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EP0401060B1 - Procédé et dispositif électrique, électronique et mécanique pour distribuer, doser ou diffuser, en phase liquide ou gazeuse, des arômes, médicaments et autres produits liquides ou visqueux - Google Patents

Procédé et dispositif électrique, électronique et mécanique pour distribuer, doser ou diffuser, en phase liquide ou gazeuse, des arômes, médicaments et autres produits liquides ou visqueux Download PDF

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Publication number
EP0401060B1
EP0401060B1 EP90401148A EP90401148A EP0401060B1 EP 0401060 B1 EP0401060 B1 EP 0401060B1 EP 90401148 A EP90401148 A EP 90401148A EP 90401148 A EP90401148 A EP 90401148A EP 0401060 B1 EP0401060 B1 EP 0401060B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
pump
diffuser according
spray
plunger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90401148A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0401060A1 (fr
Inventor
Yves Privas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conceptair Anstalt
Original Assignee
Conceptair Anstalt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR898907214A external-priority patent/FR2647678B1/fr
Priority claimed from FR8912685A external-priority patent/FR2652282A1/fr
Application filed by Conceptair Anstalt filed Critical Conceptair Anstalt
Priority to AT90401148T priority Critical patent/ATE91091T1/de
Publication of EP0401060A1 publication Critical patent/EP0401060A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0401060B1 publication Critical patent/EP0401060B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/1686—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed involving vaporisation of the material to be sprayed or of an atomising-fluid-generating product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1042—Components or details
    • B05B11/1052—Actuation means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/1042—Components or details
    • B05B11/1052—Actuation means
    • B05B11/1056—Actuation means comprising rotatable or articulated levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/168—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed with means for heating or cooling after mixing

Definitions

  • the present invention relates to the distribution, metering and diffusion in space, in sprayed or unsprayed form, or vaporized of all bodies of liquid phase without alteration or modification of the original properties and aromas, and making it possible to find with perfect fidelity the original scent, in particular of the perfume, or the physical, chemical and therapeutic qualities of the medicinal, hygienic, cosmetic or sanitation solutions.
  • the present invention thus relates to a method of diffusion and a diffuser of liquid products and, in particular, of perfumes, insecticides, drugs, cosmetics, water, etc.
  • the diffusion can be carried out by natural or forced convection or be generated by a predetermined heat source.
  • Diffusers are known in which the supply means consist of a rod, or wick, of porous material which is immersed in a bottle containing the product to be diffused and ensures its ascent by capillarity.
  • the supply means consist of a simple tube immersed in the liquid and operating by gravity or by pressure or vacuum or ventilated drip.
  • diffusers have certain drawbacks due to the fact that they do not make it possible to avoid phenomena of carbonization and overheating which cause cracking or oxidation of the active principles of the product to be diffused. In addition, they do not ensure the regularity of the evaporation process and the constancy of its speed which are the conditions necessary for the properties of the aromas of the original product to be maintained during use, due to the saturation of the wick for example.
  • the invention therefore aims to provide a method and a diffuser of the type indicated above but which does not have the drawbacks which have just been indicated, while obtaining a spraying of a quality higher than that which is currently obtained with aerosols.
  • the present invention also relates to a diffuser comprising a spraying pump with a push button for actuating the pump to transmit a pressing force on this push button to a liquid delivery piston, a return spring of the piston towards a position rest, an outlet nozzle for dividing the liquid by the effect of pressure
  • the diffuser comprising mechanical actuating means having an actuating member which is adapted to press on the pusher, characterized in that said member d actuation is arranged, at rest, at a predetermined distance from the pusher of the pump, and said actuating means are adapted to accelerate said actuating member over said predetermined distance before coming into contact with the pump, which provides an instantaneous internal pressure causing a spraying in which the particles of the divided liquid have a dimension less than or equal to 45 microns approx iron, depending on the surface tension of the liquid expelled.
  • the invention applies more particularly to pumps of the type with manual actuation normally by a finger, the chamber of which measures from 5 to 100 microliters.
  • the ejection actuation duration of such a pump must be of the order of 1 to 10 milliseconds.
  • the pump is at precompression, for example of a type as described in French patents 2,305,241 or 2,403,465.
  • the use of an ordinary aerosol, with propellant in the container of liquid, dissolved or not, does not allow obtain the fine spraying of a pump operating under high pressure.
  • the movement of the valve stem only controls the opening of the valve.
  • the output of the liquid depends only on the pressure of the propellant gas and is independent of the speed of actuation.
  • the dimensions of the scattered particles can be further reduced by ricocheting them against a smooth surface, maintained at an appropriate temperature, and if necessary vibrating.
  • An ultrasonic transducer is provided with a very high resonance frequency ⁇ 1700 KHz to ensure good directivity and good range of the particles of liquid expelled at very high speed and pressure micronized to 45 ⁇ or less in the form of spray.
  • the particles are refragmented between 0.1 and 10 ⁇ by the piezoelectric vibration of the transducer more effective than if we put a drop of greater concentration. It has been found that particles of this size ( ⁇ 2.5 ⁇ m) remain in suspension in the air, while larger particles fall. The smaller the particles, the faster the vaporization.
  • the wall of the surface is advantageously smooth, to avoid the attachment of the particles, and promote their bursting, in particular under the thermal effect.
  • the surface is heated as a function of the ambient temperature, on the one hand, and the temperature of the liquid being vaporized on the other, in order to keep the temperature at the outlet of the diffuser substantially constant, at a value higher than the surface evaporation temperature of the component to be evaporated.
  • the backscattering surface can be confined within a chamber.
  • edges of the wall of the chamber are hemmed.
  • the surface can also be convex, for example spherical.
  • the diffuser according to the invention ensures a constant vaporization speed, and this, always at a predetermined temperature as a function of the boiling point of the volatile components, and thus prevents the volatile components from being cracked or oxidized.
  • the heating means are constituted by an electrical resistance and its control means are associated in the form of a tilting thermistor with positive temperature coefficient with direct heating, called PTC thermistor, it is that is to say a thermosensitive resistance, constituted by a semiconductor, the resistance of which increases suddenly when its temperature, increasing, reaches a specific value.
  • PTC positive temperature coefficient
  • Metallic PTC ceramics are supplied either in the naked state or in the form of leaded elements, in insulating tubes. They are small, efficient, reliable and inexpensive. In fact, they appear to be the ideal devices for applications for which rapid warm-up must be provided followed by moderate continuous dissipation.
  • the resistance control means can advantageously cooperate with a heating surface fed by this resistance and onto which lead the means for supplying the product to be diffused, for example a metal fractionation chamber placed at the outlet of the pump.
  • the control means can then include a thermocouple or thermostat housed in a recess of the metal diffuser and connected to a means of cutting the heating of the resistance.
  • thermistor In the preferred case of using a thermistor (PTC), the body of the latter is brought into contact with the liquid leaving a spray nozzle. The thermistor then automatically fulfills the role of regulator defined above, at the same time as that of heating element, without any thermostat or control circuit.
  • the spray pump is actuated by a plunger controlled by a solenoid, acting directly or by means of a lever in the pulled or pushed direction.
  • a solenoid when the solenoid has an armature, permanent magnetic masses or magnets act on the plunger so that the solenoid only has to exert a relatively weak force to actuate the plunger which is at the limit of the tipping point to actuate the pump, for example ten percent or less of the normal actuating force of the plunger (ex: if a force of 2 Kg 300 is required, the magnets are calculated for 2 Kg 200), and consequently, energy saving 40% electric.
  • the plunger can take off under the force of the return spring, almost balanced by the permanent magnets, it is provided according to the invention to place a rubber damper or the like at the end of the core, which prevents it sticking, absorbs the shock of the nucleus in the solenoid and returns it by rebound effect. It is thus possible to activate the pump very quickly. For example, it is possible to obtain a compression stroke in a time of less than 10 milliseconds for pumps of the type defined above.
  • the plunger may include magnets and a magnetic mass such as soft iron. It can even include magnets and no magnetic mass.
  • a gear motor which gradually tends a powerful spring whose powerful and immediate relaxation is obtained by a cam profile.
  • the operation of the pump can be ensured by relaxing a spring, with a cam profile, the spring tension being obtained by manual rotation of a cam, the sudden relaxation of the spring being made by exhaust.
  • the relaxation can also be obtained by rotation of a magnet, to change its polarities with respect to another magnet, so as to repel the latter after having attracted it.
  • the actuation and heating device can be powered by batteries, rechargeable batteries or by the sector, or other means creating electrical energy.
  • the product diffused by the pump can also be accompanied, or entrained by a stream of air, if necessary heated.
  • a product under particular conditions, for example for the presence of at least one person in a local.
