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COUPLEUR DE SECURITE POUR ROBINET DE RECIPIENT DE FLUIDE SOUS PRESSION
La présente invention concerne un coupleur servant à relier un robinet de récipient de fluide sous pression (par exemple, un gaz de pétrole comprimé ou liquéfié) à un dispositif utilisant ce fluide sous pression.
Le coupleur de l'invention est plus précisément destiné à s'adapter sur un robinet pourvu d'une valve à clapet (procurant une étanchéité totale) ou bien d'un limiteur de débit (donc d'une fermeture non étanche), par exemple un limiteur à bille, ou bien des deux ; dans les deux derniers cas, pour obtenir un débit sans limitation, il est nécessaire de repousser vers l'intérieur du robinet un organe d'obturation (totale ou partielle, selon le cas) tel qu'une bille. À cet effet, le coupleur en question peut comporter un pousseclapet intégré actionnable après verrouillage sur le nez du robinet.
Le FR-A-2 583 134, qui appartient à la Demanderesse, intitulé Coupleur pour robinet de récipient de fluide sous pression, décrit un tel coupleur, pourvu de mors d'accrochage au nez du robinet et d'un pousse-clapet central ; le verrouillage des mors sur le nez du robinet et l'enfoncement du pousse-clapet sont réalisés simultanément par manoeuvre d'un élément rotatif unique.
Plus précisément, ce coupleur connu comporte : - un corps de coupleur, emboîtable sur le robinet de manière à permettre le centrage préalable du coupleur sur le nez du robinet et son immobilisation en rotation, - une vis centrale, disposée dans un alésage axial du corps, pourvue de moyens d'entraînement assurant un double mouvement de rotation et d'enfoncement de la vis en direction de la valve ou du limiteur de débit du robinet, - un organe de couplage disposé à l'intérieur de la vis et lié en translation à celle-ci, cet organe de couplage étant traversé par un conduit axial reliant une première extrémité pourvue de moyens d'étanchéité à une seconde extrémité reliée au dispositif d'utilisation, - des mors de verrouillage, articulés sur le corps de manière à entourer le robinet dans leur mouvement de fermeture,
solidarisant ainsi le corps de coupleur au robinet, et
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- une came, solidaire de la vis, transformant le mouvement de rotation de la vis centrale en un mouvement de fermeture des mors.
Un tel coupleur est particulièrement aisé à manipuler, car la manoeuvre se limite à une simple rotation d'une fraction de tour, permettant ainsi l'accouplement et le désaccouplage par un mouvement continu et rapide, effectué d'une seule main.
Ce coupleur donne entière satisfaction dans le type d'utilisation décrit dans le FR-A-2 583 134 ; il est toutefois paru opportun de le perfectionner, afin d'assurer un degré de sécurité encore plus élevé et d'étendre son champ d'utilisation.
Le but de cette sécurité supplémentaire est d'éviter un desserrage inopportun du coupleur lorsque l'appareil est monté sur une bouteille (desserrage accidentel, jeu d'un enfant,...).
A cet effet, selon l'invention, le coupleur, qui est du type précité, comporte un dispositif de verrouillage coopérant avec la came de manière à immobiliser en rotation la came et, corrélativement, la vis de manière à empêcher tout déverrouillage du coupleur une fois celui-ci mis en place, et un bouton de manoeuvre, pour libérer ce dispositif de verrouillage.
