EP0202172B1 - Récipient pour gaz liquide, incorporé ou non dans un appareil d'utilisation - Google Patents
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- EP0202172B1 EP0202172B1 EP86420099A EP86420099A EP0202172B1 EP 0202172 B1 EP0202172 B1 EP 0202172B1 EP 86420099 A EP86420099 A EP 86420099A EP 86420099 A EP86420099 A EP 86420099A EP 0202172 B1 EP0202172 B1 EP 0202172B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
- F17C11/007—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrocarbon gases, such as methane or natural gas, propane, butane or mixtures thereof [LPG]
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/28—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid in association with a gaseous fuel source, e.g. acetylene generator, or a container for liquefied gas
Definitions
- the present invention relates to containers for containing or storing a liquid gas.
- liquid gas any body having in its storage conditions (in particular pressure, temperature) two phases, namely liquid and gas, normally separated by an interface.
- It may be a liquefied gas, that is to say a body for which the liquid phase is in equilibrium with its vapor phase, the gas pressure inside the container then being equal to the pressure vapor from said body; in the first rank of liquefied gases are liquefied petroleum gases (or LPG), for example butane, by reference to which the present invention will be explained.
- LPG liquefied petroleum gases
- It may also be a dissolved gas, that is to say a body whose gaseous phase is in equilibrium with a phase dissolved in an appropriate solvent, the latter constituting the liquid phase which has been discussed. previously.
- LPG liquefied petroleum gases
- the liquid gas contained in the container may or may not be under pressure, the internal pressure within the container being less, greater than or equal to the ambient or external pressure, for example atmospheric.
- the temperature of the liquid gas may or may not be lower than or equal to the ambient temperature; the containers according to the invention can be cryogenic storage, that is to say intended to store liquefied gases at very low temperature, for example liquid nitrogen.
- the present invention is concerned with containers as defined above, capable of delivering in the gas phase, and only in this form, the liquid gas which they contain. Indeed, in most uses of the gas phase, the untimely withdrawal of the liquid phase, under the effect of various causes, for example an inadequate position of the container, leads to various drawbacks, even dangers. Thus, if we refer to a soldering lamp with gas burner, powered by a commercial butane cartridge, the lamp must be at the start held vertically, so that we are sure to take the gas only in gaseous form, that is to say in the gaseous sky of the cartridge. Any agitation, for example tilting of the cartridge, leads to a collection of drops of liquid phase, and to a direct combustion of the latter in the burner. As it is designed to work in the gas phase, the introduction of the liquid phase immediately causes the appearance of long soft flames, yellow in color, due to combustion without secondary air; for certain devices, for example domestic type, the appearance of such flames can be dangerous.
- each of the solutions envisaged above leads, for a container of a given capacity, to store a limited quantity of the liquid gas, in any case an amount well below the available capacity of the container.
- valve cartridge whose diameter and height are 40 mm and 125 mm respectively, and therefore a container whose height exceeds the width or diameter.
- the minimum useful volume taking into account the size of the valve, is 135 cm3.
- part of this useful volume must be allocated to the gas phase (at least 5% at 50 ° C), and consequently the maximum volume that can be assigned to the liquid phase is 124.5 cm 3 , which, taking into account the density of commercial butane at 50 ° C, or 0.513 kg / I, represents a butane charge at most equal to 63.84 g, hereinafter called m o .
- the same cartridge applies the solution according to American patent 2 465 643, that is to say incorporates a feed tube to halfway up this container.
- the maximum volume that can be allocated to the liquid phase is 67.5 cm 3 , not taking into account the supply tube, which, taking into account the density of commercial butane at 50 ° C., represents a butane charge at most equal to 34.691, ie 54% of mo.
- the minimum available useful volume is 121.4 cm 3 .
- the maximum volume that can be allocated to the liquid phase of commercial butane is 115.3 cm3, which corresponds to 50 ° C at a charge of butane at most equal to 59.6 g , hereinafter called m i , and equal to approximately 93% of mo.
- the object of the present invention for a container with absorbent material is to increase the load of liquid phase which can be absorbed, for a given geometry and dimensions of the container.
