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PERFECTIONNEMENTS AUX. DISPOSITIFS DE BOUTEILLES DE GAZ COMPRIME OU LIQUEFIE,, NOTAMMENT DESTINES A LA PROPULSION DES LIQUIDES OU DES POUDRES.
La présente invention se réfère aux dispositifs de bouteilles de gaz sous pression, et plus spécialement de gaz liquéfié, qu'on utilise pour mettre en pression un liquide à l'intérieur d'un récipient, pour assurer 1' entraînement d'une poudre, etc...
On sait que dans de nombreux cas, et notamment dans la lutte con- tre l'incendie, on désire pouvoir disposer d'un liquide sous pression qu'on puisse projeter sur le feu par le moyen d'un jet, lane ou analogue. Avec cer- tains liquides très volatils, la tension de', vapeur du liquide lui-même est suf- fisante pour assurer la mise en pression de ce liquide a 1'intérieru du récipient qui le renferme. Mais quand tel n'est pas.le cas on doit avoir recours à une autre source de pression et l'un des moyens utilisés dans la pratique consiste à relier au moment de l'emploi le récipient renfermant le liquide avec une bouteille de gaz comprimé ou liquéfié, et plus particulièrement avec une bouteille renfermant du gaz carbonique à l'état liquide.
Le même problème se pose quand on désire propulser non plus un liquide, mais une,poudre, par exemple une poudre extinctrice.
L'emploi du gaz carbonique pour assurer le rôle propulseur du liquide ou de la poudre présente de nombreux avantages. Ce gaz liquéfié n'exi- ge pas des bouteilles aussi volumineuses que celles qui seraient nécessaires pour contenir un même volume d'air ou d'azote. Il est combustible et, du moins à doses modérées, non toxique. Son utilisation '.très répandue dans l'industrie rend les recharges faciles et peu coûteuses, sa forte densité fait qu'il fuit assez difficilement à travers les porosités, de telle sorte que l'étanchéité des joints est aisée à réaliser avec lui. Enfin son bas point d'ébullition à la pression atmosphérique assure une pression de propulsion suffisante même aux plus basses températures susceptibles d'être rencontrées dans la pratique.
Par contre le gaz carbonique a l'inconvénient d'une 'pression
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de liquéfaction relativement élevée aux températures ambiantes usuelles (par exemple de l'ordre de 15 C). Lorsqu'on relie brusquement un récipient, par exemple un récipient à liquide, à une bouteille de gaz carbonique liquéfié, il se produit en conséquence une brutale onde de pression atteignant des va- leurs très fortes, ce qui oblige à prévoir pour le récipient à liquide des parois anormalement résistantes. De plus, cette pression s'abaisse très ra- pidement en raison du refroidissement du gaz à l'état liquide encore contenu dans la bouteille, de telle sorte que la pression de sortie du liquide s'a- baisse à des valeurs anormalement basses vers la fin de son expulsion du ré- cipient.
Pour prendre un exemple, il est fréquent que la sortie de liquide commence sous une pression de l'ordre de 15 kg/cm2 pour se terminer sous 2 kg/cm2 seulement, et l'on comprend aisément qu'une telle variation soit éminement défavorable à une utilisation rationnelle d'un jet de liquide.
Le gaz carbonique ne se prête pas d'autre part à l'emploi d'un mano-détendeur susceptible de régulariser la pression du gaz débité, car il se solidifie en partie en neige sous l'effet de la détente et par suite il tend à obturer par givrage les soupapes délicates d'un tel appareil.
On ne peut enfin songer à régulariser le débit du gaz par un simple étranglement des conduites, parce qu'au début de l'opération il impor- te qu'une grande quantité de gaz afflue brusquement dans le récipient à li- quide pour y mettre en pression l'atmosphère libre au-dessus du liquide et permettre l'utilisation immédiate de celui-ci. Tout étranglement retardant cet afflux du gaz est notamment inadmissible dans la lutte contre l'incendie.
L'invention vise à permettre de remédier aux'inconvénients qui précèdent et de réaliser un appareil du genre en question qui fournisse une pression de propulsion modérée, variant peu entre le début et la fin de l'o- pération.
