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WO 33/20383 ,., , , ,, ;~ ~~ PCT/FR93/00313
N 1 ï V ~..~
1
Ensemble d'alimentation en gaz industriel d'un appareil
utilisateur portable
La présente invention concerne les appareils utilisateurs de
. .s
' gaz, notamment industriels et, plus particulièrement, un ensemble
d'alimentatïon en gaz, à partir d'une source de gaz haute pression,
d'un appareil utilisateur portable consommant ledit gaz.
Les appare ils utilisateurs de gaz industriel, en particulier .
dans le soudage ou les applications médicales, sont alimentés par des
bouteilles de gaz, de poids souvent ëlevé, dont l'autonomie dépasse en
s général les besoins de l'application ponctuelle de l'appareil. Pour
l'utilisation de ce dernier, le transport de la bouteille est souvent
nécessaire et son encombrement et son poids pèsent fortement sur la
maniabilité et la sécurité d'emplai: L'utilisation de petites
bouteilles, de capacité plus faible, pose à l'utilisateur des
problèmes de réapprovïsionnement, et aux fournisseurs, celui de la
multiplicité des tailles de bouteilles à conditionner et à livrer.
La présente invention a pour objet de proposer un ensemble
d'alimentation en gaz éliminant ces problèmes, facilitant grandement
la mise en oeuvre des appareils et la fourniture du gaz
d'alimentation, sans surcoûts d'investissement notables, permettant
une meilleure gestion des consommations de gaz et offrant une sécurité
accrue.
-.. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention,
l'ensemble comprend une capacitë intermédiaire de gaz moyenne pression
reliée à l'appareil utilisateur et sélectivement raccordable,
rapidement et simplement, à la source de gaz et alimentant l'appareil
' utilisateur, via un premier robinet de réglage de débit de gaz, la
capacité intermédiaire étant disposée dans un premier boîtier avec des
moyens démontables de solidarisation du premier boîtier à l'appareil
utilisateur.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la capacité
intermédiaire est associée, dans le premier boîtier, à un élément de
raccordememc rapide à une tête de sortie d'un çoste de chargement
reliée en permanence à la source de gaz hawce pressio;~ via un premier
détendeur et comprenant avantageusement un deuxiPme boîtier ayant un
logement profilé pour recevoir une partie du premier boîtier et dans
lequel est disposée la tête de sortie.
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PCTlFR93/00313
- WO 93/2033
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- 2
D'autres caractristiques et avantages de la prsente
invention ressortiront de la description suivante de modes de
ralisation, donns titre llustratif mais nullement limitatif,
faite en relation avec les dessins annexs, sur lesquels
la figure 1 est une vue schmatique, partiellement en
cou e d'un ensemble d'alimentation en. gaz d'un appareil utilisateur
portable selon l'invention
figure 2 est une vue partielle, en coupe schmatique,
- la
'
d'un mode de realisation du moyen de raccordement entre les premier
et
second botiers de l'ensemble de la figure 1 ,
la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un mode
de ralisation industriel du botier de rserve de gaz selon
l'invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un mode
de ralisation industriel d'un botier chargeur selon l'invention
adapt au botier de rserve de gaz de la figure 3 ; et
- la figure 5 est une vue en perspective du botier de
rserve de gaz de la figure 3.
Dans la description qui va suivre et sur les dessins, les
lments identique s ou analogues portent les mmes chiffres de
rfrence, ventuellement indics.
L'ensemble d'alimentation en gaz industriel reprsent sur
la figure 1, convenant tout particulirement pour un appareil portable
de soudage, TIG, MIG-MAG ou OXYFLAMMF, comprend essentiellement une
source de gaz haute pression 1, par exemple d'argon ou de mlange
d'argon, une pression typiquement de 200 ou 300 x 105 Pa, un botier
chargeur 2, et un botier de rserve de gaz 3 associ l'appareil
utilisateur portable 4. La source de gaz haute pression 1,
avantageusement de grande capacit et situe dans un local isol,
rapprovisionne intervalles priodiques, est relie, dans l'exemple
reprsent, via un premier dtendeur 5 et un flexible 6, un circuit
' d'alimentation 7 intgr dans le botier chargeur 2, le flexible 6
?
