La présente invention concerne une paroi de pulvérisation d’une tête de distribution de produit fluide destinée à être associée à un organe de distribution tel qu’une pompe ou une valve. La tête de distribution peut être intégrée à, ou montée sur, l’organe de distribution. La tête de distribution peut comprendre une surface d’appui de manière à constituer un poussoir sur lequel l’utilisateur appuie pour actionner l’organe de distribution. En variante, la tête de distribution peut être dénuée de surface d’appui. Ce genre de tête de distribution de produit fluide est fréquemment utilisé dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie.

Une tête de distribution classique, par exemple du type poussoir, comprend :

- une surface d’appui sur laquelle un utilisateur peut appuyer avec un doigt, par exemple l’index,

- un puits d’entrée destiné à être raccordé à une sortie d’un organe de distribution, tel qu’une pompe ou une valve,

- un logement de montage axial dans lequel s’étend une broche, définissant une paroi latérale et une paroi frontale, et

- un gicleur en forme de godet comprenant une paroi de montage sensiblement cylindrique dont une extrémité est obturée par une paroi de pulvérisation formant un orifice de pulvérisation, le gicleur étant monté selon un axe X dans le logement de montage axial avec sa paroi cylindrique engagée autour de la broche et sa paroi de pulvérisation en butée axiale contre la paroi frontale de la broche.

En général, le puits d’entrée est relié au logement de montage axial par un conduit d’alimentation unique. D’autre part, il est commun de former un système de tourbillonnement au niveau de la paroi de pulvérisation du gicleur. Un système de tourbillonnement comprend conventionnellement plusieurs canaux tangentiels de tourbillonnement qui débouchent dans une chambre de tourbillonnement centrée sur l’orifice de pulvérisation du gicleur. Le système de tourbillonnement est disposé en amont de l’orifice de pulvérisation.

Dans le document EP1878507A2, il est décrit plusieurs modes de réalisation d’un gicleur comprenant une paroi de pulvérisation percée de plusieurs trous de pulvérisation de diamètre sensiblement ou parfaitement identique, de l’ordre de 1 à 100 pm, avec une tolérance de 20%. Une telle paroi de pulvérisation générerait un spray dont la taille des gouttelettes est relativement homogène. Dans un mode de réalisation de ce document, la paroi est bombée et les trous sont alors divergents. L’angle d’ouverture du spray reste toutefois faible.

Dans le document EP1698399A1 , la paroi de pulvérisation est d’épaisseur constante, mais bombée. Les trous ont été percés perpendiculairement au plan de la paroi, alors que la paroi était encore plane. La courbure de la paroi permet de faire diverger les trous, une fois la paroi bombée. Il est précisé que les trous présentent, après bombage, une section constante sur toute leur longueur. Il n’est pas expliqué dans ce document de quelle manière, ni à quel moment, la paroi plane percée est bombée. Sur les dessins, la courbure du bombage est faible, de sorte que l’angle d’ouverture du spray est faible.

Dans le document W02019106315A1 , la paroi de pulvérisation est réalisée à partir d’une bande d’inox qui est pliée, percée, puis pliée dans l’autre sens, avant d’être découpée, puis intégrée dans un gicleur. Ce procédé théorique n’est malheureusement pas industrialisable à moindre coût.

La présente invention a pour but d’améliorer le procédé de fabrication du document WO2019106315A1 , afin qu’il soit facilement industrialisable.

Pour atteindre ce but, la présente invention propose un procédé de fabrication d’une paroi de pulvérisation percée d’un réseau de trous à travers lesquels le produit fluide sous pression passe de manière à être pulvérisé en fines gouttelettes, le procédé comprenant les étapes suivantes : a- mouler un gicleur comprenant une paroi frontale et une paroi de montage réalisées de manière monobloc, la paroi de montage entourant la paroi frontale, la paroi frontale présentant en sortie de moule une configuration initiale bombée, concave ou convexe, b- percer la paroi frontale bombée avec un réseau de trous présentant une orientation initiale définie, c- déformer la paroi frontale bombée percée dans une configuration finale de pulvérisation définissant une paroi de pulvérisation, l’orientation initiale définie des trous étant ainsi modifiée.

