Brevet FR2583134A1 — publié le 19861212

La présente invention concerne un coupleur pour relier un robinet de récipient de fluide sous pression (par exemple un gaz de pétrole comprimé ou le ciel gazeux d'une bouteille de gaz de pétrole liqud fié) à une conduite d'alimentation d'un dispositif utilisant ce fluide sous pression. Le dispositif d'utilisation peut par exemple etre le carburateur du moteur d'un engin tel qu'un chariot élévateur ; cette application n1 est cependant aucunement limitative, le coupleur de l'invention étant un dispositif de raccordement d'usage général Plus précisément, le coupleur est destiné à s'adapter sur un robinet comprenant une valve à clapet, et il comprend à cet effet des moyens de verrouillage sur le nez du robinet et un pousse-clapet actionnable après verrouillage sur le nez du robinet Jon assimilera complètement au cas du robinet comportant une valve à clapet - procurant une étanchéité totale ce lui du robinet dont la sortie est seulement munie d'un limiteur de débit non étanche, par exemple un limiteur à bille : dans l'un et l'autre cas, pour obtenir un débit sans limitation, il est nécessaire de repousser vers l'intérieur du robinet un organe d'obturation -totale ou partielle ' - tel qu'une bille). Le FR-A- 2 387 4fil9, au nom de la Demanderesse, intitulé "Raccord pour robinet de récipient de fluide sous pression",décrit un tel coupleur pourvu de griffes verrouillables d'accrochage au nez du robinet et d'un organe central pousse-clapet, le verrouillage des griffes et l'enfoncement du pousseclapet étant réalisés simultanément par le vissage d'un manchon extérieur. Bien que ce dispositif de la technique antérieure donne entièrement satisfaction, il a paru possible de le perfectionner, en évitant en particulier le recours à des griffes flexibles len matière plastique) ; il a paru également possible de-faciliter la manipulation du coupleur en empêchant toute rotation axiale sur le nez du robinet et en limitant la manoeuvre à une rotation d'une fraction de tour, permettant ainsi l'accouplement et le désaccouplage par un mouvement continu et rapide, effectué d'une seule main. Ces impératif s de robustesse, de longévité et de facilité de manoeuvre sont atteints, selon l'invention, par le fait que le coupleur comprend - un corps de coupleur, emboitable sur le robinet de manière à permettre le centrage préalable du coupleur sur le nez du robinet et son immobilisation en rotation, - une vis centrale, disposée dans un alésage axial du corps et pourvue de moyens d'entraînement en rotation, de manière à permettre un double mouvement de rotation et d'enfoncement de la vis, à l'intérieur du corps, en direction de la valve du robinet, - un organe de couplage, disposé à l'intérieur de la vis et lié en translation à celle-ci, cet organe de couplage étant traversé par un conduit axial reliant une première extrémité pourvue de moyens d'itanchéité' et d'une tige formant pousse-clapet à une seconde extrémité pourvue de moyens de raccordement au dispositif utilisant le fluide sous pression, - des mors formant moyens de verrouillage, articulés sur le corps de manière à entourer le robinet dans leur mouvement de fermeture, solidarisant ainsi le corps de coupleur au robinet, - des moyens formant came, pour transformer le mouvement de rotation de la vis centrale en un mouvement de fermeture des mors. De préférence, les moyens d'étanchéité sont supportés, avec montage élastique, par la tige de l'organe de couplage, ces moyens d'étanchéité comportant par exemple un joint conique. Dans un mode de réalisation préférentiel, les moyens formant came comportent une came en forme de bague cylindrique solidaire de la vis centrale et dont la génératrice présente un rayon croissant sur une première fraction de tour, correspondant à une fermeture des mors, et un rayon constant sur une deuxième fraction de tour, correspondant à un maintien des mors en position verrouillée. Dans ce cas, il est avantageusement prévu, adjacente à la came, une bague de rayon constant égal