Très avantageusement, lorsque la came est en forme de bague cylindrique dont la génératrice présente un rayon croissant sur une première fraction de tour, correspondant à une fermeture des mors, et un rayon constant sur une seconde fraction de tour, correspondant à un maintien des mors en position fermée, le dispositif de verrouillage selon l'invention comporte un pêne mobile en translation selon une direction parallèle à l'axe de rotation de la came et sollicité par des moyens élastiques en direction de celle-ci, ce pêne étant disposé de telle sorte qu'il se trouve face à la came et frotte contre le flanc de la bague formant la came jusqu'au terme de ladite seconde fraction de tour, moment auquel il vient, sous la sollicitation des moyens élastiques,
se placer de manière irréversible dans un intervalle
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défini par la face de la came de manière à empêcher tout mouvement inverse de celle-ci tant qu'il n'aura pas été dégagé par l'actionnement du bouton de manoeuvre. o On va maintenant donner un exemple de réalisation de l'in- vention, en référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue de dessus, en coupe selon I-I de la figure 3, du coupleur de l'invention monté sur le nez d'un robinet de récipient de fluide sous pression.
La figure 2 est une vue partielle de ce même coupleur, en coupe verticale selon II-II de la figure 3, montrant le détail du dispositif de verrouillage assurant la sécurité supplémentaire selon l'invention.
La figure 3 est une coupe transversale, selon III-III de la figure 2.
La figure 4 est une vue de dessus, prise selon IV-IV de la figure 2.
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0 Sur les figures, le coupleur a été représenté en position sur le robinet 10 d'une bouteille, ce robinet comportant une base de section carrée 11 et un nez de robinet 12 pouvant comporter un clapet ou un limiteur de débit (non représentés).
Le coupleur, qui est du même type que celui décrit dans le FR-A-2 583 134 précité, est constitué d'un corps de coupleur 100 présentant un alésage central recevant une vis 200 manoeuvrable à la main, par exemple par sa région arrière élargie 210 dont la forme est telle qu'elle facilite la manoeuvre (empreinte pour les doigts, appendice latéral en forme de levier, etc.).
Cette vis centrale 200 est creuse et reçoit un organe de couplage référencé 300, lié en translation à la vis et traversé par un conduit axial 310 reliant une première extrémité 320, adjacente au nez du robinet, à une seconde
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extrémité 330, en partie arrière, débouchant sur le dispositif d'alimentation ; ce dispositif d'alimentation peut être notamment un raccord tournant étanche ou bien, comme illustré figures 2 et 4, un détendeur 331 (représenté seulement de façon partielle) fixé sur la partie arrière 210 de la vis centrale 200.
L'extrémité avant 320 de l'organe 300 est pourvu d'un joint de forme conique 321 monté sur une extrémité 322 en forme de tige par l'intermédiaire d'un support de joint 324 monté coulissant sur cette tige. Un ressort de rappel 323 assure un montage élastique de cet ensemble.
Par ailleurs, le corps 100 supporte deux mors mobiles 400 articulés autour d'axes 410 ; les extrémités avant 420 de ces mors viennent entourer le robinet et l'enserrer progressivement sous l'effet d'un écartement des talons 430 situés à l'autre extrémité. Des ressorts de rappel 440 assurent le maintien des mors en position ouverte en l'absence de sollicitation.
Les talons 430 des mors reposent sur un came 500 solidaire en rotation de la vis 200.
La figure 3 montre le profil de cette came qui comporte tout d'abord, sur un premier quart de tour, une partie 510 de rayon essentiellement croissant puis, sur un second quart . de tour, une partie 520 de rayon constant.
Enfin, il est prévu une bague 700, adjacente à la came, mais-au contraire de celle-ci-libre en rotation par rapport à la vis centrale 200. Le rayon de cette bague 700 est égal à celui de la partie 520 de rayon constant de la came 500.
Le coupleur comporte enfin, de façon caractéristique de l'invention, un dispositif de sécurité 600 destiné à empêcher un desserrage inopportun du coupleur lorsque le dispositif d'utilisation est monté sur une bouteille par l'intermédiaire de ce coupleur.
Ce dispositif 600 se compose essentiellement d'un verrou mobile 610-terminé par un pêne 611 et sollicité par un ressort 612, ainsi que d'un bouton de manoeuvre 620 permettant, par appui sur un épaulement 613 du verrou 610, de
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repousser ce dernier à l'encontre de la sollicitation du ressort 612.
