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CA 02324489 2004-O1-06
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Pompe destinée à équiper un récipient, comportant une membrane élastiquement
déformable à l'extêrieur de la chambre de~ompa~e.
La pxésente invention concerne une pompe destinée à êquiper un récipient,
comportant un corps de pompe et un ensemble mobile relativement à ce corps,
comprenant un piston s'appliquant de manière étanche sur Ie corps et
définissant avec ce
dernier une chambre de pompage de volume variable.
On connait par le brevet français n° 2 708 314 une telle pompe
comportant
également à l'extérieur de la chambre de pompage une membrane élastiquement
1 o déformable agencée pour rappeler l'ensemble mobile dans sa position
initiale après la
distribution d'une dose de produit.
Cette pompe provoque la distribution du produit contenu dans Ia chambre de
pompage dès que la pression dans cette chambre commence à augmenter
conséquemment au déplacement vers le bas de l'ensemble mobile.
II existe un besoin pour disposer d'une pompe du type à pré-compression
permettant de distribuer du produit avec une pression minimale prédéterminée,
qui
puisse être fabriquée à un coût relativement faible, soit agréable à utiliser
et de
fonctionnement fiable.
L'invention vise notamment à répondre à ce besoin.
2 0 La pompe selon l'invention se caractérise par le fait que l'ensemble
mobile
comporte une tige présentant un passage intérieur pour l'évacuation du produit
contenu
dans la chambre de pompage, ce passage intërieur débouchant par au moins un
orifice
de sortie dans cette dernière et par le fait que le piston est mobile par
rapport à la tige
entre une position de pré-compression dans laquelle il obture le ou les
orifices de sortie
et une position de distribution dans laquelle il libère le ou lesdits
orifices, le
déplacement du piston de sa position de pré-compression à sa position de
distribution
s'effectuant sous l'effet de la pression du produit dans la chambre de
pompage.
Ce qui suit fournit un aperçu à caractère non
restrictif de certaines caractéristiques possiblement
30 préférentielles de l'invention décrites avec plus de
détails ci-après.
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1a
Dans une réalisation préférée, la chambre de pompage communique avec
l'intérie.ur du récipient par l'intermédiaire d'un. conduit qui est obturé par
l'ensemble
mobile au début de son déplacement pour distribuer une dose de produit.
Avantageusement, l'ensemble mobile est conformé pour s'engager de manière
étanche dans le conduit précité afin de l'obturer.
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La membrane comporte avantageusement une jupe d'étanchéité s'appliquant au
repos de manière étanche par une face sur une surface d'appui correspondante
de
l'ensemble mobile, pour fermer un passage de reprise d'air réalisé entre la
membrane et
l'ensemble mobile, cette jupe d'étanchéité étant apte à s'écarter de ladite
surface d'appui
lorsqu'une dépression est créée sur sa face opposée, de manière à permettre
une entrée
d'air dans le récipient.
Grâce à cette particularité de réalisation, on évite qu'en cas de dépression à
l'extérieur du récipient, due par exemple au transport en avion, une fuite de
produit ne se
produise par le passage de reprise d'air.
IO Ce dernier n'est en effet ouvert que lorsque l'intérieur du récipient est à
une
pression inférieure à la pression régnant à l'extérieur de celui-ci.
Avantageusement, l'ensemble mobile comporte une nervure annulaire sur
laquelle s'accroche la membrane, cette nervure étant pourvue d'au moins une
fente
permettant une reprise d'air.
Dans une réalisation particulièré, un trou de reprise d'air est réalisé dans
le
corps de pompe, ce trou de reprise d'air étant séparé de l'intérieur du corps
de pompe par
le piston lorsque l'ensemble mobile est dans sa position initiale, le piston
permettant une
communication entre le trou de reprise d'air et l'intérieur du corps de pompe
au-dessus
du piston lorsque l'ensemble mobile est déplacé d'une course prédéterminée
dans le
corps de pompe pour diminuer le volume de la chambre de pompage.
On évite ainsi au produit contenu dans le récipient de gagner l'espace compris
entre le piston et la membrane, lorsque la pompe est au repos.
De préférence, le piston est rapporté sur la tige.
Dans une réalisation particulière, le piston est rappelé dans sa position de
pré-
compression par un ressort.
Toujours dans une réalisation particulière, le piston est agencé pour se
déformer élastiquement afin de libérer le ou les orifices de sortie.
