Brevet FR2555280A1 — publié le 19850524

La présente invention concerne un dispositif de bouchage formant obturateur de sécurité et témoin de garantie, ainsi qu'une bouteille comprenant une valve obturée par un tel dispositif. Elle vise exclusivement l'obturation des valves comprenant un orifice taraudé (d la différence des valves dont l'orifice est lisse, mais qui sont pourvues d'un filetage), notamment les orifices taraudés des valves de certaines bouteilles contenant un gaz de pétrole liquéfié, et dans lequel l'utilisateur visse un raccord reliant un appareil d'utilisation au récipient contenant le gaz sous pression. Jusqu'à présent, à la fin des opérations d'emplissage, la valve de ces bouteilles est généralement obturée par un bouchon métallique muni d'une anse pour le portage, et qui est vissé dans le taraudage de la valve. Outre son coût élevé, ce dispositif ne présente, du point de vue commercial, aucune garantie que la bouteille n'aie pas déjà fait l'objet d'une première utilisation après son emplissage. Un des buts de l'invention est de remplir une telle fonction de témoin de garantie, le débouchage avant la première utilisation produisant nécessairement une modification irréversible et immédiatement visible du dispositif de bouchage. Un autre but de l'invention est de permettre une protection de la valve et un bouchage de celle-ci renfor çant son étanchéité propre, lorsque la bouteille n'est pas raccordée à un dispositif d'utilisation; ceci aussi bien avant la première utilisation qu'après la première utilisation, lorsque la bouteille est séparée du dispositif sur lequel elle est raccordée. On verra en effet par la suite que, bien que la première utilisation produise une modifi cation irréversible de l'aspect du dispositif de bouchage, celui-ci reste réutilisable après coup de façon conventionnelle, par revissage ou redévissage dans le taraudage de la valve, donc de façon réversible. En outre, les différentes parties du dispositif que l'on décrira plus bas peuvent être moulées dans un même bloc de matière plastique, ce qui en rend la fabrication beaucoup plus simple et économique. Enfin, on verra également que la mise en place du bouchon juste après emplissage se fait, très simplement, par un unique mouvement d'enfoncement axial du dispositif de bouchage dans l'orifice de la valve, ce qui évite le recours à des machines de vissage (comme dans le cas des bouchons métalliques) qui ont nécessairement une cinématique plus complexe et plus lente. On notera également que cette mise en place par simple enfoncement axial n'empêche pas de disposer par la suite d'un bouchon du type dévissable et revissable, ce type de bouchon combinant de façon simple l'étanchéité renforcée et la possibilité de réutilisation. A cet effet, le dispositif de bouchage de l'invention comprend un bouchon creux traversé par un logement central en forme d'alésage axial, ce bouchon comprenant d'une part un corps de forme générale cylindrique, de diamètre exté rieur voisin du diamètre intérieur de l'orifice taraudé, et enfonçable à force dans celui-ci sous l'effet d'un effort axial, et d'autre part une tête, rigidement liée au corps et élargie par rapport à celui-ci, dont la surface inférieure vient en butée avec la surface supé rieure de la valve pour limiter l'enfoncement du bouchon, une jupe périphérique, reliée à la tête du bouchon par des moyens brisables sous l'effet d'une rotation relative des deux pièces, s'étendant, après enfoncement du bou chon dans l'orifice de la valve, au moins jusqu'd la zone de contact de la tête avec la valve, de manière à coiffer la tête et empêcher une préhension de la surface latérale de celle-ci, un piston cylindrique, coaxial avec le bouchon et disposé au-dessus de celui-ci, enfonçable à force à l'intérieur du logement central sous l'effet d'un effort axial, le diamètre extérieur du piston étant légèrement supérieur au diamètre du logement, de manière que, après enfoncement du bouchon dans l'orifice de la valve, l'enfoncement du piston dans le logement produise une expansion radiale du corps du bouchon susceptible de déformer plastiquement la surface extérieure de celui-ci pour qu'elle coopère avec le profil du filet de l'orifice taraudé. De la sorte, on interdit par la suite un retrait du bouchon par effort, axial ou de rotation, exercé sur la jupe sans rupture des moyens brisables reliant celleci à la te te du bouchon . Après cela la tête du bouchon sera découverte et celui-ci pourra être retiré de l'orifice taraudé par dévissage, et de façon réversible. De préférence, le piston est creux, fermé à sa partie supérieure, et en outre muni d'au moins une fente longitudinale, ne débouchant pas en partie supérieure, et formant évent pour l'échappement, avant enfoncement complet, se l'air contenu dans le volume clos défini par le logement du bouchon et la face intérieure du piston. Pour renforcer