéfiniment. Cette première
version du dispositif correspondant à la figure 1 suppose que le ~y~le,~!e
lS soit placé verticalement de sorte que l'obturateur 112 ait tendance à
descendre naturellement au fond de la chambre 109.
Sur la figure 16, qui représente un autre mode de ré~ tion de
l'invention, on a relié l'obt~llateur 112 au fond fixe 102 par
l'intermédiaire d'un ressort 117 de très faible raideur, les autres él~nlents
du dispositif restant inchangés, à l'exception de la luyaulelie
d'évacuation 113 qui est munie d'un dispositif 118 permettant de créer
une dispersion de fines gouttelettes grâce à la mise en oeuvre d'un
écoulement tournant, procédé utilisé dans les bombes aérosols du
commerce.
Sur la figure 17, la mise en pression de la chambre 101 est assurée
par une membrane élastique 19 en lieu et place du ressort 107. La force
F est créée par l'allongement de ladite membrane. Par ailleurs, le
dispositif d'obturation est réalisé par une membrane 120, solidaire du
fond fixe 102. Sur la figure 3, on a représenté ce dispositif à mi course.
Il est lié à la tuyauterie 114 par l'effet de mise en pression
susmentionné. A mesure que le fond mobile 103 se déplace, la
membrane 120 se tend, jusqu'à ce que cet effort de tension compense
exactement l'effort F2 résultant de la différence de pression entre la
chambre 101 et la sortie sur la section de la tuyauterie 114. A ce
moment, la membrane se désolidarise brutalement de la luy~ulelie 114,
retombe sur le fond de la chambre 101. Après vidange de cette
W094/20390 PCT~4100~
~157666
chambre, la tuyauterie 114 rejoint la membrane 120, s'y fixe par
aspiration et le cycle peut recommencer. Sur cette figure 17,
l'alimentation de la chambre 101 est réalisée au travers d'une perte de
charge lamin~ite 121 constituée d'un canal spiral 122 formé de la
~s coopération d'une pastille plane 123 et d'une pastille 124 gravée d'un
sillon 125 en forme de spirale. La figure 4 donne un détail de cette
alimentation. Dans le cas de la fig~re 3, le sillon est gravé dans la pièce
126 qui est reliée à l'alimentation de liquide 127 et qui est munie d'un
cylindre 128 permettant de guider les déplacements du fond 103 de la
chambre 101 et de la membrane élastique 119. De plus, sur cette figure
3, on a représenté une sortie de fluide 129 solidaire du fond 103
destinée à créer une dispersion de gouttelettes. Pour oe faire, on
alimente, à partir du tube 116 une chambre cylindrique 130 au travers
de deux entrées de liquide 131 pénétrant tangentiellement dans ladite
chambre. Le fluide est ainsi mis en rotation dans la chambre 130 et s'en
échappe au travers d'un orifice de petit diamètre 132 sous forme d'une
nappe conique qui se résout en gouttelettes.
A titre d'exemple, nous donnons quelques indications chiffrées
concernant la figure 17. Le diamètre de la chambre 101 est de 20 mm;
sa hauteur est de 30 mm. La course rn~im~le du fond 103 est de 3 mm.
Le volume de fluide éjecté à chaque cycle est donc de 940 mm3. La
longueur totale du sillon est de lm et il est formé d'un triangle
équilatéral de 0.2 mm de profondeur. La préhension de la membrane
élastique est de 5 kg. La pression interne dans la chambre 101 est donc
2s de 1.6 bar. L'ensemble est alimenté en eau froide à 20-C sous 4 bars. Ledébit moyen dans la chambre est de 4 10-9 m3/s, soit 13.5 cm3/h. La
durée du cycle de déclenchement sera donc de 4.4 mn. Cet exemple est
donné à des fins d'illustration. D'autres dimensionnements très
différents sont possibles.
Les figures 18a et 18b donnent une représentation en perspective
de la perte de charge l~n~in~ire spirale qui permet d'alimenter la
chambre 101. Afin de faciliter la compréhension, les pièoes 102 et 126
sont schém~ti~ées par deux pastilles cylindriques. Le fluide pénètre en
127 au travers de la pièoe 126, alimente la spirale dont on n'a représenté
qu'une spire, puis quitte le sillon au travers de l'orifice 133 ~ui alimente
la chambre 101.