- a gas sampling device only in phase gas is disposed in the sampling zone, extends at least partially inside the body, and comprises an inlet and an outlet, and on the other hand the free end of the supply tube is arranged, without contact with the buffer, between the sampling device and the bottom of the body, and the other end of the same tube communicates in a sealed manner with the inlet of the sampling device.
- free end is meant the part of the supply tube comprising one or more orifices for withdrawing liquid gas in gaseous form. According to the invention, this free end is arranged at a distance from the wall of the recess of the tampon, for example in the center of the latter, to avoid any contact of the withdrawal orifice (or of its border) directly with the absorbent pad.
- the inlet (in the direction of flow of the gas sampled) of the chosen sampling device ensuring communication between the interior and the exterior of the container, communicates in leaktight manner with the end of the supply tube opposite the withdrawal orifice; tightness meaning that the junction between the tube and the sampling device is tight vis-à-vis the liquid phase of the gas, possibly present is tight vis-à-vis the liquid phase of the gas, possibly present inside of the container, freely, that is to say outside of the absorbent material.
- the gas cartridge 1 illustrated in fig. 1 comprises a body 2 produced in one piece by spinning or extruding an aluminum ingot as is well known.
- the body 2 has a bottom concave bottom 2a and an upper opening 2b bordered by a peripheral bead 2c. After filling the opening 2b is closed by a cup 3 whose periphery 3a is crimped relative to the bead 2c of the body 2, a seal 4 being disposed between these two elements so as to ensure a perfect seal.
- the center of the cup 3 has a hollow boss 2Lb open downwards which retains a valve body 5 by centripetal constriction below a head 5a of said valve.
- This is associated in a sealed manner with a dip tube 6 disposed in a perforated chimney 7 extending in the axis of the body 2, and which is intended for the supply of gas.
- a filter 8 is placed between the valve 5 and the dip tube 6 so that the gas taken from the body 1 escapes, when desired, out of the valve 5 with only an extremely small number of suspended particles in suspension. impurities.
- the perforated chimney 7 which is made of a suitable plastic material surrounds with clearance the dip tube 6 and constitutes a separation between an annular pad of absorbent material designated under the general reference 9, and said dip tube.
- this pad 9 has an elongated central recess 9a so that the perforated chimney 7 forms an internal facing of the recess of this pad. It is observed that the recess 9a extends practically over the entire height of the body 2.
- the perforated chimney 7 has an upper part 7a surrounding with play the corresponding part of the dip tube 6 and which ends in a collar 7h bearing on the top of the pad 9 which is itself at a certain distance below the cup 3 .
- a tamper-evident cap 10 shown in broken lines comprises a central chimney 10a which cooperates with the interior of the peripheral part 3a of the cup 3 and an outer skirt 10 - b comprising in the known manner a lower annular projection 10c coming s' engage elastically under the bead 2c of the body 2.
- the bottom of the skirt 10b is associated by means of a weakening line with a strip tearable guarantee 11 ensuring the authenticity of the contents of the cartridge 1, as long as it is not destroyed.
- the outlet of the supply plunger tube in the recess 9a is located at the median level of said recess.
- the supply tube consists of a one-piece hollow piece, closed at one end 6c and comprising two external annular ribs 6d and 6e. These ribs, similar to two transverse partitions, and more precisely perpendicular to the axis of the cartridge, delimit with the wall of the recess 9, and more precisely with the perforated chimney 7, a withdrawal cage 22, in which is included the free end 6a of the tube.
- the two ribs or partitions 6d and 6g form spacers between the chimney 7 and the tube 6 and thus preserve the free end of the latter from any contact with the pad of absorbent material 9.
- the partition 6d provided at the free end 6a closes the supply tube and for withdrawal, the tube comprises two withdrawal orifices, or slots 6f extending between the two partitions 6d and 6e.
- the withdrawal opening (s) are protected in their immediate environment, against any particle or other dispersed form of absorbent material, interposed between the free end of the supply tube of on the one hand, and the absorbent pad on the other. Such interposition would establish a "bridge” between the tube and the absorbent material, like a wick carrying unwanted liquid phase to the tube.
- m 1 is the theoretical maximum butane load evaluated as indicated in the preamble to this description, taking into account the volume of the recess.
- this sheet is passed through a defibrator 15 from which a centrifugal fan 16 sends the separated fibers into a hopper 17 in which the said fibers are separated from the air.
