FR3082914A1 - Robinet pour recipient de gaz comprenant un manometre protege par une piece-berceau - Google Patents

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Remy Vandendriessche
Samuel Vignerol
Laurent Walmetz
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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 porte sur un robinet de distribution de gaz (1), notamment du type à détenteur intégré (RDI), comprenant un corps de robinet (2) sur lequel est monté un manomètre (3). Une pièce-berceau (4) détachable est insérée entre le corps de robinet (2) et le manomètre (3). La pièce-berceau (4) comprend un logement ouvert (40) dans lequel vient se loger le manomètre (3) de manière à le protéger contre les chocs ou autres, sans compliquer ou gêner la lecture de la pression qu'il affiche. L'invention concerne aussi un récipient de gaz (20) équipé d'un tel robinet de distribution de gaz (1), en particulier une bouteille de gaz, et son utilisation pour stocker ou distribuer un gaz ou un mélange gazeux.

Description

L'invention porte sur un robinet de distribution de gaz comprenant un corps de robinet auquel est fixé un manomètre et une pièce-berceau détachable insérée entre le corps de robinet et le manomètre de manière à venir protéger mécaniquement le manomètre contre les chocs ou analogues, ainsi qu'un récipient de gaz, telle une bouteille de gaz, équipé d'un tel robinet.
Les gaz industriels et médicaux sont habituellement stockés dans des récipients de gaz, telles des bouteilles de gaz, à des pressions pouvant atteindre plusieurs centaines de bars, par exemple 300 bars ou plus.
Afin de pouvoir ensuite distribuer le gaz, un récipient de gaz est généralement équipé d'un robinet, aussi appelé bloc robinet, valve ou bloc de valve, lequel peut inclure ou non, un système de détente de gaz permettant de réduire la pression du gaz jusqu'à une pression compatible avec son utilisation. Le robinet est souvent protégé par un capotage ou « chapeau » de protection servant à le protéger mécaniquement contre les chocs ou analogues.
Par ailleurs, un manomètre à aiguille est souvent monté sur le robinet pour permettre à l'utilisateur de connaître, à tout moment, la pression du gaz dans le récipient et donc indirectement la quantité de gaz qu'il contient.
Pour permettre une lecture de la pression indiquée par son aiguille, le manomètre doit être monté de sorte d'être facilement visible par l'utilisateur, même lorsque le robinet est protégé par un capotage. En général, le manomètre est monté affleurant à la surface du capotage de protection ou légèrement en retrait par rapport à celle-ci, ce qui l'expose à des contraintes externes éventuelles, notamment à des chocs, des efforts, des déformations..., par exemple en cas de chute du récipient.
Or, un manomètre à aiguille est fragile et peut être facilement détérioré en cas de contrainte trop forte s'appliquant dessus, par exemple des chocs (transport, utilisation...) mais aussi des sollicitations trop fortes lors du montage ou en cas de chute d'un récipient équipé d'un tel manomètre.
Positionner le manomètre davantage vers l'intérieur du capotage permettrait de limiter le risque de détérioration mais compliquerait la lecture de la pression mesurée par le manomètre et ceci obligerait à changer la structure du capotage, ce qui n'est pas souhaitable. D'ailleurs, il faut pouvoir aussi protéger au moins une partie des manomètres existants, c'est-à-dire déjà montés sur des robinets, y compris ceux protégés par des capotages et ce, sans remplacer le capotage.
Le problème qui se pose est donc de pouvoir mieux protéger un manomètre sans compliquer ou gêner sa lecture par l'utilisateur.
La solution de l'invention concerne alors un robinet de distribution de gaz comprenant un corps de robinet sur lequel est monté un manomètre, caractérisé en ce qu'une pièce-berceau détachable est insérée entre le corps de robinet et le manomètre, ladite pièce-berceau comprenant un logement ouvert dans lequel vient se loger le manomètre.