~o 94/20390 2 ~ ~i 7 6 6 ~ PCT/FR94/00236
La demande de brevet PCr/FR 92/01075 décrit un autre mode de
- ré~lic~tion d'un canal à très faible section de passage par association
d'un cylindre et d'un ressort hélicoïdal enroulé sur ledit cylindre. Un tel
dispositif d'écoulement à très faible débit pourrait être substitué à celui
5 qui est représenté sur les figures 17 et 18.
Sur la figure 19, on a représenté une variante des dispositifs ci-
dessus caractérisée en ce que le décollement de l'obturateur est assuré
par l'action d'un ressort de flexion 134, procédé que nous qualifierons
de système d'~si~t~nce. L'obturateur est entraîné, comme
10 précédemment, par la tuyauterie 114, qui est munie d'une excroissance
135. Lors de la montée de la tuyauterie 114, le ressort, dont l'e~ nité
136 est, au départ du remplissage, située au dessus de l'excroissance, est
appuyé sur ladite excroissance et progressivement bandé vers le haut.
En un point critique correspondant à la course m~im~le, le ressort est
15 sllffl~rnment bandé pour que l'excroissance 135 ne puisse le retenir. Le
ressort se détend alors vers le bas et entraîne l'obturateur, améliorant
ainsi la fiabilité de l'ouverture. Lors de la descente de la tuyauterie 114,
l'excroissance ~lép~se à nouveau l'e~llemité 136 du ressort, qui se
trouve ainsi réarmé. La tuyauterie aspire l'obturateur et le cycle peut
20 recommencer.
Sur la figure 20, on a représenté un dispositif de mise en pression
pnel-m~tique situé à l'intérieur de la chambre 101. La chambre 138
contient un gaz sous pression et peut se déformer en raison de la
présence d'une membrane élastique 136 qui constitue les parois latérales
2s cylindriques du dispositif. Le fond mobile rigide 137 de la chambre 138
est muni d 'un obturateur 111 auquel il est lié par un ressort 117 par
l'intermédiaire d'une cloison cylindrique interne rigide 139. Les parois
de la chambre 101 sont rigides. Le fonctionnement est alors le suivant:
à la mise en service de l'al,paleil, le liquide est introduit en 108 dans la
30 chambre 101. Le volume de la chambre 138 diminue donc et le fond
137 s'éloigne du fond fixe 3. L'obturateur 111 est alors lié à la
tuyauterie 114. Ce déplacement provoque la tension du ressort 117.
Lorsque celle-ci est sl-ffi.c~nte, l'obturateur se détache de la tuyauterie
114 et retombe dans son logement ménagé dans le fond 137 de la
35 chambre 138. La vidange s'effectue alors, le fond 137 se rapproche de la
WO 94/20390 PCT/FR94/0023~
2 ~ 6 6 16
tuyauterie 114, l'obturateur 11 adhère à ladite tuyauterie et le cycle peut
recommencer.
Ces figures sont des exemples de réalisation et du dispositif et
d'autres systèmes voisins sont envisageables, tant en ce qui concerne la
s mise en pression de la chambre 101, qui peut etre réalisée par des
procédés mécaniques ou pneumatiques divers qu'en ce qui concerne le
détail de réalisation de l'obturateur et des systèmes qui permettent son
décollement, avec ou sans ~sci~t~nce.
Sur la figure 21, on a représenté le système de contrôle du débit de
o remplissage par utilisation d'un canal spiral 121 ainsi que la tête de
sortie permettant de produire des gouttelettes. Le fluide à disperser
provient, dans cet exemple, d'une bombe pressurisée du commerce 134
contenant le fluide à disperser. Le système esl intégré à un enser~ble
permettant d'effectuer la mise en route de la bombe par simple
encliquetage de la pièce 135, cette opération commandant à son tour
l'ouverture du clapet de la bombe par enfoncement de la tuyauterie de
sortie de ladite bombe. On dispose ainsi d'un générateur d'aérosols
fonctionnant de manière intermittente à partir d'un réservoir autonome.
Dans cette ré~ ation, le dispositif objet de l'invention est relié par un
filetage à la pièce 141. En vissant la pièce intermédiaire 126 dudit
dispositif dans la pièce 141, on provoque simultanément l'enfoncement
de la tuyauterie 142 de la bombe aérosol et l'écrasement du joint 143
qui assure l'étanchéité. Cette action permet la mise en route du ~y~lellle.
En dévissant la pièce 126, on provoque l'arrêt du dispositif.