Le verrou 610 est en outre, en vue de face (c'est-à-dire dans une vue telle que celle de la figure 3), décalé d'un quart de tour par rapport à la position des mors 400. De la sorte, lorsque les talons 430 des mors viennent appuyer sur la première partie 510 de la came 500, c'est la seconde partie 520 qui se trouve en vis-à-vis du pêne 611 du verrou 610, et inversement.
On va maintenant décrire le fonctionnement du coupleur et de son dispositif de sécurité.
Initialement, les mors 400 se trouvent maintenus en position ouverte par les ressorts 440, leurs talons reposant sur la région de la came de plus faible rayon (position de la figure 1).
Le coupleur est centré sur le nez du robinet 12 par un alésage 110 (figure 1) du corps 100 ainsi que par un embrè- vement 120 du corps 100 venant coopérer avec la base de section carrée 11 pour immobiliser en rotation le corps de coupleur.
Une fois ce centrage effectué, la rotation de la vis 200, et donc de la came 500 dont elle est solidaire, provoque les différentes opérations successives suivantes, correspondant chacune à l'un des trois quarts de tour successifs de la rotation de la vis 200.
Au premier quart de tour, on obtient la fermeture des mors 400 sur le corps du robinet, par écartement des talons 430 qui glissent sur la partie 510 de la came 500. La vis centrale 200 avance d'une première fraction de pas (par exemple, une avance de 1,5 mm pour une vis de 6 mm de pas) et le joint 320 vient alors au contact du nez de robinet.
L'extrémité du pêne 611, qui se trouve alors en vis-à-vis de la partie 520 de rayon constant de la came 500 (comme on peut le voir sur la figure 3), le verrou 610 est en effet décalé d'un quart de tour par rapport à la position des mors 400, de sorte que, lorsque les talons 430 des mors viennent appuyer sur la première partie 510 de la came 500, c'est la seconde partie 520 qui se trouve en vis-à-vis du pêne 611 du
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verrou 610, et inversement).
Le pêne 611 vient alors frotter, par sa face frontale, contre le flanc 530 (figure 1) de la came 500, le ressort 512 étant alors comprimé.
Au quart de tour suivant, on obtient le verrouillage des mors, dont les talons sont maintenus à écartement constant lors du glissement sur la région 520 de rayon constant de la came 500. La vis 200 avance d'une nouvelle fraction de pas, ce qui résulte en une compression du joint 320 par l'intermédiaire du ressort calibré 323. L'étanchéité est alors complètement assurée ; par ailleurs, l'extrémité de la tige 322 vient au contact immédiat de la bille (non représentée) du clapet ou du limiteur de débit incorporé au robinet, s'ils existent.
En ce qui concerne le dispositif 600, en fin de course, du fait de la poussée du ressort 612, le verrou 610 va venir pénétrer dans le creux de la came (intervalle référencé 550 sur les figures 2 et 3, ce qui va ainsi immobiliser la vis 200 en rotation).
De plus, lors de cette opération, le déclic de l'axe du verrou indiquera la fin de course du couplage, et donc l'obtention d'une étanchéité correcte.
Cette configuration correspond à la position illustré figure 2 et 3.
Enfin, au dernier quart de tour le talon des mors parvient sur la bague tournante 700 qui a avancé en même temps que la vis centrale et qui va maintenir le même écartement des mors que précédemment, sans introduire de frottement de rotation. La vis avance alors d'une nouvelle fraction de pas, de sorte que l'extrémité de la tige 322 va pénétrer dans le robinet et ouvrir le clapet ou le limiteur de celui-ci, s'ils existent. Par ailleurs, le flanc 530 de la came vient au contact du corps 100, formant ainsi butée de fin de course.
