WO2001091913A1 - Pompe a membrane - Google Patents

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WO2001091913A1
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Eric Rossignol
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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
    • 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
    • B05B11/02—Membranes or pistons acting on the contents inside the container, e.g. follower pistons
    • B05B11/028—Pistons separating the content remaining in the container from the atmospheric air to compensate underpressure inside the container
    • B05B11/029—Pistons separating the content remaining in the container from the atmospheric air to compensate underpressure inside the container located on top of the remaining content
    • 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
    • B05B11/1028—Pumps having a pumping chamber with a deformable wall

Definitions

  • the present invention relates to a pump and more particularly to a diaphragm pump.
  • Conventional pumps generally include a body intended to communicate in the lower part with a dip tube via an inlet valve and to be connected in the upper part to the edge of a tank and containing a metering chamber sealed in the upper part by compression means provided with an exhaust valve and a return member capable of being actuated by manual support on a dispensing head provided with a discharge duct.
  • said return member comprises an elastically deformable internal membrane carried by the dispensing head and cooperating with a rigid cup fixed under said head and delimiting with said membrane the dosing chamber.
  • said membrane comprises at least one supply orifice as well as a central solid disc capable of coming to be sealed against the upper orifice of the dip tube by forming an intake valve.
  • the central solid disc is connected to said membrane by three radial bridges delimiting between them as many supply orifices.
  • said membrane has, in the free state, a U-shaped section and comprises a base c) * 'lind ⁇ que mounted coaxially and tightly around the upper part of the dip tube which projects into the metering chamber.
  • said rigid cup comprises a central ejection channel opening into the discharge pipe of the dispensing head via said exhaust valve.
  • the lower edge of said rigid cup is formed by a peripheral collar intended to come into deforming support against said membrane.
  • said cup is housed at least partially inside said membrane.
  • the free edge of said membrane is trapped by said cup inside the dispensing head.
  • the external wall of said membrane comprises a peripheral rib ensuring both the setting of the lower edge of the dispensing head and a free couching with respect to the internal wall of the body.
  • said exhaust valve consists of a flexible tongue carried transversely by the lower end of the discharge duct of the dispensing head.
  • the pump of the invention has a very simple structure without any metallic element.
  • FIGS. 1A and 1B represent views in vertical section respectively and along BB of an embodiment of the pump of the invention mounted on a tank and in the rest position;
  • - Figure 2 shows a partial sectional view of the pump of Figures 1A and 1B in the initial phase of distribution; - Figure 3 shows a partial sectional view of the pump of Figure 2 in the final distribution phase; - Figure 4 shows a partial sectional view of the pump of Figure 2 in its phase of return to the rest position.
  • the pump P of the invention shown in FIGS. 1A and 1B is intended for the distribution of liquid or pasty products contained in a reservoir R.
  • This pump is here of the "airless” type, that is to say without air intake and is therefore associated with a movable bottom F ensuring, both the confinement of the product inside the tank R and the scraping of its inner wall.
  • the bottom F is here capable of moving downward during the successive phases of dispensing from a high position for filling the reservoir R shown in FIG. 1A.
  • the pump P comprises a body 1 intended to communicate, in the lower part via an inlet valve with a tube 2 immersed in the product, and to be connected, in the upper part, to the upper edge of the reservoir R.
  • the body 1 is provided spacers E ensuring the blocking up of the movable bottom F when filling the reservoir R.
  • the body 1 contains a metering chamber 10 closed in a sealed manner, in the upper part, by compression means provided with an exhaust valve and a return member.