  • This presence can be detected by a radar or by a doppler effect, which triggers the operation of the device (infrared systems can be used in some cases but for the time being, are less safe in the presence of the sun).
  • EEPROM type Programming of the operation of the device can be ensured by a memory of the EEPROM type, (for example projection of deodorant or perfume at certain times in the underground corridors of public transport; by satellite system to accompany information or advertising, promotional announcements ; by gas presence detector; etc.).
  • the device of the invention can use a vaporizing pump without air intake, it can operate in all positions and in all places: on the ground, on the wall, on the ceiling, even in a rarefied atmosphere. It can fully restore a drug or a fragrance, without burning or carbonizing the particles emitted.
  • the device can be of reduced dimensions, for example of the order of those of a pack of cigarettes.
  • FIG. 1 there is shown a container 1 intended to contain a liquid product, to spread in the air, for example to perfume a space, medically treat an environment, do a fumigation, spray a cosmetic, etc.
  • This container is equipped with a precompression pump, for example of a type as described in the French patents cited above.
  • This pump is crimped into the opening of the container by a capsule 2, and can be actuated by depressing a piston by means of a pusher 30 mounted on the rod 3, which projects outside, to allow this actuation.
  • the pusher 30 is provided with a washer 4 which is integral therewith.
  • This pusher can for example be of the type described in French patent application 8905017 of April 14, 1989.
  • the actuation of the pump is therefore done by depressing the washer 4, to cause the expulsion of the product from the container 1, however that when the user stops pressing the piston rod, the latter is brought up by a suitably arranged return spring.
  • the washer 4 is pressed by means of a lever 21 articulated at 5, and one end 21a of which has a rounded fork, the rounding being placed on the washer 4.
  • the other arm or end 21b of the lever 21 is connected to a magnetic plunger 10, for example by a pin 8 passing through a slot formed in the plunger and passing through a slot 9 formed in the end of the lever arm.
  • the plunger is movable in the cavity 11 of a solenoid 12, the frame 13 of which can be rectangular or cylindrical.
  • the stroke of the pump is rapid and violent, which makes it possible to avoid the usual formation of a large drop and to have drops of a size of the order of 25 microns.
  • great pressure it is possible to obtain, for certain products such as alcohol, a spraying of the order of 10 to 20 microns.
  • the usual precompression pumps emit doses in the order of a fraction of a cubic centimeter.
  • the usual manual actuation is done in 150 approximately milliseconds.
  • the actuation is done in 10 ms, it develops in the outlet channel of the pump, up to the nozzle, a very high pressure which can, under these conditions, reach 40 bars or more. We will take care to have a nozzle that can withstand such pressure.
  • a damper 15 between the inner end of the core and the bottom of the frame preferably in the shape of a star and in silicone or similar material, preferably heat resistant and of blind hardness A 20 + 10, to attenuate the noise emanating from the vibratory shocks.
  • the shock absorber can also be made of metallic braid.
  • the triggering can be carried out in different ways: volumetric radar, push button, aspiration of a patient, contact, infrared, photoelectric cell, magnetic detection, etc.
  • the spray is lateral to the axis of the pump.
  • This is provided with a pusher 50 with lateral nozzle.
  • the actuating device is placed above the pump, that is to say in the axis of the actuating rod 3 of the piston.
  • This device essentially comprises a solenoid with a plunger, movable inside the solenoid, acting directly on the valve plunger.
  • the plunger can move between two positions: a rest position, represented in FIG. 2, and a position in which the magnetic mass 10 is lowered by the attraction exerted by the solenoid, position in which it fully depresses at the end of the stroke. the pusher 50.
  • the plunger in the rest position can be detached from the pusher by a certain distance "d". This can be obtained by a spring 52.
  • the plunger plunger When the plunger plunger is biased by the solenoid, it travels the distance "d" before coming into contact with the pusher and therefore strikes the latter with a certain speed.
  • the plunger is driven immediately with a significant initial speed and the pressure in the pump rises immediately and to a higher value. This effect inertia can be reinforced by loading the mass of the plunger, or by choosing a fairly heavy plunger.
  • the preliminary stroke "d" of the plunger may be of the same order, or a little less: 5 to 10 mm give good results. A fine spray can thus be obtained immediately, from the start of spraying and until the end.
  • the device of the invention can be actuated repeatedly, by sending a pulsed current into the solenoid.
  • a simple way is to supply the solenoid with the current from the rectified sector, for example with a diode. This gives a frequency of 50 strokes per second (60 in the U.S.A.).
  • the effect obtained is very similar to the effect of a valve emitting continuously, due to the rate and persistence of the retinal image, which is greater than one-fiftieth of a second.
  • the emission can be obtained by a spring, the tensioning of which can be carried out by hand or by an electric gear motor.
  • the triggering of the spring will be obtained by escaping from a follower on an appropriate cam profile.
  • a support frame 20 which can be made of plastic for example, serves to hold together the various components of the device, in particular the triggering mechanism, the bottle of product to be diffused, the hinge pin 5 of a lever and this lever 21.
  • the lever 21 is in the rest position, after a transmission.
  • the fork 21a of the left end is lowered.
  • a cam 22 presses on a follower 23 to which are connected on the one hand an actuating rod 24 articulated on the right end 21b of the lever, and on the other hand a plate 25 pressing on a spring 26, the other end of which is supported on a shoulder 28 of the support 20.
  • the button 27 When the button 27 is turned, driving the cam, pushes the plate, and the arm 21b of the lever, to bring them into the position of FIG. 4.
  • the piston rod 3 of the pump is raised.
  • the spring 26 is compressed.
  • the spring suddenly relaxes and brings the lever into the position of FIG. 3.
  • the left arm pressed vigorously and quickly on the washer 4 which is lowered to eject a dose of product .
  • the operation by the spring allows actuation with the force and within the time provided by the present invention to have the spraying to the desired fineness.
  • the button 27 can be turned by hand, or by any desired means, such as an electric gear motor.
  • a turbine can be simultaneously driven by the motor to cause a stream of vaporization drive air.
  • the air flow can also be caused by a bellows driven at the same time as the pump plunger, which produces a two-phase effect: air plus liquid particles.
  • a fractionation chamber or surface 30 is placed at the outlet of the spray jet from the pump.
  • An example of such a chamber is shown in detail in Figures 5, 6 and 7; another example is shown mounted at the outlet of the pump in Figures 3 and 4; and an example of a surface is represented in FIG. 8.
  • the chamber of FIGS. 5-7 adapting by a neck 31 to the outlet of the pump, has a volume defined by a wall 32 whose interior has a state surface polished, very close to the gloss, in a very good conductive metal such as nickel-plated copper or polished aluminum anodic oxide. The particles bounce and slide, making instant cold vaporization.
  • the chamber 30 is shown mounted at the outlet of the pump. It is suitably fixed to the support 20, for example by an arm or a tongue 20a.
  • the narrow lower part 31 can be split to let the fork of the actuating lever pass.
  • the wall of the chamber may advantageously have a triple thickness: a shape 42, for example made of plastic, internally lined with an insulating layer 43, the interior of which is lined with a metallic sheet 44 that is good conductor, thermally and electrically, aluminum or nickel-plated copper.
  • one or more resistors 45 for example CTP
  • the flat-shaped CTP can be supplied between its two faces, or by two bands on one side.
  • An electronic card 46 can receive various components, such as light-emitting diode, microprocessor, timer, trigger button, detection of the state of the batteries, odor or aspiration detector, photocell, antenna, ultrasound detector. , infrared, speech synthesis, etc.
  • a nozzle suitable for the need or for the product will be chosen.
  • the particles it is advantageous for the particles to strike the walls of the chamber, and the nozzle will be chosen so as to have a spray giving the finest particles possible.
  • Figure 8 is a sectional view showing a hemispherical reflecting surface 55.
  • the spray is directed towards the top of the hemisphere.
  • a heating resistor 56 for example CTP, supplied for example by a spring 57 and by a lug 58 on the hemisphere.
  • the interior is filled with insulating material.
  • Such a surface can be fixed opposite the spray orifice and distributes the spray all around, for example to diffuse a perfume or a sanitizing product.
  • the impact surface may be a ceramic vibrated from a piezoelectric ultrasonic transducer.
  • FIG. 10 schematically represents another mechanical means of triggering.
  • a magnet SN 87 is placed between two magnets NS 86, 88 one of which, 86, can be rotated. Initially, the magnet 87 is attracted on both sides and is therefore placed in equilibrium (unstable) by turning the magnet 86, the latter then repels the magnet 87 while the magnet 88 attracts it.
  • the pump is preferably without return air and is fixed to a pocket which folds up as the liquid which it contains is expelled.
  • the diffuser whether or not it has a turbine, can be powered by low-voltage batteries. It could also be on rectified alternating current or not.
