Brevet FR2696436A1 — publié le 19940408

La présente invention concerne un procédé et un dispositif destinés à assurer la perforation de réservoirs contenant, notamment, des liquides sous pression, et en particulier de compresseurs hermétiques appartenant à des systèmes frigorifiques, en vue de la récupération de ces liquides. La présente invention concerne également des moyens permettant, une fois la perforation effectuée, d'assurer l'obturation du réservoir de façon à permettre sa réutilisation ultérieure. Le remplacement des frigorigènes, tels que le fréon ou le R12, par des produits conformes aux nouvelles législations en matière d'environnement pose, outre le problème d'une récupération facile et sans pertes des anciens frigorigènes, celui d'une réutilisation des réservoirs avec un nouveau frigorigène. On a ainsi proposé, pour récupérer les frigorigènes contenus dans certains réservoirs, de percer au foret la paroi de ces réservoirs de façon à pouvoir aspirer ensuite le frigorigène contenu dans ceux-ci, si bien que la réutilisation ultérieure du réservoir ainsi percé nécessite de réaliser l'obturation préalable du trou formé. Pour cela on utilise habituellement des systèmes d'obturation mécaniques complexes et onéreux, dans la mesure où il est quasiment impossible de faire appel aux habituels moyens d'obturation simples, tels que le soudage. La présente invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif permettant d'assurer la perforation d'un réservoir contenant, notamment, un fluide sous pression de façon telle qu'il soit ensuite possible de réutiliser ultérieurement ce réservoir. La présente invention a ainsi pour objet un procédé de perforation d'un réservoir contenant, notamment, un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à - percer la paroi dudit réservoir en repoussant vers l'intérieur de celui-ci le matériau constitutif de cette paroi, de façon à former un orifice, bordé à l'intérieur du réservoir, par une levre circulaire, - former, sur la surface interne de la levure circulaire, des moyens de fixation aptes à coopérer avec un élément d'obturation, de façon à assurer le maintien de ce dernier. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, on forme les moyens de préhension en réalisant un filetage sur la surface interne de ladite levre circulaire. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, on forme ladite levure circulaire en repoussant le matériau constitutif du réservoir au moyen d'un poinçon de forme conique. Dans une variante de ce mode de mise en oeuvre de l'invention, l'angle au sommet dudit poinçon est compris entre 20 et 30 degrés. La présente invention a également pour objet un dispositif de perforation d'un réservoir contenant, notamment, un fluide sous pression en vue de la récupération de ce dernier, caractérisé en ce qu'il comporte: - un corps comportant une face de contact ouverte sur l'extérieur, destinée à être appliquée, de façon étanche, contre la surface externe du réservoir, - un élément perforateur monté mobile à l'intérieur dudit corps et susceptible d'occuper deux positions, à savoir une position rétractée dans laquelle il est logé à l'intérieur du corps et une position de perforation dans laquelle il fait saillie hors de la face de contact, - des moyens d'actionnement pour déplacer l'élément perforateur de la position rétractée à la position de perforation, et inversement, de façon à assurer respectivement la perforation du réservoir lorsque ledit corps est appliqué contre celui-ci, et son retrait après la perforation. - des moyens d'évacuation du fluide, aptes à recueillir celui-ci lorsque l'élément perforateur a traversé le réservoir. La présente invention a également pour objet un dispositif obturateur pour réservoir, notamment pour fluide sous pression, caractérisé en ce qu ' il est constitué d'une levre circulaire formée à l'intérieur dudit réservoir et qui délimite un orifice prévu dans la paroi de celui-ci, ladite levre circulaire étant pourvue, sur sa surface interne, de moyens de fixation aptes à assurer le maintien d'un élément d'obturation. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention les moyens de fixation sont constitués d'un filetage. Dans une variante particulièrement intéressante de ce mode de mise en oeuvre de l'invention l'élément d'obturation est constitué d'un bouchon fileté venant se visser dans le filetage de la lèvre, et la surface externe de la paroi du réservoir comporte, en sortie dudit orifice, un renfoncement de forme sensiblement tronconique s'évasant vers l'extérieur, la face du bouchon fileté disposée en regard de ce renfoncement, lorsque le bouchon est vissé dans ledit orifice, ayant une forme sensiblement semi-sphérique, venant en appui contre la surface dudit renfoncement. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel Les figures 1 à 3 représentent, sous forme schématique, trois étapes successives de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. La figure 4a est une vue partielle en coupe d'un réservoir pourvu d'un moyen d'obturation suivant l'invention. La figure 4b est une vue en coupe d'une variante de mise en oeuvre du moyen d'obturation représenté sur la figure 4a. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de perforation suivant l'invention. La figure 1 montre, de façon schématique, des moyens perforateurs suivant l'invention qui sont constitués d'un poinçon 1. Ce poinçon 1 se compose d'une tige cylindrique 3, qui se termine par une pointe 5 en forme de cône, dont l'angle au sommet a possède une valeur qui est fonction du matériau constituant le réservoir à perforer. Ainsi, dans le cas, le plus courant, d'un réservoir en fer, la demanderesse a constaté que les meilleurs résultats étaient obtenus avec un poinçon dont l'angle au sommet a était compris entre 20 degrés et 30 degrés. Pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention on applique tout d'abord, comme représenté sur la figure 1, le poinçon 1 contre la paroi 7 du réservoir à perforer. Des moyens 9 sont prévus pour réaliser une étanchéité entre la paroi 7 et le poinçon 1. Ces moyens d'étanchéité 9 qui, avec la surface externe de la paroi 7 du réservoir et le poinçon 1, définissent un volume de prélèvement 11, comportent un dispositif de prélèvement 13, obturable, permettant de faire communiquer ce volume de prélèvement 11 avec des moyens externes d'aspiration, non représentés sur le dessin. On applique ensuite sur le poinçon 1 une force F (figure 2) de façon à le faire pénétrer dans la paroi 7 du réservoir. Au cours de cette pénétration le poinçon 1 repousse le matériau constituant le réservoir à l'intérieur de ce dernier de façon à former une lèvre 14 de forme sensiblement cylindrique. Après avoir retiré le poinçon 1, de façon à dégager au maximum l'orifice 15 créé dans la paroi 7 du réservoir, on active les moyens d'aspiration de façon à recueillir le fluide contenu dans ce dernier. I1 reste ensuite à former, sur la surface interne de la lèvre 14, des moyens de fixation destinés à assurer le maintien d'un élément obturateur dans l'orifice 15. Ces moyens de fixation peuvent être constitués de crantages destinés à favoriser le maintien d'une broche dans l'orifice 15 ou, de façon plus intéressante, ainsi que représenté sur la figure 4a, ils peuvent être constitués d'un filetage 16, de préférence de faible pas, formé sur la surface interne de la lèvre 14 et dans lequel vient se visser un bouchon obturateur 17, avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire 19. Dans une variante intéressante de l'invention, représentée sur la figure 4b, la paroi 7 du réservoir comporte un renfoncement, de forme globale tronconique, s'évasant vers l'extérieur, et qui peut être réalisé ainsi qu'il sera expliqué ci-après. Le bouchon obturateur 17' comporte une face d'appui 18, de forme sensiblement semi-sphérique, qui vient prendre appui, lorsque le bouchon 17' est vissé dans l'orifice fileté 15, contre la surface tronconique du renfoncement. Une telle réalisation est particulièrement intéressante en ce qu'elle permet de fermer, de façon étanche, des réservoirs soumis à des pressions internes de l'ordre de 35 bars. On a représenté sur la figure 5 un dispositif permettant de réaliser, suivant l'invention, une telle perforation. Ce dispositif est essentiellement constitué d'un corps cylindrique tubulaire 22, dans l'alésage 23 duquel une tête cylindrique tubulaire 24 est montée coulissante. La partie avant du corps 22 est pourvue de deux lumières longitudinales 25, diamétralement opposées, de longueur d, et la partie arrière de la tête 24 comporte deux broches radiales cylindriques 27, diamétralement opposées, de diamètre b qui sont emmanchées à force dans la tête 24 et dont les parties externes sont engagées à l'intérieur des lumières 25. La tête 24 est ainsi en mesure de coulisser dans l'alésage 23, entre deux positions extrêmes, en réalisant une course c=d-b. Le dispositif comprend également un poinçon 21, constitué d'une tige cylindrique 26 dont la partie antérieure est formée d'une partie cylindrique 29 de plus faible diamètre, qui se termine par une partie conique 32 dont l'angle au sommet a est d'environ 25 degrés. La partie cylindrique 29 se raccorde à la tige cylindrique 26 par une partie tronconique 33. La partie avant de la tige 26 est montée à coulissement dans l'alésage 28 de la tête 24, avec interposition de deux joints toriques d'étanchéité 31, et sa partie arrière est pourvue d'un bossage cylindrique 30 monté à coulissement dans l'alésage 23 du corps 22. Un ressort de compression 34 est disposé entre la partie postérieure 36 de la tête 24 et le bossage 30. La