- a centrifugal fan 16 sends the separated fibers into a hopper 17 in which the said fibers are separated from the air.
- Another fan 18 draws air into the defibrator 15 and into the hopper 17 and rejects it outside after it has passed through a filtration device 19.
- the fibers arranged in the hopper 17 fall into a metering chimney 20 supplying an archimedean screw 21.
- the latter by rotation compresses the fibers in the bodies 2 placed axially successively at the outlet of this screw. It is expected to have a central mandrel not shown in each body 2 so that the fibers are arranged in a ring around this mandrel which allows the formation of the recess 9a and the establishment of the perforated chimney 7 in this recess.
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Description
- La présente invention concerne les récipients destinés à contenir ou stocker un gaz liquide.
- Par gaz liquide, on entend tout corps présentant dans ses conditions de stockage (notamment pression, température) deux phases, à savoir liquide et gazeuse, normalement séparées par un interface. Il peut s'agir d'un gaz liquéfié, c'est-à-dire d'un corps pour lequel la phase liquide est en équilibre avec sa phase vapeur, la pression gazeuse à l'intérieur du récipient étant alors égale à la pression de vapeur dudit corps; au premier rang des gaz liquéfiés se situent les gaz de pétrole liquéfiés (ou GPL), par exemple butane, par référence auxquels la présente invention sera explicitée. Il peut s'agir aussi d'un gaz dissout, c'est-à-dire d'un corps dont la phase gazeuse est en équilibre avec une phase dissoute dans un solvant approprié, ce dernier constituant la phase liquide dont il a été question précédemment. Par corps, il faut comprendre de manière générale, aussi bien un corps pur qu'un mélange de corps purs; ainsi le butane dit commercial apparaît être un mélange de butène et d'autres hydrocarbures, par exemple du butane.
- S' agissant des conditions de stockage, le gaz liquide contenu dans le récipient peut être sous-pression ou non, la pression interne au sein du récipient étant inférieure, supérieure ou égale à la pression ambiante ou externe, par exemple atmosphérique. De même, la température du gaz liquide peut être ou non inférieure ou égale à la température ambiante; les récipients selon l'invention peuvent être des stockages cryogéniques, c'est-à-dire destinés à stocker des gaz liquéfiés à très basse température, par exemple de l'azote liquide.
- Les récipients envisagés par la présente invention peuvent revêtir différentes formes, en particulier en fonction de leur utilisation.
- 1) ils peuvent être fixes ou mobiles, portables ou non, de petit ou grand volume;
- 2) s'agissant des récipients portables, ils peuvent être rechargeables, et donc réutilisables, ou jetables, et donc à usage unique;
- 3) s'agissant des récipients jetables, l'invention concerne aussi bien des récipients perforables, que la pratique désigne sous le nom de "cartouches", que des récipients présentant un dispositif de prélèvement particulier en phase gazeuse par exemple un robinet, une valve ou un clapet;
- 4) s'agissant des récipients jetables avec valve, l'invention, concerne en particulier les générateurs d'aérosol, pour lequels le gaz liquide sert d'agent propulseur d'un autre corps divisé, solide ou liquide, contenu ou non dans le même récipient;
- 5) enfin, les récipients envisagés par l'invention peuvent être ou non intégrés ou incorporés dans des appareils d'utilisation, consommant d'une manière ou d'une autre le gaz liquide sous forme gazeuse; ainsi, pour un appareil avec brûleur alimenté par la phase gazeuse d'un gaz de pétrole liquéfié, un récipient selon l'invention peut être un réservoir intégré dans l'appareil, rechargeable avec du butane commercial par exemple, prélevé à partir d'une cartouche.
