EP3280948A1 - Robinet et réservoir de fluide sous pression - Google Patents

Robinet et réservoir de fluide sous pression

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EP3280948A1
EP3280948A1 EP16720881.8A EP16720881A EP3280948A1 EP 3280948 A1 EP3280948 A1 EP 3280948A1 EP 16720881 A EP16720881 A EP 16720881A EP 3280948 A1 EP3280948 A1 EP 3280948A1
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EP
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sensor
magnetic
control member
valve
power supply
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EP16720881.8A
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Christophe Roland Rezel
Nouredine KISSI
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Definitions

  • the present invention relates to a valve for a fluid reservoir under pressure and a bottle comprising such a valve.
  • the invention more particularly relates to a valve for a fluid reservoir under pressure
  • a body housing a withdrawal circuit comprising an upstream first end intended to communicate a fluid storage volume under pressure and a second downstream end intended to be connected to an organ.
  • the withdrawal circuit comprising a flow control member and / or the pressure of the fluid drawn between the upstream and downstream ends
  • the valve comprising a body e manual control of the regulating member, the organ control member being movably mounted relative to the valve body and cooperating with the regulating member to control the flow rate and / or the fluid pressure admitted to flow from the upstream end to the downstream end according to the position of the valve member.
  • the valve comprising a device for detecting the position of the electric powered control member
  • the valve comprises a power source connected to said detection device.
  • the invention relates in particular to an electrical or electronic system for detecting the position of a movable valve selector provided with a switch making it possible to allow or interrupt the power supply of at least a portion of the detection device by the power source according to the position the position of the control member.
  • the switch can be used to allow or interrupt the power supply of other electrical components of the tap or connected to the tap.
  • US3839662 discloses a position detection device comprising a plurality of fixed discrete sensors cooperating with a plurality of mobile discrete elements (see also WO201216420A or WO2014053371 A).
  • An object of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages of the prior art noted above.
  • the valve according to the invention is essentially characterized in that the detection device comprises a single discrete mobile magnetic element integral with the organ a first sensor and a second sensor mounted fixed on the body of the valve, the first sensor being a magnetic sensor electrically powered by the power source, the second sensor being configured to form with the control member a switch interrupting the power supply of the first sensor by the power supply when the control member is in at least a first predetermined position and allowing the power supply of the first sensor by the power supply when the organ in at least a second determined position.
  • This structure makes it possible in particular to guarantee both a low power consumption, a reduced reaction time and a high detection accuracy.
  • embodiments of the invention may include one or more of the following features:
  • the magnetic element comprises a permanent magnet generating a magnetic field
  • the first sensor being a magnetic sensor for measuring the magnetic field for determining the position of the control member from a measured value of said magnetic field
  • the first sensor is a magnetic sensor measuring at least one of: the angle of the magnetic field, the intensity of the magnetic field, the orientation of the magnetic field,
  • the second sensor is a magnetic sensor
  • the second sensor comprises or consists of an electric switch with magnetic actuation
  • the valve comprises an electronic storage acquisition and data processing element, in particular an integrated circuit and / or microprocessor, and in that the detection device is connected to said electronic device and in that the electronic device is configured to control the power supply or interrupting the power supply of the first sensor by the power supply source as a function of a signal delivered by the second sensor and / or a switching state of the second sensor,
  • the first sensor is a magnetic sensor for measuring the magnetic field angle of the magnetic element and converting the measured angle value into an electrical signal of a given intensity, for example an electrical voltage, said electrical signal being transmitted to the electronic storage acquisition and data processing member and in that the control member (5) is movable in a plurality of determined second distinct positions in which the values of the magnetic field angle of the measured magnetic element are distinct and are converted into electrical signals of respective distinct intensities,
  • the control member is rotatably mounted about an axis of rotation on the valve body
  • the magnetic element comprises a bipolar magnet, that is to say comprising a north pole and a south pole, the axis passing through the two poles of the magnetic element not being parallel to the axis of rotation of the control organ,
  • the control member is movable between a first "closure” position in which the control member has the regulating member in a closure configuration of the first withdrawal circuit and a plurality of second positions called “d" opening "in which the control member has the regulator in respective opening configurations of the first withdrawal circuit to allow fluid to flow from the upstream end to the downstream end with a flow and / or a determined pressure, when the control member is in its first closed position, the magnetic field of the magnetic element element activating the second sensor to trigger the interruption of the power supply of the first sensor by the power source when the control member is at least one of the second open positions, the magnetic field of the magnetic element element not activating the second sensor and allowing power supply of the first sensor by the power source
  • the valve comprises an electronic data indicating device (s) relative to the fluid content in a bottle connected to the tap, the electronic indication device comprising a data acquisition and data acquisition member and at least one data display connected to the data acquisition and data acquisition unit, the position sensor being connected to the data storage and processing acquisition member in order to transmit to the latter
  • the first sensor is configured to perform measurements periodically with a controlled variable frequency, in particular a first high frequency in a time interval following a detection of a passage of the control member from the first position to a second position and a second reduced frequency lower than the first frequency after a determined time interval and / or when the pressure measured by a pressure sensor in the bottle detects a pressure below a determined threshold, i.e. measurement of the first sensor can be clocked differently depending on the time and / or situation: a fast response time when opening the tap, then less often (see very rarely) when the measured pressure indicates an empty bottle for example ,
  • the device for detecting the position of the control member comprises a single mobile detectable element constituted by the magnetic element and two detection elements constituted by the first and second sensors,
  • the first and second sensors are disposed adjacently and offset in a direction transverse to the axis of rotation of the control member and / or offset in a direction parallel to the axis of rotation of the control member and / or offset according to an angle of rotation relative to the axis of rotation, the axis passing through the two poles of the magnetic element is perpendicular to the axis of rotation of the control member,
  • the valve comprises a pressure sensor intended to measure the pressure within the storage volume of a bottle of fluid connected to the tap, the pressure sensor being connected to the storage acquisition and data processing element for transmitting to the latter a signal representative of the measured fluid pressure, the storage acquisition and data processing member being configured, in response to the reception of this pressure signal, to calculate and display on the display a information of autonomy or fluid content remaining,
  • the data acquisition and data acquisition device is configured to automatically calculate and display an update of the autonomy or fluid content information on receipt of a signal from the position sensor indicating a change of flow rate and / or the fluid pressure imposed by the regulator via the control member,
  • the invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the above or below features.
