EP3114390B1 - Robinet de distribution de gaz à embase fixe et coiffe mobile - Google Patents

Robinet de distribution de gaz à embase fixe et coiffe mobile Download PDF

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EP3114390B1
EP3114390B1 EP15709235.4A EP15709235A EP3114390B1 EP 3114390 B1 EP3114390 B1 EP 3114390B1 EP 15709235 A EP15709235 A EP 15709235A EP 3114390 B1 EP3114390 B1 EP 3114390B1
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    • F17C2270/02—Applications for medical applications
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Definitions

  • the invention relates to a gas distribution valve comprising an integrated gas expansion system, and a gas container, such as a gas cylinder, equipped with such a valve, and their use for dispensing oxygen. medical.
  • an individual When an individual is suffering from a malaise or an accident outside and / or away from a health care facility, such as a hospital or the like, it may be administered continuously by inhalation of oxygen gas while waiting for the arrival of emergency services or emergency services, such as ambulance, fireman, emergency doctor ...
  • emergency services or emergency services such as ambulance, fireman, emergency doctor ...
  • the pressure of the oxygen delivered to the victim can be reduced to a low pressure, for example of the order of 3 to 5 bar, within an integrated pressure regulator valve block, commonly called “RDI block” or more simply “RDI", arranged on the gas bottle.
  • RDI block integrated pressure regulator valve block
  • the gas outlet of the RDI block is fluidly connected to a respiratory interface, such as a mask or respiratory goggles, via a flexible conduit for example that conveys low pressure oxygen to the respiratory interface.
  • the problem is to propose a gas dispensing valve, in particular medical oxygen, and a gas container equipped with such a tap that is easy to use, even for a person not formed or having no knowledge or experience in the handling of such a gas valve, and which can be used quickly to assist an individual suffering from a malaise or an accident, outside and / or away from a hospital or similar type of care establishment, for example in a public place or in a small medical or medical office type medical facility.
  • the invention further relates to a gas container, such as a gas bottle, comprising a container body adapted to and adapted to contain pressurized gas and a valve according to the invention attached to said container body, preferably the gas is oxygen.
  • a gas container such as a gas bottle
  • the gas is oxygen.
  • the invention further relates to a use of a gas container, such as a gas cylinder, as described above equipped with a valve according to the invention for storing and dispensing a gas, in particular oxygen medical quality.
  • a gas container such as a gas cylinder, as described above equipped with a valve according to the invention for storing and dispensing a gas, in particular oxygen medical quality.
  • FIGS. 1 to 5 represent an embodiment of a gas dispensing tap 1, in particular of medical oxygen, according to the invention intended to equip a gas container 30, preferably a gas bottle, typically a small gas bottle having by example a water capacity of less than 4 liters, typically of the order of 2 to 2.9 liters.
  • This valve 1 is of the integrated pressure reducer type, that is to say it incorporates an internal gas expansion system 20, 21, 22 comprising, in a conventional manner, an expansion valve 20 cooperating with a valve seat 21 at which opens an expansion orifice 22.
  • This expansion system 20, 21, 22 reduces the pressure of the gas, that is to say, to relax the gas at high pressure, that is to say at a high pressure of up to several hundred bar, for example 130 to 200 bar, in low pressure gas, that is to say at a pressure compatible with its administration by inhalation to a patient, typically at a low pressure of the order of a few bar.
  • valve 1 makes its use very intuitive and easy, including by people not previously trained in the handling of medical gases bottled.
  • This valve 1 is also gas-tight, compact, lightweight, easy to open but impossible to close after opening / release of the gas, as explained below.
  • the valve 1 of the invention is formed of several parts cooperating with each other as explained below.
  • it comprises a base 2 forming the lower part of the valve 1 and a movable cap 12 which overcomes the base 2 and forms the upper part of the valve 1.
  • the base 2 comprises an attachment end 6 shaped to allow attachment of the valve 1 on the neck of a gas bottle 30.
  • this fixing end 6 is cylindrical, conical or frustoconical and has an external thread 8 allowing a fixing by screwing the valve 1 to the threaded neck of a gas container 30, that is to say at the outlet of the hollow cylindrical body 31 containing the gas.
  • a high-pressure gas inlet 3 is provided on said fixing end 6 and makes it possible to put in fluid communication the internal volume of the gas container 30 and a high-pressure gas passage 5 passing through the base 2.
  • the high pressure gas passage 5 is an internal conduit that fluidly connects said high pressure gas inlet port 3 to the expansion port 22 of the aforementioned gas expansion system 20, 21, 22. It enables the high pressure gas, for example oxygen at a pressure between 150 and 200 bar, to be conveyed from the gas container to said gas expansion system 20, 21, 22 where it can undergo a reduction. pressure as explained above.
  • the base 2 is surmounted by a cap 12 having the shape of a cup, bell or the like, which comprises a low-pressure gas passage 15 opening at a gas outlet orifice 4, such as a calibrated orifice delivering a given flow rate of gas, carried here by a gas outlet connector 7, for example olive type, which has just connected a flexible conduit for feeding a respiratory interface, such as a mask or the like, serving to supply the patient with oxygen.