- La présente invention s'intéresse aux récipients tels que définis précédemment, à même de délivrer en phase gazeuse, et seulement sous cette forme, le gaz liquide qu'ils renferment. En effet, dans la plupart des utilisations de la phase gazeuse, le prélèvement intempestif de phase liquide, sous l'effet de causes diverses, par exemple une position inadéquate du récipient, conduit à divers inconvénients, voire des dangers. Ainsi, si l'on se réfère à une lampe à souder avec brûleur à gaz, alimentée par une cartouche de butane commercial, la lampe doit être au démarrage tenue verticalement, pour qu'on soit sûr de prélever le gaz uniquement sous forme gazeuse, c'est-à-dire dans le ciel gazeux de la cartouche. Toute agitation, par exemple inclinaison de la cartouche, conduit à un prélèvement de gouttes de phase liquide, et à une combustion directe de celle-ci dans le brûleur. Comme il est conçu pour travailler en phase gazeuse, l'introduction de phase liquide provoque immédiatement l'apparition de longue flammes molles, de couleur jaune, dûes à une combustion sans air secondaire; pour certains appareils, par exemple de type domestique, l'apparition de telles flammes peut être dangereuse.
- Pour retenir la phase liquide du gaz, et ne prélever ce dernier qu'en phase gazeuse, il est connu depuis très longtemps de "piéger" cette phase liquide sur un matériau absorbant disposé dans le récipient. Dans toute la présente description et les revendications, par matériau absorbant, il faut comprendre un matériau présentant un volume apparent excédant dans une proportion importante son volumée réel, et ayant donc une grande surface développée, tant interne qu'externe, pour retenir par tension superficielle la phase liquide du gaz liquide. Un tel matériau présente donc une proportion importante de vides. Il peut s'agir d'un matériau poreux, fibreux, ou ayant toute autre forme, consistance, ou texture, dès lors qu'il répond à la définition générale précédente, et ce quelle que soit la nature du matériau employé, naturelle, minérale, organique, synthétique, etc.
- Ainsi, conformément au brevet US-A 2 662 370, on a déjà proposé un récipient destiné à contenir un gaz liquide, à la fois sous forme liquide ou gazeuse, obtenu de la manière suivante:
- - on part d'un tampon en matériau absorbant, en l'occurence un matériau poreux tel que du charbon actif, lequel comporte un évidement allongé selon une dimension, à savoir la hauteur, et lequel évidement a une extrémité ouverte et une autre extrémité fermée;
- - on constitue autour du tampon une paroi étanche au gaz et aux liquides, par projection d'une laque ou résine; cette paroi joue le rôle d'un corps s'étendant selon la dimension précitée, ayant une paroi supérieure et un fond; l'extrémité ouverte de l'évidement du tampon est adjacente à la paroi supérieure du corps, et l'autre extrémité du même évidement du côté de la paroi inférieure du corps;
- - on prélève du gaz uniquement sous forme gazeuse, au travers de la paroi supérieure du corps, en relation avec l'extrémité ouverte du tampon;
- - à cette fin, un tube d'alimentation est disposé dans l'évidement, et s'étend selon ladite dimension (à savoir la hauteur); il comporte une extrémité libre située dans l'évidement, et communique par son autre extrémité avec l'extérieur du récipient, de manière étanche par rapport à l'intérieur de ce dernier, l'extérieur du tube étant lié par la laque ou résine formant paroi étanche.
- S'agissant des gaz de pétrole liquéfiés, divers matériaux absorbants ont été proposés:
- a) conformément aux documents FR-A 897 877 et GB-A 654 045, on a par exemple proposé un bourrage en coton, c'est-à-dire en un matériau naturel, du type fibreux, et dont les fibres sont creuses (voir pages 17 et suivantes de l'ouvrage de O. ROEHRICH, intitulé "La fibre de coton", paru aux Editions de l'industrie Textile en 1948);
- b) conformément au document GB-A 1 010 986, et s'agissant en particulier d' un réservoir rechargeable d'un briquet, on a proposé un remplissage complet dudit réservoir avec une mousse plastique, formée par exemple in situ, notamment du polyuréthane.
- Une autre voie proposée pour évacuer le gaz liquide, uniquement sous forme gazeuse, consiste en fonction de la forme et des dimensions du récipient, à ajuster la quantité de gaz liquide introduite dans ce dernier, en fonction de la position de l'extrémité libre d'un tube d'alimentation, plongeant à l'intérieur et selon l'axe du récipient, à partir d'un dispositif de prélèvement. Ainsi, selon le brevet US-A 2 465 643, et s'agissant d'une lampe à souder avec réservoir cylindrique, le tube d'alimentation plonge jusqu'au milieu du réservoir qui est rempli à moitié, de telle sorte que, quelle que soit la position de la lampe à souder, l'interface gaz-liquide affleure le niveau ou est situé au-dessous de l'extrémité libre du tube d'alimentation.
