Brevet FR2356876A1 — publié le 19780127

Le remplissage de récipients ou bouteilles de gaz liquéfiable à la température ordinaire tel que le gaz carbonique se fait généralement à l'aide d'une pompe à partir de gaz stocké à l'état liquide. Toutefois, si ce mode de remplissage est bien adapté aux récipients de grande capacité, sa mise en oeuvre est trbs délicate dans le cas de cartouches ou charges de faible capacité (contenant par exemple de 8 à 500 g de gaz) telles qu'on en utilise dans l'industrie des boissons gazeuses et des extinc teurs. En effet, il est très important, pour des raisons de sécurité, de remplir les récipients de gaz liquéfié au taux prévu par l'Adrinistration des Mines, soit 0,75 kg/dm3 pour l'anhydride carbonique dans les régions tempérées. Or, le poids introduit par la pompe dans les récipients varie avec la pression et la température. Pour les bouteilles de grande capacité, la difficulté est tournée en plaçant ces bouteilles sur une bascule avec arrAt automatique du robinet d'alimentation quand le poids de gaz est atteint, ce qui est parfaitement possible avec des bouteilles de 10 ou de 20 kg dont le remplissage nécessite plusieurs minutes. Pour les petites cartouches, le remplissage est quasiment instantané et il n'est pas possible en pratique de l'arrêter quand le poids est attett. On pourrait songer à effectuer le remplissage de petites cartouches à l'aide dtune pompe doseuse y injectant du gaz sous forme liquide. Toutefois, il faudrait alors prévoir un refroidissement du gaz liquéfié bien au-dessous de sa température d'ébullition dans les conditions du remplissage pour éliminer les phénomènes d'ébullition nuisibles, ce qui serait compliqué et cher. Afin de pallier ces difficultés, le procédé selon 1'invention consiste à créer physiquement avec le fluide de remp2S- sage une phase gazeuse ayant la masse volumique désirée, soit par exemple 0,75 kg/dm), et à remplir les cartouches en les mettant siaplement en connunication avec l'enceinte contenant cette phase gazeuse. La ma.se volumique de la phase gazeuse ést maintenue à la valeur désirée dans les cartouches par réglage de la pression et de la teapérature, de préférence en maintenant constantes la pression et la température du fluide gazeux dans ladite enceinte. Il est ainsi très facile de remplir des cartouches ou charges de faible capacité à la masse volumique désirée, par mise en conmuaication, pendant un temps suffisant qu'il ntest pas nécessaire de limiter à une durée très brève, avec l'enceinte contenant le fluide de remplissage sous forme de gaz. Le procédé selon l'invention est très simple et permet, sans aucun tour de main délicat, le remplissage de petites cartouches de gaz liquéfié avec une excellente prdcision. L'invention a également pour objet un agencement permettant de mettre en oeuvre le nouveau procédé. Cet agencement comprend essentiellement une enceinte alimentée en fluide de remplissage sous forme gazeuse et à pression constante, et munie d'un dispositir de ehauffage à température constante, enceinte avec laquelle les cartouches à remplir sont mises en communication pendant un temps suffisant. Le fluide gazeux sous pression peut Autre fourni par un compresseur associé à un pressostat et recevant le fluide gazeux d'un vaporiseur relié à un réservoir de fluide. liquéfié. La mise à la pression voulue du fluide s'effectue alors en phase gazeuse à l'aide du compresseur et du pressostat (ou de tout autre dispositif équivalent). Le fluide gazeux sous pression peut aussi autre fourni par un vaporiseur, 9 traversun détendeur taré,.recevant le fluide liquéfié mis en pression par une pompe travaillant en phase liquide La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut Autre mise en pratique. La figure 1 représente un agencement de remplissage selon l'invention dans une première forme d'exécution. La figure 2 représente une deuxième forme d'exécution d'un agencement selon l'invention. On voit sur les figures une enceinte 1 dans laquelle est créée une phase gazeuse de masse volumique déterminée et constante à partir d'un fluide liquéfié 5 (par exemple de l'anhy druide carbonique) contenu dans un réservoir de stockage 2, en vue du remplissage, selon la m8me masse volumique, d'une cartouche 3 de f faible aacité où le fluide se partage, à la température ordinaire, en liquide et une phase gazeuse. L'enceinte 1, dont le volume est de préférence suffisamment grand (par exemple égal à mille fois celui d'une cartouche) pour que le prélèvement opéré par- le remplissage d'une cartouche 3 y apporte une variation-de pression négligeable, reçoit par une conduite 4 le fluide sous forme gazeuse et sous pression constante. Le gaz est échauffé et maintenu à température constante dans l'enceinte 1 par une résistance électrique 6 alimentée par une source de courant 7 en relation avec un thermostat comportant une sonde thermomètrique 8 placée, comme la résistance 6, dans l'enceinte 1, laquelle est de préférence calorifugée. Le fluide gazeuxest brassé par un agitateur 9, en vue d'homogénéiser sa température. La pression et la température de la phase gazeuse dans enceinte 1 sont réglées en fonction de la masse volumique de remplissage désirée. Pour