Brevet FR3031380A1 — publié le 20160708

La présente invention concerne un ensemble de conditionnement de gaz comprenant un suremballage agencé autour d'un récipient de gaz, et son utilisation pour conditionner et distribuer du gaz. Les gaz industriels et médicaux sont couramment conditionnés à haute pression dans des récipients de gaz, typiquement des bouteilles de gaz supportant des pressions supérieures à 100 bar absolus, en général entre 200 et 350 bar abs ou plus, équipés d'un bloc robinet, avec ou sans détendeur intégré, à savoir un robinet simple de type ouvert/fermé ou un robinet à détendeur intégré, encore appelé RDI, permettant de contrôler débit et pression du gaz délivré. Il est courant d'agencer autour dudit bloc robinet, un capotage de protection 15 formant une coque protectrice autour du corps du robinet. Un tel capotage est couramment appelé « chapeau ». Des capotages de ce type sont décrits notamment par les documents EP-A-629812, DE-A-10057469, US-A-2004/020793 et EP-A-2586481. Un récipient du type bouteille de gaz est typiquement formé d'un corps cylindrique creux fermé, à sa base, par un fond plat ou bombé et comprenant, en partie haute, une 20 ogive portant un col muni d'un orifice de sortie par lequel le gaz peut être introduit ou, à l'inverse, extrait du corps de la bouteille. Le corps cylindrique creux peut être formé en totalité d'un matériau métallique, tel de l'acier ou un alliage d'aluminium, ou alors être composite, c'est-à-dire formé d'une partie creuse formant le corps cylindrique, couramment appelé « liner », laquelle est 25 recouverte d'un bobinage de fibres revêtues par une résine epoxy par exemple qui forme alors un revêtement externe à la surface du corps ou fût de la bouteille. Afin de protéger le récipient contre les chocs et les détériorations, on agence parfois autour du corps du récipient un (ou plusieurs) suremballage(s) destiné(s) à protéger le récipient pendant les phases d'utilisation dudit récipient par un utilisateur et/ou pendant les 30 phases de conditionnement, de transport, de stockage... Ce suremballage porte souvent des marquages divers car il doit souvent remplir des fonctions de marketing et de communication, d'identification du produit, opérationnelles, règlementaires...I1 forme une couche protectrice du ffit du récipient et peut aussi recouvrir le fond du récipient et/ou tout ou partie du capotage de protection équipant ledit récipient. A ce titre, on peut citer les documents WO-A-98/16776, WO-A-2012/035289 et CN-U-201651751 décrivant des bouteilles de gaz recouvertes extérieurement de manchon(s) ou couche(s) protectrice(s), par exemple un film plastique. Toutefois, les suremballages existants ne sont pas pleinement satisfaisants et présentent des inconvénients. En particulier, il a été constaté en pratique que les suremballages rigides au sein desquels sont insérés les récipients de gaz, ne permettent pas sous certaines conditions d'assurer une bonne tenue et un calage suffisants, en particulier un calage axial, des récipients, typiquement les bouteilles de gaz. En effet, de par la nature et la définition de l'enroulement filamentaire mis en oeuvre pour sa fabrication, les dimensions externes d'un récipient de type composite souffrent de tolérances élevées, généralement définies à environ +/- 1.5%, voire plus, sur le diamètre et sur la longueur. Par exemple un récipient de diamètre 100 mm et de longueur 500 mm aura couramment des tolérances de 3 mm sur son diamètre et de 15 mm sur sa longueur. De plus, le profil de la forme du fond du récipient, notamment, peut être défini de manière grossière par le fabricant. Il s'ensuit que la base d'un récipient composite, c'est-à-dire son fond bombé, n'est pas uniforme d'un récipient et présente des variations structurelles pouvant atteindre 5 à 10 mm, en particulier selon l'axe vertical du récipient. Ceci engendre alors un problème de bon calage du récipient dans le suremballage plastique rigide qui l'entoure, qui doit pouvoir être produit selon un procédé industriel répétitif et efficace, notamment conduire à une compatibilité de forme, c'est-à-dire un maintien du récipient dans le suremballage qui soit solidaire et sans jeu. En d'autres termes, le problème qui se pose est dès lors de proposer un ensemble de conditionnement de gaz comprenant un récipient de gaz et un suremballage formant un manchon ou carquois rigide autour du récipient de gaz amélioré, en particulier dire qui soit apte à assurer un calage axial efficace du récipient dans le suremballage, en particulier lorsque le récipient de gaz est à fond convexe, telle une bouteille de gaz de type