- Quel que soit le mode de stockage et/ou de prélèvement du gaz liquide, chacune des solutions envisagées précédemment conduit, pour un récipient d'une capacité donnée, à stocker une quantité limitée du gaz liquide, en tout cas une quantité bien en deçà de la capacité disponible du récipient.
- Un exemple emprunté au domaine des cartouches jetables à valve, contenant du butane commercial, permettra de mieux comprendre le propos précédent.
- Supposons une cartouche à valve, dont le diamètre et la hauteur sont respectivement de 40 mm et 125 mm, et donc un récipient dont la hauteur excède la largeur ou le diamètre. Le volume utile minimum en tenant compte de l'encombrement de la valve, est de 135 cm3. Conformément à la règlementation française (Règlement de Transport des Matières Dangereuses article 301, alinéa 5, Journal Officiel du 18/09/61) et pour des raisons de sécurité, une partie de ce volume utile doit être affectée à la phase gazeuse (au moins 5% à 50°C), et en conséquence le volume maximal pouvant être affecté à la phase liquide est de 124,5 cm3, ce qui, compte tenu de la masse volumique du butane commercial à 50°C, soit 0,513 kg/I, représente une charge de butane au plus égale à 63,84 g, appelée ci-après mo.
- Supposons que la même cartouche fasse application de la solution selon le brevet américain 2 465 643, c'est-à-dire incorpore un tube d'alimentation jusqu'à mi-hauteur de ce récipient. Dans ce cas, le volume maximal pouvant être affecté à la phase liquide est de 67,5 cm3, en ne tenant pas compte du tube d'alimentation, ce qui, compte tenu de la masse volumique du butane commercial à 50°C, représente une charge de butane au plus égale à 34,691 soit 54% de mo.
- Supposons que la même cartouche fasse application de la solution selon le brevet britannique 677 303 et qu'on prévoit en conséquence un tampon en fibres de cellulose, type pâte à papier, ayant la forme d'un cylindre avec un évidement axial et occupant la totalité du récipient.
- En négligeant l'évidement axial, et en supposant que les densités réelles et apparentes des fibres de cellulose utilisées soient de 1,5 g/cm3 et 0,11 g/cm3 respectivement, le volume utile minimum disponible est de 121,4 cm3. En tenant compte de la même réglementation que précédemment, le volume maximal pouvant être affecté à la phase liquide du butane commercial est de 115,3 cm3, ce qui correspond à 50°C à une charge de butane au plus égale à 59,6 g, appelée ci-après mi, et égale à 93% environ de mo.
- Par conséquent, avec un bourrage de fibres de cellulose absorbant théoriquement la totalité de la phase liquide du gaz introduit dans la cartouche, il est possible d'avoisiner la charge de la cartouche sans bourrage, sans voir apparaître de phase liquide lorsque la cartouche se vide en phase gazeuse.
- La pratique démontre, dans cet exemple particulier et dans le cas de récipients ayant une géométrie comparable, des résultats relativement éloignés de la théorie. Avec un évidement ayant un diamètre de 6 mm, et selon la procédure d'essai définie ci-après, la charge pouvant être introduite, sans apparition de phase liquide lors du prélèvement, est de 48 g, ce qui représente 81 % de la charge théorique mi, et 75% de la charge mo sans bourrage.
- Pour un récipient avec matériau absorbant, la présente invention a pour objet d'augmenter la charge de phase liquide pouvant être absorbée, pour une géométrie et des dimensions données du récipient.
- Selon l'invention, en combinaison, d'une part un dispositif de prélèvement du gaz uniquement en phase gazeuse est disposé dans la zone de prélèvement, s'étend au moins partiellement à l'intérieur du corps, et comprend une entrée et une sortie, et d'autre part l'extrémité libre du tube d'alimentation est disposée, sans contact avec le tampon, entre le dispositif de prélèvement et le fond du corps, et l'autre extrémité du même tube communique de manière étanche avec l'entrée du dispositif de prélèvement.
