Brevet FR2879182A1 — publié le 20060616

L'invention concerne une enceinte de récupération de fluide de remplissage et une installation pour le remplissage d'un circuit de fluide, par exemple un circuit de climatisation pour automobile. Il est connu d'équiper ce type d'installation d'un système de récupération permettant de purger l'installation après chaque remplissage, du fluide restant dans l'adaptateur. Cette dérivation comporte généralement une enceinte pour récupérer le fluide purgé et éviter son échappement dans l'atmosphère. Cette enceinte de récupération comporte deux chambres séparées par une membrane déformable, dont une chambre remplie d'azote ou d'air et une chambre mise en liaison avec le circuit de remplissage, cette enceinte disposant d'une vanne de fermeture pour isoler le fluide récupéré. Le principal inconvénient de ce matériel est la dégradation de la membrane qui devient poreuse avec le temps, notamment vis-à-vis de certains gaz dont le gaz R134a utilisé dans les climatisations automobiles. Les inventeurs ont cherché à pallier cet inconvénient en remplaçant cette membrane par un système restant étanche dans le temps, pour ce faire ils ont eu l'idée d'utiliser un composant en inox connu, mais en l'adaptant pour cette nouvelle utilisation. La solution trouvée consiste en un système à soufflet selon l'invention dont l'élément principal est un "soufflet" ou train d'onde métallique, de préférence en inox, utilisé habituellement pour réaliser des compensateurs de dilatation pour le raccordement de conduites, fermé à une extrémité préférentiellement par une face plane de façon à présenter une forme tubulaire à fond fermé, et placé entre deux enceintes en forme de cloche et concentriques, non déformables, de façon à délimiter une chambre intérieure entre la cloche interne et l'ensemble (soufflet face plane, et une chambre extérieure entre la cloche externe et l'ensemble (soufflet face plane), les deux chambres étant fermées en partie basse par une face en forme de couronne. L'invention concerne aussi une installation comportant une tells enceinte, et peut s'appliquer de façon générale au remplissage de tout t pe de fluide, gazeux ou liquide. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci- après d'un exemple non limitatif de mise en oeuvre de l'invention, faite en référence aux figures annexées suivantes: La figure 1 est un schéma de principe d'une installation de remplissage pour climatisation d'automobile conforme à l'invention. Les figures 2 à 7 représentent des étapes du cycle de fonctionnement de l'installation, à savoir: Figure 2: phase d'attente de charge d'un circuit de fluide, Figure 3: phase de charge d'un circuit de fluide, Io Figure 4: phase de relaxation d'un système à soufflet selon l'invention, et faisant partie d'une installation de remplissage selon la figure 1, Figure 5: phase de récupération de fluide dans l'installation de remplissage, Figure 6: phase de remplissage du système à soufflet selon l'invention, Figure 7: phase de purge des incondensables dans l'installation de remplissage. On décrit d'abord le principe d'un système à soufflet (1) selon l'invention dont l'élément principal est un "soufflet" ou train d'onde, métallique et de préférence en inox (2) utilisé habituellement pour réaliser des compensateurs de dilatation pour le raccordement de conduites. Pour la nouvelle application selon l'invention, ledit soufflet est utilisé sans ses brides de montage et fermé à une extrémité par une face plane (6) de façon à présenter une forme tubulaire à fond fermé. Il est en outre placé entre deux enceintes en forme de cloche (4) et (4') concentriques, non déformables, de façon à délimiter une chambre intérieure (3) entre la cloche interne (4) et l'ensemble (soufflet - face plane (6)), et une chambre extérieure (5) entre la cloche externe (4') et l'ensemble (soufflet - face plane (6)). Les deux chambres sont fermées en partie basse par soudure des cloches sur une bride ou une face plane en forme de couronne (4"). Le système à soufflet (1) est donc constitué de deux chambres (3) et (5) à volumes variables mais dont le volume total reste constant, et séparées par une paroi déformable métallique, de préférence en inox restant totalement étanche dans le temps. Selon la pression relative entre les deux chambres, la face (6) peut être amenée à se déplacer, et pour connaître sa position un détecteur de position (21) peut être prévu au centre de la partie supérieure de la cloche interne (4). La chambre extérieure (5) est destinée à contenir du fluide de remplissage et la chambre intérieure (3) à contenir de l'azote ou de l'air comprimé qui sert de force de contre-poussée, à pression constante, lors de la charge du véhicule. On décrit à présent l'ensemble d'une installation de remplissage selon la figure 1. Le fluide de remplissage est fourni par le réseau usine sur une arrivée (7) et conduit par une ligne de charge vers l'embout d'un adaptateur (8) apte