Par rapport au procédé de fabrication du document WO201 9106315A1 , on peut noter que le procédé de la présente invention:

• Part d’une paroi qui est moulée dans une configuration bombée, donc pas de déformation initiale,

• Supprime l’étape de découpe et d’assemblage, puisque la paroi est monobloc et intégrée au gicleur,

• Facilite les étapes de perçage et de déformation, étant donné que l’on peut se servir de la paroi de montage comme organe de préhension ou de référence.

Avantageusement, la paroi frontale et la paroi de montage monobloc sont réalisées avec une matière moulable, déformable et perçable appropriée, telle qu’une matière plastique, un métal, etc.

Dans l’étape b-, l’orientation initiale définie des trous est de préférence parallèle. Cependant, on peut aussi envisager dans certains cas de percer des trous non parallèles, par exemple déjà divergents. On peut par exemple prévoir deux séries de trous distincts, les trous d’une série tant parallèles, mais les trous des deux séries ayant des orientations différentes.

Dans l’étape b-, les trous sont de préférence percés simultanément, avantageusement à l’aide d’un faisceau laser divisé. Plus précisément, un faisceau laser de base est divisé par des moyens appropriés pour former des faisceaux laser partiels (identiques ou différents) qui vont impacter simultanément la paroi frontale bombée. Les faisceaux laser partiels sont de préférence parallèles, mais ils peuvent aussi être divergents. Avantageusement, l’étape b- comprend de percer 10 à 500 trous ayant des diamètres de l’ordre de 1 à 100 pm, avantageusement de l’ordre de 5 à 30 pm, et de préférence de l’ordre de 5 à 20 pm.

Selon un premier mode de réalisation préféré, dans l’étape c-, la déformation de la paroi frontale bombée (concave ou convexe) percée est permanente, réalisée au moyen d’une broche mobile qui vient en contact de la paroi frontale bombée percée pour la pousser dans la configuration finale de pulvérisation. De préférence, la broche mobile et/ou la paroi frontale bombée percée sont chaudes au moment de leur contact mutuel.

En variante, dans l’étape c-, la déformation de la paroi frontale bombée percée est élastique et réversible, par exemple obtenue de manière temporaire par le fluide sous pression qui impacte la paroi frontale bombée percée pour l’amener dans la configuration finale de pulvérisation (plane ou bombée en sens inverse), puis revient ensuite dans sa configuration initiale bombée.

Selon un mode de réalisation, la configuration finale de pulvérisation de la paroi de pulvérisation est sensiblement plane. Mais de préférence, la configuration finale de pulvérisation de la paroi de pulvérisation est bombée de manière inverse par rapport à la paroi frontale.

La présente invention définit également un gicleur comprenant une paroi de pulvérisation et une paroi de montage réalisées de manière monobloc, la paroi de montage entourant la paroi de pulvérisation, la paroi pulvérisation étant obtenue à partir d’une paroi frontale initialement bombée, qui a été percée avec un réseau de trous, puis ensuite déformée dans une configuration finale de pulvérisation définissant une paroi de pulvérisation, l’orientation initiale définie des trous étant ainsi modifiée, dans lequel la paroi de pulvérisation peut présenter une épaisseur de de l’ordre de 0.01 mm à 1mm, avantageusement de 0.05 mm à 0.2 mm. D’autre part, la paroi de pulvérisation peut présenter un diamètre de l’ordre de 0.3 mm à 2 mm, avantageusement de 0.6 mm à 1 mm. La paroi de pulvérisation peut être percée de 10 à 500 trous ayant des diamètres de l’ordre de 1 à 100 pm, avantageusement de l’ordre de 5 à 30 pm, et de préférence de l’ordre de 5 à 20 pm.