- Par extrémité libre, il faut entendre la partie du tube d'alimentation comportant un ou plusieurs orifices de soutirage du gaz liquide sous forme gazeuse. Selon l'invention, cette extrémité libre est disposée à distance de la paroi de l'évidement du tampon, par exemple au centre de celui-ci, pour éviter tout contact de l'orifice de soutirage (ou de sa bordure) directement avec le tampon de manière absorbante.
- Selon l'invention, il est également essentiel que l'entrée (dans la sens d'écoulement du gaz prélevé) du dispositif de prélèvement choisi, assurant la communication entre l'intérieur et l'extérieur du récipient, communique de manière étanche avec l'extrémité du tube d'alimentation opposé à l'orifice de soutirage; étanchéité voulant dire que la jonction entre la tube et le dispositif de prélèvement est étanche vis-à-vis de la phase liquide du gaz, éventuellement présente est étanche vis-à-vis de la phase liquide du gaz, éventuellement présente à l'intérieur du récipient, de manière libre, c'est-à-dire en dehors du matériau absorbant.
- Le protocole expérimental explicité ci-après a démontré, pour différents matériaux absorbants, que grâce à l'invention la charge maximale sous forme liquide pouvant être introduite dans un récipient, sans apparition de phase liquide (ultérieurement lors du prélèvement), pouvait approcher la charge théorique mi, calculée comme précédemment.
- Sans être certain des hypothèses avancées, on peut expliquer l'invention de la manière suivante:
- 1) La présence d'un tube d'alimentation permet de remplir le récipient, jusqu'à obtention de l'interface gaz-liquide au niveau, et pas au-delà, de l'extrémité libre du tube d'alimentation; ceci représente, par exemple, une certaine hauteur h de phase liquide dans le récipient. Si la longueur du tube est au moins égale à cette hauteur h, en retournant le récipient, on ne prélèvera pas de phase liquide;
- 2) Sur cette hauteur h, le matériau absorbant va être saturé en phase liquide, et sur la hauteur restante du même matériau, en fonction de la hauteur d'ascension capillaire H de la phase liquide, on obtient un gradient de concentration liquide, d'une valeur maximale proche de l'interface, à une valeur nulle au voisinage de la hauteur h + H;
- 3) Sans le tube d'alimentation, le matériau absorbant ne pourrait être imprégné avec la phase liquide que sur la hauteur H, en tout cas, si l'on désire un prélèvement continu en phase gazeuse.
- La présente invention est maintenant décrite par référence aux figures en annexe dans lesquelles:
- - La figure 1 représente en coupe axiale un récipient jetable, du type générateur d'aérosol, ou cartouche à valve, selon l'invention;
- - La figure 2 montre en coupe axiale une variante du récipient représenté à la figure 1.
- - La figure 3 illustre en coupe axiale un autre récipient jetable, du type cartouche perforable, établi selon l'invention;
- - La figure 4 représente de manière schématique une chaîne de fabrication, en grande série, de cartouches à valve selon la figure 1.
- La cartouche à gaz 1 illustrée en fig. 1 comprend un corps 2 réalisé d'une pièce par filage ou extrusion d'un lingot d'aluminium comme cela est bien connu. Le corps 2 comporte un fond concave vers le bas 2a et une ouverture supérieure 2b bordée par un bourrelet périphérique 2c. Après remplissage l'ouverture 2b est fermée par une coupelle 3 dont la périphérie 3a est sertie par rapport au bourrelet 2c du corps 2, un joint 4 étant disposé entre ces deux éléments de manière à assurer une étanchéité parfaite. Le centre de la coupelle 3 comporte un bossage creux 2Lb ouvert vers le bas qui retient un corps de valve 5 par rétreinte centripète en dessous d'une tête 5a de ladite valve. Celle-ci est associée de manière étanche à un tube plongeur 6 disposé dans une cheminée perforée 7 s'étendant dans l'axe du corps 2, et qui est destiné à l'alimentation en gaz. Un filtre 8 est placé entre la valve 5 et le tube plongeur 6 de manière que le gaz prélevé dans le corps 1 s'échappe, lorsque désiré, hors de la valve 5 en n'ayant en suspension qu'un nombre extrêmement réduit d'impuretés.
