FR3051877A1 - Bouteille a gaz non rechargeable protegee contre le remplissage - Google Patents

Bouteille a gaz non rechargeable protegee contre le remplissage Download PDF

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Abstract

Une bouteille à gaz non rechargeable comprend un boîtier réservoir (100) du gaz comprimé, liquéfié ou dissous. Un distributeur (1) est monté sur le boîtier réservoir (100). Il comprend un conduit rectiligne (9) avec une entrée (11) dans le boîtier réservoir (100) et une sortie (13) en dehors de celui-ci. Une valve (19) généralement axisymétrique est montée dans le conduit rectiligne (9). Elle comprend une tige de commande (23) mobile axialement. Un mécanisme anti-remplissage est activable par déplacement la tige de commande (23). Il comprend un clapet (27) généralement axisymétrique, avec une section d'étanchéité (36) et une section d'engagement éloignées axialement l'une de l'autre. Le clapet (27) est disposé dans le conduit rectiligne (9) avec sa section d'étanchéité (36) à proximité de la valve (19). Une surface de siège homologue de la section d'étanchéité du clapet (27) est ménagée à l'entrée (11) du conduit rectiligne (9). Le mécanisme anti-remplissage présente un état inactif où la section d'engagement (37) du clapet (27) se trouve entre l'entrée (11) du conduit (9) et la valve (19), et un état actif où la section d'étanchéité (36) et la section d'engagement se trouvent de part et d'autre de l'entrée (11) tandis que le clapet (27) est libre de se déplacer depuis une position de repos où sa section d'étanchéité coopère avec ladite surface homologue du conduit.

Description

Bouteille à gaz non rechargeable protégée contre le remplissage L’invention a trait à un conteneur à gaz non rechargeable, et plus particulièrement à une bouteille à gaz non rechargeable du type comprenant un boîtier réservoir métallique apte à contenir du gaz comprimé, liquéfié ou dissous, et un organe de distribution de gaz, solidaire de ce réservoir. L'invention concerne également un organe de distribution de gaz pour une telle bouteille.
Les conteneurs à gaz non rechargeables sont largement utilisés pour alimenter en gaz des appareils à combustion de toutes sortes, par exemple des chalumeaux.
Ces conteneurs sont commercialisés pleins, et ne sont pas destinés à être à nouveau remplis après utihsation : une fois vides, ces conteneurs sont généralement traités conune déchets et ne font l’objet d’aucune collecte spécifique. L'on recherche des conteneurs de conception toujours plus simple afin d'en faciliter la fabrication et d'en diminuer le coût.
Les conteneurs à gaz non rechargeables sont fabriqués en grandes, voire très grandes, séries. Toute simplification dans leur conception entraîne d'importantes conséquences économiques.
La technique distingue plusieurs types de conteneurs à gaz non rechargeables.
Les conteneurs perforables, que l'on appelle aussi "cartouches perforables", se présentent sous la forme d'un boîtier réservoir fait d’une enveloppe métallique en forme générale de cylindre, avec une paroi latérale et un sommet, et d'un fond fixé sur l'enveloppe, généralement par sertissage.
Le remplissage de la cartouche se fait par le dessous de l'enveloppe, avant fixation du fond. Les appareils à combustion compatibles avec les cartouches perforables sont dotés d'un axe de perforation, que l'on désigne parfois "percuteur" dans la technique. Au premier usage de la cartouche, l'axe perfore l'enveloppe, sur le sommet de celle-ci, ce qui libère le gaz du réservoir.
Les cartouches perforables présentent des conceptions parmi les plus simples. Ceci assure des coûts de fabrication très faibles. Généralement dépourvues de dispositif obturateur, ces cartouches ne peuvent être déconnectées de l'appareil sans se vider de leur gaz. Les cartouches perforables sont parfois équipées d'un dispositif limiteur de fuite, qui s'active lors d'une déconnection accidentelle de l'outil. Les limiteurs de fuite sont obligatoires en Europe depuis 2015.
Les cartouches dites "à valve", aussi désignées "boîtiers aérosols", comprennent un boîtier réservoir qui peut être réalisé de manière analogue aux cartouches perforables, à la différence que le sommet de l'enveloppe présente une ouverture centrale. Ces cartouches comprennent une valve fixée au réservoir, en travers de l'ouverture, de manière irréversible, généralement par sertissage.
Les cartouches à valve sont plus coûteuses à fabriquer. Cependant, à la déconnexion de l’appareil à combustion, la valve obture l'ouverture, sans que le réservoir ne se vide.
Les cartouches à valve pourraient être remplies de manière analogue aux cartouches perforables. On préfère généralement les remplir par le sommet, à travers l'ouverture, avant fixation de la valve. Le remplissage se fait à une température très basse, où le gaz se trouve à l'état liquide. Très peu de gaz se trouve perdu par vaporisation.
Une fois vide, une cartouche à valve pourrait être à nouveau remplie, autrement dit rechargée en gaz, par l'intermédiaire de la valve. Le faible coût d'une telle cartouche et la difficulté d'un rechargement font qu'en pratique, cela ne se fait pas. D'ailleurs, les cartouches à valve sont presque toujours dépourvues de mécanisme anti-remplissage, alors que tout rechargement est proscrit.
Les cartouches perforables et les cartouches à valve conviennent uniquement à des pressions de gaz assez faibles, de l'ordre de 11 bars ou inférieures à 50 degrés Celsius. Une telle pression exclut en pratique certaines compositions gazeuses.
Pour des pressions plus élevées, on utilise des conteneurs de type "bouteilles à clapet", aussi appelés "bouteilles à valve".