  • the invention also relates to a bottle of pressurized fluid comprising a valve according to any one of the above characteristics or hereafter.
  • FIG. 1 represents a schematic and partial side view illustrating a tap mounted on a bottle of pressurized gas according to a possible embodiment of the invention
  • FIG. 2 schematically and partially shows the structure and operation of a part of the valve of FIG. 1, in particular a position detection device of a selector,
  • FIG. 3 schematically and partially shows an example of a measurement curve of a sensor of the detection device of FIG. 2 as a function of the position of the selector
  • FIGS. 4 and 5 are diagrammatic and partial vertical sectional views of a detail of a tap illustrating respectively two positions of a movable control member (selector) provided with a position detection device according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 6 represents a vertical sectional view similar to that of FIG. 4 illustrating a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 represents a schematic and partial side view illustrating a possible example of a magnet of the detection device according to the invention
  • FIG. 8 schematically and partially shows the structure and operation of a portion of the valve of FIG. 1.
  • the tap illustrated in FIGS. 1 and 8 in particular conventionally comprises a body housing a draw-off circuit 3 comprising an upstream first end 13 intended to communicate a pressurized fluid storage volume (the inside of the bottle 2) and a second end 23. downstream intended to be connected to a user device of the withdrawn gas (for example oxygen for a patient, a fan, a mask or any other device).
  • a draw-off circuit 3 comprising an upstream first end 13 intended to communicate a pressurized fluid storage volume (the inside of the bottle 2) and a second end 23. downstream intended to be connected to a user device of the withdrawn gas (for example oxygen for a patient, a fan, a mask or any other device).
  • the withdrawal circuit 3 comprises a member 4 for regulating the flow rate and / or the pressure of the fluid drawn between the upstream and downstream ends 13.
  • This regulating member 4 may comprise a flow and / or pressure regulator comprising, for example, For example, a valve, a system of calibrated orifices or any other suitable device.
  • the valve 1 comprises a member 5 for manual control of the control member 4, that is to say a selector operable at least manually.
  • control member 4 is mounted movably relative to the valve body 1, for example in rotation, and cooperates with the regulating member 4 to control the flow rate and / or the fluid pressure allowed to flow from the end 13 upstream to the downstream end 23 according to the position of the control member 5 relative to the body. That is to say that the position of the selector 5 modifies (mechanically and / or electrically and / or pneumatically and / or hydraulically) the regulation of the flow rate or of the gas pressure in the circuit imposed by the regulating member 4 .
  • the valve 1 further comprises an electrical device 9 for detecting the position of the control member 5.
  • the valve 1 comprises a supply source 7 connected to said detection device 9 (and possibly other electrical organs).
  • the power source 7 comprising for example an electric battery.
  • the detection device 9 comprises a single movable discrete magnetic element 12 integral with the control member 5 as well as a first sensor 15 and a second sensor 16 fixedly mounted on the valve body 1.
  • the first sensor 15 is preferably a magnetic sensor electrically powered by the power source 7 or any other equivalent sensor.
  • the second sensor 16 is itself structurally and / or functionally configured to form a switch with the control member 5. This switch is configured to interrupt the power supply of the first sensor 15 by the power source 7 when the control member 5 is in at least a first predetermined position and allow the power supply of the first sensor 15 by the source 7 power supply when the control member 12 is in at least a second predetermined position.
  • the second sensor 16 is preferably a magnetic sensor.
  • the second sensor 16 comprises or consists of a magnetic actuated electrical switch.
  • the first sensor 15 is a magnetic switch ("Reed Switch"), a flexible blade switch (“ILS”) or bimetallic or other suitable sensor.
  • this first sensor 15 is a sensor of the AC01 1520 type from CELDUC.
  • the switch via the second sensor 16 interrupts the power supply of the first sensor 15 when the control member 5 is in a closed position of the tap circuit (no flow downstream) and allows, on the contrary, the power supply when the control member 5 is in a position of opening the circuit (gas withdrawal and non-zero flow downstream).
  • This simple and inexpensive structure allows a fast reaction time of the position detection of the selector 5 and also allows to reduce and control the power consumption of the detection device and more generally the valve.
  • the switch and / or the first sensor can control the supply or activation of other electrical components of the valve according to the detected position of the control member 5.
  • the magnetic element 12 carried by the control member 5 comprises or consists of a permanent magnet generating a magnetic field.
  • the first sensor 15 is itself a magnetic sensor for measuring the magnetic field to determine the position of the control member 5 from a measured value of said magnetic field.
  • the first sensor 15 is for example a magnetic sensor measuring at least one of: the angle of the magnetic field, the intensity of the magnetic field, the orientation of the magnetic field.
  • the first sensor 15 detects the precise position of the control member 5 while the second sensor 16 constitutes a switch that controls the supply or not of the first sensor (and possibly other electrical devices) . That is to say that the power consumption of the device is reduced (first sensor put to sleep or switched off as well as other organs) in certain specific situations including: closed tap, empty bottle, ...
  • the valve 1 preferably comprises an electronic member 17 for storing data storage and processing, in particular an integrated circuit and / or a microprocessor.
  • the detection device 9 is connected to said electronic member or integrated therewith.
  • the electronic member 17 may be configured to control the power supply or the interruption of the power supply of the first sensor 15 by the power supply source 7 as a function of a signal delivered by the second sensor 16 and / or a switching state of the second sensor 16.
  • the first sensor 15 is preferably a magnetic sensor for measuring the angle of the magnetic field of the magnetic element 12 and converting the measured angle value into a signal, for example electrical, of a given intensity.
  • this signal may include an electrical voltage.
