Brevet FR3091742A1 — publié le 20200717

Description Titre de l'invention : Prise de distribution de gaz avec système de maintien de fuite résiduelle [0001] L'invention concerne une prise de distribution de fluide, notamment de gaz, comprenant un système de sécurité incluant une bille-clapet agencée dans une chambre à bille dont les parois forment siège de clapet, conligurés pour maintenir un débit de fuite résiduel, qui soit audible par un utilisateur, lorsque les éléments de contrôle du passage (le gaz sont démontés et extraits du corps de prise, et son utilisation pour fournir un gaz dans un bâtiment hospitalier. [0002] Il est usuel d'utiliser des prises de distribution de fluide pour distribuer les fluides, en particulier les gaz médicaux, au sein des bâtiments hospitaliers. Les prises de distribution de fluide sont appelées prises murales car elles sont généralement montées, directement ou indirectement, sur les parois, c'est-à-dire les murs ou analogues, des bâtiments hospitaliers. On les trouve notamment dans les chambres des patients, dans les salles d'opération ou de soins, ou d'autres pièces du bâtiment. [0003] Ces prises permettent de fournir les gaz médicaux, par exemple l'oxygène, le protoxyde d'azote ou l'air, véhiculés par les réseaux de canalisations de gaz parcourant les bâtiments hospitaliers, aux appareils et équipements utilisés pour traiter et soigner les patients au sein de ces bâtiments. [0004] Ainsi, le document FR-A-2628820 propose une prise de distribution de fluide, appelée raccord à verrouillage automatique, comprenant un corps de prise de forme allongée comprenant une cavité ou passage central traversant axialement le corps de prise de sorte de relier fluidiquemcnt une extrémité amont, aussi appelée extrémité d'entrée ou extrémité distalc, à une extrémité aval, aussi appelée extrémité de sortie ou extrémité proximale comprenant un orifice de fourniture de fluide. Le fluide, tel un gaz médical, circule de l'extrémité amont vers l'extrémité aval, lorsqu'un connecteur d'un appareil ou équipement médical, notamment le connecteur d'une conduite de gaz, est raccordé mécaniquement et fluidiquement à la prise. [0005] Des éléments de contrôle du passage de gaz agencés, de manière démontable, dans le passage central permettent de contrôler la libération du gaz, en particulier d'empêcher toute délivrance du gaz quand aucun connecteur s'y est branché. Ces éléments de contrôle du passage de gaz sont situés d'une portion aval de la prise située du côté de l'orifice de sortie de fluide, et comprennent notamment un guide-embout avec un clapet de tête coulissant, normalement repoussé contre un siège de clapet par un ressort. Ces éléments de contrôle du passage de gaz doivent être régulièrement démontés et extraits du corps de prise pour vérification et maintenance, voire rem- 2 placement. [0006] La portion amont du corps de prise, qui est située du côté de l'extrémité amont, comprend, par ailleurs, un système de sécurité agencé dans le passage central de fluide, permettant d'empêcher que le gaz ne puisse s'échapper de la prise lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz sont démontés et extraits du corps de prise. Ce système de sécurité comporte une bille faisant office de clapet de sécurité venant, sous l'effet de la pression fluidique s'exerçant sur la bille, appuyer sur et obturer un siège de clapet, lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz sont démontés. La bille est insérée et retenue dans un petit compartiment agencé sur le passage central de gaz, comprenant un orifice d'entrée de gaz et un orifice de sortie de gaz, le siège de clapet étant agencé au niveau de l'orifice de sortie de gaz. [0007] Lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz sont démontés, en particulier le guide-embout et les autres éléments internes, la bille vient appuyer de manière étanche contre le siège de clapet, ce qui obture l'orifice de sortie de gaz et empêche tout passage de gaz en direction de l'extrémité aval et de l'orifice de fourniture de fluide. [0008] Bien que ce type de prise donne satisfaction, il a été toutefois constaté en pratique qu'un problème pouvait se poser, lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz sont démontés. En effet, l'étanchéité entre bille et clapet du système de sécurité est souvent imparfaite et un très faible débit de gaz peut alors s'échapper entre bille et le siège de clapet, et donc de la prise elle-même. [0009] Or, ces fuites involontaires perdurent tant que l'utilisateur ne remonte pas les éléments de contrôle du passage de gaz, notamment le guide-embout et les autres éléments internes susmentionnés. A ce jour, l'utilisateur n'a actuellement aucun moyen de savoir si une telle fuite existe