Brevet FR2838806A1 — publié le 20031024

La presente invention concerne un robinet a remplissage controle pour bouteille de gaz sous pression comprenant un corps qui se monte sur la bouteille, comprenant une soupape commandee par une poi- gnee et cooperant avec un siege pour liberer le passage du gaz ou le fer- s mer, ainsi qu'une sortie de gaz formee par un percage debouchant au niveau de la soupape, en aval de celle-ci. Certaines bouteilles de gaz industrielles ne doivent pouvoir etre remplies que dans des installations agreees, car ces bouteilles neces- sitent une verification et doivent etre utilisees dans des conditions tres o precises. Or, les robinets habituels de bouteilles de gaz industrials comportent simplement une vanne qui se tourne pour liberer plus ou moins un debit, ce robinet etant suivi eventuellement par un detendeur etc. s Mais une telle bouteille de gaz peut etre remplie dans des conditions non autorisees a partir de la sortie du robinet. La presente invention a pour but de remedier a cette situa tion et se propose de creer un robinet a remplissage controle pour une bouteille de gaz sous pression, ne permettant pas le remplissage non au torise par la sortie du robinet. A cet effet ['invention concerne un robinet selon description definie ci-dessus caracterise en ce qu'il comprend - une chambre formee per un elargissement du percage de sortie, cette chambre ayant une extremite amont formant un siege de clapet et une extremite aval ainsi qutavant ltextremite aval, une butee integree dans la paroi de la chambre et escamotable sous lteffet d'une force supe rieure a un seuil, - un clapet cylindrique creux, ouvert a l'extremite aval, ferme par un fond a son extremite amont, ce fond etant borde par une surface for mant siege de clapet, ayant - au moins un orifice reliant l'interieur du cylindre a travers la paroi, en un point en aval de la surface d'etancheite, et un bossage de guidage se poursuivant vers l'amont et vers l'aval par une rampe, - l'extremite aval du clapet est guidee en coulissement dans le pergage de sortie alors que le bossage est. guide dans la chambre entre le siege de clapet et la butee escamotable. Toute poussee exercee a partir de l'aval applique le clapet contre son siege et ferme le passage vers la bouteille alors que la pression du gaz, apres ouverture de la vanne, pousse le clapet contre la butee es camotable et ouvre le passage. Ce clapet pouvant etre mis en position de remplissage de la bouteille en faisant passer son bossage au-dela de la butee escamotable, en exercO ant sur le clapet une force de traction supe rieure au seuil, pour retenir le clapet eloigne de la surface formant siege de clapet, et permettre le remplissage autorise de la bouteille a travers sa sortie de distribution. Selon une autre caracteristique, le robinet selon ['invention et tel que le corps comporte au-dessus de la surface formant siege de sou o pape, une chambre recevant une soupape montee flottante, et un ressort qui ecarte la soupape du siege, un diaphragme recouvrant la soupape, ce diaphragme etant bloque par un bouchon visse dans le corps et recevant le piston a vis muni d'une poignee de manceuvre pour visser le piston et fermer ou ouvrir la soupape. Suivant une autre caracteristique, le clapet comporte un chambrage circulaire pour l'accrochage d'un outil destine a faire passer le clapet d'une position a l'autre par rapport a la butee escamotable.Ce clapet peut etre saisi par un outil dont ['orientation est quelconque puisque le chambrage est peripherique. Cette solution est particulierement avantageuse pour un equipement fixe que l'on ne peut orienter en rotation pour s'adapter a la position prise par le clapet autour de son ax:e. En effet, le clapet etant de symetrie circulaire et n'etant pas tenu bloque dans une certaine orienta tion, cette orientation autour de son axe change suivant les mouvements du clapet. Dans le cas d'un outil a main, simple, il est facile de tourner l'outil p our chercher le s orifice s du clap et et y intro duire l 'extremite de branches et s'y accrocher. Dans le cas d'un equipement plus complexe, cette orientation n'est pas touj ours possible, aussi le chambrage periphe rique permet l'accrochage dans n'importe queue