Dans ce cas, le piston comporte avantageusement une paroi annulaire
d'étanchéité apte à s'appliquer de manière étanche sur le corps de pompe et
sur la tige
pour isoler le ou les orifices de sortie de la chambre de pompage lors du
remplissage de
cette dernière, et une paroi de rappel élastiquement déformable, prenant appui
sur la tige
et apte à se déformer élastiquement pour permettre le déplacement de la paroi
annulaire
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d'étanchéité et l'établissement d'une communication entre le ou lesdits
orifices de sortie
et la chambre de pompage, lors de la distribution d'une dose de produit.
La déformation de ladite paroi de rappel s'effectue avantageusement sous
l'effet
de la pression du produit dans Ia chambre de pompage.
Le piston peut présenter en section axiale une forme générale de T., de ~, ou
de
X par exemple.
De préférence, la paroi de rappel précitée prend appui sur un épaulement de la
tige.
Dans une réalisation particulière, l'ensemble mobile comporte une extrémité en
forme de harpon, encliquetée dans un logement du corps de pompe.
L'invention a encore pour objet un récipient équipé d'une pompe telle que
définie plus haut.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui
va
suivre, d'exemples de réalisation non limitatifs, et à l'examen du dessin
annexé sur
lequel
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une pompe destinée à
permettre de mieux comprendre certains aspects de l'invention,
Ies figures 2 et 3 illustrent différentes phases de fonctionnement de Ia
pompe de la figure 1,
- la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale d'une pompe conforme à
un premier exemple de réalisation de l'invention,
- la figure 5 est une vue schématique en coupe axiale d'une pompe conforme à
un deuxième exemple de réalisation de l'invention,
- la figure 6 représente le piston de la figure 5 après déformation,
- la figure 7 est une vue schématique en coupe axiale d'une pompe conforme à
un troisième exemple de réalisation de l'invention,
- la figure 8 représente le piston de la figure 7 après déformation,
- la figure 9 est une vue schématique en coupe axiale d'une pompe conforme à
un quatrième exemple de réalisation de l'invention, et
- la figure 10 représente le piston de la figure 9 après déformation.
La pompe 10 représentée sur la figure 1 est destinée à être montée sur un
récipient R dont on n'a représenté que le col C.
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La pompe 10 comporte un corps de pompe 11 et un ensemble 20, mobile par
rapport au corps de pompe 11 selon un axe X.
Le corps 11 comporte une paroi 12 cylindrique de révolution autour de l'axe X,
pourvue en partie supérieure d'un rebord 13 servant à l'accrochage sur le col
C du
récipient R.
La paroi 12 se raccorde à son extrémité inférieure sur une paroi de fond I4
traversée en son centre par un orifice 15.
Un conduit 16 cylindrique de révolution autour de l'axe X se raccorde sur la
face supérieure de la paroi de fond 14.
Un embout 18, également cylindrique de révolution autour de l'axe X, se
raccorde sur la face inférieure de la paroi de fond 14, pour la fixation d'un
tube plongeur
non représenté, s'étendant jusqu'au fond du récipient R lorsque la pompe 10
est destinée
à être utilisée tête en haut.
Un trou de reprise d'air 17 est réalisé à mi-hauteur environ de la paroi 12.
L'ensemble mobile 20 comporte une tige creuse 21 d'axe X, définissant un
passage intérieur 22 pour la sortie du produit.
L'ensemble mobile 20 comporte également un piston 30, ce dernier
comprenant une paroi annulaire 31 s'étendant sensiblement perpendiculairement
à l'axe
X, prolongée vers le bas par une paroi tubulaire 32, des lèvres annulaires
d'étanchéité
supérieure 33 et inférieure 34 étant respectivement formées à la jonction des
parois 31 et
32 et à l'extrémité inférieure de la paroi 32.
Les lèvres 33 et 34 s'appliquent de manière étanche sur la surface intérieure
de
la paroi 12.
La tige 21 comporte en dessous du niveau de la paroi 31 du piston 30 une
partie inférieure 24 dont la surface extérieure 24a, cylindrique de révolution
autour de
l'axe X, présente un diamètre correspondant au diamètre intérieur du conduit
16.
Le passage intérieur 22 débouche par un orifice radial 26 sur la surface 24a.
La partie inférieure 24 est prolongée vers le bas par une partie d'accrochage
27
en forme de harpon, dont l'extrémité inférieure 28 présente un épaulement 29
venant
prendre appui au repos, comme représenté sur la figure 1, sur la face
inférieure de la
paroi de fond 14 autour de l'orifice 15.
