Brevet FR2716951A1 — publié le 19950908

La présente invention concerne une enveloppe de protection pour bouteille en matériaux composites. Une telle bouteille est destinée notamment à contenir un gaz liquéfié, comme du butane, du propane ou de l'air comprimé, ainsi que du gaz à basse pression (environ 0,5 à 6 MPa). De tels gaz sont généralement conditionnés dans des bouteilles réalisées en tôles d'acier soudées. Afin de protéger de la corrosion externe, la paroi sous pression de telles bouteilles, ces bouteilles sont peintes extérieurement. Des normes donnent en détail les codes de construction et d'essais des bouteilles de butane et propane en acier soudé, ainsi que leurs caractéristiques dimensionnelles. Ces bouteilles présentent de nombreux inconvénients. Tout d'abord leur poids. II est relativement élevé. Une bouteille destinée à contenir du butane pèse, à vide, déjà 13 kg. Ce poids est un handicap lorsqu'il faut manipuler et transporter ces bouteilles. De plus, ces bouteilles ne sont munies que d'une poignée fixée à leur chapeau. Leur préhension est donc difficile et tout cela ne facilite pas leur manipulation. La forme de ces bouteilles ne permet pas de les empiler les unes sur les autres. Ceci est gênant pour le stockage, car il faut alors des casiers spécialement adaptés à ces bouteilles pour permettre leur stockage rationnel, sans trop grosse perte de place. Enfin, au niveau de l'utilisateur, il est malaisé de connaître le niveau de gaz restant dans la bouteille lorsque celle-ci est en service. II est alors difficile de prévoir le remplacement de la bouteille. Les documents FR - 2 618 524, FR - 2645070 et FR 2 647 183, déposés au nom du Demandeur, révèlent des bouteilles réalisées en matériaux composites destinées à contenir des fluides à basse et haute pression. De telles bouteilles présentent l'avantage d'être beaucoup plus légères que des bouteilles en acier, ayant la même capacité. Elles sont réalisées avec une paroi composite mince et légère pour des applications basse pression, comme par exemple avec du butane ou du propane. Cette paroi est capable de résister à la pression interne du gaz conformément aux normes en vigueur. Ainsi, par exemple, une bouteille destinée à contenir du butane a une pression de rupture minimale de 5,7 MPa et une paroi d'une épaisseur d'environ 2 mm et pour du propane, la pression de rupture est de 8,4 MPa et l'épaisseur de la paroi d'environ 3 mm. Cependant, ces bouteilles ne résistent pas aussi bien aux chocs que des bouteilles en acier. De ce fait, leur mise en oeuvre pour du butane et du propane par exemple n'est pas possible sans prendre de nombreuses précautions, car lors de leur manipulation et de leur transport, les bouteilles en acier subissent de nombreux chocs, auxquels une bouteille en matériaux composites ne résisterait pas. Ces précautions imposent des contraintes qu'il n'est pas possible de respecter tout au long de la chaîne de distribution. Une solution consiste alors à munir ces bouteilles d'une enveloppe protectrice. Le but de l'invention est donc de fournir une enveloppe protectrice, destinée à protéger une bouteille en matériaux composites contre les chocs et les chutes, dont le poids peu élevé permet d'avoir un ensemble bouteille/enveloppe protectrice plus léger qu'une bouteille de même contenance en acier, munie de moyens permettant de la saisir avec deux mains, pouvant être empilée sur une autre enveloppe protectrice et permettant de connaître la quantité de gaz restant dans la bouteille. A cet effet, I'enveloppe de protection pour bouteille en matériaux composites qu'elle propose comporte - une partie inférieure formant une embase stable lorsqu'elle est posée sur un sol plan, la zone d'appui de cette embase étant disposée en dessous du fond de la bouteille à protéger, - une surface intérieure correspondant à la forme extérieure de la bouteille à protéger, cette surface présentant au moins une ouverture laissant passer un robinet fixé sur la bouteille à protéger, et - un fond et/ou un couvercles amovible fermant le volume délimité par la surface intérieure et destiné à renfermer la bouteille à protéger, et l'extrémité de la partie supérieure de cette enveloppe est située au-dessus du robinet de la bouteille. Ainsi la bouteille est protégée de