Brevet FR2734041A1 — publié le 19961115

La présente invention concerne un agencement de vanne qui est fixé à une bouteille de gaz contenant un gaz comprimé ou un gaz liquéfié, utilisable pour évacuer et charger le gaz. De façon usuelle, on connaît un agencement de vanne pour une bouteille de gaz, par le brevet US-A-4 210 168, comme un des agencements de vanne de ce type. Cela est une technique précédemment proposée par la présente demanderesse et est constitué comme suit. Une première vanne de fermeture est prévue à l'intérieur d'un boîtier de vanne à la moitié de la hauteur de celui-ci. Une buse de sortie fait saillie latéralement de sorte que son axe coupe une première chambre de vanne de la première vanne. Une seconde vanne répondant à une pression est disposée à l'intérieur de la buse de sortie. Il est herméti-15 quement inséré, dans une seconde chambre de vanne de la seconde vanne, un second organe de vanne constitué d'un cylindre étagé. L'agencement de vanne usuel mentionné ci-dessus fonctionne comme suit. Quand du gaz est évacué, la première vanne est ouverte. Puis, le second organe de vanne est ouvert par la pression du gaz s'écoulant dans la première chambre de vanne de la première vanne pour évacuer le gaz d'une sortie de gaz de la buse de sortie. Inversement, quand le gaz est consommé et25 que, ensuite, du nouveau gaz est chargé dans la bouteille de gaz vidée, un embout de chargement de gaz est relié à la sortie de gaz et un organe d'ouverture de vanne prévu dans l'embout de chargement pousse le second organe de vanne pour l'ouvrir de façon forcée. A ce propos, l'agencement de vanne ayant la construction usuelle entraîne les problèmes suivants, quand il est utilisé dans un environnement o il existe dans l'atmosphè- re, en particulier de nombreux corps étrangers, tels que de la poussière, du sel ou analogues. Plus particulièrement, si les corps étrangers existant dans l'atmosphère adhèrent à l'organe d'ouverture de vanne tandis que l'embout de chargement de gaz est stocké ou au moment o il commence à être utilisé, ces corps étrangers pénètrent facilement dans la seconde chambre de vanne par un perçage de la seconde chambre de vanne réalisé dans la bouteille quand un tel embout de chargement de gaz est relié à la buse de sortie du boîtier de vanne. En conséquence, il existe une probabilité que le second organe de vanne ne fonctionne pas15 du fait de la pénétration des corps étrangers. De plus, la buse de sortie de la construction usuelle fait largement saillie latéralement du boîtier de vanne, puis- qu'elle reçoit la seconde vanne. En conséquence, il existe le problème que la dimension latérale de l'agencement de20 vanne est importante. Un objet de la présente invention est de fournir un agence- ment de vanne qui peut empêcher le second organe de vanne, répondant à une pression, de ne pas fonctionner et, en outre, est réalisé de façon compacte. De façon à accomplir l'objet précédent, par exemple, comme montré sur les figures 1 et 2 ou sur l'une ou l'autre des figures 3 et 4, la présente invention concerne un agencement de vanne pour bouteille de gaz comme suit. Un passage d'entrée 7, une première vanne 11 de fermeture et un passage de sortie 8 sont prévus, dans cet ordre, entre une entrée de gaz 4 et une sortie de gaz 5 à l'intérieur d'un boîtier de vanne 3. Une seconde vanne 12 pour répondre à une pression est disposée à une partie médiane du passage de sortie 8. Une buse de sortie 3b, dans laquelle le passage de sortie 8 est agencé, fait saillie de la paroi périphéri- que d'une première chambre de vanne 15 de la première vanne l1 dans l'espace externe du boîtier de vanne 3 de sorte que son axe ne coupe pas sensiblement l'axe de la première chambre de vanne 15. La seconde vanne 12 est agencée dans la buse de sortie en saillie 3b. Une chambre de mise sous pression 30 pour ouvrir la vanne, qui communique avec la première chambre de vanne 15, est prévue sur la périphérie externe d'un second organe de vanne 25 devant être herméti- quement inséré dans une seconde chambre de vanne 21 de la seconde vanne 12 et sollicité vers un second siège de vanne15 20 par un ressort de fermeture de vanne 28. Un passage de communication 33 pour faire communiquer la