On peut remarquer que, une fois obtenue cette position, une action de désaccouplage accidentel viendra se heurter à la venue en butée de la face latérale du pêne 611 contre le rebord vertical 540 de la came, empêchant ainsi tout mouvement au-delà d'une position qui n'assure plus l'étanchéité
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complète.
Pour réaliser le désaccouplage, on devra donc préalablement déverrouiller le dispositif de sécurité 600 en poussant le bouton de manoeuvre 620 vers l'avant (sens de la flèche illustrée figure 4), ce qui dégage le verrou et permet la rotation de l'ensemble dispositif 331/partie arrière 210/vis 200, permettant de tourner l'ensemble en sens inverse pour le désaccouplage.
Après une fraction de tour, l'utilisateur pourra relâcher le bouton 620, car l'intervalle 550 se sera réduit suffisamment pour que l'extrémité du pêne 611 ne puisse plus s'y introduire ; dans la suite de la manoeuvre, le pêne 611 viendra simplement frotter contre le flanc 530 de la came 500, maintenant ainsi en position libérée le dispositif de verrouillage 600.
Dans le cas particulier du dispositif représenté, on remarquera que l'une des parties à plus faible rayon de la came sert, grâce à son rebord 540, de logement dans lequel pénètre le pêne du verrou au terme du troisième quart de tour.
Du fait de la symétrie de la came, on comprend que l'autre partie à plus faible rayon pourrait produire le même effet de verrouillage au terme du premier quart de tour du fait de la pénétration du pêne.
Cet effet inopportun est évité en déterminant de façon appropriée la longueur du pêne de sorte qu'il ne frotte contre le flanc 530 qu'après le premier quart de tour.
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SAFETY COUPLER FOR PRESSURE FLUID CONTAINER TAP
The present invention relates to a coupler for connecting a pressure fluid container valve (for example, compressed or liquefied petroleum gas) to a device using this pressure fluid.
The coupler of the invention is more specifically intended to fit on a tap provided with a flap valve (providing a total seal) or else a flow limiter (therefore a non-tight closure), for example a ball limiter, or both; in the last two cases, to obtain an unlimited flow, it is necessary to push towards the inside of the valve a shutter member (total or partial, as the case may be) such as a ball. To this end, the coupler in question may include an integrated valve pusher which can be actuated after locking on the valve nose.
FR-A-2 583 134, which belongs to the Applicant, entitled Coupler for tap of pressurized fluid container, describes such a coupler, provided with jaws for hooking to the nose of the tap and with a central flapper; the jaws are locked on the tap nose and the valve pusher is pressed simultaneously by operating a single rotary element.
More specifically, this known coupler comprises: - a coupler body, which can be fitted onto the valve so as to allow the coupler to be centered beforehand on the valve nose and its immobilization in rotation, - a central screw, disposed in an axial bore of the body , provided with drive means ensuring a double movement of rotation and of driving the screw in the direction of the valve or of the valve flow limiter, - a coupling member placed inside the screw and linked in translation to this, this coupling member being traversed by an axial duct connecting a first end provided with sealing means to a second end connected to the use device, - locking jaws, articulated on the body so as to surround the tap in their closing movement,
thus joining the coupler body to the tap, and
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- A cam, integral with the screw, transforming the rotational movement of the central screw into a closing movement of the jaws.
Such a coupler is particularly easy to handle, since the operation is limited to a simple rotation of a fraction of a turn, thus allowing coupling and uncoupling by a continuous and rapid movement, carried out with one hand.
This coupler is entirely satisfactory in the type of use described in FR-A-2 583 134; it however seemed opportune to improve it, in order to ensure an even higher degree of security and to extend its field of use.
The purpose of this additional safety is to avoid untimely loosening of the coupler when the device is mounted on a bottle (accidental loosening, play by a child, ...).
To this end, according to the invention, the coupler, which is of the aforementioned type, comprises a locking device cooperating with the cam so as to immobilize in rotation the cam and, correspondingly, the screw so as to prevent any unlocking of the coupler a once it is in place, and an operating button, to release this locking device.
