FR2796124A1 - Equipement modulaire pour recipient de gaz - Google Patents

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Philippe Pisot
Gilles Cannet
Gilles Moutardier
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

L'invention concerne un équipement modulaire susceptible d'équiper une source (20) de fluide comprenant : - un élément de base (1) destiné à être fixé à ladite source (20) de fluide, ledit élément de base (1) comprenant un corps d'élément (3) comportant au moins un passage interne (4) et portant des moyens de fixation (8) permettant de fixer ledit élément de base (1) à ladite source (20) de fluide; et - au moins un module (2) amovible de type robinet ou de type robinet/ détendeur, ledit élément de base (1) et/ ou ledit module (2) amovible comportant, en outre, des moyens d'assemblage et désassemblage (5) permettant de solidariser ou désolidariser ledit au moins un module (2) amovible dudit élément de base (1).

Description

La présente invention concerne un équipement modulaire susceptible d'équiper une source de fluide sous pression, en particulier une bouteille de gaz utilisable notamment dans le domaine du soudage ou dans le domaine médical.
Les récipients de gaz sous pression sont habituellement équipés d'un bloc robinet ou d'un ensemble combinant robinet et détendeur de gaz, c'est-à-dire un bloc unitaire robinet /détendeur, ledit bloc robinet ou robinet/détendeur étant fixé par vissage sur le récipient de fluide.
Actuellement, lorsqu'une bouteille de gaz, par exemple, comporte un bloc robinet et que l'on souhaite remplacer ce bloc robinet par un bloc robinet /détendeur, il est nécessaire soit d'attendre que la bouteille soit vide, soit de procéder à une vidange anticipée de la bouteille suivi d'un remplissage.
On comprend aisément que cette manière de procéder est loin d'être satisfaisante car elle conduit à une perte de temps et oblige l'opérateur à réaliser de nombreuses manipulations : vidange, démontage, remontage, remplissage...
La situation est encore plus délicate lorsque le bloc robinet ou robinet/détendeur monté sur une bouteille de conditionnement est détérioré et doit donc être remplacé alors que la bouteille contient une grande quantité de gaz.
En effet, dans ce cas, le remplacement du bloc peut engendrer, outre les inconvénients cités ci-avant, des pertes inacceptables de gaz, en particulier lorsque la bouteille renferme un gaz spécifique, par exemple un gaz présentant un risque pour la santé, ou un gaz rare de coût élevé.
Le problème qui se pose est donc de pouvoir monter ou démonter facilement et rapidement un bloc de type robinet ou robinet /détendeur monté sur un récipient ou une source de fluide, notamment une bouteille de gaz ou une canalisation de fluide, et ce, sans devoir vidanger au préalable le contenu du récipient ou attendre que celui-ci soit vide.
La solution apportée par la présente invention est alors un équipement modulaire susceptible d'équiper une source de fluide comprenant - un élément de base destiné à être fixé à ladite source de fluide, ledit élément de base comprenant un corps d'élément comportant au moins un passage interne et portant des moyens de fixation permettant de fixer ledit élément de base à ladite source de fluide ; et - au moins un module amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur, ledit élément de base et/ou ledit module amovible comportant, en outre, des moyens d'assemblage et désassemblage permettant de solidariser ou désolidariser ledit au moins un module amovible dudit élément de base.
On comprend donc que, selon l'invention, chaque bloc robinet ou robinet/détendeur est formé de deux parties - d'une part, l'élément de base qui est fixé à demeure sur le récipient de fluide et qui assure les fonctions basiques, notamment jouer le rôle d'interface de raccordement entre le bloc et le récipient, contrôler le passage du gaz (entrée ou sortie) contenu dans le récipient et détrompage, et - d'autre part, le module amovible de type robinet ou de type robinet /détendeur qui permet d'apporter des fonctions spécifiques, par exemples, détente, régulation de débit, indication du niveau de fluide...
