EP3882507A1 - Récipient de gaz sous pression équipé d'un dispositif électronique à alerte de clampage - Google Patents

Récipient de gaz sous pression équipé d'un dispositif électronique à alerte de clampage Download PDF

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EP3882507A1
EP3882507A1 EP21156395.2A EP21156395A EP3882507A1 EP 3882507 A1 EP3882507 A1 EP 3882507A1 EP 21156395 A EP21156395 A EP 21156395A EP 3882507 A1 EP3882507 A1 EP 3882507A1
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EP
European Patent Office
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gas
pressure
sub
flow rate
clamping
Prior art date
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Pending
Application number
EP21156395.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sofia Andre Dias
Federica BELLINGERI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/02—Applications for medical applications
    • F17C2270/025—Breathing

Definitions

  • a pressurized gas container in particular a pressurized gas cylinder, equipped with a fluid dispensing valve comprising a digital display electronic device configured to sense a clamping of the gas distribution conduit and to trigger, if necessary, a clamping alert which in particular is displayed on the digital display, for example a dedicated clamping alert icon.
  • Medical gases such as oxygen, mixtures of NO / N 2 , N 2 O / O 2 , He / O 2 , medical air or the like, are generally packaged in pressurized gas containers, in particular cylinders. or gas cylinders. These gas containers are fitted with a distribution valve, with or without an integrated pressure relief system, for supplying medical gas and a needle or digital manometer for displaying the residual gas pressure.
  • a protective cover also called a "cap" which serves to protect them against shocks, falls, dirt, etc.
  • the document EP-A-2918893 offers such a gas cylinder equipped with an integrated pressure reducing valve or RDI and a mechanical needle pressure gauge
  • the document EP-A-2918892 offers a gas cylinder equipped with an electronic device with a digital display screen.
  • the gas can be medical oxygen which is delivered to the patient via a respiratory interface, for example a mask, nasal cannulas or the like.
  • the flexible gas pipe typically a flexible pipe
  • the flexible gas pipe is more or less clamped, that is to say crushed, twisted or bent, so that the actual gas flow sent to the patient is not not the desired one, in particularly that it is (very) insufficient compared to what is necessary to treat the patient.
  • Such clamping of the flexible gas line, ie flexible pipe, delivering the gas to patients bedridden in mechanical and / or electrical beds, are recurrent and cause a decrease in the flow of gas, generally oxygen, supplied to the patients. , which can cause their desaturation (ie drop in the O 2 content of the blood) and in the worst case, can lead to hypoxemic cardiac arrest and the death of some patients.
  • the clampings generate a problem of treatment safety for the patient because, in the event of significant clamping of the gas line, the patient cannot be treated effectively due to a lack of gas, typically due to a lack of gas. oxygen, therefore desaturate or worse.
  • the problem is therefore to be able to detect automatically and as early as possible any clamping, in particular any significant clamping, of the flexible gas pipe, typically a flexible plastic pipe, connected to the flow outlet connection of a distribution valve. gas equipping a gas container and immediately alert the user in response to such detection of clamping.
  • the Fig. 1 is a block diagram of a pressurized gas container 1 according to the invention, namely here a gas cylinder with axis AA, while the Fig. 2 shows an embodiment of such a gas container 1.
  • the gas container 1 of the Fig. 1 and Fig. 2 comprises an internal volume 2 for storing pressurized gas, for example of more than 200 bar abs (full pressure), and is equipped with a fluid distribution valve 3, such as an RDI, crossed by at least one internal passage gas in fluid communication with the internal volume 2 of the container 1 so as to convey the gas within the body of the gas distribution valve 3 to an outlet connection 11 in flow to which a flexible gas pipe is fluidly connected 100, schematized in Fig. 3 .
  • a fluid distribution valve 3 such as an RDI
  • the fluid container 1 is a gas cylinder of axis AA comprising a cylindrical body defining the internal volume 2 for storing gas under high pressure, typically a maximum pressure of 130 to 300 bar abs, or even beyond 300 bar abs, and a neck comprising an orifice communicating with the internal volume 2 and making it possible to withdraw the gas from the internal volume 2 or, conversely, to fill it when it is empty.
  • the gas distribution valve 3 is mounted, typically screwed, at the level of the orifice of the neck of the gas cylinder.
  • the gas distribution valve 3 comprises a gas distribution fitting or nozzle, called the flow outlet fitting 11, to which can be connected a flexible gas pipe 100, such as a flexible plastic pipe, serving in conveying the gas to a medical device or device using the gas supplied by the valve 3, for example a breathing mask delivering gas to a patient at a rate prescribed by a doctor or the like corresponding to a treatment to be followed.
  • a flexible gas pipe 100 such as a flexible plastic pipe
  • the gas distribution valve 3 comprises a pressure sensor 4 for measuring the pressure of the gas, within the internal gas passage and / or in the internal volume 2 of the container 1, and to provide pressure measurements (ie measurement signals ) to microprocessor control means 5, that is to say a device or a control unit comprising one or more microprocessors implementing one or more algorithms, for example an electronic card carrying one (or more) microprocessors setting implementing one or more calculation algorithms or the like, preferably a microcontroller.
  • microprocessor control means 5 that is to say a device or a control unit comprising one or more microprocessors implementing one or more algorithms, for example an electronic card carrying one (or more) microprocessors setting implementing one or more calculation algorithms or the like, preferably a microcontroller.
  • the microprocessor control means 5, configured to process the pressure measurements supplied by the pressure sensor 4. They are preferably arranged in the casing of an electronic device 7, for example a digital manometer, attached to the fluid dispensing valve 3, which comprises a digital display 6, such as an LCD screen or the like.