ou non. On comprend alors que des quantités importantes de gaz peuvent être perdues surtout si l'utilisateur tarde à remonter les éléments internes de la prise, après leur maintenance ou leur remplacement. [0010] La présente invention vise dès lors à proposer une prise de distribution de fluide améliorée, notamment par rapport à celle décrite par FR-A-2628820, permettant à l'utilisateur de savoir immédiatement qu'une fuite a lieu de manière à l'inciter à réagir immédiatement en réalisant les opérations de maintenance et de remontage dans les meilleurs délais. [0011] La solution de l'invention est alors une prise de distribution de fluide, notamment de gaz, comprenant : un corps de prise comprenant un passage central traversant axialement (i.e. selon l'axe AA) le corps de prise en reliant fluidiquement une extrémité amont à une extrémité aval comprenant un orifice de fourniture de fluide, des éléments de contrôle du passage de gaz, agencés de manière démontable et extractible, dans le passage central, permettant de contrôler la libération du 3 gaz, et un système de sécurité agencé dans le passage central, entre l'extrémité amont de la prise et les éléments de contrôle du passage de gaz, le système de sécurité comprenant une bille-clapet et une chambre à bille dans laquelle est logée la bille-clapet, la chambre à bille comprenant un orifice d'entrée de gaz et un orifice de sortie de gaz, et un siège de clapet à bille, ladite bille-clapet coopérant avec le siège de clapet à bille pour contrôler le passage de gaz au travers de l'orifice de sortie de gaz, [0012] caractérisée en ce que : la paroi interne de la chambre à bille est conformée pour présenter une portion de forme générale conique ou tronconique constituant le siège de clapet à bille contre lequel vient appuyer la bille-clapet, et la conicité, aussi appelée angle de cône (a), de la portion de forme générale conique ou tronconique et le diamètre de la bille-clapet sont choisis de sorte que la bille-clapet vienne coopérer de manière non-étanche avec le siège de clapet à bille, lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz sont extraits du passage central et qu'une pression fluidique s'exerce sur la bille-clapet en direction du siège de clapet à bille. [0013] Selon le cas, la prise de distribution de fluide de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : la paroi interne de la chambre à bille est conformée pour présenter une portion de forme générale préférentiellement tronconique. la bille-clapet coopère de manière non-étanche avec le siège de clapet à bille de sorte qu'un débit de fluide non-nul s'établisse au travers de l'orifice de sortie de gaz. la bille-clapet coopère de manière non-étanche avec le siège de clapet à bille de sorte d'un débit de fluide non-nul s'établisse au travers de l'orifice de sortie de gaz, ledit débit de fluide étant suffisant pour générer un bruit de fuite, en particulier un sifflement, audible par un utilisateur, c'est-à-dire perceptible par l'oreille humaine. la conicité, c'est-à-dire l'angle de cône (a), de la portion de forme générale conique ou tronconique, de préférence tronconique, est comprise entre 40 et 70°. la conicité (a)de la portion de forme générale conique ou tronconique, de préférence tronconique, est comprise entre 55° et 65°. le diamètre (D) de la bille-clapet est compris entre 8 et 25 mm c'est-à-dire que son rayon est compris entre 4 et 12,5 mm. le diamètre (D) de la bille-clapet est compris entre 10 et 20 mm c'est-à-dire que son rayon est compris entre 5 et 10 mm. l'orifice de sortie de gaz a une dimension (d) comprise entre 2 et 7 mm, de préférence un diamètre d'orifice de l'ordre de 6 mm. les éléments de contrôle du passage de gaz démontables et extractibles comprennent un guide-embout, un clapet de tête mobile, un siège de clapet et un ressort. le ou les matériaux constitutifs de la bille et de la chambre à bille sont choisis de telle sorte qu'ils ne se déforment pas sous l'effet du gaz au niveau de leurs zones de contacts. la bille est en acier inoxydable. la chambre à bille est formée de laiton. [0014] L'invention concerne aussi une utilisation d'une prise de distribution de fluide selon l'invention pour distribuer un fluide, en particulier un gaz médical, au sein d'un bâtiment hospitalier. [0015] Selon le cas, l'utilisation d'une prise selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : la prise est agencée sur une paroi, tel un mur ou une cloison, du bâtiment hospitalier. la prise est reliée fluidiquement au réseau de canalisations de gaz agencé dans le bâtiment hospitalier. la prise fourni un gaz médical comprenant un ou plusieurs composés gazeux, i.e. un gaz « pur » ou un mélange gazeux. la prise fournit un gaz médical choisi