position d'orientation re lative du clapet et de l'extremite correspondante de l'outil. Suivant une autre caracteristique avantageuse, un outil pour un tel robinet de remplissage se compose de branches appartenant a une piece tubulaire et munies, a une extremite d'un bossage, ainsi qu'une tige destinee a ecarter les branches en coulissant entre celles-ci, les bran ches etant portees par une poignee et la tige par une poignee, ces deux poignees etant ecartees l'une de l'autre par un ressort de maniere a re pousser naturellement la tige de la zone des bossages des branches pour que celles-ci puissent se rapprocher en position d'introduction de l'outil dans le clapet, le rapprochement des poignees produisant le deplacement de Ia tige et ltecartement des bossages venant alors en prise dans le clapet pour permettre de firer ou de pousser celui-ci vers la position neutralisee ou vers la position active. Cet outil peut s'accrocher dans les orifces du clapet et, dans ce cas, il comporte des languettes avec des bossages orientees de fa cOon homologue autour de l'a;e de symetrie ou de rotation. Dans le cas d'un clapet a chambrage peripherique ou circulaire, l'outil peut etre plus simple. I1 peut s'agir d'un outil comme celui defini ci-dessus ou encore o d'un outil comportant des bossages de forme bombee portes par deux lan guettes seulement. L'invention concerne egalement un equipement pour le remplissage d'une bouteille de gaz munie d'un remplissage controle, cet equipement comportant un outil pour s'introduire dans le clapet et per mettre de faire passer le clapet d'un cote ou de l'autre de la butee esca motable du robinet, pour mettre le clapet en position neutralisee permettant le remplissage a travers le robinet ou en position active inter disant le remplissage. Dessins La presente invention sera decrite ci-apres de maniere plus detaillee a ['aide d'un exemple de realisation represente schematiquement dans les dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'un robinet pour bouteille a gaz en po sition d'utilisation, - la figure 2 est une coupe axiale du clapet, - la figure 3 est une vue en perspective du clapet, - la figure 4 est une coupe axiale schematique du robinet de la figure 1 en position de remplissage, - la figure 5 est une vue de l'outil pour neutraliser le clapet ou le remet tre en position. - la figure 6 est une coupe axiale du robinet de la figure 1 muni de l'outil de stine a neutralis er le clap et du robinet, - la figure 7 est une vue en coupe analogue a celle de la figure 2 d'un autre mode de realisation d'un clapet selon ['invention, - la figure 8 montre en coupe un robinet muni d'un clapet selon la figure 7 avec un outil permettant de deplacer le clapet, - la figure 9 montre le robinet avec le clapet selon la figure 7 en position neutralisee, - la figure 10 est une vue en coupe d'un etrier manuel a serrage rapide pour le remplis sage d'une bouteille a gaz a remplis s age controle, en po sition d'installation de la bouteille dont seul le robinet est represente, - la figure 11 est une vue en coupe analogue a celle de la figure 10, montrant ltoutil engage dans le clapet. Description de modes de realisation Selon la figure 1, ['invention concerne un robinet pour une bouteille de gaz sous pression. Ce robinet dit a remplissage controle ne permet pas de remplir la bouteille a partir de la sortie de gaz. o Dans toute la description les expressions , se rapportent au sens de passage normal du gaz de la bouteille vers la sortie. Le robinet se compose d'un corps 1 muni d'une partie file tee 2 conique destinee a se visser sur une bouteille de gaz non representee du cote A. Ce corps 1 est traverse par le canal de gaz 3 se terminant en partie superieure par une surface annulaire 4, relevee formant un siege pour une soupape libre 5 soulevee par un ressort 6 appuye contre le corps 1 autour de la surface formant siege 4 et venant pousser contre le bord de la soupape 5. La soupape 5 et le ressort 6 vent loges dans une chambre dans laquelle debouche le canal 3. La partie superieure du corps 1 est fermee par un bouchon 7 muni d'un piston a vis 8 solidaire en rota tion d'un volant de commande 9. Le bouchon 7 est visse dans le corps 1. Le piston 8 a une tete bombee 