Une membrane élastique déformable 50 présente une partie centrale 52
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engagée sur la tige 21.
Cette dernière comporte, au-dessus du niveau de la paroi 31 du piston 30, une
nervure annulaire 40 dont la partie inférieure forme une échancrure 41 ouverte
vers le
bas, servant à l'accrochage de la partie centrale 52 de la membrane 50.
La membrane peut être réalisée dans un matériau choisi dans la liste suivante
élastomère de nitrile, élastomère de silicone, BUNA (marque déposée),
élastomères
vulcanisés, élastomères thermoplastiques.
Le piston peut être réalisé dans un matériau choisi dans la liste suivante
PEBD, EVA, EMA, SANTOPRENE (marque déposée).
La partie intermédiaire 23 de la tige 21 qui s'étend entre la nervure 40 et la
paroi 31 du piston présente un diamètre légèrement supérieur à celui de la
tige au-dessus
de la nervure 40.
La nervure comporte une fente radiale 42 qui se prolonge vers le bas sur une
partie de la hauteur de la partie centrale 52 de la membrane en formant un
passage 43.
L'épaisseur du passage 43 correspond à la différence entre le diamètre
extérieur
de la tige 2I au-dessus de la nervure 40 et celui de sa partie intermédiaire
23.
La membrane 50 est conformée à sa partie supérieure 51 pour s'accrocher sur
l'extrémité supérieure 19 de la paroi 12, au-dessus du rebord 13.
La partie centrale 52 de la membrane 50 est conformée pour s'engager dans
l'échancrure 41 à son extrémité supérieure et elle comporte en partie
inférieure une jupe
d'étanchéité 53, dont l'extrémité inférieure s'applique par une face 53b sur
la surface
extérieure 23a de la partie intermédiaire 23 au-dessous de l'extrémité
inférieure du
passage 43, de sorte que ce passage est fermé.
Lorsque la membrane 50 est au repos, l'espace 61 situé à l'intérieur de la
paroi
12 entre le piston et la membrane est isolé de l'extérieur.
La partie centrale 52 de la membrane 50 est reliée à la partie supérieure 51
par
une paroi inclinée 55 sensiblement conique divergeant vers le haut.
Le piston 30 définit avec le corps de pompe 11 au-dessous de la paroi 31 une
chambre de pompage 60.
La tige 21 comporte à son extrémité supérieure un logement 25 dont le fond
sert de siège à une bille 70, de façon à constituer un clapet.
La tige 21 est engagée dans un bouton-poussoir conventionnel, non représenté,
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qui sert également à retenir la bille 70 dans le logement 25.
Pour assembler la pompe 10, on engage la membrane 50 sur la tige 21 par le
haut, de façon à positionner la partie centrale 52 dans l'échancrure 41 de la
nervure 40.
L'ensemble mobile 20, muni de la membrane 50, est ensuite engagé par le haut
dans le corps de pompe 11 jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 28 de la
partie
d'accrochage 27 franchisse par déformation élastique l'orifice 15.
La membrane 50 est alors légèrement tendue, de sorte que l'épaulement 29
vient en appui sur la face inférieure de la paroi de fond 14, comme représenté
sur la
figure 1.
Le trou de reprise d'air 17 se situe entre les lèvres annulaires 33 et 34 du
piston
30 et se trouve ainsi isolé de l'intérieur du corps de pompe.
Le fonctionnement de la pompe est le suivant.
On suppose que la chambre de pompage 60 est remplie de produit.
Pour distribuer une dose de produit, l'utilisateur déplace vers le bas
l'ensemble
mobile 20.
La surface extérieure 24a de la partie inférieure 24 de la tige 21 vient
rapidement' s'appliquer contre la surface intérieure du conduit 16, ce qui
isole la
chambre de pompage 60 de l'orifice 15, comme représenté sur la figure 2.
Lorsque le mouvement de descente du piston 30 se poursuit, le produit contenu
dans la chambre de pompage 60 est comprimé et chassé au travers de l'orifice
de sortie
26 et remonte par le passage intérieur 22 dans la tige creuse 21, la bille 70
se soulevant
sous l'effet de la pression du produit et permettant à ce dernier de gagner le
bouton-
poussoir pour être collecté par l'utilisateur.
La membrane 50 se tend et emmagasine de l'énergie élastique permettant de
rappeler, lorsque l'utilisateur relâche le bouton-poussoir, l'ensemble mobile
20 dans sa
position initiale.