  • a flow rate selection device 12 operable by a user, such as a rotary handwheel, serving to select a desired gas flow rate (Qd) to be delivered by the outlet connection 11 in flow rate, for example to meet a prescription from a doctor or the like.
  • the flow rate selection device 12 may be a rotary handwheel capable of moving in rotation between several angular positions, offset from one another, which each correspond to a given flow rate value, for example selectable gas flow rate values included between 0 L / min and 30 L / min, typically between 0 and 25 L / min.
  • the selectable flow values can be: 0, 0.5, 1, 2, 3, 5, 8, 10, 12, 15, 20, 22 and 25 L / min, or any other value.
  • the flow rate selection device 12 further cooperates with a flow rate adjustment device arranged in the body of the valve 3 in order to adjust the flow rate to the desired gas flow rate value (Qd), for example the adjustment device flow can be a calibrated orifice disc arranged in the path of the gas in the body of the valve 3. Such an arrangement is known per se.
  • the position of the flow rate selection device 12 for example the angular position of the rotary handwheel, can be determined by means of one or more position sensors. This then allows the control means 5 to then know the value of the desired gas flow rate (Qd) having been selected. Such an arrangement is also known per se.
  • the flow outlet connector 11 is arranged centrally and coaxially with the flow rate selection rotary handwheel 12; however, they could also be separated from each other according to other possible embodiments (not shown).
  • the pressure sensor 4 is configured and arranged to measure the pressure of the gas at several successive instants (t 1 , t 2 ), for example spaced apart successive instants (t 1 , t 2 ) lasting a few seconds. to tens of seconds, for example a duration of the order of 10 seconds, and then provide the pressure measurements (p 1 , p 2 ) made which correspond to the pressure of the gas measured at these successive instants (t 1 , t 2 ).
  • the time elapsing between successive instants (t 1 , t 2 ) can be determined by means of a time counter, for example internal to the microprocessor control means 5.
  • the pressure measurements (p 1 , p 2 ) made and transmitted by the sensor 14 are in fact signals which represent either pressure values or other quantities, such as voltage or current values, corresponding to values pressure.
  • the microprocessor control means 5 are configured to process the pressure measurement signals (p 1 , p 2 ) determined at successive instants (t 1 , t 2 ) and supplied by the pressure sensor 4, which measures the pressure gas stored in container 1, and determine measured pressure values from these measurement signals.
  • these pressure measurements are then processed by the control means 5 to determine, from the pressure measurements (p 1 , p 2 ) taken at successive instants (t 1 , t 2 ), a real gas flow ( Qr) supplied by the outlet connection 11 in flow from the valve 3 to the flexible gas pipe 100, between the successive instants (t 1 , t 2 ).
  • the internal volume of the gas container (in water equivalent) is a known value which can be memorized by storage means 9, such as a computer memory of the EEPROM type, of the electronic device 7.
  • storage means 9 such as a computer memory of the EEPROM type, of the electronic device 7.
  • gas cylinders equipped with this type of electronic device 7 used to dispense medical oxygen typically have volumes between 1 L and 20 L (water equiv.), typically between 2 L and 15 L, for example, depending on the bottle considered, the volume can be of the order of 2 L, 3.5 L, 4.6 L, 5 L, 7 L, 10 L, 11 L or 15 L.
  • the storage means 9 can also record other data, such as for example the time elapsing between the successive instants (t 1 , t 2 ), the successive pressure measurements (p 1 , p 2 ) ... or d '' other parameters, such as the gas temperature, the ambient temperature, the position of the selector, the configuration of the cylinder, the filling pressure, the presses on the acknowledgment button, the alerts ...
  • the electronic device 7 for example a digital pressure gauge, which comprises the microprocessor control means 5, typically an electronic card, is housed in an opening or housing provided in the body of the protective cover 14 arranged around the valve. distribution of fluid 3 and serving to protect it against impact or other possible damage, for example a rigid cover made of polymer and / or metal, as illustrated in Fig. 2 .
  • the digital display 6 of the electronic device 7 comprises a digital screen, for example liquid crystal (LCD) or the like, carried by the rigid case, in in particular the front face 18, of the electronic device 7, as illustrated in Fig. 4 . It is electrically powered by an electrical energy source (not visible) arranged in the cowling 14, for example one or more batteries or cells arranged in a battery compartment arranged in the wall of the cowling body and closed by a removable hatch or similar.
  • an electrical energy source not visible
  • arranged in the cowling 14 for example one or more batteries or cells arranged in a battery compartment arranged in the wall of the cowling body and closed by a removable hatch or similar.
  • the control means 5 are configured to trigger a visual and / or audible alert in order to warn the user of this clamping.
  • the Fig. 3 illustrates a clamping of a flexible gas line 100 connected to the gas valve of a gas container according to the invention (not shown).
  • the object 102 which comes to press on the flexible gas pipe 100 locally deforms 101 its flexible wall, that is to say crushes it. This then causes clamping, that is to say a restriction of passage causing a drop in flow.
  • Other forms of clamping exist, such as for example a bent pipe, that is to say forming a bend or the like.
  • the triggering of a visual alert can be materialized by a display on the display screen 6 of a specific alert icon 10, for example here a danger triangle, and / or an alphanumeric indication 20 of clamping, for example here the term "CLAMP” or another equivalent term, such as CLAMPAGE, whether in French or in another language, for example CLAMPING in English.
  • the triggering of an alert can also be accompanied by the emission of an audible signal and / or a light signal, for example a flashing of the display screen 6 or of one (or more) diodes. warning 19 present on the box of the electronic device 7.
  • the present invention it is possible to prevent an insufficient gas flow from being delivered to a patient, for example a flow not in accordance with a medical prescription, that is to say to immediately detect any clamping of the patient.
