Brevet FR2963405A1 — publié le 20120203

BOUTEILLE DE GAZ SOUS PRESSION ET PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne une bouteille de gaz sous pression et son procédé de fabrication. La majorité des bouteilles de gaz sous pression comportent une unique ouverture recevant les équipements de la bouteille, à savoir un robinet permettant le remplissage et le soutirage. Ces équipements peuvent comprendre également un système complet de détente intégrée. Dans ce dernier cas, le robinet dispose en général d'un port de remplissage et d'un port de soutirage distincts. Le montage du robinet sur la bouteille s'effectue généralement par vissage dans cette ouverture. Des normes internationales définissent des filetages soit de forme conique soit à bords parallèles pour le robinet dans cet orifice (cf. par exemple NFE 29-671). Ces normes régissent l'intégrité de l'interface entre le robinet et la bouteille (vibrations, impact...), notamment pour garantir l'étanchéité ou quantifier le risque d'arrachement du robinet. Un inconvénient non négligeable du filetage conique est la destruction possible du filetage du robinet en raison d'un couple d'assemblage élevé. Un inconvénient non négligeable du filetage parallèle est le risque supposé de desserrage du robinet sous l'effet de la pression du gaz en amont. Ceci impose des formes et des configurations de cône pour la portion de montage du robinet et pour la portion de montage de l'orifice de la bouteille. Cette configuration ne favorise pas la sécurité. En effet, la haute pression dans la bouteille tend à favoriser le dévissage du robinet. De plus, les méplats généralement prévus sur le robinet pour assurer le couple de serrage sont accessibles pour l'utilisateur en vue d'un desserrage volontaire ou accidentel. De plus, en cas de rupture du robinet, par exemple au niveau du filetage (ce filetage pouvant constituer une amorce de rupture), une vidange potentiellement brutale est susceptible de se produire. Pour pallier ces problèmes, des systèmes avec valves de sécurité intégrées 30 (serties ou soudées) peuvent être envisagés. Ces systèmes entraînent cependant des inconvénients tels que : - la moins bonne accessibilité de l'intérieur des bouteilles, - des différences de durée de vie entre la bouteille et le robinet ou - des moyens de fabrication nouveaux à mettre en oeuvre. On connaît des bouteilles comportant deux orifices distincts. Ceci multiplie cependant par deux les risques en matière de sécurité évoqués ci-dessus. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, la bouteille selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce qu'elle comprend une enveloppe définissant un volume de stockage de gaz sous pression et comportant un premier orifice à une extrémité dite « supérieure », ledit premier orifice étant obturé par un robinet fixé de façon démontable dans ledit premier orifice, l'enveloppe comprenant un deuxième orifice à une extrémité dite « inférieure », le deuxième orifice étant obturé par un bouchon de fermeture démontable, le robinet étant monté dans le premier orifice via l'intérieur du volume de stockage. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le premier orifice comporte une portion de montage qui est divergente de l'extérieur vers l'intérieur du réservoir et en ce que le robinet comporte une portion d'attache divergente conjuguée du premier orifice de sorte que le robinet ne peut être monté ni démonté à partir de l'extérieur de la bouteille, - le robinet est monté ou démonté de la bouteille en passant par le deuxième orifice, - le robinet comprend un circuit de soutirage du gaz contenu dans l'enveloppe et un clapet d'isolation pour commander sélectivement le soutirage de 25 gaz, - le robinet comprend un détendeur de pression intégré ou rapporté de façon démontable sur ledit robinet, - le bouchon de fermeture comprend un port de remplissage du volume de stockage de l'enveloppe, 30 - le bouchon de fermeture et/ou le robinet comprend une soupape de décharge sensible à température pour libérer le gaz du réservoir lorsque la soupape est soumise à une température supérieure à un seuil déterminé, - la bouteille comporte un socle montée autour de son extrémité inférieure et formant une barrière de protection mécanique amovible ou non amovible pour le bouchon de fermeture, - la bouteille comporte un organe de renforcement de la bouteille tel que des fibres de renforts, l'organe de renfort formant également une barrière de protection et/ou de verrouillage du bouchon. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une bouteille à partir d'une enveloppe définissant un volume de stockage de gaz sous pression et comprenant deux orifices respectivement supérieur et inférieur, le procédé comprenant une première étape de fixation, dans ledit orifice supérieur, d'un robinet, le robinet étant introduit dans l'orifice supérieur via l'intérieur de l'enveloppe, en passant par l'orifice inférieur ouvert, le procédé comprenant une seconde étape de fermeture du deuxième orifice avec bouchon de fermeture. L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - les figures 1 à 4 représentent respectivement des vues de côté, schématiques et en coupe, de quatre étapes successives de fabrication d'une bouteille de gaz sous pression selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 5 représente une vue en perspective, schématique et partielle, illustrant un exemple de procédé de remplissage de bouteilles selon l'invention. En se référant à la figure 4, la bouteille selon l'invention comprend une enveloppe 1 définissant un volume de stockage de gaz sous pression. L'enveloppe 1, par exemple métallique, comprend un premier orifice 2 à une extrémité dite supérieure. Le premier orifice 2 est obturé par un robinet 3 fixé de façon démontable dans ledit premier orifice 2. L'enveloppe 1 comprend un deuxième orifice 4 à une extrémité dite inférieure. Le deuxième orifice 4 est obturé quant à lui par un bouchon 5 de fermeture démontable. Dans un cas particulier de l'invention (par exemple pour des bouteilles composites revêtues de fibres de renfort), le deuxième orifice 4 peut être protégé par un enroulement filamentaire constitué de fibres ou analogue. Selon l'invention, le robinet 3 est monté dans le premier orifice 2 via l'intérieur du volume de stockage et son montage ou démontage via l'extérieur (par le haut) n'est pas possible. Par exemple, le premier orifice 2 comporte une portion de montage qui est divergente vers l'intérieur du réservoir et le robinet 3 comporte une portion d'attache divergente conjuguée. De cette façon, le robinet 3 ne peut être monté ni démonté de l'extérieur (par le haut). De plus, ces formes conjuguées augmentent la sécurité du montage du robinet 3 dans son orifice 2. En effet, la haute pression régnant dans le réservoir tend naturellement à bloquer le robinet dans son orifice 2 de montage. Le robinet 3 comprend de préférence un circuit de soutirage du gaz contenu dans l'enveloppe 1 et un clapet d'isolation pour commander sélectivement le soutirage de gaz. Le cas échéant, le robinet 3 comprend un port et un circuit de remplissage de la bouteille. Le robinet 3 peut comprendre également un détendeur de pression intégré ou rapporté de façon démontable sur ledit robinet 3. Le robinet peut comprendre également toute autre fonction fluidique tel qu'une vanne de décharge de sécurité en cas d'incendie. Selon le mode de réalisation le plus simple, les fonctions principales du bouchon 5 sont d'assurer l'étanchéité du fluide contenu sous pression dans l'enveloppe 1 et de garantir ce stockage du fluide contenu en toute sécurité. Le bouchon 5 de fermeture peut comprendre le cas échéant un port de remplissage. En variante, l'ouverture du bouchon 5 lui-même permet un remplissage de la bouteille via l'orifice 4 inférieur. Le bouchon 5 est éventuellement verrouillé dans son orifice 4 au moyen d'un outil spécial et /ou d'un système non facilement démontable et/ou d'un sceau d'inviolabilité (par exemple un scellé ou un plombage). La bouteille peut être fabriquée comme suit. A partir d'une enveloppe 1 comprenant deux orifices respectivement supérieur 2 et inférieur 4 (cf. figurel), dans une première étape un robinet 3 peut être introduit à l'intérieur de l'enveloppe, en passant par l'orifice inférieur 4 ouvert (figure 2). A cet effet, la taille de l'orifice 4 inférieure est suffisante pour permettre le passage du robinet 3. Le robinet 3 est alors fixé dans l'orifice 2 supérieur par tout moyen approprié (par exemple vissage, sertissage, ...), cf. figures 2 et 3. Dans une seconde étape le deuxième orifice 4 est refermé avec le bouchon 5 (cf. figures 3 et 4). La bouteille peut être remplie de gaz entre les deux étapes ci-dessus, ou après fermeture de l'orifice 4 inférieur. Dans ce dernier cas, le bouchon 5 peut comporter un port de remplissage permettant sélectivement le remplissage de l'enveloppe 1 (par exemple via un clapet anti-retour ou une vanne d'isolation). Enfin, un socle 6 peut être monté facultativement sur la partie inférieure de l'enveloppe 1, de façon à former un appui stable et une barrière de protection mécanique pour le bouchon 5 de fermeture. Le socle 6 peut par exemple être verrouillé par un sceau d'inviolabilité et, dans ce cas, le verrouillage de l'orifice 4 inférieur par le bouchon 5 peut être simplifié si besoin. Outre ses fonctions de protection et stabilisation, le socle 6 peut le cas échéant permettre d'indexer la bouteille en position verticale ou horizontale sur des lignes de conditionnement de l'exploitant de gaz. Le bouchon 5 inférieur peut également intégrer ou recevoir un dispositif de sécurité tel un fusible ou une soupape de décharge. De préférence, les équipements dédiés à l'utilisation de la bouteille sont situés sur la partie haute (au niveau de l'orifice supérieur 2) notamment : le robinet 3 de soutirage et un éventuel organe de détente le cas échéant. De même, de préférence, les équipements liés à la fonction de remplissage de la bouteille sont situés dans la partie basse (au niveau de l'orifice 4 inférieur). De même, sans que ce soit limitatif, les organes liés aux opérations de maintenance sont également disposés au niveau de l'orifice 4 inférieur. L'invention procure ainsi une amélioration de la sécurité des bouteilles de gaz grâce à un montage différent des équipements qu'elle intègre. Selon l'invention, il est donc possible de monter le robinet 3 supérieur via l'inférieur de la bouteille. Ceci