  • a cap 12 having the shape of a cup, bell or the like, which comprises a low-pressure gas passage 15 opening at a gas outlet orifice 4, such as a calibrated orifice delivering a given flow rate of gas, carried here by a gas outlet connector 7, for example olive type, which has just connected a flexible conduit for feeding a respiratory interface, such as a mask or the like, serving to supply the patient with oxygen.
  • the gas outlet connection 7 is carried by the upper end 12a of the cap 12 and protrudes upwards, that is to say vertically and coaxially with the axis AA of the valve, as visible on Figures 1 to 4 , so as to allow easy connection of the flexible conduit by the user.
  • the lower end 12b of the cap 12 forms a skirt or sleeve movable around a portion of the base 1, that is to say the upper part of the base 2. More specifically, the cap 12 is mobile in translation relative to the base 2 between at least one so-called “closing” position and a so-called “relaxation” position.
  • the cap 2 is retained on the base 2 to prevent it separates by two pins or abutments 41, 42 (cf. Fig. 4 ). They also guide the cap 2 during its passage from the closed position to that of relaxation.
  • any other holding and / or guiding system can be used.
  • the cap 12 acts directly or indirectly on the expansion valve 20 to push said expansion valve 20 against the valve seat 21 so as to completely close the expansion orifice 22 and thus to prevent any expansion of gas within the expansion system 20, 21, 22. Since the gas can not escape through the expansion orifice 22, no pressure reduction of the gas can take place and it is then kept confined in the 2, in particular in the high pressure gas passage 5 passing through the base 2.
  • the Figures 3 to 5 illustrate the closing position.
  • the cap 12 acts indirectly on the expansion valve 20 since it acts on it via an actuating element 16, arranged between the cap 12 and the base 2.
  • the actuator element 16 comprises an elongated tubular portion 24 with an internal passage 25 for the low-pressure gas and carrying, at one of its ends 24b, a ring or flange 23 integral with the tubular portion 24.
  • the external face of the flange 23 is in contact (at 26) with the inner wall of the cap 12 and the elastic element 13 comes to exert an elastic force on the internal face of the flange 23 so as to repel the flange 23 to the cap 12.
  • the free end 24a of the elongate tubular portion 24 itself acts mechanically on the valve 20 relaxation.
  • the cap 12 is slightly upwardly shifted under the effect of the restoring force exerted by the elastic element 13 which pushes back the actuator element 16 and the cap 12, which allows the expansion valve 20 to move away from a given distance, preferably prefixed, of the valve seat 21 so as to release the expansion orifice 22 and thus to allow a reduction in pressure of the gas by passing it between the valve 20 and the valve seat 21.
  • the low pressure gas thus obtained, by oxygen at a pressure of the order of 4 to 5 bar is discharged through the passage of low pressure gas 15 of the cap 12 and delivered by the low pressure gas outlet port 4 carried by the connector 7 .
  • the elastic element 13 bears, at its upper end 13b, on the flange 23 of the actuating element 16 and, at its lower end 13a, on an intermediate sleeve part 19 comprising a peripheral shoulder 27. More specifically, the lower end 13a of the elastic element 13 presses on the upper face of said peripheral shoulder 27, while the lower face of the peripheral shoulder 27 bears (in 28) on the base 2.
  • the sleeve part 19 comprises a cylindrical internal passage in which the actuating element 16 slides and, more specifically, the free end 24a of the tubular part 24 of said actuator element 16, when the cap 12 moves in translation relative to the base 2 between the closed position and the expansion position, under the effect of the elastic force resulting from the elastic element 13.
  • the expansion valve 20 is also arranged in the cylindrical internal passage of the sleeve part 19.
  • the high-pressure gas exiting the gas cylinder 30 is first conveyed through the high-pressure gas passage 5, then is expanded to the desired low-pressure value between the valve 20 and the seat
  • the low-pressure gas thus obtained then passes through the inner conduit 25 of the actuator element 16 and finally the passage of low-pressure gas 15 from the cap 12, before emerging at the outlet orifice. of gas 4.
  • seals 18 or the like located in particular between the actuator element 16 and, on the one hand, the cap 12 and, on the other hand, the sleeve part 19, and also between said sleeve part 19 and the base 2.
  • seals 18 arranged in grooves or the like carried by the flange 16 and the elongated tubular portion 24 of the actuator element 16, and also by the shoulder 27 of the sleeve part 19.
  • the valve 1 of the invention ensures a leak rate of about 10 -5 , therefore 100 times lower than the value recommended by ISO 10524-3.
  • valve 1 also comprises a manometer 9 fluidly connected, via a pipe 10 of pressure measurement, to the passage of high pressure gas 5 of the base 2.
  • the base 2, the cap 2 and the other elements, such as the sleeve part 19 and the actuator element 16 are advantageously made of materials that do not react with oxygen to avoid any risk of combustion, for example copper alloy, such as brass, steel, ceramic or other.
  • valve 1 also comprises, at the base 2, a filling port 35, visible in Figure 4 , to which can be connected a tool of the type "filling tongs".
  • the filling port 35 is in fluid communication with the high pressure gas passage 5 passing through the base 2. It is used to introduce gas into the container 30 when it is empty.