  • the flexible gas pipe fluidly connected to the flow outlet connection 11 of the valve 3.
  • the digital display 6 of the electronic device 7 can also display other useful information, for example the value of the desired gas flow rate Qd or actual Qr (in L / min or in another unit), as illustrated. in Fig. 4 , or a gas autonomy (in hours and minutes), for example represented by a bar graph 22.
  • the digital display 6 comprises a screen with a height for example between 29 and 37 cm approximately and a width for example between 39 and 43 cm approximately.
  • the digital display 6 can be arranged in the front panel 18, that is to say the front panel, of the housing of the electronic device 7 which is fixed on the fluid dispensing valve 3 and housed in an opening of the body of the device. protective cover 14 protecting the valve 3.
  • the electronic device 7 may further include an alert acknowledgment button 21, in particular arranged in its front panel 18, serving to acknowledge or stop an alert after it has been triggered.
  • the protective cover 14 can be a simple cover, such as a simple shell or rigid protective envelope without other functionality, or be more advanced, that is to say include other functions, such as for example a carrying handle 15 fixed to the body of the cowling 14 by one or more support posts 16, and / or a mobile (eg pivoting or translating) or fixed attachment system 17 making it possible to attach, ie to suspend, the container / valve / cowling assembly to a support, typically to a bed or stretcher bar, or any other rod or the like.
  • a carrying handle 15 fixed to the body of the cowling 14 by one or more support posts 16, and / or a mobile (eg pivoting or translating) or fixed attachment system 17 making it possible to attach, ie to suspend, the container / valve / cowling assembly to a support, typically to a bed or stretcher bar, or any other rod or the like.
  • the carrying handle 15 is advantageously sized to be able to be gripped manually by a user in order to allow easy handling and / or transport of the gas container / valve / cowling assembly.
  • All the components requiring electrical energy to operate are supplied electrically by an electrical energy source arranged for example in the cowling 14, for example an electric battery or battery.
  • a fluid container 1, in particular a gas cylinder, equipped with a valve, such as an RDI, protected by a cover according to the invention is suitable for the storage and supply of gas under pressure, in particular a gas or medical gas mixture, such as oxygen, an NO / N 2 , O 2 / N 2 O or He / O 2 mixture, air or the like.
  • a gas or medical gas mixture such as oxygen, an NO / N 2 , O 2 / N 2 O or He / O 2 mixture, air or the like.

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Abstract

L'invention concerne un récipient de gaz sous pression (1), en particulier une bouteille de gaz, comprenant un volume interne (2) de stockage de gaz sous pression, un robinet de distribution de fluide (3) comprenant un raccord de sortie (11) en débit auquel est connecté une conduite de gaz flexible (100), un dispositif de sélection de débit (12) permettant de sélectionner un débit de gaz désiré (Qd) à délivrer par le raccord de sortie (11) en débit, un capteur de pression (4) pour mesurer la pression du gaz à plusieurs instants (t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub>) successifs, et fournir des mesures de pression (p<sub>1</sub>, p<sub>2</sub>) correspondant à la pression du gaz mesurée auxdits instants (t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub>) successifs, et des moyens de pilotage à microprocesseur (5) configurés pour traiter les mesures de pression (p<sub>1</sub>, p<sub>2</sub>) fournies par le capteur de pression de manière à détecter tout clampage de la conduite de gaz flexible (100) et alerter en cas de clampage.

Description

  • L'invention porte sur un récipient de gaz sous pression, en particulier une bouteille de gaz sous pression, équipé d'un robinet de distribution de fluide comprenant un dispositif électronique à afficheur numérique configuré pour détecter un clampage du conduit de distribution de gaz et pour déclencher, le cas échéant, une alerte de clampage qui notamment s'affiche sur l'afficheur numérique, par exemple une icône d'alerte de clampage dédiée.
  • Les gaz médicaux, tel l'oxygène, les mélanges NO/N2, N2O/O2, He/O2, l'air médical ou autre, sont généralement conditionnés dans des récipients de gaz sous pression, en particulier des bouteilles ou bonbonnes de gaz. Ces récipients de gaz sont équipés d'un robinet de distribution, avec ou sans système de détente intégré, servant à fournir le gaz médical et d'un manomètre à aiguille ou digital servant à afficher la pression de gaz résiduelle. En général, le robinet et le manomètre sont protégés par un capotage de protection, aussi appelé « chapeau », servant à les prémunir contre les chocs, les chutes, les salissures...
  • Ainsi, le document EP-A-2918893 propose une telle bouteille de gaz équipée d'un robinet à détendeur intégré ou RDI et d'un manomètre mécanique à aiguille, alors que le document EP-A-2918892 propose une bouteille de gaz équipée d'un dispositif électronique à écran d'affichage digital.
  • Pour utiliser le gaz, c'est-à-dire le soutirer du récipient, il est courant de raccorder une conduite de gaz flexible, tel un tuyau flexible en plastique, au raccord de sortie en débit du robinet de distribution par lequel le gaz est délivré. Le gaz peut ensuite être acheminé par la conduite de gaz flexible jusqu'à un patient qui en a besoin dans le cadre d'un traitement par inhalation de gaz. Typiquement, le gaz peut être de l'oxygène médical qui est administré au patient via une interface respiratoire, par exemple un masque, des canules nasales ou autre.
  • Or, il arrive assez fréquemment que la conduite de gaz flexible, typiquement un tuyau flexible, soit plus ou moins clampée, c'est-à-dire écrasée, tordue ou pliée, de sorte que le débit de gaz réel envoyé au patient ne soit pas celui souhaité, en particulier qu'il soit (très) insuffisant par rapport à ce qui nécessaire pour traiter le patient.
