FR2991750A1 - Dispositif de controle pour bouteille de fluide sous pression et bouteille correspondante - Google Patents

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Abstract

Dispositif de contrôle du fluide pour bouteille (1) de fluide sous pression comprenant un robinet (2) destiné à être monté dans l'orifice d'une bouteille (1) de fluide sous pression et une prise (3) de soutirage sélectif du fluide, la prise (3) de soutirage comprenant un corps distinct de celui du robinet (2) et étant sélectivement connectable sur un raccord (4) de sortie du robinet (2), le robinet (2) comprenant un circuit (5) interne de soutirage ayant une première extrémité destinée à communiquer avec l'intérieur d'une bouteille et une seconde extrémité débouchant au niveau du raccord (4) de sortie, le circuit (5) interne de soutirage robinet (2) comprenant un détendeur (6) de pression et un clapet (7) d'isolement sélectif contraint vers une position de fermeture du circuit (5) via un organe (8) de rappel, caractérisé en ce que la prise (3) de soutirage comprend un levier (9) d'actionnement sélectif du clapet (7) d'isolation, lorsque la prise (3) de soutirage est raccordée sur le raccord (4) de sortie du robinet (2), le levier (9) étant mobile en rotation entre une première position permettant la fermeture du clapet (7) et une seconde position de déplacement du clapet (7) dans une position d'ouverture du circuit (5), dans lequel, en cas de déconnexion de la prise (3) de soutirage du raccord (4) de sortie alors que le levier (9) est dans sa seconde position, le levier (9) libère automatiquement le clapet (7) qui retourne automatiquement dans sa position de fermeture du circuit (5) sous l'action de l'organe (8) de rappel.

Description

La présente invention concerne dispositif de contrôle du fluide et une bouteille comprenant un tel dispositif. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de contrôle du fluide pour bouteille de fluide sous pression comprenant un robinet destiné à être monté dans l'orifice d'une bouteille de fluide sous pression et une prise de soutirage sélectif du fluide, la prise de soutirage comprenant un corps distinct de celui du robinet et étant sélectivement connectable sur un raccord de sortie du robinet, le robinet comprenant un circuit interne de soutirage ayant une première extrémité destinée à communiquer avec l'intérieur d'une bouteille et une seconde extrémité débouchant au niveau du raccord de sortie, le circuit interne de soutirage robinet comprenant un détendeur de pression et un clapet d'isolement sélectif contraint vers une position de fermeture du circuit via un organe de rappel. L'invention concerne les dispositifs de soutirage de fluide à partir de bouteilles munies d'un robinet, de préférence avec détendeur de pression.
L'invention concerne en particulier le problème de séparation subite d'une prise de soutirage par rapport au robinet auquel la prise est connectée. L'invention peut concerner notamment le cas au moins une partie du mécanisme de détente du gaz soutiré est présent sur la prise de soutirage. En effet, si l'opérateur ne repasse pas en position de fermeture (position dans laquelle le gaz ne circule plus dans l'application) avant de déconnecter une prise de soutirage d'un robinet, l'opérateur s'expose à un danger (fuite, éjection...). Une solution connue consiste à prévoir un verrouillage de la prise sur le robinet. Selon cette solution, l'utilisateur ne peut pas déconnecter la prise du robinet tant que le gaz circule dans l'ensemble robinet détendeur + prise de soutirage. Le verrouillage de la prise de soutirage est assuré par exemple via un doigt de verrouillage mobile qui est piloté par la pression du gaz circulant dans l'ensemble. Cette solution impose cependant une étanchéité dynamique au niveau du doigt de verrouillage. En cas de défaillance de cette étanchéité il y a risque de fuite vers l'extérieur du gaz de l'application. Une autre solution connue consiste à utiliser un capteur de gaz sur la prise de remplissage ou sur l'application et une logique électronique associée (tel qu'un automate par exemple). Lorsque le capteur détecte que la prise est déconnectée alors que le circuit est toujours ouvert, la logique coupe l'arrivée de gaz. Ce type de solution nécessite cependant un circuit de communication (pneumatique ou électrique) entre les capteurs et la logique électronique. De tels systèmes électriques ou électroniques embarqués sur des applications peuvent comporter des risques, notamment dans des environnements explosifs (ATEX). De plus, une éventuelle rupture ou une défaillance du circuit de communication peut avoir des conséquences importantes. En outre, l'utilisation de ce type de solution entraîne un surcoût non négligeable. 