  • the filling port 35 comprises a filling orifice 36, a filling spring 37 acting on a ball 38 and an internal passage 39 fluidly connecting the filling orifice 36 to the high-pressure gas passage 5.
  • a plug 40 closing condemns access to the housing comprising the ball 38 and the spring 37.
  • an actuating handle 11 allows a quick and irreversible opening of the valve after its actuation by the user, and therefore a release of oxygen.
  • the fact that the gas distribution is irreversible is particularly important in the present case because a gas cylinder thus equipped can be used easily in emergency situations, including by users who are not trained to use this gas. type of bottle.
  • the handle 11 carries one (or more) rod 14 acting as a pin.
  • this (or these) rod 14 passes through a hole or passage arranged in the cap 12 and engages in a housing 42 arranged in the base 2 so as to prevent the spring 13 can push the cap 12 upwards.
  • the rod 14 is integral with the handle 11 and serves to block the action of the spring 13 and prevent it from pushing the cap 12 to the detent position.
  • the rod 14 is then extracted from the housing 42 and the orifice or passage arranged in the cap 12, which releases the cap 12, unlocks the spring 13 and allows it to push the cap 12 towards the position of relaxation.
  • the pressure of the gas within the valve 1 makes it impossible to close and repositioning of the rod 14 is not possible. It follows that once the gas is released, the valve 1 delivers gas until the bottle 30 is completely empty.
  • the surface of the rod 14 is chemically treated to reduce the frictional forces, thus minimizing the force required for its extraction from the housing 42, and thus facilitate its sliding through the orifice or passage in the cover 12 in particular, and its extraction.
  • faucet of the invention has been shown and explained in association with a medical oxygen cylinder, it can also be used with another kind of container and / or with other gases whether medical or no, for example air, an N 2 / O 2 or He / O 2 mixture.

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Description

  • L'invention porte sur un robinet de distribution de gaz comprenant un système de détente de gaz intégré, ainsi qu'un récipient de gaz, telle une bouteille de gaz, équipée d'un tel robinet, et leur utilisation pour distribuer de l'oxygène médical.
  • Lorsqu'un individu est victime d'un malaise ou d'un accident en dehors et/ou loin d'un établissement de soins, tel un hôpital ou analogue, on peut lui administrer en continu par inhalation de l'oxygène gazeux en attendant l'arrivée des secours ou services d'urgence, tel qu'ambulance, pompier, médecin urgentiste...
  • Pour ce faire, il est classique d'utiliser une bouteille d'oxygène gazeux, dans laquelle de l'oxygène est stocké à une pression pouvant atteindre plusieurs centaines de bar.
  • La pression de l'oxygène distribué à la victime peut être réduite jusqu'à une pression basse, par exemple de l'ordre de 3 à 5 bar, au sein d'un bloc robinet à détendeur intégré, couramment appelé « bloc RDI » ou plus simplement « RDI », agencé sur la bouteille de gaz. La sortie en gaz du bloc RDI est raccordée fluidiquement à une interface respiratoire, tel un masque ou des lunettes respiratoires, par l'intermédiaire d'un conduit flexible par exemple qui véhicule l'oxygène basse pression jusqu'à l'interface respiratoire.
  • Toutefois, les ensembles de distribution de gaz existants comprenant une bouteille de gaz équipée d'un robinet à détente intégrée et éventuellement d'accessoires, tel qu'un insufflateur et un masque, ne sont pas adaptés à une utilisation chez ce type de victimes.
  • En effet, ils nécessitent une formation préalable pour pouvoir être utilisés, alors que les personnes présentes lors d'un malaise ne sont que très rarement formées et capables d'utiliser un tel ensemble. Ainsi, le montage et le raccordement entre eux des différents équipements et matériels peuvent poser problème du fait d'une trop grande complexité, et en particulier la mise en oeuvre même du RDI.
  • Le document US-A-2,199,040 enseigne un robinet de distribution de gaz comprenant une embase et un système de détente de gaz interne. Une coiffe mobile surmonte l'embase. Dans une position de fermeture, le siège de clapet obture totalement l'orifice de détente et empêche toute détente de gaz. Dans une position de détente, laquelle le clapet de détente s'éloigne d'une distance donnée du siège de clapet de manière à libérer l'orifice de détente et à permettre une réduction de pression du gaz. Pour repousser la coiffe et la faire passer de la position de fermeture à la position de détente, l'utilisateur agit sur un levier pivotant qui va repousser un ressort et aller agir sur un diaphragme qui va repousser la coiffe et libérer alors l'orifice de détente. Une telle architecture est complexe. De plus, avec un tel agencement, l'ouverture du robinet, après son actionnement par l'utilisateur, n'est pas irréversible et tributaire de l'actionnement du levier, ce qui n'est pas pratique dans le cas d'une utilisation dans une situation médicale d'urgence par exemple.
  • Au vu de cela, le problème qui se pose est de proposer un robinet de distribution de gaz, en particulier d'oxygène médical, et un récipient de gaz équipé d'un tel robinet qui soient simple d'utilisation, même pour une personne non formée ou n'ayant aucune connaissance ou expérience dans la manipulation d'un tel robinet de distribution de gaz, et qui puissent être utilisés rapidement pour assister un individu victime d'un malaise ou d'un accident, en dehors et/ou loin d'un établissement de soins de type hôpital ou analogue, par exemple dans un lieu grand public ou encore dans une petite structure médicalisée de type cabinet médical ou dentaire.