  • the electrical signal can be transmitted to the electronic storage acquisition and data processing member.
  • control member 5 can be movable in a plurality of determined second distinct positions in which the values of the magnetic field angle of the measured magnetic element 12 are distinct and are converted into electrical signals of natures or colors. distinct intensities respectively. This makes it possible to measure and determine one position among others with a simple structure, few parts and reduced power consumption.
  • FIG. 3 illustrates, for example, a representative signal (ordinate representing for example a voltage value V in Volt) as a function of positions (twelve positions P on the abscissa).
  • the control member 5 is for example rotatably mounted about an axis A of rotation on the valve body. That is to say that the control member is for example a rotary selector.
  • this structure can be used to detect a position of a movable selector in translation or mobile according to other simple or complex movements.
  • the magnetic element 12 comprises or consists of a bipolar magnet that is to say comprising a north pole (N) and a south pole (S), cf. FIG. 7.
  • N north pole
  • S south pole
  • the axis passing through the two poles and perpendicular to the two poles of the magnetic element 12 is not parallel to the axis of rotation of the control member.
  • FIGS. 4 to 6 illustrate two non-limiting examples of integration of such a magnet 12 in a rotary selector.
  • the magnet 12 can be fixed on the selector 5 in a cavity remote from the axis A of rotation.
  • FIG. 4 illustrates the magnet 12 in an adjacent position (opposite) of the second sensor 16 and in a first position relative to the first sensor 15.
  • the position of FIG. 4 can correspond, for example, to a closed position of the valve (selector 5) in the closed position of the circuit.
  • the selector 5 has been rotated about its axis A (for example 180 degrees)
  • the magnet 12 is in a position relatively further from the second sensor 16 and in a second position relative to the first sensor 15
  • the magnet 12 and the two sensors 15, 16 are located for example in respective parallel planes, respectively.
  • the magnet 12 and on the other hand the two sensors 15, 16 are for example located respectively in two planes perpendicular to the axis A of rotation (for example vertical planes when the valve is in position vertical).
  • the magnet 12 moves in a plane perpendicular to the axis A of rotation and does not contain the sensor (s) 15, 16.
  • the sensor (s) 15, 16 and the magnet 12 may be located at the same distance from the axis A of rotation (or a different distance).
  • the magnet 12 may have a different orientation relative to the axis A of rotation.
  • the one or more sensors 15, 16 may be placed around the magnet (concentrically with respect to the axis A of rotation). That is to say that the magnet 12 moves in a plane perpendicular to the axis A of rotation and can contain the sensor or sensors 15, 16.
  • the sensor or sensors 15, 16 and the magnet 12 can be located at different distances from the axis A of rotation.
  • control member 5 is movable between a first so-called “closing” position in which the control member 5 has the regulating member 4 in a closure configuration of the first withdrawal circuit 3 and a plurality of second so-called “opening” positions in which the control member 5 has the regulating member 4 in respective opening configurations of the first withdrawal circuit 3 to allow fluid to flow from the upstream end 13 to the downstream end 23 with respective determined flow rates (or respective pressures).
  • the magnetic field of the magnetic element element 12 activates the second sensor 16 to preferably trigger the interruption of the power supply of the first sensor 15 by the source 7 power supply.
  • the control member 5 is at least one of the second open positions (for example one of the selected non-zero flow rates)
  • the magnetic field of the magnetic element element 12 does not activate the second sensor 16 and allows power supply of the first sensor 15 by the power source 7.
  • the valve 1 may comprise an electronic data indicating device 6 relative to the content of fluid in a bottle connected to the tap 1, such as an intelligent electronic manometer (see FIG. example FR2868160A1 or FR2915798A1).
  • the electronic indication device 6 comprises, for example, a data storage and data acquisition member 17 and at least one data display 8 connected to the data acquisition and data acquisition member 17.
  • the position sensor 9 may be connected to the storage acquisition and data processing member 17 for transmitting thereto a signal representative of the flow rate and / or the fluid pressure imposed by the control member 4.
  • the storage acquisition and data processing member 7 may be configured, in response to the reception of this flow rate and / or imposed pressure signal, to control the display on the display 8 of FIG.
  • the storage acquisition and data processing unit 17 can be configured to calculate a quantity of remaining gas (autonomy in volume or in duration of use) from this measurement and / or a measurement of pressure within the bottle).
  • the selector position sensor device and in particular the switch formed by the second sensor 16 can also selectively control the power supply of the display or adapt its display according to the detected position of the selector 5.
  • the measurement frequency of the sensor or display can be changed automatically.
  • the sampling frequency of the first 15 and / or the second sensor 16 can be decreased when the pressure is low (empty or almost empty bottle).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Robinet comprenant un circuit (3) de soutirage comprenant une première extrémité (13) amont et une seconde extrémité (23) aval, le circuit (3) de soutirage comprenant un organe (4) de régulation du débit et/ou de la pression du fluide soutiré, le robinet (1) comprenant un organe (5) mobile de commande manuelle de l'organe (4) de régulation, le robinet (1) comportant un dispositif (9) de détection de la position de l'organe (5) de commande alimenté électriquement par une source (7) d'alimentation électrique, le dispositif (9) de détection comprenant un unique élément (12) magnétique discret mobile solidaire de l'organe (5) de commande ainsi qu'un premier capteur (15) et un second capteur (16) montés fixes sur le corps du robinet, le premier capteur (15) étant un capteur magnétique alimenté électriquement par la source (7) d'alimentation,le second capteur (16) étant configuré pour former avec l'organe (5) de commande un interrupteur interrompant l'alimentation électrique du premier capteur (15) par la source (7) d'alimentation électrique lorsque l'organe (5) de commande est dans au moins une première position déterminée et autorisant l'alimentation électrique du premier capteur (15) par la source (7) d'alimentation électrique lorsque l'organe (12) de commande est dans au moins un seconde position déterminée

Description

Robinet et réservoir de fluide sous pression
La présente invention concerne un robinet pour réservoir de fluide sous pression et une bouteille comportant un tel robinet.