  • De tels clampages de la conduite de gaz flexible, i.e. tuyau flexible, délivrant le gaz aux patients alités dans des lits mécaniques et/ou électriques, sont récurrents et provoquent une diminution du débit de gaz, en général de l'oxygène, fourni aux patients, ce qui peut provoquer leur désaturation (i.e. baisse de la teneur en O2 du sang) et dans le pire des cas, peut amener à un arrêt cardiaque hypoxémique et au décès de certains patients.
  • Or, comme un patient alité n'est souvent pas dans un état d'éveil suffisant pour s'apercevoir d'un changement significatif de débit d'oxygène et que le moniteur de gaz du sang n'alerte que lorsque le patient est déjà désaturé, donc potentiellement en danger, il est préférable de prévenir en amont l'utilisateur que le traitement reçu par le patient est différent du traitement prescrit.
  • Autrement dit, on comprend aisément que les clampages engendrent un problème de sécurité de traitement pour le patient car, en cas de clampage important de la conduite de gaz, le patient ne peut être traité efficacement du fait d'un manque de gaz, typiquement d'oxygène, donc désaturer ou pire.
  • Le problème est dès lors de pouvoir détecter automatiquement et le plus tôt possible tout clampage, en particulier tout clampage important, de la conduite de gaz flexible, typiquement un tuyau en plastique flexible, raccordée au raccord de sortie en débit d'un robinet de distribution de gaz équipant un récipient de gaz et d'alerter immédiatement l'utilisateur en réponse à une telle détection de clampage.
  • La solution de l'invention concerne un récipient de gaz sous pression, en particulier une bouteille de gaz, comprenant un volume interne de stockage de gaz sous pression, et comprenant en outre :
    • un robinet de distribution de fluide comprenant un raccord de sortie en débit auquel est connecté une conduite de gaz flexible,
    • un dispositif de sélection de débit permettant de sélectionner un débit de gaz désiré (Qd) à délivrer par le raccord de sortie en débit,
    • un capteur de pression pour mesurer la pression du gaz à plusieurs instants (t1, t2) successifs, et fournir des mesures de pression (p1, p2) correspondant à la pression du gaz mesurée auxdits instants (t1, t2) successifs, et
    • des moyens de pilotage à microprocesseur configurés pour traiter les mesures de pression (p1, p2) fournies par le capteur de pression,
    caractérisé en ce que les moyens de pilotage sont en outre configurés pour :
    • déterminer un débit de gaz réel (Qr) fourni par le raccord de sortie en débit du robinet à la conduite de gaz flexible, entre les instants successifs (t1, t2), à partir des mesures de pression (p1, p2) opérées aux instants successifs (t1, t2),
    • comparer le débit de gaz réel (Qr) au débit de gaz désiré (Qd),
    • déclencher une alerte de clampage lorsque : Qr < n . Qd avec : n ≤ 0,80 (i.e. 80%).
  • Selon le mode de réalisation considéré, le récipient de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • les moyens de pilotage sont ou comprennent un dispositif de pilotage comprenant un ou plusieurs microprocesseurs, telle une carte électronique.
    • les moyens de pilotage sont configurés pour déclencher une alerte de clampage lorsque : Qr < n . Qd avec : n ≤ 0,70 (i.e. 70%), de préférence avec n ≤ 0,60 (i.e. 60%).
    • les moyens de pilotage sont configurés pour déclencher une alerte de clampage lorsque : Qr < n . Qd avec : n ≤ 0,50 (i.e. 50%).
    • les moyens de pilotage à microprocesseur sont configurés pour déterminer le débit de gaz réel (Qr), entre les instants successifs (t1, t2), en opérant le calcul suivant (les valeurs étant exprimées en unités S.I.) : Qr = ΔP . V / Δt
      Figure imgb0001
       où :
      • ▪ ΔP correspond à la variation de pression entre deux mesures de pression successives (p1, p2),
      • ▪ V correspond au volume du récipient de gaz, et
      • ▪ Δt correspond à la variation de temps entre les instants successifs (t1, t2) auxquels ont été opérées les deux mesures de pression successives (p1, p2).
    • les moyens de pilotage sont agencés dans un dispositif électronique à afficheur numérique, de préférence dans le boitier d'un dispositif électronique.
    • le dispositif électronique est un manomètre digital permettant de déterminer une pression de gaz et/ou une autonomie en gaz.
    • le dispositif de sélection de débit comprend un volant rotatif configuré pour se déplacer entre plusieurs positions angulairement décalées les uns des autres, chaque position correspondant à une valeur de débit de gaz désiré (Qd) donnée.
    • le dispositif de sélection de débit permet de sélectionner des débits de gaz désirés (Qd) compris entre 0 et 30 L/min, typiquement entre 0 et 25 L/min.
    • le dispositif de sélection de débit coopère en outre avec un dispositif de réglage de débit agencé dans le corps du robinet afin de régler le débit à la valeur de débit de gaz désiré (Qd).
    • le dispositif de réglage de débit comprend un disque à orifices calibré agencé sur le trajet du gaz dans le corps du robinet.
    • le raccord de sortie de gaz est agencé au centre du volant rotatif, c'est-à-dire qu'ils sont agencés coaxialement l'un à l'autre.
    • il comprend un compteur temporel.
    • le compteur temporel est incorporé aux moyens de pilotage.
    • les moyens de pilotage sont configurés pour enregistrer les instants successifs (t1, t2) auxquels sont opérées les mesures de pression successives (p1, P2).
    • les moyens de pilotage sont configurés pour déterminer la durée (Δt) s'écoulant entre deux instants successifs (t1, t2).
    • préférentiellement, les deux instants successifs (t1, t2) sont séparés d'une durée comprise entre 1 et 60 secondes, ou plus, de préférence moins de 30 secondes, par exemple de l'ordre de 10 secondes.