parmi l'oxygène, l'air médical, le protoxyde d'azote (N20), le CO,,, N,, l'air moteur aux appareillages venant s'y raccorder. le bâtiment hospitalier est un hôpital, une clinique ou analogue. la prise est reliée à un appareil ou équipement médical, tel un ventilateur d'assistance respiratoire, via un connecteur de raccordement fluidique. Le connecteur peut être agencé directement sur l'appareil ou agencé à une extrémité libre d'une conduite de fluide, tel un tuyau flexible, laquelle conduite de fluide est reliée audit appareil ou équipement médical. [0016] 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. [0017] [fig.1] est un schéma en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une prise de distribution de fluide selon l'invention. [0018] [fig.2] est une vue schématique grossie d'une partie de la prise de la Figure 1. [0019] [fig.3] schématise l'angle de conicité (a) de la chambre à bille d'une prise de distribution de fluide selon l'invention. [0020] La Figure 1 est un schéma en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une prise de distribution de fluide 1 selon l'invention, à savoir ici une prise de distribution de gaz médical, destinée à être agencée sur un support, telle une paroi, par exemple un mur ou une cloison, d'un bâtiment hospitalier ou à un caisson ou analogue, en y étant raccordée au réseau de canalisations dudit bâtiment. [0021] Cette prise de distribution de gaz 1 comprend un corps de prise 2, de forme générale allongée ou longiligne, comprenant un passage central 3 traversant axialcment le corps de prise 2 en reliant fluidiquement une extrémité amont 2a à une extrémité aval 2h comprenant un orifice 4 de fourniture de fluide. Le passage central 3 s'étend sur la totalité ou quasi-totalité du corps de prise 2. L'extrémité amont 2a comprend quant à elle un conduit ou une tubulure 13 d'alimentation en gaz dont le lumen est relié fluidiquement au passage central 3 et, par ailleurs, à l'une des canalisations du réseau de canalisation (non montré) du bâtiment. Ce conduit ou tubulure 13 est solidaire du corps de prise 2. [0022] Le gaz provenant de la canalisation d'amenée de gaz du réseau de canalisation chemine donc successivement dans le lumen du conduit 13 et dans le passage central 3, y compris au travers de la chambre à bille 6, comme expliqué ci-après, avant de ressortir de la prise 1 par l'orifice 4 de fourniture de fluide. De préférence, le conduit ou tubulure 13 est agencé de manière perpendiculaire à l'axe longitudinal (AA) du corps de prise 2, comme illustré en Figure 1. [0023] Des éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17 sont agencés de manière dé- montable et extractible, dans le passage central 3. Ils permettent de contrôler la libération du gaz, c'est-à-dire le débit de gaz sortant par l'orifice 4 de fourniture de fluide. [0024] Typiquement, ces éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17 comprennent notamment au moins un guide-embout 15, un clapet de tête 16, un siège de clapet et un ressort 17 ou tout autre moyen élastique. Le guide-embout 15 et le clapet de tête sont mobiles en translation selon l'axe AA, en particulier lorsqu'un connecteur d'appareil médical ou analogue est raccordé fluidiquement à l'extrémité aval 2b comprenant l'orifice 4 de fourniture de fluide. [0025] Afin de permettre un raccordement mécanique d'un tel connecteur (non montré), le profil de l'extrémité aval 2b du corps de prise 2 est conformé pour présenter une forme complémentaire de celle du connecteur d'appareil médical ou analogue doit y être raccordé mécaniquement et fluidiquement. [0026] Jusque-là, le fonctionnement de la prise 1 de l'invention est identique à celui de la 6 prise décrite par FR-A-2628820. [0027] Par ailleurs, la prise comprend aussi un système de sécurité 5, 6 agencé dans le passage central 3, à savoir entre l'extrémité amont 2a de la prise 1 et les éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17. [0028] Le système de sécurité 5, 6 comporte une bille-clapet 5, par exemple une bille d'acier inoxydable, et une chambre à bille 6 dans laquelle est logée la bille-clapet 5, ladite bille-clapet 5 étant mobile dans ladite chambre 6, c'est-à-dire déplacement axialement (axe AA) dans ladite chambre à bille 6. [0029] Plus précisément, la chambre à bille 6 comprend un orifice d'entrée de gaz 8 par lequel le gaz sous pression provenant du conduit 13 et de la portion amont 3a du passage central 3 peut pénétrer dans la chambre 6, et un orifice de sortie de gaz 7 par lequel le gaz présent dans la chambre 6 peut en ressortir pour continuer son trajet dans le reste du passage central 3, c'est-à-dire dans la portion aval 3h du passage central 3. La chambre à bille 6 comprend aussi un siège de clapet