Very advantageously, when the cam is in the form of a cylindrical ring whose generator has an increasing radius over a first fraction of a turn, corresponding to a closing of the jaws, and a constant radius over a second fraction of a turn, corresponding to a holding of the jaws in the closed position, the locking device according to the invention comprises a bolt movable in translation in a direction parallel to the axis of rotation of the cam and urged by elastic means in the direction of the latter, this bolt being arranged in such a way so that it faces the cam and rubs against the side of the ring forming the cam until the end of said second fraction of a turn, when it comes, under the stress of the elastic means,
to be placed irreversibly in an interval
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defined by the face of the cam so as to prevent any reverse movement thereof until it has been released by actuation of the operating button. We will now give an exemplary embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 is a top view, in section along I-I of Figure 3, of the coupler of the invention mounted on the nose of a tap of a pressurized fluid container.
Figure 2 is a partial view of the same coupler, in vertical section along II-II of Figure 3, showing the detail of the locking device providing additional security according to the invention.
FIG. 3 is a cross section, along III-III of FIG. 2.
Figure 4 is a top view, taken along IV-IV of Figure 2.
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0 In the figures, the coupler has been shown in position on the valve 10 of a bottle, this valve comprising a base of square section 11 and a valve nose 12 which may include a valve or a flow limiter (not shown).
The coupler, which is of the same type as that described in the aforementioned FR-A-2 583 134, consists of a coupler body 100 having a central bore receiving a screw 200 which can be operated by hand, for example by its rear region enlarged 210 whose shape is such that it facilitates maneuvering (fingerprint, lateral appendage in the form of a lever, etc.).
This central screw 200 is hollow and receives a coupling member referenced 300, linked in translation to the screw and traversed by an axial duct 310 connecting a first end 320, adjacent to the valve nose, to a second
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end 330, at the rear, leading to the supply device; this supply device can in particular be a sealed rotary connector or, as illustrated in FIGS. 2 and 4, a pressure reducer 331 (shown only partially) fixed on the rear part 210 of the central screw 200.
The front end 320 of the member 300 is provided with a conical seal 321 mounted on a rod-shaped end 322 by means of a seal support 324 slidably mounted on this rod. A return spring 323 ensures an elastic mounting of this assembly.
Furthermore, the body 100 supports two movable jaws 400 articulated around axes 410; the front ends 420 of these jaws surround the tap and gradually enclose it under the effect of a spacing of the heels 430 located at the other end. Return springs 440 maintain the jaws in the open position in the absence of stress.
The heels 430 of the jaws rest on a cam 500 integral in rotation with the screw 200.
FIG. 3 shows the profile of this cam which first of all comprises, on a first quarter of a turn, a part 510 of essentially increasing radius, then on a second quarter. in turn, part 520 of constant radius.
Finally, a ring 700 is provided, adjacent to the cam, but - on the contrary of the latter - free to rotate relative to the central screw 200. The radius of this ring 700 is equal to that of the part 520 of radius constant of cam 500.
The coupler finally comprises, typically of the invention, a safety device 600 intended to prevent untimely loosening of the coupler when the use device is mounted on a bottle via this coupler.
This device 600 essentially consists of a movable lock 610-terminated by a bolt 611 and biased by a spring 612, as well as an operating button 620 allowing, by pressing on a shoulder 613 of the lock 610,
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push the latter back against the bias of the spring 612.
The lock 610 is also, in front view (that is to say in a view such as that of FIG. 3), offset by a quarter of a turn relative to the position of the jaws 400. In this way , when the heels 430 of the jaws come to press on the first part 510 of the cam 500, it is the second part 520 which is located opposite the bolt 611 of the bolt 610, and vice versa.
We will now describe the operation of the coupler and its safety device.