seconde chambre de vanne 21 avec l'espace externe du boîtier de vanne 3 est prévu dans la paroi périphérique de la seconde chambre de vanne 21. La présente invention fonctionne de la manière suivante, par exemple, comme montré sur les figures 1 et 2. Quand un gaz est évacué, un embout d'évacuation du gaz (non montré) est relié à la sortie de gaz 5. Dans cet état, la première vanne 11 est ouverte. Puis, un gaz à haute pression25 à l'intérieur d'une bouteille de gaz 1 s'écoule à travers la première chambre de vanne 15 dans la chambre de mise sous pression 30 pour écarter le second organe de vanne 25 du second siège de vanne 20 contre le ressort de fermeture de vanne 28 par la pression du gaz qui s'écoule, grâce à quoi30 le gaz est évacué de la sortie de gaz 5. Quand le gaz est évacué de façon continue jusqu'à ce que la pression interne de la bouteille de gaz 1 diminue à une valeur établie, le second organe de vanne 25 est automatiquement fermé par le ressort 28. Cela empêche le gaz d'être encore évacué pour ainsi conserver la pression interne de la bouteille de gaz 1 à une pression prédétermi- née. En conséquence, même si la première vanne 11 est maintenue ouverte par erreur, il est possible d'empêcher l'atmosphère d'envahir la bouteille de gaz 1 vidée. Quand un nouveau gaz à haute pression est chargé dans la bouteille de gaz vidée 1, un embout de chargement de gaz (non montré) est relié à la sortie de gaz 5 et le gaz est amené dans le passage de sortie 8 à partir de l'embout de chargement de gaz avec la première vanne 11 maintenue ouverte. Puis, la pression du gaz fourni espace le second organe de vanne 25 du second siège de vanne 20 contre le ressort 28, grâce à quoi le gaz est chargé à partir de la15 sortie de gaz 5 dans un espace interne (A) de la bouteille de gaz 1 par un trou du second siège de vanne 20, la chambre de mise sous pression 30, la première chambre de vanne 15, le passage d'entrée 7 et l'entrée de gaz 4, dans cet ordre. La présente invention fournit les avantages suivants du fait qu'elle est constituée et fonctionne comme mentionné ci- dessus. Quand on charge un gaz, comme il est possible d'ouvrir le second organe de vanne pour répondre à la pression du gaz à charger, l'organe d'ouverture de vanne peut être omis de25 l'embout de chargement de gaz. En conséquence, contrairement à la construction usuelle mentionnée cidessus, la présente invention peut empêcher la poussière, le sel ou des corps étrangers analogues adhérant à l'organe d'ouverture de vanne de pénétrer dans la sortie de gaz. De plus, contrairement à la construction usuelle, le second organe de vanne de la présente invention permet de supprimer le perçage cylindrique pour faire communiquer la sortie de gaz avec la seconde chambre de vanne. En conséquence, si des corps étrangers envahissent la sortie de gaz, il est possi- ble d'empêcher l'invasion de ces corps étrangers de la sortie de gaz dans la seconde chambre de vanne. Grâce au fait indiqué ci-dessus, le second organe de vanne peut être empêché de ne pas fonctionner. Comme la buse de sortie logeant la seconde vanne fait saillie de la paroi périphérique de la première chambre de vanne de fermeture dans l'espace externe du boîtier de vanneo10 de sorte que son axe ne coupe pas sensiblement l'axe de la première chambre de vanne, la longueur dont la buse de sortie fait saillie du boîtier de vanne est réduite par rapport à l'agencement de vanne de la construction usuelle. En outre, le fait de prévoir la seconde chambre de vanne de15 la seconde vanne autour de la première chambre de vanne réduit la hauteur du boîtier de vanne. Grâce au fait indiqué ci-dessus, l'agencement de vanne peut être réalisé de façon compacte. En outre, la seconde vanne prévue à l'intérieur de la buse de sortie est construite de sorte qu'il suffit que la chambre de mise sous pression soit prévue sur la périphérie externe du second organe de vanne hermétiquement inséré dans la seconde chambre de vanne et que la seconde chambre de vanne communique avec l'espace externe du boîtier de vanne25 par le passage de communication. En conséquence, il n'est pas nécessaire d'ajouter un nouvel organe quelconque, ce qui peut simplifier la construction de l'agencement de vanne. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre une réalisation d'un agencement de vanne selon la présente invention et une vue partiellement en coupe, vue de la surface latérale gauche de la figure 2. La figure 2 est une vue en coupe verticale de l'agencement de vanne. La figure 3 montre une première modification de l'agencement de vanne et est une vue partielle correspondant à la figure 1. La figure 4 montre une seconde modification de l'agencement de vanne et est une vue partielle correspondant à la figure 1. Une réalisation de la présente invention est expliquée en référence aux figures 1 et 2. Un agencement de vanne 2 est fixé à une partie de col la d'une bouteille de gaz 1. Un boîtier de vanne 3 de l'agence- ment de vanne 2 est muni d'une partie filetée inférieure 3a faisant saillie vers le bas et d'une buse de sortie 3b faisant saillie horizontalement à mi- hauteur du boîtier de vanne 3. La partie filetée inférieure 3a comporte, à sa20 surface de fond, une entrée de gaz 4, et la buse de sortie 3b présente, à une surface d'extrémité de celle-ci, une sortie de gaz 5. L'entrée de gaz 4 communique avec un espace interne (A) de la bouteille de gaz 1. Un embout d'évacuation de gaz ou un25 embout de chargement de gaz (non montrés) est adapté pour pouvoir être relié à la sortie de gaz 5. Tandis que la bouteille de gaz 1 est transportée ou stockée, un capuchon protecteur (non montré) est fixé à une partie périphérique externe de la partie de col la par un engagement fileté ou analogue et, ainsi, le capuchon protec- teur recouvre l'agencement de vanne 2. Une première vanne 11 de fermeture est prévue dans un passage d'évacuation du gaz 6 s'étendant de l'entrée de gaz 4 vers la sortie de gaz 5. Le passage d'évacuation de gaz 6 est constitué d'un passage d'entrée 7 formé sur un premier côté de la première vanne 11 et d'un passage de sortie 8 formé sur un second côté de celle-ci. Un passage de détente 9 dérivé du passage d'entrée 7 est muni, à son extrémité terminale, d'une vanne de sécurité 10 du type à plaque d'éclatement. De plus, le passage de sortie 8 est muni, à sa partie médiane, d'une seconde vanne 12 pour répondre à la pression. La première vanne 11 est munie d'un premier siège de vanne 14 et d'une première chambre de vanne 15, qui sont agencés en série l'un avec l'autre, et d'un premier organe de vanne 16 inséré dans la première chambre de vanne 15 de façon à être verticalement mobile. Le premier organe de vanne 16 est ouvert ou fermé par rapport au premier siège de vanne 14 par un axe 17 et une poignée 18. Cet axe 17 et cette poignée 18 constituent des moyens d'ouverture et de fermeture (B). Ensuite, la seconde vanne 12 pour répondre à la pression est expliquée plus concrètement. La buse de sortie 3b ayant le passage de sortie 8 agencé dans celle-ci fait saillie de la paroi périphérique de la première chambre de vanne 15 dans l'espace externe du boîtier de vanne 3 et son axe est agencé de sorte qu'il ne coupe pas l'axe de la première chambre de vanne 15. La seconde vanne 12 dans la buse de sortie 3b est munie d'un second siège de vanne 20 et d'une seconde chambre de vanne 21, qui sont agencés horizontalement en série l'un avec l'autre. Plus particulièrement, un taraudage 23 est formé à l'une des deux extrémités de la buse de sortie 3b, laquelle extrémité est opposée à la sortie de gaz 5. La seconde chambre de vanne 21 est formée dans un boulon de fermeture 24 hermétiquement engagé avec le taraudage 23. Un second organe de vanne 25 est inséré de façon hermétique et mobile dans la seconde chambre de vanne 21 à travers un joint (partie d'étanchéité) 26 et amené en contact d'étanchéité avec le second siège de vanne 20 par un autre joint (une autre partie d'étanchéité) 27. Le second organe de vanne 25 est sollicité vers le second siège de vanne 20 par un ressort de fermeture de vanne 28. Le diamètre d'étanchéité (D) du second organe de vanne 25 à la seconde chambre de vanne 21 est réglé à une valeur plus grande que le diamètre d'étanchéité (d) du second organe de vanne 25 au second siège de vanne 20. Une chambre de mise sous pression 30 pour ouvrir la vanne est formée de façon annulaire sur la périphérie externe du second organe de vanne 25 et entre