permet de prévoir une forme en cône pour la portion d'attache du robinet et la partie correspondante de l'orifice 2. De cette façon, une fois montés, les équipements sont indémontables par l'extérieur. Ainsi, l'exploitant de la bouteille ne peut être que le seul responsable de la sécurité puisque le démontage de l'équipement n'est permis qu'à lui seul. Comme déjà vu précédemment, les risques d'éjection des équipements vers l'extérieur (côté utilisateur) et le risque de rupture du robinet sont réduits. Ceci vaut notamment également dans le cas où le robinet 3 n'est pas correctement monté sur le corps de la bouteille (vissage insuffisant, vissage de travers...). La maintenance, le réglage, et certaines évolutions du robinet 3 en partie supérieure peuvent être réalisés sans désolidariser ce dernier de la bouteille. Le montage ou le démontage d'un tube plongeur peut être effectué, par l'orifice inférieur 4, sans démontage du robinet 3 (ce qui n'est pas possible actuellement). De préférence, la partie supérieure de la bouteille peut recevoir un chapeau de protection du robinet 3 dont le montage est indépendant du montage du robinet 3. L'architecture proposée permet de simplifier le fonctionnement et l'utilisation de la bouteille. Ainsi, le client utilisateur de la bouteille ne s'intéresse aux fonctions d'usage de la bouteille, dans la partie haute. En revanche, le professionnel gazier, en charge du remplissage des bouteilles, peut accéder à l'orifice 4 inférieur en vue du remplissage ou du conditionnement de la bouteille dans une installation de remplissage. La figure 5 illustre à ce titre un exemple de remplissage simultané de quatre bouteilles raccordées à une source 7 de gaz sous pression via leur orifice 4 inférieur et bouchon 5 respectifs. Dans le cas d'un remplissage vertical, le fait de disposer d'un raccord de remplissage (bouchon 5) situé dans la partie inférieure de la bouteille permet de vidanger le fond des bouteilles des poussières, impuretés et condensas d'humidité ou de polymérisation pour les hydrocarbures sans avoir à retourner celle-ci. Ceci génère un gain de productivité sensible, améliore les conditions de travail dans les centres de remplissage et préserve les équipements supérieurs (robinets) toujours exposés lors d'opération de retournement. REVENDICATIONS1. Bouteille de gaz sous pression comprenant une enveloppe (1) définissant un volume de stockage de gaz sous pression et comportant un premier orifice (2) à une extrémité dite « supérieure », ledit premier orifice (2) étant obturé par un robinet (3) fixé de façon démontable dans ledit premier orifice (2), l'enveloppe (1) comprenant un deuxième orifice (4) à une extrémité dite « inférieure », le deuxième orifice (4) étant obturé par un bouchon (5) de fermeture démontable, le robinet (3) étant monté dans le premier orifice (2) via l'intérieur du volume de stockage. 2. Bouteille selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier orifice (2) comporte une portion de montage qui est divergente de l'extérieur vers l'intérieur du réservoir et en ce que le robinet (3) comporte une portion d'attache divergente conjuguée du premier orifice (2) de sorte que le robinet (3) ne peut être monté ni démonté à partir de l'extérieur de la bouteille. 3. Bouteille selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le robinet (3) est monté ou démonté de la bouteille en passant par le deuxième orifice (4). 4. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le robinet (3) comprend un circuit de soutirage du gaz contenu dans l'enveloppe (1) et un clapet d'isolation pour commander sélectivement le soutirage de gaz. 5. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le robinet (3) comprend un détendeur de pression intégré ou rapporté de façon démontable sur ledit robinet (3). 6. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le bouchon (5) de fermeture comprend un port de remplissage du volume de stockage de l'enveloppe (1). 7. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le bouchon (5) de fermeture et/ou le robinet (3) comprend une soupape de décharge sensible à température pour libérer le gaz du réservoir lorsque la soupape est soumise à une température supérieure à un seuil déterminé. 8. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un socle (6) montée autour de son extrémité inférieure et formant une barrière de protection mécanique amovible ou non amovible pour le bouchon (5) de fermeture. 9. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe de renforcement de la bouteille tel que des fibres de renforts, l'organe de renfort formant également une barrière de protection et/ou de verrouillage du bouchon (5). 10. Procédé de fabrication d'une bouteille à partir d'une enveloppe (1) définissant un volume de stockage de gaz sous pression et comprenant deux orifices respectivement supérieur (2) et inférieur (4), le procédé comprenant une première étape de fixation, dans ledit orifice (2) supérieur, d'un robinet (3), le robinet (3) étant introduit dans l'orifice (2) supérieur via l'intérieur de l'enveloppe (1), en passant par l'orifice inférieur (4) ouvert, le procédé comprenant une seconde étape de fermeture du deuxième orifice (4) avec bouchon (5) de fermeture.