FR2703980A1 - Dispositif pour diffuser ou pulvériser de faibles quantités de fluide. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de diffusion ou de pulvérisation de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: un conteneur externe (10) résistant à la pression; une première enceinte déformable étanche (14) apte à recevoir le fluide à diffuser; une deuxième enceinte déformable étanche (12) apte à recevoir un gaz sous pression; et une tête de diffusion ou de pulvérisation (18) raccordée à ladite première enceinte, lesdites première et deuxième enceintes étant disposées dans ledit conteneur de telle manière que la pression dudit gaz comprimé soit appliquée à ladite première enceinte contenant le fluide à travers sa paroi souple de manière à provoquer la sortie dudit fluide lorsque ladite tête est activée.

Description

DISPOSfHF POUR DIFFUSER OU PULVERISER
DE FAIBLES QUAN1TnS DE FLUIDE
La présente invention a pour objet un dispositif pour diffuser ou pulvériser de faibles quantités de fluide de manière continue ou intermittente.

On connaît bien les dispositifs qui servent à pulvériser ou diffuseur des produits gazeux ou liquides sous forme de fines gouttelettes ou d'aérosol, ces produits étant par exemple des désodorisants, des parfums ou des produits similaires.

Ces dispositifs connus sous le nom de bombes comportent essentiellement un carter externe métallique qui doit tenir la pression et être étanche aux gaz, notamment au gaz propulsif permettant de provoquer la sortie du liquide. Cette solution présente d'une part l'inconvénient que ces bombes de façon classique sont réalisées à l'aide de matériaux métalliques qui sont non biodégradables et difficilement recyclables. En outre, cette solution comporte certains dangers lorsque le réservoir est soumis à de fortes températures. Elle oblige pratiquement à un remplissage dans un atelier spécialisé, ce qui augmente bien sûr le coût de l'opération. Enfin, dans le cas où le gaz propulsif est en équilibre avec sa vapeur et contient du chlore, sa libération peut être à l'origine d'effets néfastes sur la haute atmosphère.

Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de diffusion ou de pulvérisation de fluide qui pallie aux inconvénients mentionnés ci-dessus.

Pour atteindre ce but, le dispositif de diffusion ou de pulvérisation de fluide se caractérise en ce qu'il comprend:
un conteneur externe résistant à la pression;
une première enceinte étanche déformable apte à recevoir le fluide à diffuser;
une deuxième enceinte étanche déformable apte à recevoir un gaz sous pression ; et
une tête de diffusion ou de pulvérisation raccordée à ladite première enceinte, lesdites première et deuxième enceintes étant disposées dans ledit conteneur de telle manière que la pression dudit gaz comprimé soit appliquée à ladite première enceinte contenant le fluide à travers sa paroi souple de manière à provoquer la sortie dudit fluide lorsque ladite tête est activée.

On comprend que, gracie aux dispositions de l'invention, le conteneur ne sert qu'à assurer la résistance mécanique de l'ensemble de l'installation et en particulier vis-à-vis de la pression du gaz propulsif.

En revanche, celui-ci étant enfermé dans la deuxième enceinte déformable et étanche, il ne risque pas de fuir vers l'extérieur. En outre, il faut remarquer que le gaz propulsif pourrait être au préalable introduit dans I'enceinte, celle-ci n'étant mise qu'ultérieurement en place dans le conteneur.

Selon un premier mode de mise en oeuvre, les première et deuxième enceintes sont partiellement en contact mutuel à l'intérieur du conteneur. Les deux enceintes peuvent être alignées selon la largeur du conteneur ou disposées côte à côte.

Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, une des deux enceintes est disposée à l'intérieur de l'autre enceinte. Dans ce cas, de préférence, la première enceinte contenant le gaz comprimé est disposée autour de l'enceinte contenant le fluide à diffuser.

De préférence également, le dispositif comporte ses propres moyens de recharge en gaz comprimé assurant ainsi l'autonomie du dispositif. Ces moyens de recharge peuvent consister en un réservoir rigide disposé dans le conteneur et apte à recevoir un gaz comprimé à une pression sensiblement supérieure à la pression de fonctionnement, ledit réservoir étant relié à ladite deuxième enceinte par un détendeur.

Selon un autre mode de mise en oeuvre, le gaz comprimé est de l'air et le dispositif comprend des moyens de pompage pour introduire dans ladite enceinte de l'air sous pression.