L'invention concerne plus particulièrement un robinet pour réservoir de fluide sous pression comprenant un corps abritant un circuit de soutirage comprenant une première extrémité amont destinée à communiquer un volume de stockage de fluide sous pression et une seconde extrémité aval destinée à être raccordée à un organe utilisateur du gaz soutiré, le circuit de soutirage comprenant un organe de régulation du débit et/ou de la pression du fluide soutiré entre les extrémités amont et aval, le robinet comprenant un organe e commande manuelle de l'organe de régulation, l'organe de commande étant monté mobile relativement au corps du robinet et coopérant avec l'organe de régulation pour contrôler le débit et/ou la pression de fluide admis à circuler de l'extrémité amont vers l'extrémité aval selon la position de l'organe de commande par rapport au corps, le robinet comportant un dispositif de détection de la position de l'organe de commande alimenté électriquement, le robinet comprenant une source d'alimentation électrique reliée audit dispositif de détection.
L'invention concerne notamment un système électrique ou électronique de détection de la position d'un sélecteur mobile de robinet muni d'un interrupteur permettant d'autoriser ou d'interrompre l'alimentation électrique d'au moins une partie du dispositif de détection par la source d'alimentation électrique en fonction de la position la position de l'organe de commande.
L'interrupteur peut être utilisé pour autoriser ou interrompre l'alimentation électrique d'autres organes électriques du robinet ou reliés au robinet.
Le document US3839662 décrit un dispositif de détection de position comprenant plusieurs capteurs discrets fixes coopérant avec plusieurs éléments discrets mobiles (cf. également WO201216420A ou WO2014053371 A).
Ces dispositifs connus présentent cependant des inconvénients parmi lesquels : une structure complexe ou coûteuse, une imprécision de mesure par exemple entre deux positions référencées, une consommation d'énergie excessive, un temps de réaction trop faible... Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, le robinet selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un unique élément magnétique discret mobile solidaire de l'organe de commande ainsi qu'un premier capteur et un second capteur montés fixes sur le corps du robinet, le premier capteur étant un capteur magnétique alimenté électriquement par la source d'alimentation, le second capteur étant configuré pour former avec l'organe de commande un interrupteur interrompant l'alimentation électrique du premier capteur par la source d'alimentation électrique lorsque l'organe de commande est dans au moins une première position déterminée et autorisant l'alimentation électrique du premier capteur par la source d'alimentation électrique lorsque l'organe de commande est dans au moins un seconde position déterminée.
Cette structure permet notamment de garantir à la fois une consommation électrique faible, un temps de réaction réduit et une précision de détection importante.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l'élément magnétique comprend un aimant permanent générant un champ magnétique, le premier capteur étant un capteur magnétique de mesure du champ magnétique pour déterminer la position de l'organe de commande à partir d'une valeur mesurée dudit champ magnétique,
- le premier capteur est un capteur magnétique de mesure de l'un au moins parmi : l'angle du champ magnétique, l'intensité du champ magnétique, l'orientation du champ magnétique,
- le second capteur est un capteur magnétique,
- le second capteur comprend ou est constitué d'un interrupteur électrique à actionnement magnétique,
- le robinet comprend un organe électronique d'acquisition de stockage et de traitement de données, notamment un circuit intégré et/ou microprocesseur et en ce que le dispositif de détection est relié audit organe électronique et en ce que l'organe électronique est configuré pour commander l'alimentation électrique ou l'interruption de l'alimentation électrique du premier capteur par la source d'alimentation électrique en fonction d'un signal délivré par le second capteur et/ou d'un état de commutation du second capteur,
- le premier capteur est un capteur magnétique de mesure de l'angle du champ magnétique de l'élément magnétique et convertissant la valeur d'angle mesuré en un signal électrique d'intensité déterminée, par exemple une tension électrique, ledit signal électrique étant transmis à l'organe électronique d'acquisition de stockage et de traitement de données et en ce que l'organe (5) de commande est mobile dans une pluralité de secondes positions distinctes déterminées dans lesquelles les valeurs de l'angle du champ magnétique de l'élément magnétique mesurées sont distinctes et sont converties en des signaux électriques d'intensités distinctes respectives,
- l'organe de commande est monté mobile en rotation autour d'un axe de rotation sur le corps du robinet,
- l'élément magnétique comprend un aimant bipolaire c'est-à-dire comprenant un pôle nord et un pôle sud, l'axe passant par les deux pôles de l'élément magnétique n'étant pas parallèle à l'axe de rotation de l'organe de commande,
- l'organe de commande est déplaçable entre une première position dite « de fermeture » dans laquelle l'organe de commande dispose l'organe de régulation dans une configuration de fermeture du premier circuit de soutirage et une pluralité de secondes positions dites « d'ouverture » dans lesquelles l'organe de commande dispose l'organe de régulation dans des configurations respectives d'ouverture du premier circuit de soutirage pour autoriser du fluide à circuler de l'extrémité amont vers l'extrémité aval avec un débit et/ou une pression déterminée, lorsque l'organe de commande est dans sa première position de fermeture, le champ magnétique de l'élément élément magnétique activant le second capteur pour déclencher l'interruption de l'alimentation électrique du premier capteur par la source d'alimentation électrique, lorsque l'organe de commande est l'une au moins des secondes positions d'ouverture, le champ magnétique de l'élément élément magnétique n'activant pas le second capteur et autorisant alimentation électrique du premier capteur par la source d'alimentation électrique - le robinet comprend un dispositif électronique d'indication de donnée(s) relative(s) au contenu de fluide dans une bouteille raccordée au robinet, le dispositif électronique d'indication comprenant un organe d'acquisition de stockage et de traitement de données et au moins un afficheur de données relié à l'organe d'acquisition de stockage et de traitement de données, le capteur de position étant relié à l'organe d'acquisition de stockage et de traitement de données pour transmettre à ce dernier un signal représentatif du débit et/ou la pression de fluide imposé par l'organe de régulation, l'organe d'acquisition de stockage et de traitement de données étant configuré, en réponse à la réception de ce signal de débit et/ou de pression imposé, pour commander l'affichage sur l'afficheur d'une information relative du débit et/ou la pression de fluide imposé par l'organe de régulation et/ou du mode d'utilisation du robinet,