  • FIG. 9 represents an embodiment of an application of the invention.
  • the object of the device shown is to spray a liquid product in a pseudo-continuous manner. It is in fact a question of replacing the emission of a spraying usually carried out by a propellant gas, using a pump, without any propellant, actuated by the device of the invention.
  • the outlet tube 62 the pump also serves as a pump actuation rod.
  • On this tube is mounted a pusher 63, with lateral outlet, on the right of the figure.
  • the pusher being actuated repeatedly by a plunger 64 whose movement is controlled by a solenoid consisting of two windings 65, 65 '.
  • the rod 64 of the plunger can advantageously be made of plastic. The impact and the push on the pusher 63 will thus be silent.
  • the plunger 64 is furnished with three permanent magnets 66, 67, 68.
  • the polarities of the magnets 66 and 68 are fixed to cause stress in the same direction.
  • the plunger may also include inertia masses 85, for example made of plastic, copper, aluminum, etc.
  • the assembly is fixed in a housing 69 the bottom of which, at the top, is lined with a magnetic metal blade 70. The purpose of this blade is to maintain the plunger in the high position, by attraction by the magnet 68.
  • This blade can also serve at the same time as a shock absorber.
  • it can be constituted by a corrugated metal washer (brand "Onduflex"), or by a washer of compressed metallic fabric.
  • This latter embodiment is advantageously silent. In this way, when the solenoid is not excited, the magnet 68 is kept attracted against the blade 70. After a current pulse, the plunger strikes and presses the pusher 63, and, when the pulse ceases, the plunger is returned by the return spring of the pump, to be applied against the blade 70. Even at speeds of 50 or 60 Hz, the system is silent.
  • the plunger is controlled by electronics not described in detail, and which is mounted on the support 90.
  • Figure 14 is a sectional view of a variant of the actuation system of the device of Figure 9. It comprises a housing 100, for example of plastic, which is extended by the housing enveloping the container 60 of Figure 9 In this housing 100 is housed a solenoid 101 constituted by a wire wound on a coil 102, the hub 103 of which serves as a guide for the plunger.
  • the plunger comprises a core 104 made of soft iron, extended by a rod 105 made of non-magnetic material (stainless steel or brass). It is the end of this rod which strikes the pusher 63 on the device of FIG. 9.
  • the core is formed with a washer 106 at the end opposite to the stem.
  • This washer 106 is spaced from the coil 102 by a distance E which represents the stroke of the plunger.
  • this washer is shown with a peripheral skirt 106A which partially envelops the coil 102, which makes it possible to recover the flux emitted by the coil and thus ensures energy savings of up to 25%, in addition to the savings obtained by the presence of the magnets.
  • the edge of the skirt will be in the rest position, at a distance from the magnet 112 at least equal to the distance E of the stroke of the plunger.
  • a flat magnet 107 of the same circular shape, and a soft iron blade 108 also of the same shape. In the case of operation with alternating current, the magnet 107 is not used.
  • a small magnet 109 On the bottom 100F of the housing is fixed a small magnet 109, the function of which is to retain the plunger in the high, rest position.
  • a soft iron washer 111 In order to increase the attraction force on the plunger, after it has been detached from the magnet 109, there is provided against the wall 100H of the housing 100, a soft iron washer 111, a magnet 112 in the form washer, and a magnet 113, pierced with an axial hole.
  • the rod 105 of the plunger passes through the soft iron washer 111 and the two magnets 112 and 113.
  • the limitation surfaces of the plunger and the magnet 113 may be of corresponding conical shape.
  • the different means shown can be used jointly, or only some of them.
  • a rubber washer 114 may be provided against the washer 106, preferably, as indicated above, with Shore A hardness 20+.
  • the shock absorber can be placed against the magnet 113, and have, where appropriate, the same conical shape for joining the magnet 113 and the plunger 104. If the shock absorber 115 is placed at this location, it will advantageously be made of magnetic material, to reduce the air gap, for example in compressed or molded metallic fabric, or may also be constituted by a corrugated metal washer.
  • the fineness of the spray depends on the speed of penetration. Repetitive actuation of the solenoid achieves almost continuous spraying, if the rate is sufficient. A cadence of 50 strokes per second supplied by the AC current gives an excellent result.
  • the device comprises on the one hand a container 60, with a pump 61 actuated by a rod 62 equipped with a pusher 63, and a repetitive actuation system constituted for example the plunger 64 and the solenoid 65 mounted in the housing 69, 71, or the system shown in Figure 14.
  • the actuation system must be adapted to the product to be sprayed. These are numerous and have very different properties. The expulsion rates, the pump strokes are different.
  • the invention provides a polarization system, described with reference to FIGS. 11, 12 and 13.
  • the actuation device comprises a housing 71, in which the refill 60 is placed with its pump and its pusher 63.
  • the seller of the refill garnishes the latter with a box 72 having the general shape of a cube enveloping the head, or emerging part, of the pump and its fixing capsule on the neck of the container.
  • This box is formed by a box 73 ( Figure 12) having five sides of a cube, and a cover 74 ( Figure 13).
  • the box 73 therefore has an open face, and one face is formed with a cutout 75 so as to be able to be engaged on the head of the pump.
  • the cover 74 is put in place definitively, by ultrasonic welding, gluing, snap-fastening, to close the open face of the box and prevent it from being able to be removed from the refill.
  • the box has an orifice 76 on one side, to allow the plunger to come and push the pusher, and another orifice 77 to let the end of the pusher, fitted with the nozzle.
  • the assembly then presents itself as shown in FIG. 11. It is then possible, by means of this box, to provide associations with the housing 71 to avoid refill replacement errors.
  • the refill is housed in the housing 71.
  • At least one of the faces of the box 72 may include one or more ribs 78, which cooperate with a corresponding groove formed in the housing. If the rib (or the ribs) does not have the correct width, or is not in the correct location, the refill cannot be slid into place in the case.
  • the face of the box coming to be placed at the bottom of the housing which is intended for it may include appropriate reliefs 79 (see FIGS. 9 and 13) cooperating with corresponding recesses 80 formed in the bottom housing. If there is no match, the refill cannot be pushed in completely, and the plunger will not be in front of hole 76. The system will not work.
  • the housing 71 is equipped with appropriate electronics, with members sensitive to the presence of the magnets 81, 82, at the location which corresponds to the correct use of the device.

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Description

  • La présente invention concerne la distribution, le dosage et la diffusion dans l'espace, sous forme pulvérisée ou non, ou vaporisée de tous corps de phase liquide sans altération ou modification des propriétés et arômes d'origine, et permettre de retrouver avec une parfaite fidélité la senteur originelle, notamment du parfum, ou les qualités physiques, chimiques et thérapeutiques des solutions médicamenteuses, hygiéniques, cosmétiques ou d'assainissement.
  • La présente invention concerne ainsi un procédé de diffusion et un diffuseur de produits liquides et, notamment, de parfums, d'insecticides, de médicaments, de cosmétiques, d'eau, etc..
  • Dans les procédés connus de diffusion, la diffusion peut s'effectuer par convection naturelle ou forcée ou être générée par une source de chaleur prédéterminée.
  • On connaît des diffuseurs dans lesquels les moyens d'amenée sont constitués par une tige, ou mèche, en matériau poreux qui plonge dans un flacon contenant le produit à diffuser et en assure l'ascension par capillarité. Dans d'autres diffuseurs, les moyens d'amenée sont constitués par un simple tube plongeant dans le liquide et fonctionnant par gravité ou par pression ou dépression ou goutte à goutte ventilée.
  • Ces diffuseurs présentent certains inconvénients dus au fait qu'ils ne permettent pas d'éviter des phénomènes de carbonisation et surchauffe qui provoquent le craquage ou l'oxydation des principes actifs du produit à diffuser. De plus, ils ne permettent pas d'assurer la régularité du processus d'évaporation et la constance de sa vitesse qui sont les conditions nécessaires pour que se maintiennent en cours d'utilisation les propriétés des arômes du produit d'origine, du fait de la saturation de la mèche par exemple.
  • D'autres diffuseurs utilisent des gaz propulseurs du type fluorohydrocarbone par exemple. Ces systèmes sont controversés en raison des craintes de leur action sur l'environnement. Un exemple d'un tel dispositif est décrit dans le document EP-A-0 038 598, qui divulge un pulvérisateur à gaz propulseur actionné par un solénoïde et associé à un disque chauffant : le produit pulvérisé est déposé et absorbé sur le disque, puis s'évapore lentement. Un autre exemple de système à gaz propulseur est divulgué dans le document EP-A-0 127 573, où une pompe à air crée une pression d'air dans le réservoir, de façon à vaporiser un produit directement dans l'atmosphère Mais les pressions que l'on peut atteindre ainsi dans le réservoir sont limitées.