au rayon de la deuxième fraction de tour de la came, permettant le maintien en position verrouillée des mors sur une troisième fraction de tour dans laquelle, du fait de l'avancement de la vis centrale, le talon du mors quitte la came pour venir en contact avec la bague de rayon constant. Cette bague de rayon constant est de préférence libre en rotation par rapport à la vis. Par ailleurs, l'organe de couplage incorpore avantageusement un limiteur de débit permettant d'assurer une sécurité complète en cas de rupture ou de défaut de raccordement de la conduite d'alimentation (en effet, une fois verrouillé sur le robinet, le coupleur neutralise le limiteur de débit incorporé à celui-ci, comme expliqué plus haut). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un mode de réalisation, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue de dessus du coupleur de l'invention positionné contre le robinet de la bouteille, cette vue correspondant-à la direction I-I de la figure 3, - la figure 2 est une vue en coupe correspondant à la figure 1, - la figure 3 est une vue arrière de l'ensemble coupleur - robinet, selon la direction III-III de la figure 1, - la figure 4 est une coupe du corps du coupleur, selon la ligne IV-IV de la figure 1, - la figure 5 est un schéma fonctionnel de la came du coupleur et des différentes positions relatives des talons des griffes de verrouillage, cette vue correspondant à la direction V-V de la figure 1. - les figures 6 et 7 sont homologues des figures 1 et 3, pour la position de verrouillage final. Sur les figures, le coupleur est représenté en position sur le robinet 10 d'une bouteille, ce robinet comportant une base de section carrée 11 et un nez de robinet 12 incorporant un clapet (ou un limiteur de débit) à bille 13. Le coupleur est constitué d'un corps de coupleur présentant un alésage central 110 (figure 4) recevant une vis centrale 200 manoeuvrable à la main par une bague 210 en partie arrière, cette bague de manoeuvre étant solidarisée en rotation et en translation à la vis centrale au moyen de la vis-pointeau 220. La vis centrale 210 est creuse et reçoit un organe de couplage référencé 300, lié à la vis au moins en translation (grâce à un épaulement 301 en partie arrière, venant retenir 11 organe 300 en butée contre la partie intérieure de la bague 210) ; il est traversé par un conduit axial 310 reliant une première extrémité 320, adjacente au nez du robinet, à une seconde extrémité 330, en partie arrière, pourvue de moyens 331 de raccordement au dispositif d'utilisation, par exemple un raccord tournant étanche, coudé. L'extrémité avant 320 de l'organe 300 est pourvue d'un joint conique 321 monté sur l'extrémité en forme de tige 322 par l'intermédiaire d'un support de joint 324 monté à coulissement sur cette tige. Un ressort de rappel 323 assure un montage élastique de cet ensemble support - joint conique. Par ailleurs, le corps 100 supporte deux mors mobiles 400 articulés autour d'axes 410 ; les extrémités avant 420 de ces mors viennent entourer le robinet et l'enserrer progressivement sous l'effet d'un écartement des talons 430 situés à l'autre extrémité. Des ressorts de rappel 440 assurent le maintien des mors en position ouverte, en l'absence de sollicitation. Les talons 430 des mors reposent sur une came 500 rendue solidaire en rotation de la vis 200, par exemple au moyen de goupilles 501. La figure 5 montre le profil de cette came, qui comporte tout d'abord, sur un premier quart de tour, une partie 510 de rayon croissant (d'une valeur R1 à une valeur R2),puis sur un second quart de tour une partie 520 de rayon constant R2. Enfin, il est prévu une bague 600, adjacente à la came, mais - au contraire de celle-ci libre en rotation par rapport à la vis centrale 200 le rayon R2 de cette bague est égal à celui de la partie 520 de rayon constant de la came 500 (le contour de cette bague 600 a été représenté en tireté sur la figure 5). Avantageusement, et de manière connue en elle-m#me, l'organe de couplage 30p peut incorporer