Les bouteilles à valve comprennent un boîtier métallique qui forme un réservoir à gaz. Le boîtier réservoir est généralement en deux parties comprenant chacune une enveloppe avec une paroi latérale généralement cylindrique et un sommet en forme de calotte, attaché à la paroi latérale. Les deux parties du boîtier sont emboîtées l'une dans l'autre, sur la moitié de leur hauteur environ, et fixées dans cette position mutuelle, généralement par brasage ou soudage. Il existe aussi des bouteilles dont le boîtier réservoir est réalisé d'un seul tenant. C'est notamment le cas lorsque l'enveloppe du boitier est réalisée en aluminium.
Les bouteilles à valve comprennent un organe distributeur qui est fixé de manière irréversible au boîtier réservoir, généralement par brasage. L’organe distributeur comprend un conduit rectiligne dont une entrée se situe dans le boîtier réservoir et une sortie en dehors de celui-ci. L'organe distributeur comprend également une valve, montée dans le conduit rectiligne de manière à contrôler le passage du gaz à travers ce dernier. Cette valve comprend un corps, fixe par rapport au conduit, et une tige de commande mobile par rapport au corps. La tige peut être actionnée depuis une position de repos où la valve obture le conduit rectiligne à une position où la valve libère le conduit en question.
La tige se trouve actionnée lorsqu'un appareil à combustion est connecté à la bouteille. À la déconnexion de l’appareil à combustion, la tige retrouve sa position de repos où la valve obture le conduit rectiligne.
Les bouteilles à valve sont généralement remplies après installation de l'organe distributeur et par l'intermédiaire de celui-ci.
Un outil de remplissage est inséré dans l'organe distributeur. L'outil actionne la tige de commande de la valve. La valve libère le conduit rectiligne, ce qui permet à un flux de gaz d'atteindre l'intérieur du boîtier réservoir. Au retrait de l'outil de remplissage, la tige de commande retrouve sa position de repos. La tige conserve cette position repos jusqu'au premier usage de la bouteille, que l'on appelle "percussion" dans la technique.
Les bouteilles à valve sont beaucoup plus coûteuses à fabriquer que les cartouches.
Une fois vide, une bouteille à valve pourrait être rechargée, par l'utilisateur par exemple. Ceci n’est pas souhaitable, en particulier pour des raisons de sécurité. C'est pourquoi les bouteilles à valve sont de plus en plus souvent équipées d’un mécanisme anti-remplissage. Ce mécanisme s'active de préférence à la percussion de la bouteille, lorsque l'on connecte l'appareil. Ceci permet d'empêcher tout rechargement en autorisant un rajout de gaz lors du remplissage de la bouteille en usine. L'activation du mécanisme anti-remplissage se fait généralement par l’actionnement de la tige de commande de la valve.
On connaît ainsi par EP 1 421 304 B1 un dispositif anti-remplissage comprenant une bille en élastomère logée dans le conduit rectiligne de l’organe de distribution, entre la valve et l'entrée du conduit. Ce dernier présente deux surfaces conformées en sièges pour la bille : l'une, à l'entrée du conduit, forme un siège complet tandis que la bille obture le conduit, l'autre, intercalée entre la valve et l'entrée, forme un siège partiel qui retient la bille en autorisant un passage de gaz.
Au remplissage initial, l'outil de remplissage actionne la tige de commande sur une courte course. La bille se trouve sur son siège partiel. Le gaz peut atteindre le réservoir. Au premier usage, l'appareil à combustion actionne la tige de commande sur une course complète. La tige pousse la bille au-delà de son siège partiel. Sous l'effet de la gravité, la bille se trouve à proximité de son siège complet. Le flux de gaz éloigne la bille du siège complet. Le conduit est libéré. Dans la direction de remplissage, au contraire, le flux de gaz appuie la bille contre le siège total. Le conduit est obturé.
Ce dispositif est complexe et coûteux à fabriquer. L'invention cherche à améliorer l'existant.
La bouteille à gaz non rechargeable proposée comprend un boîtier réservoir apte à contenir du gaz sous pression, et un organe de distribution, monté sur le boîtier réservoir. L'organe de distribution comprend un conduit rectiligne comprenant une entrée dans le boîtier réservoir et une sortie en dehors de celui-ci, une valve généralement axisymétrique montée dans le conduit rectiligne et comprenant une tige de commande mobile axialement, et un mécanisme anti-remplissage activable par déplacement la tige de commande. Le mécanisme anti-remplissage comprend un clapet généralement axisymétrique, présentant une section d'étanchéité et une section d'engagement éloignées axialement l'une de l'autre, ledit clapet étant disposé dans le conduit rectiligne de manière que la section d'étanchéité se trouve à proximité de la valve et une surface de siège homologue de la section d'étanchéité du clapet ménagée à l'entrée du conduit rectiligne. Le mécanisme anti-remplissage présente un état inactif où la section d'engagement du clapet se trouve entre l'entrée du conduit et la valve, et un état actif où la section d'étanchéité et la section d'engagement se trouvent de part et d'autre de l'entrée tandis que le clapet est libre de se déplacer depuis une position de repos où sa section d'étanchéité coopère avec ladite surface homologue du conduit. L'organe de distribution de gaz proposé comprend un conduit rectiligne comprenant une entrée et une sortie. Une valve généralement axisymétrique est montée dans le conduit rectiligne et comprend une tige de commande mobile axialement. Un mécanisme antiremplissage est activable par déplacement la tige de commande. Ce mécanisme antiremplissage comprend un clapet généralement axisymétrique, présentant une section d'étanchéité et une section d'engagement éloignées axialement l'une de l'autre, ledit clapet étant disposé dans le conduit rectiligne de manière que la section d'étanchéité se trouve à proximité de la valve. Une surface de siège, homologue de la section d'étanchéité du clapet, est ménagée à l'entrée du conduit rectiligne. Le mécanisme anti-remplissage présente un état inactif où la section d'engagement du clapet se trouve entre l'entrée du conduit et la valve, et un état actif où la section d'étanchéité et la section d'engagement se trouvent de part et d'autre de l'entrée tandis que le clapet est libre de se déplacer depuis une position où sa section d'étanchéité coopère avec ladite surface homologue du conduit.