Selon le cas, le robinet de distribution de gaz de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes :
- le manomètre comprend un boîtier comprenant un fond, une paroi périphérique et une vitre, la paroi périphérique étant agencée entre le fond et la vitre, et la paroi périphérique et le fond du boîtier étant protégés par la pièce-berceau.
- le boîtier du manomètre comprend un mécanisme interne de mesure de pression, par exemple un tube de Bourdon ou analogue.
- le manomètre comprend un cadran et une aiguille mobile en rotation (i.e. pivotement) par rapport audit cadran.
- la vitre est en verre ou polymère transparent de manière à pouvoir visualiser au travers de celle-ci, le cadran et l'aiguille.
- le logement ouvert de la pièce-berceau est délimité par un plancher et au moins une paroi latérale, le fond du boîtier fait face au plancher de la pièce-berceau, et la paroi latérale de la pièce-berceau forme un manchon autour d'au moins une partie de la paroi périphérique du boîtier du manomètre.
- la pièce-berceau comprend une paroi latérale ayant une forme en arc de cercle (en vue de dessus).
- le manomètre est fixé au corps de robinet par l'intermédiaire d'un embout de raccordement agencé sur le fond du boîtier, et la pièce-berceau comprend une encoche, telle une découpe ou analogue, agencée dans le plancher du logement et traversée par l'embout de raccordement du manomètre.
- la surface supérieure externe de la vitre est coplanaire ou légèrement en retrait par rapport à la surface supérieure de la pièce-berceau.
- la pièce-berceau est en métal, alliage métallique ou en polymère.
- la pièce-berceau est retenue solidaire du manomètre par au moins un élément de fixation, de préférence au moins une vis, goupille, clavette ou analogue.
- la pièce-berceau comprend au moins une extension venant prendre appui sur le corps de robinet, de préférence un ou des béquilles ou jambes d'appui venant appuyer sur le corps du robinet pour améliorer le maintien de la pièce-berceau.
- il est un robinet simple contrôlant uniquement le débit de gaz.
- il est un robinet à détendeur intégré, encore appelé RDI, permettant de contrôler débit et pression du gaz délivré.
- le robinet comprend en outre un volant rotatif contrôlant le débit de gaz, un raccord de sortie de gaz et/ou un raccord de remplissage.
L'invention concerne un récipient de gaz équipé d'un robinet de distribution de gaz selon l'invention.
Selon le cas, le récipient de gaz selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes :
- il contient un gaz ou mélange gazeux choisi parmi l'oxygène, l'air, un mélange N2O/O2, He/02 ou NO/azote, ou tout autre gaz ou mélange gazeux.
- il est choisi parmi les bouteilles ou bonbonnes de gaz.
- il a une taille comprise entre 40 cm et 150 cm, typiquement entre 50 et 105 cm.
- il contient de 2 à 30 litres, typiquement de 9 à 26 litres (contenance en équivalent eau).
- il a un corps cylindrique creux.
- il comprend un col portant un orifice de sortie du gaz au niveau duquel est fixé le robinet.
- il est en acier, en un alliage d'aluminium ou en matériau composite.
- il contient un gaz à une pression supérieure à 1 bar abs allant jusqu'à 350 bar abs environ.
- il est équipé d'un capotage de protection agencé autour du robinet.
- le capotage comprend une ou plusieurs ouvertures donnant accès au robinet, en particulier au volant rotatif, au raccord de sortie de gaz, au manomètre et/ou au raccord de remplissage.
- le capotage comprend une ouverture dans laquelle affleure la vitre du manomètre.
- le capotage est formé, en tout ou en partie, en polymère ou en métal ou alliage métallique.
Par ailleurs, l'invention concerne aussi une utilisation d'un récipient de gaz équipé d'un robinet de distribution de gaz selon l'invention pour stocker ou distribuer un gaz ou un mélange gazeux, en particulier, un gaz ou mélange gazeux médical choisi parmi l'oxygène, l'air, un mélange N2O/O2, He/CL ou NO/azote, ou tout autre gaz ou mélange gazeux.