un dispositif 700 formant limiteur de débit et clapet anti-retour, par exemple un limiteur de type classique à bille et ressort. Lorsque l'accouplement sur le nez du robinet est réalisé, ce limiteur de débit vient remplacer (ou suppléer) le limiteur de débit du robinet de la bouteille, qui est resté désactivé du fait de la mise en place du coupleur. En cas de rupture de la liaison en aval du coupleur, la bille du limiteur de débit vient au contact du siège 340 et limite l'émission de gaz à une valeur très faible, bien que non nulle afin de permettre la réouverture après remise en état de la conduite. Par ailleurs cet ensemble bille - ressort joue un r81e de clapet anti-retour qui évite de vider la conduite lors du désaccouplage. Les mors 400 se trouvent initialement maintenus en position ouverte par les ressorts 440, leurs talons 430 reposant sur la région de la came de plus faible rayon (position A, figure 5). Le coupleur est centré sur le nez du robinet 12 par l'alésage 1tO du corps de coupleur 100 ainsi que par l'embrèvement 120 venant coopérer avec la base de section carrée 11 (figure 3) pour immobiliser le coupleur en rotation. On notera par ailleurs que les dimensions hors tout du coupleur sont choisies de manière à assurer son passage par l'ouverture du chapeau des bouteilles et sans démontage de ce chapeau ; la forme généralement rectangulaire de cette ouverture du chapeau explique la forme applatie choisie pour le coupleur. Une fois ce centrage effectué, la rotation de la bague 210 solidaire de la vis 200 et de la came 500 provoque successivement - pour un premier quart de tour, la fermeture des mors 400 sur le corps du robinet par écartement des talons 430, qui glissent sur la partie 510 de la came 500 (passage de la position A à la position B sur la figure 5). La vis centrale 200 avance d'une première fraction de pas (par exemple une avancée de 1,5 mm pour une vis de pas 6 mm), de sorte que le joint conique 320 vient au contact du chanfrein 14 du nez de robinet. - Pour le quart de tour suivant : verrouillage des mors, dont les talons sont maintenus à écartement constant lors du glissement sur la région 520 de rayon constant de la came (passage de la position B à la position C de la figure 5). La vis 200 avance d'une nouvelle fraction de pas, ce qui résulte en une compression du joint conique 320 par l'intermédiaire du ressort 323 calibré de manière à assurer une pression de contact appropriée. L'étanchéité est alors complètement assurée ; par ailleurs, ltextrémité de la tige 322 vient au contact de la bille 13. - Pour le quart de tour suivant : le talon des mors parvient sur la bague tournante 600 qui a avancé en même temps que la vis centrale et qui maintient le même écartement que précédemment, sans introduire de frottement de rotation (passage de la position C à la position D de la figure 5). La vis avance d'une nouvelle fraction de pas, de sorte que l'extrémité de la tige 322, formant pousse-clapet, repousse la bille 13, ouvrant ainsi le clapet de la bouteille (ou neutralisant le limiteur de débit, s'il s'agit d'un limiteur de débit au lieu d'un clapet). Par ailleurs, la face antérieure 530 de la came vient au contact du corps 100, formant butée de fin de course (cette position finale est illustrée figures 6 et 7). Le désaccouplage comporte les opérations successives inverses - premier quart de tour : libération de la bille 13, qui retrouve sa fonction d'obturation de limiteur de débit, - second quart de tour : recul du joint conique 321, - troisième quart de tour : ouverture des mors 400. La rotation est arrêtée par venue en butée du talon des griffes sur la paroi radiale 540 (figure 5) de la came. On notera que, lors du désaccouplage, seul le gaz comprimé contenu dans la bille 13 du robinet et la bille 710 du limiteur de débit incorporé au coupleur s'échappe à l'atmosphère, la bille 710 jouant le rôle d'anti-retour et empêchant l'écoulement du gaz sous pression contenu dans la conduite d'utilisation. On notera par ailleurs que le coupleur de