BOUCHON DE BOUTEILLE DE GAZ COMPRIME La présente invention a pour objet un bouchon destiné à être monté sur le col de récipients de fluide sous pression, en particulier les bouteilles de gaz comprimé et une ou plusieurs pièces de fonction amovibles pouvant servir soit au remplissage soit à la distribution du fluide sous pression; bien que dans la présente description on se référera à la seule dénomination gaz , il est entendu que cette invention peut s'appliquer à tout fluide sous pression, liquide ou gazeux, toute composition, de mélange ou mono composant. De même, l'appellation bouteille de gaz se réfère à tout récipient de fluide sous pression. The present invention relates to a plug for mounting on the neck of pressurized fluid containers, in particular compressed gas bottles and one or more removable functional parts that can be used either for filling or for dispensing. the distribution of the fluid under pressure; although in the present description reference will be made to the sole name gas, it is understood that this invention can be applied to any fluid under pressure, liquid or gaseous, any composition, mixture or mono component. Likewise, the term "gas bottle" refers to any fluid container under pressure.
Le secteur technique de l'invention est le domaine du stockage et de la distribution de fluide sous pression, en particulier les gaz sous forme comprimée dans des bouteilles. De façon classique, les bouteilles de gaz comprennent un col sur lequel l'on vient généralement cette vanne, tout dispositif nécessaire remplissage soit la distribution tel détendeurs. Il s'ensuit des manipulations complexes et délicates à chaque changement de bouteille. Afin de gagner en encombrement, de nombreux dispositifs de robinet-détendeur intégré ont aussi été développés pour adapter de tels systèmes détendeurs à des bouteilles de gaz. On peut citer par exemple la demande de brevet FR 00 07353 de la société AIR LIQUIDE qui décrit un bloc demeure. Et l'on vient ensuite raccorder en fixer une vanne d'arrêt et d'isolement qui reste à sortie de soit au que des détendeur ou robinet-détendeur intégré à pression ou débit réglable, destiné aux bouteilles de gaz et économique, robuste, et d'usage et de maintenance aisés. On peut aussi citer la demande de brevet européen EP0275242 de la société AGA qui décrit une vanne de bouteille complexe intégrant un détendeur, et fixée de façon permanente sur la bouteille. De même, on connaît la demande de brevet mexicain MXPA 006 de la société LINDE, décrivant une vanne l0 intégrée et simple pour la distribution facile de gaz. De même, on connaît la demande US2006231142 de la société TESCOM qui décrit un détendeur qui se visse sur un bouchon fixé sur le col d'une bouteille de gaz et vient rompre un disque de rupture fixé sur le bouchon. 15 On pourrait citer de nombreux autres dispositifs de même type, mais soient ils ne répondent pas pour certains, à une véritable simplicité d'usage, soit ils ne répondent qu'à une seule fonction, soit ils sont tous assez complexes de réalisation. 20 Le problème posé est donc de pouvoir remplir un récipient sous pression et ensuite de pouvoir distribuer le fluide contenu dans celui-ci avec des dispositifs simples. Ce ou ces dispositifs doivent être aptes à permettre soit le remplissage du récipient, soit 25 l'utilisation du fluide contenu dans celui-ci à pression ou à débit constant, et cela en continu sans actionnement manuel autre que celui de la mise en place. De plus ces dispositifs doivent être le plus simple possible à réaliser, et nécessitant moins de pièces que les autres 30 dispositifs connus. Une solution au problème posé est un bouchon spécifique destiné à être fixé de façon permanente sur le col de la bouteille, et sur lequel on peut venir fixer divers autres dispositifs amovibles coopérant avec lui. Le résultat est un bouchon étanche, destiné à être fixé sur le col d'un récipient de gaz comprimé sous pression, de type bouteille de gaz et comprenant au moins un conduit interne assurant le passage du gaz à travers dudit bouchon. Ce nouveau bouchon comprend: un système de fixation apte à assurer la fixation amovible d'une pièce de jonction avec la partie haute dudit bouchon, agencée de manière à former avec ladite pièce de jonction, une chambre intermédiaire dans laquelle débouche le conduit interne un système d'étanchéité apte à assurer l'étanchéité entre ledit bouchon et ladite pièce de jonction, - un clapet disposé dans le conduit interne et maintenu en position fermée sur son siège, ledit clapet obturant le conduit interne en position de repos, et étant accessible depuis la chambre intermédiaire via un actuateur. Pour la fonction de remplissage, l'on peut venir adapter une vanne d'isolement intégrée telle que décrite ci-après. Pour la fonction de distribution, l'on peut adapter une pièce faisant office de détendeur intégré tel que décrit dans la demande de brevet FR 0411216000. Un tel détendeur intégré permet d'assurer en continu la diffusion du gaz à pression ou à débit constant, à partir de la bouteille de gaz munie de son bouchon. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. The technical field of the invention is the field of storage and distribution of fluid under pressure, in particular gases in compressed form in bottles. In a conventional manner, the gas bottles comprise a neck on which this valve is generally coming, any necessary device filling is the distribution such pressure reducers. It follows complex and delicate handling with each change of bottle. In order to save space, many integrated pressure reducing valve devices have also been developed to adapt such regulator systems to gas cylinders. For example, patent application FR 00 07353 by the company AIR LIQUIDE which describes a block remains. And it is then connected to fix a shutoff valve and isolation that remains output of either the pressure reducer or integrated pressure-regulating valve or adjustable flow, for gas cylinders and economic, robust, and easy to use and maintain. We can also mention the European patent application EP0275242 of the company AGA which describes a complex bottle valve incorporating a pressure regulator, and permanently attached to the bottle. Likewise, Mexican patent application MXPA 006 of the company LINDE is known, describing an integrated and simple valve 10 for the easy distribution of gas. Similarly, US2006231142 is known from the company TESCOM which describes an expansion valve which is screwed on a cap attached to the neck of a gas bottle and breaks a rupture disc fixed on the plug. Many other devices of the same type could be mentioned, but they do not answer for some, to a true simplicity of use, they answer only one function, or they are all rather complex of realization. The problem is therefore to be able to fill a pressure vessel and then to be able to dispense the fluid contained therein with simple devices. This or these devices must be able to allow either the filling of the container or the use of the fluid contained therein at constant pressure or constant flow, and this continuously without manual actuation other than that of the establishment. In addition, these devices must be as simple as possible to produce and require fewer parts than the other known devices. A solution to the problem posed is a specific plug to be fixed permanently on the neck of the bottle, and on which one can fix various other removable devices cooperating with it. The result is a sealed cap, intended to be fixed on the neck of a pressurized gas cylinder container of the gas bottle type and comprising at least one inner conduit ensuring the passage of gas through said plug. This new cap comprises: a fixing system adapted to ensure the removable attachment of a junction piece with the upper part of said plug, arranged to form with said junction piece, an intermediate chamber into which the inner conduit a system sealing device capable of sealing between said plug and said junction piece; a valve disposed in the internal duct and kept in closed position on its seat, said valve closing the internal duct in the rest position, and being accessible from the intermediate chamber via an actuator. For the filling function, it is possible to adapt an integrated isolation valve as described below. For the dispensing function, it is possible to adapt a part serving as an integrated pressure regulator as described in the patent application FR 0411216000. Such an integrated expansion valve makes it possible to continuously ensure the diffusion of the gas under pressure or at a constant flow rate, from the gas bottle with its cap. Other advantages of the present invention could be mentioned but those mentioned above already show enough to prove novelty and interest.
La description ci-après et les dessins joints représentent un exemple de la réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention. La figure 1 est une vue en coupe latérale d'un bouchon suivant l'invention monté sur une bouteille de gaz comprimé, et montrant la fixation amovible d'une pièce de jonction. The following description and the accompanying drawings show an example of the embodiment of the invention, but are not limiting in nature: other embodiments are possible within the scope and scope of this invention. Figure 1 is a side sectional view of a cap according to the invention mounted on a cylinder of compressed gas, and showing the removable attachment of a connecting piece.