l'étanchéité, le piston est avantageusement pourvu en partie supérieure d'au moins un bossage circulaire non traversé par la fente longitudinale et propre à assurer un contact étanche avec la surface intérieure du logement. Dans le même but, la hauteur du piston est déterminée de manière que, pour un enfoncement complet dans le logement du bouchon, la face inférieure du piston vienne en contact avec un joint conique d'étanchéité disposé au fond de l'alésage taraudé de la valve. Pour faciliter l'enfoncement du piston dans le logement, et pour accroître l'irréversibilité de cet enfoncement, la surface extérieure du piston est pourvue d'une série de stries circulaires, selon un profil en dents de scie orientées vers le haut. En ce qui concerne le bouchon, la surface extérieure du corps de bouchon est pourvue de cannelures longitudinales plastiquement déformables, de manière à coopérer avec le profil du filet de l'orifice taraudé lors de l'expansion radiale consécutive à l'enfoncement du piston dans le logement du bouchon. L'enfoncement du piston dans le logement va faire en sorte que le profil du filet va s'imprimer dans les cannelures longitudinales, créant ainsi sur le corps du bouchon un filetage qui, bien que de forme sommaire, sera suffisant pour permettre ultérieurement le dévissage et le revissage du bouchon dans l'orifice taraudé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe de l'ensemble valve-dispositif de bouchage avant mise en place de ce dernier, . la figure 2 est identique à la figure 1, après mise en place du dispositif de bouchage, . la figure 3 est une vue en coupe de l'outil permettant de réaliser l'opération de bouchage, la figure 4 est une vue perspective, de dessus, de la bouteille obturée telle qu'elle apparat à un utilisateur avant première utilisation, la figure 5 est une variante de réalisation, dans laquelle le dispositif est pourvu d'une anse de portage monobloc. Sur la figure 1, la valve 10, qui est d'un type classique, comprend un orifice 11 muni d'un taraudage 12. Extérieurement, elle présente une partie filetée 13 qui permet de la visser au sommet de l'enveloppe 14 du récipient contenant le gaz sous pression. Une bille 15, repoussée par un ressort 16, vient en appui sur un joint torique 17 pour former le clapet de la valve. Un joint conique 18 permet d'assurer l'étanchéité avec l'embout du dispositif d'utilisation qui sera vissé dans l'orifice taraudé ; on verra également par la suite que ce joint conique 18 coopère avec le dispositif de bouchage de l'invention pour renforcer l'étanchéité de l'obturation procurée par celui-ci. Le dispositif de bouchage selon l'invention comprend un bouchon proprement dit 100 formé d'un corps 120 et d'une tête 130, une jupe périphérique 200, et un piston cylindrique 300. De préférence, ces trois éléments sont formés par une pièce monobloc moulée en une opération unique, le piston 300 étant relié au bouchon 100 par un mince voile de liaison 360 , la jupe 200 est reliée au corps 130 du bouchon 100 par d'étroits pontets 210, également brisables lors d'une sollicitation, axiale ou en rotation, de la jupe par rapport au bouchon (ces pontets 210 sont également visibles sur la figure4 ). Le bouchon 100 est traversé par un logement central 110 en forme d'alésage axial dans lequel viendra s'enfoncer le piston 300. Le corps 120 du bouchon est pourvu de cannelures longitudinales 121 dont la forme est choisie(compte tenu du matériauenployé pour le bouchon) de manière à les rendre facilement déformables au moment du bouchage, pour qu'elles puissent épouser le profil du taraudage de l'orifice de la valve sous l'effet d'une expansion radiale du corps du bouchon. La face inférieure 131 de la tête du bouchon, qui viendra en contact avec la face supérieure 19 de la valve, est pourvue d'un jonc circulaire 132 d'étanchéité pour parfaire le contact entre les deux surfaces. Par ailleurs, la surface extérieure périphérique de la tête du bouchon est pourvue d'un crantage 133, ou tout autre moyen permettant de faciliter la préhension du bouchon pour le visser ou le dévisser dans la valve, lorsque la jupe aura été retirée. La jupe 200 est reliée, comme indiqué, à la périphérie supérieure de la tête du bouchon par des pontets brisables 210 ; elle s'étend radialement vers l'ext6- rieur puis axialement vers le bas de manière que, après enfoncement du bouchon dans l'orifice de la valve, elle recouvre entièrement la zone de contact de la tête avec la valve (figure 2), coiffant donc la tête du bouchon et empêchant toute préhension de la surface latérale 133 de celle-ci, aussi bien que toute introduction d'un outil entre les surfaces en contact de la tête du bouchon et de la valve. La surface périphérique 220 de la jupe peut être granitée ou striée pour faciliter sa préhensni; elle peut également supporter des indications s'adressant à l'utilisateur pour l'ouverture du