partie avant de la tête 24 est percée d'un trou fileté radial 38, sur lequel vient se raccorder un tuyau d'évacuation, relié à des moyens d'aspiration non représentés sur le dessin. La partie frontale de la tête 24 est creusée d'un évidement tronconique 42 et une rainure annulaire recevant un joint d'étanchéité 40 est réalisée entre le bord de cet évidement et la face latérale de la tête 24. La partie arrière du corps 22 est pourvue d'une bride circulaire 44 destinée à se fixer sur une bride 46 d'une platine 48 supportant des moyens de pression. Cette platine 48 est constituée d'un fourreau cylindrique comportant une cavité longitudinale 49 à l'intérieur de laquelle un piston 50 d'un vérin hydraulique est monté coulissant. Le corps 22 est pourvu de pattes latérales 20 destinées à assurer le maintien de sangles de fixation que l'on dispose autour du réservoir et qui permettent d'assurer la fixation de l'appareil par rapport à ce dernier. Dans ces conditions la mise en oeuvre du dispositif de perforation suivant l'invention s'effectue ainsi qu'exposé ci apures. On dispose tout d'abord le corps tubulaire 22 de façon que le joint d'étanchéité annulaire 40 de la tête 24 vienne sensiblement en contact avec la surface externe de la paroi 7 du réservoir et l'on dispose autour de celui-ci une sangle de maintien, (non représentée sur le dessin) dont les deux extrémités sont fixées sur les pattes latérales 20, et qui est pourvue de moyens de réglage de longueur. Suivant la position de réglage utilisée, celle-ci est alors plus ou moins tendue si bien que, de façon habituelle à la fin de cette étape, le maintien de l'appareil par rapport au réservoir n'est pas assuré.On alimente alors le vérin hydraulique de façon que le piston 50 de celui-ci vienne en contact avec l'extrémité arrière du poinçon 21, et le repousse si bien que ce dernier repousse alors la tête 24, par l'intermédiaire du ressort de compression 34, ce qui a pour effet d'appliquer le joint annulaire d'étanchéité 40 contre la surface du réservoir et d'assurer la tension de la sangle de maintien avec une force limite déterminée par la raideur du ressort 34 et la longueur du déplacement du piston, une fois que le joint 40 a été mis en contact avec la paroi 7 du réservoir. Dés lors, sous l'action de cette force, le maintien du dispositif sur le réservoir est assuré. On peut alors, éventuellement, activer le fonctionnement des moyens d'aspiration reliés au trou fileté 38, ce qui crée un vide qui contribue au bon maintien de l'appareil. On peut ensuite passer à l'étape de perforation proprement dite, en continuant à repousser le poinçon 21 au moyen du piston 50 du vérin, jusqu'à ce qu'il réalise la perforation. Pour augmenter la section de passage du fluide, et faciliter ainsi l'extraction du fluide, on peut retirer légèrement le poinçon, comme cela a été représenté sur la figure 3. Bien entendu le vérin hydraulique pourra être mû par une pompe actionnée soit de façon manuelle soit de façon mécanique. On peut également, en jouant sur la forme de la partie tronconique 33 du poinçon 21 et en enfonçant suffisamment celui-ci pour que ladite partie tronconique 33 repousse la paroi du réservoir, constituer dans celui-ci un renfoncement de forme sensiblement tronconique qui, comme expliqué précédemment (figure 4b), permet de contribuer à un étanchement facile du réservoir. REVENDICATIONS 1.- Procédé de perforation d'un réservoir contenant, notamment, un fluide sous pression, en vue de la récupération dudit fluide, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant a - percer la paroi (7) dudit réservoir en repoussant vers l'intérieur de celui-ci le matériau constitutif de cette paroi (7), de façon à former un orifice (15) bordé, à l'intérieur du réservoir, par une lèvre circulaire (14), - former, sur la surface interne de la lèvre circulaire (14), des moyens de fixation (16) aptes à coopérer avec un élément d'obturation (17), de façon à assurer le maintien de ce dernier. 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on forme les moyens de fixation en réalisant un filetage (16) sur la surface interne de ladite lèvre circulaire (14). 3.- Procédé suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on forme ladite lèvre circulaire (14) en repoussant le matériau constitutif du réservoir au moyen d'un poinçon (1,21). 4.- Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'on utilise un poinçon (1,21) dont la partie antérieure a la forme d'un cône dont l'angle au sommet (a) est compris entre environ 20 et 30 degrés. 5.