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 selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la prise de soutirage comprend un levier d'actionnement sélectif du clapet d'isolation, lorsque la prise de soutirage est raccordée sur le raccord de sortie du robinet, le levier étant mobile en rotation entre une première position permettant la fermeture du clapet et une seconde position de déplacement du clapet dans une position d'ouverture du circuit, dans lequel, en cas de déconnexion de la prise de soutirage du raccord de sortie alors que le levier est dans sa seconde position, le levier libère automatiquement le clapet qui retourne automatiquement dans sa position de fermeture du circuit sous l'action de l'organe de rappel. Cette architecture permet de disposer automatiquement le robinet en position de fermeture (« OFF ») lors de la déconnexion de la prise de soutirage. Ceci permet d'éviter le risque d'éjection de la prise ou de composants. Les risques de fuite ou de vidange à l'air du contenu de la bouteille sont également réduits ou évités. Le dispositif permet donc à la fois de fermer le circuit gaz d'un robinet détendeur en fonctionnement et d'éviter la séparation subite d'une partie par rapport à l'autre (par exemple d'une partie du mécanisme de détente par rapport à l'autre partie située sur le robinet).
Ceci peut s'appliquer également de façon identique à une prise de remplissage. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la prise de soutirage comprend un organe d'actionnement sélectif du levier vers sa seconde position, - la prise de soutirage comprend un orifice de soutirage destiné à être monté sur une extrémité du raccord de soutirage du robinet, ledit orifice comprenant un joint annulaire destiné à être placé autour du raccord pour assurer l'étanchéité entre la prise et le raccord, - la prise de soutirage comprend un mécanisme d'accrochage sélectif de la prise de soutirage sur le robinet comprenant au moins un crochet coopérant sélectivement avec un axe respectif situé sur le robinet, - la prise de soutirage comprend un mécanisme de verrouillage sélectif du au moins un crochet sur son axe respectif, le mécanisme de verrouillage comprenant au moins un organe de mise en tension sélective du crochet sur son axe, - lorsque le levier est dans sa seconde position et que le circuit de soutirage est sous pression de fluide, le déplacement de l'organe de mise en tension pour relâcher la mise en tension du au moins un crochet provoque un déplacement relatif déterminé de la prise vis-à-vis du robinet sous l'action de la pression de fluide provenant du robinet via le raccord qui met à nouveau en tension le au moins un crochet sur son axe, ce déplacement relatif déterminé éloignant le levier du clapet de façon à permettre au clapet un retour automatiquement dans sa position de fermeture du circuit sous l'action de l'organe de rappel, - le déplacement relatif déterminé de la prise vis-à-vis du robinet sous l'action de la pression de fluide sépare le joint annulaire du raccord et rompt l'étanchéité entre la prise et le raccord, - le déplacement relatif déterminé de la prise vis-à-vis du robinet sous l'action de la pression de fluide ne sépare pas le joint annulaire du raccord et ne rompt l'étanchéité entre la prise et le raccord, - le raccord comprend un orifice calibré pour mettre en communication le circuit avec l'atmosphère extérieure, le déplacement relatif déterminé de la prise vis-à-vis du robinet sous l'action de la pression de fluide déplace le joint annulaire le long raccord d'une première position dans laquelle l'orifice calibré ne communiquait pas avec l'extérieur vers une seconde position dans laquelle l'orifice calibré communique avec l'extérieur, - le robinet comprend un mécanisme de détendeur de pression est situé pour partie dans le corps du robinet et pour partie dans le corps de la prise de soutirage. L'invention concerne également une bouteille de fluide sous pression, 5 notamment de gaz sous pression, comprenant un dispositif selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous. L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la 10 description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe verticale, schématique et partielle, illustrant un dispositif de contrôle du fluide de bouteille de fluide sous pression dans une configuration non verrouillée, - la figure 2 représente une vue similaire à celle de la figure 1, le dispositif 15 étant en configuration verrouillée, - la figure 3 représente une agrandie d'un détail des figures 1 et 2 illustrant le positionnement d'un joint d'étanchéité lors de la connexion, - la figure 4 représente une vue en coupe verticale, schématique et partielle du dispositif des figures 1 et 2, et selon un autre plan de coupe, le robinet du 20 dispositif étant en configuration de soutirage, - la figure 5 représente similaire à celle de la figure 4, le robinet du dispositif étant en configuration fermée (arrêt du soutirage), - les figures 6 et 7 représentent des vues en coupes verticales selon respectivement deux plans distincts du dispositif de la figure 1, le dispositif étant 25 dans une configuration non verrouillée et d'auto-fermeture du robinet, - les figures 8 à 10 représentent des vues en coupe d'un détail agrandi de la figure 1 illustrant respectivement trois architectures possibles du dispositif en position non verrouillée et d'auto-fermeture du robinet. Le dispositif de contrôle du fluide pour bouteille 1 de fluide sous pression 30 illustré à la figure 1 comprend un robinet 2 monté (par exemple vissé) dans l'orifice d'une bouteille 1 de fluide sous pression. Classiquement, le robinet 2 comprend un circuit 5 interne de soutirage ayant une première extrémité en liaison avec l'intérieur de la bouteille et une seconde extrémité débouchant au niveau d'un raccord 4 de sortie (c'est-à-dire un raccord de soutirage). Le circuit 5 interne de soutirage comprend un clapet 7 d'isolement sélectif contraint vers une position de fermeture du circuit 5 via un organe 8 de rappel (cf. figures 1 et 4). Le circuit comprend également de préférence (mais non nécessairement) un détendeur 6 de pression. Le dispositif comprend une prise 3 de soutirage sélectif du fluide. La prise 3 de soutirage est reliée en aval à une application qui utilise le gaz soutiré de la bouteille 1. La prise 3 de soutirage comporte un corps distinct de celui du robinet 2 et est sélectivement connectable sur le raccord 4 de sortie du robinet 2. Comme illustré, le mécanisme de détendeur 6 de pression peut être situé pour partie dans le corps du robinet 2 et pour partie dans le corps de la prise 3 de soutirage. C'est-à-dire que le robinet peut comporter un clapet sollicité par un ressort vers un siège, le clapet du robinet 2 vient coopérer avec un pousse clapet et un ressort antagonistes de la prise 3 de façon à former un détendeur de pression abaissant la pression entre l'amont et l'aval à une valeur déterminée réglable ou non. Bien entendu, en variante, le détendeur peut être situé intégralement dans le corps du robinet 2. Comme visible aux figures 4 et 5, la prise 3 de soutirage comprend un levier 9 d'actionnement sélectif du clapet 7 d'isolation. Ainsi, lorsque la prise 3 de soutirage est raccordée sur le raccord 4 de sortie du robinet 2, le levier 9 est mobile en rotation entre une première position permettant la fermeture du clapet 7 (figure 5) et une seconde position de déplacement du clapet 7 dans une position d'ouverture du circuit (figure 4).
De préférence, la prise 3 de soutirage comprend également un mécanisme d'accrochage sélectif de la prise 3 de soutirage sur le robinet 2. Ce mécanisme comprend par exemple deux crochets 10 coopérant sélectivement avec deux axes 11 respectif. Les crochets 10 peuvent être verrouillés (cf. figure 2) et déverrouillés (cf. figure 1) des axes 10 par exemple via des pattes respectives 12 articulées formant un système dit « à grenouillère » (une extrémité du crochet étant solidaire d'une patte 12 respective. Selon une particularité avantageuse, en position verrouillée (figure 2), les pattes 12 mettent sous tension (traction) les crochets 10 sur leur axe 11.
Lorsque la bouteille 1 munie du robinet 2 est présentée au niveau de la prise 3 de soutirage, pour connecter la prise 3 de soutirage, une première étape peut consister à disposer la prise 3 sur le raccord 4 du robinet 2. Cette opération peut être effectuée manuellement par un opérateur.
