EP4003880B1

EP4003880B1 - Valve pour récipient sous pression

Info

Publication number: EP4003880B1
Application number: EP20740592.9A
Authority: EP
Inventors: Hervé BODET; Eric Gaillard
Original assignee: Lindal France SAS
Current assignee: Lindal France SAS
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2026-07-15
Anticipated expiration: 2040-07-13
Also published as: BR112022001247A2; MX2022000995A; AR119457A1; AR119458A1; EP4003880A1; US20220274770A1; BE1027458B1; WO2021013599A1; EP4242132A2; CA3142562A1; US12252331B2; FR3099144A1; BE1027458A1; EP4242132A3; FR3099144B1

Description

L'invention concerne une valve pour récipient selon le préambule de la revendication 1.
Les valves sont généralement constituées d'un corps et d'une coupelle. Le corps de valve est fixé à la coupelle en formant une chambre interne dans laquelle se trouvent un ressort, un joint et entre les deux une partie au moins de la soupape. Le ressort pousse la soupape contre le joint de sorte que la valve est fermée. Pour introduire le joint, le ressort et la soupape, il est indispensable d'avoir une ouverture d'accès avant le montage final. Traditionnellement, la coupelle est sertie sur le sommet du corps de valve qui est muni pour cela d'une surépaisseur annulaire à son sommet. Cette méthode fonctionne très bien quand la coupelle est métallique. Cependant, la tendance actuelle tend à éliminer les pièces métalliques et à les remplacer dans la mesure du possible par du plastique afin de faciliter le recyclage des générateurs d'aérosol. On connait donc des valves dans lesquelles la coupelle est elle aussi en plastique.
Dans ce cas, il est possible d'avoir un ensemble d'un seul tenant constitué du corps de valve et de la coupelle, l'espace interne étant alors fermé par une rondelle soudée par le dessus. On connait une telle valve du document WO 2016/202754 A1 par exemple. L'inconvénient de cette solution réside dans le fait que si la soudure entre la rondelle et la coupelle était défectueuse, la rondelle pourrait se décrocher et être expulsée avec force au risque de blesser son utilisateur.
Dans d'autres variantes, le corps de valve est fixé à la coupelle par encliquetage. On citera à titre d'exemple le document FR 2 508 136 A1 . Cela nécessite des moules plus complexes pour réaliser d'une part les languettes d'encliquetage sur la coupelle ou le corps de valve et d'autre part les évidements correspondants sur l'autre pièce. De plus, il faut surdimensionner les pièces pour tenir compte de la hauteur de la fixation.
Le document EP 0 108 550 A2 décrit une valve dans laquelle le corps de valve est soudé sur la coupelle, le joint de soupape étant placé dans un logement de la coupelle. L'étanchéité n'est assurée qu'à l'interface entre la soupape et le joint de soupape.
Le document US 3 741 446 A décrit un autre exemple de valve de l'art antérieur.
L'objectif de l'invention est de remédier à ces inconvénients.
Cet objectif est atteint avec une valve selon la revendication 1.
Afin de faciliter le soudage du corps de valve sur la coupelle, il est préférable que la face intérieure de la coupelle et le corps de valve soient réalisés en matière plastique, de préférence du polypropylène (PP) ou une autre polyoléfine. Pour que l'assemblage fonctionne, il suffit que les matériaux retenus pour l'une des pièces soient compatibles avec celui de l'autre pièce.
Afin que la coupelle présente une plus grande rigidité, elle est constituée d'au moins une couche extérieure métallique, de préférence en aluminium ou en fer blanc, et d'une couche intérieure en matière plastique, de préférence en polypropylène (PP) ou une autre polyoléfine.
Conformément à l'invention, le corps de valve comprend un corps tubulaire muni

à une extrémité d'une arête effilée annulaire, laquelle arête effilée est en appui étanche contre le joint de soupape en entourant l'ouverture centrale, ainsi que
d'une couronne de fixation par laquelle le corps de valve est soudé à la coupelle.