tous côtés. Grâce au couvercle et/ou au fond amovibles, la bouteille peut être retirée de son enveloppe et remplacée par une autre bouteille. Ou bien, au contraire, lorsque l'enveloppe subit une détérioration, elle peut être changée, sans être obligé de remplacer la bouteille. Dans les deux cas, changement de bouteille ou d'enveloppe, le coût de remplacement est minimisé, puisqu'il est possible de récupérer ce qu'il n'est pas utile de changer. Pour que des enveloppes, contenant ou non des bouteilles puissent s'empiler pour former un édifice stable, la partie inférieure de l'enveloppe formant l'embase et la partie supérieure de l'enveloppe ont des formes complémentaires permettant l'emboîtement lors de la superposition de plusieurs enveloppes. Le choix du matériau formant l'enveloppe est important. Ce matériau doit être capable d'absorber les chocs et de plus, sa densité doit être relativement faible, pour que l'ensemble enveloppe/bouteille ait un poids raisonnable. Ce matériau est de préférence un matériau thermoplastique chargé. II s'agit par exemple d'un polyamide chargé, d'un polyéthylène chargé ou bien encore d'un copolymère acrylonitrile-butadiènestyrène (ABS) renforcé. Pour mieux absorber les chocs et transmettre le moins de vibrations possibles à la bouteille renfermée dans l'enveloppe, des lames de caoutchouc ou similaire sont avantageusement placées entre la bouteille et l'enveloppe, ou plus précisément entre la surface extérieure de la bouteille et la surface intérieure de l'enveloppe. Cette dernière peut aussi être entièrement recouverte d'une couche de caoutchouc. Une bouteille a souvent la forme d'un solide de révolution. II est alors difficile de la maintenir immobile en rotation autour de son axe de révolution. Cependant, si la bouteille à protéger possède un goulot présentant des méplats, avantageusement le couvercle de l'enveloppe possède une ouverture entourant la partie du goulot présentant des méplats et ayant une forme complémentaire de ce goulot. Ainsi la bouteille est parfaitement maintenue en place dans l'enveloppe. Lorsque le goulot de la bouteille à protéger est fileté, une bague filetée dont le pas correspond au filetage du goulot est avantageusement prévue pour être vissée sur le goulot avec interposition d'une lame de caoutchouc ou similaire, le couvercle de l'enveloppe se trouvant alors entre, d'une part, le corps de la bouteille à protéger et, d'autre part, la lame de caoutchouc serrée contre le couvercle de l'enveloppe par la bague filetée. De cette façon, la bouteille est protégée contre un choc violent et localisé à la verticale du robinet. La bague filetée répartit la force exercée sur le robinet sur la surface de l'enveloppe protectrice et évite l'enfoncement du robinet dans la bouteille. La lame de caoutchouc, placée entre la bague filetée et l'enveloppe, sert à l'amortissement du choc. Les bouteilles en matériaux composites sont souvent transparentes ou translucides. Afin alors de voir le niveau du gaz liquéfié restant dans la bouteille protégée par l'enveloppe, une fente axiale est avantageusement ménagée dans la paroi de l'enveloppe à la hauteur de la bouteille. Pour faciliter la manutention d'une bouteille protégée par son enveloppe, cette dernière comporte, sensiblement à la hauteur du robinet de la bouteille à protéger, au moins deux découpes pouvant servir de poignées. Cette découpe peut également servir à faire passer le tuyau de gaz partant de la bouteille pour alimenter un appareil quelconque. L'enveloppe de protection peut présenter diverses formes extérieures. Les bouteilles ayant en général des formes de révolution, I'enve- loppe présente de préférence une forme générale cylindrique ou bien à section polygonale, par exemple octogonale. Pour des bouteilles de grande taille, il peut être avantageux d'avoir une enveloppe en trois parties. Cette enveloppe comporte alors une partie centrale tubulaire, présentant des collerettes à chacune de ses extrémités, sur lesquelles viennent se visser, respectivement, une partie supérieure servant de couvercle et présentant une ouverture laissant passer le robinet de la bouteille à protéger, et une partie inférieure servant de fond et d'embase à l'enveloppe. Lorsque des bouteilles, ayant la même section mais possédant des hauteurs différentes, doivent être protégées, il suffit alors d'adapter la longueur de la partie tubulaire à la hauteur de chaque bouteille, les parties supérieure et inférieure restent inchangées. De cette façon, les prix de revient peuvent être diminués. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif plusieurs formes d'exécution d'une enveloppe de protection selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une première forme d'exécution d'une enveloppe et d'une bouteille à protéger, Figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'enveloppe et de la bouteille de figure 1, en position montée, Figure 3 est une vue en coupe longitudinale, similaire à figure 2, d'une variante d'exécution de cette enveloppe, Figure 4 est une vue en perspective d'une enveloppe octogonale, Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution, dans laquelle l'enveloppe est réalisée en trois parties. Dans une première forme d'exécution, représentée sur les figures 1 et 2, une enveloppe de protection est destinée à protéger une bouteille 1, en matériaux composites, translucide, de forme générale cylindrique circulaire, munie d'un fond et se resserrant dans sa partie supérieure pour former un goulot 2 sur lequel est monté un robinet 3. Le goulot 2 présente deux méplats 4 et est fileté. L'enveloppe de protection comporte un corps 10, un couvercle 11 et un fond amovible 12. Le corps 10 est tubulaire de forme générale cylindrique circulaire. Le couvercle 1 1 ne forme qu'une seule pièce avec ce corps 10. Il est placé, non pas à l'extrémité du corps tubulaire 10, mais en retrait, à l'intérieur de celui-ci. II délimite ainsi deux espaces à l'intérieur du corps 10, un premier, le plus grand, destiné à recevoir le corps de la bouteille 1 et un second, dans la partie supérieure du corps tubulaire 10, destiné à loger le robinet 3 de la bouteille. La partie supérieure du corps tubulaire 10 est munie d'un épaulement intérieur 13. Entre cet épaulement 13 et le couvercle 11, la paroi du corps tubulaire 10 est munie de quatre découpes 14, de même forme rectangulaire, placées à une même hauteur, régulièrement espacées et assez grandes pour que les doigts d'une personne y trouvent une bonne prise pour porter l'ensemble enveloppe/bouteille. Le couvercle 1 1 est muni, en son centre, d'une ouverture 15. Cette ouverture 15 est assez grande pour pouvoir être traversée par le robinet 3 de la bouteille 1 et présente une forme complémentaire de celle du goulot 2 muni de méplats 4 afin de pouvoir bloquer la bouteille 1 en rotation. La partie inférieure du corps tubulaire 10 comporte un épaulement extérieur 16 et un épaulement intérieur 17. L'épaulement extérieur 16 est tel que deux enveloppes identiques puissent s'emboîter l'une dans l'autre lorsqu'on les superpose (figure 2). L'épaulement intérieur 17 sert de surface d'appui au fond amovible 12 de l'enveloppe. Quatre trous taraudés axiaux permettent la fixation de ce fond à l'aide de vis 18. Le fond amovible 12, a la forme d'une assiette. II est destiné à venir en regard du couvercle 11 dans le corps tubulaire 10. Lorsqu'il est vissé au corps tubulaire 10, il délimite, avec la paroi intérieure de ce dernier et le couvercle, une surface correspondant à la surface extérieure de la bouteille 1. Des cales en caoutchouc 19 sont fixées, par collage par exemple, sur la surface ainsi délimitée. Ces cales 19 se situent au niveau du couvercle 1 1 et du fond 12. Lorsque le fond amovible 12 n'est pas vissé au corps tubulaire 10, la bouteille 1 peut être introduite par son goulot 2 dans la partie inférieure du corps tubulaire jusqu'à ce que le robinet 3 ait traversé l'ouverture 15 du couvercle, que le goulot 2 soit face à cette ouverture 15 et que le corps de la bouteille 1 soit en butée contre le couvercle 11, ou plutôt les cales en caoutchouc 19. Le couvercle 1 1 est placé dans le corps tubulaire 10, de telle sorte que dans cette position, le robinet 3 ne dépasse pas de l'extrémité de la partie supérieure du corps tubulaire 10. Une bague filetée 23 dont le pas correspond au filetage du goulot 2 est vissée sur ce dernier, avec interposition d'une lame de caoutchouc 24. Le couvercle 11 se trouve alors entre, d'une part, le corps de la bouteille 1 et, d'autre part, la lame de caoutchouc serrée contre