La prise 3 de soutirage comprend un orifice de soutirage destiné à se monter sur une extrémité du raccord 4 de soutirage du robinet 2. L'orifice de la prise comprend un joint 13 annulaire destiné à être placé autour du raccord 4 pour assurer l'étanchéité entre la prise 3 et le raccord 4 (cf. figure 3). Pendant cette phase d'approche, le joint 13 annulaire vient se comprimer radialement sur le raccord cylindrique de connexion du robinet 2. Ceci permet de garantir une continuité du passage du gaz de la bouteille 1 vers l'application aval. Dans un second temps, la phase de verrouillage n'est possible que si l'amplitude d'approche (prise 3/robinet 2) est suffisante pour positionner les crochets 10 de grenouillères sous les axes 11 de verrouillage.
Une fois la prise connectée et verrouillée sur le robinet 2 (figure 2), le levier 9 peut être actionné pour ouvrir le clapet 7 du robinet 2 (cf. figure 5). A cet effet, la prise 3 de soutirage peut être pourvue d'un mécanisme 14 d'actionnement du levier 9. Ce mécanisme 9 exerce sélectivement un effort mécanique sur le levier 9 en vue de le basculer. Ce levier 9 bascule alors autour de son axe de rotation et exerce un effort sur un poussoir intermédiaire qui va actionner le clapet 7 d'isolement. Ceci ouvre le circuit de soutirage. Selon une particularité avantageuse, en cas de déconnexion de la prise 3 de soutirage du raccord 4 de sortie alors que le levier 9 est dans sa seconde position (ouverture du clapet 7 d'isolement), le levier 9 libère automatiquement le clapet 7 qui retourne automatiquement dans sa position de fermeture du circuit 5 sous l'action de l'organe 8 de rappel (figure 7) En effet, lorsque l'opérateur déverrouille la prise 3 du robinet 2 (cf. figure 6) sans repasser au préalable par la position fermée du levier 9 (c'est-à-dire sans couper au préalable l'arrivée de gaz), la prise 3 s'écarte du robinet 2 d'une distance déterminée (par exemple 5 à 15mm). Cet écartement E est produit par l'effet de la pression du gaz en amont. Cet écartement est limité par le blocage des crochets 10 sur les axes 11. Cette course d'écartement correspond par exemple à la course de fermeture des grenouillères. Ce déplacement E, par exemple de l'ordre de lOmm, permet de dégager le levier 9 au dessus du poussoir du clapet 7 d'isolation (cf. figure 7). Ceci a pour conséquence de refermer automatiquement le circuit de soutirage du robinet 2, même si l'organe 14 d'actionnement commande toujours l'ouverture du clapet 7. Cette vanne 7 d'isolement principal est rappelée automatiquement en position fermée sous l'action de la pression restante en amont et son ressort de rappel. Lorsque la prise 3 de soutirage remonte relativement au robinet 2, le joint13 de connexion est déplacé également relativement au raccord 4. Selon l'architecture envisagée, cet écartement E provoque ou non une perte de l'étanchéité pour le volume de gaz « piégé » entre la vanne 7 d'isolement principale et la sortie du raccord 4. Dans le mode de réalisation de la figure 8, l'écartement E provoque un déplacement du joint 13 au-dessus du raccord 4 ce qui rompt l'étanchéité. Dans le mode de réalisation de la figure 9, l'écartement E provoque un déplacement du joint 13 qui reste cependant autour du raccord 4, ce qui maintient l'étanchéité. Dans le mode de réalisation de la figure 10, le joint 13 reste sur le raccord 4 lors de l'écartement E mais le joint passe au-dessus (en aval) d'un orifice 15 calibré formé sur le raccord 4. Cet orifice 15 calibré est prévu pour vidanger à l'air ambiant le gaz situé dans le raccord avec un débit contrôlé. Le dispositif présenté ci-dessus s'applique avantageusement aux robinets, de préférence avec détenteur de gaz, où le risque de fuite à l'air du gaz présente un risque pour les personnes situées à proximité (explosion, incendie, anoxie,...) ou lorsque la pression elle-même représente un risque pour l'opérateur lors de la déconnexion. Le dispositif peut s'appliquer de la même façon à un dispositif de remplissage (avec prise de remplissage au lieu d'une prise de soutirage).