- Dispositif de perforation d'un réservoir contenant, notamment, un fluide sous pression en vue de la récupération de ce dernier, caractérisé en ce qu'il comporte: - un corps (22) comportant une face de contact ouverte sur l'extérieur, destinée à être appliquée, de façon étanche, contre la surface externe du réservoir, - un élément perforateur (1,21) monté mobile à l'intérieur dudit corps et susceptible d'occuper deux positions, à savoir une position rétractée dans laquelle il est logé à l'intérieur du corps (22) et une position de perforation dans laquelle il fait saillie hors de la face de contact, - des moyens d'actionnement (50) pour déplacer l'élément perforateur (1,21) de la position rétractée à la position de perforation, et inversement, de façon à assurer respectivement la perforation du réservoir lorsque ledit corps (22) est appliqué contre celui-ci, et son retrait après la perforation. - des moyens d'évacuation (38) du fluide, aptes à recueillir celui-ci lorsque l'élément perforateur (1,21) a traversé le réservoir. 6.- Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément perforateur est constitué d'un poinçon (1,21). 7.- Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le poinçon (1,21) est constitué d'un corps de poinçon cylindrique (26) dont une extrémité comporte une partie cylindrique (29) de plus petit diamètre terminée par une partie conique (32). 8.- Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce que l'angle au sommet (a) de la partie conique (32) est compris entre environ 20 et 30 degrés. 9.- Dispositif suivant l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que le corps de poinçon (26) est réuni à la partie cylindrique de plus petit diamètre (29) par une partie tronconique (33). 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont constiués d'un piston (50) d'un vérin hydraulique. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de maintien du corps (22) contre le réservoir, ces moyens de maintien prenant appui sur une partie du réservoir sensiblement opposée à celle où la face de contact du corps (22) du dispositif vient en appui sur le réservoir. 12.- Dispositif suivant la revendication 11 caractérisé en ce que le corps (22) comprend deux brides (20) disposées de part et d'autre de celui-ci et qui sont destinées à recevoir les deux extrémités opposées d'une sangle réglable en longueur entourant ledit réservoir. 13.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 12 caractérisé en ce que le corps est constitué d'un fourreau tubulaire (22) dont la face avant, ou face de contact, est pourvue de moyens (40) propres à assurer son étanchéité avec la face externe du réservoir lorsqu'il est maintenu en appui contre ce dernier, et l'élément perforateur (21) est monté mobile à coulissement et de façon étanche à l'intérieur du fourreau tubulaire (22). 14 - Dispositif suivant la revendication 13 caractérisé en ce qu'il comporte une tête (24), constituée d'un tube cylindrique monté coulissant dans le fourreau (22), entre deux positions extrêmes délimitées par des butées (27), la partie avant du corps de poinçon (26) est montée coulissante, avec interposition de moyens d'étanchéité (31), dans l'alésage (28) du tube cylindrique (24), et des moyens élastiques de transmission d'effort (34) sont disposés entre une partie (30) solidaire du corps de poinçon (26) et la tête (24). 15. - Dispositif suivant la revendication 14 caractérisé en ce que la partie antérieure de la tête (24) comporte des moyens élastiques (40) aptes à assurer l'étanchéité de la tête (24) avec la surface externe du réservoir lorsqu'elle est appliquée sur cette dernière, de façon à créer un volume de prélèvement (11) isolé de l'extérieur et apte à être en communication avec l'intérieur du réservoir lorsque celui-ci est perforé, la tête (24) étant pourvue de moyens de mise en communication (38) du volume de prélèvement (11) avec des moyens de récupération externes. 16. - Dispositif obturateur pour réservoir, notamment pour fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une lèvre circulaire (14) formée à l'intérieur dudit réservoir et qui délimite un orifice (15) prévu dans la paroi (7) de celui-ci, ladite lèvre circulaire (14) étant pourvue, sur sa surface interne, de moyens de fixation (16) aptes à assurer le maintien d'un élément d'obturation (17). 17. - Dispositif suivant la revendication 16 caractérisé en ce que les moyens de fixation sont constitués d'un filetage (16). 18. - Dispositif suivant la revendication 17 caractérisé en ce que l'élément d'obturation est constitué d'un bouchon fileté (17,17') venant se visser dans ledit filetage (16). 19.- Dispositif suivant la revendication 18 caractérisé en ce que la surface externe de la paroi du réservoir comporte, en sortie dudit orifice (15), un renfoncement de forme sensiblement tronconique s'évasant vers l'extérieur, et la face (18) du bouchon fileté (17') qui est disposée en regard de ce renfoncement, lorsque le bouchon (17') est vissé dans ledit orifice (15), a une forme sensiblement semi-sphérique, venant en appui contre la surface dudit renfoncement.