- La cheminée perforée 7 qui est réalisée en une matière plastique appropriée entoure avec jeu le tube plongeur 6 et constitue une séparation entre un tampon annulaire de matière absorbante désigné sous la référence générale 9, et ledit tube plongeur. En fait ce tampon 9 comporte un évidement central allongé 9a de manière que la cheminée perforée 7 forme parement interne de l'évidement de ce tampon. On observe que l'évidement 9a s'étend pratiquement sur toute la hauteur du corps 2.
- Le cheminée perforée 7 comporte une partie supérieure 7a entourant avec jeu la partie correspondante du tube plongeur 6 et qui se termine par une collerette 7h prenant appui sur le dessus du tampon 9 se trouvant lui-même à une certaine distance en dessous de la coupelle 3.
- Une coiffe d'inviolabilité 10 représentée en traits discontinus comprend une cheminée centrale 10a qui coopère avec l'intérieur de la partie périphérique 3a de la coupelle 3 et une jupe extérieure 10-b comportant à la manière connue une saillie annulaire inférieure 10c venant s'engager élastiquement sous le bourrelet 2c du corps 2. Le bas de la jupe 10b est associé au moyen d'une ligne d'affaiblissement à une bande de garantie déchirable 11 assurant l'authenticité du contenu de la cartouche 1, tant qu'elle n'est pas détruite.
- On observe qu'il existe un interstice non seulement entre la tête du tube plongeur et la partie correspondante de la cheminée perforée 7, mais aussi tout le long du tube entre celui-ci et ladite cheminée. La longueur du tube 6 considéré est telle que son extrémité libre 6a se situe, quelle que soit la position dans l'espace de la cartouche 1, très légèrement au-dessus d'un interface liquide - gaz théorique correspondant au volume du gaz liquide contenu dans le volume disponible de la cartouche.
- Suivant un mode d'exécution avantageux de l'invention le débouché du tube plongeur d'alimentation dans l'évidement 9a se situe au niveau médian dudit évidement.
- Conformément à la figure 2, le tube d'alimentation consiste en une pièce creuse monobloc, fermée à un bout 6c et comportant deux nervures annulaires externes 6d et 6e. Ces nervures, assimilables à deux cloisons transversales, et plus précisément perpendiculaires à l'axe de la cartouche, délimitent avec la paroi de l'évidement 9, et plus précisément avec la cheminée perforée 7, une cage de soutirage 22, dans laquelle est comprise l'extrémité libre 6a du tube.
- Les deux nervures ou cloisons 6d et 6g forment entretoises entre la cheminée 7 et le tube 6 et préservent ainsi l'extrémité libre de ce dernier de tout contact avec le tampon de matière absorbante 9.
- La cloison 6d prévue au niveau de l'extrémité libre 6a obture le tube d'alimentation et pour le soutirage, le tube comporte deux orifices de soutirage, ou lumières 6f s'étendant entre les deux cloisons 6d et 6e.
- Conformément au mode d'exécution de la figure 2, le ou les orifices de soutirage sont protégés dans leur environnement immédiat, contre toute particule ou autre forme dispersée de matière absorbante, s'interposant entre l'extrémité libre du tube d'alimentation d'une part, et le tampon absorbant d'autre part. Une telle interposition établirait un "pont" entre le tube et la matière absorbante, à la manière d'une mê- che acheminant de la phase liquide non désirée vers le tube.
- Si l'on désire réaliser conformément à l'invention une cartouche perforable telle que celle 12 illustrée en fig. 3, il est nécessaire d'associer la partie supérieure du tube d'alimentation 6 au fond 13a d'une cuvette 13 dont les bords libres sont soudés ou associés de toute autre manière étanche à la face inférieure du dessus bombé 12a de la cartouche 12, en face de la zone de perforation 12b. Dans ce cas, la partie haute du tube 6 doit traverser de façon étanche le fond 13a de la cuvette 13, afin que son canal central 6b débouche dans cette cuvette.
- S'agissant du matériau absorbant, diverses matières ont été testées et retenues selon l'invention:
- a) des matières fibreuses végétales, telles que coton cardé, déchets de coton, fibres de cellulose; parmi ces dernieres, différentes sortes de pâte à papier, dénommés par les praticiens de cette industrie, respectivement pâte mécanique, pâte kraft écrue de résineux, pâte kraft blanchie de feuilles, pâte blanchie au bisulfite de résineux, pâte kraft blanchie de résineux, pâte blanchie, qualité dite fluff;
- b) des mousses plastiques à base de polyuréthane, et plus particulièrement des mousses polyéthers ou polyesters, à cellules ouvertes ou non, avec différentes porosités.