  • Assez indicatifs des préoccupations actuelles sont les diffuseurs qui utilisent une pompe à piston commandée par un excentrique entraîné par un moteur électrique (US-A-4 189 098). Ces dispositifs sont coûteux et les résultats insuffisants pour remplacer l'emploi des gaz propulseurs dissouts.
  • L'invention vise donc à fournir un procédé et un diffuseur du type indiqué plus haut mais qui ne présente pas les inconvénients qui viennent d'être indiqués, tout en obtenant une pulvérisation d'une qualité supérieure à celle que l'on obtient actuellement avec les aérosols.
  • La présente invention a pour objet un procédé pour distribuer, doser ou diffuser un produit liquide, comportant l'utilisation d'un distributeur à pompe de pulvérisation ayant un piston de refoulement de liquide pour créer une pression interne qui expulse le liquide à travers un gicleur, ladite pompe étant en communication fluide avec une réserve dudit liquide, ledit distributeur comportant des moyens mécaniques d'actionnement, ayant un organe d'actionnement adapté à entrer en contact avec la pompe pour l'actionner, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de :
    • positionner l'organe d'actionnement à une distance prédéterminée de ladite pompe, ladite distance prédéterminée étant sensiblement égale ou légèrement inférieure à la course du piston,
    • faire accélérer ledit organe d'actionnement sur ladite distance prédéterminée avant d'entrer en contact avec la pompe, ce qui permet d'obtenir une pression interne instantannée provoquant une pulvérisation dans laquelle les particules du liquide divisé ont une dimension inférieure ou égale à 45 microns environ, selon la tension superficielle du liquide expulsé.
  • La présente invention a aussi pour objet un diffuseur comportant une pompe de pulvérisation avec un poussoir d'actionnement de la pompe pour transmettre une force d'appui sur ce poussoir à un piston de refoulement de liquide, un ressort de rappel du piston vers une position de repos, un gicleur de sortie pour diviser le liquide par l'effet de la pression, le diffuseur comportant des moyens mécaniques d'actionnement ayant un organe d'actionnement qui est adapté à appuyer sur le poussoir, caractérisé en ce que ledit organe d'actionnement est disposé, au repos, à une distance prédéterminée du poussoir de la pompe, et lesdits moyens d'actionnement sont adaptés à faire accélérer ledit organe d'actionnement sur ladite distance prédéterminée avant d'entrer en contact avec la pompe, ce qui permet d'obtenir une pression interne instantannée provoquant une pulvérisation dans laquelle les particules du liquide divisé ont une dimension inférieure ou égale à 45 microns environ, selon la tension superficielle du liquide expulsé.
  • L'invention s'applique plus particulièrement aux pompes du type à actionnement manuel normalement par un doigt dont la chambre mesure de 5 à 100 microlitres. Pour obtenir une telle pulvérisation, la durée d'actionnement d'éjection d'une telle pompe doit être de l'ordre de 1 à 10 millisecondes. De préférence, la pompe est à précompression, par exemple d'un type tel que décrit dans les brevets français 2 305 241 ou 2 403 465. L'emploi d'un aérosol ordinaire, avec gaz propulseur dans le bidon de liquide, dissout ou non, ne permet pas d'obtenir la finesse de pulvérisation d'une pompe fonctionnant sous forte pression. Dans l'aérosol, le mouvement de la tige de soupape ne commande que l'ouverture de la valve. La sortie du liquide ne dépend que de la pression du gaz propulseur et est indépendante de la rapidité d'actionnement. Selon la présente invention, les dimensions des particules diffusées peuvent être réduites encore en les faisant ricocher contre une surface lisse, maintenue à une température appropriée, et le cas échéant vibrante. Il est prévu un transducteur à ultrasons ayant une fréquence de résonnance très élevée ≧ 1700 KHz pour assurer une bonne directivité et une bonne portée des particules de liquide expulsé à vitesse et pression très élevées micronisées à 45 µ ou moins sous forme de spray. Après réflexion sur le transducteur, les particules sont refragmentées entre 0,1 et 10 µ par la vibration piezoélectrique du transducteur plus efficace que si l'on met une goutte de concentration plus importante. On a constaté que les particules de cette dimension (< 2,5 µm) restaient en suspension dans l'air, tandis que les particules plus grosses tombent. La vaporisation est d'autant plus rapide que les particules sont plus petites.
  • La paroi de la surface est avantageusement lisse, pour éviter l'accrochage des particules, et favoriser leur éclatement, en particulier sous l'effet thermique.
  • Avec ce type d'application, la surface est réchauffée en fonction d'une part de la température ambiante, d'autre part de la température du liquide en cours de vaporisation pour maintenir sensiblement constante la température à la sortie du diffuseur, à une valeur supérieure à la température d'évaporation superficielle du composant à évaporer.
  • La surface de rétrodiffusion peut être confinée à l'intérieur d'une chambre.
  • Avantageusement, les bords de la paroi de la chambre sont ourlés. La surface peut aussi être convexe, par exemple sphérique.
  • Le diffuseur selon l'invention, grâce à ces moyens, assure une vitesse de vaporisation constante, et ce, toujours à une température prédéterminée en fonction du point d'ébullition des composants volatils, et évite ainsi que les composants volatils soient craqués ou oxydés.
  • Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, les moyens de chauffage sont constitués par une résistance électrique et ses moyens de commande sont associés sous forme d'une thermistance à basculement à coefficient de température positif à chauffage direct, dite thermistance à CTP, c'est-à-dire une résistance thermosensible, constituée par un semi-conducteur, dont la résistance augmente brusquement lorsque sa température, en augmentant, atteint une valeur spécifique.
  • Il est bien connu d'utiliser des céramiques à coefficient de température positif (CTP) pour la détection de température, la commutation et la stabilisation du courant. Ce qui est moins bien connu concerne leur capacité de pouvoir fonctionner en tant qu'élément chauffant. Pour cette application, elles présentent l'avantage d'un chauffage rapide, elles sont également autorégulatrices et elles n'ont pas besoin de thermostat ou de circuit de commande comme leurs homologues à résistance classiques.
  • En outre, elles peuvent être utilisées sans distinction dans les circuits à courant alternatif et des circuits à courant continu, elles n'ont pas de pièces en mouvement et ne produisent aucun parasite dans le réseau ou la radio. Elles sont intrinsèquement à l'abri d'un échauffement et présentent une stabilité en température excellente sur une longue période.
  • Des céramiques CTP métallisées sont fournies soit à l'état nu soit sous forme d'éléments plombés, dans des tubes isolants. Elles sont petites, efficaces, fiables et peu coûteuses. En effet, elles se présentent comme les dispositifs idéaux pour les applications pour lesquelles il faut prévoir une mise en température rapide suivie par une dissipation continue modérée.
  • Avec une résistance classique, les moyens de commande de la résistance peuvent avantageusement coopérer avec une surface de chauffe alimentée par cette résistance et sur laquelle débouchent les moyens d'amenée du produit à diffuser, par exemple une chambre métallique de fractionnement placée à la sortie de la pompe.
  • Les moyens de commande peuvent alors comporter un thermo-couple ou thermostat logé dans un évidement du diffuseur métallique et relié à un moyen de coupure de chauffage de la résistance.
  • Dans le cas préféré d'utilisation d'une thermistance (CTP), le corps de celle-ci est mis en contact avec le liquide sortant d'une buse de pulvérisation. La thermistance remplit alors automatiquement le rôle de régulateur défini plus haut, en même temps que celui d'élément chauffant, sans aucun thermostat ou circuit de commande.
  • Selon une autre caractéristique importante de l'invention, la pompe de pulvérisation est actionnée par un plongeur commandé par un solénoïde, agissant directement ou par l'intermédiaire d'un levier dans le sens tiré ou poussé. Avantageusement, quand le solénoïde a une armature, des masses magnétiques permanentes ou aimants agissent sur le plongeur de façon que le solénoïde n'ait à exercer qu'une force relativement faible pour actionner le plongeur qui est à la limite du point de basculement pour actionner la pompe, par exemple dix pour cent ou moins de la force d'actionnement normale du plongeur (ex : si une force de 2 Kg 300 est nécessaire, les aimants sont calculés pour 2 Kg 200), et en conséquence, gain d'énergie électrique de 40%.