à la fois les joints 26 et 27. La chambre de mise sous pression 30 communique avec la première chambre de vanne 15 via un passage intermédiaire 31. De plus, un passage de communication 33 s'étend à travers le boulon de fermeture 24 à la partie centrale de celui-ci. Une extrémité du passage de communication 3325 communique avec la seconde chambre de vanne 21 et l'autre extrémité de celui-ci communique avec l'espace externe du boîtier de vanne 3. L'agencement de vanne 2 fonctionne comme suit. Quand on évacue du gaz, un embout d'évacuation de gaz (non montré) est relié à la sortie de gaz 5 et, dans cet état, la première vanne 11 est ouverte. Puis, un gaz à haute pression à l'intérieur de la bouteille de gaz 1 s'écoule dans la chambre de mise sous pression 30 à travers la première chambre de vanne 15 de la première vanne 11 et le passage intermédiaire 31. La pression du gaz qui s'écoule constitue une pression différentielle correspondant à la différence de surface entre les parties d'étanchéité des deux joints 26 et 27 [une partie de diamètre (D) et une autre partie de diamètre (d)] agissant sur le second organe de vanne 25. La pression différentielle espace le second organe de vanne 25 du second siège de vanne 20 contre le ressort 28. Ensuite, le second organe de vanne 25 est maintenu ouvert par la lo pression agissant sur toute la surface de la partie de diamètre (D), grâce à quoi le gaz est évacué de la sortie de gaz 5. Quand le gaz est évacué de façon continue jusqu'à ce que la pression interne de la bouteille de gaz 1 diminue à une15 valeur établie, le second organe de vanne 25 est automati- quement fermé par le ressort 28. Cela empêche le gaz d'être encore évacué pour ainsi maintenir la pression interne de la bouteille de gaz 1 à une pression prédéterminée. En consé- quence, même si la première vanne 11 est maintenue ouverte20 par erreur, il est possible d'empêcher l'atmosphère d'enva- hir la bouteille de gaz 1 vidée. Quand on charge un nouveau gaz à haute pression dans la bouteille de gaz 1 vidée, un embout de chargement de gaz (non montré) est relié à la sortie de gaz 5 et le gaz est fourni à partir de l'embout de chargement de gaz vers le passage de sortie 8 avec la première vanne 11 maintenue ouverte. Puis, la pression du gaz fourni espace le second organe de vanne 25 du second siège de vanne 20 contre le ressort 28, grâce à quoi le gaz est chargé à partir de la30 sortie de gaz 5 dans l'espace interne (A) de la bouteille de gaz 1 à travers un trou du second siège de vanne 20, la chambre de mise sous pression 30, le passage intermédiaire 31, la première chambre de vanne 15, le passage d'entrée 7 et l'entrée de gaz 4, dans cet ordre. Les figures 3 et 4 montrent des première et seconde modifi- cations, respectivement. Dans ces modifications, les organes ayant la même construction que ceux de la réalisation précédente sont en principe désignés par les mêmes référen- ces numériques. A cette condition, ces modifications sont expliquées comme suit. Dans une première modification montrée sur la figure 3, un filtre 36 est prévu dans le passage de communication 33. Le filtre 36 rend possible d'empêcher la poussière, le sel ou des corps étrangers analogues existant dans l'espace externe du boîtier de vanne 3 d'envahir la seconde chambre de vanne 21. Les exemples considérés du filtre 36 sont un filtre à air réalisé en une résine synthétique, un métal fritté et un tamis. Dans une seconde modification montrée sur la figure 4, le passage de communication 33 est constitué des trois passages suivants 41, 42 et 43. Plus particulièrement, il est formé dans le boulon de fermeture 24 un premier passage 41 s'éten- dant axialement et, ensuite, de façon diamétrale. Un second passage annulaire 42 est formé par une marge de détente des filetages entre une partie de base du boulon 24 et une partie d'extrémité droite (partie d'extrémité frontale) du taraudage 23. De plus, il est formé, à une partie d'extrémi- té droite de la buse de sortie 3b, un troisième passage 43 s'étendant de façon diamétrale. Ce troisième passage 43 fait communiquer le second passage annulaire 42 avec l'espace externe du boîtier de vanne 3. Le passage de communication 33 de la construction ci-dessus