La bouteille et l'organe distributeur proposés comprennent une unique surface d'étanchéité située à l'entrée du conduit. Cette surface peut être active quel que soit l'état d'activation du mécanisme anti-remplissage. Cette surface peut servir de siège pour le clapet avant activation du mécanisme anti-remplissage, en particulier lors du remplissage initial du boitier réservoir. Cela simplifie considérablement la fabrication de la bouteille et de l'organe distributeur. Cela réduit en outre l'encombrement de ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une bouteille à gaz non rechargeable, vue de face ; - la figure 2 représente la bouteille de la figure 1, vue en coupe selon une ligne Π-Π ; - la figure 3 représente un organe distributeur de gaz pour la bouteille de la figure 1, vu en coupe longitudinale ; - la figure 4 représente un agrandissement partiel de l'organe de la figure 3 ; - la figure 5 montre un clapet pour l'organe de distribution de la figure 1, vu en perspective ; - les figures 6 et 7 montrent le clapet de la figure 5, vu respectivement de face et de dessus ; - les figures 8 et 9 sont analogues aux figures 3 et 4 respectivement et montrent l'organe distributeur dans un état de fonctionnement différent; - les figures 10 et 11 sont analogues aux figures 3 et 4 respectivement et montrent l'organe distributeur dans un état de fonctionnement différent ; - les figures 12 et 13 sont analogues aux figures 3 et 4 respectivement et montrent l'organe distributeur dans un état de fonctionnement différent ; - les figures 14 à 24 sont analogues aux figures 3 à 13 respectivement et montrent une variante d'organe distributeur pour la bouteille de la figure 1 ; - les figures 25 à 27 sont analogues aux figures 5 à 7 et montrent une variante de clapet pour l'organe distributeur des figures 3 et 4.
Les dessins contiennent des éléments de caractère certain. Ils pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
On fait référence aux figures 1 et 2.
Elles montrent un conteneur à gaz sous la forme d'une bouteille à gaz non rechargeable 101. La bouteille 101 comprend un boîtier réservoir 100 métallique, capable de contenir du gaz sous pression et un organe distributeur 1, monté sur le boîtier réservoir 100.
Le boîtier réservoir 100 est adapté pour recevoir, entre autres, du gaz de pétrole liquéfié, en particulier du propane, du butane ou du propylène, pur ou en tant que mélange de gaz de pétrole liquéfié. Le cas échéant il peut recevoir tout gaz ou mélange de gaz comprimé, üquéfié ou dissous.
Le boîtier réservoir 100 se présente sous la forme d'une enveloppe métallique généralement cylindrique. Cette enveloppe est ici réalisée par assemblage mutuel d'une coquille supérieure 102 et d'une coquille inférieure 103, chacune en forme générale de cylindre droit et fermée à l'une de ses extrémités par une calotte sphérique. L'assemblage de la coquille supérieure 102 et de la coquille inférieure 103 se fait en leur extrémité ouverte, typiquement par brasage. L'organe distributeur 1 est fixé à l'enveloppe, sur la calotte de la coquille supérieure 102, typiquement par brasage.
Le boîtier réservoir 100 comprend en outre un pied 104, qui reçoit la calotte de la coquille inférieure 103. Le pied 104 est fixé à la coquille inférieure 103, typiquement par brasage.
Le pied 104 se présente sous la forme d'un réceptacle à fond plat, en forme générale de cylindre droit, dont le diamètre correspond à celui de la coquille inférieure 103.
On fait référence aux figures 3 et 4.
Elles montrent un organe de distribution de gaz, ou organe distributeur 1, à usage en particulier dans la bouteille 101 des figures 1 et 2. L'organe distributeur 1 comprend un corps 3 généralement axisymétrique avec une première face terminale, ou face d'extrémité intérieure 5, et une seconde face terminale, opposée à la première, ou face d'extrémité extérieure 7.
Le corps 3 est percé d'un conduit 9. Le conduit 9 s'étend de manière rectiligne selon l'axe du corps 3. Le conduit 9 débouche sur la face d'extrémité intérieure 5 en un premier orifice qui forme une entrée 11 et sur la face d'extrémité extérieure 7 en un second orifice qui forme une sortie 13.
Le corps 3 présente une première section axiale, ou portion intérieure 15, et une seconde portion axiale, ou portion extérieure 17, qui prolonge la portion intérieure 15. La face extérieure 7 correspond à une face libre de la portion extérieure 17, opposée à la portion intérieure 15. La face d'entrée 5 correspond à une face libre de la portion intérieure 15, opposée à la portion extérieure 17. L'organe distributeur 1 se fixe sur un réservoir de gaz, par exemple le boîtier réservoir 100 des figures 1 et 2, dans une position telle que la portion intérieure 15 du corps 3 se trouve à l'intérieur de ce réservoir tandis que la portion extérieure 17 se trouve à l'extérieur du boîtier réservoir 100.
Le conduit 9 permet une circulation du gaz contenu dans le boîtier réservoir 100, de son entrée 11, qui se trouve à l'intérieur du réservoir, à sa sortie 13, qui se trouve à l'extérieur.