L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- la Figure 1 schématise un robinet de distribution de gaz selon l'invention,
- la Figure 2 schématise l'insertion d'une pièce-berceau autour du manomètre à aiguille équipant le robinet de la Figure 1, et
- la Figure 3 schématise le manomètre à aiguille du robinet de la Figure 1 protégé par une pièce-berceau selon l'invention,
- la Figure 4 est une vue en coupe du robinet de la Figure 1, et
- les Figures 5A et 5B illustrent un mode de réalisation d'une pièce-berceau pour un robinet de distribution de gaz selon l'invention.
La Figure 1 schématise un mode de réalisation d'un robinet de distribution de gaz 1 selon l'invention monté sur un récipient de gaz 20, à savoir ici une bouteille ou bonbonne de gaz. De manière classique, il comprend un corps de robinet 2 traversé par un (ou plusieurs) passage de gaz interne 11 (cf. Fig. 4) permettant d'acheminer du gaz depuis le volume interne 21 du récipient de gaz 20 où le gaz est stocké, jusqu'à un (ou plusieurs) embout de distribution (non montré), aussi appelé raccord de sortie, permettant de délivrer le gaz à l'utilisateur. Le passage de gaz interne 11 est en communication fluidique avec le volume interne du récipient de gaz 20.
Le robinet de distribution de gaz 1 est fixé au col 20a du récipient de gaz 20 par vissage, via un embout de fixation 2a faisant partie du corps de robinet 2. L'embout de fixation 2a est traversé par le passage de gaz interne. Un système de détente de gaz peut être inséré sur le passage de gaz interne de manière à réduire la pression du gaz contenu dans le récipient 20, appelée pression haute, jusqu'à une pression inférieure d'utilisation, appelée pression basse. Par exemple, le gaz eut être stocké dans le volume interne 21 du récipient de gaz 20 à une pression pouvant atteindre 300 bars ou plus, et subir une détente jusqu'à une pression basse de l'ordre de 4 bars ou moins.
Un manomètre 3 permet de connaître la pression de gaz s'exerçant dans le volume interne 21 du récipient de gaz 20, donc aussi dans la partie amont du passage interne, c'està-dire en amont du système de détente de gaz (s'il est présent). Comme illustré en Figures 3 et 4, le manomètre 3 comprend un boîtier 30 comprenant un fond 31 et une paroi périphérique 32 s'étendant verticalement depuis le fond 31. Le boîtier 30 est fermée par une vitre 33 en verre ou polymère transparent. La paroi périphérique 32 est donc agencée entre le fond 31 et la vitre 33. La vitre 33 forme un couvercle permettant de protéger le cadran 34 et l'aiguille 35. Par ailleurs, le boîtier 30 du manomètre 3 comprend un mécanisme interne (cf. Fig. 4) de mesure de pression, par exemple un tube de Bourdon ou analogue, ainsi qu'un cadran 34 et une aiguille 35 mobile en rotation par rapport audit cadran 34, lesquels coopèrent avec le mécanisme interne 37 pour indiquer une valeur de pression mesurée.
Le manomètre 3 est fixé au corps 2 du robinet 1 par son embout de raccordement 36, lequel est porté ou agencé sur le fond 31 du boîtier 30. L'embout de raccordement 36 est traversé par un canal interne 38 de prise de pression communiquant fluidiquement avec le passage interne 11 du corps 2 de robinet de sorte de pouvoir acheminer la pression gazeuse s'exerçant dans le passage interne 11 au mécanisme interne 37 de mesure de pression et ainsi pouvoir assurer une mesure de pression.
Par ailleurs, un capotage ou « chapeau » de protection 50 est agencé autour du robinet 1 de manière à le protéger contre les chocs ou autres contraintes. En d'autres termes, le robinet 1 est logé dans le volume interne 51 du capotage 50. Le capotage 50 peut être fixé au robinet ou au col 20a du récipient 20. Il comprend une poignée de portage 54 facilitant les manipulations de l'ensemble capotage/robinet/récipient par l'utilisateur. Le capotage 50 peut être réalisé, en tout ou partie, en polymère, en métal, en matériau composite ou autre.