Selon encore un autre mode de mise en oeuvre, le gaz comprimé est de l'air et le dispositif de diffusion comprend en outre des moyens de pompage pour introduire dans le réservoir additionnel de l'air sous pression.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles:
- la figure 1 est un schéma illustrant le principe du dispositif de diffusion selon l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du dispositif de diffusion comportant des moyens de pompage;
- la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation du dispositif de diffusion dans le cas où celui-ci est équipé d'un réservoir de stockage du gaz propulsif; et
- la figure 4 montre un troisième mode de réalisation du dispositif de diffusion dans le cas où celui-ci est apte à recevoir un réservoir de gaz sous pression amovible;
- la figure 5 est une vue en section droite d'un dispositif de pulvérisation montrant une variante de réalisation des deux enceintes étanches;
- la figure 6 montre en coupe longitudinale un premier mode de réalisation de la tête de diffusion;
- la figure 7 montre le détail A de la figure 6;
- la figure 8 montre en coupe longitudinale un deuxième mode de réalisation de la tête de diffusion;
- la figure 9 montre en coupe longitudinale un troisième mode de réalisation de la tête de diffusion ; et
- la figure 10 est une vue de détail du mode de réalisation de la figure 9 montrant le système de perte de charge.

En se référant tout d'abord à la figure 1, on va décrire le principe de l'invention.

Le dispositif de diffusion ou de pulvérisation comporte un conteneur externe 10 réalisé en un matériau capable de résister mécaniquement aux pressions mises en jeu dans un tel dispositif. De préférence, ce conteneur est de forme cylindrique et il est réalisé à l'aide d'un matériau biodégradable ou aisément recyclable. Par exemple, ce conteneur externe est réalisé à l'aide de carton ou de matériau similaire.

A l'intérieur de ce conteneur, on trouve une première enceinte étanche déformable 12 qui est remplie initialement d'un gaz sous pression constituant le gaz propulsif. De préférence, le gaz propulsif est non condensable, ce qui limite les risques d'accidents par suppression due à une élévation de température. A l'intérieur du conteneur 10, on trouve une deuxième enceinte déformable étanche 14 qui contient le fluide dont on veut réaliser la diffusion ou la pulvérisation. Cette enceinte 14 comporte une conduite de sortie 16 qui est reliée à une tête de diffusion 18 qui peut être de tout type connu de façon à réaliser soit une pulvérisation de fines gouttelettes, soit une diffusion. Cette diffusion ou pulvérisation peut être continue ou intermittente ou une combinaison des deux selon le type de tête de diffusion utilisé.

Selon un mode préféré de mise en oeuvre, on trouve de plus des moyens 20, qui seront décrits ultérieurement plus en détails, permettant de recharger en gaz comprimé l'enceinte 12 contenant le gaz propulsif.

Le fonctionnement du dispositif de diffusion ou de pulvérisation apparaît clairement. Lorsque la tête de diffusion 18 est ouverte, le fluide contenu dans l'enceinte déformable 14 est chassé petit à petit de cette enceinte sous l'effet de la pression du gaz dans l'enceinte 12. En effet, celle-ci tend à appliquer une pression sur l'enceinte 14 qui est par ailleurs maintenue par la paroi mécaniquement résistante 10 du conteneur externe. Dans le cas du mode de réalisation préféré, le dispositif de rechargement 20 permet de remplir l'enceinte 12 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 14.

On comprend que, le gaz propulsif étant enfermé dans l'enceinte 12 et le fluide à diffuser étant enfermé dans l'enceinte 14, ces deux enceintes étant étanches, il n'est pas nécessaire que le conteneur 10 soit lui-même étanche, il suffit qu'il résiste aux pressions mises en jeu dans l'enceinte déformable 12. Cela permet donc de réaliser l'enceinte externe 10 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 comprend également que les enceintes 12 et 14 étanches au gaz n'ont pas besoin d 'être élastiques, il suffit qu'elles soient déformables en particulier dans le cas de ltenoeinte 12 pour accepter une quantité de plus en plus grande de gaz comprimé.

La figure 2 montre un premier exemple de réalisation du dispositif de diffusion ou de pulvérisation. Dans ce mode de réalisation, on retrouve le conteneur externe 22 réalisé par exemple en carton et qui est de forme générale cylindrique. Sur la première extrémité 24 du conteneur est fixée une tête de diffusion ou de pulvérisation 26 qui est reliée à une conduite interne 28 débouchant de façon étanche dans la première enceinte étanche 30 destinée à recevoir le fluide à diffuser.