  • compression means forming a piston make it possible to exert pressure on the product filling the chamber 10 by being actuated by manual support on a dispensing head T which covers the pump P by forming a push button and which is provided with a conduit evacuation C.
  • the return member comprises an internal membrane 3 made of an elastically deformable material such as an elastomer (silicone, rubber.) Carried by the head T and cooperating with a rigid cup 4 fixed under the head T and delimiting, with the membrane 3 the metering chamber 10.
  • an elastomer silicone, rubber.
  • the membrane 3 comprises at least one supply orifice 30 as well as a central solid disc 31 capable of coming to be sealed against the upper orifice 20 of the tube 2, thereby forming the intake valve.
  • the disc 31 is connected to the membrane 3 by three radial bridges 32 delimiting between them as many supply orifices 30.
  • the membrane 3 is made in one piece with the bridges 32 and the disc 31.
  • the membrane 3 In the free state, the membrane 3 has a substantially U-shaped cross section defining an inverted bell shape and comprises a cylindrical base 33 mounted coxially and sealingly around the upper part of the dip tube 2 which projects inside. body 1.
  • the upper part of the tube 2 is provided with a cylindrical shoulder 21 ensuring the connection with the bottom 11 of the body 1 and on which the base 33 is fitted with tight radial tightening.
  • the rigid cup 4 comprises a central cylindrical channel 40 for ejection opening into the evacuation duct C of the head T via the exhaust valve.
  • the channel 40 communicates in the lower part with the metering chamber 10 and is preferably fitted onto the conduit C of the head T.
  • the cup 4 is housed, at least partially at the interior of the membrane 3 of U-shaped section.
  • the lower edge of the cup 4 is formed by a peripheral collar 41 intended to come into deforming abutment against the internal wall of the membrane 3 as shown in FIGS. 2 and 3 during the product distribution phase.
  • the free edge of the membrane is trapped by the cup 4 inside the head T.
  • the free edge of the cup 4 is provided with a rim.
  • transverse 42 snaps into a housing of corresponding profile formed on the internal wall of the head T, thereby wedging the membrane in an intermediate manner.
  • the assembly consisting of the head T, the membrane 3 and the cup 4 is retained in the body 1 only by the radial clamping action of the base 33 of the membrane 3 on the connecting shoulder 21 of tube 2.
  • the assembly will therefore be reinforced by welding or bonding of the base 33 to the shoulder 21 and / or to the bottom 11 of the body 1.
  • the outer wall of the membrane 3 has a peripheral rib 34 ensuring both the setting of the lower edge of the head T and a free couhssement relative to the inner wall of the body 1 allowing free exhaust.
  • the bottom 11 of the body 1 is equipped with axial fins 12 forming end-of-travel stops for the rib 34 of the membrane 3. The height of the fins 12 thus determines the maximum degree of deformation of the membrane 3 and therefore the volume of product. distributed by dose.
  • the exhaust valve preferably consists of a flexible tongue f carried transversely by the end of the evacuation duct C of the head T.
  • the end of the downward travel of the head T and of the cup 4 corresponds to the abutment contact of the rib 34 of the membrane 3 on the fins 12 of the body 1.
  • the tongue f is folded back on its seat while closing the channel 40.
  • the stopping of the manual support leads to the automatic raising of the head T and of the cup 4 because the membrane 3 has been elastically deformed and tends to return in the manner of a spring towards a free bell state (corresponding to its initial shape shown in FIG. 1A).
  • the upward movement of the head T and the return of the membrane 3 to the rest position are accompanied by an increase in the volume of the chamber 10 creating a vacuum inside said chamber.
  • This depression causes the inlet valve to open by axial displacement of the disc 31 of the membrane 3, towards the interior of the chamber 10.
  • This movement of the disc 31 which is made possible by the flexibility of the bridges 32 allows the product to be sucked in via the supply orifices 30 until the chamber 10 (including the channel 40) is completely filled and the pressures balanced.
  • Each distribution phase is accompanied by a displacement of the movable bottom F inside the tank R.