On comprel,d que, selon ce mode de mise en oeuvre de l'invention,
il est possible de transformer un debit de fluide continu en un débit
intermittent qui lui est égal en moyenne, le système pouvant
fonctionner si besoin dans toutes les positions, traiter des gammes de
débit très variées et être éventuellement monté sur des réservoirs
autonomes tels des bombes aérosols du commerce sans modification de
la conception desdites bombes.
Dans la description précédente, on a considéré le cas général d'un
~luide. Il va de soi que celui-ci est de préférence un liquide qui peut être
un parfum, un antiseptique ou même de l'eau pour contrôler le degré
hygrométrique d'un local. Cependant, il peut également être un gaz.
~VO 94/20390
2 ~ 5 7 6 6 6 PCT/FR94/00236
Dans les modes de réalisation décrits en liaison avec les figures 8 à
15, le contrôle du débit de liquide hors du réservoir se fait en fait par le
contrôle du débit d'air admis dans ce même réservoir. Plus précisément,
il s'agit de l'air ambiant qui est donc à la pression atmosphérique. Pour
s certaines applications il peut être intéressant de contrôler un débit de
fluide déjà pressurisé. C'est ce qui est illustré sur les figures 22 à 24.
Sur la figure 22, on a représenté un réservoir 200 résistant à la
pression avec son capillaire de sortie 202 et sa structure de supportage
204 permettant de maintenir le réservoir 200 en position verticale de
telle manière que sa sortie soit à l'extrémité inférieure. On a également
représenté de fac~on schématique un diffuseur de liquide 206. A
l'intérieur du réservoir 200 est disposé une enveloppe étanche
déformab~e 208 qui contient le liquide à diffuser. L'enveloppe 208 est
bien sur raccordée à la sortie 202. Dans le réservoir 200 est également
disposée une enveloppe initialement sensiblement vide 210 qui est
également étanche et déformable. L'enveloppe 210 est raccordée par un
orifice 212 ménagé dans le fond 214 du réservoir avec un dispositif de
perte de charge capillaire 216 qui est par exemple du type à sillon
gravé. Au-dessus du dispositif de perte de charge 216 est montée une
enceinte étanche déformable 218 qui contient un fluide intermédiaire tel
qu'un mélange d'eau et de glycol. L'enceinte 218 est raccordée à l'entrée
220 du dispositif de perte de charge capillaire 216. Un moyen de
pressurisation de l'enveloppe 218 est par exemple constitué par un
couvercle 222 qui entoure l'enveloppe 218 et qui peut coulisser sur les
parois externes du réservoir 200. Des systèmes élastiques tels que 224
tendent à appliquer le couvercle 222 sur l'enceinte 218 et donc à
coml,limer le li~uide intermédiaire contenu dans l'enveloppe 218.
Celui-ci sort avec un débit contrôlé à travers le dispositif de perte de
charge 216 pour remplir petit à petit l'enveloppe 210, ce qui augmente
- 30 la pression sur l'enveloppe 208 contenant le liquide à diffuser autorisant
ainsi sa sortie avec un débit contrôlé par le capillaire de sortie 202.
Dans le mode de ré~ tion représenté sur la figure 23, le réservoir
résistant à la pression 230 contient une enveloppe souple, étanche 232
dans laquelle est stocké le fluide à délivrer. Dans ce mode de
3s ré~ ation, la sortie de l'enveloppe 232 est raccordée à un dispositif de
perte de charge 234 assurant une perte de charge relativement réduite.
_
WO 94/20390 . . PCTIF~9410023~
2 1 ~ 6
Au-dessus du réservoir 23(), on trouve un deuxième dispositif de perte
de charge, par exemple du type à sillon gravé 236, dont la sortie 236a
débouche dans le réservoir 230. Le dispositif 236 présente une perte de
charge bien plus élevée que celle du dispositif 234. L'entrée 236b des
s moyens de perte de charge est raccordée à un réservoir à haute pression
contenant un gaz moteur, le réservoir étant référencé 238. Le réservoir à
haute pression permet de maintenir une pression sensiblement constante
du fluide traversant le dispositif de perte de charge 236. Le gaz remplit
ainsi avec un débit contrôlé le réservoir 230 appliquant ainsi une
o pression à l'enveloppe déformable 232, ce qui permet à son tour la
sortie contrôlée du liquide, ce controle étant encore renforcé par la
présence de la deuxième perte de charge 234.