composite à fond bombé, et ce, malgré les différences structurelles pouvant exister d'un récipient de gaz à l'autre, notamment issus de lots de production successifs, et ce, malgré la dérive inévitable de certains paramètres de fabrication. La solution de l'invention est alors un ensemble de conditionnement de gaz comprenant : - un récipient de gaz comprenant un corps de récipient creux comprenant une paroi périphérique définissant un volume interne conçu pour revoir le gaz, et comprenant un fond de récipient à une extrémité inférieure et un orifice de sortie à une extrémité supérieure, et - un suremballage formant un manchon rigide recouvrant au moins le fond et au moins une partie de la paroi périphérique du corps du récipient, caractérisé en ce qu'au moins un élément amortisseur formé d'un matériau souple est agencé entre le fond de récipient et le suremballage, de manière à assurer un calage axial du récipient dans le suremballage. Selon le cas, l'ensemble de conditionnement de gaz de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - l'élément amortisseur est agencé à l'intérieur du suremballage entre le fond dudit suremballage et le fond de récipient. - l'élément amortisseur est formé d'un matériau présentant une compressibilité comprise entre 1 et 10% dans le sens axial, de préférence entre 1 et 5% environ. - l'élément amortisseur est formé d'un matériau présentant une dureté inférieure ou égale à 80 Shore A, typiquement entre 40 et 75 Shore A. - l'élément amortisseur est formé d'un matériau choisi parmi les élastomères et les mousses synthétiques. - l'élément amortisseur est conformé pour venir épouser la forme extérieure du fond du récipient et/ou la forme intérieure du suremballage. - l'élément amortisseur est formé d'une pièce unique. - l'élément amortisseur est formé de plusieurs sous-parties. - l'élément amortisseur a une forme d'anneau ou de couronne évidé en son centre. - l'élément amortisseur a une forme de coupelle ou de calice. - l'élément amortisseur a une forme de plaque ou toute autre forme adaptée. - le suremballage a une épaisseur comprise entre 0.5 et 5 mm, de préférence entre 1 30 et 3 mm. - le récipient de gaz est en matériau composite à fond convexe, en particulier bombé. - le récipient de gaz est en matériau composite comprenant au moins une résine et un enroulement de fibres. - le récipient de gaz comprend un liner cylindrique autour duquel est bobiné un enroulement de fibres noyées dans une résine, par exemple de type epoxy, au cours de l'enroulement. - le récipient de gaz comprend un liner métallique ou polymère. - le récipient de gaz comprend un enroulement de fibres et une résine epoxy. - le récipient de gaz comprend un enroulement de fibres de verre, de carbone ou de kevlar. - le récipient de gaz est équipé d'un bloc robinet de distribution de gaz autour duquel est agencé un capotage de protection, de préférence un bloc robinet de distribution 1 0 de gaz à système de détente intégré, encore appelé RDI. - le suremballage est en matériau polymère, en particulier en matériau plastique. - il comprend en outre un capuchon agencé autour du bloc robinet ou du capotage de protection, et fixé au suremballage. Le capuchon est fixé par tout système de fixation mécanique adapté, par exemple un système à baïonnette ou à filetage, un système à 1 5 clipsage, par des vis.... - il comprend en outre au moins un élément amortisseur additionnel formé en matériau souple agencé entre le capuchon et le bloc robinet ou le capotage de protection. - l'élément amortisseur additionnel est formé d'un matériau souple choisi parmi les élastomères et les mousses synthétiques. 20 - il comprend en outre au moins un élément amortisseur latéral, de préférence plusieurs éléments amortisseurs latéraux formant des éléments de calage supplémentaires. Ces des éléments amortisseurs latéraux sont positionnés entre le corps du récipient et le suremballage rigide, c'est-à-dire qu'ils sont pris en sandwich entre eux de manière à opérer un calage latéral du récipient dans le suremballage et empêcher ainsi ou minimiser tout 25 mouvement latéral du récipient. - le récipient est pris 'en sandwich' entre l'élément amortisseur et l'élément amortisseur additionnel de manière à assurer son calage dans le suremballage équipé du capuchon. - le suremballage recouvre le fond de récipient et toute la paroi périphérique du 30 corps du récipient, et le capuchon englobe tout le capotage de protection. - le récipient de gaz contient du gaz, c'est-à-dire un gaz unique ou un mélange gazeux. - le suremballage et le capuchon sont amovibles, c'est-à-dire que le récipient peut être dissocié