- le premier capteur est configuré pour réaliser des mesures de façon périodiques avec une fréquence variable contrôlée, notamment une première fréquence élevée dans un intervalle de temps consécutif à une détection d'un passage de l'organe de commande de la première position vers une seconde position et une seconde fréquence réduite inférieure à la première fréquence après un intervalle de temps déterminé et/ou lorsque la pression mesurée par un capteur de pression dans la bouteille détecte une pression inférieure à un seuil déterminé, c'est-à-dire que la mesure du premier capteur peut être cadencée différemment en fonction du temps et/ou de la situation : un temps de réponse rapide à l'ouverture du robinet, puis moins souvent (voir très peu souvent) lorsque la pression mesurée indique une bouteille vide par exemple,
- le dispositif de détection de la position de l'organe de commande comprend un unique élément détectable mobile constitué par l'élément magnétique et deux éléments de détection constitués par les premier et second capteurs,
- les premier et second capteurs sont disposés de façon adjacente et décalée selon une direction transversale à l'axe de rotation de l'organe de commande et/ou décalée selon une direction parallèle à l'axe de rotation de l'organe de commande et/ou décalée selon un angle de rotation par rapport à l'axe de rotation, - l'axe passant par les deux pôles de l'élément magnétique est perpendiculaire à l'axe de rotation l'organe de commande,
- le robinet comporte un capteur de pression destiné à mesurer la pression au sein du volume de stockage d'une bouteille de fluide raccordée au robinet, le capteur de pression étant relié à l'organe d'acquisition de stockage et de traitement de données pour transmettre à ce dernier un signal représentatif de la pression de fluide mesurée, l'organe d'acquisition de stockage et de traitement de données étant configuré, en réponse à la réception de ce signal de pression, pour calculer et afficher sur l'afficheur une information d'autonomie ou de contenu de fluide restant,
- l'organe d'acquisition de stockage et de traitement de données est configuré pour calculer et afficher automatiquement une mise à jour de l'information d'autonomie ou de contenu de fluide à la réception d'un signal du capteur de position indiquant un changement débit et/ou la pression de fluide imposé par l'organe de régulation via l'organe de commande,
L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.
L'invention concerne également une bouteille de fluide sous pression comprend un robinet selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci- après.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
- la figure 1 représente une vue de côté, schématique et partielle, illustrant un robinet monté sur une bouteille de gaz sous pression selon un exemple de réalisation possible de l'invention,
- la figure 2 illustre, de façon schématique et partielle, la structure et le fonctionnement d'une partie du robinet de la figure 1 , en particulier un dispositif de détection de position d'un sélecteur,
- la figure 3 illustre, de façon schématique et partielle, un exemple de courbe de mesure d'un capteur du dispositif de détection de la figure 2 en fonction de la position du sélecteur,
- les figures 4 et 5 représentent des vues en coupe verticale, schématiques et partielles, d'un détail d'un robinet illustrant respectivement deux positions d'un organe de commande mobile (sélecteur) muni d'un dispositif de détection de position selon un premier exemple de réalisation,
- la figure 6 représente une vue en coupe verticale similaire à celle de la figure 4 illustrant un second exemple de réalisation,
- la figure 7 représente une vue de côté, schématique et partielle, illustrant un exemple possible d'aimant du dispositif de détection selon l'invention,
- la figure 8 illustre, de façon schématique et partielle, la structure et le fonctionnement d'une partie du robinet de la figure 1 .
Le robinet illustré aux figures 1 et 8 notamment comprend classiquement un corps abritant un circuit 3 de soutirage comprenant une première extrémité 13 amont destinée à communiquer un volume de stockage de fluide sous pression (l'intérieur de la bouteille 2) et une seconde extrémité 23 aval destinée à être raccordée à un organe utilisateur du gaz soutiré (par exemple de l'oxygène pour un patient, un ventilateur, un masque ou tout autre appareil).
Le circuit 3 de soutirage comprend un organe 4 de régulation du débit et/ou de la pression du fluide soutiré entre les extrémités amont 13 et aval 23. Cet organe 4 de régulation peut comprendre un régulateur de débit et/ou de pression comprenant, par exemple, une vanne un système d'orifices calibrés ou tout autre dispositif approprié.
Le robinet 1 comprend un organe 5 de commande manuelle de l'organe 4 de régulation, c'est-à-dire un sélecteur actionnable au moins manuellement.
Classiquement, l'organe 4 de commande est monté mobile relativement au corps du robinet 1 , par exemple en rotation, et coopère avec l'organe 4 de régulation pour contrôler le débit et/ou la pression de fluide admis à circuler de l'extrémité 13 amont vers l'extrémité aval 23 selon la position de l'organe 5 de commande par rapport au corps. C'est-à-dire que la position du sélecteur 5 modifie (mécaniquement et/ou électriquement et/ou pneumatiquemnet et/ou hydrauliquement) le réglage du débit ou de la pression de gaz dans le circuit imposé par l'organe 4 de régulation.
Le robinet 1 comporte en outre un dispositif 9 électrique de détection de la position de l'organe 5 de commande. A cet effet, le robinet 1 comprend une source 7 d'alimentation reliée audit dispositif 9 de détection (et éventuellement d'autres organes électriques). La source 7 d'alimentation comprenant par exemple une pile électrique.
Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif 9 de détection comprend un unique élément 12 magnétique discret mobile solidaire de l'organe 5 de commande ainsi qu'un premier capteur 15 et un second capteur 16 montés fixes sur le corps du robinet 1 .