    • le récipient a un volume interne compris entre 1 et 20 L, typiquement entre 2 et 15 L (équivalent en eau).
    • l'afficheur numérique du dispositif électronique est configuré pour afficher une icône d'alerte de clampage ou une indication alphanumérique de clampage en cas de déclenchement d'une alerte de clampage, par exemple les termes « CLAMP », « CLAMPAGE » ou analogue (en français ou en une autre langue).
    • les moyens de pilotage à microprocesseur comprennent un ou plusieurs microprocesseurs.
    • les moyens de pilotage à microprocesseur sont configurés pour déclencher en outre une alarme sonore en cas de déclenchement d'une alerte de clampage.
    • les moyens de mémorisation de données comprennent une mémoire morte, de préférence une EEPROM ou analogue.
    • le dispositif électronique est fixé au robinet de distribution de gaz.
    • le dispositif électronique comprend le microprocesseur.
    • au moins une source d'énergie électrique alimente électriquement l'afficheur numérique, le (ou les) microprocesseur et/ou le capteur de pression.
    • le capteur de pression est agencé de manière à mesurer la pression du gaz au sein du passage interne de gaz du robinet de distribution de fluide.
    • le robinet de distribution de fluide est protégé par un capotage de protection comprenant un corps de capotage rigide agencé autour dudit robinet de distribution de fluide.
    • le boitier du dispositif électronique comprenant l'afficheur numérique est logé dans une ouverture aménagée dans le corps de capotage.
    • le corps de capotage définit un volume interne dimensionné pour loger le robinet de distribution de gaz.
    • la source d'énergie électrique comprend une ou plusieurs batteries ou piles électriques, rechargeables ou non.
    • le (ou les) microprocesseur met en œuvre un ou plusieurs algorithmes.
    • les moyens de pilotage à microprocesseur comprennent une carte électronique sur laquelle est agencé le (ou les) microprocesseur(s).
    • les moyens de pilotage à microprocesseur comprennent au moins un microcontrôleur. Plus précisément, un (ou plusieurs) microprocesseur peut être intégré au dispositif électronique sous forme d'un microcontrôleur.
    • les moyens de pilotage à microprocesseur, typiquement un microcontrôleur, sont configurés pour enregistrer des données, notamment au sein d'un logiciel ou algorithme.
    • le corps de capotage est en matériau polymère, en métal ou leurs combinaisons.
    • le corps de capotage comprend une (ou plusieurs) poignée de portage, de préférence la poignée de portage est agencée de manière à surmonter le capotage, c'est-à-dire qu'elle est située sensiblement au-dessus du capotage.
    • le robinet de distribution de gaz est un robinet à détendeur intégré ou RDI.
    • le robinet de distribution de fluide est en alliage de cuivre, tel du laiton.
    • le corps de capotage comprend en outre un système d'accrochage conçu pour permettre son accrochage à un support, en particulier à un barreau de lit d'hôpital ou à un brancard de transport de patient ou analogue.
    • le corps de capotage comprend en outre un système d'accrochage mobile, de préférence pivotant.
    • le récipient de fluide est une bouteille de gaz sous pression contenant un gaz sous pression, en particulier un gaz médical, tel l'oxygène.
    • le récipient de fluide contient, lorsqu'il est plein, un gaz à une pression d'au moins 130 à 200 bar abs, voire d'au moins 300 bar abs.
    • le récipient de fluide a une forme générale cylindrique, en particulier d'ogive, en métal ou alliage métallique (e.g. acier, aluminium....) ou en matériau(x) composite(s).
    • le récipient de fluide contient un gaz ou mélange gazeux, tel de l'oxygène, un mélange NO/N2, O2/N2O ou He/O2, de l'air ou autre.
  • L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence à la figure annexée, à savoir :
    • Fig. 1 est un schéma de principe d'un récipient de gaz à afficheur numérique selon l'invention,
    • Fig. 2 représente un mode de réalisation d'un récipient de gaz muni d'un dispositif électronique à afficheur numérique selon l'invention,
    • Fig. 3 illustre un clampage d'une conduite de gaz flexible raccordée au robinet de gaz d'un récipient de gaz selon l'invention, et
    • Fig. 4 représente un mode de réalisation d'un dispositif électronique à afficheur numérique d'un récipient de gaz selon l'invention.
  • La Fig. 1 est un schéma de principe d'un récipient de gaz 1 sous pression selon l'invention, à savoir ici une bouteille de gaz d'axe AA, alors que la Fig. 2 représente un mode de réalisation d'un tel récipient de gaz 1.
  • Le récipient de gaz 1 des Fig. 1 et Fig. 2 comprend un volume interne 2 de stockage de gaz sous pression, par exemple de plus de 200 bar abs (pression à plein), et est équipé d'un robinet de distribution de fluide 3, tel un RDI, traversé par au moins un passage interne de gaz en communication fluidique avec le volume interne 2 du récipient 1 de manière à convoyer le gaz au sein du corps du robinet de distribution de gaz 3 jusqu'à un raccord de sortie 11 en débit auquel vient se raccorder fluidiquement une conduite de gaz flexible 100, schématisé en Fig. 3.
  • De préférence, le récipient de fluide 1 est une bouteille de gaz d'axe AA comprenant un corps cylindrique définissant le volume interne 2 de stockage de gaz sous haute pression, typiquement une pression maximale de 130 à 300 bar abs, voire au-delà de 300 bar abs, et un col comprenant un orifice communicant avec le volume interne 2 et permettant de soutirer le gaz du volume interne 2 ou, à l'inverse, de le remplir lorsqu'il est vide. Le robinet de distribution de gaz 3 est monté, typiquement vissé, au niveau de l'orifice du col de la bouteille de gaz.