ou séparé du suremballage et/ou du capuchon. Ainsi, ils peuvent être démontés du récipient lors des périodes de conditionnement et/ou vérification/maintenance. - le suremballage est formé d'une pièce unique. - le suremballage est formé de plusieurs sous-parties. - le suremballage comprend deux demi-coques venant se fixer l'une à l'autre, de préférence chaque demi-coque comprend une structure en demi-cylindre. - le suremballage comprend deux demi-coques et une partie de fond venant se solidariser les unes aux autres. Les deux demi-coques viennent prendre « en sandwich » tout ou partie du corps du récipient. La partie de fond vient englober le bas du corps du récipient et son fond. - le suremballage comprend une sous-partie en fourreau et une sous-partie en couronne venant se fixer à la sous-partie en fourreau. La sous-partie en fourreau reçoit le fût ou corps de récipient qui y est inséré axialement, et la sous-partie en couronne est s'agencée autour de l'ogive en partie haute du récipient. - le récipient a une hauteur comprise entre 10 et 180 cm (mesurée entre l'extrémité du fond et la limite entre ogive et col), de préférence entre 15 et 120 cm - le récipient a un diamètre externe compris entre 4 et 21 cm (mesuré au milieu du corps cylindrique), de préférence entre 5 et 15 cm. - le récipient est une bouteille de gaz, encore appelée bonbonne. Un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention est particulièrement adapté à une utilisation pour stocker ou pour distribuer un gaz ou un mélange gazeux, c'est-à-dire un ou plusieurs composés gazeux, conditionné sous forme comprimé, dissous ou liquide. Le gaz ou mélange gazeux est choisi parmi l'oxygène, l'air, un mélange N20/02, un 25 mélange He/02, un mélange NO/azote ou tout autre gaz ou mélange gazeux. Il est conditionné dans le récipient à une pression pouvant atteindre 700 bar abs, typiquement moins de 350 bar abs. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi 30 lesquelles : - la Figure 1 schématise un premier mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention, - la Figure 2 schématise un deuxième mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention, - la Figure 3 schématise un troisième mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention, et - la Figure 4 schématise un quatrième mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention, qui est une variante de celui de la Figure 3. La Figure 1 schématise un récipient 1 du type bouteille de gaz d'un premier mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention. Il comporte typiquement un corps 2 cylindrique 3 creux fermé, à sa base ou partie inférieure 4, par un fond plat ou convexe 6, c'est-à-dire bombé, et comprenant, en partie haute 3, une ogive portant un col muni d'un orifice de sortie par lequel le gaz peut être introduit ou, à 1 0 l'inverse, extrait du volume intérieur creux du corps 2 de la bouteille 1. Le corps cylindrique creux 2 est ici de type composite, c'est-à-dire formé d'une partie creuse délimité par une paroi périphérique 3 formant le corps cylindrique 2, couramment appelé « liner », laquelle est recouverte d'un bobinage de filaments fixés par une résine qui forme alors un revêtement externe transparent à la surface du corps ou fût de 15 la bouteille 1. Le liner est métallique ou polymère, et est recouvert par exemple d'une résine epoxy et de fibres de verre sous jacentes. Typiquement, un tel récipient 1 a une hauteur comprise entre 10 et 180 cm (mesurée entre l'extrémité du fond 6 et la limite entre ogive et col), et un diamètre externe compris entre 4 et 21 cm (mesuré au milieu du corps cylindrique 2, c'est-à-dire environ à 20 mi-hauteur). Le récipient 1 est généralement équipé d'un bloc robinet, avec ou sans détendeur intégré, et est muni ici d'un capotage ou chapeau de protection 35 agencé autour du bloc robinet et servant à le protéger des chocs notamment. Le corps cylindrique 2 et le fond 6 du récipient 1 sont recouverts d'un suremballage 25 rigide 10 formant un manchon 11 ou carquois cylindrique dans lequel est inséré le récipient 1. Typiquement, le suremballage est en matériau plastique et a une épaisseur inférieure à 2 cm, typiquement comprise entre 0.5 et 5 mm. Selon la présente invention, afin de garantir un bon calage du récipient 1 dans le suremballage rigide 10, malgré les différences structurelles pouvant exister d'un récipient à 30 l'autre, au moins un premier élément amortisseur 20 formé d'un matériau souple, c'est-à- dire deformable, est agencé entre le fond 6 de récipient et le suremballage 10. L'élément amortisseur 20 repose sur le fond intérieur 12 du