Le premier capteur 15 est de préférence un capteur magnétique alimenté électriquement par la source 7 d'alimentation ou tout autre capteur équivalent. Le second capteur 16 est quant à lui configuré structurellement et/ou fonctionnellennent pour former avec l'organe 5 de commande un interrupteur. Cet interrupteur est configuré pour interrompre l'alimentation électrique du premier capteur 15 par la source 7 d'alimentation électrique lorsque l'organe 5 de commande est dans au moins une première position déterminée et autoriser l'alimentation électrique du premier capteur 15 par la source 7 d'alimentation électrique lorsque l'organe 12 de commande est dans au moins un seconde position déterminée. Le second capteur 16 est de préférence un capteur magnétique. Par exemple, le second capteur 16 comprend ou est constitué d'un interrupteur électrique à actionnement magnétique. Par exemple, le premier capteur 15 est un interrupteur magnétique (« Reed Switch »),un interrupteur à lame souple (« ILS ») ou bilame ou tout autre capteur approprié. Par exemple, ce premier capteur 15 est un capteur du type AC01 1520 de la société CELDUC.
Par exemple, l'interrupteur (via le second capteur 16) coupe l'alimentation électrique du premier capteur 15 lorsque l'organe 5 de commande est dans une position de fermeture du circuit du robinet (débit nul en aval) et autorise au contraire l'alimentation électrique lorsque l'organe 5 de commande est dans une position de d'ouverture du circuit (soutirage de gaz et débit non nul en aval).
Cette structure simple et peu coûteuse permet un temps de réaction rapide de la détection de position du sélecteur 5 et permet en outre de réduire et maîtriser la consommation électrique du dispositif de détection et plus généralement du robinet.
A cet effet l'interrupteur et/ou le premier capteur peut commander l'alimentation ou l'activation d'autres organes électriques du robinet selon la position détectée de l'organe 5 de commande. De préférence, l'élément 12 magnétique porté par l'organe 5 de commande comprend ou est constitué d'un aimant permanent générant un champ magnétique. Le premier capteur 15 est quant à lui un capteur magnétique de mesure du champ magnétique pour déterminer la position de l'organe 5 de commande à partir d'une valeur mesurée dudit champ magnétique.
Le premier capteur 15 est par exemple un capteur magnétique de mesure de l'un au moins parmi : l'angle du champ magnétique, l'intensité du champ magnétique, l'orientation du champ magnétique.
C'est-à-dire que le premier capteur 15 détecte la position précise de l'organe 5 de commande tandis que second capteur 16 constitue un interrupteur qui commande l'alimentation ou non du premier capteur (et éventuellement d'autres organes électriques). C'est-à-dire que la consommation électrique du dispositif est réduite (premier capteur mis en sommeil ou éteint ainsi que d'autres organes) dans certaines situations déterminées notamment : robinet fermé, bouteille vide, ...
Le robinet 1 comprend de préférence un organe 17 électronique d'acquisition de stockage et de traitement de données, notamment un circuit intégré et/ou un microprocesseur. Le dispositif 9 de détection est relié audit organe 17 électronique ou intégré à ce dernier. L'organe 17 électronique peut être configuré pour commander l'alimentation électrique ou l'interruption de l'alimentation électrique du premier capteur 15 par la source 7 d'alimentation électrique en fonction d'un signal délivré par le second capteur 16 et/ou d'un état de commutation du second capteur 16.
Le premier capteur 15 est de préférence un capteur magnétique de mesure de l'angle du champ magnétique de l'élément 12 magnétique et convertissant la valeur d'angle mesuré en un signal par exemple électrique d'intensité déterminée.
Par exemple, ce signal peut comprendre une tension électrique. Le signal électrique peut être transmis à l'organe 17 électronique d'acquisition de stockage et de traitement de données.
Ainsi, l'organe 5 de commande peut être mobile dans une pluralité de secondes positions distinctes déterminées dans lesquelles les valeurs de l'angle du champ magnétique de l'élément 12 magnétique mesurées sont distinctes et sont converties en des signaux électriques de natures ou d'intensités distinctes respectives. Ceci permet de mesurer et déterminer une position parmi d'autres avec une structure simple, peu de pièces et une consommation électrique réduite.
La figure 3 illustre par exemple un signal représentatif (ordonnées représentant par exemple une valeur de tension V en Volt) en fonction de positions (douze positions P en abscisse).
L'organe 5 de commande est par exemple monté mobile en rotation autour d'un axe A de rotation sur le corps du robinet. C'est-à-dire que l'organe de commande est par exemple un sélecteur rotatif. Bien entendu, cette structure peut être utilisée pour détecter une position d'un sélecteur mobile en translation ou mobile selon d'autres mouvements simples ou complexes.
Par exemple, l'élément 12 magnétique comprend ou est constitué d'un aimant bipolaire c'est-à-dire comprenant un pôle nord (N) et un pôle sud (S), cf. figure 7. De préférence, l'axe passant par les deux pôles et perpendiculaire aux deux pôles de l'élément 12 magnétique n'est pas parallèle à l'axe de rotation de l'organe 5 de commande.
Les figures 4 à 6 illustrent deux exemples non limitatifs d'intégration d'un tel aimant 12 dans un sélecteur rotatif. L'aimant 12 peut être fixé sur le sélecteur 5 dans une cavité éloignée de l'axe A de rotation. La figure 4 illustre l'aimant 12 en position adjacente (en face) du second capteur 16 et dans une première position relativement au premier capteur 15. La position de la figure 4 peut correspondre par exemple une position de fermeture du robinet (sélecteur 5) en position de fermeture du circuit. Dans la position de la figure 5 le sélecteur 5 a été tourné autour de son axe A (par exemple 180 degrés), l'aimant 12 est dans une position relativement plus éloignée du second capteur 16 et dans une seconde position relativement au premier capteur 15. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5 l'aimant 12 et les deux capteurs 15, 16 sont situés par exemple respectivement dans des plans parallèles distincts. Par exemple, d'une part l'aimant 12 et d'autre part les deux capteurs 15, 16 sont par exemple situés respectivement dans deux plans perpendiculaires à l'axe A de rotation (par exemple des plans verticaux lorsque le robinet est en position verticale).