Selon un aspect fort intéressant, la paroi de montage peut comprendre une couronne massive qui est directement reliée à et entoure la paroi de pulvérisation, cette couronne massive présentant une épaisseur minimale correspondant au moins au double de cette de la paroi de pulvérisation, cette couronne massive présentant avantageusement une forme tronconique en direction de la paroi de pulvérisation. Cette couronne massive est particulièrement avantageuse lors du moulage. En effet, La matière fige très rapidement au contact de l’empreinte du moule. En ayant un volume de matière plastique important et chaud le plus proche possible de la paroi frontale, qui constitue une zone de faible épaisseur, on crée un réservoir de chaleur permettant de remplir cette zone. Le recollement est inévitable quand on fait le tour d’une broche, cependant lorsque les deux fronts de matières qui se rencontrent sont à une température proche de la température de transformation, alors cette ligne n’est pas ou peu visible. Dans le cas du moulage d’un gicleur, la zone de la paroi frontale est la dernière à se remplir car elle présente une faible épaisseur, ce qui constitue un frein à l’écoulement de la matière, car en contact de l’acier du moule qui la refroidit : si elle est gelée, on ne remplit plus l’empreinte. Par conséquent, moins il y a de surface en contact avec l’acier (au moment de la fin de remplissage), plus la matière conservera sa chaleur, et donc sa fluidité, et le remplissage sera amélioré.

Selon une autre caractéristique avantageuse, la paroi de montage comprend un rebord annulaire d’appui qui s’étend autour la paroi de pulvérisation, la paroi de pulvérisation étant disposée en retrait de ce rebord annulaire d’appui, de manière à ne pas endommager la paroi de pulvérisation lors du montage du gicleur par appui sur le rebord annulaire d’appui. En d’autres termes, la paroi de pulvérisation est logée au fond d’une cuvette bordée de manière saillante par le rebord annulaire d’appui. Ainsi, et tout particulièrement lorsque la paroi de pulvérisation est bombée vers l’extérieur, on élimine tout risque de la casser ou détériorer lors du montage du gicleur.

L’invention définit aussi une tête de distribution de produit fluide pourvu d’un logement de montage, un gicleur, réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant inséré dans le logement de montage. Ce logement peut également accueillir d’autres pièces, comme par exemple un ou plusieurs filtres.

L’esprit de l’invention réside dans le fait de déformer une paroi frontale bombée non plane qui est issue du moulage monobloc dans un gicleur. La mise à plat ultérieure ou le bombage inverse, une fois les trous percés, engendre une divergence ou convergence des trous, en fonction du coté considéré. On peut même envisager d’utiliser le procédé de l’invention pour créer une paroi de pulvérisation à jets convergents pour créer un phénomène de dispersion par collision.

L’invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints, donnant à titre d’exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l’invention.

Sur les figures :

La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers un gicleur selon une première forme de réalisation de l’invention,

La figure 2 est une vue en coupe transversale verticale à travers une pompe équipée d’une tête de distribution incorporant le gicleur de la figue 1 ,

La figure 3 est une vue agrandie d’une partie de la tête de distribution de la figure 2 incorporant le gicleur de la figue 1 ,

Les figures 4a à 4c sont des vues agrandies en coupe transversale visant à illustrer le procédé de fabrication de la paroi de pulvérisation du gicleur des figures 1 à 3, et

Les figures 5 à 8 sont des vues agrandies en coupe transversale de variantes de réalisation du gicleur selon l’invention.

Le gicleur 2 présente une configuration globale conventionnelle sous la forme d’un petit godet comprenant une paroi de montage sensiblement cylindrique 21 et une paroi de pulvérisation 26. Ces deux parois 21 et 26 sont réalisées de manière monobloc par moulage/injection de matière plastique. La paroi de pulvérisation 26 et au moins une partie adjacente de la paroi de montage 21 sont réalisés avec le même matériau.