Au cours du mouvement de descente du piston 30, la lèvre supérieure
d'étanchéité 33 vient se placer au-dessous du niveau du trou de reprise d'air
17.
S'il existe une dépression à l'intérieur du récipient R, cette dépression
s'applique par l'intermédiaire du trou de reprise d'air 17 sur Ia face
extérieure 53a de la
jupe d'étanchéité 53.
La face intérieure 53b de cette jupe 53 est soumise par l'intermédiaire du
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passage 43 à la pression atmosphérique et la différence de pression de chaque
côté de la
jupe 53 provoque l'écartement de cette dernière de la surface 23a de la tige
21. La
reprise d'air peut ainsi s'effectuer, comme illustré sur Ia figure 3.
Lorsque l'utilisateur relâche le bouton-poussoir, l'ensemble mobile 20 remonte
sous l'action de la membrane 50 qui tend à reprendre sa forme initiale.
La bille 70 est alors plaquée dans le fond du logement 25 et empêche une
reprise d'air par le passage intérieur 22.
Une dépression se crée dans la chambre de pompage 60 et lorsque la partie
inférieure 24 de la tige 2I quitte le conduit 16, une dose de produit est
aspirée au travers
de l'orifice 15.
On a représenté sur la figure 4 une pompe 1I0 conforme à l'invention
comportant un corps de pompe 11 et une membrane 50 identiques à ceux de la
pompe
10 qui vient d'être décrite.
La pompe 110 comporte un ensemble mobile 120 qui comprend une tige creuse
121 et un piston 130.
L'ensemble mobile 120 diffère de l'ensemble mobile 20 par l'absence de clapet
à bille 70 et par le fait que le piston 130 n'est pas réalisé d'un seul tenant
par moulage
avec la tige 121 mais se présente sous la forme d'un élément rapporté, mobile
par
rapport à la tige I21.
La partie inférieure 24 et la partie de la tige servant à l'accrochage de la
membrane 50 sont identiques à celles de la tige 21.
La tige 121 comporte juste au-dessus de la partie inférieure 24 une gorge
annulaire 122 délimitée supérieurement par un épaulement 123 et inférieurement
par un
épaulement 124.
Le fond de la gorge 122 est cylindrique de révolution autour de l'axe X, de
diamètre inférieur à celui de la partie inférieure 24.
Le passage intérieur 22 débouche par plusieurs orifices radiaux 126 dans le
fond de la gorge 122 à proximité de l'épaulement 124.
Le piston I30 présente une partie centrale discoïde 131 pourvue sur sa
périphérie de deux lèvres annulaires d'étanchéité supérieure 132 et inférieure
133,
dirigées respectivement vers le haut et vers le bas, s'appliquant de manière
étanche sur
la surface intérieure de la paroi 12.
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La paroi centrale 131 du piston 130 coulisse selon l'axe X de manière étanche
sur le fond de la gorge 122.
Un ressort hélicoïdal de rappel 137, travaillant en compression, prend appui à
son extrémité supérieure sur l'épaulement 123 et à son extrémité inférieure
sur la face
supérieure de la partie centrale 131 pour rappeler le piston 130 en
déplacement vers le
bas.
Lorsque la pompe est au repos, c'est-à-dire dans la configuration représentée
sur la figure 4, le piston 130 vient en appui sur l'épaulement 124, la partie
centrale 131
obturant les orifices 126 et les lèvres d'étanchéité 132 et 133 s'appliquant
sur la paroi 12
respectivement au-dessus et au-dessous du trou de reprise d'air 17.
Le fonctionnement de la pompe 110 est le suivant.
Lorsque l'utilisateur déplace vers le bas l'ensemble mobile 120, Ia partie
inférieure 24 de la tige 121 vient s'appliquer sur la surface intérieure du
conduit 16, ce
qui isole la chambre de pompage 60 de l'orifice 15.
Lorsque le mouvement de descente de l'ensemble mobile I20 continue, la
pression du produit contenu dans la chambre de pompage 60 augmente jusqu'à ce
qu'elle
soit suffisante pour provoquer le déplacement du piston I30 contre l'action du
ressort de
rappel I37.
La pompe 110 est dite à pré-compression car le produit contenu dans la
chambre de pompage 60 ne peut quitter celle-ci en vue d'être distribué qu'à
partir du
moment où la pression dans la chambre de pompage 60 dépasse une limite
prédéterminée.