Dans le conteneur externe, on trouve également la deuxième enceinte 32 qui contient le gaz propulsif. Dans ce mode de réalisation, le fond 34 du conteneur 22 est muni d'un dispositif de pompage de type classique 36 relié par un clapet anti-retour 38 à l'enceinte 32. Grâce au dispositif de pompage 36, il est possible de recharger en gaz comprimé l'enceinte déformable 32 au fur et à mesure de son extension en raison de la sortie progressive du fluide dans l'enceinte 30. Dans ce cas bien sûr, le gaz propulsif est de l'air.

La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation du dispositif de diffusion ou de pulvérisation. I1 comporte toujours le conteneur externe 22, la tête de diffusion 26', la première enceinte déformable et étanche 30 destinée à recevoir le fluide, la deuxième enceinte déformable et étanche 32 destinée à recevoir le gaz propulsif. Dans ce mode de réalisation, on trouve en outre un réservoir rigide résistant à la pression 40 contenant un gaz comprimé sous une pression relativement élevée par rapport à la pression de service, cette pression pouvant typiquement être de l'ordre de 10 bars au moment de la fabrication du dispositif de diffusion ou de pulvérisation.Ce réservoir 40 est relié à l'enceinte 32 par un détendeur de type classique 42 de manière à maintenir l'enceinte 32 à sa pression de fonctionnement au fur et à mesure de Ia diminution de volume de l'enceinte 30, c'est-à-dire au fur et à mesure de la sortie du fluide à diffuser. En variante, le gaz contenu dans le réservoir rigide 40 peut être de l'air. Dans ce cas, il est possible de prévoir également un système de pompage manuel 44 pour recharger périodiquement le réservoir 40, celui-ci servant à son tour à recharger la deuxième enceinte déformable 32.

On comprend que les dispositions particulières pour recharger en gaz sous pression la deuxième enceinte 32 dépendent de la quantité de fluide contenu dans la première enceinte 30 ou des conditions d'utilisation du dispositif de diffusion ou de pulvérisation.

Selon les modes de réalisation représentés sur les figures 2 et 3, les deux enceintes étanches sont alignées selon la longueur du conteneur externe. On comprend cependant que ces deux enceintes pourraient s'étendre chacune sur toute la longueur du conteneur, les deux enceintes étant alors disposées cote à cote. Dans ce cas, les deux enceintes peuvent être réalisées à l'aide d'une unique feuille de matériau étanche pliée et soudée convenablement. Cest ce qu'illustre la figure 5.

La feuille 70 est repliée en forme de S et ses bords libres 72 et 74 sont soudées sur la partie médiane du S constituant ainsi deux enceintes 76 et 78.

En se référant maintenant à la figure 4, on va décrire un troisième mode de réalisation du dispositif de diffusion. On retrouve le conteneur externe 50 qui est de préférence de forme cylindrique. I1 est muni d'une tête de diffusion 52. A l'intérieur du conteneur 50, on trouve une première enceinte déformable étanche 54 qui est reliée de manière étanche à la tubulure 56 de la tête de diffusion 52. Cette première enceinte 54 est destinée à recevoir le fluide à diffuser. La deuxième enceinte déformable étanche 58 est disposée autour de la première enceinte 54 et à l'intérieur du conteneur 50. Cette deuxième enceinte 58 est destinée à recevoir le gaz propulsif sous pression.

On comprend que, dans ce mode de réalisation, tout comme dans les modes de réalisation précédents, le gaz comprimé contenu dans l'enceinte 58 agit sur la totalité de la paroi de la première enceinte 54 pour permettre l'expulsion du fluide contenu dans cette enceinte.

Selon ce mode de réalisation, le fond 60 du conteneur externe 50 est formé par une cavité 62 destinée à recevoir un réservoir amovible de gaz comprimé propulsif 64. La liaison entre le réservoir 64, lorsque celui-ci est mis en place, avec la deuxième enceinte 58 est réalisée par un système de détendeur 66 du même type que celui qui est prévu dans le mode de réalisation de la figure 3. La mise en place du réservoir amovible 64 dans l'extrémité du détendeur 66 provoque par exemple la perforation d'une membrane perforable 68 obturant le réservoir 64 assurant ainsi la communication entre le réservoir 64 et la deuxième enceinte 58.

li va de soi que ce mode de rechargement de l'enceinte contenant le gaz propulsif pourrait être substitué au réservoir rigide 40 de la figure 3 ou au système de pompage 36 de la figure 2.