  • Pour que le plongeur puisse se décoller sous l'effort du ressort de rappel, presque équilibré par les aimants permanents, il est prévu selon l'invention de placer un amortisseur en caoutchouc ou similaire à l'extrémité du noyau, ce qui l'empêche de coller, amortit le choc du noyau dans le solénoïde et le renvoie par effet de rebondissement. Il est ainsi possible d'actionner la pompe avec une très grande rapidité. Par exemple, on peut obtenir une course de compression en un temps inférieur à 10 millisecondes pour les pompes du type défini plus haut. Avec un solénoïde sans armature, le plongeur peut comporter des aimants et une masse magnétique tel que du fer doux. Il peut même comporter des aimants et aucune masse magnétique. En variante, au lieu d'un système à solénoïde, on peut avoir un moto réducteur qui tend progressivement un ressort puissant dont la détente puissante et immédiate est obtenue par un profil de came. Dans le cas d'un appareil entièrement manuel, le fonctionnement de la pompe peut être assuré par détente d'un ressort, avec un profil de came, la tension du ressort étant obtenue par rotation manuelle d'une came, la détente brusque du ressort étant réalisée par échappement. La détente peut aussi être obtenue par rotation d'un aimant, pour changer ses polarités par rapport à un autre aimant, de façon à repousser ce dernier après l'avoir attiré.
  • Le dispositif actionnement et chauffage peut être alimenté par piles, batteries rechargeables ou par le secteur, ou autres moyens créant une énergie électrique.
  • Le produit diffusé par la pompe peut en outre être accompagné, ou entraîné par un courant d'air, le cas échéant réchauffé.
  • Dans certaines applications, il est intéressant de diffuser un produit dans des conditions particulières, par exemple pour la présence d'au moins une personne dans un local. Cette présence peut être détectée par un radar ou par un effet doppler, qui déclenche le fonctionnement du dispositif (les systèmes infrarouges peuvent être utilisés dans certains cas mais pour l'heure, sont moins sûr en présence du soleil).
  • Une programmation du fonctionnement du dispositif peut être assurée par une mémoire du type EEPROM, (par exemple projection de désodorisant ou de parfum à certaines heures dans les couloirs souterrains des transports en commun ; par système satellite pour accompagner des informations ou des annonces publicitaires, promotionnelles ; par détecteur de présence de gaz ; etc.).
  • Comme le dispositif de l'invention peut utiliser pour la vaporisation une pompe sans reprise d'air, il peut fonctionner dans toutes les positions et en tous endroits : par terre, sur le mur, au plafond, même en atmosphère raréfiée. Il peut restituer intégralement un médicament ou une fragrance, sans brûler ni carboniser les particules émises.
  • L'appareil peut être de dimensions réduites, par exemple de l'ordre de celles d'un paquet de cigarettes.
  • A titre nullement limitatif, on a représenté sur les dessins annexés des exemples de réalisation de diffuseurs selon l'invention, dessins sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en élévation schématique, avec parties en coupe, d'un dispositif selon la présente invention,
    • la figure 2 est une vue en coupe d'une variante en position de repos,
    • la figure 3 est une vue en coupe d'une autre variante,
    • la figure 4 est une vue de la variante de la figure 3 juste avant l'émission,
    • les figures 5 et 6 sont des vues en coupe par deux plans perpendiculaires d'une chambre de fractionnement selon l'invention,
    • la figure 7 est une vue en plan de la sortie de ladite chambre,
    • la figure 8 est une vue en coupe d'une surface de fractionnement,
    • la figure 9 est une vue partie en coupe, partie en élévation d'une forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention,
    • la figure 10 est une vue schématique d'un principe d'actionnement du dispositif de l'invention,
    • la figure 11 est une vue en perspective d'un sous-ensemble renouvelable d'un dispositif selon l'invention,
    • les figures 12 et 13 sont des vues en perspective des deux pièces d'un des éléments du sous-ensemble de la figure 11, et
    • la figure 14 est une variante de réalisation du système d'actionnement du dispositif de la figure 9.
  • Sur la figure 1, on a représenté un récipient 1 prévu pour contenir un produit liquide, à répandre dans l'air, par exemple pour parfumer un espace, traiter médicalement un environnement, faire une fumigation, projeter un cosmétique, etc. Ce récipient est équipé d'une pompe à précompression, par exemple d'un type tel que décrit dans les brevets français cités plus haut. Cette pompe est sertie dans l'ouverture du récipient par une capsule 2, et peut être actionnée par enfoncement d'un piston au moyen d'un poussoir 30 monté sur la tige 3, qui fait saillie à l'extérieur, pour permettre cet actionnement. Afin de faciliter le fonctionnement du dispositif, le poussoir 30 est garni d'une rondelle 4 qui en est solidaire. Ce poussoir peut être par exemple du type décrit dans la demande de brevet français 8905017 du 14 avril 1989. L'actionnement de la pompe se fait donc par enfoncement de la rondelle 4, pour provoquer l'expulsion du produit hors du récipient 1, cependant que lorsque l'utilisateur cesse d'appuyer sur la tige de piston, celle-ci est ramenée vers le haut par un ressort de rappel convenablement disposé. Pour faire fonctionner la pompe, on appuie sur la rondelle 4 au moyen d'un levier 21 articulé en 5, et dont une extrémité 21a présente une fourche arrondie, l'arrondi étant placé sur la rondelle 4. L'autre bras ou extrémité 21b du levier 21 est connecté à un plongeur magnétique 10, par exemple par un axe 8 traversant une fente formée dans le plongeur et passant par une fente 9 formée dans l'extrémité du bras de levier. Le plongeur est mobile dans la cavité 11 d'un solénoïde 12 dont l'armature 13 peut être rectangulaire ou cylindrique.
  • Arrivé à ce stade, on peut voir comment fonctionne le dispositif. Le passage du courant dans le solénoïde 12 fait monter le plongeur 10, faisant basculer le levier, donc enfoncer la tige de piston 3 de la pompe. Une impulsion de courant dans le solénoïde provoque donc un fonctionnement d'une course de la pompe, avec émission d'une pulvérisation. Dans la disposition représentée, la pulvérisation est dirigée dans l'axe de la tige 3, c'est-à-dire dans l'axe de la pompe. Ceci est possible parce que l'espace qui est dans l'axe de la pompe est dégagé : l'actionnement se fait par un levier terminé par une fourche. Le canal de sortie de la pulvérisation traverse la fourche.
  • Selon l'invention, le coup de pompe est rapide et violent, ce qui permet d'éviter la formation usuelle d'une grosse goutte et d'avoir des gouttes d'une dimension de l'ordre de 25 microns. Avec une grande pression, on peut obtenir pour certains produits comme l'alcool une pulvérisation de l'ordre de 10 à 20 microns.
  • Les pompes à précompression usuelles, disponibles dans le commerce, émettent des doses de l'ordre d'une fraction de centimètre cube. Pour avoir un bon résultat selon l'invention, il faut provoquer l'actionnement d'une telle pompe en un temps inférieur ou égal à 10 millisecondes. Ceci n'est possible qu'avec des moyens mécaniques particuliers. Rappelons que l'actionnement manuel habituel se fait en 150 millisecondes environ. Quand l'actionnement est fait en 10 ms, il se développe dans le canal de sortie de la pompe, jusqu'au gicleur, une pression très élevée qui peut, dans ces conditions, atteindre 40 bars ou davantage. On prendra soin d'avoir un gicleur qui puisse supporter une telle pression.
  • Pour obtenir ce résultat dans des conditions avantageuses, dans le cas où le solénoïde est muni d'une armature 13, on adjoint au solénoïde des masses magnétiques permanentes 14, 14', dont l'action est légèrement inférieure à la force d'actionnement de la pompe. Les pompes à actionnement manuel nécessitent en général une poussée du doigt comprise entre 2 et 3 kgs. Par exemple, pour une pompe réglée à 2,2 kg, l'action des aimants sera comprise entre 2 et 2,1 kgs. Le déclenchement pourra ainsi être très rapide, puisqu'il suffira d'environ 100 à 200 g pour le provoquer, et pourra être obtenu par des moyens simples et peu encombrants, piles ou batteries de petites dimensions. Une puissance de quelques watts est suffisante. Afin que le noyau ne reste pas collé au fond du solénoïde et puisse être rappelé par le ressort de la pompe, il est prévu selon l'invention un amortisseur 15 entre l'extrémité intérieure du noyau et le fond de l'armature, de préférence en forme d'étoile et en matière silicone ou similaire, de préférence résistant à la chaleur et de dureté store A 20 ⁺ 10, pour atténuer le bruit émanant des chocs vibratoires. L'amortisseur peut aussi être en tresse métallique.
  • Pour cette forme de réalisation comme pour les suivantes, le déclenchement peut s'effectuer de différentes façons : radar volumétrique, bouton-poussoir, aspiration d'un patient, contact, infrarouge, cellule photoélectrique, détection magnétique, etc..