  • La solution de l'invention repose sur un robinet de distribution de gaz, en particulier pour bouteille d'oxygène médical, comprenant une embase et un système de détente de gaz interne, dans lequel:
    • le système de détente de gaz interne comporte un clapet de détente coopérant avec un siège de clapet au niveau duquel débouche un orifice de détente, et
    • l'embase comporte un orifice d'entrée de gaz à haute pression et est traversée par un passage de gaz à haute pression reliant fluidiquement ledit orifice d'entrée de gaz à haute pression à l'orifice de détente du siège de clapet,
    ledit robinet comprenant en outre :
    • une coiffe surmontant l'embase et comportant un passage de gaz à basse pression débouchant au niveau d'un orifice de sortie de gaz, ladite coiffe étant mobile par rapport à l'embase entre au moins :
      • une position de fermeture dans laquelle la coiffe vient repousser le clapet de détente contre le siège de clapet de manière à obturer totalement l'orifice de détente et empêcher toute détente de gaz, et
      • une position de détente dans laquelle la coiffe permet au clapet de détente de s'éloigner d'une distance donnée du siège de clapet de manière à libérer l'orifice de détente et à permettre une réduction de pression du gaz entre le clapet et le siège de clapet, et une circulation du gaz à basse pression dans le passage de gaz à basse pression de la coiffe,
    • au moins un élément élastique venant repousser élastiquement la coiffe dans un sens tendant à l'éloigner de l'embase pour la faire passer de la position de fermeture à la position de détente, et
    • un dispositif de verrouillage coopérant avec l'embase et la coiffe pour maintenir la coiffe en position de fermeture, le dispositif de verrouillage comprenant au moins une tige de blocage et un organe de préhension pouvant être saisi manuellement par un utilisateur,
    caractérisé en ce que la tige de blocage du dispositif de verrouillage traverse un passage de la coiffe et coopère avec un logement de l'embase pour maintenir la coiffe en position de fermeture.
  • Selon le cas, le robinet de distribution de gaz, dont celui de l'invention, peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes :
    • la coiffe est mobile en translation par rapport à l'embase.
    • la tige de blocage du dispositif de verrouillage est solidaire de l'organe de préhension.
    • l'organe de préhension est une poignée.
    • la coiffe est guidée pendant son déplacement entre la position de fermeture et la position de détente, de préférence elle est guidée par un ou plusieurs picots, butées, rails de guidage ou analogues.
    • l'élément élastique est agencé entre l'embase et la coiffe.
    • la tige s'extrait du logement et du passage aménagé dans la coiffe, lorsque l'utilisateur opère une traction sur la poignée.
    • l'extraction ou retrait de la tige hors du logement et du passage aménagé dans la coiffe, libère la coiffe, débloque le ressort et permet audit ressort de repousser la coiffe vers la position de détente.
    • l'extraction ou retrait de la tige hors du logement et du passage aménagé dans la coiffe est irréversible.
    • la tige de blocage du dispositif de verrouillage traverse un passage de la coiffe et coopère avec un logement de l'embase pour maintenir la coiffe en position de fermeture. A l'inverse, un retrait de la tige du logement de l'embase permet un déplacement de la coiffe de la position de fermeture à la position de détente du fait de l'action de l'élément élastique.
    • la coiffe forme un manchon coulissant autour d'une partie de l'embase.
    • la coiffe agit sur le clapet de détente par l'intermédiaire d'au moins un élément actionneur, de préférence l'élément actionneur est agencé entre la coiffe et l'embase.
    • l'élément élastique agit sur l'élément actionneur pour repousser élastiquement la coiffe dans un sens tendant à l'éloigner de l'embase.
    • l'élément élastique comprend au moins un ressort.
    • la coiffe comporte un raccord de sortie traversé par le passage de gaz à basse pression et portant l'orifice de sortie de gaz.
    • le raccord de sortie se projette verticalement et coaxialement à l'axe (AA) du robinet.
    • l'embase comprend en outre une extrémité de fixation conformée pour permettre une fixation du robinet sur un récipient de gaz.
    • l'extrémité de fixation porte un filetage permettant une fixation par vissage du robinet sur un récipient de gaz.
    • l'élément actionneur comprend une partie tubulaire allongée comprenant un passage interne pour le gaz à basse pression et portant, à l'une de ses extrémités, une collerette solidaire de la partie tubulaire.
    • l'élément actionneur agit sur le clapet de détente via son autre extrémité ou extrémité libre.
    • l'élément élastique agit sur l'élément actionneur pour repousser élastiquement la coiffe dans un sens tendant à l'éloigner de l'embase.
    • l'élément élastique agit sur la collerette de l'élément actionneur.
    • le passage interne de la partie tubulaire allongée de l'élément actionneur est en communication fluidique avec le passage de gaz basse pression de la coiffe.
    • il comprend en outre une pièce manchon comprenant un passage interne au sein duquel coulisse l'élément actionneur lors du passage de la position de fermeture à la position de détente.