Par exemple, l'aimant 12 se déplace dans un plan perpendiculaire à l'axe A de rotation et ne contenant pas le ou les capteurs 15, 16. Le ou les capteurs 15, 16 et l'aimant 12 peuvent être situés à une même distance de l'axe A de rotation (ou une distance différente).
Dans la variante de la figure 6 l'aimant 12 peut avoir une orientation différente par rapport à l'axe A de rotation. De plus, le ou les capteurs 15, 16 peuvent être placés autour de l'aimant (concentriquement par rapport à l'axe A de rotation). C'est-à-dire que l'aimant 12 se déplace dans un plan perpendiculaire à l'axe A de rotation et pouvant contenir le ou les capteurs 15, 16. Le ou les capteurs 15, 16 et l'aimant 12 peuvent être situés à des distances différentes de l'axe A de rotation.
Une multitude de positionnements relatifs de l'aimant 12 et des capteurs sont bien entendu possibles.
Par exemple, l'organe 5 de commande est déplaçable entre une première position dite « de fermeture » dans laquelle l'organe 5 de commande dispose l'organe 4 de régulation dans une configuration de fermeture du premier circuit 3 de soutirage et une pluralité de secondes positions dites « d'ouverture » dans lesquelles l'organe 5 de commande dispose l'organe 4 de régulation dans des configurations respectives d'ouverture du premier circuit 3 de soutirage pour autoriser du fluide à circuler de l'extrémité 13 amont vers l'extrémité aval 23 avec des débit déterminés respectifs (ou des pressions respectives).
Lorsque l'organe 5 de commande est dans sa première position de fermeture, le champ magnétique de l'élément élément 12 magnétique active le second capteur 16 pour de préférence déclencher l'interruption de l'alimentation électrique du premier capteur 15 par la source 7 d'alimentation électrique. Lorsque l'organe 5 de commande est l'une au moins des secondes positions d'ouverture (par exemple un des débits non nul sélectionné), le champ magnétique de l'élément élément 12 magnétique n'active pas le second capteur 16 et autorise alimentation électrique du premier capteur 15 par la source 7 d'alimentation électrique.
Comme illustré à la figure 1 , le robinet 1 peut comprendre un dispositif 6 électronique d'indication de donnée(s) relative(s) au contenu de fluide dans une bouteille raccordée au robinet 1 tel qu'un manomètre électronique intelligent (cf. par exemple FR2868160A1 ou FR2915798A1 ). Le dispositif 6 électronique d'indication comprend par exemple un organe 17 d'acquisition de stockage et de traitement de données et au moins un afficheur 8 de données relié à l'organe 17 d'acquisition de stockage et de traitement de données. Le capteur 9 de position peut être relié à l'organe 17 d'acquisition de stockage et de traitement de données pour transmettre à ce dernier un signal représentatif du débit et/ou la pression de fluide imposé par l'organe 4 de régulation. De plus, l'organe 7 d'acquisition de stockage et de traitement de données peut être configuré, en réponse à la réception de ce signal de débit et/ou de pression imposé, pour commander l'affichage sur l'afficheur 8 d'une information relative du débit et/ou la pression de fluide imposé par l'organe 4 de régulation et/ou du mode d'utilisation du robinet. De même l'organe 17 d'acquisition de stockage et de traitement de données peut être configuré pour calculer une quantité de gaz restante (autonomie en volume ou en durée d'utilisation) à partir ce cette mesure et/ou d'une mesure de pression au sein de la bouteille).
Le dispositif de capteur de position du sélecteur et notamment l'interrupteur formé par le second capteur 16 peut également commander sélectivement l'alimentation électrique de l'afficheur ou adapter son affichage en fonction de la position détectée du sélecteur 5.
De même, suivant la position détectée du sélecteur 5 tout ou partie du fonctionnement des organes d'interface (afficheur 8, capteurs...) peuvent être modifiés.
De même, lorsque la pression mesurée au sein de la bouteille 2 et/ou lorsque l'autonomie restante est en dessous d'un seuil (bouteille vide), la fréquence de mesure du ou des capteurs ou d'affichage peut être modifiée automatiquement. Notamment la fréquence d'échantillonnage du premier 15 et/ou du second capteur 16 peuvent être diminuées lorsque la pression est basse (bouteille vide ou presque vide).

Claims

REVENDICATIONS
1 . Robinet pour réservoir de fluide sous pression comprenant un corps abritant un circuit (3) de soutirage comprenant une première extrémité (13) amont destinée à communiquer un volume de stockage de fluide sous pression et une seconde extrémité (23) aval destinée à être raccordée à un organe utilisateur du gaz soutiré, le circuit (3) de soutirage comprenant un organe (4) de régulation du débit et/ou de la pression du fluide soutiré entre les extrémités amont (13) et aval (23), le robinet (1 ) comprenant un organe (5) de commande manuelle de l'organe (4) de régulation, l'organe (5) de commande étant monté mobile relativement au corps du robinet (1 ) et coopérant avec l'organe (4) de régulation pour contrôler le débit et/ou la pression de fluide admis à circuler de l'extrémité (13) amont vers l'extrémité aval (23) selon la position de l'organe (5) de commande par rapport au corps, le robinet (1 ) comportant un dispositif (9) de détection de la position de l'organe (5) de commande alimenté électriquement, le robinet (1 ) comprenant une source (7) d'alimentation électrique reliée audit dispositif (9) de détection, caractérisé en ce que le dispositif (9) de détection comprend un unique élément (12) magnétique discret mobile solidaire de l'organe (5) de commande ainsi qu'un premier capteur (15) et un second capteur (16) montés fixes sur le corps du robinet, le premier capteur (15) étant un capteur magnétique alimenté électriquement par la source (7) d'alimentation, le second capteur (16) étant configuré pour former avec l'organe (5) de commande un interrupteur interrompant l'alimentation électrique du premier capteur (15) par la source (7) d'alimentation électrique lorsque l'organe (5) de commande est dans au moins une première position déterminée et autorisant l'alimentation électrique du premier capteur (15) par la source (7) d'alimentation électrique lorsque l'organe (12) de commande est dans au moins un seconde position déterminée.