  • Dans la forme de réalisation de la figure 2, la pulvérisation est latérale par rapport à l'axe de la pompe. Celle-ci est munie d'un poussoir 50 à gicleur latéral. Le dispositif d'actionnement est placé au dessus de la pompe, c'est-à-dire dans l'axe de la tige d'actionnement 3 du piston. Ce dispositif comporte essentiellement un solénoïde avec un plongeur, mobile à l'intérieur du solénoïde, agissant directement sur le poussoir de la valve. Le plongeur peut se déplacer entre deux positions : une position de repos, représentée sur la figure 2, et une position dans laquelle la masse magnétique 10 est descendue par l'attraction exercée par le solénoïde, position dans laquelle il enfonce complètement en fin de course le poussoir 50. Selon une disposition avantageuse de la présente invention, le plongeur à la position de repos peut être décollé du poussoir d'une certaine distance "d". Cela peut être obtenu par un ressort 52. Quand le plongeur plongeur est sollicité par le solénoïde, il parcourt la distance "d" avant d'entrer en contact avec le poussoir et percute donc celui-ci avec une certaine vitesse. Le poussoir est entraîné immédiatement avec une vitesse initiale notable et la pression dans la pompe monte immédiatement et à une valeur plus élevée. Cet effet d'inertie peut être renforcé en chargeant la masse du plongeur, ou en choisissant un plongeur assez lourd. Avec les pompes du genre manuel, où la course normale de la pompe est de l'ordre de grandeur du centimètre, la course préalable "d" du plongeur peut être du même ordre, ou un peu moins : 5 à 10 mm donnent de bons résultats. On peut ainsi obtenir une pulvérisation fine immédiatement, dès le début de la pulvérisation et jusqu'à la fin.
  • Le dispositif de l'invention, aussi bien selon la figure 2 que la figure 1, peut être actionné de façon répétitive, en envoyant dans le solénoïde un courant pulsé. Un moyen simple consiste à alimenter le solénoïde avec le courant du secteur redressé, par exemple avec une diode. On obtient ainsi une fréquence de 50 coups par seconde (60 aux U.S.A.). L'effet obtenu est tout à fait similaire à l'effet d'une valve émettant en continu, du fait de la cadence et de la persistance de l'image rétinienne, qui est supérieure à un cinquantième de seconde.
  • Si l'on désire effectuer des pulvérisations au coup par coup, avec une alimentation sur le secteur alternatif, on utilisera un pont de diodes. On obtient ainsi un courant non inversé non interrompu. La fermeture du contact provoque un mouvement unique du plongeur, qui reste à la position déplacée, tant que le contact est maintenu.
  • Avec une alimentation continue (piles, accus), l'effet répétitif sera obtenu au moyen d'un montage approprié.
  • Dans l'utilisation de produits de nature fixante, agglomérante, collante, polymérisante à l'air (laque par exemple), la vitesse d'arrivée du liquide dosé est extrêmement rapide, ce qui permet, sous l'effet de la pression, une désoperculation éventuelle du gicleur. Sous l'effet de l'arrêt brutal de la dose à éjecter, un phénomène de dépression se créé dans le gicleur, ayant tendance à vider le conduit de son liquide, donc évite l'opérculation.
  • En variante, on pourra obtenir l'émission par un ressort dont la mise en tension peut être réalisée à la main ou par un motoréducteur électrique. Le déclenchement du ressort sera obtenu par échappement d'un suiveur sur un profil de came approprié.
  • Sur les figures 3 et 4, un châssis support 20, qui peut être en matière plastique par exemple, sert à maintenir ensemble les divers constituants du dispositif, notamment la mécanique de déclenchement, le flacon de produit à diffuser, l'axe d'articulation 5 d'un levier et ce levier 21. Sur la figure 3, le levier 21 est en position de repos, après une émission. La fourche 21a de l'extrémité gauche est abaissée. Une came 22 appuie sur un suiveur 23 auquel sont connectés d'une part une tige d'actionnement 24 articulée sur l'extrémité droite 21b du levier, et d'autre part un plateau 25 appuyant sur un ressort 26, dont l'autre extrémité est appuyée sur un épaulement 28 du support 20. Quand on tourne le bouton 27, entraînant la came, on repousse le plateau, et le bras 21b du levier, pour les amener dans la position de la figure 4. La tige de piston 3 de la pompe est remontée. Le ressort 26 est comprimé. Dès que le suiveur 23 échappe sur le profil de came, le ressort se détend brusquement et amène le levier dans la position de la figure 3. Le bras gauche a appuyé énergiquement et rapidement sur la rondelle 4 qui est descendue pour ejecter une dose de produit. Le fonctionnement par le ressort permet l'actionnement avec la force et dans le délais prévus par la présente invention pour avoir la pulvérisation à la finesse voulue. Le bouton 27 peut être tourné à la main, ou par tout moyen désiré, tel qu'un motoréducteur électrique. Une turbine peut être entraînée simultanément par le moteur pour provoquer un courant d'air d'entraînement de la vaporisation. Le courant d'air peut aussi être provoqué par un soufflet entraîné en même temps que le poussoir de la pompe, ce qui produit un effet diphasique : air plus particules liquides.
  • Selon une caractéristique de la présente invention, une chambre ou une surface de fractionnement 30 est placée à la sortie du jet de pulvérisation de la pompe. Un exemple d'une telle chambre est représenté en détail sur les figures 5, 6 et 7 ; un autre exemple est représenté monté à la sortie de la pompe sur les figures 3 et 4 ; et un exemple d'une surface est représenté sur la figure 8. La chambre des figures 5-7 s'adaptant par un col 31 à la sortie de la pompe, comporte un volume défini par une paroi 32 dont l'intérieur a un état de surface poli, très proche du brillant, en un métal très bon conducteur tel du cuivre nickelé ou de l'aluminium poli oxyde anodique. Les particules rebondissent et glissent, et font de la vaporisation froide instantannée. Il faut en effet éviter que les particules s'accrochent, le séjour prolongé dans un espace chauffé pouvant modifier la structure chimique. Il est prévu un bord ourlé pour empêcher la condensation du produit à la sortie (même si c'est chaud). Pour obliger les particules à se fractionner, la sortie de la chambre n'est pas en face du jet. Une réalisation simple est obtenue par un pincement 35 de l'ouverture de sortie (figure 7) situé dans l'axe du jet.
  • Sur les figures 3 et 4, la chambre 30 est représentée montée à la sortie de la pompe. Elle est fixée de façon appropriée au support 20, par exemple par un bras ou une languette 20a. La partie inférieure étroite 31 peut être fendue pour laisser passer la fourche du levier d'actionnement.
  • La paroi de la chambre peut avantageusement avoir une épaisseur triple : une forme 42, par exemple en matière plastique, doublée intérieurement d'une couche isolante 43, dont l'intérieur est garni d'une feuille métallique 44 bonne conductrice, thermiquement et électriquement, en aluminium ou en cuivre nickelé.
  • Contre l'extérieur de la feuille métallique, dans l'isolant, peuvent être noyées une ou plusieurs résistances 45, par exemple CTP. Dans ce dernier cas, le CTP de forme plate peut être alimenté entre ses deux faces, ou par deux bandes sur une seule face.
  • Une carte électronique 46 peut recevoir différents composants, tels que diode luminescente, microprocesseur, timer, bouton de déclenchement, détection de l'état des piles, détecteur d'odeur ou d'aspiration, cellule photo-électrique, antenne, détecteur d'ultrason, d'infrarouge, synthèse de la parole, etc.
  • Selon les besoins de la diffusion, on pourra ou non utiliser une telle chambre. En l'absence de chambre, quand la pompe projette la pulvérisation directement dans l'atmosphère, on choisira un gicleur approprié au besoin ou au produit. Avec une chambre de fractionnement, il est avantageux que les particules percutent les parois de la chambre, et l'on choisira le gicleur pour avoir un spray donnant les particules les plus fines possible.
  • La figure 8 est une vue en coupe représentant une surface réfléchissante hémisphérique 55. La pulvérisation est dirigée vers le sommet de l'hémisphère. A l'intérieur est placé, contre ce sommet, une résistance chauffante 56 par exemple CTP, alimentée par exemple par un ressort 57 et par une patte 58 sur l'hémisphère. L'intérieur est rempli d'un matériau isolant. Une telle surface peut être fixée en regard de l'orifice de pulvérisation et répartit la pulvérisation tout autour, par exemple pour diffuser un parfum ou un produit d'assainissement. La surface d'impact peut être une céramique mise en vibration à partir d'un transducteur à ultrasons piezoélectrique.
  • La figure 10 représente schématiquement un autre moyen mécanique de provoquer un déclenchement. Un aimant SN 87 est placé entre deux aimants NS 86, 88 dont l'un, 86, peut être tourné. Initialement, l'aimant 87 est attiré des deux côtés et est donc placé en équilibre (instable) en retournant l'aimant 86, ce dernier repousse alors l'aimant 87 alors que l'aimant 88 l'attire. On pourra utiliser ce principe pour avoir une action très rapide au coup par coup.