Dans la variante représentée sur la figure 24, le dispositif
colllprelld également un réservoir 230 dans lequel est placé une
enveloppe déformable 232 contenant le liquide à diffuser. Dans ce
mode de ré~li.c~tion, l'enveloppe 232 est directement raccordée au
capillaire de sortie 240. Le dispositif de perte de charge 236 est
alimenté par un gaz sous pression obtenu de la manière suivante. Au-
dessus du dispositif 236 est prévu un réservoir de gaz sous pression 242
dans lequel le gaz peut être périodiquement introduit à l'aide d'un
dispositif du type seringue 244. Pour assurer une alimentation de gaz à
pression constante, un détendeur 246 est interposé entre le gaz sous
pression contenu dans le réservoir 242 et l'entrée 236b du dispositif de
perte de charge.
En se référant à la figure 25, on va décrire encore un autre mode de
ré~li.c~tion du dispositif de délivrance de liquide dans lequel le contrôle
du débit se fait par contrôle d'admis~ion d'air à la pression ambiante. Le
dispositif est constitué par un réservoir étanche et résistant à la pression
260 muni de son tube capillaire de sortie 262. Le réservoir 260 est
maintenu en position verticale par un élément support 264 en forme de
jupe cylindrique dont la périphérie 266 coopère avec la paroi
cylindrique du réservoir 260 solidarisé avec celle-ci par exemple par un
moyen d'enclipsage 268. Le fond du réservoir 260 est de plefé~llce
constitué par un dispositif de perte de charge 270 du type à sillon gravé.
L'entrée 270a du canal du dispositif de perte de charge est raccordée à
une prise d'air 272 qui est par exemple constitué par un interstice entre
F' 94/20390 ~15 7 6 6 6 PCT/F~94100236
19
le réservoir 260 proprement dit et une jupe de protection thermique
274. La sortie 270b du dispositif de perte de charge est raccordée à un
capillaire de sortie 276 qui est vertical et axial. Le capillaire 276
débouche dans un récipient 278 formant déversoir. Le récipient 278 est
raccordé à un tube de sortie 280 par son bord de déversement 282.
L'extrémité 280a du tube 280 débouche dans le liquide contenu dans le
réservoir 260. L'enceinte 278 permet d'éviter une entrée intempestive de
liquide dans le dispositif de contrôle de perte de charge. Comme on le
voit sur la figure 25, l'élément de supportage 264 comporte sur sa
o plaque de base 283 un godet 284 qui est disposé en regard du capillaire
de sortie 262 de telle manière que l'extrémité libre 262a de ce capillaire
pénètre dans le godet 284. Cette disposition permet de s'affranchir des
risques de remontée et de sortie intempestive de liquide par le capillaire
262 sous l'effet des variations de température et donc sous l'effet des
s variations de ~ t~tion du liquide. De préfélence, le fond du godet 284
comporte un joint d'étanchéité 286. Ainsi en enfonçant le réservoir 260
dans la jupe 264 des moyens de supportage, l'e~llcl-lité 262a du
capillaire de sortie est appliquée contre le joint 286 assurant ainsi
l'obturation du réservoir 260. Bien entendu, la plaque de base 283 du
dispositif de supportage comporte des orifices 288 pour la sortie du
liquide.
Un tel mode de ré~ tion est particulièrement bien adapté au cas
où la distribution du liquide se fait dans un environnement susceptible
de faire l'objet d'invasion d'eau tel que la cuvette de toilettes.
En se lef~lant maintenant à la figure 26, on va décrire une variante
du dispositif représenté sur la figure 25 et un exemple pléf~.lG
d'lltili.c~tion de cette variante. Cette variante de ré~lic~tion consiste
essentiellement à séparer le réservoir 300 contenant le liquide à diffuser
du dispositif de perte de charge pour le contrôle de l'admission d'air 302
et à réunir ces deux composants par une tubulure flexible 304. Cette
disposition est particulièrement favorable pour permettre la diffusion
dans une cuvette de toilettes d'un produit désodorisant ou désinfectant.
Le réservoir 300 est placé par exemple dans la chasse d'eau 306 alors
que le dispositif de perte de charge 302 est placé bien sûr à l'extérieur.
Le dispositif de perte de charge comprend essentiellement un boîtier
308 comportant une prise d'air 310 qui est raccordée à l'entrée du canal
W094120390 PCTn~4/00~ ~
2 1 5 7 6 ~ 6
n
312 du dispositif de perte de charge proprement dit 314. La sortie 316
du canal 312 est relié à une ouverture de sortie 318 qui est elle-meme
raccordée à une extrémité de la tubulure flexible 304. Le réservoir 300 a
exactement la structure décrite en liaison avec la figure 25 à l'exception
du fait que son fond 320 est fermé et est muni d'un embout 322 qui
traverse le fond 320 et qui est raccordé à la tubulure 304. Le débit d'air
contrôlé par le dispositif de perte de charge 314 est ainsi introduit dans
le réservoir 260 qui contient le liquide à diffuser.