Une chambre interne 20 est formée dans le gicleur : en fonctionnement, le produit fluide sous pression remplit cette chambre interne 20 avant de passer à travers les trous O de la paroi de pulvérisation 26 pour être pulvérisé sous forme de fines gouttelettes, que l’on peut qualifier de spray. La paroi de pulvérisation 26 est percée de 10 à 500 trous ou orifices O ayant des diamètres de l’ordre de 1 à 100 pm, avantageusement de l’ordre de 5 à 30 pm, et de préférence de l’ordre de 5 à 20 pm. La paroi de pulvérisation 26 est bombée vers l’extérieur : on peut également dire qu’elle est convexe. Les trous O traversent cette paroi bombée convexe avec des orientations divergentes, de manière à former un spray à angle ouvert. La paroi de pulvérisation 26 présente une épaisseur de paroi constante de l’ordre de l’ordre de 0.01 mm à 1 mm, avantageusement de 0.05 mm à 0.2 mm. D’autre part, la paroi de pulvérisation présente un diamètre de l’ordre de 0.3 mm à 2 mm, avantageusement de 0.6 mm à 1 mm.

Les trous O peuvent être disposés en cercles concentriques et présenter des diamètres identiques, ou au contraire, des diamètres différents, le diamètre des trous du cercle extérieur pouvant être plus grand ou plus petit que celui des trous du cercle intérieur.

La paroi de montage 21 entoure la paroi de pulvérisation 26 et se raccorde à elle au niveau d’une couronne massive 22, dont le volume est bien supérieur à celui de la paroi de pulvérisation 26. On peut aussi dire que l’épaisseur minimal de la couronne 22 correspond à plus du double, voire le triple, de celle de la paroi de pulvérisation 26. La couronne 22 présente avantageusement une section transversale tronconique en direction de la paroi de pulvérisation 26. De préférence, la couronne 22 forme en amont de la paroi de pulvérisation 26 un petit chanfrein annulaire de centrage 221 , dont la fonction sera donnée ci-après. Cette couronne massive 22 (par rapport à la paroi de pulvérisation 26) a pour fonction de servir de réservoir de matière chaude, lors du moulage du gicleur, pour former la paroi de pulvérisation 26. C’est pourquoi la couronne massive 22 se raccorde directement à la paroi de pulvérisation 26, avec une épaisseur bien supérieure à celle de la paroi de pulvérisation 26.

La paroi de montage 21 comprend également un rebord annulaire d’appui 23 qui est disposé autour de la paroi de pulvérisation 26, ou plus précisément autour de la couronne massive 22. Ce rebord annulaire d’appui 23 fait saillie vers l’avant par rapport à la paroi de pulvérisation 26 et à la face externe de la couronne massive 22. En d’autres termes, la paroi de pulvérisation 26 est disposée en retrait par rapport à ce rebord annulaire d’appui 23. Ainsi, une surface plane qui vient en contact du rebord annulaire d’appui 23 reste hors de contact de la paroi de pulvérisation 26. On peut donc appuyer sur ce rebord annulaire d’appui 23 sans risquer d’endommager la paroi de pulvérisation 26, qui est tout de même fragile en raison de sa faible épaisseur.

La paroi de montage 21 est également pourvue extérieurement de reliefs d’accrochage 24.

Sur la figure 2, une tête de distribution T est montée sur un organe de distribution P, tel qu’une pompe ou une valve, qui présente une conception tout à fait conventionnelle dans les domaines de la parfumerie ou de la pharmacie. Cet organe de distribution P est actionné par l’utilisateur en appuyant axialement avec un doigt, en général l’index, sur la tête T.

Dans le cas d’une pompe, la pression normale générée par cet appui axial sur le produit fluide à l’intérieur de la pompe P et de la tête T est de l’ordre de 5 à 6 bars, et préférentiellement de 5,5 à 6 bars. Des pics à 7 à 8 bars sont toutefois possibles, mais on est alors dans des conditions anormales d’utilisation. A l’inverse, à l’approche de 2,5 bars, le spray s’altère, entre 2,5 et 2,2 bars, le spray est fortement altéré, et en-dessous de 2 bars, il n’y a plus de spray.