La figure 2 est une vue en coupe latérale comme sur la figure 1 d'une autre variante d'un bouchon suivant l'invention, munie d'une pièce de jonction avec une étanchéité coulissante sur le bouchon. La figure 3 représente un détail de réalisation 15 d'une valve de type mâle, alors que la figure 4 représente une valve de type femelle. La figure 5 représente une variante de réalisation de la valve intégrée dans le corps du bouchon. La figure 6 est une vue en coupe d'un bouchon 20 suivant l'invention, avec une pièce de jonction formant vanne d'arrêt intégrée. La figure 7 est une vue en coupe latérale comme sur la figure 6 d'un bouchon suivant l'invention, avec une pièce de jonction formant détendeur simple étage, 25 afin de pouvoir distribuer le gaz contenu dans la bouteille à pression constante ou à débit constant. Le bouchon 1 suivant l'invention est réalisé en matériau compatible et étanche aux fluides utilisés. Sa partie inférieure généralement cylindrique, est fixée de 30 façon étanche au récipient 2 sous pression, généralement grâce à un filetage 50 qui se visse dans le col du récipient 2 et comprend tout dispositif d'étanchéité 60, tel qu'un joint, permettant une fixation étanche du bouchon sur la bouteille de gaz. Le bouchon comprend un conduit principal 4 mettant en relation l'intérieur de la bouteille 2 avec la partie supérieure du bouchon. Dans ce conduit principal est monté un clapet 5, maintenu en position fermée sur son siège 6 par la pression interne Pl de la bouteille et éventuellement par un dispositif élastique de rappel 7, tel qu'un ressort. Ce clapet obture le conduit principal au repos. Pour ouvrir ledit l0 clapet il est nécessaire d'appuyer sur la partie haute de celui-ci par l'intermédiaire d'un actuateur 8 et avec une force suffisante pour vaincre la pression interne Pl et la force éventuelle du ressort 7. Cet ensemble forme une valve fermée au repos. L'on peut distinguer deux modes de 15 réalisation de cette valve tels que détaillés dans les figures 3 et 4. Dans la figure 3 nous avons une valve de type mâle car l'actuateur 8 est constitué d'un doigt solidaire du clapet 5 et dépasse de l'orifice de sortie 19. 20 Dans la figure 4 nous avons une valve dite femelle car elle ne peut être actionnée que par un actuateur mâle 8 pénétrant à l'intérieur de l'orifice de sortie 19 pour atteindre le clapet 5. Enfin il peut être avantageux pour des raisons de 25 remplacement ou de réparations d'avoir un ensemble valve complet et séparé, comprenant le siège 6, son clapet 5 étanche sur celui-ci et de son éventuel moyen de rappel 7. Cet ensemble séparé est alors fixé, par vissage par exemple, et d'une manière étanche grâce à un joint 30 d'étanchéité 17, dans le corps du bouchon 1, à la sortie du conduit principal 4, tel que représenté dans la figure 5. Figure 2 is a side sectional view as in Figure 1 of another variant of a plug according to the invention, provided with a connecting piece with a sliding seal on the plug. Figure 3 shows an embodiment detail of a male type valve, while Figure 4 shows a female type valve. Figure 5 shows an alternative embodiment of the valve integrated in the body of the cap. Figure 6 is a sectional view of a plug 20 according to the invention, with a connecting piece forming an integrated stop valve. FIG. 7 is a side sectional view, as in FIG. 6, of a plug according to the invention, with a junction piece forming a single stage expander, in order to be able to dispense the gas contained in the constant pressure or flow rate bottle. constant. The plug 1 according to the invention is made of compatible material and fluid-tight used. Its generally cylindrical lower part is sealingly attached to the pressurized container 2, generally by means of a thread 50 which is screwed into the neck of the container 2 and comprises any sealing device 60, such as a seal, permitting a sealing the cap on the gas bottle. The stopper comprises a main duct 4 connecting the inside of the bottle 2 with the upper part of the stopper. In this main duct is mounted a valve 5, held in closed position on its seat 6 by the internal pressure P1 of the bottle and optionally by an elastic return device 7, such as a spring. This valve closes the main conduit at rest. To open said l0 valve it is necessary to press the upper part thereof through an actuator 8 and with sufficient force to overcome the internal pressure P l and the possible force of the spring 7. This set forms a closed valve at rest. Two embodiments of this valve can be distinguished as detailed in FIGS. 3 and 4. In FIG. 3 we have a male-type valve since the actuator 8 consists of a finger integral with the valve 5 and protrudes from the outlet port 19. In FIG. 4 we have a so-called female valve since it can only be actuated by a male actuator 8 penetrating inside the outlet orifice 19 to reach the valve 5. Finally it may be advantageous for reasons of replacement or repair to have a complete and separate valve assembly, including the seat 6, its valve 5 sealed thereon and its possible return means 7. This separate assembly is then fixed, by screwing for example, and in a sealed manner by means of a sealing gasket 17, in the body of the plug 1, at the outlet of the main pipe 4, as shown in FIG.