    • la pièce manchon comprend un épaulement périphérique sur lequel vient agir l'élément élastique.
    • l'embase, la coiffe, la pièce manchon et l'élément actionneur sont formé d'au moins un matériau choisi parmi les alliages de cuivre, y compris le laiton, les aciers et les aciers inoxydables.
    • l'embase comprend un port de remplissage.
    • l'embase comprend un manomètre à aiguille ou électronique.
  • L'invention concerne en outre un récipient de gaz, telle une bouteille de gaz, comprenant un corps de récipient apte à et conçu pour contenir un gaz sous pression et un robinet selon l'invention fixé audit corps de récipient, de préférence le gaz est de l'oxygène.
  • L'invention porte en outre sur une utilisation d'un récipient de gaz, telle une bouteille de gaz, telle que décrit ci-avant équipé d'un robinet selon l'invention pour stocker et distribuer un gaz, en particulier de l'oxygène de qualité médical.
  • L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
    • la Figure 1 représente un mode de réalisation d'un robinet de distribution de gaz selon l'invention,
    • la Figure 2 montre le robinet de la Figure 1 fixé à une bouteille de gaz,
    • la Figure 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale du robinet des Figures 1 et 2,
    • et la Figure 5 est une vue grossie du système de détente du robinet de la Figure 3.
  • Les Figures 1 à 5 représentent un mode de réalisation d'un robinet 1 de distribution de gaz, en particulier d'oxygène médical, selon l'invention destiné à équiper un récipient de gaz 30, de préférence une bouteille de gaz, typiquement une petite bouteille de gaz ayant par exemple une contenance en eau inférieure à 4 litres, typiquement de l'ordre de 2 à 2.9 litres.
  • Ce robinet 1 est de type à détendeur intégré, c'est-à-dire qu'il incorpore un système de détente de gaz interne 20, 21, 22 comprenant, de façon classique, un clapet de détente 20 coopérant avec un siège de clapet 21 au niveau duquel débouche un orifice de détente 22.
  • Ce système de détente 20, 21, 22 permet de réduire la pression du gaz, c'est-à-dire de détendre le gaz à haute pression, c'est-à-dire à une pression haute pouvant atteindre plusieurs centaines de bar, par exemple 130 à 200 bar, en gaz à basse pression, c'est-à-dire à une pression compatible à son administration par inhalation à un patient, typiquement à une pression basse de l'ordre de quelques bar.
  • Cette réduction de pression s'opère entre le clapet 20 et le siège de clapet 21, le gaz haute pression arrivant via l'orifice de détente 22 situé au niveau du siège de clapet 21.
  • La conception particulière du robinet 1 selon l'invention rend son usage très intuitif et aisé, y compris par les personnes non préalablement formées à la manipulation des gaz médicaux en bouteille.
  • Il est donc parfaitement adapté à une mise en oeuvre dans des situations d'urgence, en particulier à une victime de malaise ou d'un accident lorsque celle-ci se trouve en dehors et/ou loin de tout établissement de soins, tel un hôpital ou analogue.
  • Une bouteille d'oxygène équipée d'un robinet 1 selon l'invention est apte à fournir de l'oxygène médical pendant au moins 30 minutes à un débit constant préfixé de 9 NL/min (i.e. NL = quantité en litre d'O2 mesurée à 20°C et pression atmosphérique), pour une bouteille d'oxygène d'environ 15 cm de diamètre et 60 cm de hauteur.
  • Ce robinet 1 est en outre étanche au gaz, compact, léger, facile à ouvrir mais impossible à refermer après ouverture/libération du gaz, comme expliqué ci-après.
  • Le robinet 1 de l'invention est formé de plusieurs parties venant coopérer les unes avec les autres comme expliqué ci-après.
  • En particulier, il comprend une embase 2 formant la partie inférieure du robinet 1 et une coiffe 12 mobile qui surmonte l'embase 2 et forme la partie supérieure du robinet 1.
  • L'embase 2 comprend une extrémité de fixation 6 conformée pour permettre une fixation du robinet 1 sur le col d'une bouteille de gaz 30. Typiquement, cette extrémité de fixation 6 est de forme cylindrique, conique ou tronconique et porte un filetage 8 externe permettant une fixation par vissage du robinet 1 au col taraudé d'un récipient de gaz 30, c'est-à-dire au niveau de la sortie du corps 31 cylindrique creux contenant le gaz.
  • Un orifice d'entrée de gaz à haute pression 3 est aménagé sur ladite extrémité de fixation 6 et permet de mettre en communication fluidique le volume interne du récipient de gaz 30 et un passage de gaz à haute pression 5 traversant l'embase 2.
  • Le passage de gaz à haute pression 5 est un conduit interne qui relie fluidiquement ledit orifice d'entrée de gaz à haute pression 3 à l'orifice de détente 22 du système de détente de gaz 20, 21, 22 susmentionné. Il permet d'acheminer le gaz à haute pression, par exemple de l'oxygène à une pression entre 150 et 200 bar, depuis le récipient de gaz jusqu'audit système de détente de gaz 20, 21, 22 où il peut subir une réduction de pression comme expliqué ci-avant.