  • Comme expliqué ci-après, le robinet de distribution de gaz 3 comprend un raccord ou embout de distribution de gaz, appelé raccord de sortie en débit 11, auquel peut être raccordé une conduite de gaz flexible 100, tel un tuyau en plastique flexible, servant à convoyer le gaz jusqu'à un appareil ou dispositif médical utilisant le gaz fourni par le robinet 3, par exemple un masque respiratoire distribuant du gaz à un patient à un débit prescrit par un médecin ou analogue correspondant un traitement à suivre.
  • Le robinet de distribution de gaz 3 comprend un capteur de pression 4 pour mesurer la pression du gaz, au sein du passage interne de gaz et/ou dans le volume interne 2 du récipient 1, et fournir des mesures de pression (i.e. signaux de mesure) à des moyens de pilotage à microprocesseur 5, c'est-à-dire un dispositif ou une unité de pilotage comprenant un ou plusieurs microprocesseurs mettant en œuvre un ou plusieurs algorithmes, par exemple une carte électronique portant un (ou des) microprocesseur mettant en œuvre un ou des algorithmes de calcul ou autres, de préférence un microcontrôleur.
  • Les moyens de pilotage à microprocesseur 5, configurés pour traiter les mesures de pression fournies par le capteur de pression 4. Ils sont préférentiellement agencés dans le boitier d'un dispositif électronique 7, par exemple un manomètre numérique, fixé sur le robinet de distribution de fluide 3, lequel comprend un afficheur numérique 6, tel un écran LCD ou analogue.
  • Il est en outre prévu un dispositif de sélection de débit 12 actionnable par un utilisateur, tel un volant rotatif, servant à sélectionner un débit de gaz désiré (Qd) devant être délivré par le raccord de sortie 11 en débit, par exemple pour répondre à une prescription d'un médecin ou analogue.
  • Comme illustré en Fig. 2, le dispositif de sélection de débit 12 peut être un volant rotatif apte à se déplacer en rotation entre plusieurs positions angulaires, décalées les uns des autres, qui correspondent chacune à une valeur de débit donnée, par exemple des valeurs de débit de gaz sélectionnables comprises entre 0 L/min et 30 L/min, typiquement entre 0 et 25 L/min. Par exemple, les valeurs de débit sélectionnables peuvent être les suivantes : 0, 0.5, 1, 2, 3, 5, 8, 10, 12, 15, 20, 22 et 25 L/min, ou toute autre valeur.
  • Comme on peut le voir, la valeur de débit désiré (Qd) sélectionnée par l'utilisateur par actionnement du dispositif de sélection de débit 12, i.e. volant rotatif, apparaît dans une fenêtre de lecture 13 située au-dessus du dispositif de sélection de débit 12, typiquement une fenêtre de lecture 13 ou découpe aménagée dans le capotage de protection 14 agencé autour du robinet 3 et servant à le protéger contre les chocs ou autres agressions extérieures.
  • En fait, le dispositif de sélection de débit 12 coopère en outre avec un dispositif de réglage de débit agencé dans le corps du robinet 3 afin de régler le débit à la valeur de débit de gaz désiré (Qd), par exemple le dispositif de réglage de débit peut un disque à orifices calibré agencé sur le trajet du gaz dans le corps du robinet 3. Un tel agencement est connu en soi.
  • Une fois le débit de gaz désiré (Qd) sélectionné, la position du dispositif de sélection de débit 12, par exemple la position angulaire du volant rotatif, peut être déterminée grâce à un ou plusieurs capteurs de position. Ceci permet alors aux moyens de pilotage 5 de connaître alors la valeur du débit de gaz désiré (Qd) ayant été sélectionnée. Un tel agencement est aussi connu en soi.
  • Dans le mode de réalisation de la Fig. 2, le raccord de sortie en débit 11 est agencé au centre et coaxialement au volant rotatif de sélection de débit 12 ; toutefois, ils pourraient aussi être séparés l'un de l'autre selon d'autres modes de réalisation possibles (non montrés).
  • Par ailleurs, le capteur de pression 4 est configuré et agencé pour mesurer la pression du gaz à plusieurs instants successifs (t1, t2), par exemple des espacés instants successifs (t1, t2) d'une durée de quelques secondes à dizaines de secondes, par exemple une durée de l'ordre de 10 secondes, et fournir ensuite les mesures de pression (p1, p2) opérées qui correspondent à la pression du gaz mesurée à ces instants successifs (t1, t2).
  • La détermination de la durée s'écoulant entre les instants successifs (t1, t2) peut se faire au moyen d'un compteur temporel, par exemple interne aux moyens de pilotage à microprocesseur 5.
  • Les mesures de pression (p1, p2) opérées et transmises par le capteur 14 sont en fait des signaux qui représentent soit des valeurs de pression, soit d'autres grandeurs, comme des valeurs de tension ou de courant, correspondant à des valeurs de pression.
  • Autrement, les moyens de pilotage à microprocesseur 5 sont configurés pour traiter les signaux de mesure de pression (p1, p2) déterminés aux instants successifs (t1, t2) et fournis par le capteur de pression 4, lequel mesure la pression du gaz stocké dans le récipient 1, et déterminer des valeurs de pression mesurées à partir de ces signaux de mesure.
  • Plus précisément, ces mesures de pression sont ensuite traitées par les moyens de pilotage 5 pour déterminer, à partir des mesures de pression (p1, p2) opérées aux instants successifs (t1, t2), un débit de gaz réel (Qr) fourni par le raccord de sortie 11 en débit du robinet 3 à la conduite de gaz flexible 100, entre les instants successifs (t1, t2).