Ainsi, la pompe 110 permet de distribuer le produit avec une pression
minimale prédéterminée, ce qui est avantageux lorsque le bouton-poussoir est
équipé
d'une buse de pulvérisation.
Dès que la lèvre d'étanchéité supérieure 132 vient sous le niveau du trou de
reprise d'air 17, une reprise d'air peut s'effectuer par écartement de la jupe
d'étanchéité
53 de la même manière que pour la pompe 10 précédemment décrite.
Lorsque l'utilisateur relâche le bouton-poussoir, l'ensemble mobile 120
remonte
sous l'action de la membrane 50, le piston 130 venant obturer les orifices
126, de sorte
que Pair est empêché d'être aspiré dans la chambre de pompage 60.
La pompe 210 conforme à l'invention et représentée sur la figure 5 est du type
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à pré-compression tout comme la pompe de la figure 4 et en diffère simplement
par le
fait que l'ensemble mobile 220 comporte un piston 230 déformable à la place du
piston
130 et du ressort de rappel 137.
Le piston 230 présente en section axiale une forme générale de ~,, avec en
partie inférieure une paroi annulaire formée par la réunion de deux portions
231 et 236,
lesquelles s'appliquent respectivement à leurs extrémités libres 232 et 233
sur la surface
intérieure de la paroi 12 et dans le fond de la gorge 122.
Le piston 230 comporte à sa partie supérieure une paroi élastiquement
déformable 234 prenant appui à son extrémité supérieure sur l'épaulement 123
et se
raccordant par son extrémité inférieure à la jonction des portions 231 et 236.
Au repos, le piston 230 s'applique par l'extrémité 233 sur l'épaulement 124 et
isole les orifices 126 de la chambre de pompage 60.
Lorsque l'ensemble mobile 220 est descendu dans le corps de pompe 11 et que
la partie inférieure 24 s'applique sur la surface intérieure du conduit 16, la
pression dans
la chambre de pompage augmente et provoque une déformation du piston 230,
comme
illustré sur la figure 6.
L'extrémité 233 de la portion 231 passe au-dessus du niveau des orifices 126,
de sorte que le produit contenu dans la chambre de pompage 60 peut gagner le
passage
intérieur 22 de la tige 121.
On peut réaliser le piston déformable avec diverses formes sans sortir du
cadre
de la présente invention.
A titre d'exemple, on a représenté sur les figures 7 et 9 deux variantes de
pompe 310 et 410 comprenant des ensembles mobiles 320 et 420 et dans
lesquelles le
piston ne présente pas une forme de ~, mais une forme de ~ et de X
respectivement.
Le piston 330 en forme de E de la pompe 310 comporte une partié centrale 331
en forme de > dont les extrémités supérieure 332 et inférieure 333 se
raccordent
respectivement à deux portions 334 et 335. Les extrémités supérieure 332 et
inférieure
333 s'appliquent respectivement au repos contre les épaulements 123 et 124.
Les extrémités libres des portions 334 et 335 s'appliquent sur la surface
intérieure de la paroi 12, respectivement au-dessus et en dessous du trou de
reprise d'air
17 lorsque la pompe est au repos, comme représenté sur la figure 7.
Lorsque la pression dans la chambre de pompage 60 augmente, le piston 330 se
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déforme, la partie centrale 331 tendant à s'aplatir comme illustré sur la
figure 8.
A partir d'une certaine pression, la déformation est suffisante pour que
l'extrémité inférieure 333 s'applique sur la tige 121 au-dessus des orifices
de sortie 126,
ce qui permet au produit de gagner le passage intérieur 22.
Le piston 430 en forme de X de la figure 9 comporte deux portions inférieures
435 et 436 qui s'appliquent par leurs extrémités respectivement sur la tige
121 et sur la
paroi 12, et deux portions supérieures 433 et 434 qui s'appliquent
respectivement sur
l'épaulement 123 et sur la paroi 12.
Au repos, les portions 431 et 434 s'appliquent sur la paroi 12 respectivement
au-dessous et au-dessus du trou de reprise d'air 17.
La portion 432 vient en appui sur l'épaulement 124.
Lorsque la pression dans la chambre de pompage 60 augmente, le piston 430 se
déforme, les portions 431, 432, 433 et 434 tendant à s'arc-bouter.
A partir d'une certaine pression dans la chambre de pompage 60, les orifices
de
sortie 126 sont dégagés, comme illustré sur la figure 10.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui
viennent d'être décrits.
On peut notamment réaliser le piston avec d'autres formes.