à être branché sur un embout complémentaire (non représenté), d'un circuit automobile à remplir (non représenté). Cette ligne de charge comporte classiquement un débitmètre massique (9) mesurant le débit d'entrée, une vanne d'entrée (10), un débitmètre massique (11) de mesure de charge du véhicule, une vanne de charge (12). La chambre extérieure (5) est connectée sur la ligne de charge ou sur le réseau usine. La chambre extérieure (5) est également connectée, en partie haute de la cloche externe (4') à une ligne de dégazage, avec une vanne de liaison (15), et un piège de dégazage (14) comportant un capteur de niveau (17) pouvant indiquer le volume de gaz entre un niveau minimum et un niveau maximum. Le piège de dégazage (14) peut être purgé du gaz qu'il contient dans une ligne de purge comportant un limiteur de débit (16) et une vanne de purge (18). Une pompe de récupération (13) par exemple reliée au piège de dégazage, permet d'aspirer le fluide restant dans l'adaptateur après la charge du véhicule. Selon les étapes du cycle de fonctionnement de l'installation, l'azote est fourni à la chambre intérieure (3) par le réseau usine, soit sous une contre-pression prédéterminée maximale (CP) (par exemple 15 bars) soit sous une contre-pression prédéterminée réduite (CP') (par exemple 4, 5 bars). Pour ce faire la chambre intérieure (3) peut être reliée soit à une arrivée d'azote de pressurisation (19) par l'intermédiaire d'une vanne de pressurisation (20), soit à une arrivée d'azote de relaxation (19') par l'intermédiaire d'une vanne de relaxation (20'). De plus, deux soupapes de sécurité (23) et (24), tarées à 16 bars, permettent d'éviter les surpressions respectivement dans la chambre intérieure (3) et dans la chambre extérieure (5). On décrit à présent le fonctionnement de l'installation de remplissage en liaison avec les figures 2 à 7. Avant la phase de charge d'un véhicule, la chambre extérieure (5) est remplie de fluide de remplissage sous pression (figure 5). Pour ce faire, le fluide de remplissage contenu dans les flexibles de l'adaptateur est aspiré par la pompe de récupération (13) puis envoyé dans le piège (14). (Le remplissage de la chambre (5) est ensuite complété par le réseau usine). Pour permettre une récupération plus efficace, la chambre intérieure (3) est soumise à la contre-pression prédéterminée réduite (CP'). Pour ce faire, elle est connectée, à travers la vanne (20'), à l'entrée d'azote (19') délivrant la pression souhaitée (voir figure 5). Un détecteur de position (21), par exemple à capteur magnétique, permet de connaître la position de la face (6). En phase de récupération, le soufflet est comprimé et la face (6) en position abaissée. Une fois la récupération terminée, le remplissage de la chambre extérieure (5) peut commencer. La chambre extérieure (5) est alimentée par le réseau usine et son remplissage s'arrête dès qu'une remontée du fluide est détectée dans le piège de dégazage (14) connecté à la chambre extérieure (5) par un flexible équipé d'une vanne de liaison (15). La fin du remplissage est validée par un ensemble de gestion (non représenté) de l'installation de remplissage, si le système à soufflet (1) est en position repos et si une pression prédéterminée (préférentiellement 8 bars) est détectée dans la chambre extérieure (5) par un pressostat de contrôle de pression (22). Les états correspondants à cette phase de remplissage sont repris en figure 6. Le piège de dégazage (14) monté sur le dessus de l'enceinte (4) permet de recueillir les gaz incondensables et de les purger si le niveau minimum d'un capteur de niveau (17) du piège est atteint. Cette phase (voir figure 7) n'est pas systématique à chaque fin de cycle. La purge est réalisée par la vanne (18) à travers le limiteur de débit (16). Les gaz purgés peuvent être récupérés par un dispositif annexe (non représenté) pour ensuite être recyclés par un procédé de traitement de déchets. Après remplissage de la chambre extérieure et en position d'attente de charge (voir figure 2), la chambre intérieure (3) est soumise à la contre-pression maximale (CP), le soufflet se dilate et le fluide de remplissage de la chambre (5) est mis à la pression maximale. Le fluide est ensuite chassé et chargé dans le circuit à remplir, après fermeture des vannes de récupération (15) et d'entrée (10), et ouverture de la vanne de charge (12) (figure 3). La quantité de fluide délivrée dans le véhicule est mesurée par le débitmètre massique (11) inséré à la sortie de la ligne de charge, au plus près de l'adaptateur (8). Ledit débitmètre (11) ordonne la fermeture de la vanne de charge (12) dès que la quantité souhaitée est mesurée. Le second débitmètre (9) inséré en entrée permet de déterminer les pertes en fluide de remplissage par comparaison entre la quantité injectée dans l'installation et la quantité délivrée au véhicule. Ensuite, le système à soufflet passe en phase de relaxation (figure 4) après fermeture de la vanne de