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle du fluide pour bouteille (1) de fluide sous pression comprenant un robinet (2) destiné à être monté dans l'orifice d'une bouteille (1) de fluide sous pression et une prise (3) de soutirage sélectif du fluide, la prise (3) de soutirage comprenant un corps distinct de celui du robinet (2) et étant sélectivement connectable sur un raccord (4) de sortie du robinet (2), le robinet (2) comprenant un circuit (5) interne de soutirage ayant une première extrémité destinée à communiquer avec l'intérieur d'une bouteille et une seconde extrémité débouchant au niveau du raccord (4) de sortie, le circuit (5) interne de soutirage robinet (2) comprenant un détendeur (6) de pression et un clapet (7) d'isolement sélectif contraint vers une position de fermeture du circuit (5) via un organe (8) de rappel, caractérisé en ce que la prise (3) de soutirage comprend un levier (9) d'actionnement sélectif du clapet (7) d'isolation, lorsque la prise (3) de soutirage est raccordée sur le raccord (4) de sortie du robinet (2), le levier (9) étant mobile en rotation entre une première position permettant la fermeture du clapet (7) et une seconde position de déplacement du clapet (7) dans une position d'ouverture du circuit (5), dans lequel, en cas de déconnexion de la prise (3) de soutirage du raccord (4) de sortie alors que le levier (9) est dans sa seconde position, le levier (9) libère automatiquement le clapet (7) qui retourne automatiquement dans sa position de fermeture du circuit (5) sous l'action de l'organe (8) de rappel.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la prise (3) de soutirage comprend un organe (14) d'actionnement sélectif du levier (9) vers sa seconde position.
  3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la prise (3) de soutirage comprend un orifice de soutirage destiné à être monté sur une extrémité du raccord (4) de soutirage du robinet (2), ledit orifice comprenant un joint (13) annulaire destiné à être placé autour du raccord (4) pour assurer l'étanchéité entre la prise (3) et le raccord (4). 2 991 750 9
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la prise (3) de soutirage comprend un mécanisme d'accrochage sélectif de la prise (3) de soutirage sur le robinet (2) comprenant au moins un crochet (10) coopérant sélectivement avec un axe 5 (11) respectif situé sur le robinet (2).
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la prise (3) de soutirage comprend un mécanisme de verrouillage sélectif du au moins un crochet (10) sur son axe (11) respectif, le mécanisme de verrouillage comprenant au moins un organe (12) de mise en tension sélective du crochet 10 (10) sur son axe (11).
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lorsque le levier (9) est dans sa seconde position et que le circuit de soutirage est sous pression de fluide, le déplacement de l'organe (12) de mise en tension pour relâcher la mise en tension du au moins un crochet (10) provoque un 15 déplacement (E) relatif déterminé de la prise (3) vis-à-vis du robinet (2) sous l'action de la pression de fluide provenant du robinet (2) via le raccord (4) qui met à nouveau en tension le au moins un crochet (10) sur son axe (11) et en ce que ce déplacement relatif déterminé éloigne le levier (9) du clapet (7) de façon à permettre au clapet (7) un retour automatiquement dans sa position 20 de fermeture du circuit (5) sous l'action de l'organe (8) de rappel.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que le déplacement relatif déterminé de la prise (3) vis-à-vis du robinet (2) sous l'action de la pression de fluide sépare le joint (13) annulaire du raccord (4) et rompt l'étanchéité entre la prise (3) et 25 le raccord (4).
  8. 8. Dispositif selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que le déplacement relatif déterminé de la prise (3) vis-à-vis du robinet (2) sous l'action de la pression de fluide ne sépare pas le joint (13) annulaire du raccord (4) et ne rompt l'étanchéité entre 30 la prise (3) et le raccord (4).
  9. 9. Dispositif selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que le raccord (4) comprend un orifice calibré (15) pour mettre en communication le circuit (5) avec l'atmosphèreextérieure, le déplacement relatif déterminé de la prise (3) vis-à-vis du robinet (2) sous l'action de la pression de fluide déplace le joint (13) annulaire le long raccord (4) d'une première position dans laquelle l'orifice calibré (15) ne communiquait pas avec l'extérieur vers une seconde position dans laquelle l'orifice calibré (15) communique avec l'extérieur.
  10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le robinet comprend un mécanisme de détendeur (6) de pression est situé pour partie dans le corps du robinet (2) et pour partie dans le corps de la prise (3) de soutirage.
  11. 11. Bouteille de fluide sous pression, notamment de gaz sous pression, comprenant un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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