De là, lorsque l'on souhaite changer le bloc équipant le récipient, il suffit de remplacer la partie amovible, c'est-à-dire le module amovible, par une autre partie amovible et ce, sans avoir à recourir à une quelconque vidange du contenu du récipient.
Selon le cas, l'équipement modulaire selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - le module amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur est à actionnement par volant de manipulation ou par levier, de préférence par levier.
- les moyens de fixation permettant de fixer l'élément de base à la source de fluide comprennent au moins un filetage, de préférence ledit filetage est aménagé sur une partie la paroi externe du corps d'élément.
- le module amovible de type robinet ou de type robinet /détendeur comprenant au moins un raccord d'entré ou de sortie de fluide et au moins un passage interne de fluide s'étendant entre une entrée de fluide et une sortie de fluide, de préférence au moins une sortie de fluide est située sur le raccord.
- l'élément de base comprend au moins un raccord d'entré ou de sortie de fluide et au moins un passage interne de fluide s'étendant entre une entrée de fluide et une sortie de fluide, de préférence au moins une sortie de fluide est située sur le raccord.
- les moyens d'assemblage et désassemblage sont portés par ledit module amovible ou en ce que les moyens d'assemblage et désassemblage sont portés par le corps - un logement est aménagé dans le corps d'élément, ledit logement comportant un moyen à ressort venant prendre appui sur un siège et exerçant, en outre, une pression sur un élément-clapet, de préférence l'élément- clapet porte un organe d'actionnement.
- le module amovible comporte une pièce allongée, mobile en translation, ayant une extrémité distale susceptible de venir exercer une force de poussée de direction opposée à celle exercée par le ressort sur l'élément-clapet et provoquer un déplacement de l'élément-clapet, lors de l'actionnement par l'opérateur du levier ou du volant.
L'invention concerne en outre un récipient de fluide équipé d'un ensemble modulaire selon l'invention ou au moins un élément de base d'un équipement modulaire selon l'invention, de préférence le récipient de fluide est une bouteille de gaz.
Par ailleurs, l'invention concerne aussi un procédé de remplissage d'un récipient de fluide, en particulier une bouteille de gaz sous pression, portant un équipement selon l'invention, dans lequel on procède selon les étapes de (a) désassemblage du module amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur raccordé à l'élément de base porté par le récipient ; (b) remplissage du récipient avec un fluide subséquemment à l'étape (a) ; et (c) assemblage du module amovible de type robinet ou de type robinet /détendeur à l'élément de base porté par le récipient, subséquemment à l'étape (b).
En outre, l'invention a aussi trait à un procédé de remplacement du module amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur d'un récipient de fluide, en particulier une bouteille de gaz sous pression, dans lequel (a) on amène un récipient de fluide portant un équipement selon l'invention ; (b) on désassemble le module amovible à remplacer de l'élément de base porté par le récipient ; et (c) on assemble un module amovible souhaité à l'élément de base porté par le récipient.
De préférence, le procédé de remplacement comporte, en outre, une étape de remplissage, au moins partiel, du récipient avec un fluide et/ou au moins une étape de réparation ou d'entretien du module amovible à remplacer, de préférence le module amovible souhaité assemblé à l'étape (c) est le module amovible ayant subi l'étape de réparation ou d'entretien.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures ci-annexées données à titre illustratif mais non limitatif. Sur ces figures, les parties identiques portent les mêmes références.
La figure 1 représente une source de fluide, c'est- à-dire une bouteille 20 de gaz sous pression (partie supérieure représentée) équipée d'un élément de base 1 d'un équipement modulaire selon l'invention.
Plus précisément, cet élément de base 1 est fixé 8 par vissage sur le col de la bouteille 20 par l'intermédiaire d'un filetage 9 conique.