une valeur de 0,75 kg/dm3 correspondant i l'anhydride carbonique, on choisira/ par eexemple une pression de 110 bars et une température de 33 C. Dans la conduite de sortie 10 de l'enceinte 1, on dispose ainsi d'un fluide gazeux qu'il suffit d'introduire dans la cartouche 3 par commande d'un robinet d'admission ll pour obtenir une cartouche chargée à la masse volumique exacte désirée, par exemple 0,75 kg/d p. Afin d'augmenter la précision de remplissage dans le cas de petites cartouches 3 dont la paroi par exemple en acier, présente une chaleur spécifique importante, il eonvient de les porter, préalablement à leur remplissage, à une température égale à la température du fluide dans l'enceinte 1. A cet effet, on peut stocker les cartouches dans une étuve maintenue à une température constante égale à celle de l'enceinte 1, soit à 330C selon l'exemple indiqué précédemment. De cette façon, il nty a pas risque de condensation du fluide gazeux sur la paroi/des cartouches Plus généralement, la précision de remplissage dépend de la précision du réglage de la température et de la pression dans l'enceinte 1.Si cette température est réglée à + 1oC, la masse volumique du fluide sera exacte à + o,366 près. La masse volumique est d'autre part proportionnelle à la pression dans l'enceinte 1. Si cette pression est réglée à 110 bars * 0,5 bar, l'erreur correspondante sur la masse volumique sera de + 0,45%. Dans ces conditions, 1'erreur maximale possible sur la masse volumique de remplissage de petites cartouche sera inférieure à 1%. Selon la figure 1, le fluide sous pression est fourni à l'enceinte 1 par un compresseur 12 commandé par un pressostat 13 qui déclenche son fonctionnementans la fourchette de variation de pression admise à l'intérieur de 11 enceinte 1. Le compresseur 12 reçoit le fluide sous forme gazeuse d'un. vaporiseur 14 alimenté en fluide liquéfie par une conduite 15 reliée au réservoir de stockage 2. En variante (figure 2), on peut utiliser, à la place du compresseur 12, une pompe 16 fonctionnant en phase liquide et reliée par Sa conduite 15 au réservoir 2. Le fluide liquéfié ainsi mis sous pression, est dirigé vers un vaporiseur 14a qui délivre à l'enceinte 1, par la conduite 4 dans u uelle est interposé un dé tendeur taré 17 qui règle la pression à la valeur voulue, le fluide sous forme gazeuse, de pression convenable. L'agencement décrit, qui met en oeuvre le procédé selon l'invention, est applicable au remplissage de toutes sortes de cartouches,capsules ou charges de petite capacité, par des gaz quelconques susceptibles de se liquéfier à la température ordinaire, tels que l'anhydride carbonique ou le protoxyde d'azote (ce dernier gaz étant utilisé dans la préparation de la crème Chantilly). REVENDICATIONS 1.- Procédé de remplissage de cartouches, en particulier de cartouches de faible volume, par un fluide liquéfiable à la température ordinaire, selon une masse volumique déterminée, caractérisé par le fait qu'on effectue le remplissage par le fluide en phase gazeuse en mettant en communication les cartouches à remplir avec une enceinte contenant ledit fluide gazeux où la masse volumique de celui-ci est maintenue égale à la masse volumique désirée dans lesdites cartouches. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse volumique du fluide gazeux dans l'enceinte est maintenue à la valeur désirée en y maintenant constantes la pression et la température dudit fluide. 3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que, préalablement à leur remplissage, on porte la paroi des cartouches à une température égale à la température du fluide dans l'enceinte. 4.- Agencement de remplissage permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte alimentée en fluide gazeux sous pression constante et munie d'un dispositif de chauffage à température constante, enceinte avec laquelle les cartouches à remplir sont mises en comiaunication, 5. - Agencement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le fluide gazeux sous pression est fourni par un coipresseur associé à un pressostat et recevant le fluide gazeux d'un vaporiseur relié à un réservoir de fluide liquéfié. 6. - Agencement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le fluide gazeux sous pression est fourni par un vaporiseur, d travers un. détendeur taré,~yecevant le fluide liquéfié mis sous pression par une pompe travaillant en phase liquide. 7. - Agencement selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le volume de l'enceinte est grand par rapport à celui des cartouches à remplir. 8.- Agencement selon Itune quelconque des revendications 4 å 7, caractérisé par le fait que les parois de l'enceinte sont calorifugées. 9.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que lui est associée une étuve maintenue à température constante et permettant de porter la paroi des cartouches à la température du fluide gazeux dans l'enceinte. 10.- Agencement selon l'une quelconque des revendica tions 4 à 9, dans le cas où la masse volumique de remplissage désirée est égale à 0 > 75 kg/dm3, caractérisé par le fait que la pression et la température du fluide gazeux dans ltenceinte sont maintenues respectivement égales à 110 bars et 33 C.