  • La pompe est de préférence sans reprise d'air et est fixée à une poche qui se replie au fur et à mesure que le liquide qu'elle renferme est expulsé.
  • Le diffuseur, qu'il comporte ou non une turbine, peut être alimenté par des piles basse tension. Il pourrait aussi l'être sur courant alternatif redressé ou non.
  • La figure 9 représente un mode de réalisation d'une application de l'invention. Le dispositif représenté a pour objet de pulvériser un produit liquide de façon pseudo-continue. Il s'agit en fait de remplacer l'émission d'une pulvérisation réalisée habituellement par un gaz propulseur, en utilisant une pompe, sans aucun propulseur, actionnée par le dispositif de l'invention.
  • Un récipient 60 contenant un liquide à pulvériser, par exemple une laque pour cheveux, une solution hydratante pour la peau, etc., est muni d'une pompe sertie sur le récipient au moyen d'une capsule 61. Le tube 62 de sortie de la pompe sert aussi de tige d'actionnement de la pompe. Sur ce tube est monté un poussoir 63, à sortie latérale, sur la droite de la figure. Le poussoir étant actionné de façon répétitive par un plongeur 64 dont le mouvement est commandé par un solénoïde constitué de deux enroulements 65, 65'. La tige 64 du plongeur peut avantageusement être en matière plastique. Le choc et la poussée sur le poussoir 63 seront ainsi silencieux. Pour être actionné par les enroulements 65, le plongeur 64 est garni de trois aimants permanents 66, 67, 68. Les enroulements 65 et 65' sont en sens opposés, de sorte que lorsqu'ils reçoivent une impulsion de courant, l'enroulement 65' repousse l'aimant 67 tandis que l'enroulement 65 l'attire. Les polarités des aimants 66 et 68 sont fixées pour provoquer une sollicitation de même sens. Le plongeur peut en outre comporter des masses d'inertie 85, par exemple en matière plastique, en cuivre, en aluminium, etc.. L'ensemble est fixé dans un boîtier 69 dont le fond, à la partie supérieure, est garni d'une lame en métal magnétique 70. Cette lame a pour but de maintenir le plongeur en position haute, par attraction par l'aimant 68. Cette lame peut aussi servir en même temps d'amortisseur. Dans ce cas, elle peut être constituée par une rondelle métallique ondulée (marque "Onduflex"), ou par une rondelle en tissu métallique comprimé. Cette dernière forme de réalisation est avantageusement silencieuse. De cette façon, quand le solénoïde n'est pas excité, l'aimant 68 est maintenu attiré contre la lame 70. Après une impulsion de courant, le plongeur vient frapper et enfoncer le poussoir 63, et, quand l'impulsion cesse, le plongeur est renvoyé par le ressort de rappel de la pompe, pour aller s'appliquer contre la lame 70. Même à des vitesses de 50 ou 60 Hz, le système est silencieux. La commande du plongeur est assurée par une électronique non décrite en détail, et qui est montée sur le support 90.
  • La figure 14 est une vue en coupe d'une variante du système d'actionnement du dispositif de la figure 9. Il comporte un boîtier 100, par exemple en matière plastique, qui se prolonge par le boîtier enveloppant le récipient 60 de la figure 9. Dans ce boîtier 100 est logé un solénoïde 101 constitué par un fil enroulé sur une bobine 102, dont le moyeu 103 sert de guide au plongeur. Le plongeur comporte un noyau 104 en fer doux, prolongé par une tige 105 en matériau amagnétique (inox ou laiton). C'est l'extrémité de cette tige qui vient percuter le poussoir 63 sur le dispositif de la figure 9. Afin d'accroître l'énergie de ce système de déclenchement, le noyau est formé avec une rondelle 106 à l'extrémité opposée à la tige. Cette rondelle 106 est écartée de la bobine 102 d'une distance E qui représente la course du plongeur. Sur la moitié gauche de la figure, cette rondelle est représentée avec une jupe périphérique 106A qui enveloppe partiellement la bobine 102, ce qui permet de récupérer le flux émis par la bobine et assure ainsi une économie d'énergie allant jusqu'à 25%, en plus de l'économie obtenue par la présence des aimants. Le bord de la jupe sera en position de repos, à une distance de l'aimant 112 au moins égale à la distance E de la course du plongeur. Contre la rondelle 106 est disposé un aimant plat 107, de même forme circulaire, et une lame de fer doux 108 également de même forme. Dans le cas de fonctionnement avec du courant alternatif, l'aimant 107 n'est pas utilisé. Sur le fond 100F du boîtier est fixé un petit aimant 109, dont la fonction est de retenir le plongeur en position haute, de repos. Afin d'accroître l'effort d'attraction sur le plongeur, après qu'il ait été décollé de l'aimant 109, il est prévu contre la paroi 100H du boîtier 100, une rondelle de fer doux 111, un aimant 112 en forme de rondelle, et un aimant 113, percé d'un trou axial. La tige 105 du plongeur traverse la rondelle de fer doux 111 et les deux aimants 112 et 113. Afin d'améliorer le flux magnétique entre le plongeur 104 et l'aimant 113, en particulier en fin de course, quand ils deviennent voisins, les surfaces de limitation du plongeur et de l'aimant 113 peuvent être de forme conique correspondante. Les différents moyens représentés peuvent être utilisés conjointement, ou seulement certains d'entre eux.
  • Pour amortir la fin de course du plongeur, on peut prévoir contre la rondelle 106 une rondelle de caoutchouc 114, de préférence, comme indiqué plus haut, de dureté Shore A 20⁺.
  • En variante, l'amortisseur peut être placé contre l'aimant 113, et avoir, le cas échéant, la même forme conique de jonction de l'aimant 113 et du plongeur 104. Si l'amortisseur 115 est placé à cet endroit, il sera avantageusement en matière magnétique, pour réduire l'entrefer, par exemple en toile métallique comprimée, ou moulée, ou pourra aussi être constitué par une rondelle métallique ondulée.
  • Le fonctionnement de ce système est simple. Lorsque le solénoïde est parcouru par une onde de courant, il y a attraction du noyau vers le bas, sous l'effet électromagnétique au début, et auquel vient s'ajouter l'effet d'attraction des aimants 112 et 113, quand le noyau s'approche de ceux-ci. L'extrémité de la tige 105 vient percuter le poussoir 63, puis l'enfoncer.
  • La finesse de la pulvérisation est fonction de la rapidité d'enfoncement. Un actionnement répétitif du solénoïde réalise une pulvérisation quasi continue, si la cadence est suffisante. Une cadence de 50 coups par seconde fournie par le courant alternatif du secteur donne un excellent résultat.
  • Comme il ressort de la description donnée en regard des figures 9 et 10, le dispositif comporte d'une part un récipient 60, avec une pompe 61 actionnée par une tige 62 équipée d'un poussoir 63, et un système d'actionnement à répétition constitué par exemple du plongeur 64 et du solénoïde 65 montés dans le boîtier 69, 71, ou du système représenté sur la figure 14. Le système d'actionnement doit être adapté au produit à pulvériser. Ceux-ci sont nombreux et ont des propriétés très différentes. Les cadences d'expulsion, les courses des pompes sont différentes. Or; quand un récipient 60 est vide, il doit être remplacé alors que souvent, le système d'actionnement est réutilisable, et un système d'actionnement peut servir pour une ou plusieurs centaines de récipients que l'on considère alors comme des recharges (il n'est pas exclu selon l'invention d'avoir des systèmes d'actionnement bon marché du type jetable avec le récipient quand celui-ci est vide). Pour éviter de mettre avec un système d'actionnement une recharge qui ne convient pas, l'invention prévoit un système de détrompage, décrit en regard des figures 11, 12 et 13.
  • Selon un mode d'application de la présente invention, le dispositif d'actionnement comporte un logement 71, dans lequel on vient placer la recharge 60 avec sa pompe et son poussoir 63. Pour éviter des erreurs de la part des clients, le vendeur de la recharge garnit celle-ci d'une boîte 72 ayant la forme générale d'un cube enveloppant la tête, ou partie émergeante, de la pompe et sa capsule de fixation sur le col du récipient. Cette boîte est formée d'une boîte 73 (figure 12) comportant cinq côtés d'un cube, et d'un couvercle 74 (figure 13). La boîte 73 a donc une face ouverte, et une face est formée avec une découpure 75 de façon à pouvoir être engagée sur la tête de la pompe. Une fois que la boîte a été engagée sur la tête de la pompe, le couvercle 74 est mis en place de façon définitive, par soudure à ultrasons, collage, encliquetage, pour obturer la face ouverte de la boîte et interdire que celle-ci puisse être enlevée de la recharge. La boîte comporte un orifice 76 sur une face, pour permettre au plongeur de venir pousser le poussoir, et un autre orifice 77 pour laisser passer l'extrémité du poussoir, munie du gicleur. L'ensemble se présente alors comme représenté sur la figure 11. Il est alors possible, au moyen de cette boîte, de prévoir des associations avec le boîtier 71 pour éviter les erreurs de remplacement de recharge.