Selon l'invention, l'ouverture centrale de la coupelle est réalisée dans une paroi de fond d'un puits cylindrique, le joint de soupape étant placé contre la paroi de fond du puits cylindrique. L'intérêt d'un puits peut être de remonter l'ouverture centrale par rapport au bord périphérique servant à fixer la valve sur le boîtier. Il peut également permettre de placer des nervures de renfort sur la face extérieure de la coupelle, en contact avec la face extérieure du puits cylindrique.
L'extrémité du corps de valve munie de l'arête effilée pénètre dans le puits cylindrique. La soudure est réalisée entre la couronne de fixation introduite dans le puits et la paroi de fond du puits.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une valve selon l'invention. Ce procédé prévoit les étapes suivantes :

le ressort est placé dans le fond du corps de valve ;
le joint de soupape est monté sur la tige de la soupape ;
l'ensemble soupape/joint est inséré dans le corps de valve de sorte que l'extrémité inférieure de la soupape soit en appui contre le ressort ;
la coupelle est ensuite mise en place, en faisant passer l'extrémité libre de la tige de la soupape dans l'ouverture centrale de la coupelle quand la soupape est de type stem pour une valve mâle, puis la coupelle est approchée du corps de valve jusqu'à ce que le corps de valve soit en contact avec la face intérieure de la coupelle ;
la coupelle et le corps de valve sont soudés, de préférence par soudage à ultrason ou par soudage par rotation.

L'invention est décrite plus en détail ci-dessous à l'aide des figures qui montrent :

Fig. 1 : une vue éclatée en coupe d'une valve selon un mode de réalisation non couvert par le texte des revendications ;
Fig. 2 : une vue en coupe de la valve de la figure 1 ;
Fig. 3 : une vue en coupe et en perspective (a) du corps de valve de la valve de la figure 1, et (b) du stem ;
Fig. 4 : une vue en coupe et en perspective de la coupelle de la valve de la figure 1.

L'invention concerne une valve (1) pour un récipient sous pression. La valve (1) est constituée principalement :

d'une coupelle (50) et
d'un corps de valve (10) dans lequel sont placés :
- un ressort (20),
- une soupape ayant ici la forme d'un stem (30) et
- un joint de soupape (40).

La valve (1) de l'invention peut être utilisée dans toutes les positions. Dans les figures illustrant cette demande, la valve est représentée avec le stem dirigé vers le haut. Les références « haut » / « bas » ou « supérieur » / « inférieur » n'ont qu'une valeur relative en rapport avec les représentations des figures ci-jointes. Il va de soi que la valve peut être utilisée dans toutes les positions et que ce qui est en haut dans la position représentée ici ne le sera pas nécessairement lors de l'utilisation. Par ailleurs, la valve s'étend longitudinalement par rapport à un axe principal (A), vertical dans les représentations des figures ci-jointes. Les termes « radial », « axial » et « transversal » se rapportent à cet axe principal (A).
Comme pour toute valve à coupelle, la coupelle (50) constitue une séparation entre le côté de la valve destiné à être placé à l'intérieur du boîtier et l'autre côté destiné à être à l'extérieur du boîtier. Les termes « intérieur » et « extérieur » se rapportent aux éléments situés du côté intérieur ou extérieur de la coupelle. Les termes « interne » et « externe » se rapportent à un composant particulier (en particulier le corps de valve) et définissent ce qui se trouve dans ou hors dudit composant, peu importe qu'il s'agisse d'un composant situé sur la face intérieure ou extérieure de la coupelle.
L'exemple présenté ici est une valve de type mâle ayant comme soupape un stem (30) dont une partie de la tige saille hors de la valve. L'invention peut s'appliquer également à une valve de type femelle ayant comme soupape un siège situé dans le corps de valve et devant être actionné par une tige extérieure (généralement celle d'un diffuseur) pénétrant dans la valve.
Le corps de valve (10) se compose principalement d'un corps tubulaire (11) fermé partiellement à une première extrémité, appelée extrémité inférieure, par une paroi de fond (12) présentant une ouverture d'entrée (121). Le corps tubulaire (11) et la paroi de fond (12) définissent ensemble une chambre interne (13). Des nervures verticales (131) peuvent être prévues dans le fond de la chambre interne, à proximité de la paroi de fond. Ces nervures saillent radialement du corps tubulaire en direction du centre de la chambre interne en formant un espace de réception dans lequel une première extrémité du ressort (20) peut être reçue et retenue radialement. Un tenon de fixation (14) peut être prévu sur la face externe de la paroi de fond (12) pour fixer par exemple un tube plongeur ou des moyens anti-affaissement. Ce tenon (14) est de forme tubulaire et entoure l'ouverture d'entrée (121).
Une ouverture (112) au moins peut être prévue dans le corps tubulaire (11), laquelle ouverture forme un passage mettant en contact la face externe et la face interne du corps tubulaire. Cette ouverture, qui n'est pas obligatoire, sert de prise de gaz additionnelle pour améliorer la qualité de la pulvérisation.
La deuxième extrémité du corps tubulaire (11) se termine par une arête effilée (111). Elle est entourée d'une couronne de fixation (15) qui est constituée d'une paroi tubulaire reliée à la seconde extrémité du corps tubulaire par une paroi transversale (151). Cette paroi transversale est par exemple parallèle à un plan perpendiculaire à l'axe principal (A). Elle peut être pleine comme dans le présent exemple, ou crènelée s'il n'est pas nécessaire d'assurer une étanchéité entre les deux faces de cette paroi transversale. La tranche (face supérieure) annulaire (152) de la couronne de fixation (15) est de préférence munie d'au moins une surépaisseur de matière faisant le tour complet de la couronne et servant de directeur d'énergie lors du soudage par ultrason du corps de valve sur la coupelle. Dans l'exemple présenté ici, il y a deux anneaux de surépaisseur de matière (152a, 152b).
La coupelle (50) est constituée d'une plaque munie