  • Comme visible sur les Figures 3 et 4, l'embase 2 est surmontée d'une coiffe 12 ayant une forme de coupelle, de cloche ou analogue, laquelle comprend un passage de gaz à basse pression 15 débouchant au niveau d'un orifice de sortie de gaz 4, tel un orifice calibré délivrant un débit donné de gaz, porté ici par un raccord de sortie de gaz 7, par exemple de type olive, auquel vient de connecter un conduit flexible servant à alimenter une interface respiratoire, tel un masque ou analogue, servant à alimenter le patient en oxygène.
  • Le raccord de sortie de gaz 7 est porté par l'extrémité supérieure 12a de la coiffe 12 et fait saillie vers le haut, c'est-à-dire verticalement et coaxialement à l'axe AA du robinet, comme visible sur les Figures 1 à 4, de manière permettre un raccordement aisé du conduit flexible par l'utilisateur.
  • L'extrémité inférieure 12b de la coiffe 12 forme une jupe ou un manchon mobile autour d'une partie de l'embase 1, c'est-à-dire la partie supérieure de l'embase 2. Plus précisément, la coiffe 12 est mobile en translation par rapport à l'embase 2 entre au moins une position dite « de fermeture » et une position dite « de détente ».
  • La coiffe 2 est retenue sur l'embase 2 pour éviter qu'elle ne s'en sépare par deux picots ou butées 41, 42 (cf. Fig. 4). Elles permettent aussi de guider la coiffe 2 lors de son passage de la position de fermeture à celle de détente. Bien entendu, tout autre système de maintien et/ou de guidage peut être utilisé.
  • En position de fermeture, la coiffe 12 vient agir -directement ou indirectement- sur le clapet de détente 20 pour repousser ledit clapet de détente 20 contre le siège de clapet 21 de manière à obturer totalement l'orifice de détente 22 et donc à empêcher ainsi toute détente de gaz au sein du système de détente 20, 21, 22. Le gaz ne pouvant pas s'échapper par l'orifice de détente 22, aucune réduction de pression du gaz ne peut avoir lieu et il est alors maintenu confiné dans l'embase 2, en particulier dans le passage de gaz à haute pression 5 traversant l'embase 2. Les Figures 3 à 5 illustrent la position de fermeture.
  • Dans le mode de réalisation illustré sur les Figures 3 à 5, on voit que la coiffe 12 agit indirectement sur le clapet de détente 20 puisqu'elle agit sur celui-ci par l'intermédiaire d'un élément actionneur 16, agencé entre la coiffe 12 et l'embase 2.
  • L'élément actionneur 16 comprend une partie tubulaire 24 allongée avec un passage interne 25 pour le gaz basse pression et portant, à l'une de ses extrémités 24b, une couronne ou collerette 23 solidaire de la partie tubulaire 24.
  • Comme mieux visible sur la Figure 5, la face externe de la collerette 23 est en contact (en 26) avec la paroi interne de la coiffe 12 et l'élément élastique 13 vient quant à lui exercer une force élastique sur la face interne de la collerette 23 de manière à repousser la collerette 23 vers la coiffe 12. Par ailleurs, l'extrémité libre 24a de la partie tubulaire 24 allongée vient elle-même agir mécaniquement sur le clapet 20 de détente.
  • A l'inverse, en position de détente, la coiffe 12 est légèrement décalée vers le haut sous l'effet de la force de rappel exercée par l'élément élastique 13 qui repousse l'élément actionneur 16 et la coiffe 12, ce qui permet au clapet de détente 20 de s'éloigner d'une distance donnée, préférentiellement préfixée, du siège de clapet 21 de manière à libérer l'orifice de détente 22 et à permettre ainsi une réduction de pression du gaz par passage de celui-ci entre le clapet 20 et le siège de clapet 21. Le gaz à basse pression ainsi obtenu, par exemple de l'oxygène à une pression de l'ordre de 4 à 5 bar est évacué par le passage de gaz à basse pression 15 de la coiffe 12 et délivré par l'orifice de sortie de gaz basse pression 4 porté par le raccord 7.
  • Comme déjà dit, le (ou les) élément élastique 13, tel un ressort, agencé entre la coiffe 12 et l'embase 2, vient exercer une force tendant à repousser élastiquement la coiffe 12 en éloignement par rapport à l'embase 2 pour la faire passer de la position de fermeture à la position de détente.
  • Dans le mode de réalisation illustré sur les Figures 3 à 5, l'élément élastique 13 prend appui, à son extrémité supérieure 13b, sur la collerette 23 de l'élément actionneur 16 et, à son extrémité inférieure 13a, sur une pièce manchon 19 intermédiaire comprenant un épaulement périphérique 27. Plus précisément, l'extrémité inférieure 13a de l'élément élastique 13 vient appuyer sur la face supérieure dudit épaulement périphérique 27, alors que la face inférieure de l'épaulement périphérique 27 vient prendre appui (en 28) sur l'embase 2.