_ tant avantageusement solidaire du botier 2.
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WO 93/20383 , _ PCT/FR93/00313
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3
Le botier de rserve de gaz 3 renferme une capacit de gaz
8, constitue par exemple par une bouteille de gaz moyenne pression,
' infrieure 100 x 105 Pa, par exemple entre 30 et 50 x 105 Pa, de
petites dimensions et en mtal ou en matriau fibreux, et ses circuits
d'entre de gaz 9 et de sortie de gaz 10, ce dernier dbouchant,
l'extrieur du botier 3, par un raccord 11 connectable, par un
flexible 12, l'entre 13 d'alimentation de l'appareil utilisateur
4.
La capacit 8 comporte un deuxime dtendeur 14 dont la sortie est
relie au circuit de sortie 10.
Selon un aspect de l'invention, l'entre du circuit d'entre
9 et la sortie du circuit d'alimentation 7 sont pourvues de deux
' lments cooprant 15, 16, respectivement, formant un systme de
raccordement rapide typiquement du type enfichable entre les circuits
7 et 9. Pour assurer un raccordement rapide et.fiable entre les
lments 15 et l6, la partie suprieure du botier chargeur 2 et la
partie infrieure du botier de rserve de gaz 3 sont conformes de
faon complmentaire de faon que la partie infrieure du botier 3
puisse tre partiellement reue dans une position parfaitement dfinie
dans le botier chargeur 2.
Dans le mode de ralisation de la figure 1, la partie
infrieure du botier 3 prsente un profil intrieur en retrait 17
avec quatre pieds latraux 18 en saillie, la partie suprieure du
botier 2 formant un logement 19 correspondant, en creux, au profil
infrieur du botier 3, y compris les pieds 18, de faon que, lorsque
le botier 3 est reu dans le botier 2, les deux lments 15 et 16 du
moyen de raccordement cooprent en configuration de raccordement comme
> reprsent sur la figure 2. L'lment de raccordement 15, faisant
lgrement saillie vers l'extrieur dans le profil en retrait 17,
comporte un logement 20 ouvrant vers l'extrieur destin recevoir
l'extrmit suprieure de l'lment de raccordement 16 faisant saillie
hors du logement profil 19 du botier 2. L'lment 15 comporte un
e passage d'entre de gaz constitu par un alsage tag 21 comportant
'
un paulement interne 22 formant sige pour un lment de clapet 23
' sollicit en position de fermeture, contre le sige 22, par un ressort
24. De faon similaire, l'lment 16 comporte un passage de gaz
constitu par un alsage tag 25 comportant un paulement interne 26
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formant sige pour un lment de clapet 27 sollicit en position de
fermeture, contre le sige 26, par un ressort 28. L'lment 15
comporte une tige stationnaire 29 faisant saillie hors du passage
d'entre de gaz et cooprant avec une tige poussoir 30 solidaire de
l'lment de elapet 27 et s'tendant dans le passage de sortie de gaz
-.
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de l'lment 16. L'lment 15 porte un joint torique 31 cooprant avec
une saillie circulaire d'extrmit de l'lment 16. Lors de la mise en
place du botier 3 dans le botier 2, 1a tige 29 de l'lment 15
t repousse l'lment de clapet 27 de l'lment 16 l'encontre de la
pression du ressort de sollictation 28 et de la pression du gaz dans
le conduit 7, cette dernire soulevant le clapet anti-retaur 23 pour
tablir ainsi, par simple mise en place du botier 3 dans le botier
2, la liaison entre la source de gaz 1 et la capacit de rserve 8
qui, une fois remplie, pourra accompagner l'appreil utilisateur 4
en
lui fournissant une autonomie limite mais le rendant libre de toute
convection la source de gaz 1. En effet, en dgageant le botier 3
du'botier 4, les clapets 23 et 24 se referment, isolant parfaitement
les circuits de ces botiers de l'extrieur.