bouchon (comme par exemple la flèche représentée figure 4). Le piston 300 a une surface extérieure 310 avantageusement pourvue de stries circulaires en forme de dents de scie, pour faciliter l'introduction et le guidage du piston dans le logement 110 et augmenter l'irréversi bilité de cette introduction. Le diamètre extérieur du piston est choisi (compte tenu du profil des dents de scie et de la déformation possible du matériau utilisé) légère- ment supérieur au diamètre du logement 110, de manière que l'enfoncement du piston dans ce logement procure ltex- pansion radiale souhaitée du corps du bouchon. Selon une caractéristique très avantageuse de l'invention, le piston est creux, mais sa cavité intérieure 320 ne débouche pas en partie supérieure. Il est alors prévu une ou plusieurs fentes longitudinales 330 (au nombre de quatre, symétriquement réparties, dans l'exemple représenté) qui forment évent pour l'échappement, avant enfoncement complet, de l'air contenu dans le volume clos défini par le logement 110 du bouchon et la face inférieure 350 du piston. En effet, si le piston etait depourvu de ces évents, l'enfoncement dans le logement produirait à cet endroit une surpression susceptible de repousser le clapet 15 de la valve de façon permanente, ce qui créerait un danger et des risques de fuite. Ces fentes longitudinales ne sont cependant pas pratiquées sur toute la hauteur du piston, afin que, au moment de l'enfoncement complet du piston dans le logement, la fermeture devienne étanche. Pour parfaire cette étanchéité, on prévoit en partie supérieure du piston au moins un bossage circulaire 340 (ici, l'une des stries du profil en dents de scie) qui ne soit pas traversé par les fentes, et qui assure un contact étanche avec la surface intérieure 111 du logement à son sommet. Les fentes longitudinales remplissent également, outre leur rôle pneumatique d'évents, un rôle mécanique de limitation du frottement à l'enfoncement du piston dans le logement. Ce frottement, et donc l'intensité de l'effort axial qu'il faudra exercer pour procéder à ltenfoncement, est déterminé par la surface totale de la partie striée, que l'on peut ajuster en modifiant la largeur ou le nombre des fentes. La mise en place du dispositif se fait par enfoncement du bouchon dans l'orifice taraudé, puis par enfoncement du piston dans le logement du bouchon pour procéder au "sertissage" irréversible du bouchon dans l'orifice taraudé. La position finale est celle représentée figure 2 ; l'étanchéité est assurée à trois niveaux - tout d'abord par le clapet de la valve, dont la bille 15 vient en contact avec le joirttorique 17, - puis par le joint conique 18, l'enfoncement du piston étant tel que sa face inférieure 350 vienne en contact continu avec le sommet de ce joint, - enfin, par le contact de la tête du bouchon avec la face supérieure 19 de la valve, l'étanchéité étant assurée par le jonc circulaire continu 132 ; la strie supérieure 340 assure en outre l'étanchéité du contact piston-bouchon. La figure 3 montre schématiquement, en coupe, un outil approprié à la mise en place du dispositif de l'invention : il comprend un manchon 20 entourant le piston 300, et dont le rebord inférieur est apte à exercer une pression axiale sur le bouchon 100. Le manchon 20est guidé par une tige cylindrique 30 qui vient e-ll appui sur le sommet du piston 300. En outre, un ressort 40 assure la sollicitation élastique vers le bas du manchon 20. Au moment du bouchage, l'ensemble manchon 20- tige 30 est repoussé vers le bas, ce qui a pour effet d'enfoncer la tige 120 du bouchon dans l'orifice de la valve, l'effort nécessaire étant inférieur à la force exercée par le ressort 40. Lorsque la descente de l'ensemble se continue, et quand la face inférieure 131 de la tête du bouchon vient en contact avec la face supérieure de la valve, le manchon 20 est immobilisé et c'est alors la tige 30 qui descend à l'intérieur du manchon 20, comprimant le ressort 40. Le voile de liaison 360 est brisé, et le piston est enfoncé dans le logement 110, jusqu'à ce que la face inférieure 50 de l'outil vienne en contact avec la tête du bouchon le piston est alors complètement enfoncé dans le logement, et sa surface supérieure affleure celle de la tête du bouchon. La figure 4 représente l'aspect du dispositif tel que le voit l'utilisateur au sommet du récipient la valve est entièrement cachée, et la seule sollicitation possible est une sollicitation (en rotation ou, éventuellement axiale) de la jupe 200, ce qui aura nécessairement pour effet de briser les ponts 210. L'ensemble bouchon 100- piston 300 peut alors être dévissé et revissé comme un bouchon fileté normal (l'effort nécessaire à l'enfoncement du piston dans le bouchon est tel qu'il soit par la suite pratiquement impossible de séparer les deux éléments sans trace apparente d'effraction). La figure 5 représente une variante, où l'on a