  • La recharge vient se loger dans le boîtier 71. Au moins une des faces de la boîte 72 peut comporter une ou plusieurs nervures 78, qui coopèrent avec une rainure correspondante formée dans le boîtier. Si la nervure (ou les nervures) n'a pas la largeur adéquate, ou n'est pas au bon emplacement, on ne pourra pas glisser la recharge à sa place dans le boîtier. Pour le cas ou un utilisateur pourrait enlever la nervure, la face de la boîte venant se placer au fond du logement qui lui est destiné peut comporter des reliefs appropriés 79 (voir figures 9 et 13) coopérant avec des creux 80 correspondants formés dans le fond du logement. Si il n'y a pas la correspondance prévue, la recharge ne pourra pas être enfoncée complètement, et le plongeur ne sera pas en face du trou 76. Le système ne pourra pas fonctionner. En outre, il est possible de prévoir dans cette paroi de la boîte des éléments magnétiques 81, 82, dont la présence, en regard de composants électroniques à effet HALL 91 sensibles aux aimants placés à des endroits correspondants dans le boîtier 71, peut commander l'autorisation ou l'interdiction du fonctionnement de l'appareil.
  • A cette fin, le boîtier 71 est équipé d'une électronique appropriée, avec des organes sensibles à la présence des aimants 81, 82, à l'emplacement qui correspond à l'usage correct du dispositif.

Claims (23)

  1. Procédé pour distribuer, doser ou diffuser un produit liquide, comportant l'utilisation d'un distributeur à pompe de pulvérisation ayant un piston de refoulement de liquide pour créer une pression interne qui expulse le liquide à travers un gicleur, ladite pompe étant en communication fluide avec une réserve (1, 60) dudit liquide, ledit distributeur comportant des moyens mécaniques (10, 12 ; 22, 26 ; 86, 87 ; 66, 67, 68, 65, 65') d'actionnement, ayant un organe d'actionnement (51, 105, 64) adapté à entrer en contact avec la pompe pour l'actionner, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de :
    - positionner l'organe d'actionnement (51, 105, 64) à une distance (d) prédéterminée de ladite pompe, ladite distance prédéterminée étant sensiblement égale ou légèrement inférieure à la course du piston,
    - faire accélérer ledit organe d'actionnement (51, 105, 64) sur ladite surface (d) prédéterminée avant d'entrer en contact avec la pompe, ce qui permet d'obtenir une pression interne instantannée provoquant une pulvérisation dans laquelle les particules du liquide divisé ont une dimension inférieure ou égale à 45 microns environ, selon la tension superficielle du liquide expulsé.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le volume de liquide expulsé par la pompe à chaque actionnement est compris entre environ 5 et 100 microlitres et l'expulsion est faite en un temps inférieur ou égal à 10 millisecondes.
  3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la pulvérisation est dirigée vers une surface lisse pour provoquer le fractionnement des particules par impact, pour avoir des particules de liquide divisé ayant une dimension égale ou inférieure à un micron environ, ladite surface étant maintenue à une température déterminée, supérieure à la température de vaporisation du produit.
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la surface lisse est une céramique mise en vibration à partir d'un transducteur à ultrasons piézoélectrique.
  5. Diffuseur comportant une pompe de pulvérisation avec un poussoir (4, 50) d'actionnement de la pompe pour transmettre par une force d'appui sur ce poussoir à un piston de refoulement de liquide, un ressort de rappel du piston vers une position de repos, un gicleur de sortie pour diviser le liquide par l'effet de la pression, le diffuseur comportant des moyens mécaniques d'actionnement (10, 12 ; 22, 26 ; 86, 87 ; 66, 67, 68, 65, 65') ayant un organe d'actionnement (51, 105, 64) qui est adapté à appuyer sur le poussoir, caractérisé en ce que ledit organe d'actionnement (51, 105, 64) est disposé, au repos, à une distance prédéterminée (d) du poussoir (4, 50) de la pompe, ladite distance étant sensiblement égale ou légèrement inférieure à la course du piston, et lesdits moyens d'actionnement sont adaptés à faire accélérer ledit organe d'actionnement (51, 105, 64) sur ladite distance (d) prédéterminée avant d'entrer en contact avec la pompe, ce qui permet d'obtenir une pression interne instantannée provoquant une pulvérisation dans laquelle les particules du liquide divisé ont une dimension inférieure ou égale à 45 microns environ, selon la tension superficielle du liquide expulsé.
  6. Diffuseur selon la revendication 5, dans lequel le volume de liquide expulsé par la pompe à chaque actionnement est compris entre environ 5 et 100 microlitres et l'expulsion est faite en un temps inférieur ou égal à 10 millisecondes.
  7. Diffuseur selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel lesdits moyens mécaniques comportent un ressort (26).
  8. Diffuseur selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel lesdits moyens mécaniques d'actionnement de la pompe comportent un plongeur (10) commandé par un solénoïde (12).
  9. Diffuseur selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens mécaniques comportent au moins deux aimants (86, 87), dont les positions relatives provoquent l'attraction ou la répulsion entre eux.
  10. Diffuseur selon la revendication 8, dans lequel des aimants ( 14, 112, 113) sont prévus pour attirer le plongeur (10, 104) de façon à équilibrer au moins partiellement le ressort de rappel du piston.
  11. Diffuseur selon une des revendications 5 à 10, comportant en outre une surface de fractionnement lisse (32, 44), avec des moyens (45) de chauffage avec régulation de température, la pulvérisation étant dirigée vers ladite surface.
  12. Diffuseur selon une des revendications 5 à 11, comportant en outre des moyens pour faire un courant d'air autour et à l'intérieur du spray et dans le même sens.
  13. Diffuseur selon la revendication 11, dans lequel les moyens de chauffage (45) sont asservis pour fournir une température supérieure à la température de vaporisation du liquide.
  14. Diffuseur selon une des revendications 5, 6 ou 8, comportant des moyens de commande à répétition, pour faire fonctionner lesdits moyens mécaniques d'actionnement, de façon à produire un fonctionnement pseudo continu.
  15. Diffuseur selon une des revendications 5, 6 ou 8, comportant des moyens de commande au coup par coup.
  16. Diffuseur selon la revendication 8, dans lequel le plongeur comporte une tige (64, 105) en matière non magnétique sur laquelle sont fixés des aimants (66, 67, 68, 107), éventuellement des masses d'inertie (85) en matière non magnétique.
  17. Diffuseur selon la revendication 8, comportant un boîtier avec un mécanisme d'actionnement pour recevoir une réserve de liquide (1, 60) avec ladite pompe, dans lequel la partie extérieure de la pompe est garnie de moyens de détrompage formés par des reliefs (79, 80) coopérant avec des reliefs du boîtier pour selectionner les récipients susceptibles d'être admis dans le boîtier.
  18. Diffuseur selon la revendication 17, comportant en outre des moyens de détrompage électroniques comportant des aimants et des relais sensibles aux aimants, à des emplacements sélectionnés.
  19. Diffuseur selon la revendication 16, comportant en outre un amortisseur (15, 114, 115) pour amortir les mouvements du plongeur, en caoutchouc, en toile métallique comprimée ou en métal ondulé.
  20. Diffuseur selon la revendication 8, dans lequel ledit plongeur (14) comporte un noyau en matériau magnétique (104) qui s'étend entre une tige (105) en matériau amagnétique, dirigée vers le poussoir (63) de la pompe, et une rondelle (106) dudit matériau magnétique.
  21. Diffuseur selon la revendication 20, dans lequel ledit matériau magnétique est du fer doux.
  22. Diffuseur selon la revendication 5, dans lequel ladite distance prédéterminée (d) est comprise entre 5 et 10 mm pour une course du piston de l'ordre de 10 mm.
  23. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite distance prédéterminée (d) est comprise entre 5 et 10 mm pour une course du piston de l'ordre de 10 mm.
EP90401148A 1989-05-31 1990-04-27 Procédé et dispositif électrique, électronique et mécanique pour distribuer, doser ou diffuser, en phase liquide ou gazeuse, des arômes, médicaments et autres produits liquides ou visqueux Expired - Lifetime EP0401060B1 (fr)

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