La portion intérieure 15 présente une allure générale de cylindre droit et allongé. L'organe 1 comprend en outre une valve 19 montée à l'intérieur du conduit 9 de manière à contrôler un passage de gaz entre une partie amont 9A du conduit 9, située entre l'entrée 11 et la valve 19, et une partie aval 9B située entre la valve 19 et la sortie 13. La valve 19 présente une allure générale de révolution. La valve 19 est disposée dans le conduit 9 selon l'axe longitudinal du conduit 9.
La valve 19 comprend un corps de valve 21 allongé et une tige de commande 23 mobile axialement par rapport au corps de valve 21. La tige 23 peut être actionnée depuis une position de repos, représentée sur les figures 3 et 4, où la valve 19 empêche toute circulation de gaz entre la partie amont 9A et la partie aval 9B du conduit 9, à une position contrainte, ou actionnée, où cette valve 19 autorise une telle circulation.
La tige 23 dépasse du corps de valve 21 d'une portion inférieure 23A dans la partie amont 9A et d'une portion supérieure 23B dans la partie aval 9B. La longueur relative de la portion inférieure 23A et de la portion supérieure 23B est fonction de l'actionnement de la tige 23. C'est lorsque la tige 23 est au repos que la portion inférieure 23A est la plus courte. C'est lorsque la tige 23 est actionnée à bout de course que la portion inférieure 23A est la plus longue.
La valve 19 est fixée à l'intérieur du conduit 9. Ici, cette fixation se fait par vissage, par coopération d'une portion filetée 25 du corps de valve 21 et d'une portion taraudée (non référencée) du conduit 9. L'organe 1 comprend en outre un clapet 27, disposé dans la partie amont 9A du conduit 9. Le clapet 27 est généralement axisymétrique. L'entrée 11 du conduit 9 est ici formée d'un orifice ménagé dans une paroi terminal du corps 3. La section transversale de l'entrée 11 est restreinte par rapport à la section transversale du conduit 9, au moins à proximité de l'entrée 11 de celui-ci.
Ici, l'orifice de l'entrée 11 est conformé en une partie généralement tronconique 110 qui s'ouvre sur le conduit 9 et une partie cylindrique droite 112 qui débouche sur la face inférieure 5 et se raccorde à la partie tronconique 110, ici en un bord arrondi 114.
Le conduit 9 est par exemple réalisé en tant qu'alésage du corps 15. L'orifice de l'entrée 11 est conformé en une portion terminale de l'alésage, par rétrécissement progressif.
On fait référence aux figures 5 à 7.
Elles montrent le clapet 27 seul.
Le clapet 27 présente une première face d'extrémité, ou face supérieure 29, et une seconde d'extrémité, ou face inférieure 31, opposée à la face supérieure 29.
Axialement, le clapet 27 comprend une première section, ou section supérieure 33 généralement cylindrique et une seconde section, ou section médiane 35, généralement cylindrique, qui se raccorde à la section supérieure 33 par l'intermédiaire d'une portion de raccordement 36 généralement tronconique.
Le clapet 27 présente encore une troisième section, ou section inférieure 37 qui se raccorde à la section médiane 35, ici directement. La section inférieure 37 présente ici une forme généralement prismatique, ici de base triangulaire.
La section inférieure 37 présente un bord inférieur 39 biseauté qui s'ouvre depuis la face inférieure 31 jusqu'à une portion à peu près médiane de la section inférieure 37. La section inférieure 37 présente un bord supérieur 41 biseauté qui se rétrécit jusqu'à se raccorder à la portion médiane 27.
La section inférieure 37 présente un profil qui s'inscrit dans un cercle dont le diamètre est voisin, par valeurs supérieures, du diamètre de la partie tronconique de plus grand diamètre de l'orifice 11.
Le clapet 27 présente un évidement 43 dans la section supérieure 33, ouvert sur la face supérieure 29. L'évidement 43 est conformé de manière à permettre une réception d'une portion terminale de la partie inférieure 23A de la tige 23. L'évidement 43 est plus large que la portion terminale de la partie inférieure 23A. Ici, l'évidemment 43 est conformé de manière que l'extrémité de la partie inférieure 23A puisse venir en contact avec un fond 44 de l'évidement 43. Ici l'évidement 43 est généralement tronconique. La partie inférieure 23A de la tige 23 présente une section transversale circulaire, au moins sur sa portion terminale. D'autres formes axisymétriques ou de révolution peuvent être envisagées.
La section inférieure 37 du clapet 37 est dimensionnée de manière à pouvoir traverser l'entrée 11 à la manière d'un coin. Ici, la section inférieure 37 du clapet 37 est déformable élastiquement, au moins radialement. La section inférieure 37 peut se déformer au moment de traverser l'entrée 11 puis regagner son état initial. Ici, le comportement déformable de cette section inférieure 37 résulte du fait que le clapet 27 est réalisé en élastomère. En variante, seule la section inférieure 37 de ce clapet 27 est réalisée en élastomère. Encore en variante, la section inférieure 37 présente une structure qui lui confère un comportement déformable.
Le clapet 27 se monte dans la partie amont 9A du conduit 9, avec sa section supérieure 33 à proximité de l'extrémité de la partie inférieure 23 A de la tige 23. La section inférieure 37 du clapet 27 est proche de l'entrée 11 du conduit 9.
Les figures 3 et 4 montrent l'organe distributeur 1 dans un premier état où la tige 23 se trouve en position de repos tandis que le clapet 27 est entièrement logé dans le conduit 9. Ce premier état correspond en particulier à un état initial d'une bouteille à gaz, par exemple la bouteille 101 des figures 1 et 2. Cet état initial est préalable au remplissage du boîtier réservoir 100.