  • La pièce manchon 19 comprend un passage interne cylindrique au sein duquel coulisse l'élément actionneur 16 et, plus précisément, l'extrémité libre 24a de la partie tubulaire 24 dudit élément actionneur 16, lorsque la coiffe 12 se déplace en translation par rapport à l'embase 2 entre la position de fermeture et celle de détente, sous l'effet de la force élastique résultant de l'élément élastique 13. Ici, le clapet 20 de détente est aussi agencé dans le passage interne cylindrique de la pièce manchon 19.
  • On comprend que le gaz à haute pression sortant de la bouteille de gaz 30 est d'abord véhiculé par le passage 5 de gaz à haute pression, puis subit une détente jusqu'à la valeur de basse pression souhaitée entre le clapet 20 et le siège de clapet 21. Le gaz à basse pression ainsi obtenu transite ensuite par le conduit interne 25 de l'élément actionneur 16 et enfin le passage de gaz à basse pression 15 de la coiffe 12, avant de déboucher au niveau de l'orifice de sortie de gaz 4.
  • L'étanchéité fluidique de l'ensemble des éléments internes du robinet est assurée par des joints 18 ou analogues, par exemple des joints toriques, situés notamment entre l'élément actionneur 16 et, d'une part, la coiffe 12 et, d'autre part, la pièce manchon 19, et par ailleurs entre ladite pièce manchon 19 et l'embase 2.
  • Ainsi, on peut voir sur la Figure 5, des joints 18 agencés dans des gorges ou analogues portées par la collerette 16 et par la partie tubulaire 24 allongée de l'élément actionneur 16, et aussi par l'épaulement 27 de la pièce manchon 19.
  • Le robinet 1 de l'invention permet de garantir un taux de fuite d'environ 10-5, donc 100 fois inférieur à la valeur recommandée par la norme ISO 10524-3.
  • Par ailleurs, on voit sur la Figure 3 que le robinet 1 comprend aussi un manomètre 9 raccordé fluidiquement, via un conduit 10 de prise de pression, au passage de gaz à haute pression 5 de l'embase 2.
  • De préférence, l'embase 2, la coiffe 2 et les autres éléments, tels que la pièce manchon 19 et l'élément actionneur 16, sont avantageusement réalisés en matériaux ne réagissant pas avec l'oxygène pour éviter tout risque de combustion, par exemple en alliage de cuivre, tel du laiton, en acier, en céramique ou autre.
  • En outre, le robinet 1 comprend aussi, au niveau de l'embase 2, un port de remplissage 35, visible en Figure 4, auquel peut être connecté un outil de type « pince de remplissage ». Le port de remplissage 35 est en communication fluidique avec le passage de gaz à haute pression 5 traversant l'embase 2. Il est utilisé pour introduire du gaz dans le récipient 30 lorsque celui-ci est vide.
  • De manière habituelle, le port de remplissage 35 comprend un orifice de remplissage 36, un ressort de remplissage 37 agissant sur une bille 38 et un passage interne 39 reliant fluidiquement l'orifice de remplissage 36 au passage de gaz à haute pression 5. Un bouchon 40 de fermeture condamne l'accès au logement comprenant la bille 38 et le ressort 37.
  • Par ailleurs, une poignée d'actionnement 11 permet une ouverture rapide et irréversible du robinet après son actionnement par l'utilisateur, et donc une libération de l'oxygène. Le fait que la distribution du gaz soit irréversible est particulièrement important dans le cas présent car une bouteille de gaz ainsi équipée peut être utilisée facilement dans les situations d'urgence, y compris par les utilisateurs qui ne sont pas formés à l'utilisation de ce type de bouteille.
  • Plus précisément, la poignée 11 porte une (ou plusieurs) tige 14 faisant office de goupille.
  • En position de fermeture, cette (ou ces) tige 14 (cf. Figures 3 et 5) traverse un orifice ou passage aménagé dans la coiffe 12 et vient s'engager dans un logement 42 agencé dans l'embase 2 de manière à empêcher que le ressort 13 ne puisse repousser la coiffe 12 vers le haut. En d'autres termes, la tige 14 est solidaire de la poignée 11 et sert à bloquer l'action du ressort 13 et à l'empêcher de repousser la coiffe 12 vers la position de détente.
  • La fermeture du robinet est donc assurée par un blocage du clapet de détente 20 sur le siège 21 haute pression. Le blocage est effectué lors de la pose de la coiffe 12 et de son maintien en position de fermeture à l'aide de la tige 14.
  • Par contre, lorsque l'utilisateur tire sur la poignée 11, la tige 14 est alors extraite du logement 42 et de l'orifice ou passage aménagé dans la coiffe 12, ce qui libère la coiffe 12, débloque le ressort 13 et lui permet de repousser la coiffe 12 vers la position de détente. On assiste alors à une ouverture du robinet et une libération du gaz. La pression du gaz au sein du robinet 1 rend impossible sa fermeture et une remise en place de la tige 14 n'est pas possible. Il s'ensuit qu'une fois le gaz libéré, le robinet 1 délivre du gaz jusqu'à ce que la bouteille 30 soit totalement vide.
  • De préférence, la surface de la tige 14 est traitée chimiquement pour diminuer les forces de friction, donc minimiser la force nécessaire à son extraction du logement 42, et ainsi faciliter son coulissement au travers l'orifice ou passage aménagé dans la coiffe 12 notamment, et son extraction.