d'un bord périphérique (51) destiné à la fixation de la coupelle sur un boîtier non représenté, et
d'une ouverture centrale (52) à travers laquelle passe une tige de sortie du produit.

La tige peut être portée par une soupape à insérer au moins en partie dans le corps de valve (donc par un stem) s'il s'agit d'une valve de type mâle, ou par un diffuseur destiné à actionner la valve s'il s'agit d'une valve de type femelle.
La coupelle peut être réalisée entièrement en matière plastique. Elle est constituée, comme dans le présent exemple, d'une couche extérieure (53) métallique et d'une couche intérieure (54) en matière plastique. Le bord (521) de l'ouverture centrale (52) peut être redressé, notamment du côté de la face extérieure.
Le stem (30) est de forme courante. Il se compose d'une paroi cylindrique (31) ouverte à son extrémité supérieure (311) et fermée à son extrémité inférieure en formant un canal de sortie du produit. Un ou plusieurs orifices (312) placés en bas du canal de sortie traversent radialement la paroi cylindrique pour mettre en contact la face interne et la face externe de ladite paroi cylindrique (31). La paroi cylindrique (31) constitue la tige de sortie du produit. Cette paroi cylindrique se poursuit par une couronne (32) de plus grand diamètre présentant sur sa face externe des canaux verticaux ou des nervures verticales permettant au produit de contourner la couronne. L'enveloppe extérieure de cette couronne a un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du corps tubulaire (11) du corps de valve de sorte qu'elle peut entrer dans celle-ci tout en étant guidée. Sur sa face annulaire supérieure, la couronne (32) est munie d'une nervure d'étanchéité (321) pour assurer l'étanchéité avec le joint de soupape (40). La couronne (32) se poursuit vers le bas par un tenon de guidage (33) destiné à coopérer avec la deuxième extrémité du ressort (20).
Le joint de soupape (40) est également une pièce classique. Il s'agit d'un joint annulaire dont le diamètre interne est choisi pour enserrer de façon étanche la paroi cylindrique (31) du stem. Le diamètre externe est choisi pour que toute l'arête effilée (111) du corps tubulaire du corps de valve puisse être en appui étanche contre le joint de soupape (40). Dans le présent exemple, le joint de soupape prend place dans l'espace délimité d'une part par la face interne de la couronne de fixation et d'autre part par la paroi transversale (151).
Le ressort est coincé entre la paroi de fond (12) du corps de valve et le tenon de guidage (33) du stem.
La valve de l'invention est assemblée de la façon suivante. Le ressort (20) est placé dans le fond de la chambre interne (13) avec sa première extrémité située entre les nervures verticales (131). Le joint de soupape (40) est monté sur le stem (30) de sorte d'une part qu'il bouche les orifices (312) du stem et d'autre part qu'il soit en appui étanche contre la nervure d'étanchéité (321). L'ensemble stem/joint est inséré dans le corps de valve par le tenon de guidage (33) de sorte que ce dernier (33) pénètre dans la seconde extrémité du ressort (20). La coupelle est ensuite mise en place en faisant passer l'extrémité libre du stem dans l'ouverture centrale (52). La coupelle est approchée du corps de valve jusqu'à ce que la tranche annulaire (152) soit en contact avec la face intérieure (54) de la coupelle. Dans cette position, le joint de soupape (40) est en appui étanche contre l'arête effilée (111). Il ne reste plus qu'à souder la coupelle et le corps de valve au niveau de la tranche annulaire (152). Cette soudure peut être réalisée par tout moyen approprié, et notamment par soudage à ultrason ou par soudage par rotation.