Le clapet 27 repose par gravité au fond du conduit 29, à l'entrée 11 de celui-ci. La section inférieure 37 du clapet 27 est en appui contre le bord de l'orifice de l'entrée 11, ici sur la partie tronconique 110 de cet orifice, par l'intermédiaire du bord inférieur 39 de cette section.
La partie tronconique 110 forme une surface de siège complet pour la section inférieure 37 ou pour le bord inférieur 39 de cette section. L'orifice de l'entrée 11 est dégagé.
Une portion terminale de la partie inférieure 23A de la tige 23 peut être logée dans l'évidement 43 du clapet 27. L'extrémité libre de la partie inférieure 23 A de la tige 23 est éloignée du fond 44 de l'évidement 43.
On fait référence aux figues 8 et 9
Elles montrent l'organe distributeur 1 dans un second état où la tige 23 se trouve partiellement actionnée et le clapet 27 est entièrement logé dans le conduit 9. Ce second état correspond en particulier à un remplissage du boîtier réservoir 100, typiquement au moyen d'un outil qui contraint la tige 23 en position partiellement actionnée. Ce remplissage est préalable à un premier usage d'une bouteille à gaz non rechargeable.
La tige 23 est par exemple actionnée à peu près à mi-course. La valve 19 autorise une communication fluidique entre la partie amont 9A et la partie aval 9B du conduit 9.
Le clapet 27 se trouve dans une position analogue à celle du premier état par rapport au conduit 9. L'entrée 11 est dégagée ce qui permet à du gaz de circuler dans du conduit 9 à l'intérieur du boîtier réservoir 100.
La partie inférieure 23A de la tige 23 est logée dans l'évidement 43 du clapet 27, sur une portion terminale de cette partie inférieure 23A. L'extrémité libre de la partie inférieure 23 A de la tige 23 est proche du fond 44 de l'évidement 43. L'actionnement de la tige 23 correspond à la différence de longueur de la tige 23 logée dans l'évidement 43 entre le premier et le second état de l'organe distributeur 1.
On fait référence aux figures 10 et 11.
Elles montrent l'organe distributeur 1 dans un troisième état où la tige 23 est presque totalement actionnée et le clapet 27 est engagé à travers l'entrée 11 de l'orifice 9. Ce troisième état correspond à un usage typique d'une bouteille à gaz non rechargeable, dans lequel un appareil de combustion contraint la tige 23 dans cette position d'actionnement à pleine course ou à peu près. Cette position correspond à un soutirage du gaz contenu dans le boîtier réservoir 100.
La tige 23 est à peu près en fin de course. Le clapet 27 est engagé en travers de l'orifice de l'entrée 11 du conduit 9, sur sa section médiane 35.
Le clapet 27 est libre de se déplacer par rapport l'entrée 11, au moins en translation selon l'axe longitudinal du conduit 9, entre une position (visible sur les figures 10 et 11) où le fond 44 de l'évidement 43 est en butée contre l'extrémité libre de la partie inférieure 23A de la tige 23, et une position (non représentée sur les figures 10 et 11) où le clapet 27 repose par l'intermédiaire de la section de raccordement 36 au fond du conduit 9, au niveau de l'entrée 11.
Un flux de gaz s'établit de l'entrée 11 à la sortie 13 du conduit 9. Ce flux depuis l'intérieur du boîtier réservoir 100 déplace le clapet 27 de sa position de repos à sa position de butée, ou une position intermédiaire. L'entrée 11 est partiellement dégagée.
Entre l'état de l'organe distributeur 1 des figures 8 et 9 et celui des figures 10 et 11, un premier actionnement de la tige 23 à pleine course, ou à peu près, a provoqué l'engagement du clapet 27 à travers l'entrée 11, ici par l'intermédiaire d'un appui de l'extrémité de la portion inférieure 23A de cette dernière sur le fond 44 de l'évidement 43 du clapet 27.
La forme tronconique de l'évidement 43 contribue au guidage de la portion terminale de la partie inférieure 23A vers le fond 44, y compris en cas d'arcboutement du clapet 27 dans le conduit 9. L'engagement du clapet 27 à travers l'entrée 11 résulte d'un passage de la section inférieure 37 à travers l'entrée 11 sous contrainte de la tige d'actionnement 23. Ce passage est facilité par la forme tronconique de la partie 110 et par la forme biseautée du bord inférieur 39 de cette section inférieure 37. Ce passage est encore facilité par la forme arrondie du bord 114.
On fait référence aux figures 12 et 13.
Elles montrent l'organe distributeur 1 dans un quatrième état où la tige 23 se trouve dans une position d'actionnement partiel et le clapet 27 est engagé à travers l'entrée 11. Ce quatrième état correspond en particulier à une tentative de rechargement en gaz du boîtier réservoir, postérieurement à la percussion de la bouteille 101.
Comme sur la figure 2, la tige 23 est actionnée à peu près à mi-course. Le clapet 27 est engagé à travers l'entrée 11 du conduit 9, sur sa section médiane 35.
Le clapet 27 est libre de se déplacer par rapport l'entrée 11, au moins en translation selon l'axe longitudinal du conduit, entre sa position de repos (visible sur les figures 10 et 11) et une position (non représentée) où la section inférieure 37 du clapet 27 vient en butée contre l'extrémité du corps 15, à proximité de l'entrée 11 du conduit 9.
La tige 23 se trouve en dehors de l'évidement 43.