  • Bien que le robinet de l'invention ait été présenté et expliqué en association avec une bouteille d'oxygène médical, il peut aussi être utilisé avec une autre sorte de récipient et/ou avec d'autres gaz qu'ils soient de qualité médicale ou non, par exemple de l'air, un mélange N2/O2 ou He/O2.

Claims (14)

  1. Robinet (1) de distribution de gaz comprenant une embase (2) et un système de détente de gaz interne (20, 21, 22), dans lequel:
    - le système de détente de gaz interne (20, 21, 22) comporte un clapet de détente (20) coopérant avec un siège de clapet (21) au niveau duquel débouche un orifice de détente (22), et
    - l'embase (2) comporte un orifice d'entrée de gaz à haute pression (3) et est traversée par un passage de gaz à haute pression (5) reliant fluidiquement ledit orifice d'entrée de gaz à haute pression (3) à l'orifice de détente (22) du siège (21) de clapet,
    ledit robinet (1) comprenant en outre :
    - une coiffe (12) surmontant l'embase (2) et comportant un passage de gaz à basse pression (15) débouchant au niveau d'un orifice de sortie de gaz (4), ladite coiffe (12) étant mobile par rapport à l'embase (2) entre au moins :
    . une position de fermeture dans laquelle la coiffe (12) vient repousser le clapet de détente (20) contre le siège de clapet (21) de manière à obturer totalement l'orifice de détente (22) et empêcher toute détente de gaz, et
    . une position de détente dans laquelle la coiffe (12) permet au clapet de détente (20) de s'éloigner d'une distance donnée du siège de clapet (21) de manière à libérer l'orifice de détente (22) et à permettre une réduction de pression du gaz entre le clapet (20) et le siège de clapet (21), et une circulation du gaz à basse pression dans le passage de gaz à basse pression (15) de la coiffe (12),
    - au moins un élément élastique (13) venant repousser élastiquement la coiffe (12) dans un sens tendant à l'éloigner de l'embase (2) pour la faire passer de la position de fermeture à la position de détente,
    - un dispositif de verrouillage (11, 14) coopérant avec l'embase (2) et la coiffe (12) pour maintenir la coiffe (12) en position de fermeture, le dispositif de verrouillage (11, 14) comprenant au moins une tige de blocage (14) et un organe de préhension (11) pouvant être saisi manuellement par un utilisateur,
    caractérisé en ce que la tige de blocage (14) du dispositif de verrouillage (11, 14) traverse un passage de la coiffe (12) et coopère avec un logement (42) de l'embase (2) pour maintenir la coiffe (12) en position de fermeture.
  2. Robinet selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la coiffe (12) est mobile en translation par rapport à l'embase (2).
  3. Robinet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique (13) est agencé entre l'embase (2) et la coiffe (12).
  4. Robinet selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de préhension (11) est une poignée.
  5. Robinet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (14) s'extrait du logement (42) et du passage aménagé dans la coiffe (12), lorsque l'utilisateur opère une traction sur la poignée (11).
  6. Robinet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extraction de la tige (14) hors du logement (42) et du passage aménagé dans la coiffe (12), libère la coiffe (12), débloque le ressort (13) et permet audit ressort (13) de repousser la coiffe (12) vers la position de détente
  7. Robinet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coiffe (12) agit sur le clapet de détente (20) par l'intermédiaire d'au moins un élément actionneur (16) agencé entre la coiffe (12) et l'embase (2).
  8. Robinet selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément actionneur (16) comprend une partie tubulaire (24) allongée comprenant un passage interne (25) de gaz et portant, à l'une de ses extrémités (24b), une collerette (23) solidaire de la partie tubulaire (24).
  9. Robinet selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'élément élastique (13) agit sur l'élément actionneur (16) pour repousser élastiquement la coiffe (12) dans un sens tendant à l'éloigner de l'embase (2), de préférence l'élément élastique (13) agit sur la collerette (23) de l'élément actionneur (16).
  10. Robinet selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pièce manchon (19) comprenant un passage interne au sein duquel coulisse l'élément actionneur (16) lors du passage de la position de fermeture à la position de détente.
  11. Robinet selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pièce manchon (19) comprend un épaulement périphérique (27) sur lequel vient agir l'élément élastique (13).
  12. Robinet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
    - l'embase (2) comprend en outre une extrémité de fixation (6) conformée pour permettre une fixation du robinet (1) sur un récipient de gaz, de préférence l'extrémité de fixation (6) porte un filetage (8) permettant une fixation par vissage du robinet (1) sur un récipient de gaz, et/ou
    - la coiffe (12) comporte un raccord de sortie (7) traversé par le passage de gaz à basse pression (15) et portant l'orifice de sortie de gaz (4), de préférence le raccord de sortie (7) se projette verticalement et coaxialement à l'axe (AA) du robinet (1).
  13. Récipient de gaz (30) comprenant un corps de récipient (31) apte à et conçu pour contenir un gaz sous pression et un robinet (1) selon l'une des revendications précédentes fixé audit corps de récipient (31).
  14. Utilisation d'un récipient de gaz (30) selon la revendication 13 pour stocker et distribuer un gaz, en particulier de l'oxygène.
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