Suivant l'invention, on insère entre l'atmosphère intérieure de la bouteille et l'organe d'obturation qui isole cette atmosphère de l'appareil d'utilisation, une capacité communiquant avec la dite atmosphère par un ori- fice calibré.
On comprend aisément qu'avec une telle disposition, quand on ouvre l'organe d'obturation, la capacité ainsi disposée est directement mise en communication avec le récipient à liquide ou poudre et que le gaz carbo- nique sous pression qu'elle renferme peut librement affluer au récipient en réalisant sans aucun retard la mise spus pression initiale. Si l'on détermine judicieusement le volume de la capacité en question, on peut obtenir que la pression ainsi obtenue ne dépasse une limite déterminée.
D'autre part, à me- sure que du liquide ou de la poudre est expulsé du récipient, du gaz arrive à la capacité par l'orifice calibré qui la relie à l'atmosphère intérieure de la bouteille et l'on comprend que si l'on a convenablement établi cet orifice, l'arrivée du gaz peut maintenir la pression sensiblement constante dans le récipient, sans élévation exagérée au début de l'opération et sans baisse inadmissible vers la fin de celle-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on dispose la capacité à l'intérieur même de la bouteille, préférablement sous la forme d' un tube ayant une extrémité fermée tandis que l'autre extrémité est fixée à la tête de cette bouteille. La capacité ainsi réalisée n'a normalement pas de pression interne ou externe à supporter, puisque 1'orificiecalibré préci- té permet l'égalisation des pressions sur ses deux faces. Lors de l'utilisa- tion, elle est soumise à une pression externe, mais celle-ci est relative- ment limitée, puisque égale à la différence entre la pression du gaz liquéfié ou comprimé et la pression d'expulsion du liquide ou poudre.
En outre, il n'est pas besoin de prévoir dans la réalisation de cette capacité un coeffi- oient de sécurité élevé, car sa rupture par écrasement à l'intérieur de la bouteille ne pourrait entraîner aucun accident et n'interromprait même pas l'afflux de gaz au récipient à liquide ou poudre.
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Le dessin annexé, 'donne à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et'les avanta- ges qu'elle est susceptible de procurer
Fig 1 est une vue schématique indiquant la caractéristique es- sentielle de l'invention.
Figo 2 montre avec plus de détail la forme d'exécution préférée de celle-ci.
En Fig. 1 on a représenté en 1 une bouteille de gaz carbonique liquéfié qu'un tuyau 2 relie en permanence avec une capacité 3 Un orifice calibré 4 est.disposé sur le débouché du tuyau 2 dans la capacité 3. La 'capa- cité 3 comporte un organe d'obturation 5schématisé par une soupape, par 1 intermédiaire duquel elle peut être mise en communication avec un tuyau 6 aboutissant au haut d'un récipient à liquide indiqué en traits mixtes en 7.
Le récipient 7 est pourvu d'un tube plongeur 8 par lequel s'effectue la sor- tie du liquide sous pression.
Au repos, l'organe d'obturation 5 est fermé et le récipient 7 n'est pas sous pression. Quand on désire utiliser l'appareil, par exemple pour la lutte contre le feu, on ouvre l'organe 5. Le gaz sous pression enfer- mé dans la capacité 3 afflue au récipient 7 en y mettant instantanément le liquide sous pression. A mesure que ce liquide s'échappe par le tuyau 8, du gaz liquéfié afflue de la bouteille 1 à la capacité 3 par l'orifice calibré 4. Si le volume de la capacité 3 et la section de l'orifice 4 ont été correc- tement déterminés, on peut obtenir que la pression d'expulsion du liquide varie dans les limites assez étroites pendant toute l'opération. Pour fixer les idées, la pression dans la bouteille 1 au repos peut être de l'ordre de 20 kg/cm2.
Lors de l'ouverture de l'organe d'obturation 5, la pression dans le récipient 7 peut s'établir aux environs de 6 kg/cm2 Pendant le début de l'opération, elle peut rester à cette valeur ou s'élever d'une très faible quantité, puis baisser progressivement en restant toutefois supérieure à 4 kg/cm2 en fin d'opération. On réalise ainsi les conditions voulues pour une bonne utilisation du liquide, notamment dans le cas d'un liquide extincteur destiné à la lutte contre le feu.