La pression du gaz dans la partie amont 9A du conduit 9 correspond à une pression de remplissage. La pression du gaz à l'intérieur du boîtier réservoir 100 est inférieure à la pression du gaz dans la partie amont 9A. Cette différence de pression contraint le clapet 27 dans sa position de repos, où sa portion de raccordement 36 repose sur la partie tronconique 110 de l'entrée 11 ou sur la partie arrondie 114 de celui-ci. Cette partie tronconique ou arrondie forme un siège complet pour la portion de raccordement 36. Cette portion de raccordement agit comme une surface d'étanchéité, qui interdit au gaz présent dans la partie amont 9A de traverser l'entrée 11.
On fait référence aux figures 14 à 24.
Elles montrent une variante de réalisation de l'organe distributeur 1. Cette variante de réalisation se distingue de celle des figures 3 à 13 par la forme du clapet 27.
Les figures 16 à 18 montrent que l'évidement 43 présente une forme qui correspond à la portion d'extrémité de la partie inférieure 23A de la tige 23. Cette correspondance de forme est telle que la portion d'extrémité de la portion inférieure 23A peut être engagée dans l'évidement 43 de manière à solidariser le clapet 27 et la tige 23.
Ici, l'évidement 43 présente une allure prismatique, tandis que la partie inférieure 23A de la tige 23 présente une section transversale circulaire, au moins sur la portion terminale qui s'engage dans l'évidement 43. L'évidement 43 est légèrement évasé en direction de la face supérieure 29 du clapet 27, ce qui contribue à solidariser la tige 23 et le clapet 27.
Le clapet 27 peut être pré-monté sur la portion inférieure 23A de la tige 23 qui dépasse du corps de valve 21. Cette opération peut être réalisée en amont de la production, ce qui permet de réduire le temps d'assemblage de l'organe distributeur 1 et de simplifier la ligne de production.
La section inférieure 37 du clapet 27 présente une forme tronconique qui se rétrécie en direction de la face inférieure 31 de ce clapet 27.
Cette section inférieure 37 se raccorde à la section médiane 35 en formant un épaulement 38. Cet épaulement est agencé de manière à pourvoir traverser l'entrée 11.
Les figures 14 et 15 et 19 et 20 montrent que dans le premier et le second état de l'organe distributeur 1, le clapet 27 est solidaire de partie inférieure 23A de la tige 23. Le clapet 27 est suspendu dans la partie amont 9A du conduit 9, à l'écart l'entrée 11 de celui-ci. L'entrée 11 est libre.
Les figures 14 et 15 montrent que le clapet 27 est éloigné de l'entrée 11 lorsque la tige 23 est au repos. Les figures 19 et 20 montrent que le clapet 27 est proche de cette entrée 11 lorsque la tige 23 est partiellement actionnée.
Les figures 21 et 22 montrent que dans le troisième état de l'organe distributeur 1, le clapet 27 est solidaire de la tige 23 et se trouve engagé à travers l'entrée 11 du conduit 9. La section de raccordement 26 est éloignée de l'entrée 11.
Les figures 23 et 24 montrent que dans le quatrième état de l'organe distributeur 1, le clapet 27 est désolidarisé de la tige 23. Le clapet 27 est libre de se déplacer entre une position de repos (visible sur les figures 23 et 24) analogue à celle des figures 3 à 13 et une position (non représentée) où le clapet 27 est en butée contre l'extrémité libre de la tige 23 ou l'extrémité du corps 15 par l'intermédiaire de la surface d'épaulement 38.
Entre le troisième et le quatrième état, la déconnexion de l'appareil à combustion a provoqué un retour de la tige 23 à sa position de repos tandis que la surface d'épaulement 38 du clapet 27 est venue buter contrer l'extrémité du corps 15. Le clapet s'est alors désolidarisé de la tige 23.
Les figures 25 à 27 montrent une variante de réalisation du clapet 27 des figures 3 à 13 dans laquelle la section inférieure 37 de celui-ci est fendue longitudinalement, ici en trois segments angulaires. Les fentes confèrent à la section inférieure 37 du clapet 27 un comportement déformable élastiquement, principalement radialement. Ceci facilite le passage de la section inférieure 37 du clapet 27 à travers l'entrée 11 en augmentant la souplesse de la section inférieure 37 du clapet 27. Les fentes augmentent en outre la section de passage du gaz contenu dans le boîtier réservoir 100.
On vient de décrire un organe distributeur 1 équipé d'un dispositif anti-remplissage constitué de l'entrée 11 du conduit 9 et du clapet 27. Le clapet 27 dispose d'une section inférieure 37 qui est conformée conjointement à l'entrée 11 du conduit 9 de manière à pouvoir traverser celle-ci sous l'effet d'un actionnement de la tige 23 de la valve 19. Cette section inférieure 37 peut être vue comme une partie d'engagement du clapet 27. L'entrée 11 présente une surface de siège complet 110 pour une surface d'étanchéité du clapet 27, ici correspondant à la section de raccordement 36 du clapet 27. Cette section de raccordement 36 peut être vue comme une partie d'étanchéité du clapet 27. Lorsque la surface d'étanchéité du clapet 27 est sur le siège de l'entrée 11, cette dernière se trouve obturée.
La face supérieure 29 du clapet 29 peut être vue comme un culot, par l'intermédiaire duquel la tige d'actionnement 23 active le mécanisme anti-remplissage. L'activation de ce mécanisme correspond au passage de la section inférieure 37 à travers l'entrée 11 du conduit 9. À l'exception de son entrée 11, le conduit 9 présente une configuration classique. En particulier, le conduit 9 est dépourvu de toute surface de siège pour le clapet 27 autre que celle située à son entrée 11. Entre l'entrée 11 et la valve 19, le conduit 19 est rectiligne, et de profil constant. Cela rend la fabrication de ce conduit presque aussi simple et peu coûteuse que les conduits d'organes distributeurs classiques, dépourvus de mécanisme anti-remplissage.