suremballage 10 et le fond 6 du récipient 1 vient quant à lui reposer sur l'élément amortisseur 20 qui se déforme légèrement sous l'effet de la masse du récipient 1. Préférentiellement, en tant qu'élément amortisseur 20, on utilise un matériau acceptant une certaine souplesse à la compression, typiquement de l'ordre de 1 à 5% dans le sens axial, et de dureté inférieure à environ 80 Shore A. Par exemple, un matériau de type élastomère simple (caoutchouc) ou élastomère thermoplastique (TPE), ou une mousse usinée. L'élément amortisseur 20 peut revêtir différentes formes, par exemple une forme d'anneau ou de couronne évidée en son centre pour recevoir dans cet évidement le fond bombé 6 de la bouteille 1. Il peut aussi revêtir une forme de coupelle ou de calice, ou alors une forme de plaque. Selon un autre mode de réalisation, il peut aussi être conformé pour épouser le contour ou profil, c'est-à-dire la forme externe, de la partie bombée 6 du récipient 1. Par ailleurs, l'élément amortisseur 20 peut aussi être formé d'une pièce unique ou alors résulter de l'assemblage de plusieurs sous-parties, c'est-à-dire formé de plusieurs pièces ou sous-unités qui sont fixées ou non les unes ou autres. L'élément amortisseur 20 a une épaisseur (selon l'axe de la bouteille) qui est typiquement comprise entre quelques mm et quelques cm, par exemple entre 2 mm et 5 cm, ou plus. Comme on le voit aussi sur la Figure 1, dans ce mode de réalisation, la bouteille 1 est surmontée d'un capotage de protection 30 destiné à protéger le bloc robinet de distribution de gaz monté sur le col de la bouteille (non visible). Le capotage de protection 30 peut être formé d'une seule pièce ou, comme ici, de deux pièces ou plus venant s'assembler autour du bloc robinet pour le protéger. Afin de garantir une meilleure tenue encore du récipient 1 dans le suremballage 10, on prévoit aussi un capuchon 30 venant recouvrir le capotage de protection 35, lequel capuchon 30 vient se fixer au corps 11 du suremballage 10, et par ailleurs au moins un élément amortisseur additionnel 21, c'est-à-dire un deuxième élément amortisseur 21 (ou plusieurs sous-éléments), qui est lui aussi formé d'un matériau souple et qui vient se positionner entre le capuchon 30 et le capotage de protection 35. Le capuchon 30 est fixé au capotage de protection 35 par tout moyen de fixation adapté, par exemple par vissage ou autre. L'élément amortisseur additionnel 21 peut être formé du même matériau souple que le premier élément amortisseur 20 ou d'un autre matériau souple et deformable. L'élément amortisseur additionnel 21 et le premier élément amortisseur 20 sont donc agencés de manière à prendre en sandwich la bouteille 1 équipée de son capotage 25 et à ainsi améliorer son calage dans le suremballage 10, ce qui permet d'éviter les problèmes susmentionnés liés aux différences de structure d'un récipient à un autre. La Figure 2 schématise un deuxième mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention dans lequel le suremballage rigide 10 formant manchon 11 cylindrique est constitué de plusieurs sous-parties 11a, 11b, 11c venant s'assembler les unes aux autres, à savoir ici deux demi-cylindres ou demi-coques 11a, 1 lb complémentaires l'une de l'autre venant entourer toute la partie cylindrique 3 du corps 2 de la bouteille 1, et une pièce de fond 11c portant le fond 12 du suremballage rigide 10. Ces sous-parties 11a, 1 lb, 11c sont fixées les unes ou autres par tout moyen, par exemple par emboitement, clipsage, au moyen de vis ou autres. Comme précédemment, un premier élément amortisseur 20 est agencé au niveau du fond 6 du récipient 1. Par ailleurs, des éléments de calage supplémentaires formant des éléments amortisseurs latéraux 22 sont positionnés entre le corps 2 de la bouteille 1 et le suremballage rigide 10, c'est-à-dire pris en sandwich entre eux, de manière à opérer un calage latéral de la bouteille 1 dans le suremballage rigide 10. Ils sont typiquement constitués du même matériau que les premier et deuxième éléments amortisseurs 20, 21 mais peuvent aussi être formés d'un autre matériau. En outre, dans ce mode de réalisation, le capotage 35 est surmonté d'une poignée de portage 36 mais n'est pas recouvert par un capuchon. Le suremballage rigide 10 ne recouvre que le corps cylindrique de la bouteille 1. La Figure 3 schématise un troisième mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention, dans lequel le suremballage rigide 10 formant manchon 11 cylindrique est constitué de deux sous-parties 13, 14 venant s'assembler l'une à l'autre, à savoir une partie en fourreau 13 venant s'agencer autour du fût ou corps 2 