L'élément de base 1 est formé d'un corps d'élément 3 sur la paroi externe 10 duquel est aménagé le filetage 9 et qui comporte un passage interne 4 permettant d'acheminer le fluide sortant de la bouteille 20 ou, à l'inverse, entrant dans la bouteille 20 lors de son remplissage. L'élément de base 1 comporte, en outre, des moyens d'assemblage et désassemblage 5 permettant de solidariser ou désolidariser, facilement, rapidement et selon les besoins, un module 2 amovible audit élément de base 1.
Il est à noter que, sur la figure 1, l'élément de base 1 est schématisé sans sa partie complémentaire, à savoir sans le module 2 amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur.
Les figures 2 et 3 représentent la bouteille 20 et l'élément de base 1 de la figure 1, sur lequel élément de base 1 a été monté sur un module 2 amovible de type robinet de façon à former un équipement modulaire selon l'invention.
Plus précisément, sur la figure 2, le module 2 amovible de type robinet est à actionnement en rotation par volant 6 de manipulation, l'actionnement dudit volant 6 par un opérateur permettant ou, à l'inverse, empêchant le passage du gaz.
Comme on peut le voir, le module 2 amovible est constitué d'un corps de module comprenant un (ou plusieurs) raccord de sortie 11 de fluide et au moins un passage interne 12 de fluide s'étendant entre une entrée de fluide (non visible) et une sortie de fluide 12b, la sortie 12b de fluide étant constituée par l'orifice de sortie du raccord de sortie 11 fileté.
La figure 3 est analogue à la figure 2, à l'exception du fait que le module 2 amovible de type robinet est à actionnement par levier 7.
Par ailleurs, la figure 4 est analogue à la figure 1, à l'exception du fait qu'elle montre un deuxième mode de réalisation d'un élément de base 1 d'un équipement modulaire selon l'invention monté sur une bouteille 20 de gaz sous pression. Dans ce mode de réalisation, l'élément de base 1 ne porte pas les moyens d'assemblage et désassemblage 5 permettant de solidariser ou désolidariser le module 2 amovible audit élément de base 1, lesdits moyens d'assemblage et désassemblage 5 étant, dans ce cas, portés par le module 2 amovible de type robinet ou robinet/détendeur, comme montré sur la figure 5.
En effet, sur la figure 5, est représenté l'élément de base 1 de la figure 4 sur lequel a été fixé un module 2 amovible de type robinet/détendeur.
Ce module 2 comprend, comme dans le cas des figures 2 et 3, un corps de module traversé par un ou plusieurs passage de fluide, dont l'un des passages mène à l'extrémité de sortie 12b d'un raccord 11 filetée.
Toutefois, le module 2 de la figure 5 comprend aussi non seulement lesdits moyens d'assemblage et désassemblage 5, mais aussi un volant 16, un levier 7, ainsi que deux manomètres 13, de préférence un manomètre haute pression et un manomètre basse pression permettant de contrôler la détente de fluide sous pression s'opérant à l'intérieur du corps dudit module 2. Le levier 7 sert à commander le passage du fluide, alors que le volant 16 sert à ajuster la valeur de basse pression souhaitée après détente.
L'équipement selon l'invention présente un avantage incontestable par rapport aux dispositifs connus, à savoir qu'il autorise un démontage du bloc robinet ou robinet/détendeur même lorsque la bouteille est pleine de fluide et ce, sans nécessiter de vidange préalable du contenu de la bouteille.
En effet, le principe de fonctionnement et les interconnections existant entre l'élément de base 1 et le module 2 amovible sont schématisés sur les figures 6 à 9. Les figures 6 et 7 schématisent le principe de fonctionnement d'un élément de base 1 tel que montré sur la figure 1 ou 4, équipé ou non d'un module 2 amovible.
On voit que, lorsque le module 2 amovible n'est pas fixé sur l'élément de base 1 (figure 6), un ressort 23 prenant appui sur un filtre 26 vient exercer une pression sur un élément-clapet 22, de manière à obturer un orifice 29 interne du corps d'élément 3 et à empêcher ainsi tout passage de gaz vers l'extérieur, c'est-à-dire vers un raccord 21 d'entrée ou sortie de fluide (porté, dans ce cas, par l'élément de base 1).