Dans la description précédente, on a décrit des dispositifs de diffusion comportant une tête de diffusion de type classique. Pour certaines applications, il peut être intéressant de munir le conteneur d'une tête de diffusion permettant de limiter le débit de sortie du liquide à une valeur très faible.

La figure 6 illustre un premier mode de réalisation d'une telle tête de diffusion 80 montée à l'extrémité supérieure du conteneur 22. La pièce 81 est fixée sur le support 82 du clapet à ressort 83 du réservoir pressurisé 22 au moyen de vis 85. Sur cette pièce est vissée une pièce 86 munie en son centre d'un orifice 87 et d'un joint 88 permettant l'étanchéité de cette pièce 86 avec la partie supérieure du guide de clapet lorsque ladite pièce 86 est vissée. Cette action de vissage permet, dans un premier temps, l'ouverture du clapet 83 par poussée sur la tuyauterie de sortie 89 liée audit clapet. Le clapet est relié à la première enceinte 30 par la tubulure 28.Le liquide sortant de l'enceinte 22 au travers du clapet 83, de la tuyauterie 89, puis de l'orifice 87, pénètre dans une chambre 90 ménagée entre la pièce 86 et une pièce cylindrique 91 ellemême vissée sur la pièce 86 à la partie supérieure de celle-ci. Entre les deux pièces 86 et 91 est placé un joint étanche 92.

La pièce 91 est entourée dans sa partie cylindrique médiane d'un ressort 93 à spires jointives, de telle sorte que soit créé un passage 94 entre les spires et le cylindre. La figure 7 présente une vue grossie de ce passage 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 90 au travers du passage 95, puis au travers du ressort avant d'être évacué vers extérieur au travers du passage 96. Afin de permettre une diffusion lente du fluide, on peut mettre en place dans un réceptacle 97 un milieu hydrophile 98, par exemple de la ouate qui s'imprègne du liquide à diffuser avant de le laisser s'évaporer dans l'atmosphère.

Cet ensemble constitue un appareil autonome permettant de diffuser très lentement un liquide à partir de l'enceinte 22 pressurisée par le gaz contenu dans l'enceinte 32. L'un des éléments essentiels de contrôle du débit de sortie 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 M de diamètre, le débit sortant d'un réservoir pressurisé à 1 bar contenant un liquide de viscosité égale à celle de l'eau serait de 8 10-12 m3/s, soit environ 20 cm3 par mois. Pour un réservoir classique de 250 cm3 de contenance, ceci permet une diffusion régulière de produit liquide pendant une période d'une année environ.

La figure 8 donne un exemple de réalisation dans lequel la tête de diffusion est mixte et est formée d'une perte de charge laminaire, comme dans le cas précédent et d'un générateur d'aérosols intégré à cette perte de charge. Le descriptif est, pour ce qui concerne la perte de charge laminaire, identique à celui des figures 6 et 7. Pour réaliser la seconde fonction, on intègre dans le cylindre support du ressort un clapet à ressort 99 commandé par le bouton poussoir 100 qui peut inclure un élément de mise en rotation de l'écoulement liquide 101 favorable à la création de gouttelettes 102. La transmission du mouvement du bouton de commande se fait au travers de la tuyauterie 103 qui transporte le liquide à la sortie du clapet 99.

Le fonctionnement de l'ensemble est alors le suivant: la mise en service du diffuseur se fait en vissant la pièce 86 dans la pièce 81. On déclenche ainsi l'ouverture du clapet 83. Le liquide se diffuse alors vers le réservoir 97 contenant un milieu diffuseur hydrophile 98 au travers des orifices 87 et 95, puis du canal hélicoïdal entre ressort et cylindre, de l'orifice de sortie 96 et du jeu existant entre la tuyauterie 103 et son tube de guidage 104. Lorsque l'on presse le bouton 101, le clapet 99 s'ouvre et le liquide est guidé au travers du tube 103 vers la vanne de sortie 1000, ce qui autorise un fort débit. Ce fonctionnement est, en général, intermittent. Lorsque la pression sur le bouton 100 est relâchée, le débit est arrêté et seule la fonction de diffusion reste active.

Bien entendu, en dévissant la pièce 86, on peut arrêter totalement le fonctionnement de l'appareil par fermeture du clapet 83.