le couvercle 1 1 par la bague filetée 23. Le fond 12 peut alors être vissé sur le corps tubulaire 10. L'épaulement inférieur intérieur est disposé de telle sorte que lorsque le fond 12 est vissé sur le corps tubulaire 10, il ne dépasse pas de l'extrémité inférieure du corps tubulaire 10. Ainsi, lorsque l'enveloppe repose sur une surface plane, le contact s'effectue au niveau de l'extrémité du corps tubulaire 10, et non pas au niveau du fond 12. Ainsi, en posant l'enveloppe dans laquelle se trouve la bouteille 1 même brusquement, le choc n'est pas transmis directement à la bouteille, mais et tout d'abord amorti par l'enve- loppe, et la bouteille 1 est bien immobilisée dans son logement. La bague filetée 23 et la lame de caoutchouc 24 protègent la bouteille 1 d'un choc violent localisé à la verticale du robinet. La bague filetée 23 répartit la force exercée sur le robinet 3 sur la surface de l'enveloppe protectrice et la lame de caoutchouc 24 sert à l'amortissement du choc. Un tuyau 20 peut être raccordé au robinet 3 de la bouteille 1 pour alimenter un appareil (non représenté) avec le gaz contenu dans la bouteille. Ce tuyau 20 peut, par exemple, passer dans l'une des découpes 14 servant de poignée, situées au-dessus du couvercle, à la hauteur du robinet 3. Afin de connaître le niveau de gaz restant dans la bouteille lorsqu'elle est protégée par l'enveloppe, une fente 21 est prévue dans le corps tubulaire 10. Elle s'étend axialement, partant d'un endroit à proximité de l'épaulement inférieur 17 jusqu'à proximité du couvercle 11. La bouteille 1 étant translucide, le niveau du gaz liquéfié dans la bouteille se voit immédiatement. Dans la variante d'exécution représentée à la figure 3, le fond 12 est réalisé d'une seule pièce avec le corps tubulaire 10. Il n'y a donc pas d'épaulement inférieur intérieur, mais en revanche, il y a un second épaulement supérieur 22, destiné à servir de support au couvercle qui est amovible. La forme générale reste la même. La figure 4 représente une enveloppe dont la surface extérieure est de section octogonale. Dans cette variante d'exécution, soit le fond 12, soit le couvercle 11 est amovible. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, le couvercle 1 1 et le fond 12 de l'enveloppe sont tous les deux amovibles. L'enveloppe de protection comporte alors trois pièces distinctes, une partie supérieure 51 intégrant le couvercle 11, une partie centrale tubulaire 50 et une partie inférieure 52 intégrant le fond 12. La forme générale de cette enveloppe reste sensiblement la même que celle des enveloppes représentées aux figures 1 à 3. La différence la plus visible est que l'enveloppe de protection présente, dans sa partie centrale, une large rainure annulaire. On retrouve ainsi la même position relative du couvercle 1 1 et de l'extrémité supérieure de l'enveloppe ainsi que du fond 12 et de l'extrémité inférieure de l'enveloppe. On retrouve également les découpes 14 servant de poignées, la découpe 21 servant à visualiser le niveau du gaz dans la bouteille 1, ainsi que les épaulements 13 et 16 servant à l'emboîtement de deux enveloppes empilées l'une sur l'autre. La partie centrale 50 est tubulaire, de section extérieure quelconque, circulaire par exemple. Elle comporte à chacune de ses extrémités une collerette 53 extérieure. Ces collerettes 53 servent de flasques pour la fixation des parties supérieure 51 et inférieure 52 de l'enveloppe. Elles sont munies de trous permettant le passage des vis servant à la fixation des parties 51, 52 qui sont munies de trous taraudés, correspondant aux trous des collerettes 53. Cette forme d'exécution convient particulièrement pour réaliser des enveloppes de protection pour de longues bouteilles. Les pièces constituant alors l'enveloppe n'ont pas besoin d'être très grandes. Dans la première forme d'exécution, le corps tubulaire 10 est d'une hauteur supérieure à celle de la bouteille 1. Dans cette forme d'exécution, la hauteur des pièces est d'environ un tiers seulement de la hauteur de la bouteille 1 munie de son robinet. Les pièces sont alors plus faciles à fabriquer et à usiner. Dans toutes ces formes d'exécution, la matière utilisée pour réaliser l'enveloppe de protection est un matériau thermoplastique chargé, tel un polyéthylène chargé, ou un