Le ressort 23 et l'élément-clapet 22 sont situés dans un logement 25 formé dans une portion du passage de fluide 4 traversant le corps d'élément 3 et l'élément- clapet 22 est muni d'un organe d'actionnement 24 débouchant dans le réceptacle 39 de l'élément de base 1 destiné à recevoir, en vue de sa fixation étanche, le module 2 amovible.
Par ailleurs, on voit (Fig. 6 et 7) que le corps d'élément 3 comporte, en outre, deux passages annexes 40, 41 de fluide.
Le passage 40 permet de bypasser l'élément-clapet 22 de manière à pouvoir remplir la bouteille 20 par le biais du raccord d'entrée/sortie 21.
Par contre, le passage 41 est relié à un manomètre 6 haute pression (HP) permettant de mesurer la valeur de la pression avant toute détente éventuelle, c'est-à-dire la pression du fluide contenu dans la bouteille 20.
En outre, on constate que d'autres moyens de régulation de flux (clapets anti-retour 42, 43 ou analogues) sont aménagés dans les passages 4 et 40.
Comme représenté sur,la figure 7, lorsque le module 2 amovible est mis en position sur l'élément de base 1, c'est-à-dire introduit dans le réceptacle 39 de l'élément de base 1, une pièce 30 allongée, situé dans le module 2 amovible, vient se placer, par le biais de son extrémité distale 30a, sensiblement au contact ou à proximité immédiate de l'organe d'actionnement 24.
Ensuite, lorsque l'opérateur actionne le levier 7, l'extrémité 7' dudit levier vient exercer une poussée mécanique sur l'extrémité proximale 30b de la pièce 30 allongée, ce qui provoque un déplacement en translation de ladite pièce 30 allongée dans son logement.
L'extrémité distale 30a de la pièce 30 allongée va alors venir exercer une force de poussée de direction opposée à celle exercée par le ressort 23 sur l'élément- clapet 22 et provoquer alors le déplacement de l'élément- clapet 22, de manière à ouvrir l'orifice 29 interne du corps d'élément 3 et à permettre ainsi un passage de gaz vers l'extérieur, c'est-à-dire vers le raccord 21 de sortie de fluide porté par l'élément de base 1, via le passage 4.
Des moyens d'étanchéité, tels des joints toriques 35, assurent l'étanchéité du système.
Les moyens d'assemblage et désassemblage 5 ne sont pas détaillés sur les figures 6 et 7.
La figure 8 est analogue à la figure 7, à l'exception du fait que le module 2 amovible est du type à robinet 6 de manipulation au lieu d'être à levier. Le principe de fonctionnement reste cependant le même que celui de la figure 7.
La figure 9 est analogue aux figures 7 et 8, à l'exception du fait qu'elle représente un module 2 amovible du type robinet/détendeur classique. Le principe de fonctionnement reste cependant le même que celui de la figure 8 à la différence près que la pression de sortie est réglable en agissant sur le volant qui comprime plus ou moins le ressort de détente, lequel agit sur un plateau dont la position résulte de l'équilibre entre la pression de sortie d'un côté et l'effort du ressort de l'autre. Ce plateau commande l'ouverture du clapet (23) pour maintenir la pression à un niveau constant correspondant à la consigne définie par le volant et le ressort.
Sur la figure 9, le raccord de sortie est du type raccord rapide comme défini par exemple dans la norme NF A 84-620.
La figure 10 illustre, quant à elle, un autre avantage de l'équipement modulaire selon l'invention, à savoir la possibilité de fixer rapidement et facilement des blocs robinet ou robinet/détendeur 52a à 52d différents sur une même bouteille 20, sans obligation de vidanger la bouteille 20 au préalable.