Abstract

L'invention concerne une Pompe du type comprenant un corps (1) destiné à communiquer en partie basse avec un tube plongeur (2) via un clapet d'admission et à se raccorder en partie haute au bord d'un réservoir (R) et renfermant une chambre de dosage (10) obturée de manière étanche en partie supérieure par des moyens de compression munis d'un clapet d'échappement et d'un organe de rappel susceptibles d'être actionnés par appui manuel sur une tête de distribution (T) pourvue d'un conduit d'évacuation (C), caractérisée en ce que ledit organe de rappel comprend une membrane interne (3) élastiquement déformable portée par la tête de distribution (T) et coopérant avec une coupelle rigide (4) fixée sous ladite tête (T) et délimitant avec ladite membrane (3) la chambre de dosage (10).

Description

POMPE A MEMBRANE La présente invention concerne une pompe et plus particulièrement une pompe à membrane.
Les pompes traditionnelles comprennent généralement un corps destiné à communiquer en partie basse avec un tube plongeur via un clapet d'admission et à se raccorder en partie haute au bord d'un réservoir et renfermant une chambre de dosage obturée de manière étanche en partie supérieure par des moyens de compression munis d'un clapet d'échappement et d'un organe de rappel susceptibles d'être actionnés par appui manuel sur une tête de distribution pourvue d'un conduit d'évacuation.
Cependant, ces pompes nécessitent l'emploi d'un ressort métallique pour assurer le rappel des moyens de compression en position haute ainsi que la réalisation de clapets d'admission et d'échappement de configurations complexes utilisant d'autres éléments métalliques tels que des billes.
Par conséquent, ces pompes sont constituées de nombreuses pièces réalisées avec des matières différentes et dont les coûts de fabrication et d'assemblage sont pénalisants. L'invention a pour but de résoudre ces problèmes techniques dans un objectif de simplification et donc d'économie mais sans compromettre les qualités de fiabilité et de précision de la pompe.
Ce but est atteint selon l'invention au moyen d'une pompe, caractérisée en ce que ledit organe de rappel comprend une membrane interne elastiquement deformable portée par la tête de distribution et coopérant avec une coupelle rigide fixée sous ladite tête et délimitant avec ladite membrane la chambre de dosage.
Selon une caractéristique avantageuse, ladite membrane comporte au moins un orifice d'alimentation ainsi qu'un disque plein central susceptible de venir se plaquer de manière étanche sur l'orifice supérieur du tube plongeur en formant clapet d'admission.
Selon une variante de réalisation, le disque plein central est relié à ladite membrane par trois pontets radiaux délimitant entre eux autant d'orifices d'alimentation. Selon un mode de réalisation particulier, ladite membrane a, à l'état libre, une section en U et comporte une embase c)*'lindπque montée coaxialement et de façon étanche autour de la partie supérieure du tube plongeur qui fait saillie dans la chambre de dosage.
Selon une autre caractéristique, ladite coupelle rigide comporte un canal central d'éjection débouchant dans le conduit d'évacuation de la tête de distribution via ledit clapet d'échappement.
Selon une variante spécifique, le bord inférieur de ladite coupelle rigide est formé d'un collet périphérique destiné à venir en appui déformant contre ladite membrane.
Selon encore une autre caractéristique, ladite coupelle est logée au moins partiellement à l'intérieur de ladite membrane.
De préférence, le bord libre de ladite membrane est emprisonné par ladite coupelle à l'intérieur de la tête de distribution.
Selon encore d'autres caractéristiques, la paroi externe de ladite membrane comporte une nervure périphérique assurant à la fois le calage du bord inférieur de la tête de distribution et un couhssement libre par rapport à la paroi interne du corps.
Selon un autre mode de réalisation spécifique, ledit clapet d'échappement est constitué d'une languette flexible portée transversalement par l'extrémité inférieure du conduit d'évacuation de la tête de distribution.
La pompe de l'invention présente une structure très simple sans aucun élément métallique.
Trois pièces seulement sont ainsi capables d'assurer les fonctions essentielles de la pompe. Ces pièces sont réalisées par moulage d'une matière plastique et/ou élastomère et peuvent être assemblées facilement, rapidement et de façon automatique.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins sur lesquels : - les figures 1A et 1B représentent des vues en coupe respectivement verticale et selon BB d'un mode de réalisation de la pompe de l'invention montée sur un réservoir et en position de repos ;
- la figure 2 représente une vue partielle en coupe de la pompe des figures 1A et 1B dans la phase initiale de la distribution ; - la figure 3 représente une vue partielle en coupe de la pompe de la figure 2 en phase finale de distribution ; - la figure 4 représente une vue partielle en coupe de la pompe de la figure 2 dans sa phase de retour vers la position de repos.
La pompe P de l'invention représentée sur les figures 1A et 1B est destinée à la distribution de produits liquides ou pâteux contenus dans un réservoir R.
Cette pompe est ici du type "airless" c'est-à-dire sans reprise d'air et est donc associée à un fond mobile F assurant, à la fois le confinement du produit à l'intérieur du réservoir R et le raclage de sa paroi interne. Le fond F est ici susceptible de se déplacer vers le bas au cours des phases successives de distribution depuis une position haute de remplissage du réservoir R représentée sur la figure 1A.
La pompe P comprend un corps 1 destiné à communiquer, en partie basse via un clapet d'admission avec un tube 2 plongeant dans le produit, et à se raccorder, en partie haute, au bord supérieur du réservoir R. Le corps 1 est pourvu d'entretoises E assurant le blocage vers le haut du fond mobile F lors du remplissage du réservoir R.