à bille 9 avec lequel coopère la bille-clapet 5 pour contrôler le passage dc gaz au travers de l'orifice dc sortie de gaz 7. [0030] La bille bille-clapet 5 est préférentiellement sphérique mais il pourrait, selon d'autres modes de réalisation, présenter une forme équivalente, par exemple être ovale ou similaire. [0031] Selon la présente invention, la paroi interne 10 de la chambre à bille 6 est conformée pour présenter une portion de forme générale conique ou tronconique 11, à savoir ici tronconique, constituant le siège de clapet à bille 9 contre lequel vient appuyer la bille-clapet 5, comme visible sur la Figure 1 et la Figure 2. [0032] Avantageusement, la conicité ou angle de cône (a) de la portion de forme générale ici tronconique 11 et le diamètre de la bille-clapet 5 sont choisis de sorte que la bille-clapet 5 vienne coopérer de manière volontairement non-étanche avec le siège de clapet à bille 9, lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17 sont extraits du passage central 3 et qu'une pression fluidique s'exerce sur la bille-clapet 5 en direction du siège de clapet à bille 9, c'est-à-dire lorsqu'un gaz sous pression (i.e., > 1 bar abs) provenant du conduit 13 et de la portion amont 3a du passage central 3 exerce une force ou poussée contre la billet-clapet 6 dans le sens tendant à la repousser contre le siège de clapet 9 et/ou en direction de l'orifice de sortie de gaz 7 aménagé dans le fond de la chambre 8. [0033] Plus précisément, selon l'invention, la bille-clapet 5 coopère de manière non-étanche avec le siège de clapet à bille 9 de sorte qu'un débit de fluide non-nul puisse s'établir au travers de l'orifice de sortie de gaz 7, lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17 sont extraits du passage central 3. [0034] Ce débit de fluide doit être suffisant pour générer un bruit de fuite, en particulier un sifflement, audible par un utilisateur pour le prévenir qu'une fuite de gaz a lieu et qu'il 7 est alors nécessaire de procéder à une remise en place rapide des éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17 ayant été extraits du passage central 3. [0035] Pour se faire, la conicité (a), aussi appelé angle de cône, de la portion de forme générale tronconique 11 est comprise entre environ 40 et 70°, comme illustré en Figure 3, de préférence, entre environ 55° et 65°. Par ailleurs, on choisit un diamètre (D) de la bille-clapet 5 est compris entre environ 8 et 25 mm, de préférence entre environ 10 et 20 mm. soit un rayon entre 5 et 10 mm environ. [0036] A titre d'exemple, le tableau suivant donne des valeurs de conicité (a) et de diamètre (D) et de rayon (r) de bille-clapet 5 utilisables dans une prise 1 selon l'invention. [Tableaux1] a D r Exemple 1 55° 10 mm 5 mm Exemple 2 60° 16 mm 8 mm Exemple 3 65° 20 mm 10 mm [0037] Par ailleurs, l'orifice de sortie de gaz 7 a par exemple une dimension (d), tel un diamètre, comprise entre 2 et 8 mm. [0038] Selon l'invention, le débit de gaz qui fuit au travers de l'orifice de sortie de gaz 7, lorsque les éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17 sont extraits du passage central 3, génère un bruit de fuite, tel un sifflement, audible par un utilisateur, par exemple un technicien de maintenance, de sorte de l'avertir de l'existence de cette fuite résiduelle volontaire en rendant audible le fait que la prise 1 n'est pas utilisable en l'état. [0039] Il convient cependant de veiller, lors du choix des diamètre (D) et angle de cône (a), à ce que le débit de fuite ne soit pas trop faible pour que le bruit généré, i.e. sifflement ou analogue, soit assez fort pour être audible par l'utilisateur mais, à l'inverse, pas trop élevé pour ne pas consommer trop de gaz inutilement et par ailleurs ne pas gêner le remontage des éléments de contrôle du passage de gaz 15, 16, 17 dans le passage centrale 3 de la prise 1. Ceci peut être fait empiriquement via des essais dans le cadre desquels on fait varier le diamètre (D) de bille 5 et/ou l'angle de cône (a) de la chambre 6 à bille. [0040] Préférentiellement, on choisit aussi le ou les matériaux constitutifs de la bille 5 et de la chambre à bille 6, en particulier de la paroi 10 au niveau de la zone de contact entre la bille 5 et la chambre à bille 6, de telle sorte qu'ils ne se subissent pas de déformations sous l'effet de la pression du gaz. Par exemple, on choisit de réaliser la bille 5 en acier inoxydable et la chambre à bille 6 en alliage de cuivre, notamment en laiton. [0041] Une prise de distribution de gaz 1 selon l'invention est particulièrement adaptée à 8 une utilisation pour distribuer un fluide, en particulier un gaz ou mélange gazeux, au sein d'un bâtiment hospitalier ou analogue. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]