Le bouchon 1 comprend dans sa partie supérieure un dispositif d'accrochage 9, par exemple par filetage, ou bien par un système d'étrier, permettant de venir fixer solidairement une pièce de jonction 12 amovible. Un système d'étanchéité 10, tel qu'un joint torique, est apte à assurer l'étanchéité sur la face de contact 13 entre ledit bouchon et ladite pièce d'adaptation. Ce système de fixation de la pièce d'adaptation mobile permet de constituer, une fois celle-ci fixée sur la face supérieure dudit bouchon, une chambre intermédiaire 11 étanche entre ladite pièce d'adaptation et ladite partie haute du bouchon. Après fixation étanche de la pièce de jonction 12 sur le bouchon 1, il est possible d'agir sur le clapet 5 pour ouvrir le conduit interne 4 en permettant le passage du gaz contenu dans la bouteille 2 dans la chambre intermédiaire Il par un dispositif fixe ou mobile 20, qui vient en contact avec l'actuateur 8, une fois ladite pièce fixée sur le bouchon. The cap 1 comprises in its upper part a hooking device 9, for example by threading, or by a stirrup system, to fix a connecting piece 12 detachably. A sealing system 10, such as an O-ring, is able to seal on the contact face 13 between said plug and said adapter piece. This fastening system of the movable adaptation piece makes it possible to constitute, once it is fixed on the upper face of said plug, an intermediate chamber 11 sealed between said adapter piece and said upper part of the plug. After sealing of the connecting piece 12 on the plug 1, it is possible to act on the valve 5 to open the inner conduit 4 by allowing the passage of the gas contained in the bottle 2 in the intermediate chamber 11 by a fixed device or mobile 20, which comes into contact with the actuator 8, once said piece fixed on the plug.
Suivant un mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'étanchéité 10 peut se faire en statique, par appui sur la face de contact 13 plane. La géométrie de la chambre 11 est alors fixe et parfaitement définie. Elle ne varie pas lors de la fixation de la pièce 12 sur le bouchon 1. Suivant ce mode de réalisation, l'actuateur 8 est alors généralement actionné par un organe de commande mobile 20. Lors de la fixation de la pièce de jonction 12 sur le bouchon, l'organe de commande 20 vient en appui suivant une force prédéterminée contre l'extrémité supérieure de la valve et comprend tout dispositif permettant un tel appui sans obturer l'orifice de sortie de celle-ci. According to an embodiment shown in Figure 1, the seal 10 may be static, by pressing the contact surface 13 plane. The geometry of the chamber 11 is then fixed and perfectly defined. It does not vary during the fixing of the part 12 on the plug 1. According to this embodiment, the actuator 8 is then generally actuated by a movable control member 20. When fixing the connecting piece 12 on the plug, the control member 20 bears against a predetermined force against the upper end of the valve and includes any device for such a support without closing the outlet of the latter.