Le corps 1 renferme une chambre de dosage 10 obturée de manière étanche, en partie supérieure, par des moyens de compression munis d'un clapet d'échappement et d'un organe de rappel. Ces moyens de compression formant piston permettent d'exercer une pression sur le produit remplissant la chambre 10 en étant actionnés par appui manuel sur une tête de distribution T qui coiffe la pompe P en formant un bouton-poussoir et qui est pourvue d'un conduit d'évacuation C.
Selon l'invention, l'organe de rappel comprend une membrane interne 3 réalisée en un matériau elastiquement deformable tel qu'un élastomère (silicone, caoutchouc.) portée par la tête T et coopérant avec une coupelle rigide 4 fixée sous la tête T et délimitant, avec la membrane 3 la chambre de dosage 10.
La membrane 3 comporte au moins un orifice d'alimentation 30 ainsi qu'un disque plein central 31 susceptible de venir se plaquer de manière étanche sur l'orifice supérieur 20 du tube 2 en formant ainsi le clapet d'admission. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1B, le disque 31 est relié à la membrane 3 par trois pontets radiaux 32 délimitant entre eux autant d'orifices d'alimentation 30.
De préférence, la membrane 3 est réalisée d'une seule pièce avec les pontets 32 et le disque 31.
A l'état libre, la membrane 3 a une section transversale sensiblement en U définissant une forme en cloche inversée et comporte une embase cylindrique 33 montée coxialement et de façon étanche autour de la partie supérieure du tube plongeur 2 qui fait saillie à l'intérieur du corps 1.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1A, la partie supérieure du tube 2 est pourvue d'un épaulement cylindrique 21 assurant la liaison avec le fond 11 du corps 1 et sur lequel est emmanchée l'embase 33 avec serrage radial étanche. La coupelle rigide 4 comporte un canal cylindrique central 40 d'éjection débouchant dans le conduit d'évacuation C de la tête T via le clapet d'échappement. Le canal 40 communique en partie inférieure avec la chambre de dosage 10 et est, de préférence, emboîté sur le conduit C de la tête T. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1A, la coupelle 4 est logée, au moins partiellement à l'intérieur de la membrane 3 de section en U.
Le bord inférieur de la coupelle 4 est formé d'un collet périphérique 41 destiné à venir en appui déformant contre la paroi interne de la membrane 3 comme représenté sur les figures 2 et 3 en phase de distribution de produit.
Le bord libre de la membrane est emprisonné par la coupelle 4 à l'intérieur de la tête T.
Dans ce but, le bord libre de la coupelle 4 est pourvue d'un rebord . transversal 42 encliquete dans un logement de profil correspondant ménagé sur la paroi interne de la tête T en coinçant ainsi la membrane de façon intercalaire. Dans cette configuration, l'ensemble constitué de la tête T, de la membrane 3 et de la coupelle 4 n'est retenu dans le corps 1 que par l'action de serrage radial de l'embase 33 de la membrane 3 sur l'épaulement de liaison 21 du tube 2. Le cas échéant, l'assemblage sera donc renforcé par soudure ou collage de l'embase 33 sur l'épaulement 21 et/ou sur le fond 11 du corps 1.
La paroi externe de la membrane 3 comporte une nervure périphérique 34 assurant à la fois le calage du bord inférieur de la tête T et un couhssement libre par rapport à la paroi interne du corps 1 permettant l'échappement libre. Le fond 11 du corps 1 est équipé d'ailettes axiales 12 formant butées de fin de course pour la nervure 34 de la membrane 3. La hauteur des ailettes 12 détermine ainsi le degré maximum de déformation de la membrane 3 et donc le volume de produit distribué par dose.
Le clapet d'échappement est constitué, de préférence, d'une languette flexible f portée transversalement par l'extrémité du conduit d'évacuation C de la tête T.
Comme représenté sur la figure 2, un appui manuel sur la tête T entraîne la descente de la coupelle 4 et la déformation de la membrane 3 à l'intérieur du corps 1.
Il en résulte une diminution du volume de la chambre 10 et une mise sous pression du produit liquide remplissant ladite chambre. La pression régnant au sein du produit provoque le déport de la languette f vers l'intérieur du conduit C et l'échappement du produit comme indiqué par les flèches sur la figure 2.
La fin de la course descendante de la tête T et de la coupelle 4 correspond au contact de butée de la nervure 34 de la membrane 3 sur les ailettes 12 du corps 1.
Dans cette position représentée sur la figure 3, une dose de produit vient d'être distribuée et la membrane 3 épouse sous contraintes les contours de la coupelle 4. Le volume interne de la chambre 10 est réduit alors à celui du canal d'éjection 40.
Conjointement, la pression interne s'étant équilibrée avec la pression atmosphérique, la languette f s'est rabattue sur son siège en obturant le canal 40.
L'arrêt de l'appui manuel conduit à la remontée automatique de la tête T et de la coupelle 4 du fait que la membrane 3 a été déformée elastiquement et a tendance à revenir à la manière d'un ressort vers un état libre en cloche (correspondant à sa forme initiale représentée sur la figure 1A).
Comme représenté sur la figure 4, le mouvement ascendant de la tête T et le retour de la membrane 3 vers la position de repos s'accompagnent d'une augmentation du volume de la chambre 10 créant une dépression à l'intérieur de ladite chambre. Cette dépression provoque l'ouverture du clapet d'admission par déplacement axial du disque 31 de la membrane 3, vers l'intérieur de la chambre 10.
Ce déplacement du disque 31 qui est rendu possible par la souplesse des pontets 32 permet l'aspiration de produit via les orifices d'alimentation 30 jusqu'à remplissage complet de la chambre 10 (y compris le canal 40) et équilibrage des pressions.
Chaque phase de distribution s'accompagne d'un déplacement du fond mobile F à l'intérieur du réservoir R.