devient plus large sur toute sa longueur que celui montré sur les figures 1 ou 3, de sorte qu'il est possible d'empê- cher efficacement l'invasion de corps étrangers. Bien que l'axe du premier passage 41 soit montré comme coïncidant avec l'axe du troisième passage 43, ces axes sont de préférence agencés pour s'écarter l'un par rapport à l'autre en direction périphérique. Plus particulièrement, l'écart périphérique relatif de ces axes courbe le passage 33 et, en même temps, celui-ci devient bien plus grand sur toute sa longueur de sorte qu'il est possible d'empêcher plus effica- cement l'invasion de corps étrangers. En outre, le filtre 36 montré sur la figure 3 peut être fixé au passage de communication 33 montré sur la figure 4. La réalisation précédemment décrite et ses modifications peuvent être encore modifiées comme suit. Il est également possible de munir le boulon de fermeture 24 du second siège de vanne 20 et de la chambre de mise sous pression 30 en plus de la seconde chambre de vanne 21. Il est suffisant que le passage de communication 33 soit prévu dans la paroi périphérique de la seconde chambre de vanne 21. Bien entendu, le passage 33 n'est pas limité, d'une façon quelconque, à la construction de la réalisation décrite ou à celles des modifications de celle-ci. Les moyens d'ouverture et de fermeture (B) peuvent être munis d'un actuateur, tel qu'un vérin pneumatique, un moteur électrique ou analogue, à la place de présenter la poignée 18 actionnée manuellement. La première vanne 11 peut être du type à diaphragme métalli- que ou du type vanne à boisseau, au lieu du type vanne à25 siège. REVENDICATIONS 1. Agencement de vanne pour bouteille de gaz, comprenant un boîtier de vanne (3) à l'intérieur duquel sont prévus un passage d'entrée (7), une première vanne de fermeture (11) et un passage de sortie (8), dans cet ordre, entre une entrée de gaz (4) et une sortie de gaz (5), une seconde vanne (12) pour répondre à la pression étant disposée à une partie médiane du passage de sortie (8), caractérisé en ce que: - une buse de sortie (3b), dans laquelle est agencé le passage de sortie (8), fait saillie de la paroi périphéri- que d'une première chambre de vanne (15) de la première vanne (11) dans l'espace externe du boîtier de vanne (3) de sorte que son axe ne coupe pas sensiblement l'axe de la première chambre de vanne (15), et en ce que: la seconde vanne (12) est prévue dans la buse de sortie en saillie (3b), une chambre de mise sous pression (30) pour ouvrir la vanne, qui communique avec la première chambre de vanne (15), étant agencée sur la périphérie externe d'un second organe de vanne (25) devant être hermétique- ment inséré dans une seconde chambre de vanne (21) de la seconde vanne (12) et sollicité vers un second siège de vanne (20) par un ressort de fermeture de vanne (28), un passage de communication (33) pour faire communiquer la seconde chambre de vanne (21) avec l'espace externe du boîtier de vanne (3) étant prévu dans la paroi périphéri- que de la seconde chambre de vanne (21). 2. Agencement de vanne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un boulon de fermeture (24) s'engage dans un taraudage (23) prévu à une des deux extrémités de la30 buse de sortie (3b), laquelle extrémité est opposée à la sortie de gaz (5), la seconde chambre de vanne (21) étant formée dans le boulon de fermeture (24), - le passage de communication (33) étant constitué d'un premier passage (41) formé dans le boulon de fermeture (24) et s'étendant diamétralement, d'un second passage annulaire (42) formé entre une partie de base du boulon de fermeture (24) et une partie d'extrémité frontale du taraudage (23), et d'un troisième passage (43) s'étendant diamétralement formé dans la buse de sortie (3b) de façon à faire communiquer le second passage annulaire (42) avec l'espace externe du boîtier de vanne (3). 3. Agencement de vanne selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe du premier passage (41) et l'axe du troisième passage (43) sont agencés pour s'écarter l'un par rapport à l'autre en direction périphérique. 4. Agencement de vanne selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'un filtre (36) est prévu dans le passage de communication (33).