Suivant un mode de réalisation représenté sur la figure 2, l'étanchéité 10 peut se faire en dynamique, en coulissement sur la face de contact 13, afin de permettre un appui progressif de la valve par l'intermédiaire de l'organe de commande fixe ou mobile 20 sur l'actuateur 8, lors de la fixation de la pièce 12 par serrage progressif sur le filetage 9. De cette manière il est possible, par un moyen simple (nombre de tours de serrage) de contrôler le déplacement de l'actuateur 8 et/ou de la pression régnant dans la chambre 11. Dans les deux cas de figures, un conduit 14 dans la pièce de jonction relie la chambre intermédiaire 11 à l'extérieur et permet d'assurer le passage du gaz à l'extérieur. Il est possible de monter sur l'orifice de sortie 16 tous raccords, vannes, ou autres dispositifs (non représentés) permettant d'assurer ainsi la vidange du récipient, la purge, et le remplissage de la bouteille. Ledit orifice 16 peut aussi être muni d'une vanne pouvant assurer la fonction de régulateur de débit à une valeur souhaitée, ou tout autre dispositif. Suivant le mode de réalisation représenté dans la figure 6, l'actuateur 8 est fixé solidairement sur un organe de commande 20 actionné manuellement et de déplaçant axialement pour venir appuyer suivant une force suffisante pour ouvrir le clapet 5. Le gaz peut alors passer de l'intérieur de la bouteille dans la chambre intermédiaire 11, via le conduit principal 4. Suivant le mode de réalisation représenté sur la figure 7, l'organe de commande 20 commandant l'ouverture/fermeture du clapet 5 via l'actuateur 8, est un moyen élastique pouvant être constitué d'une membrane déformable fixée à sa périphérie ou d'un piston coulissant contre les parois latérales internes et muni d'un joint assurant l'étanchéité entre la chambre intermédiaire 11 et la chambre supérieure 30 comprenant soit un ressort de tarage 25 soit une contrepression P2, soit les deux. On peut alors considérer que la pièce de jonction réalise ainsi un moyen de détente. On se reportera à la description détaillée de la demande de brevet FR 0411216000 pour toute explication du fonctionnement d'un ensemble de détente intégrée tel que représenté sur la figure 7. Par ailleurs, selon un mode de réalisation non représenté, il est possible de réaliser une pièce de jonction réalisant un ensemble de détente à double étage selon le même principe décrit dans cette même demande de brevet FR 0411216000. According to an embodiment shown in FIG. 2, the seal 10 can be made dynamically, sliding on the contact face 13, in order to allow progressive support of the valve via the fixed control member. or movable 20 on the actuator 8, during the attachment of the piece 12 by progressive tightening on the thread 9. In this way it is possible, by a simple means (number of tightening turns) to control the movement of the actuator 8 and / or the pressure in the chamber 11. In both cases, a conduit 14 in the connecting piece connects the intermediate chamber 11 to the outside and ensures the passage of gas to the outside. It is possible to mount on the outlet 16 any fittings, valves, or other devices (not shown) to thereby ensure the emptying of the container, purging, and filling the bottle. Said orifice 16 may also be provided with a valve that can perform the function of a flow regulator at a desired value, or any other device. According to the embodiment shown in FIG. 6, the actuator 8 is fixedly secured to a control member 20 that is manually actuated and moves axially so as to press with sufficient force to open the valve 5. The gas can then pass from the inside the bottle in the intermediate chamber 11, via the main duct 4. According to the embodiment shown in FIG. 7, the control member 20 controlling the opening / closing of the valve 5 via the actuator 8, is an elastic means which may consist of a deformable membrane fixed at its periphery or of a piston sliding against the inner side walls and provided with a seal ensuring the seal between the intermediate chamber 11 and the upper chamber 30 comprising either a spring tare 25 is a counterpressure P2, or both. It can then be considered that the junction piece thus provides a means of relaxation. Reference is made to the detailed description of the patent application FR 0411216000 for any explanation of the operation of an integrated expansion assembly as shown in FIG. 7. Furthermore, according to an embodiment not shown, it is possible to realize a joining piece forming a double-stage expansion assembly according to the same principle described in this same patent application FR 0411216000.