La figure 9 donne un autre mode de réalisation permettant d'atteindre la même fonction de diffusion au travers d'une perte de charge laminaire La différence essentielle par rapport à la figure 6 réside dans le mode de réalisation de la perte de charge laminaire. Au lieu de mettre en oeuvre un ressort et un cylindre coopérant pour créer le canal étroit, on réalise un sillon de grande longueur 109 et 109' dans les deux faces d'une pastille 108 dont on donne un détail sur la figure 10. Les deux sillons 109 et 109' en forme de spirale sont reliés par le perçage 110 qui traverse l'épaisseur de la pastille. La pastille 108 est enserrée entre deux plaques pleines 110 et 112 munies respectivement d'un orifice axial d'entrée 114 et d'un orifice axial de sortie 106. On retrouve la pièce de fixation 81 qui reçoit la pièce 86 dont l'action de vissage permet d'ouvrir le clapet 83.Après ouverture de celui-ci, le fluide 106 passe au travers de l'orifice 87 puis pénètre dans les sillons 109 et 109' gravés dans la pastille de perte de charge 108 pour enfin s'échapper vers le réceptacle 97 au travers de la tuyauterie 96. Cette solution permet de réaliser un appareil plus compact que celui qui est représenté sur la figure 6.

On comprend que, selon l'invention, la réalisation de l'étanchéité vis-à-vis du gaz propulsif et du fluide à diffuser est réalisée uniquement par les deux enceintes étanches internes, ce qui permet de réaliser le conteneur externe à l'aide d'un matériau éventuellement poreux tel que du carton, ainsi qu'on l'a déjà expliqué. En outre, on comprend que le gaz propulsif peut être préalablement enfermé dans la deuxième enceinte externe 14, 30 ou 58 dans une phase préliminaire de fabrication du dispositif. Une fois que la quantité voulue de gaz a été enfermée et que l'enceinte est refermée, celle-ci pourra être commodément mise en place à l'intérieur du conteneur externe lors de la fabrication finale du dispositif de pulvérisation ou de diffusion.

I1 faut souligner de plus que le dispositif de diffusion et de pulvérisation présente l'avantage de pouvoir fonctionner dans toutes les positions.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de diffusion ou de pulvérisation de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend:

un conteneur externe (10,22,50) résistant à la pression;

une première enceinte déformable étanche (14, 30, 54, 76) apte à recevoir le fluide à diffuser;

une deuxième enceinte déformable étanche (12,32,58, 78) apte à recevoir un gaz sous pression ; et

une tête de diffusion ou de pulvérisation (18, 26, 52) raccordée à ladite première enceinte, lesdites première et deuxième enceintes étant disposées dans ledit conteneur de telle manière que la pression dudit gaz comprimé soit appliquée à ladite première enceinte contenant le fluide à travers sa paroi souple de manière à provoquer la sortie dudit fluide lorsque ladite tête est activée.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première (14, 30, 76) et deuxième (12, 32, 78) enceintes sont partiellement en contact mutuel.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une desdites deux enceintes (54, 58) est disposée à l'intérieur de l'autre enceinte.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un réservoir rigide (40) disposé dans ledit conteneur (22) et apte à recevoir un gaz comprimé à une pression sensiblement supérieure à la pression de fonctionnement ledit réservoir étant relié à ladite deuxième enceinte (32) par un détendeur (42).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit réservoir (64) est amovible.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit gaz comprimé est de l'air et en ce qu'il comprend des moyens de pompage (36) pour introduire dans ladite deuxième enceinte de l'air sous pression.

7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de pompage (44) pour introduire dans ledit réservoir (40) de l'air sous pression.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite tête de diffusion ou de pulvérisation comprend des moyens formant un canal de faible section et de grande longueur formé par un interstice contrôlé existant entre des pièces mécaniques, une première extrémité dudit canal étant raccordée à ladite première enceinte, la deuxième extrémité dudit canal étant raccordée à la sortie de ladite tête de diffusion ou de pulvérisation.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit canal est formé par le passage hélicoïdal existant entre un ressort à spires jointives et la face externe d'une pièce cylindrique sur laquelle il est appliqué.

10. Dispositif selon Ia revendication 8, caractérisé en ce que ledit canal est formé par au moins un sillon gravé dans une face d'une pastille et recouverte par une plaque pleine solidaire de la face de la pastille dans laquelle est gravé le sillon.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ladite tête de diffusion comprend en outre unmilieu diffuseur hydrophile.