2. Robinet selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément
(12) magnétique comprend un aimant permanent générant un champ magnétique et en ce que le premier capteur (15) est un capteur magnétique de mesure du champ magnétique pour déterminer la position de l'organe (5) de commande à partir d'une valeur mesurée dudit champ magnétique.
3. Robinet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier capteur (15) est un capteur magnétique de mesure de l'un au moins parmi : l'angle du champ magnétique, l'intensité du champ magnétique, l'orientation du champ magnétique.
4. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le second capteur (16) est un capteur magnétique.
5. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le second capteur (16) comprend ou est constitué d'un interrupteur électrique à actionnement magnétique.
6. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le robinet (1 ) comprend un organe (17) électronique d'acquisition de stockage et de traitement de données, notamment un circuit intégré et/ou microprocesseur et en ce que le dispositif (9) de détection est relié audit organe (17) électronique et en ce que l'organe (17) électronique est configuré pour commander l'alimentation électrique ou l'interruption de l'alimentation électrique du premier capteur (15) par la source (7) d'alimentation électrique en fonction d'un signal délivré par le second capteur (16) et/ou d'un état de commutation du second capteur (16).
7. Robinet selon les revendications 6 et 3, caractérisé en ce que le premier capteur (15) est un capteur magnétique de mesure de l'angle du champ magnétique de l'élément (12) magnétique et convertissant la valeur d'angle mesuré en un signal électrique d'intensité déterminée, par exemple une tension électrique, ledit signal électrique étant transmis à l'organe (17) électronique d'acquisition de stockage et de traitement de données et en ce que l'organe (5) de commande est mobile dans une pluralité de secondes positions distinctes déterminées dans lesquelles les valeurs de l'angle du champ magnétique de l'élément (12) magnétique mesurées sont distinctes et sont converties en des signaux électriques d'intensités distinctes respectives.
8. Robinet selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le robinet (1 ) comprend un dispositif (6) électronique d'indication de donnée(s) relative(s) au contenu de fluide dans une bouteille raccordée au robinet (1 ) le dispositif (6) électronique d'indication comprenant l'organe (17) d'acquisition de stockage et de traitement de données et au moins un afficheur (8) de données relié à l'organe (17) d'acquisition de stockage et de traitement de données, et en ce que le capteur (9) de position est relié à l'organe (17) d'acquisition de stockage et de traitement de données pour transmettre à ce dernier un signal représentatif du débit et/ou la pression de fluide imposé par l'organe (4) de régulation, l'organe (7) d'acquisition de stockage et de traitement de données étant configuré, en réponse à la réception de ce signal de débit et/ou de pression imposé, pour commander l'affichage sur l'afficheur (8) d'une information relative du débit et/ou la pression de fluide imposé par l'organe (4) de régulation et/ou du mode d'utilisation du robinet.
9. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'organe (5) de commande est monté mobile en rotation autour d'un axe (A) de rotation sur le corps du robinet (1 )
10. Robinet selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément (12) magnétique comprend un aimant bipolaire c'est-à-dire comprenant un pôle nord (N) et un pôle sud (S) et en ce que l'axe passant par les deux pôles de l'élément (12) magnétique n'est pas parallèle à l'axe de rotation de l'organe (5) de commande.
1 1 . Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que l'élément (12) magnétique mobile est disposé de façon décalée sur l'organe de commande par rapport à l'axe de rotation de façon à se placer de façon adjacente au premier (15) et/ou au second (16) capteur lorsque l'organe de commande est dans une position extrême correspondant à un débit ou une pression minimum.
12. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que l'organe (5) de commande est déplaçable entre une première position dite « de fermeture » dans laquelle l'organe (5) de commande dispose l'organe (4) de régulation dans une configuration de fermeture du premier circuit (3) de soutirage et une pluralité de secondes positions dites « d'ouverture » dans lesquelles l'organe (5) de commande dispose l'organe (4) de régulation dans des configurations respectives d'ouverture du premier circuit (3) de soutirage pour autoriser du fluide à circuler de l'extrémité (13) amont vers l'extrémité aval (23) avec un débit et/ou une pression déterminée et en ce que, lorsque l'organe (5) de commande est dans sa première position de fermeture, le champ magnétique de l'élément élément (12) magnétique active le second capteur (16) pour déclencher l'interruption de l'alimentation électrique du premier capteur (15) par la source (7) d'alimentation électrique, et en ce que lorsque l'organe (5) de commande est l'une au moins des secondes positions d'ouverture, le champ magnétique de l'élément élément (12) magnétique n'active pas le second capteur (16) et autorise alimentation électrique du premier capteur (15) par la source (7) d'alimentation électrique.
13. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , le premier capteur (15) est configuré pour réaliser des mesures de façon périodiques avec une fréquence variable contrôlée, notamment une première fréquence élevée dans un intervalle de temps consécutif à une détection d'un passage de l'organe (5) de commande de la première position vers une seconde position et une seconde fréquence réduite inférieure à la première fréquence après un intervalle de temps déterminé et/ou lorsque la pression mesurée par un capteur de pression dans la bouteille détecte une pression inférieure à un seuil déterminé, c'est-à-dire que la mesure du premier capteur peut être cadencée différemment en fonction du temps et/ou de la situation : un temps de réponse rapide à l'ouverture du robinet, puis moins souvent lorsque la pression mesurée indique une bouteille vide par exemple.
14. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'organe (5) de commande manuelle est mobile dans une pluralité de position distinctes correspondant à des réglages de débit et/ou de pression distincts respectif imposés par l'organe (4) de régulation dans le circuit.
15. Bouteille de fluide sous pression caractérisée en ce qu'elle comprend un robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
EP16720881.8A 2015-04-07 2016-04-05 Robinet et réservoir de fluide sous pression Active EP3280948B1 (fr)

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