10 qui s'appuie contre la surface bombee 11 de la soupape 5. Dans ce mode de realisation de la 2s soupape 5 est enfermee par un voile souple 12, par exemple metallique. Ce voile 12 peut etre deforme elastiquement par la tete 10 de la vis 8 pour pousser la soupape 5 contre le siege 4 ferment le passage ou inversement le liberant. La chambre dans laquelle arrive le gaz sortant du canal 3, lorsque la soupape 5 est soulevee de son siege 4, est reliee a un percOage de sortie 13. Ce percO age comprend une chambre 14 formee par un elargisse ment de diametre du pergage de sortie 13. Cette chambre 14 a une extre mite aval 15 et une e:gtremite amont 16. L'extremite amont forme un decrochement entre la partie de diametre agrandi et la partie de section normale du percOage 13 de sortie de gaz. Au niveau de ce decrochement on a un joint d'etancheite 17. La chambre 14 est egalement munie d'une bu tee integree 18, escamotable dans son logement peripherique lorsqu'elle y est repoussee par une force superieure a un seuil defini par l'elasticite de la butee. Cette butee 18 integree dans une gorge peripherique de la cham- bre 14 est une bague fendue qui vient normalement en saillie par rapport a sa gorge. La partie aval de la chambre 14, la partie agrandie ou prolon- gement 19 de cette chambre 14 et le percO age de sortie de gaz 13 vent re arises dans la piece 20 vissee sur le corps 1. Cette realisation est necessaire pour la mise en place des pieces comme cela sera vu ci-apres. La piece 20 est vissee par son filetage 21 sur un filetage correspondent du corps 1 et a son extremite elle porte un filetage 22 pour raccorder l'equipement de sortie notamment le detendeur non represente. o La chambre 14 et le prolongement 19 logent un clapet 30 represente separement aux figures 2 et 3. Le clapet 30 a une partie cylin drique 31, creuse dont l'extremite aval 32 est ouverte alors que l'extremite amont 33 est fermee par un fond de forme bombee 34, borde par un epaulement 35. La forme bombee 34 est destinee a cooperer avec le joint 17 lorsque le clapet 30 est pousse vers la gauche (figure 1). Le clapet est muni d'orifices 36 par exemple trots orifices 36, repartis de maniere reguliere, peripherique, dans la paroi pour laisser passer le fluide de l'exterieur du clapet vers l'interieur de la partie cylindrique 31 de celui-ci. Enfin sur sa surface exterieure le clapet 30 comporte un bossage de gui cage 37 ayant une surface peripherique circulaire 38 bordee de part et d'autre de surfaces en forme de rampes 39, 40. La surface de rampe 40 forme d'autre part un epaulement 41 destine a servir d'appui a un ressort de compression 42 pour pousser le clapet 30 vers l'amont, en appui contre le joint 17 formant siege d'etancheite, a ['entree du percage de sortie de gaz. Le clapet 30 est guide par sa surface cylindrique 31 dans le percage 19 poursuivant la chambre 14 ayant un diametre suffisant pour recevoir le ressort entourant au moins partiellement la surface cylindri que31. En position normale d'utilisation (figure 1) le clapet 30 est place dans la chambre 14 de facOon que son bossage 37 se trouve entre le joint 17 et la butee escamotable 18. Par la pression du gaz arrivant de la bouteille, le clapet 30 sera repousse contre la butee escamotable 17 par compression du ressort 42. Le gaz venu de la bouteille passe alors de la peripherie du clapet 30 a travers les percOages 36 et dans le clapet 30 pour s'echapper par la sortie 32, 13. La sortie du gaz est representee par la fleche a l'extremite B. Le robinet avec son clapet 30 occupant la position repre- sentee a la figure 1, si l'on veut recharger la bouteille a travers la sortie 13 et la soupape 5 ouverte, le clapet 30 sera deja applique contre son joint d'etancheite 17 par le ressort 42 et la pression differentielle exercee par le gaz introduit dans la sortie 13 plaque encore plus le clapet 30 contre son siege, obturant le passage. Le gaz ne peut recharger la bouteille. Pour charger la bouteille il faut mettre le clapet 30 dans la position representee a la figure 4. Dans cette position le bossage 37 du clapet est passe au-dela de la butee escamotable 18. Le clapet 30 est rete o nu dans cette position avec une force suffisante pour que le jet de gaz que l'on applique a la sortie 13 pour charger la bouteille (dans le sens contraire du chemin habitue! de distribution de gaz) ne soit pas suffisant pour faire passer le clapet au-dela de la butee escamotable 18. Comme le clapet 5 est degage de son siege, le gaz de remplissage peut passer par l'interieur du clapet 30, sortir par les orifices 36 puis passer sous la sou- pape 5, soulevee (la vis 8 etant en position haute) et arriver dans la bou- teille.A la fin du remplissage, on ferme la soupape 5 avec le volant 9 et apres avoir debranche l'alimentation en gaz de la sortie 13 on peut faire passer le clapet 30 au-dela de la butee escamotable 17 dans la position representee a la figure 1. La figure 5 montre un outil 50 permettant de neutraliser ou de remettre en place le clapet 30 et la figure 6 montre la mise en place de l'outil 50 pour neutraliser le clapet 30. Cet outil 50 se compose d'une premiere poignee 51 portent :5 un manchon 52 termine par trots branches 53 reparties de maniere equangulaire et munies chacune d'une e:tremite 54 recourbee vers l'axe et d'un bossage 55. L'outil comporte egalement une seconde poignee 56 mobile en coulissement par rapport a la premiere poignee 51. Cette se- conde poignee 56 porte une tige 57 traversant la premiere poignee 51 et le manchon 52 et servant d'ecarteur. Cette tige 57 est normalement en re- trait dans le tube 52. Pour neutraliser le clapet 30 pour le remplissage de la bouteille, on introduit le tube 52 avec ses branches 53 par ['orifice 13 du robinet. En appuyant sur la poignee 56 on fait avancer la tige 57 3s pour ecarter les languettes 53 par effet de coin et bien accrocher les bos- sages 55 dans les orifices 36. On peut a ce moment firer sur le clapet 30 vers la droite selon la figure 6 pour utiliser l'effet de la rampe 40 pour es- camoter la butee 18 et faire passer le bossage 37 en aval de la butee 18. Puis on relache la poignee 56. Le ressort 58 qui ecarte les poignets 51 et 56 retracte la broche 57 et les extremites 54/53 de l'outil reviennent en position normale. On peut alors extraire l'outil 50 du clapet 30 ainsi deplace. Pour mettre le clapet 30 dans sa position normale, non neutralisee, il suffit d'introduire l'outil 50 par ltorifice de sortie 13 du robi net et appuyer avec l'extremite 54 du tube 52 contre l'interieur du fond 33 du clapet 30 et utiliser l'autre rampe 39 pour escamoter la butee 18 et faire passer le clapet 30 au-dela de la butee, dans la position de la fi l0 gure 1. La figure 7 montre, en coupe, une variante de realisation du clapet permettant l'utilisation d'un outil different de ltoutil 50 decrit ci dessus. Ce clapet 30A est. pour l'essentiel, de meme forme que celui lS de la figure 2 et porte les memes references pour les memes elements dont la description ne sera pas reprise. Cette variante de clapet 30A se distin gue du clapet 30 ci-dessus par un chambrage 43 realise dans la partie cylindrique 31. Ce chambrage 43 circulaire se termine par deux surfaces de butee 44, 45 pour recevoir l'extremite d'un outil ne venant pas dans les orifices 36. Dans ce cas, l'outil n'a pas a etre oriente par rapport au clapet pour s'engager dans les orifices. L'accrochage de l'outil est possible queue que soit ['orientation en rotation du clapet. Cette possibilite est indispen sable pour une machine ou un equipement qui ne peut etre oriente en rotation par rapport au robinet et done par rapport au clapet. Il est realise :5 de facon analogue a l'outil 50 deja decrit sauf que cet outil 50A a une ex tremite formee par deux languettes 53A a contours exterieurs arrondis sensiblement en forme de boule et entre lesquels vient ltextremite de la tige 57 poussee par l'une des poignees, l'autre etant fixe, de maniere a ecarter les deux languettes 53A et faire venir les deug bossages 55A, ar rondis, dans le chambrage 43. On peut alors firer le clapet 30A vers la droite selon la figure 7 en prenant eventuellement appui contre la surface de butee 44. On peut egalement pousser le clapet 30A vers la gauche en s'appuyant contre la butee 45.; La figure 8 montre la mise en place d'un outil 50 comme l'outil de la figure 5 dans le chambrage 43 du clapet 30A d'un robinet dont les differents elements deja decrits ne seront pas redecrits ici. La figure 9 montre la position du clapet 30A, neutralise apres utilisation de l'outil 50 selon la figure 7 ou celui de la figure 8. Les figures 1O, 11 montrent ['application de ['invention a un etrier a serrage rapide 100. Selon la figure 10, le robinet est represente en vue de des sus, seuls apparaissant sa poignee 9 et le corps 1 place sur un pointeau s 101 porte par la branche 102 de l'etrier 100. Le corps 1 comporte, a cet endroit, un logement pour recevoir la vis pointeau. Ce logement est dans la position diametralement opposee a celle de la piece 20 vissee sur le corps 1. Contre cette piece 20, on vient appliquer la parse de jonc o tion 103 d'une tete 104 rotative, munie d'une manette 105. Cette tete se deplace mobile en translation par un effet de rampe 106 non detaillee, par rapport a la partie fige de cet etrier manuel. Cette partie fixe est represen tee, par exemple, par la branche 102 et d'autres elements tels que la poi gnee 107'. s La partie rotative tourne autour de l'axe XX d'un demi-tour. Du fait de l'effet de rampe, la partie cylindrique 103 avance et s'engage sur ltextremite de la piece 20 pour realiser l'etancheite. La tete 104 comporte une conduite de remplissage 107 reliee a une source de gaz non repre sentee. Cette conduite 107 debouche dans la chambre 108 qui communi o que avec l'interieur de la piece 20 et le robinet par le passage en entonnoir 109 realise dans la piece 103. L'outil de cet etrier manuel qui permet de neutraliser ou d'activer le clapet 30A est analogue a celui decrit ci-dessus. Cet outil 50A comporte une piece 51A equivalente de la poignee 51 et une seconde poi gnee 56 identique a la seconde poignee de ltoutil 50. Les deux pieces 50A, 51A vent separees par un ressort 58 et elles coulissent l'une par rapport a l'autre. Vis-a-vis de l'outil independent de la figure 5, cet outil s'en distin gue en ce qutil est monte dans l'etrier et, en particulier, dans la piece 110 qui sert de butee a la piece 51A. Un ressort de rappel 111 agit sur ['ensemble dans les conditions decrites ci-apres. L'outil 50A se compose ici de deux branches 53A situees de part et d'autre du plan de la figure 10 (a la figure 7, ltoutil est tourne de autour de son axe XX). Ces deux languettes 53A se terminent par des bossages ar rondis 55A destines a s'ecarter et a venir dans le chambrage 43 (voir fi gure 7) pour s'y caler. Les branches 53 vent solidaires de la piece 51A alors que la tige 57 est solidaire de la seconde poignee 56. Au depart, pour introduire l'outil 50A dans le clapet 30A, on pousse sur la poignee 56. Celle-ci pousse la piece 51A et ['ensemble se de s place pour penetrer dans le clapet 30A. Lorsque ['ensemble est en place, la piece 51A est. en fait, en butee contre la piece 110 si bien qu'en appuyant sur la poignee 56 (en la poussant vers la gauche selon la figure 10), on deplace la tige 57 par rapport aux languettes 53A qui s'ecartent et se blo- quent dans le chambrage. l0 Dans cette position, la tige 57 peut etre verrouillee a ['aide d'un verrou escamotable non represente de maniere a solidariser la poi gnee 56 et la piece 51A. On peut alors firer le clapet 30A vers la droite au dela de la butee 18 pour le neutraliser. L'operation de remplissage peut alors s'effectuer a travers la conduite 107 et les chemins 108, 109 puis le robinet. A la fin du remplissage, pour remettre le clapet 30 en posi tion active, il suffit de pousser sur la poignee 56 pour faire passer le clapet A au-dela de la butee integree escamotable 18. Puis, on desolidarise la poignee 56 de la piece 51A en degageant le verrou non represente. Le res sort 58 rappelle alors la tige 57 ce qui permet d'extraire ['ensemble puis que les languettes peuvent se rapprocher et sortir du chambrage 43. La mise en place de l'outil 50A dans le chambrage montre qutil n'y a pas lieu de tourner l'outil autour de son axe comme cela serait necessaire pour s'accrocher avec l'outil 50 dans les orifices 36. 2s Il faut egalement remarquer que l'outil 50 peut, en principe, egalement stutiliser avec le chambrage 43 du clapet 30A. Mais, il est plus efficace d'utiliser un outil a deux branches comme l'outil 50A qui est plus simple et permet de mieux s'accrocher dans le chambrage 43. La figure 11 montre la position de l'outil engage dans le cla pet, mais ce dernier est encore en position active. R E V E N D I C AT I O N S 1 ) Robinet a remplissage controle pour bouteille de gaz sous pression comprenant - un corps (1) qui se monte sur la bouteille, comprenant une soupape (5) commandee par une poignee (9) et cooperant avec un siege (4) pour li berer le passage du gaz (3) ou le fermer, ainsi qu'une sortie de gaz for mee par un percOage (13) debouchant au niveau de la soupape, en aval de celle-ci, caracterise en ce qutil comprend o - une chambre (14) formee par un elargissement (19) du percOage de sor tie (13), cette chambre ayant une extremite amont formant un siege de clapet (15) et une extremite aval ainsi qu'avant l'extremite aval, une butee (18) integree dans la paroi de la chambre (14) et escamotable sous l'effet d'une force superieure a un seuil, - un clapet cylindrique creux (30), ouvert a l'extremite aval (32), ferme par un fond (33) a son extremite amont, ce fond etant borde par une surface formant siege de clapet (35), ayant au moins un orifice (36)reliant l'interieur du cylindre a travers la paroi, en un point en aval de la surface d'etancheite, et un bossage de guidage (37) se poursui o vent vers l'amont et vers l'aval par une rampe (39, 4O), l'ex:tremite aval du clapet est guidee en coulissement dans le percOage de sortie (19, 13) alors que le bossage (37) est guide dans la chambre (14) entre le siege de clapet (16) et la butee escamotable (18), toute poussee exercee a partir de l'aval appliquant le clapet (35) contre son s siege (15) et ferment le passage vers la bouteille alors que la pression du gaz, apres ouverture de la vanne, pousse le clapet (35) contre la butee es camotable (18) et ouvre le passage, le clapet (35) pouvant etre mis en position de remplissage de la bouteille en faisant passer son bossage (37) au-dela de la butee escamotable (18), en exercant sur le clapet (35) une force de traction superieure au seuil, pour retenir le clapet (35) eloigne de la surface (15) formant siege de cla pet, et permettre le remplissage autorise de la bouteille a travers sa sortie de distribution. 2 ) Robinet selon la revendication 1, caracterise en ce que le corps (1) comporte au-dessus de la surface formant siege (4) de sou pape, une chambre recevant une soupape (5) montee flottante, et un res sort (6) qui ecarte la soupape (5) du siege, un diaphragrne (12) recouvrant la soupape, ce diaphragme etant bloque par un bouchon (7) visse dans le corps (1) et recevant le piston a vis muni d'un volant de commande (9) pour visser le piston (8) et fermer ou ouvrir la soupape. 3 ) Robinet selon la revendication 1, caracterise en ce que le clapet (30A) comporte un chambrage circulaire (43) pour l'accrochage d'un outil destine a faire passer le clapet d'une position a l'autre par rap o port a la butee escamotable. 4 ) Outil pour un robinet a remplissage controle pour une bouteille de gaz sous pression selon les revendications 1 a 3, caracterise en ce qu' il se compose de branches (53) appartenant a une piece tubulaire et mu- nies, a une extremite (54) d'un bossage (55), ainsi qutune tige (57) destinee a ecarter les branches en coulissant entre celles-ci, les branches etant portees par une poignee (51) et la tige (57) par une poignee (56), ces deux poignees etant ecartees l'une de l'autre par un ressort (58) de maniere a repousser naturellement la tige (57) de la zone des bossages (55) des bran- ches (53) pour que celles-ci puissent se rapprocher en position d'introduction de ltoutil dans le clapet, le rapprochement des poignees (56, 51) produisant le deplacement de la tige (57) et l'ecartement des bossages (55) venant alors en prise dans le clapet pour permettre de firer ou de pousser celui-ci vers la position neutralisee ou vers la position active. ) Outil selon la revendication 4, caracterise en ce qu' il comporte des bossages (55A) de forme bombee portes par deux languet tes (53A). 6 ) Equipement pour le remplissage d'une bouteille de gaz munie d'un ro- binet a remplissage controle, caracterise en ce qutil comporte un outil se- lon la revendication 3 pour s'introduire dans le clapet et le faire passer s5 d'un cote ou de l'autre de la butee escamotable (18) du robinet, pour le