La surface tronconique 110 agit comme siège pour la surface d'étanchéité du clapet 27. Elle peut en outre agir comme siège pour la section inférieure 37 de ce clapet, avant activation du mécanisme anti-remplissage. Il en résulte que, le cas échéant, l'organe distributeur 1 fonctionne avec une unique surface de siège. Ceci en facilite la fabrication. Cette surface peut être réalisée en tant que siège complet, ce qui en facilite encore la fabrication.
La configuration particulière du clapet 27, comprenant une section inférieure 37 d'engagement, une section supérieure 33 de percussion, et une section de raccordement 36 qui agit comme section d'étanchéité, autorise une unique surface de siège à l'entrée 11. Cette configuration permet de réduire le conduit 9, et la partie intérieure 15 du corps 3, ce qui diminue les coûts de matière et les temps d'usinage.
Le clapet 27 présente une configuration généralement axisymétrique ou de révolution qui en facilite la fabrication, en particulier en comparaison des mécanismes à bille ou analogue.
Le clapet 27, en ce qu'il coulisse à l'intérieur du conduit, peut être vu comme un curseur ou un coulisseau. L'organe distributeur n'est pas limité aux formes de réalisation décrites ci-dessous. Et en particulier : - Bien que l'on ait décrit un évidement 43 qui permette à l'extrémité libre de la tige d'actionnement 23 d'appuyer sur le fond 44 de cet évidement 43, un fonctionnement analogue de l'organe distributeur 1 peut être obtenu avec un évidement 43 qui permette à cette tige d'appuyer sur sa partie latérale. - L'on a décrit un clapet 27 qui, lorsque la bouteille est utilisée après engagement de la section inférieure 37 du clapet 27 vient en butée contre l'extrémité libre de la partie inférieure 23A de la tige 23. De manière analogue, le clapet 27 peut être retenu à l'entrée 11 du conduit 9, contre la face inférieure 5, par l'intermédiaire du bord supérieur de sa section inférieure 37 ou de son épaulement 38. Dans ce cas, les surfaces correspondantes agissent en tant que surfaces de retenue à l'entrée 11. En pratique, ces surfaces permettent de s'assurer que la section inférieure 37 du clapet 27 demeure irréversiblement engagée à travers l'entrée 11 du conduit 9, même dans le cas où la tige 23 n'est que peu actionnée. Ceci peut correspondre, par exemple, à un appareil à combustion de gaz équipé d'une tige courte. - L'on a décrit un clapet 27 dont la section supérieure 33 est généralement cylindrique. Celle-ci pourrait également être réalisée de manière prismatique et plus généralement axisymétrique. Encore plus généralement, tout profil qui permet à cette section supérieure 33 de coulisser dans le conduit 9 en autorisant un passage de gaz peut convenir. Le cas échéant des ailettes peuvent être prévues pour guider en translation cette section et le clapet 27. - Le clapet 27 peut être dépourvu de section supérieure 33. Il importe surtout que le clapet 27 porte une surface d'étanchéité comme la surface de raccordement 36 par exemple homologue d'une surface de siège au niveau de l'entrée 11 du conduit 9. - L'on a décrit une section inférieure 37 tronconique ou prismatique à base triangulaire mais d'autres formes de réalisation peuvent être envisagées. Il s'agit en particulier de formes prismatiques à base régulière ou axisymétriques. Plus généralement, les formes utilisables permettent surtout à la section inférieure 37 de traverser l'orifice de l'entrée 11 et au gaz contenu dans le boîtier réservoir de soulever le clapet 27 hors du siège d'étanchéité. Dans le cas où cette section inférieure 37 repose sur l'entrée 11 avant percussion, les formes utilisables laissent libre une partie de la section de l'entrée 11 libre pour un passage de gaz tout en permettant un appui sur le bord de l'orifice de l'entrée 11. En particulier, les formes de réalisation de la section inférieure 37 ont été décrites en relation avec une entrée 11 dotée d'un orifice circulaire. Ces formes peuvent être adaptées à des orifices de forme différente. Le cas échéant, ces formes peuvent être modifiées en fonction de la forme de l'orifice. Avec un orifice circulaire par exemple, la section inférieure 37 peut présenter un profil généralement polygonal, dont le polygone est inscrit, au moins partiellement dans un cercle de diamètre correspondant à la forme de l'entrée 11. Le cas échéant, le profil peut être tel que certains au moins des sommets du polygone soient raccordés par des portions courbes, en particulier concaves. - La correspondance des formes de l'extrémité de la partie inférieure 23A de la tige 23 et de l'évidement 43 mentionnée en particulier en relation avec le mode de réalisation des figures 14 à 24 s'entend dès lors qu'une portion d'extrémité de cette partie inférieure 23A peut être engagée dans l'évidement 43 en assurant une solidarisation temporaire de ces pièces. La portion d'extrémité et l'évidement peuvent présenter des formes complémentaires, mais cela n'est pas absolument nécessaire. - Les fentes mentionnées en relation avec le mode de réalisation des figures 25 à 27 ne sont pas limitées à la forme de la section inférieure 37 représentée sur ces figures. - L'on a décrit un clapet 27 capable de reposer, sous l'effet de la gravité, à l'entrée 11 du conduit 9. Cette position du clapet 27 relativement au conduit 9 s'entend lorsque l'organe distributeur ou la bouteille se trouve dans une position de la bouteille telle que l'organe distributeur se trouve en hauteur par rapport au fond du boîtier réservoir. Dans le cas d'un flux de gaz circulant de la sortie 13 à l'entrée 11 du conduit 9, la surface d'étanchéité, en particulier la surface de raccordement 36, se trouve en appui contre l'entrée 11 du conduit, quelle que soit la position relative de l'organe distributeur 1 par rapport au fond du boîtier réservoir 101. - L'on a décrit un boîtier réservoir 101 adapté à du gaz de pétrole liquéfié, ou GPL, pur ou en mélange. Certaines normes prévoient que les boîtiers réservoirs de bouteilles de gaz non rechargeables doivent résister à des pressions de l'ordre 250 bars à 65°C. De telles pressions sont très supérieures aux pressions rencontrées dans le cas de gaz GPL. L'organe distributeur 1 n'a pas nécessairement vocation à être utilisable dans l'ensemble de la plage de pressions prévue par les normes. - L'on a décrit aussi un clapet 27 fendu axialement, au moins sur une partie correspondant à sa section d'engagement 37.