de la bouteille 1 et une partie en couronne 14 venant s'agencer autour de l'ogive 5a située en partie haute ou supérieure 5 de la bouteille 1. La partie en couronne 14 peut être constituée d'une seule pièce lorsque par exemple son insertion autour du dôme ou ogive 5a du récipient 1 peut se faire autour du diamètre du chapeau 35, ou alors de plusieurs pièces lorsque le diamètre externe du chapeau 35 ne le 30 permet pas. Les deux sous-parties 13, 14 sont formées de matière plastique et fixées l'une à l'autre par exemple par vissage, par clipsage ou emmanchage, de manière à permettre le coincement mécanique du récipient 1 selon son axe longitudinal, à l'intérieur de ces deux sous-parties 13, 14. Là encore, un élément amortisseur 20 est agencé entre le fond 6 du récipient 1 et le fond 12 du suremballage 10 de manière à absorber les différences de structure existant d'une bouteille à une autre. Optionnellement, on peut aussi agencer un élément de calage supplémentaire entre la partie en couronne 14 et le corps 2 de la bouteille 1 La Figure 4 schématise un quatrième mode de réalisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'invention qui est une variante de celui de la Figure 3, dans lequel on prévoit une interface de fixation mécanique 25 permettant de solidariser la partie en couronne 14 avec le chapeau 35 du récipient 1. La présente invention est utilisable pour conditionner tout gaz ou mélange gazeux, quelle que soit sa forme, c'est-à-dire que ce gaz soit comprimé, dissous ou liquide. REVENDICATIONS1. Ensemble de conditionnement de gaz (1, 10, 20) comprenant : - un récipient de gaz (1) comprenant un corps de récipient creux (2) comprenant une paroi périphérique (3) définissant un volume interne conçu pour revoir le gaz, et comprenant un fond de récipient (6) à une extrémité inférieure (4) et un orifice de sortie à une extrémité supérieure (5), et - un suremballage (10) formant un manchon rigide (11) recouvrant au moins le fond (6) et au moins une partie de la paroi périphérique (3) du corps (2) du récipient (1), caractérisé en ce qu'au moins un élément amortisseur (20) formé d'un matériau souple est agencé entre le fond (6) de récipient et le suremballage (10). 2. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (20) est agencé à l'intérieur du suremballage (10) entre le fond (12) dudit suremballage (10) et le fond (6) de récipient. 3. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (20) est formé d'un matériau présentant une compressibilité comprise entre 1 et 10% dans le sens axial, de préférence entre 1 et 5%. 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (20) est formé d'un matériau présentant une dureté inférieure ou égale à 80 Shore A. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (20) est formé d'un matériau choisi parmi les élastomères et les mousses synthétiques. 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le suremballage (10) a une épaisseur comprise entre 0.5 et 5 mm, de préférence entre 1 et 3 mm. 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient de gaz (1) est en matériau composite à fond convexe, de préférence un matériau composite comprenant au moins une résine et un enroulement de fibres. 8. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient de gaz (1) est équipé d'un bloc robinet autour duquel est agencé un capotage de protection (35), de préférence un bloc robinet à système de détente intégré. 9. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le suremballage (10) est en matériau polymère. 10. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capuchon (30) agencé autour du bloc robinet ou du capotage de protection (35), et fixé au suremballage (10). 11. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un élément amortisseur additionnel (21) formé en matériau souple agencé entre le capuchon (30) et le bloc robinet ou le capotage de protection (35). 12. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément amortisseur additionnel (21) est formé d'un matériau souple choisi parmi les élastomères et les mousses synthétiques. 13. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le suremballage (10) recouvre le fond (6) de récipient et toute la paroi périphérique (3) du corps (2) du récipient (1), et le capuchon (30) englobe tout le capotage de protection (35). 14. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le suremballage (10) comprend plusieurs sous-parties (13, 14 ; 11a, 1 lb, 11c) fixées les unes aux autres. 15. Utilisation d'un ensemble de conditionnement de gaz selon l'une des revendications précédentes pour stocker ou pour distribuer un gaz ou un mélange gazeux.