Claims

R E VE N D I CAT I O N S
1. Pompe du type comprenant un corps (1) destiné à communiquer en partie basse avec un tube plongeur (2) via un clapet d'admission et à se raccorder en partie haute au bord d'un réservoir (R) et renfermant une chambre de dosage (10) obturée de manière étanche en partie supérieure par des moyens de compression munis d'un clapet d'échappement et d'un organe de rappel susceptibles d'être actionnés par appui manuel sur une tête de distribution (T) pourvue d'un conduit d'évacuation (C), caractérisée en ce que ledit organe de rappel comprend une membrane interne (3) elastiquement deformable portée par la tête de distribution (T) et coopérant avec une coupelle rigide (4) fixée sous ladite tête (T) et délimitant avec ladite membrane (3) la chambre de dosage (10).
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite membrane (3) comporte au moins un orifice d'alimentation (30) ainsi qu'un disque plein central (31) susceptible de venir se plaquer de manière étanche sur l'orifice supérieur (20) du tube plongeur (2) en formant clapet d'admission.
3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le disque plein central (31) est relié à ladite membrane (3) par trois pontets radiaux (32) délimitant entre eux autant d'orifices d'alimentation (30).
4. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'à l'état libre, ladite membrane (3) a une section en U et comporte une embase cylindrique (33) montée coaxialement et de façon étanche autour de la partie supérieure du tube plongeur (2) qui fait saillie dans la chambre de dosage (10).
5. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite coupelle rigide (4) comporte un canal central d'éjection (40) débouchant dans le conduit d'évacuation (C) de la tête de distribution (T) via ledit clapet d'échappement.
6. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord inférieur de ladite coupelle rigide (4) est formé d'un collet périphérique (41) destiné à venir en appui déformant contre ladite membrane (3).
7. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite coupelle (4) est logée au moins partiellement à l'intérieur de ladite membrane (3).
8. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord libre de ladite membrane (3) est emprisonné par ladite coupelle (4) à l'intérieur de la tête de distribution (T).
9. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi externe de ladite membrane (3) comporte une nervure périphérique (34) assurant à la fois le calage du bord inférieur de la tête de distribution (T) et un coulissement libre par rapport à la paroi interne du corps (1). 10 Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit clapet d'échappement est constitué d'une languette flexible (f) portée transversalement par l'extrémité inférieure du conduit d'évacuation (C) de la tête de distribution (T).
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