On comprend sans explications complémentaires que l'avantage de la disposition suivant fig 1 par rapport aux dispositions connues ne com- portant ni capacité intermédiaire, ni orifice calibré, resterait exactement le même si au lieu de propulser un liquide, le gaz de la bouteille 1 était utilisé pour la propulsion d'une poudrecomme il arrive avec certains types d'extincteurs connus. De même, bien que l'invention soit plus spécialemnt destinée à être mise en oeuvre avec du gaz carbonique liquéfié, on conçoit aisément qu'elle porrait également s'utiliser avec tous autres gaz liquéfiés ou même avec des gaz comprimés sous de hautes pressions tels que l'azote, qu'on a parfois employé pour la propulsion des liquides ou des poudres dans les appareils extincteurs.
La disposition représentée en fig. 1 présente toutefois des inconvénients accessoires notableso Tout d'abord la capacité 3, constamment reliée à la bouteille 1, doit être prévue aussi résistante à la pression que cette dernière et avec le même coefficient de sécurité. La multiplicité des joints accroît les risques de fuites et exige donc un soin particulier lors du montage. Enfin, la capacité .auxiliaire augmente notablement l'encombre- ment et les difficultés de fixation en place. Tous ces inconvénients sont évités par le moyen de la forme d'exécution suivant fig 2
Dans cette forme d'exécution, la capacité auxiliaire est cons- tituée par un tube 3' fermé à un bout et dont l'extrémité ouverte est fixée à la tête 9 de la bouteille 1, laquelle tête comporte un organe d'obturation, non représenté, manoeuvrable par une poignée 10.
Cet organe d'obturation peut
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être, par exemple, un opercule combiné avec un poinçon tubulaire lié à la poignée 10. L'orifice calibré est directement pratiqué dans la paroi de ce tube 3' au voisinage de la tête 9. Le fonctionnement de l'appareil ainsi réalisé reste le même que dans le cas de figo 1, mais le tube 3', entière- ment enfermé à l'intérieur de la bouteille et perforé d'un trou 4 n'est soumis à aucune pression interne ou externe lorsque l'appareil est au repos.
En fonctionnement, il doit résister à une pression externe égale à la dif- férence entre la tension de vapeur du gaz carbonique liquéfié et la pression régnant dans le réservoir 7, mais le métal du tube travaille alors à la com- pression, c'est-à-dire dans les meilleures conditions mécaniques, et de plus comme ce tube est enfermé à l'intérieur de la bouteille, son écrasement éven- tuel ne peut entraîner aùcun accident, de telle sorte qu'on peut l'établir avec un coefficient de sécurité modéré, bien inférieur à celui qu'on devrait adopter pour la capacité 3 dans le cas de fig. 1. Le tube 3' ainsi disposé n'exige aucun joint supplémentaireaucune canalisation sous pression exté- rieure de la bouteille.
Sa présence oblige bien à choisir une bouteille plus volumineuse que celle de fig. 1 dans les mêmes conditions de quantité de gaz carbonique, mais cela n'augmente que de très peu les dimensions extérieures et l'encombrement. Enfin, l'appareil se présente comme une bouteille usuelle, facile à fixer en place.
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. D'autre part, et ainsi qu'il va de soi, l'invention englobe non seulement les ensembles de bouteilles à gaz comprimé ou liquéfié et de capacitées auxiliaires avec orifice calibré, extérieures ou, préférablement, intérieures aux dites bouteilles, pour les applications décrites ou pour toutes autres posant des problèmes analogues, mais encore les appareils, et notamment les extincteurs, comportant application de tels ensembles.
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UPGRADES TO. DEVICES FOR COMPRESSED OR LIQUEFIED GAS CYLINDERS, IN PARTICULAR FOR THE PROPULSION OF LIQUIDS OR POWDERS.
The present invention relates to pressurized gas cylinder devices, and more especially liquefied gas, which is used to pressurize a liquid inside a container, to ensure the entrainment of a powder, etc ...