Claims (12)

  1. Revendications
    1. Bouteille (101) à gaz non rechargeable du type comprenant : - un boîtier réservoir (100) apte à contenir du gaz sous pression ; - un organe de distribution (1), monté sur le boîtier réservoir (100), l'organe de distribution (1) comprenant : un conduit rectiligne (9) comprenant une entrée (11) dans le boîtier réservoir (100) et une sortie (13) en dehors de celui-ci, une valve (19) généralement axisymétrique montée dans le conduit rectiligne (9) et comprenant une tige de commande (23) mobile axialement, un mécanisme anti-remplissage activable par déplacement la tige de commande (23); caractérisé en ce que le mécanisme anti-remplissage comprend : - un clapet (27) généralement axisymétrique, présentant une section d'étanchéité (36) et une section d'engagement (37) éloignées axialement l'une de l'autre, ledit clapet (27) étant disposé dans le conduit rectiligne (9) de manière que la section d'étanchéité (36) se trouve à proximité de la valve (19) ; - une surface de siège (110) homologue de la section d'étanchéité du clapet (27) ménagée à l'entrée (11) du conduit rectiligne (9) ; et en ce que : - le mécanisme anti-remplissage présente un état inactif où la section d'engagement (37) du clapet (27) se trouve entre l'entrée (11) du conduit (9) et la valve (19), et un état actif où la section d'étanchéité (36) et la section d'engagement se trouvent de part et d'autre de l'entrée (11) tandis que le clapet (27) est libre de se déplacer depuis une position de repos où sa section d'étanchéité coopère avec ladite surface homologue du conduit.
  2. 2. Bouteille selon la revendication 1, dans laquelle ladite surface homologue (110) est conformée en siège complet pour la section d'étanchéité (36).
  3. 3. Bouteille selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle le clapet (27) présente un évidement (43) conformé pour loger une portion d'extrémité (23A) de la tige de commande (23) proche du clapet (27).
  4. 4. Bouteille selon la revendication 3, dans laquelle l'évidement est ajusté à ladite portion d'extrémité (23 A) de la tige de commande (23) de manière telle que la tige de commande (23) et le clapet (27) soient mutuellement solidaires lorsque le mécanisme anti-remplissage est inactif, tandis que la tige de commande et le clapet se désolidarisent l'im de l'autre à l'activation du mécanisme anti-remplissage.
  5. 5. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le clapet (27) repose sur ladite surface homologue (110) par l'intermédiaire de la section d'engagement (37) lorsque le mécanisme anti-remplissage est inactif.
  6. 6. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la section d'étanchéité (36) et ladite surface homologue (110) présentent une allure générale tronconique.
  7. 7. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la section d'engagement (37) présente au moins partiellement un profil en forme générale polygone inscrit au moins partiellement dans un cercle dont le diamètre correspond à l'entrée 11..
  8. 8. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la section d'engagement (37) présente une surface de retenue (39; 38) et à l'état activé du mécanisme anti-remplissage, le clapet (27) peut se déplacer de sa position de repos à une position où sa surface de retenue (38;39) bute contre l'entrée (11) du conduit (9).
  9. 9. Bouteille selon l'xme des revendications précédentes, dans laquelle le clapet (27) est fendu axialement, au moins sur une partie correspondant à sa section d'engagement (37).
  10. 10. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le conduit (9) est dépourvu de siège pour le clapet (27) entre son entrée (11) et la valve (19).
  11. 11. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la section d'engagement (37) est au moins en partie déformable élastiquement.
  12. 12. Organe de distribution de gaz pour une bouteille à gaz non rechargeable, du type comprenant : un conduit rectiligne (9) comprenant une entrée (11) et une sortie (13) une valve (19) généralement axisymétrique montée dans le conduit rectiligne (9) et comprenant une tige de commande (23) mobile axialement, un mécanisme anti-remplissage activable par déplacement la tige de commande (23) ; caractérisé en ce que le mécanisme anti-remplissage comprend : - un clapet (27) généralement axisymétrique, présentant une section d'étanchéité (36) et une section d'engagement ( ) éloignées axialement l'une de l'autre, ledit clapet (27) étant disposé dans le conduit rectiligne (9) de manière que la section d'étanchéité (36) se trouve à proximité de la valve (19) ; - une surface de siège (110) homologue de la section d'étanchéité du clapet (27) ménagée à l'entrée (11) du conduit rectiligne (9) ; et en ce que : - le mécanisme anti-remplissage présente un état inactif où la section d'engagement (37) du clapet (27) se trouve entre l'entrée (11) du conduit (9) et la valve (19), et un état actif où la section d'étanchéité (36) et la section d'engagement se trouvent de part et d'autre de l'entrée (11) tandis que le clapet (27) est libre de se déplacer depuis une position où sa section d'étanchéité coopère avec ladite surface homologue du conduit.
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