Dans la description précédente, on a considéré que les dispositifs
10 de perte de charge étaient, selon un mode de mise en oeuvre, constitués
par deux faces planes en regard. Sur une des faces en regard est creusé
un sillon de grande longueur et de très faible section droite constituant
le canal du dispositif de perte de charge. Sur les figures 27 et 28, on a
représenté deux variantes de ré~ tion du dispositif de perte de charge.
15 Dans ch~c ln de ces deux modes, on trouve une pièce centrale 400 par
exemple en forme de disque qui présente deux faces planes 402 et 404
dans chaG~-ne desquelles est creusé un sillon, par exemple en forme de
spirale, lcfelcncé 406, 408. Ch~clln de ces sillons constitue ainsi un
canal de perte de charge l~min~ire. Dans le cas du mode de ré~ tion
de la figure 27, le dispositif de perte de charge comporte une entrée 410
ménagée dans le boîtier extérieur 412 du dispositif. Cette entrée 410
sert à alimenter l'entrée de ch~clln des canaux 406 et 408. Dans la
région centrale du dispositif, on trouve une première sortie 414
correspondant au sillon 406 et une deuxième sortie 416 correspondant
au sillon 408. On a donc un système qui, à partir d'une prise d'entrée
unique 410, permet de délivrer deux débits contrôlés de fluide, par
exemple d'air. On peut ainsi, en raccordant chaque sortie à un réservoir
de liquide ~figure 26) par une tubulure, contrôler la délivrance de deux
fluides contenus dans les deux réservoirs. Sur la figure 27, on a
30 également représenté un perfectionnement qui consiste dans
l'amélioration de l'étanchéité entre la pièce 400 sur laquelle sont gravés
les sillons et la deuxième face. Ce perfectionnement consiste dans la
mise en place d'une feuille déformable 418, 420 interposée entre la face
comportant le sillon et la contre-face. Pour éviter que, par déformation,
la feuille 418 ou 420 n'obstrue partiellement le sillon, la contre-face
n'est pas plane mais comporte par exemple des nervures concentriques
~O 94/20390 2 ~ ~ 7 6 6 ~ PCTIFR94/00236
422 dont les dimensions sont bien supérieures à celles correspondant au
sillon. Ainsi, les nervures 422 appliquent effectivement la feuille
d'étanchéité 418 sur la face dans laquelle est ménagé le sillon mais, du
- fait d'une part de la surface réduite du sillon et d'autre part de
s l'espacement des nervures, la feuille ne pénètre pas dans le sillon. La
feuille 418 (ou 420) peut être constituée par une couche mince en
matériau relativement dur au contact du sillon et une couche plus
épaisse et plus déformable tournée vers les nervures.
Dans le mode de ré~li.c~tion représenté sur la figure 28, la pièce
10 centrale 400 présente également sur chacune de ses faces des sillons
respectivement réfelellcés 406 et 408. Le canal constitué par le sillon
408 présente une entrée axiale 430. Dans le boîtier 412' est prévue une
gorge annulaire 432 qui fait communiquer la deuxième extrémité du
sillon 408 avec la première extrémité du sillon 406. La deuxième
15 e~Ll~lnité du sillon 406 est raccordée à une ouverture de sortie 434.
Ainsi, on obtient un canal dont la longueur est double de celle qu'on
obtiendrait avec un canal du type décrit précédemment.
En se re~ldllt maintenant aux figures 29 à 33, on va décrire un
mode perfectionné de ré~ tion du dispositif de perte de charge qui
20 permet d'une part de régler de fac,on très précise le débit du dispositif de
perte de charge et qui d'autre part permet d'assurer une compensation de
l'effet des variations de température sur la viscosité du liquide circulant
dans le dispositif de perte de charge et donc sur le débit effectif. On
comprend qu'en particulier dans le domaine médical, il peut etre très
2s important d'assurer la compensation thermique pour que le débit du
médicament délivré soit constant quelles que soient les variations de
températures et il est également important de pouvoir en cas de besoin
modifier le débit injecté au m~l~de à l'aide d'un même dispositif.