Ainsi que représenté sur les figures 6 et 7, le corps du bouchon 1 peut comporter au moins un orifice latéral supplémentaire 100 de sortie de gaz reliant l'intérieur du récipient 2 à l'extérieur via un conduit 101 et/ou un autre orifice latéral complémentaire 110 de sortie de gaz reliant l'intérieur de la chambre 11 à l'extérieur via un conduit 111, sur lesquels peuvent se monter tous moyens de mesure de la pression, tel un manomètre ou un capteur de pression et/ou tous systèmes de sécurité telle une soupape de sécurité ou un disque de rupture (non représentés). Par ailleurs,, le bouchon 1 peut être muni d'un capot de protection, réalisé par exemple en plastique, venant se fixer sur ledit bouchon lorsque aucune pièce de jonction 12 n'est fixée sur celui-ci, afin d'assurer la protection de la valve intégrée et de la face d'étanchéité 13, par exemple, lors des opérations de transport ou de stockage du récipient 2 de gaz sous pression. De la même manière, dans un mode de réalisation non représenté, le bouchon 1 peut être muni sur ses faces latérales d'un profil permettant l'accrochage de l'ensemble bouteille_ munie de son bouchon sur un support adéquat. Ce profil peut être muni de façon préférentielle, d'un système détrompeur permettant de fixer l'ensemble bouteille munie de son bouchon dans une position déterminée. On comprendra des descriptions qui précèdent, que l'ensemble bouteille munie de son bouchon selon l'invention permet à l'utilisateur de disposer, par simple montage d'une pièce de jonction telle que décrite 1.5 dans la figure 6 d'une vanne d'arrêt permettant de réaliser toute opération de purge, vidange et remplissage de la bouteille. De la même façon, l'utilisateur peut disposer d'un ensemble de distribution de gaz à pression et/ou à débit constant, par simple montage d'une pièce de 20 jonction formant détendeur intégré telle que décrite dans la figure 7. Une fois la réserve de gaz 2 épuisée, l'utilisateur peut déconnecter la pièce de jonction et remplacer le récipient de gaz par un nouveau. Il fixe le 25 capot de protection sur le récipient vide et le renvoie au fournisseur de gaz qui grâce à un outillage qui lui est propre peut le remplir à nouveau simplement. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est 30 évident qu'elle n'y est nullement limitée mais au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art et qu'elle comprend tous les éléments techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. De préférence, ce dispositif convient tout particulièrement aux récipients de gaz transportables. L'invention est applicable à tous les systèmes de distribution de gaz sous pression contenu dans des bouteilles de gaz comprimé, et ce, quelque soit le domaine d'application ; par exemple, dans le domaine du l0 soudage, de l'agro-alimentaire, du laboratoire, de la distribution d'hydrogène gazeux pour les piles à combustible, As shown in FIGS. 6 and 7, the body of the stopper 1 may comprise at least one additional lateral outlet 100 of gas outlet connecting the inside of the receptacle 2 to the outside via a conduit 101 and / or another lateral orifice. complementary outlet gas 110 connecting the interior of the chamber 11 to the outside via a conduit 111, on which can be mounted any means for measuring the pressure, such as a manometer or a pressure sensor and / or all systems of safety such as a safety valve or rupture disc (not shown). Furthermore, the cap 1 can be provided with a protective cover, made for example of plastic, which is fixed on said plug when no connecting piece 12 is fixed thereto, in order to ensure the protection of the integrated valve and the sealing face 13, for example, during transport or storage operations of the container 2 of gas under pressure. Similarly, in an embodiment not shown, the cap 1 may be provided on its side faces with a profile for fastening the bottle assembly provided with its cap on a suitable support. This profile can be provided preferably, a polarizing system for fixing the bottle assembly with its cap in a specific position. It will be understood from the foregoing descriptions that the bottle assembly provided with its plug according to the invention allows the user to have, by simple assembly of a connecting piece as described 1.5 in FIG. stopping to perform any operation of purging, emptying and filling the bottle. In the same way, the user can have a pressure distribution and / or constant-flow gas distribution assembly, simply by mounting a junction piece forming an integrated expander as described in FIG. the depleted gas supply 2, the user can disconnect the connecting piece and replace the gas container with a new one. He attaches the protective cap to the empty container and returns it to the gas supplier who, by means of his own tool, can simply refill it. Although the invention has been described in connection with particular embodiments, it is obvious that it is not in any way limited to it but rather capable of modifications and variations which will be apparent to those skilled in the art and it includes all the technical elements of the means described and their combinations if they fall within the scope of the invention. Preferably, this device is particularly suitable for transportable gas containers. The invention is applicable to all pressurized gas distribution systems contained in compressed gas cylinders, and this, whatever the field of application; for example, in the field of welding, food processing, laboratory, distribution of gaseous hydrogen for fuel cells,