Dans l'exemple non couvert par le texte des revendications présenté ici, la coupelle est sensiblement plane au niveau du corps de valve et autour de ce corps de valve. La hauteur de la face interne de la couronne de fixation est sensiblement identique à l'épaisseur du joint de soupape (40). L'arête effilée (111) contribue à plaquer de façon étanche le joint contre la face intérieure de la coupelle. L'étanchéité entre la coupelle (50) et le corps de valve (10) est donc assurée par le joint de soupape écrasé contre la face intérieure (54) de la coupelle par l'arête effilée (111) en formant un joint annulaire tout autour de l'ouverture centrale (52). La soudure à l'interface entre la couronne de fixation et la coupelle n'a donc pas besoin d'être étanche. Elle doit seulement retenir le corps de valve contre la coupelle contre l'effet du ressort (20) et assurer un bon plaquage du joint de soupape (40) contre la face intérieure (54) de la coupelle. Il serait donc possible que la soudure ne soit pas continue.
Selon l'invention, l'ouverture centrale (52) se trouve sur une paroi de fond d'un puits dans lequel pénètre au moins une partie de la couronne (32) du stem.
La partie supérieure du corps de valve avec l'arête effilée (111) et la couronne de fixation (15) pénètre également dans le puits. La soudure entre le corps de valve (10) et la coupelle se fait au niveau de la paroi de fond du puits. La couronne de fixation (15) reste au sommet du corps tubulaire comme dans le présent exemple et elle est dimensionnée pour pénétrer dans le puits. On pourrait également envisager de souder les parois latérales cylindriques du corps de valve et du puits.
Dans une deuxième variante de réalisation non couverte par le texte des revendications, la soudure est réalisée au niveau d'une section périphérique de la coupelle qui entoure le puits. Dans ce cas, seule la partie supérieure du corps tubulaire (11) avec l'arête effilée (111) pénètre dans le puits, tandis que la couronne de fixation, qui est plus large que le puits, est placée plus bas que l'arête effilée.
Dans une troisième variante de réalisation non couverte par le texte des revendications, le joint de soupape (40) est fixé à la paroi de fond du puits, par exemple par surmoulage. Dans ce cas, il n'est plus nécessaire qu'une arête effilée du corps de valve le maintienne plaqué contre la face intérieure de la coupelle. Le corps de valve ne pénètre pas dans le puits. Celui-ci remplit le rôle de la partie supérieure du corps de valve et le corps de valve lui-même peut être plus court. La couronne de fixation, plus large que le puits, reste au sommet du corps de valve. Comme dans la deuxième variante, la soudure est réalisée au niveau d'une section périphérique de la coupelle qui entoure le puits. La soudure du corps de valve peut être alors réalisée de façon étanche. Si la soudure n'est pas étanche, il est également possible de conserver une arête effilée comme dans l'exemple présenté ici et d'interposer entre la section périphérique et l'arête effilée un deuxième joint.
On peut prévoir de renforcer la coupelle pour qu'elle résiste mieux à la pression régnant à l'intérieur du générateur d'aérosol. Dans le présent exemple, dans la mesure où la couche extérieure (53) est métallique, il suffit de donner une forme concave à la face extérieure (53) de la coupelle, et une forme convexe à la face intérieure (54). Une telle mesure peut s'avérer insuffisante, notamment quand la coupelle est réalisée exclusivement en matière plastique. Dans ce cas, on peut prévoir des nervures de renfort verticales et radiales sur l'une des faces au moins de la coupelle, notamment sur la face extérieure (53). Quand la coupelle comporte un puits, il est possible de placer des nervures de renfort bien plus hautes et efficaces que lorsque la coupelle est simplement bombée.
Le corps de valve et la coupelle doivent être compatibles pour permettre de souder le corps de valve sur la coupelle. On choisira par exemple du polypropylène, ou d'autres polyoléfines, pour le corps de valve et la couche en matière plastique de la coupelle. Le corps de valve et la coupelle ne sont pas nécessairement fabriqués dans le même plastique.
L'avantage de la valve selon l'invention réside dans le fait qu'aucune pièce ne peut être éjectée hors de la valve. En effet, toutes les pièces sont situées du côté de la face intérieure de la coupelle et aucune n'est dimensionnée pour traverser l'ouverture centrale. La soudure entre le corps de valve et la coupelle n'est soumise à aucun effort de traction. Elle n'a donc pas besoin d'être particulièrement résistante.