It is known that in many cases, and in particular in fire fighting, it is desired to have available a liquid under pressure which can be projected onto the fire by means of a jet, lane or the like. With some highly volatile liquids, the vapor pressure of the liquid itself is sufficient to ensure that this liquid is pressurized within the vessel which contains it. But when this is not the case, we must have recourse to another source of pressure and one of the means used in practice consists in connecting the receptacle containing the liquid at the time of use with a bottle of compressed gas. or liquefied, and more particularly with a bottle containing carbon dioxide in the liquid state.
The same problem arises when it is desired to propel no longer a liquid, but a powder, for example an extinguishing powder.
The use of carbon dioxide to ensure the propellant role of the liquid or the powder has many advantages. This liquefied gas does not require cylinders as large as those which would be required to contain the same volume of air or nitrogen. It is combustible and, at least in moderate doses, non-toxic. Its use '. Very widespread in industry makes refills easy and inexpensive, its high density makes it difficult to leak through porosities, so that the sealing of the joints is easy to achieve with it. Finally, its low boiling point at atmospheric pressure ensures sufficient propulsion pressure even at the lowest temperatures likely to be encountered in practice.
On the other hand carbon dioxide has the disadvantage of a 'pressure
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of relatively high liquefaction at usual ambient temperatures (for example of the order of 15 ° C.). When a receptacle, for example a liquid receptacle, is suddenly connected to a bottle of liquefied carbon dioxide, there is consequently produced a sudden pressure wave reaching very high values, which makes it necessary to provide for the receptacle at liquid abnormally resistant walls. Moreover, this pressure drops very quickly due to the cooling of the gas in the liquid state still contained in the bottle, so that the outlet pressure of the liquid drops to abnormally low values towards the end of its expulsion from the container.
To take an example, it is common for the liquid to exit at a pressure of the order of 15 kg / cm2 to end under only 2 kg / cm2, and it is easily understood that such a variation is eminently unfavorable. rational use of a jet of liquid.
On the other hand, carbon dioxide does not lend itself to the use of a pressure reducer capable of regulating the pressure of the gas delivered, because it partially solidifies into snow under the effect of the expansion and consequently it tends in sealing the delicate valves of such a device by icing.
Finally, one cannot think of regulating the gas flow by simply restricting the pipes, because at the start of the operation it is important that a large quantity of gas suddenly flow into the liquid container to put it there. pressure the free atmosphere above the liquid and allow immediate use of the latter. Any restriction delaying this influx of gas is in particular inadmissible in fire-fighting.
The invention aims to make it possible to overcome the above drawbacks and to produce an apparatus of the type in question which provides a moderate propulsion pressure, varying little between the start and the end of the operation.
According to the invention, a capacitor communicating with said atmosphere through a calibrated orifice is inserted between the interior atmosphere of the bottle and the closure member which isolates this atmosphere from the appliance for use.
It is easily understood that with such an arrangement, when the closure member is opened, the capacity thus arranged is directly placed in communication with the liquid or powder container and that the carbon dioxide under pressure which it contains can freely flow into the container, carrying out the initial pressure setting without any delay. If the volume of the capacity in question is judiciously determined, it is possible to obtain that the pressure thus obtained does not exceed a determined limit.
On the other hand, as liquid or powder is expelled from the container, gas arrives at the capacity through the calibrated orifice which connects it to the internal atmosphere of the bottle and it is understood that if this orifice has been properly established, the gas inlet can maintain the pressure substantially constant in the receptacle, without excessive rise at the start of the operation and without inadmissible drop towards the end thereof.
According to another characteristic of the invention, the capacity is placed inside the bottle itself, preferably in the form of a tube having one end closed while the other end is fixed to the head of this bottle. The capacity thus produced normally has no internal or external pressure to bear, since the aforementioned calibrated orifice allows the equalization of the pressures on its two faces. During use, it is subjected to an external pressure, but this is relatively limited, since it is equal to the difference between the pressure of the liquefied or compressed gas and the pressure of expulsion of the liquid or powder.
In addition, there is no need to provide in the realization of this capacity a high safety factor, since its rupture by crushing inside the cylinder could not cause any accident and would not even interrupt the operation. influx of gas to the liquid or powder container.
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The appended drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of obtaining.
Fig. 1 is a schematic view indicating the essential feature of the invention.
Figo 2 shows in more detail the preferred embodiment thereof.