La figure 11 schématise, quant à elle, un procédé de remplissage d'une bouteille de gaz 20 sous pression portant un équipement selon l'invention, dans lequel on procède selon les étapes de - désassemblage ou démontage du module 2 amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur raccordé à l'élément de base (non détaillé) porté par le récipient 20 ; - remplissage du récipient avec un fluide ; et - assemblage ou remontage du module 2 amovible après remplissage.
En alternative, on peut procéder aussi à un remplacement du module 2 amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur d'un récipient de fluide.
Pour ce faire, on désassemble le module 2 amovible à remplacer de l'élément de base 1 porté par la bouteille, on opère une réparation ou un entretien du module 2 amovible à remplacer et on ré-assemble un module 2' amovible de remplacement à l'élément de base 1 porté par la bouteille.
De préférence, le module 2' amovible de remplacement ré-assemblé ou remonté est le module 2 amovible ayant subi l'étape de réparation ou d'entretien.
Il est à noter que selon l'invention, il n'est pas nécessaire de vidanger la bouteille 20 avant démontage du module 2. Un module plus évolué, c'est-à-dire assurant davantage de fonctions peut être monté en remplacement d'un module moins évolué sans nécessiter de changer tout l'ensemble 1 + 2 + 20.
Les opérations de montage et démontage du module 2, d'une part, et de remplissage de la bouteille 20, d'autre part, peuvent ainsi être effectuées dans des lieux différents et par des personnes différentes, ce qui permet d'optimiser le processus industriel et commercial (maintenance ; échange du module sur le lieu de vente ; remplissage dans les sites de production du gaz). Le remplissage est facilité par le fait que les bouteilles 20 désolidarisées de leurs modules sont toutes identiques. Ce point facilite le remplissage automatisé. Le transport des bouteilles vers les sites de remplissage est amélioré par le fait que les bouteilles désolidarisées de leurs modules sont plus légères (les modules ne voyagent pas).
Enfin, lorsque le module est la propriété de l'utilisateur de la bouteille, il est possible de procéder très simplement et rapidement au remplacement de la bouteille vide par une bouteille pleine, sur le lieu de vente, sans nécessité de traçabilité du module dans le "circuit" que suivent les bouteilles ; le propriétaire du module est certain de bien reprendre son module et il n'a pas à attendre que celui-ci aille au centre de remplissage puis revienne au point de vente.
Des exemples possibles de moyens ou systèmes d'assemblage/desassemblage du module 2 sur le corps ou élément de base 3 sont schématisés sur les figures 12a à 12j.
Un premier système d'assemblage/desassemblage des figures 12a et 12b comporte une bague 40 taraudée permettant de fixer par vissage le module 2 à l'élément de base 3 ; optionnellement, le module 2 et l'élément 3 peuvent être munis chacun de moyens d'indexage réciproque 42, 41, respectivement.
Un second système, montré sur les figures 12c et 12d, est basé sur un emboîtement du module 2 dans l'élément de base 3, puis solidarisation de ceux-ci à l'aide d'un moyen-verrou, telle qu'une clavette 45 à ressort de rappel 46.
D'autres modes de réalisation sont montrés sur les figures 12e et 12j où l'on voit que le module 2 et l'élément 3 de base peuvent être reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un système à baïonnette 47 ou similaire (figure 12e) ; d'un système à bride 48 et vis 49 (figure 12f) ; d'un collier élastique de serrage 50 (figure 12g) ; avec serrage par vis 51 (figure 12h) ; par genouillère 52 articulée (figure 12i) et/ou d'un collier de serrage 50 articulé 53 (figure 12j).