- Pour diverses cartouches, aux formes ou dimensions différentes le taux d'absorption de butane commercial, c'est-à-dire la charge maximum M, exprimée en gramme, pouvant être introduite sans apparition de phase liquide lors du prélèvement du gaz a été évaluée selon la procédure d'essai suivante:
- 1 ) Le tampon du matériau absorbant a une forme et des dimensions telles qu'il occupe pratiquement tout le volume interne du récipient.
- 2) On met sous vide la cartouche, jusqu'à obtenir une pression interne de 10 à 20 mm de mercure.
- 3) Une charge M est introduite en phase liquide dans chaque cartouche.
- 4) Chaque cartouche est ensuite équipée d'un dispositif de prélèvement, pourvu d'un robinet et d'un injecteur calibré pour délivrer un débit massique constant (par exemple 50 g de butane par heure) à la température de l'expérience.
- 5) La cartouche ainsi équipée est disposée dans un bain d'eau thermostaté à 50°C pendant 30 minutes.
- 6) La cartouche est extraite du bain thermostaté et disposée dans une ambiance à 22°C, et on ouvre le robinet en disposant la cartouche dans différentes positions, tête en haut, couchée et horizontale, et tête en bas; le débit de butane est évacué dans l'atmosphère, sans combustion.
- 7) On note le temps à partir duquel il y a apparition de phase liquide; si ce temps est inférieur à 1 mn, on replace la cartouche équipée du dispositif de prélèvement dans le bain thermostaté pendant 10 mn, puis on recommance selon 6); au-delà d'une minute, on considère que la charge introduite ne conduit pas à l'apparition de phase liquide, car selon les expériences effectuées, au-delà de ce temps, il n'apparaît plus généralement de phase liquide.
- 8) L'apparition de phase liquide peut être matérialisée en disposant à la sortie de l'injecteur une feuille de papier kraft, à 1 cm, laquelle va se teinter dès l'apparition de gouttelettes ou de brouillard.
- 9) dès que l'absence de phase liquide est constatée selon les étapes précédentes, on note la charge M résiduelle de butane, contenue dans la cartouche, mesurée par pesée.
- Pour différents supports fibreux à base de cellulose, type pâte à papier, disposés dans diverses cartouches à valve selon la figure 1, et pour du butane commercial, on obtient les résultats montrés dans le tableau ci-après; m1 est la charge maximum théorique de butane évaluée comme indiqué dans le préambule de la présente description, en tenant compte du volume de l'évidement.
- Si l'on compare les résultats de l'essai n° 6 avec les valeurs données dans le préambule de la présente description, on constate qu'on avoisine la capacité théorique d'absorption du tampon de matériau absorbant, en remplissant la cartouche à 92% de sa capacité sans bourrage. Cette performance obtenue selon l'invention est intéressante, dans la mesure où le bourrage ne fait perdre en définitive qu'un volume limité pour le stockage de la phase liquide.
- Afin de produire en grande série des cartouches selon la figure 1, on met en oeuvre un procédé illustré schématiquement en fig. 4.
- En partant d'un rouleau de matière première se présentant sous la forme d'une nappe de fibres 14, on fait passer cette nappe dans un appareil défibreur 15 à partir duquel un ventilateur centrifuge 16 envoie les fibres séparés dans une trémie 17 dans laquelle lesdites fibres sont séparées de l'air. Un autre ventilateur 18 aspire de l'air dans le défibreur 15 et dans la trémie 17 et le rejette à l'extérieur après qu'il soit passé dans un dispositif de filtration 19.
- Les fibres disposées dans la trémie 17 tombent dans une cheminée doseuse 20 alimentant une vis d'ar- chimède 21. Celle-ci par rotation comprime les fibres dans les corps 2 placés axialement de manière successive au débouché de cette vis. On prévoit de disposer un mandrin central non représenté dans chaque corps 2 de manière que les fibres se disposent en couronne autour de ce mandrin qui permet la formation de l'évidement 9a et la mise en place de la cheminée perforée 7 dans cet évidement.
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