  • Ensuite, ils comparent ce débit de gaz réel (Qr) au débit de gaz désiré (Qd) ayant été fixé par actionnement du dispositif de sélection de débit 12, et déclenchent une alerte de clampage lorsqu'ils déduisent de cette comparaison que le débit de gaz réel (Qr) est très inférieur au débit de gaz attendu, c'est-à-dire au débit de gaz désiré (Qd) ou, autrement dit, lorsque : Qr < n . Qd avec : n ≤ 0,80 (i.e. 80% exprimé en pourcentage), de préférence n ≤ 0,70 (i.e. 70%), de préférence encore n ≤ 0,60 (i.e. 60%), avantageusement n ≤ 0,50 (i.e. 50%).
  • Pour déterminer le débit de gaz réel (Qr), entre les instants successifs (t1, t2), à partir de mesures de pression successives (p1, p2), les moyens de pilotage 5 opèrent le calcul suivant : Qr = (ΔP . V) / Δt où :
    • ΔP correspond à la variation de pression entre deux mesures de pression successives (p1, p2),
    • V correspond au volume du récipient de gaz, et
    • Δt correspond à la variation de temps entre les instants successifs (t1, t2) auxquels ont été opérées les deux mesures de pression successives (p1, p2).
  • Le volume interne du récipient de gaz (en équivalent eau) est une valeur connue qui peut être mémorisée par des moyens de mémorisation 9, telle une mémoire informatique de type EEPROM, du dispositif électronique 7. Par exemple, les bouteilles de gaz équipées de ce type de dispositif électronique 7 utilisées pour distribuer de l'oxygène médical (i.e. de qualité médicale) ont typiquement des volumes entre 1 L et 20 L (équiv. en eau), typiquement entre 2 L et 15 L, par exemple, selon la bouteille considérée, le volume peut être de l'ordre de 2 L, 3.5 L, 4.6 L, 5 L, 7 L, 10 L, 11 L ou 15 L.
  • Les moyens de mémorisation 9 peuvent aussi enregistrer d'autres données, comme par exemple la durée s'écoulant entre les instants successifs (t1, t2), les mesures de pression successives (p1, p2)... ou d'autres paramètres, comme la températures du gaz, la température ambiante, la position du sélecteur, la configuration de la bouteille, la pression de remplissage, les appuis sur le bouton d'acquittement, les alertes...
  • Plus généralement, le dispositif électronique 7, par exemple un manomètre numérique, qui comprend les moyens de pilotage à microprocesseur 5, typiquement une carte électronique, est logé dans une ouverture ou logement prévu dans le corps du capotage de protection 14 agencé autour du robinet de distribution de fluide 3 et servant à le protéger contre les chocs ou autres détériorations possibles, par exemple un capotage rigide en polymère et/ou en métal, comme illustré en Fig. 2.
  • L'afficheur numérique 6 du dispositif électronique 7 comprend un écran numérique, par exemple à cristaux liquides (LCD) ou autre, porté par le boitier rigide, en particulier la face avant 18, du dispositif électronique 7, comme illustré en Fig. 4. Il est alimenté électriquement par une source d'énergie électrique (non visible) agencée dans le capotage 14, par exemple une ou des batteries ou piles disposées dans un logement à piles aménagé dans la paroi du corps de capotage et fermé par une trappe amovible ou analogue.
  • En cas de détection d'un clampage de conduit 100, les moyens de pilotage 5 sont configurés pour déclencher une alerte visuelle et/ou sonore afin d'avertir l'utilisateur de ce clampage. La Fig. 3 illustre un clampage d'une conduite de gaz 100 flexible raccordée au robinet de gaz d'un récipient de gaz selon l'invention (non montré). Comme on le voit, l'objet 102 qui vient appuyer sur la conduite de gaz 100 flexible déforme localement 101 sa paroi flexible, c'est-à-dire l'écrase. Ceci provoque alors un clampage, c'est-à-dire une restriction de passage engendrant une chute de débit. D'autres formes de clampage existent, comme par exemple un tuyau plié, c'est-à-dire formant un coude ou analogue.
  • En cas de détection de clampage, comme illustré en Fig. 4, le déclenchement d'une alerte visuelle peut se matérialiser par un affichage sur l'écran d'affichage 6 d'une icône d'alerte 10 spécifique, par exemple ici un triangle de danger, et/ou d'une indication alphanumérique 20 de clampage, par exemple ici le terme « CLAMP » ou un autre terme équivalent, comme CLAMPAGE, que ce soit en français ou en une autre langue, par exemple CLAMPING en anglais.
  • Le déclenchement d'une alerte peut aussi s'accompagner de l'émission d'un signal sonore et/ou d'un signal lumineux, par exemple un clignotement de l'écran d'affichage 6 ou d'une (ou des) diode d'alerte 19 présente sur le boitier du dispositif électronique 7.
  • Grâce à la présente invention, il est possible d'éviter qu'un débit de gaz insuffisant ne soit distribué à un patient, par exemple un débit non conforme à une prescription médicale, c'est-à-dire de détecter immédiatement tout clampage de la conduite de gaz flexible reliée fluidiquement au raccord de sortie en débit 11 du robinet 3.
  • Il est à noter que l'afficheur numérique 6 du dispositif électronique 7 peut aussi afficher d'autres informations utiles, par exemple la valeur du débit de gaz désiré Qd ou réel Qr (en L/min ou en une autre unité), comme illustré en Fig. 4, ou encore une autonomie en gaz (en heures et minutes), par exemple représentée par un barre-graphe 22.
  • Plus généralement, l'afficheur numérique 6 comprend un écran de hauteur par exemple comprise entre 29 et 37 cm environ et de largeur par exemple comprise entre 39 et 43 cm environ.