Claims (12)

<U>REVENDICATIONS</U>
1. Equipement modulaire susceptible d'équiper une source (20) de fluide comprenant - un élément de base (1) destiné à être fixé à ladite source (20) de fluide, ledit élément de base (1) comprenant un corps d'élément (3) comportant au moins un passage interne (4) et portant des moyens de fixation (8) permettant de fixer ledit élément de base (1) à ladite source (20) de fluide ; et - au moins un module (2) amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur, ledit élément de base (1) et/ou ledit module (2) amovible comportant, en outre, des moyens d'assemblage et désassemblage (5) permettant de solidariser ou désolidariser ledit au moins un module (2) amovible dudit élément de base (1).
2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module amovible (2) de type robinet ou de type robinet /détendeur est à actionnement par volant (6) de manipulation ou par levier (7), de préférence par levier (7).
3. Equipement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation (8) permettant de fixer l'élément de base (1) à la source de fluide comprennent au moins un filetage (9), de préférence ledit filetage est aménagé sur une partie la paroi externe (10) du corps d'élément (3).
4. Equipement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le module (2) amovible de type robinet ou de type robinet /détendeur comprenant au moins un raccord (11) d'entré ou de sortie de fluide et au moins un passage interne (12) de fluide s'étendant entre une entrée de fluide et une sortie de fluide (12b), de préférence au moins une sortie (12b) de fluide est située sur le raccord (11).
5. Equipement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de base (1) comprend au moins un raccord (21) d'entré ou de sortie de fluide et au moins un passage interne (4) de fluide s'étendant entre une entrée de fluide et une sortie de fluide, de préférence au moins une sortie de fluide est située sur le raccord (21).
6. Equipement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage et désassemblage (5) sont portés par ledit module (2) amovible ou en ce que les moyens d'assemblage et désassemblage (5) sont portés par le corps d'élément (3).
7. Equipement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un logement (25) est aménagé dans le corps d'élément (3), ledit logement (25) comportant un moyen à ressort (23) venant prendre appui sur un siège (26) et exerçant, en outre, une pression sur un élément- clapet (22), de préférence l'élément-clapet (22) porte un organe d'actionnement (24).
8. Equipement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le module (2) amovible comporte une pièce (30) allongée, mobile en translation, ayant une extrémité distale (30a) susceptible de venir exercer une force de poussée de direction opposée à celle exercée par le ressort 23 sur l'élément-clapet 22 et provoquer un déplacement de l'élément-clapet 22, lors de l'actionnement par l'opérateur du levier 7 ou du volant 6.
9. Récipient de fluide équipé d'un équipement modulaire selon l'une des revendications 1 à 8 ou au moins d'un élément de base (1) d'un équipement modulaire selon l'une des revendications 1 à 8, de préférence le récipient de fluide est une bouteille de gaz.
10. Procédé de remplissage d'un récipient de fluide, en particulier une bouteille de gaz sous pression, portant un équipement selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel on procède selon les étapes de: (a) désassemblage du module (2) amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur raccordé à l'élément de base (1) porté par le récipient (20) ; (b) remplissage du récipient (20) avec un fluide subséquemment à l'étape (a) ; et (c) assemblage du module (2) amovible de type robinet ou de type robinet /détendeur à l'élément de base (1) porté par le récipient (20), subséquemment à l'étape (b).
11. Procédé de remplacement du module (2) amovible de type robinet ou de type robinet/détendeur d'un récipient de fluide, en particulier une bouteille de gaz sous pression, dans lequel (a) on amène un récipient de fluide portant un équipement selon l'une des revendications 1 à 8 (b) on désassemble le module (2) amovible à remplacer de l'élément de.base (1) porté par le récipient (20) ; et (c) on assemble un module (2') amovible souhaité à l'élément de base (1) porté par le récipient (20).
12. Procédé de remplacement selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape de remplissage, au moins partiel, du récipient (20) avec un fluide et/ou au moins une étape de réparation ou d'entretien du module (2) amovible à remplacer, de préférence le module (2') amovible souhaité assemblé à l'étape (c) est le module (2) amovible ayant subi l'étape de réparation ou d'entretien.
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