In Fig. 1 shows at 1 a bottle of liquefied carbon dioxide that a pipe 2 permanently connects with a capacity 3 A calibrated orifice 4 is placed on the outlet of the pipe 2 in the capacity 3. The capacity 3 comprises a closure member 5 schematized by a valve, through which it can be placed in communication with a pipe 6 terminating at the top of a liquid container indicated in phantom at 7.
The receptacle 7 is provided with a dip tube 8 through which the liquid under pressure is released.
At rest, the closure member 5 is closed and the container 7 is not under pressure. When it is desired to use the apparatus, for example for fire fighting, the member 5 is opened. The pressurized gas enclosed in the capacity 3 flows into the container 7, instantly putting the liquid under pressure therein. As this liquid escapes through pipe 8, liquefied gas flows from bottle 1 to capacity 3 through calibrated orifice 4. If the volume of capacity 3 and the section of orifice 4 have been corrected. - Once determined, it is possible to obtain that the pressure for expelling the liquid varies within fairly narrow limits throughout the operation. To fix ideas, the pressure in the bottle 1 at rest can be of the order of 20 kg / cm2.
When opening the closure member 5, the pressure in the receptacle 7 may be around 6 kg / cm2. During the start of the operation, it may remain at this value or rise d 'a very small amount, then decrease gradually while remaining however greater than 4 kg / cm2 at the end of the operation. The desired conditions are thus achieved for proper use of the liquid, in particular in the case of an extinguisher liquid intended for fire fighting.
It will be understood without further explanation that the advantage of the arrangement according to FIG. 1 over the known arrangements comprising neither intermediate capacity nor calibrated orifice, would remain exactly the same if, instead of propelling a liquid, the gas in bottle 1 was used for the propulsion of a powder as it happens with certain types of known extinguishers. Likewise, although the invention is more specially intended to be implemented with liquefied carbon dioxide, it is easily understood that it could also be used with all other liquefied gases or even with gases compressed under high pressures such as than nitrogen, which has sometimes been used for the propulsion of liquids or powders in fire extinguishers.
The arrangement shown in FIG. 1, however, has notable ancillary drawbacks. First of all, the capacity 3, constantly connected to the bottle 1, must be provided as resistant to pressure as the latter and with the same safety coefficient. The multiplicity of seals increases the risk of leaks and therefore requires special care during assembly. Finally, the auxiliary capacity significantly increases the size and the difficulties of fixing in place. All these drawbacks are avoided by means of the embodiment according to fig 2
In this embodiment, the auxiliary capacity is constituted by a tube 3 'closed at one end and the open end of which is fixed to the head 9 of the bottle 1, which head comprises a closure member, not shown, operable by a handle 10.
This closure member can
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be, for example, a cover combined with a tubular punch linked to the handle 10. The calibrated orifice is made directly in the wall of this tube 3 'in the vicinity of the head 9. The operation of the apparatus thus produced remains the same as in the case of figo 1, but the tube 3 ', entirely enclosed inside the bottle and perforated with a hole 4, is not subjected to any internal or external pressure when the apparatus is at rest .
In operation, it must withstand an external pressure equal to the difference between the vapor pressure of the liquefied carbon dioxide and the pressure prevailing in the reservoir 7, but the metal of the tube then works on the compression, that is that is to say in the best mechanical conditions, and moreover as this tube is enclosed inside the bottle, its possible crushing cannot cause any accident, so that it can be established with a coefficient moderate safety, much lower than that which should be adopted for capacity 3 in the case of fig. 1. The tube 3 'thus arranged does not require any additional gasket or pressure line outside the bottle.
Its presence makes it necessary to choose a larger bottle than that of fig. 1 under the same conditions of quantity of carbon dioxide, but this increases only very little the external dimensions and the bulk. Finally, the device looks like a usual bottle, easy to fix in place.
It must also be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention, which would not be departed from by replacing the details of execution described. by all other equivalents. On the other hand, and as it goes without saying, the invention encompasses not only the assemblies of compressed or liquefied gas cylinders and of auxiliary capacities with calibrated orifice, external or, preferably, internal to said cylinders, for the applications. described or for any others posing similar problems, but also apparatus, and in particular fire extinguishers, comprising the application of such assemblies.