  • L'afficheur numérique 6 peut être agencé dans le panneau frontal 18, c'est-à-dire la façade avant, du boitier du dispositif électronique 7 qui est fixé sur le robinet de distribution de fluide 3 et logé dans une ouverture du corps du capotage de protection 14 protégeant le robinet 3.
  • Le dispositif électronique 7 peut comprendre en outre un bouton d'acquittement d'alerte 21, notamment agencé dans son panneau frontal 18, servant à acquitter ou arrêter une alerte après son déclenchement.
  • En outre, comme illustré en Fig. 2, le capotage de protection 14 peut être un capotage simple, telle une simple coque ou enveloppe protectrice rigide sans autre fonctionnalité, ou être plus évolué, c'est-à-dire comprendre d'autres fonctionnalités, comme par exemple une poignée de portage 15 fixé au corps du capotage 14 par un ou des montants-supports 16, et/ou un système d'accrochage 17 mobile (e.g. pivotant ou translatif) ou fixe permettant d'accrocher, i.e. de suspendre, l'ensemble récipient/robinet/capotage à un support, typiquement à un barreau de lit ou de brancard, ou toute autre tringle ou analogue.
  • La poignée de portage 15 est avantageusement dimensionnée pour pouvoir être saisie manuellement par un utilisateur afin de permettre une manipulation et/ou un transport aisé de l'ensemble récipient de gaz/robinet/capotage.
  • Tous les composants nécessitant de l'énergie électrique pour fonctionner (i.e. microprocesseur, capteur, afficheur etc... ) sont alimentés électriquement par une source d'énergie électrique agencée par exemple dans le capotage 14, par exemple une pile ou batterie électrique.
  • D'une manière générale, un récipient de fluide 1, en particulier une bouteille de gaz, équipée d'un robinet, tel un RDI, protégé par un capotage selon l'invention est adaptée au stockage et à la fourniture de gaz sous pression, en particulier un gaz ou mélange gazeux médical, tel de l'oxygène, un mélange NO/N2, O2/N2O ou He/O2, de l'air ou autre.

Claims (10)

  1. Récipient de gaz sous pression (1), en particulier une bouteille de gaz, comprenant un volume interne (2) de stockage de gaz sous pression, et comprenant en outre :
    - un robinet de distribution de fluide (3) comprenant un raccord de sortie (11) en débit auquel est connecté une conduite de gaz flexible (100),
    - un dispositif de sélection de débit (12) permettant de sélectionner un débit de gaz désiré (Qd) à délivrer par le raccord de sortie (11) en débit,
    - un capteur de pression (4) pour mesurer la pression du gaz à plusieurs instants (t1, t2) successifs, et fournir des mesures de pression (p1, p2) correspondant à la pression du gaz mesurée auxdits instants (t1, t2) successifs, et
    - des moyens de pilotage à microprocesseur (5) configurés pour traiter les mesures de pression (p1, p2) fournies par le capteur de pression (4),
    caractérisé en ce que les moyens de pilotage (5) sont en outre configurés pour :
    a) déterminer un débit de gaz réel (Qr) fourni par le raccord de sortie (11) en débit du robinet à la conduite de gaz flexible (100), entre les instants successifs (t1, t2), à partir des mesures de pression (p1, p2) opérées aux instants successifs (t1, t2),
    b) comparer le débit de gaz réel (Qr) au débit de gaz désiré (Qd),
    c) déclencher une alerte de clampage lorsque :
    Qr < n . Qd avec : n ≤ 0,80.
  2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pilotage (5) sont configurés pour déclencher une alerte de clampage lorsque : Qr < n . Qd avec : n ≤ 0,70, de préférence avec n ≤ 0,60.
  3. Récipient selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pilotage (5) sont configurés pour déclencher une alerte de clampage lorsque : Qr < n . Qd avec : n ≤ 0,50.
  4. Récipient selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pilotage (5) sont configurés pour déterminer le débit de gaz réel (Qr), entre les instants successifs (t1, t2), en opérant le calcul suivant : Qr = (ΔP . V) / Δt
    où :
    - ΔP correspond à la variation de pression entre deux mesures de pression successives (p1, p2),
    - V correspond au volume du récipient de gaz, et
    - Δt correspond à la variation de temps entre les instants successifs (t1, t2) auxquels ont été opérées les deux mesures de pression successives (p1, p2).
  5. Récipient selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pilotage à microprocesseur (5) sont agencés dans un dispositif électronique (7) à afficheur numérique (6).
  6. Récipient selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de sélection de débit (12) comprend un volant rotatif configuré pour se déplacer entre plusieurs positions angulairement décalées les uns des autres, chaque position correspondant à une valeur de débit de gaz désiré (Qd) donnée comprise entre 0 et 30 L/min.
  7. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'afficheur numérique (6) du dispositif électronique (7) est configuré pour afficher une icône d'alerte de clampage (10) et/ou une indication alphanumérique de clampage (20) en cas de déclenchement d'une alerte de clampage.
  8. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de pression (4) est agencé de manière à mesurer la pression du gaz au sein d'un passage interne de gaz du robinet de distribution de gaz (3) en communication fluidique avec le volume interne (2) du récipient de gaz (1).
  9. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif électronique (7) est fixé au robinet de distribution de gaz (3) et est alimenté électriquement par une source d'énergie électrique, de préférence une ou des batteries ou piles.
  10. Utilisation d'un récipient de gaz (1), en particulier une bouteille de gaz, selon l'une des revendications précédentes, pour stocker ou pour fournir un gaz sous pression, en particulier un gaz médical choisi parmi l'oxygène ou un mélange gazeux N2O/O2, NO/N2, He/O2, de l'air médical.
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