Liste des Références

1: Valve selon l'invention
10: Corps de valve
11 Corps tubulaire
111 Arête effilée
112 Ouverture de passage
12: Paroi de fond
121 Ouverture d'entrée
13: Chambre interne
131 Nervures verticales
14: Tenon
15: Couronne de fixation
151 Paroi transversale
152 Tranche annulaire de la couronne de fixation
152a Surépaisseur de soudure
152b Surépaisseur de soudure
20: Ressort
30: Stem
31 Paroi cylindrique
311 Extrémité inférieure
312 Orifices
32 Couronne
321 Nervure d'étanchéité
33 Tenon de guidage du ressort
40: Joint de soupape
50: Coupelle
51 Bord périphérique
52 Ouverture centrale
521 Bord de renfort
53 Couche extérieure métallique
54 Couche intérieure en matière plastique
A: Axe principal

Claims

Valve (1) pour récipient sous pression comprenant :
- un corps de valve (10) dans lequel sont placés :
• un ressort (20),

• une soupape (30) et

• un joint de soupape (40), ainsi qu'

- une coupelle (50) présentant une face extérieure (53) et une face intérieure (54) et étant munie d'une ouverture centrale (52) à travers laquelle peut passer une tige de sortie (31) du produit,
le corps de valve (10) étant fixé sur la face intérieure (54) de la coupelle (50) par soudage,

le joint de soupape (40) étant plaqué contre la coupelle en entourant l'ouverture centrale (52), le corps de valve comprenant un corps tubulaire (11) muni d'une couronne de fixation (15) par laquelle le corps de valve est soudé à la coupelle,

l'ouverture centrale (52) de la coupelle étant réalisée dans une paroi de fond d'un puits cylindrique présentant une paroi latérale, le joint de soupape étant placé contre la paroi de fond du puits cylindrique,

la soudure étant réalisée entre la couronne de fixation (15) introduite dans le puits et la paroi de fond du puits,

le corps tubulaire (11) du corps de valve est muni à une extrémité d'une arête effilée (111) annulaire en appui étanche contre le joint de soupape (40) en entourant l'ouverture centrale (52) de la coupelle,

la coupelle étant munie d'un bord périphérique (51) destiné à la fixation de la coupelle sur un boîtier,

la paroi latérale du puits cylindrique ayant une face extérieure appartenant à la face extérieure de la coupelle, caractérisée en ce que

- la coupelle est constituée d'au moins une couche extérieure (53) métallique et d'une couche intérieure (54) en matière plastique, et

- la face extérieure de la coupelle est concave et la face intérieure de la coupelle est convexe pour résister à la pression régnant à l'intérieur du générateur d'aérosol.
Valve (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face supérieure annulaire (152) de la couronne de fixation (15) est munie d'au moins une surépaisseur de matière faisant le tour complet de la couronne et servant de directeur d'énergie lors du soudage par ultrason du corps de valve sur la coupelle.
Valve (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la face intérieure (54) de la coupelle est en polypropylène ou une autre polyoléfine, et/ou le corps de valve est réalisé en matière plastique, de préférence en en polypropylène ou une autre polyoléfine, et/ou la couche extérieure (53) métallique est en aluminium ou en fer blanc.
Valve (1) selon la revendication 1 ou la revendication 3 associée à la revendication 1, caractérisée en ce que la soudure n'est pas continue de sorte qu'elle n'est pas étanche.
Valve (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des nervures de renfort sont prévues sur une face au moins de la coupelle.
Valve (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les nervures de renfort sont prévues sur la face extérieure de la coupelle et sont en contact avec la face extérieure du puits cylindrique.
Procédé pour fabriquer une valve selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par les étapes suivantes :
- le ressort (20) est placé dans le fond du corps de valve (10) ;

- le joint de soupape (40) est monté sur la tige de la soupape (30), ou le joint de soupape est placé dans le fond du puits de la coupelle en entourant l'ouverture centrale de la coupelle ;

- la soupape ou l'ensemble soupape/joint est inséré dans le corps de valve de sorte que l'extrémité inférieure (33) de la soupape soit en appui contre le ressort (20) ;

- la coupelle est ensuite mise en place, puis la coupelle est approchée du corps de valve jusqu'à ce que le corps de valve (10) soit en contact avec la face intérieure (54) de la coupelle et que l'arête effilée (111) annulaire du corps de valve soit en appui étanche contre le joint de soupape (40) placé contre la paroi de fond du puits cylindrique en entourant l'ouverture centrale (52) de la coupelle ;

- la coupelle et la couronne de fixation du corps de valve sont soudés, de préférence par soudage à ultrason ou par soudage par rotation, la soudure étant réalisée entre la couronne de fixation (15) introduite dans le puits et la paroi de fond du puits.
Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lors de la mise en place de la coupelle sur une valve de type mâle, l'extrémité libre de la tige de la soupape est passée dans l'ouverture centrale de la coupelle (50) avant de rapprocher la coupelle du corps de valve.