Comme on le voit en figure 1, le capotage 50 comprend une découpe 53 dans sa paroi externe 52 au travers de laquelle l'utilisateur peut lire les indications de pression données par le manomètre 3. De préférence, afin de faciliter la lecture par l'utilisateur des valeurs de pression mesurées par le manomètre 3, la surface supérieure externe 33a de la vitre 33 du manomètre 3 est coplanaire ou légèrement en retrait par rapport à la surface externe 52 du capotage 50.
Selon la présente invention, dans le but de mieux protéger le manomètre 3 contre les chocs ou autres contraintes pouvant s'exercer dessus, lors de l'utilisation de l'ensemble récipient/robinet/capotage par l'utilisateur, mais sans compliquer la lecture de la pression s'affichant sur la vitre 33 du manomètre, on agence une pièce-berceau 4 détachable entre le manomètre 3 et le corps 2 du robinet 1.
La pièce-berceau 4 comprend un logement ouvert 40 doté d'une encoche ou échancrure 41, dans lequel vient se loger le manomètre 3 lorsque la pièce-berceau 4 est mise en place, comme illustré en Fig. 2 (sens de la flèche F), de sorte que la paroi périphérique 32 et le fond 31 du boîtier 30 soient alors protégés par la pièce-berceau 4 contre les chocs ou autres contraintes éventuelles. En d'autres termes, la pièce-berceau 4 vient protéger le dessous et le/les côtés du boîtier 30 du manomètre 3 contre les chocs ou autres sollicitations ou contraintes mécaniques éventuelles. Un exemple de pièce-berceau 4 est illustré sur les Figures 5A (vue latérale) et 5B (vue de dessus).
Plus précisément, le logement ouvert 40 de la pièce-berceau 4 est délimité par un plancher 42 et une paroi latérale 43, en arc de cercle, agencée autour d'une partie du périmètre du fond 42. La paroi latérale 43 n'existe pas au niveau de l'encoche ou échancrure 41.
Lorsque la pièce-berceau 4 est positionnée autour du manomètre 3 (cf. Fig. 3), le fond 31 du boîtier 30 fait face au plancher 42 de la pièce-berceau 4 et la paroi latérale 43 de la pièce-berceau 4 forme un manchon autour d'une partie de la paroi périphérique 32 du boîtier 30 du manomètre 3 de sorte que le fond 31 et la majeure partie de la paroi périphérique 32 du boîtier 30 soient protégés mécaniquement par la pièce-berceau 4 contre les chocs ou autres contraintes éventuelles.
La pièce-berceau 4 est une structure monobloc ou formée de plusieurs sous-unités assemblées entre elles, et peut être en métal, alliage métallique, polymère ou autre.
L'encoche 41 agencée dans le plancher 42 du logement 40 de la pièce-berceau 4, par exemple une découpe, permet de faciliter la mise en place de la pièce-berceau 4 autour du manomètre 3, comme illustré en Figure 2. En effet, cette encoche 41 est dimensionnée pour permettre le passage de l'embout de raccordement 36 du manomètre 3, lors de l'insertion en translation de la pièce-berceau 4 dans le sens de la flèche F (Fig. 2). Les dimensions de l'encoche 41 sont donc supérieures au diamètre externe de l'embout de raccordement 36 du manomètre 3. Selon un mode de réalisation, l'encoche 41 peut être une découpe en forme de « U », comme visible en Figure 2 ; toutefois, d'autres formes peuvent également convenir.
La pièce-berceau 4 maintenue solidaire du manomètre 3 par un (ou plusieurs) élément(s) de fixation 46, tel que vis, boulon, clavette, goupille ou autre.
Par ailleurs, la pièce-berceau 4 comprend préférentiellement une ou plusieurs extensions 45 formant une ou des béquilles ou jambes d'appui venant appuyer sur le corps 2 du robinet de manière à améliorer le maintien de la pièce-berceau 4 sur celui-ci, comme illustré notamment en Figure 4.