Dans ce mode de ré~ tion, plusieurs sillons ou c~nal-x séparés
30 450a, 450b, 450c et 450d sont gravés dans la face supérieure de la pièce
452. Chaque canal a, de préférence, une forme "sinusoïdale" afin
d'augmenter la longueur du canal pour un diamètre donné de la pièce
450. Chaque canal présente une entrée A et une sortie B. De prefelellce,
les c~n~llx ont des sections droites différentes correspondant donc à des
35 débits différents tout en restant dans le cadre de la définition générale
WO 94/20390 2 ~ ~ 7 6 ~ 6 PCT/FR94/0023~
de ces canaux. Par exemple, les sections des canaux sont dans des
rapports 1, 2, 4, 8.
La pièce 450 est associée à un distributeur d'entrée 454 rotatif qui
permet de relier la conduite fixe d'alimentation en liquide 456 à
n'importe quelle combinaison des différents canaux. On peut ainsi
régler de façon continu le débit global dans des rapports de 1 à 15. Le
distributeur peut être remplacé par des obturateurs commandables,
chaque obturateur étant monté entre la conduite d'alimentation 456 et
l'entrée d'un canal 450.
o Comme cela est bien connu, la viscosité du liquide circulant dans
les différents c~n~llx dépend de la température ambiante. On passe en
effet pour une solution aqueuse d'une viscosité dynamique de 1,8.10-3
Pa.s à 0-C à une viscosité de 0,7.10-3 Pa.s à 40-C. Si l'on veut rendre le
dispositif insensible à la température, il faut donc adapter la longueur
effective d'un canal aux variations de viscosité dues aux variations de
température. Plus précisément, plus la température croit, plus il faut
diminuer la longueur effective du canal.
Pour cela, on prévoit dans la pièce 452 pour chaque canal 450, n
orifices débouchant dans le canal correspondant, à partir de la sortie B
du canal, à des longueurs de canal associées aux corrections de
temp~la~ure à apporter. Par exemple, on en prévoi~ quatre
correspondant aux températures croissantes T1, T2, T3 et TM, la
tempe.~ule TF entraînant la fermeture totale du canal et donc du
dispositif pour tempé.~ture hors de la plage d'utili~tion.
Les orifices 458 des c~n~llx correspondant à une même
température sont reliés entre eux par un passage 460 ménagé dans la
face inférieure 452a de la pièce 452. Chaque passage 460 correspondant
à une température de régulation est associé à un obturateur
commandable 462. Les passages 460 sont raccordés, via les ol,t~ate,lrs
462 à une conduite de sortie 464 ménagée dans la pièce 466. La
fermeture d'un obturateur 462 est commandée dès que la température de
régulation associée est atteinte. Par exemple, le régulateur 4621 est
fermé à la température T1, le régulateur 4622 à la température T2, etc.
Les figures 33 illustrent un mode préferé de ré~ tion et de
commande des obturateurs 462. Chaque obturateur 462 est constitué par
une cavité 470 qui présente une première face 472 et une deuxième face
~0 94/20390 PCT/FR94/00236
~5"t666
23
474. Dans la première face 472 débouchent deux orifices 476 et 478
- respectivement raccordés à un des passages 460 et à la conduite de
sortie 464. Contre la face 474 est monté un diaphragme déformable 480
qui est solidaire par sa périphérie de la face 474. L'organe de commande
s est constitué par un liquide présentant un coefficient de dil~t~tion
thermique élevé tel que l'alcool. Ce liquide est contenu dans une
enceinte 482. Cette enceinte 482 est en relation avec la face arrière de la
membrane 480 par un orifice 484. Lors d'une augmentation de
température, le liquide contenu dans l'enceinte 482 se dilate et son
exp~n~ion provoque la déformation de la partie centrale du diaphragme
480. Celui-ci vient se plaquer contre la face 472 de la cavité 470
obstruant ainsi les orifices 476 et 478. Le volume de chaque enceinte
482 est déterminé de telle manière que, en dessous de sa tempelalllre de
consigne Ti, le diaphragme 480 n'obture pas les orifices 476 et 478 et
que, à partir de cette température Ti, le diaphragme obture les orifices
en occupant la position représentée sur la figure 33b.
Il va de soi que d'autres modes de commande des obturateurs en
fonction des tempel~lures de réglage pourraient être lltili~és. Par
exemple, la membrane pourrait être remplacée par un soufflet.
Il va également de soi que les moyens de réglage de débit et de
compensation des débits en fonction de la température pourraient être
employés avec les différents dispositifs de délivrance de liquide décrits
précédemment. On comprend cependant que ces dispositions ne sont
justifiées que s'il y a lieu de délivrer un liquide avec des contraintes de
débit très strictes.