Dans le cas d’un aérosol équipé d’une valve, la pression initiale générée par le gaz propulseur est de l’ordre de 12 à 13 bars et chute ensuite, au fur et à mesure que l’aérosol se vide, jusqu’à environ 6 bars. Une pression initiale de 10 bars est courante dans le domaine de la parfumerie et de la cosmétique.

Lorsque l’ensemble comprenant de la tête T et d’une pompe ou valve est monté sur un réservoir de produit fluide, cela constitue un distributeur de produit fluide, qui est entièrement manuel, sans apport d’énergie, notamment électrique.

En comparaison, dans le domaine technique des pulvérisateurs à vibration ultrasonique (notamment piézoélectrique), la pression du produit fluide au niveau de la buse est de l’ordre de 1 bar, c’est-à-dire la pression atmosphérique, voire légèrement moins. De par la valeur de pression mise en oeuvre et l’énergie utilisée, ces pulvérisateurs à vibration ultrasonique se situent hors du domaine de l’invention.

La tête de distribution T comprend un corps de tête 1 , sur lequel le gicleur 2 est monté. Le corps de tête 1 peut être réalisé par injection moulage de matière plastique. Le corps de tête 1 est de préférence réalisé de manière monobloc : il peut cependant être réalisé à partir de plusieurs pièces assemblées les unes aux autres.

Le corps de tête 1 comprend une jupe périphérique sensiblement cylindrique 10 qui est obturée à son extrémité supérieure par un plateau 14. Le corps de tête 1 comprend également un manchon de raccordement 15 qui s’étend ici de manière concentrique à l’intérieur de la jupe périphérique 10. Le manchon de raccordement 15 s’étend vers le bas à partir du plateau 14. Il définit intérieurement un puits d’entrée 11 qui est ouvert vers le bas et obturé à son extrémité supérieure par le plateau 14. Le manchon de raccordement 15 est destiné à être monté sur l’extrémité libre d’une tige d’actionnement P5 de l’organe de distribution P. Cette tige d’actionnement P5 est déplaçable en va-et-vient selon un axe longitudinal. La tige d’actionnement P5 est creuse de manière à définir un conduit de refoulement en communication avec une chambre de dosage PO de la pompe P ou de la valve. Le puits d’entrée 11 s’étend dans le prolongement de la tige d’actionnement P5 de sorte que le produit fluide issu de la chambre de dosage PO peut s’écouler dans le puits d’entrée 11. Le corps de tête 1 définit également un conduit d’alimentation 13 qui relie le puits d’entrée 11 à un logement de montage 12, comme on peut le voir sur la figure 2. Le logement de montage axial 12 est de configuration globale cylindrique, définissant ainsi une paroi interne qui est sensiblement cylindrique. Le conduit d’alimentation 13 débouche dans le logement de montage 12 de manière centrée. On peut également remarquer que la paroi interne du logement de montage 12 présente des profils d’accrochage 121 permettant un meilleur maintien du gicleur 2, comme on le verra ci-après.

Optionnellement, le corps de tête 1 peut être engagé dans une capsule d’habillage 3 comprenant surface supérieure d’appui 31 pour un doigt et une enveloppe latérale 32 formant une ouverture latérale 33 pour le passage du gicleur 2.

Le gicleur 2, précédemment décrit, est engagé dans le logement de montage 12 du corps de tête 1 selon l’axe X. En position finale de montage représentée sur la figure 3, le gicleur est en butée contre le fond du logement de montage 12 et le rebord annulaire d’appui 23 est disposé sensiblement au niveau de l’ouverture latérale 33. Les reliefs d’accrochage 24 sont en prise avec les profils d’accrochage 121.

On se référera maintenant aux figures 4a à 4d pour décrire le procédé de fabrication du gicleur 2.

Tout d’abord, on commence par mouler une ébauche de gicleur 2a comprenant une paroi de montage 21 identique à celle décrite précédemment et une paroi frontale 26a qui est concave de l’extérieur ou bombée vers l’intérieur de la chambre 20. La paroi frontale est pleine, c’est- à-dire sans trou.