Initially, the jaws 400 are held in the open position by the springs 440, their heels resting on the region of the cam of smaller radius (position in FIG. 1).
The coupler is centered on the nose of the tap 12 by a bore 110 (FIG. 1) of the body 100 as well as by a recess 120 of the body 100 coming to cooperate with the square section base 11 to immobilize the coupler body in rotation.
Once this centering has been carried out, the rotation of the screw 200, and therefore of the cam 500 of which it is integral, causes the following successive different operations, each corresponding to one of the three successive quarter turns of the rotation of the screw 200 .
At the first quarter of a turn, the jaws 400 on the valve body are closed by spacing the heels 430 which slide over the part 510 of the cam 500. The central screw 200 advances by a first fraction of pitch (for example , an advance of 1.5 mm for a screw with a 6 mm pitch) and the seal 320 then comes into contact with the tap nose.
The end of the bolt 611, which is then opposite the part 520 of constant radius of the cam 500 (as can be seen in FIG. 3), the lock 610 is in fact offset by quarter turn relative to the position of the jaws 400, so that, when the heels 430 of the jaws come to press on the first part 510 of the cam 500, it is the second part 520 which is opposite of bolt 611 of
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lock 610, and vice versa).
The bolt 611 then rubs, by its front face, against the side 530 (FIG. 1) of the cam 500, the spring 512 then being compressed.
At the next quarter turn, the jaws are locked, the heels of which are kept at constant spacing when sliding over the region 520 of constant radius of the cam 500. The screw 200 advances by a new fraction of pitch, which results in compression of the seal 320 by means of the calibrated spring 323. The sealing is then completely ensured; moreover, the end of the rod 322 comes into immediate contact with the ball (not shown) of the valve or of the flow limiter incorporated in the valve, if they exist.
As regards the device 600, at the end of the stroke, due to the thrust of the spring 612, the lock 610 will come into the hollow of the cam (interval referenced 550 in Figures 2 and 3, which will thus immobilize screw 200 in rotation).
In addition, during this operation, the click of the axis of the lock will indicate the end of travel of the coupling, and therefore obtaining a correct seal.
This configuration corresponds to the position illustrated in FIGS. 2 and 3.
Finally, at the last quarter of a turn, the heel of the jaws reaches the rotating ring 700 which has advanced at the same time as the central screw and which will maintain the same spacing of the jaws as previously, without introducing rotational friction. The screw then advances by a new fraction of pitch, so that the end of the rod 322 will penetrate the valve and open the valve or the limiter thereof, if they exist. Furthermore, the side 530 of the cam comes into contact with the body 100, thus forming the end of travel stop.
It can be noted that, once this position has been obtained, an accidental uncoupling action will come up against the abutment of the lateral face of the bolt 611 against the vertical edge 540 of the cam, thus preventing any movement beyond a position that no longer seals
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complete.
To carry out the uncoupling, it will therefore be necessary to unlock the safety device 600 beforehand by pushing the operating button 620 forwards (direction of the arrow illustrated in FIG. 4), which releases the lock and allows the rotation of the device assembly. 331 / rear part 210 / screw 200, allowing the assembly to be turned in the opposite direction for uncoupling.
After a fraction of a turn, the user will be able to release the button 620, since the interval 550 will have been reduced enough so that the end of the bolt 611 can no longer be inserted therein; in the remainder of the maneuver, the bolt 611 will simply rub against the side 530 of the cam 500, thus keeping the locking device 600 in the released position.
In the particular case of the device shown, it will be noted that one of the parts with a smaller radius of the cam serves, by virtue of its rim 540, as a housing in which the bolt of the bolt penetrates at the end of the third quarter turn.
Due to the symmetry of the cam, it is understood that the other part with a smaller radius could produce the same locking effect at the end of the first quarter turn due to the penetration of the bolt.
This undesirable effect is avoided by appropriately determining the length of the bolt so that it does not rub against the flank 530 until after the first quarter turn.