charge (12), et mise en contre- pression réduite (CP') de la chambre intérieure (3), et il est prêt pour passer en phase récupération (figure 5) avant une nouvelle phase de charge. Les avantages de l'installation et de la pressurisation du système à soufflet (1) sont les suivants: Remplissage du véhicule à pression constante grâce à une gestion dynamique de la contre-pression pendant la charge (contre-pression maximale). - Récupération du R134a dans les flexibles de l'adaptateur facilitée grâce à une gestion dynamique de la contre-pression pendant cette phase (contre-pression réduite). - Etanchéité de 100 % grâce à l'utilisation du système à soufflet (1) en inox. - Volume d'injection maximal de 1,8 litres adapté à l'ensemble des véhicules légers du marché (pièce standardisée). Système à soufflet (1) instrumenté par un indicateur de remplissage et un pressostat. Principe de remplissage du système à soufflet garantissant l'absence de produit en phase gazeuse. (Le produit en phase gazeuse se situe toujours dans le piège). - Le système à soufflet joue également le rôle d'amortisseur du réseau R134a pendant sa phase de remplissage (insensible aux coups de bélier du réseau). - La fonction ne génère aucun coup de bélier sur le réseau. - Durée de vie garantie de 2 ans. Les avantages de la mesure par débitmètre massique sont les suivants: Affichage possible de la masse de produit délivré. Précision de mesure de 0,2 % de la quantité délivrée (mesure effectuée directement en g). - Facilité de mise au point (une impulsion reçue sur la carte de comptage de l'automate équivaut à 0,1 g). - Mesure de la quantité de R134a en phase liquide et gazeuse, le débitmètre massique représentant la seule technologie permettant d'assurer des mesures biphasiques. La mesure reste précise pour des pressions et températures variables du fluide car les débitmètres sont compensés, par conception, en pression et en température, donc en densité. Deux débitmètres sont installés: un en entrée d'installation et un sur la ligne de charge de chaque nacelle. Ceci permet de mesurer les pertes de l'installation. En outre, la pompe de récupération (13) est une pompe électrique. Son principal avantage est d'obtenir une dépression inférieure à 250 mb absolus au 10 niveau des flexibles de l'adaptateur, ce qui permet une très bonne récupération. On note également que le fait d'insérer le système à soufflet autour d'une cloche creuse (4) permet de minimiser le volume d'azote et de gagner en temps de réaction. REVENDICATIONS 1. Enceinte de récupération de fluide, pour une installation de remplissage de circuit de fluide, par exemple un circuit de climatisation automobile, permettant de purger ladite installation après chaque remplissage et de récupérer le fluide purgé, ladite enceinte comportant deux chambres séparées par une paroi déformable, dont une chambre remplie d'azote ou d'air, et une chambre en liaison avec le circuit de remplissage de fluide, caractérisée en ce que la paroi déformable est composée au moins partiellement d'un soufflet ou train d'onde (2) fermé à une extrémité de façon à présenter une forme tubulaire à fond fermé. 2. Enceinte selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite paroi déformable est fermée à une extrémité par une face plane (6) et placée entre deux enceintes en forme de cloche (4) et (4') concentriques, non déformables, de façon à délimiter une chambre intérieure (3) entre la cloche interne (4) et l'ensemble (soufflet - face (6)), et une chambre extérieure (5) entre la cloche externe (4') et l'ensemble (soufflet - face (6) les deux chambres étant fermées en partie basse par une face (4") en forme de couronne. 3. Enceinte selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un détecteur de position (21) est prévu au centre de la partie supérieure de la cloche interne (4). 4. Installation de remplissage d'un circuit de fluide, par exemple un circuit de climatisation automobile, comportant une ligne de purge et de récupération permettant de purger ladite installation après chaque remplissage et de récupérer le fluide purgé, elle-même comportant une enceinte de récupération de fluide disposant d'une vanne de fermeture pour isoler le fluide récupéré, caractérisé en ce que l'enceinte de récupération est une enceinte selon l'une des revendications 1 à 2. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre extérieure (5) est connectée, en partie haute de la cloche externe (4') à une ligne de dégazage, avec une vanne de liaison (15), et un piège de dégazage (14) comportant un capteur de niveau (17). 6. Installation selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que l'azote est fourni à la chambre intérieure (3) par le réseau usine, soit par mise en liaison avec une arrivée d'azote de pressurisation (19) par l'intermédiaire d'une vanne de pressurisation (20) , soit par mise en liaison avec une arrivée d'azote de relaxation (19') par l'intermédiaire d'une vanne de relaxation (20').