L’étape suivante consiste à percer, par exemple à l’aide d’un laser, des trous parallèles Ob dans la paroi frontale 26a, de manière à obtenir une paroi frontale concave ou bombée percée 26b. Ceci est représenté sur les figures 4b et 4c. Les trous Ob situés au centre de la paroi frontale percée 26b sont sensiblement perpendiculaires à la normale, alors que les trous réalisés en éloignement du centre sont de moins en moins perpendiculaires. En pratique, les trous Ob sont de préférence percés simultanément, avantageusement à l’aide d’un faisceau laser divisé. Plus précisément, un faisceau laser de base est divisé par des moyens appropriés M pour former des faisceaux laser partiels Lp (identiques ou différents) qui vont impacter simultanément la paroi frontale bombée 26a. Les faisceaux laser partiels Lp sont de préférence parallèles, mais ils peuvent aussi être divergents.

Au cours d’une étape suivante, la paroi frontale concave percée 26b est déformée à l’aide d’une broche mobile B qui est introduite axialement dans la chambre 20. Ceci est visible sur la figure 4c. cette broche B comprend une paroi de poussée B26 de forme convexe. La paroi de poussée B26 est entourée par une section tronconique B21 destinée à venir en prise avec le chanfrein annulaire de centrage 221 pour centrer la broche B et limiter son mouvement axial par rapport au gicleur 2. Lors de son déplacement axial, la broche B va d’abord venir en contact avec le centre de la paroi frontale concave percée 26b, comme on peut le comprendre de la figure 4c. La paroi de poussée B26 va ainsi déformer la paroi frontale concave percée 26b pour l’amener dans la configuration finale convexe ou bombée vers l’extérieur, comme on peut le voir sur la figure 4d. La paroi de pulvérisation 26 de l’invention est alors formée. On peut noter que la section tronconique B21 est en butée contre le chanfrein annulaire de centrage 221. Il faut surtout remarquer que les trous O sont divergents, alors que les trous Ob étaient parallèles. Ce changement d’orientation s’explique aisément par la déformation de la paroi frontale percée 26b, qui était concave, pour passer à une paroi de pulvérisation convexe.

Dans le mode de réalisation qui vient d’être décrit, la paroi frontale 26a a une épaisseur de paroi constante et est bombée de manière à former un dôme arrondi. La paroi de pulvérisation 26 est bombée dans l’autre sens de manière définitive et permanente. Les figures 5 à 8 montrent des variantes de réalisation.

Sur la figure 5, la paroi frontale percée 26b’ présente une épaisseur de paroi variable : l’épaisseur E au centre étant supérieure à l’épaisseur e en périphérie. Les trous Ob sont uniquement disposés en périphérie, et non au centre, pour avoir des trous O fortement divergents. Sur la figure 6, la paroi frontale percée 26b” présente une forme de cône avec une pointe 26p. Ce cône sera retroussé ou aplati lors de l’étape de déformation.

Sur la figure 7, la paroi frontale percée 26b’” est déformée par une broche B’ ayant une paroi de poussée plane B26’, de manière à obtenir une paroi de pulvérisation plane 26”’, indiquée en traits pointillés.

Sur la figure 8, la paroi frontale percée 26b”” est déformée de manière temporaire et non définitive par la pression du produit fluide F présent dans la chambre 20. Une fois la pression retombée, la paroi de pulvérisation convexe 26”” retourne dans la configuration de la paroi frontale percée

26b””.

Toujours dans le cadre de l’invention, le bombage initial peut aussi être déformé pour parvenir à une configuration plane ou même bombée, mais avec un degré moindre ou supérieur. On peut également noter que le gicleur de l’invention n’a pas besoin d’un système de tourbillonnement pour générer un spray.

Grâce à l’invention, on peut réaliser un gicleur monobloc avec une paroi de pulvérisation parfaitement plane ou convexe percés de trous divergents qui ont été percés parallèlement.