prévu un moyen 400 pour porter la bouteille en la tenant par son bouchon : il comprend une anse circulaire souple 410 (repliable au moment du transport) reliée par des bras 420 à un moyeu 430. Ce moyeu coopère avec un ergot 370 au sommet du piston. Avantageusement, l'anse 400 est monobloc avec l'ensemble piston-bouchon-jupe, et le moyeu 430 est enfoncé dans l'ergot 370 au cours de l'opération de bouchage, moyennant une légère modification du dispositif de la figure 3. REVENDICATIONS 1. Un dispositif de bouchage, formant obturateur de sécurité et témoin de garantie, pour l'orifice taraudé (11) d'une valve (10), notamment une valve de récipient contenant un gaz de pétrole liquéfié, caractérisé en ce qu'il comprend un bouchon creux (100) traversé par un logement central (110) en forme d'alésage axial, ce bouchon comprenant d'une part un corps (120) de forme générale cylindrique, de diamètre extérieur voisin du diamètre intérieur de l'ori fice taraudé (11), et enfonçable à force dans celui-ci sous l'effet d'un effort axial, et d'autre part une tête (130), rigidement liée au corps et élargie par rapport à celui-ci, dont la surface inférieure (131) vient en butée avec la surface supérieure (19) de la valve pour limiter l'enfoncement du bouchon, une jupe périphérique (200), reliée à la tête du bouchon par des moyens brisables (210) sous l'effet d'une rotation relative des deux pièces, s'étendant, après enfoncement du bouchon dans l'orifice de la valve, au moins jusqu'à la zone de contact de la tête avec la valve, de manière à coiffer la tête et empêcher une préhension de la surface latérale de celle-ci, un piston cylindrique (300), coaxial avec le bouchon et disposé au-dessus de celui-ci, enfonçable à force à l'intérieur du logement central (110) sous l'effet d'un effort axial, le diamètre extérieur du piston étant légèrement supérieur au diamètre du logement, de manière que, après enfoncement du bouchon dans l'orifice de la valve, l'enfoncement du piston dans le logement produise une expansion radiale du corps (120) du bouchon suscep tible de déformer plastiquement la surface extérieure (1?1) de celui-ci pour qu'elle coopère avec le profil du filet (12) de l'orifice taraudé, de sorte que soit interdit par la suite un retrait du bouchon par effort, axial ou de rotation, exercé sur la jupe sans rupture des moyens brisables reliant celleci à la tête du bouchon, après quoi la tête du bouchon sera découverte et celui-ci pourra être retiré de l'orifice taraudé par dévissage, et de façon réversible. 2. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (300) est creux, fermé à sa partie supérieure, et en outre muni d'au moins une fente longitudinale (330) ne débouchant pas en partie supérieure, et formant évent pour l'échappement, avant enfoncement complet,de l'air contenu dans le volume clos défini par le logement du bouchon et la face intérieure (350) du piston. 3. Un dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston (300) est pourvu en partie supérieure d'au moins un bossage circulaire (340) non traversé par la fente longitudinale (320) et propre à assurer un contact étanche avec la surface intérieure (111) du logement. 4. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur du piston est déterminée de manière que, pour un enfoncement complet dans le logement du bouchon, la face inférieure (350) du piston vienne en contact avec un joint conique d'étanchéité (18) disposé au fond de l'alésage taraudé (11) de la valve. 5. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure du piston (300) est pourvue d'une série de stries circulaires (310), selon un profil en dents de scie orientées vers le haut. 6. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure du corps (120) de bouchon est pourvue de cannelures longitudinales (121) plastiquement déformables de manière à coopérer avec le profil du filet de l'orifice taraudé lors de expansion radiale consécutive à l'enfoncement du piston dans le logement du bouchon. 7. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface inférieure (131) de la tête (130) est pourvue d'un jonc circulaire (132) d'étanchéité parfaisant le contact avec la surface supérieure (19) de la valve. 8. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouchon (100), la jupe (200) et le piston (300) sont formés par une pièce monobloc moulable en une opération unique, le piston étant relié au rebord du logement du bouchon, et aligné coaxialement à ce logement, par des moyens (360) brisables au moment de l'enfoncement du piston. 9. Un dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une anse de portage (400 > , disposée au sommet du piston et moulée en même temps que celui-ci. 10. Un récipient, notamment une bouteille contenant un gaz de pétrole liquéfié, caractérisé en ce qu'il comporte une valve à orifice taraudé obturé par un dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes.