Brevet FR2855244A1 — publié le 20041126

La présente invention porte sur un capotage de protection pour récipient de gaz sous pression ayant une structure filaire. Les bouteilles de gaz sont habituellement équipées d'un robinet, d'une valve ou d'un robinet détendeur ainsi que de divers accessoires comme un fusible thermique, une soupape de décharge, des moyens de mesure de la pression, des moyens de remplissage et des moyens d'identification de la 10 bouteille elle-même et/ou du gaz qu'elle contient. Les équipements portés par les bouteilles sont généralement protégés des chocs et des frottements par un capotage de protection, comme décrit par le document US-6,311,722. Un chapeau ou capotage de protection comporte des ouvertures 15 permettant à l'utilisateur d'accéder manuellement aux raccords et organes de manoeuvre ou visuellement aux cadrans des organes de mesure, comme décrit par les documents US-A-5,975,121 et EP-A-0725247. Dans d'autres cas, le chapeau est fermé et amovible et protège complètement lorsqu'il est en place et ne laisse un accès total que lorsqu'il est 20 démonté. Le problème qui se pose est de proposer un capotage de protection pour récipients de gaz sous pression permettant d'assurer simultanément une bonne protection contre les chocs et un accès visuel et fonctionnel à l'équipement de la bouteille. En effet, les capotages de protection existants présentent certains inconvénients. Ainsi, les chapeaux en forme de " tulipe >, sont bien adaptés aux robinets simples pour lesquels seul un accès par le haut pour tourner le volant et un accès sur le côté pour raccorder suffisent, comme décrit par les documents 30 US-A-4,895,345 et WO-A-91/04197. Toutefois, ces chapeaux généralement réalisés en fonte ou en résine ne conviennent pas aux robinets récents ou évolués car ils imposent des contraintes dimensionnelles incompatibles avec le volume et les accès nécessaires à ces robinets. Pour les robinets évolués ou récents, des chapeaux spécifiques ont dû être développés. Par ailleurs, la fonte ou l'acier conduisant à des masses importantes, de nombreux chapeaux sont maintenant en polymère ou en résine. Cependant les chapeaux en résine présentent également des inconvénients, notamment des risques de fluctuation des caractéristiques mécaniques du matériau les constituant en fonction des conditions de mise en oeuvre et des colorations, par exemple une tenue aux chocs à basse température (en dessous de la température de transition vitreuse) ou, à 10 lI'inverse, à hautes températures, par exemple au feu; une résistance variable aux solvants, telle l'acétone, et aux agents nettoyants, à l'abrasion, au vieillissement pouvant conduire à des dégradations de l'aspect et des caractéristiques mécaniques, et engendre des difficultés de mise en oeuvre d'un contrôle non destructif efficace des productions. Pour obtenir les performances de protection souhaitables, des sections relativement importantes de matière sont nécessaires et il faut dès lors choisir entre une bonne protection qui cache largement l'appareillage et laisse des " volumes morts " susceptibles de retenir des souillures, de la glace, des corps étrangers ou une accumulation de gaz et alourdit l'ensemble, ou une bonne 20 visibilité et un bon accès à l'appareil qui l'expose à des risques, notamment des chocs en cas de chutes ou des coups d'outils tant au montage sur la bouteille que dans l'utilisation quotidienne. Il existe, par ailleurs, des chapeaux en forme d'arceau, comme décrit par les documents US-A- 6,311,722 ou EP-A-1013986, qui libèrent un large accès 25 au moins dans deux directions mais protègent peu des chocs latéraux, ou encore des chapeaux chaudronnés dont la réalisation unitaire est simple mais onéreuse et dont la production en série conduit à des outillages aussi lourds et chers que ceux nécessaires pour produire des chapeaux moulés. Un capotage de protection intégrant une partie des organes ou des 30 fonctions du robinet a été décrit par le document DE-A-10040336, qui dote le capotage d'un volant débrayable, mais cette solution laisse le détendeur sans protection contrairement au document FR-A-2803366. Le but de la présente invention est dès lors de proposer un capotage de protection amélioré permettant d'allier un poids et un encombrement faibles à une résistance élevée en cas de choc, donc à une protection efficace des organes situés sous le capotage, et à un accès facile pour l'utilisateur, tant au plan manuel que visuel, à ces organes. La solution de l'invention est alors un capotage de protection pour récipient de fluide sous pression comprenant un corps formant volume interne, caractérisé en ce que ledit corps est formé d'une structure tridimensionnelle comportant plusieurs éléments allongés solidaires les uns des autres. Selon le cas, le capotage de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les éléments sont des tiges ou des fils - les éléments forment entre eux un treillis - les éléments sont en métal ou en matériau composite - il comporte au moins huit éléments, de préférence au moins quinze éléments - la structure tridimensionnelle a une forme générale ovale, sphérique ou ovoïde - la structure présente un ou des évidements dimensionnés pour permettre le passage d'une main d'un utilisateur. - la structure comporte une embase de fixation permettant de fixer 20 solidairement ladite structure sur un récipient de gaz. - la structure est déformable en cas de choc - la structure comporte en outre au moins un renfort. L'invention porte ainsi sur un récipient de fluide sous pression comprenant un corps formant volume interne, caractérisé en ce que ledit corps 25 est formé d'une structure tridimensionnelle comportant plusieurs éléments allongés solidaires les uns des autres, selon l'invention, de préférence une bouteille de gaz sous pression. Autrement dit, la solution proposée consiste à réaliser un capotage de protection à base de fils métalliques travaillés en treillis ou analogues. Par fil, on 30 entend des éléments oblongs ou brins tréfilés ou laminés ou étirés, de diamètres compris entre 1 et 25 mm, de préférence entre 2 et 12 mm par exemple. Cette solution qui met en oeuvre des fils formés d'un ou de plusieurs métaux donne une tenue au feu, aux chocs et à l'abrasion supérieure aux résines des chapeaux moulés. Le vieillissement et la corrosion sont maîtrisées par le choix des nuances (aciers inoxydables) ou des traitements appropriés (galvanisation). Le métal élaboré en éléments allongés, dans un processus continu comme le laminage, le tréfilage,... présente des caractéristiques constantes et intéressantes grâce à l'orientation de ses fibres, contrairement au métal moulé au sein duquel peuvent se former lors de la solidification des inhomogénéités 10 de ségrégation, des retassures,... Le métal autorise l'utilisation de sections réduites de matière un peu à la manière d'un grillage, ce qui laisse une bonne visibilité de l'intérieur du chapeau et facilite l'inspection, une bonne ventilation et facilite le nettoyage. La solution de l'innovation permet de protéger les manomètres contre les 15 chocs et l'opérateur contre les éjections de pièces en cas de rupture de la vitre du ou des manomètres par exemple. En cas de choc, la structure filaire formant le capotage de protection se déforme en absorbant de l'énergie du choc et amortit les effets destructeurs que pourrait subir la tête de bouteille qu'elle protège. Contrairement à ce qu'il peut advenir avec un chapeau moulé en matière peu malléable, la déformation résultant du choc sur une structure filaire demeure relativement localisée autour du point d'impact et le chapeau conserve une bonne capacité à protéger la tête. En variante, le chapeau peut être réalisé en fils composites de même 25 dimension, tissés ou réunis par torsion, ... Les fils, souples et malléables, avant polymérisation de la résine qui les imprègne, peuvent être aisément formés. Cette solution donne des chapeaux légers et résistants, réalisables sans moule par enroulement filamentaire par exemple. Qu'il soit réalisé en éléments métalliques ou composites allongés, le capotage de l'invention constitue une cage de Faraday qui protège la bouteille contre les conséquences de champs électriques. Accessoirement, la réalisation du chapeau peut intégrer des éléments supplémentaires issus de tubes ou de tôles moulées, forgées,... pour assurer une fonction de renfort ou de préhension ou recevoir un marquage ou une étiquette. s Des parties en résine ou en matériau isolant peuvent également être rapportées pour supporter une puce de traçabilité de la bouteille et/ou de son contenu ou encore pour assurer une fonction de protection ou de tribologie, de sémiologique ou plus simplement pour assurer un apport esthétique. Fils métalliques et fibres composites de différentes natures peuvent également se combiner pour conférer à chaque partie du capotage, les caractéristiques les plus adaptées aux performances recherchées. Les structures filaires tiennent leur rigidité de la rigidité du matériau, en particulier sa limite élastique et son inertie, et de la distribution spatiale des fils et des liaisons entre les fils aux noeuds. Ces liaisons son réalisées par 15 entrelacement, par torsion, par soudage ou brasage, par ligature, par collage, par enrobage de résine; ces différentes techniques peuvent être combinées pour satisfaire aux exigences physiques, chimiques et esthétiques fixées au chapeau. Une structure filaire est par nature aérée, elle évite donc la formation des 20 volumes morts dans lesquels pourraient s'accumuler du gaz provenant des actions de connexion ou déconnexion ou de fuites. Un exemple de réalisation d'un capotage selon l'invention est représenté sur les figures ci-annexées. La figure 1 représente une bouteille de gaz 7 comprimé comprenant, à 25 sa base, un renfort de protection 3 contre les chocs et assurant également une bonne stabilité verticale lorsque la bouteille est posée debout. La tête de bouteille 7 est équipée d'un ensemble 2 robinet-détendeur avec port de remplissage protégé des chocs par un chapeau 1 formé de fils 11 métalliques formés et assemblés pour constituer une sorte de coque de forme 30 globalement ovoïdale. Les fils 1 1 constituant le chapeau 1 sont agencés de manière à ménager des zones de protection, des dégagements d'accès, des moyens de préhension et/ou de fixation, des zones supports de communication, des réceptacles d'accessoires, ... Les dégagements d'accès sont des passages permettant d'accéder aux divers organes permettant l'utilisation de la bouteille, à savoir l'organe de 5 commande du débit, le port de remplissage et le raccord de soutirage. L'organe de commande du débit de l'ensemble robinet-détendeur 2 est ici un étrier 4 pouvant occuper deux positions stables: position basse, le débit est interrompu (figure 2b) et position haute, le débit est établi (figure 2a). Le dégagement 9 permettant d'actionner l'étrier 4 de commande de débit to et de voir le manomètre 8, est délimité, en bas, par un arc de cercle et sur les côtés, par deux méridiens divergeant, vers le haut et reliés en haut par un arc de cercle de plus grand rayon qui constitue une poignée 10 de portage. Les bords de ce dégagement 9 sont renforcés par l'utilisation d'un fil 13 de diamètre supérieur au diamètre des autres fils 1 1 du chapeau. L'arc de cercle supérieur peut en variante recevoir une poignée 10 augmentant encore le confort du portage par gainage du fil 13 ou profil emboîté sur le fil 13 ou pièce rapportée plus ou moins élaborée avec par exemple insert élastomère et/ou surfaces structurées, antidérapantes,... Le port de remplissage 14 (figure 3) est ici un raccord cylindrique avec 20 clapet s'ouvrant sous l'effet de la pression ou par action d'un poussoir intégré à la prise de remplissage. Aux abords du raccord de remplissage 14, les fils 1 1 du chapeau délimitent une zone 15 légèrement déprimée par rapport au reste de la surface externe du capotage 1 et se terminant par un anneau concentrique au raccord 25 14. Le raccord 14 qui se trouve en retrait des fils 11 est ainsi protégé et accessible et son inspection visuelle est aisée Par ailleurs, les fils 1 1 du chapeau peuvent être formés et assemblés pour constituer un crochet, un anneau, un passant ou tout autre moyen de préhension ou fixation. Le capotage peut ainsi incorporer une poignée de 30 portage différente de la poignée 10. La partie supérieure du chapeau ou pôle 17 peut recevoir aussi un insert en plastique en forme de pastille 18 au sein duquel peut être est logée une puce de traçabilité comme illustré sur la figure 5. La figure 6 est un schéma en coupe d'un chapeau 1 monté sur le col 71 5 de la bouteille 7 de la figure 1 ou est vissé l'ensemble robinet- détendeur 2. Une embase 5 est solidaire de la bouteille 7. Le diamètre de l'ouverture inférieure du chapeau 1 étant plus petit que l'enveloppe dans laquelle s'inscrit l'ensemble robinet-détendeur 2, les fils 11 sont écartés grâce à leur élasticité comme représenté (en 21) pour permettre le passage du chapeau 1 autour de 10 I'ensemble robinet-détendeur 2. En variante, certains fils peuvent être articulés, pour faciliter le passage. Une fois le chapeau 1 en place, les fils 11 viennent au contact de l'embase 5 comme représenté en 12. Un collier en deux parties 41 et 42 est alors fixé, par exemple, par deux vis 19 visibles sur la figure 5, autour des fils 15 11 dont il enserre les parties terminales inférieures. Du fait de la courbure des extrémités inférieures des fils, qui coïncide avec la courbure concave de l'embase 5 et la courbure convexe de l'intérieur du collier 41 et 42, le chapeau 1 est bloqué lorsque le collier est serré. Une collerette 6 est destinée à protéger et cacher le raccordement entre 20 I'ensemble robinet-détendeur 2 et bouteille 7, cette collerette est par exemple une pièce élastique: relevée pendant le vissage de l'ensemble robinetdétendeur 2 sur la bouteille laissant ainsi l'accès aux méplats de serrage taillés sur le col 71, puis rabattue après cette opération de montage. En variante, le chapeau peut être monobloc, les fils 11 étant liés à une 25 bague et peut se fixer sur la bouteille comme les chapeaux classiques. Le chapeau 1 filaire de l'invention convient à toutes les bouteilles équipées d'un ensemble robinet-détendeur 2 ou d'une tête offrant de nombreuses fonctionnalités. Son faible poids le destine plus particulièrement aux bouteilles légères des applications mobiles, par exemple, aux recharges d'hydrogène 30 pour pile à combustible, à l'oxygène ou aux autres gaz thérapeutiques pour interventions d'urgence, aux bouteilles pour interventions d'urgence, telles que pour pompiers et autres secours. Revendications 1.- Capotage (1, 11) de protection pour récipient de fluide sous pression 5 comprenant un corps formant volume interne, caractérisé en ce que ledit corps est formé d'une structure tridimensionnelle comportant plusieurs éléments (11) allongés solidaires les uns des autres. 2.- Capotage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sont des tiges ou des fils (11). 3.- Capotage selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments (1 1) forment entre eux un treillis. 4.- Capotage selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments (1 1) sont en métal ou en matériau composite. 5.- Capotage selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il 15 comporte au moins huit éléments (11), de préférence au moins quinze éléments (1 1). 6.- Capotage selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle a une forme générale ovale, sphérique ou ovoïde. 7.- Capotage selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la 20 structure présente un ou des évidements (9) dimensionnés pour permettre le passage d'une main d'un utilisateur. 8.- Capotage selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure comporte une embase (5) de fixation permettant de fixer solidairement ladite structure sur un récipient de gaz. 9.- Capotage selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la structure est déformable en cas de choc. 10.- Capotage selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la structure comporte, en outre, au moins un renfort. 1 1.- Récipient (7) de gaz sous pression équipé d'un capotage selon l'une 30 des revendications 1 à 10, de préférence une bouteille de gaz sous pression.