Selon l'invention, c'est donc la pièce-berceau 4 qui est soumise à la plupart des chocs ou autres contraintes mécaniques en lieu et place du manomètre 3, ce qui préserve ce dernier. En fait, elle permet de transmettre, via les extensions 45, au corps du robinet 2, qui est robuste puisque typiquement constitué d'un alliage de cuivre, tel le laiton, et/ou d'acier inoxydable, les contraintes et autres chocs qui peuvent s'exercer sur elle au lieu de les transmettre au manomètre 3 plus fragile.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Récipient de gaz (20) équipé d'un robinet de distribution de gaz (1) comprenant un corps de robinet (2) sur lequel est monté un manomètre (3), et d'un .Ç.?.P.9.t.ag.Ç..dÇ..P..C9.t.eÇ.^ ..4e.djs_tn_butiqnd_e_gaz_(
    d.P.fi.r.PL?.Ç.Î.i.QD...(.^ ..découpe [53]..dp.n.s sa paroi..çMÇ.r.PP.I.52)..ay travers de ΐ3.ΡΡ.Ρ.ϋ.Ρ..Ρ.Ρ..Ρ.ίί1ΐ.?3ΐρ.Ρ..Γ..peutJjre les .indications .de..p.ression.données pa r je. ma nomètre (3}, caractérisé en ce qu'une pièce-berceau (4) détachable est insérée entre le corps de robinet (2) et le manomètre (3), ladite pièce-berceau (4) comprenant un logement ouvert (40) dans lequel vient se loger le manomètre (3).
  2. 2. Récipient Robinet-selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le manomètre (3) comprend un boîtier (30) comprenant un fond (31), une paroi périphérique (32) et une vitre (33), la paroi périphérique (32) étant agencée entre le fond (31) et la vitre (33) , et la paroi périphérique (32) et le fond (31) du boîtier (30) étant protégés par la pièceberceau (4).
  3. 3. Récipient Rebinet-selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
    - le logement ouvert (40) de la pièce-berceau (4) est délimité par un plancher (42) et au moins une paroi latérale (43),
    - le fond (31) du boîtier (30) fait face au plancher (42) de la pièce-berceau (4), et
    - la paroi latérale (43) de la pièce-berceau (4) forme un manchon autour d'au moins une partie de la paroi périphérique (32) du boîtier (30) du manomètre (3).
  4. 4. .B.éçipient Rebfnet-selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
    - le manomètre (3) est fixé au corps (2) de robinet par l'intermédiaire d'un embout de raccordement (36) agencé sur le fond (31) du boîtier (30), et
    - la pièce-berceau (4) comprend une encoche (41) agencée dans le plancher (42) du logement (40) et traversée par l'embout de raccordement (36) du manomètre (3).
  5. 5. Récipient ReteweLselon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface supérieure externe (33a) de la vitre (33) est coplanaire ou légèrement en retrait par rapport à la surface supérieure (4a) de la pièce-berceau (4).
  6. 6- Récipient R&bjnet-selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
    5 ce que la pièce-berceau (4) est retenue solidaire du manomètre (3) par au moins un élément de fixation (46).
  7. 7. Récipient Rebàret-selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce-berceau (4) comprend au moins une extension (45) venant prendre appui sur le corps (2) de robinet.
    10
  8. 8. Récipient. R&bfnet-selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qtAl-que le .robinet (1] comprend un système de détente de gaz intégré (RDI).
  9. 9. Récipient de-ga^-(2O)-é^^pé-dfi^pefemeLde-dietHbutiefY4e-gÆ-(4)-selon l'une des revendications précédé ntesron-partk^le-î-;.çaraçtérisé en ce qy'ji est une bouteille de gaz.
    15
  10. 10. Utilisation d'un récipient de gaz (20) selon la revendication 9 pour stocker ou distribuer un gaz ou un mélange gazeux, en particulier un gaz ou mélange gazeux médical choisi parmi l'oxygène, l'air, un mélange N2O/O2, He/CL ou NO/azote.
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