polyamide chargé ou bien encore un copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) renforcé. II peut également s'agir de tout autre matériau de faible densité et résistant aux chocs. Les pièces décrites peuvent être obtenues par divers procédés, comme par exemple par injection, par roto-moulage ou par extrusion soufflage. D'autres procédés sont bien sûr également envisageables. Réalisée en un matériau thermoplastique chargé, une enveloppe de protection, avec la bouteille -vide- en matériaux composites qu'elle protège, a un poids inférieur d'environ 50 % à celui d'une bouteille -videen acier soudé de même capacité. Ce gain de poids permet de plus facilement manipuler la bouteille de gaz, mais aussi de faire des économies non négligeables sur le coût du transport. De plus, par rapport à une bouteille en acier soudé, une bouteille en matériaux composites et son enveloppe est plus facile à porter grâce à ses poignées, plus facile à stocker car elle peut s'emboîter sur une autre bouteille, tout en offrant les mêmes sécurités. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci-dessus à titre d'exemples ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Enveloppe de protection pour bouteille en matériaux composites, caractérisée en ce qu'elle comporte - une partie inférieure formant une embase stable lorsqu'elle est posée sur un sol plan, la zone d'appui de cette embase étant disposée en dessous du fond de la bouteille (1) à protéger, - une surface intérieure correspondant à la forme extérieure de la bouteille (1) à protéger, cette surface présentant au moins une ouverture (15) laissant passer un robinet (3) fixé sur la bouteille (1) à protéger, et - un fond (12) et/ou un couvercle (11) amovibles fermant le volume délimité par la surface intérieure et destiné à renfermer la bouteille (1) à protéger, et en ce que l'extrémité de la partie supérieure de l'enveloppe est située au-dessus du robinet (3). 2. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie inférieure de l'enveloppe formant l'embase et la partie supérieure de l'enveloppe ont des formes complémentaires permettant l'emboîtement lors de la superposition de plusieurs enveloppes. 3. Enveloppe selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est en un matériau thermoplastique chargé. 4. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que des lames de caoutchouc (19) ou similaire sont placées entre la bouteille (1) et l'enveloppe. 5. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 4 pour une bouteille dont le goulot (2) présente des méplats (4), caractérisée en ce que le couvercle (11) de l'enveloppe possède une ouverture (15) entourant la partie du goulot (2) présentant des méplats (4) et ayant une forme complémentaire de ce goulot. 6. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 5 pour une bouteille dont le goulot (2) est fileté, caractérisée en ce qu'une bague filetée (23) dont le pas correspond au filetage du goulot (2) est destinée à être vissée sur le goulot (2) avec interposition d'une lame de caoutchouc (24) ou similaire, le couvercle (11) de l'enveloppe se trouvant alors entre, d'une part, le corps de la bouteille à protéger et, d'autre part, la lame de caoutchouc (24) serrée contre le couvercle (11) par la bague filetée (23). 7. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'une fente axiale (21) est ménagée dans la paroi de l'enveloppe à la hauteur de la bouteille (1) à protéger. 8. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte, sensiblement à la hauteur du robinet (3) de la bouteille (1) à protéger, au moins deux découpes (14) pouvant servir de poignées. 9. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est de forme générale cylindrique circulaire. 10. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est de forme générale cylindrique à section polygonale. 11. Enveloppe selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte une partie centrale tubulaire (50), présentant des collerettes (53) à chacune de ses extrémités, sur lesquelles viennent se visser, respectivement, une partie supérieure (51) servant de couvercle et présentant une ouverture (15) laissant passer le robinet (3) de la bouteille (1) à protéger, et une partie inférieure (52) servant de fond et d'embase à l'enveloppe.