l'invention présente les avantages suivants - dans le cas d'un robinet à clapet manuel et limiteur de débit non étanche, possibilité de raccordement robinet ouvert : la cohésion du joint conique 321 est en effet suffisante pour qu'il résiste sans dommage à l'étanchement sous pression. - résistance à la corrosion et aux ambiances industrielles : il est en effet possible de réaliser le coupleur entièrement en matériaux rigides et inoxydables. La protection du mécanisme contre les salissures et contre les chocs est obtenue d'une part grâce à une obturation presque totale des accès lorsque le coupleur est raccordé, et d'autre part gracie au corps 100 qui recouvre très largement les mors 400, - enfin, l'ensemble peut être démonté très facilement par un outillage standard ; l'accès au joint conique est en particulier très aisé lorsqu'on a désolidarisé totalement la vis centrale du corps par dévissage, en maintenant manuellement les mors en position de fermeture, ce qui supprime l'action des parois radiales 540 de la came. REVENDICATIONS 1. Un coupleur, pour relier un robinet de récipient de fluide sous pression à une conduite d'alimentation d'un dispositif utilisant ce fluide sous pression, le robinet comprenant une valve à clapet et le coupleur comprenant des moyens de verrouillage sur le nez du robinet et un pousse-clapet actionnable après verrouillage du coupleur sur le nez du robinet, ce coupleur étant caractérisé en ce qu'il comprend :: - un corps de coupleur (100), emboîtable sur le robinet (10) de manière à permettre le centrage préalable du coupleur sur le nez du robinet et son immobilisation en rotation, - une vis centrale (200), disposée dans un alésage axial du corps et pourvue de moyens (210) d'entraînement en rotation, de manière à permettre un double mouvement de rotation et d'enfoncement de la vis, à l'intérieur du corps, en direction de la valve du robinet, - un organe de couplage (300) disposé à l'intérieur de la vis et lié en translation à celleci, cet organe de couplage étant traversé par un conduit axial (310) reliant une première extrémité 20) pourvue de moyens d'étanchéité (321) et d'une tige (322) formant pousse-clapet à une seconde extrémité (330) pourvue de moyens (331) de raccordement au dispositif utilisant le fluide sous pression, - des mors (400) formant moyens de verrouillage, articulés sur le corps de manière à entourer le robinet dans leur mouvement de fermeture, solidarisant ainsi le corps de coupleur au robinet, - des moyens formant came, pour transformer le mouvement de rotation de la vis centrale en un mouvement de fermeture des mors. 2. Un coupleur selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'étanchéité (321) sont supportes, avec montage élastique (323), par la tige (322) de l'organe de couplage. 3. Un coupleur selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'étanchéité (321) comportent un joint conique. 4. Un coupleur selon la revendication 1, dans lequel les moyens formant came comportent une came 500 en forme de bague cylindrique solidaire de la vis centrale, et dont la génératrice présente un rayon croissant (R1 -R2) sur une première fraction de tour (510), correspondant à une fermeture des mors, et un rayon constant (R2) sur une deuxième fraction de tour (520), correspondant à un maintien des mors en position verrouillée. 5. Un coupleur selon la revendication 4, dans lequel il est prévu, adjacente à la came (500), une bague (600) de rayon constant (R2) égal au rayon de la deuxième fraction de tour de la came, permettant le maintien en position verrouillée des mors sur une troisième fraction de tour dans laquelle, du fait de l'avancement de la vis centrale, le talon du mors quitte la came pour venir en contact avec la bague de rayon constant. 6. Un coupleur selon la revendication 5, dans lequel la bague de rayon constant est libre en rotation par rapport à la vis. 7. Un coupleur selon la revendication 1, dans lequel l'organe de couplage incorpore un dispositif (700) formant limiteur de débit et clapet antiretour.