Dans le mode de ralisation reprsent sur la figure 1, le
botier de rserve 3 est solidaris l'appareil de soudage portable 4
par des moyens de raccordement dverrouillables 32, tels que des
crochets auto-bloquants, le botier 3 constituant ainsi un socle
support pour l'appareil 4 vitant ce dernier d'tre en contact
direct avec un environnement agressif. Pour faciliter la manutention
individuelle du botier de rserve 3 et, par exemple, son transport
entre le botier chargeur 2 et le poste d'utilisation, le botier 3
comporte une poigne encastrable 33.
Comme reprsent sur la figure 1, l'quipement du botier 3
comporte avantageusement un robinet 34 de rglage du dbit de gaz
fourni par la capacit 8 l'appareil 4, un indicateur 35 de dbit
dlivr, une jauge 36 de pression dans la capacit 8 et un tmoin de
charge 37.
Dans le cas d'une installation fixe, comme reprsent sur la
figure 1, le botier chargeur 2~est avantageusement fix sur le sol
d'un atelier, mais le botier 2, comme la source de gaz 1, peuvent
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WO 93120383 . PCT/FR93/00313
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egalemert tre disposs dans un vhicule, par exemple dans une
ambulance pour les applications mdicales avec un appareil utilisateur
.. 4 constitu d'un appareil d'oxygno-thrapie portable. Enfin, dans le
i
_ cas d'une source de gaz constitue par un gnrateur de gaz in situ,
:t
le botier chargeur peut tre associ au gnrateur dans un ensemble
compact.
Dans le mode de ralisation reprsent sur les figures 3 et
5, le botier 3 est constitu par l'assemblage de deux demi-coquilles
infrieures 40A, 40B et d'un couvercle 41, en matriau plastique
rigide, par exemple en PVG, le couvercle 41 tant solidaris aux demi-
coquilles 40 par des vis telles. que 42. Le couvercle 41 comporte
deux
videments opposs formant deux poignes de manutention avant et
arrire 33A et 338, respectivement. La partie suprieure du covercle
41 est sensiblement plane et est munie de deux bandes rainures 43
en
matriau lastomre servant au montage souple et anti-friction de
l'appareil utilisateur 4 sur le botier 3 et occultant les vis 42
pour
rendre le botier 3 indmontable. Ce dernier est complt par une
cloison avant 44 et par une cloison arrire 45 bloques dans les
lments 40 et 41.
La bouteille de gaz moyenne pression 8 est ici canstitue de
deux parties embouties soudes l'une l'autre 8A et 8B, comme on le
. voit sur la coupe partielle de la figure 3, ralises par exemple en
-
acier BS2 ou BS3. L'lment 15 de raccordement rapide ou de charge
de
la bouteille 8 est mont dans une t.ague 46 soude dans une ouverture
de la paroi latrale de la partie emboutie avant 8A l'intrieur de
celle-ci. L'lment 15 comporte ici, en srie, un filtre amont 47 et
un clapet anti-rtour aval 48. L'lment 15 comporte en outre une
partie avant vase conique 49 servant au guidage et au centrage de
l'lment de raccordement correspondant de la tte de sortie 16 du
botier hargeur 2, comme on le verra plus avant. De faon similaire,
l'ensemble dtendeur basse pression 14 gulateur de dbit 34 est
mont sur la bouteille 8 au moyen d'ut; bague 50 soude dans une
ouverture du fond de la partie emboutie avant 8A, l'intrieur de
celle-ci, et comportant, s'tendant l'intrieur de la bouteille 8,
' en srie, en amont d;: dtendeur 14, un filtre amont 51, protgeant
le
WO 93/20383 PCT/FR93/00313
-,
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s
6
dtendeur 14 contre des particules susceptibles d'tre prsentes dans
la bouteille 8, notamment de calamine rsultant de la fabrication
de
la bouteille, et un clapet de retenue 52 assurant le maintien d'une
pression rsiduelle, de l'ordre de 1,5 x 105 Pa, dans la bouteille
8
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et empchant ainsi, comme le clapet 48, toute entre d'air dans cette
Le clapet de retenue 52 assure en outre la fonction de
dernire
.
clapet anti-retour.
Une scurit contre des surpressions dans le botier 3 est
assure, au niveau du dtendeur 14, par une soupape haute pression
S 53,
s'ouvrant lorsque la pression dans le rservoir 8 dpasse une valeur
de 50 x 105 Pa, et une soupape basse pression 54, relie la chambre
. ' basse pression du dtendeur 14, et empchant la dlivrance d'une
pression en excs d'environ 2 x 105 Pa dans la canalisation de sortie
,. 10 qui s'tend, ici, vers l'arrire du botier 3 j.usqu'au raccord 11
de connexion au flexible 12 de l'appareil utilisateur, le raccord
11,
mont dans la paroi arrire 45, tant avantageusement muni d'un clapet
anti-retour pour maintenir 1a canalisation 10 sous pression.
La bouteille 8 est positionne et immobilise dans le
botier 3, au moyen d'un jeu de nervures internes 55 dans les lments
40 et 41, entre lesquelles sont disposs des garnissages de mousse
56,
un tapis de mousse 57 tant galement dispos entre le fond de la
bouteille 8 et la cloison arrire 45. L'ensemble dtendeur 14/
v rgulateur de dbit 34 est positionn et maintenu dans la cloison
avant 44 par une bague lastique 58 monte dans un orifice central
de
la cloison 44. Dans le mode de ralisation des figures 3 et 5, le
botier 3 comporte un manomtre 59 mont dans la cloison avant 44 et
reli la zone basse pression du dtendeur 14. Le botier 3 tant
amen tre pos sur le sol et dplac sur celui-ci, les surfaces
infrieures du botier 3 sont avantageusement munies de patins
anti-abrasion en polyamide (non reprsents). Dans ce mode de
ralisation, le port individuel du botier 3 et sa solidarisation
. l'appareil utilisateur 4 sont effectus par deux sangles 32 passant
au
travers d'ouvertures 60 formes dans le botier 3 et dont le brin
intrieur s'tend en contact avec la bouteille 8, comme on le voit
sur
la figure 3, de faon que les sangles 32 prennent appui sur la
bouteille 8 lors du serrage des sangles autour de l'appareil
a
utilisateur pour le solidariser au botier 3 et constituer l'ensemble
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., ., ~. PCTlFR93>003i3
WO 93/203$3
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opratoire autonome transportable.
dans le mode de ralisation de la figure 4, le botier
chargeur 2, comportant toujours, sa partie suprieure, un logement
3 19 conform pour correspondre au profil de la partie infrieure du
e:.~ botier 3, comporte ici, en srie en aval de la conduite interne
d'alimentation haute pression 7, relie directement la source de gaz
haute pression, un premier dtendeur 61 rduisant la haute pression
i
une valeur infrieure 100 x 105 Pa et un deuxime dtendeur 62
ramenant la pression la pression d'utilisation entre 30 et
50 x 105 Pa dans une canalisation de transfert 63 relie la tte de
raccordement l6 destine cooprer avec l'lment de raccordement 15
du botier 3 et faisant saillie dans le logement 19. L'ensemble
dtendeur 61, 62 est complt par un rgulateur de dbit 64 faisant
saillie hors du botier 2. La haute pression dans le premier dtendeur
61 est lue sur un manomtre 65 mont dans le botier 2. Comme le
dtendeur basse pression 14 du botier 3, le deuxime dtendeur -ou
dtendeur moyenne pression- 62 dans le botier 2 comporte un clapet
de
scurit contre la surpression 66.
Avantageusement, comme reprsent sur la figure 4, le
botier 2 comporte en outre un raccord 67, muni d'un clapet
anti-retour, reli par une tubulure 68 la sortie du dtendeur 62 et
permettant d'alimenter, via le botier 2, un poste de travail fixe
tout en conservant au botier 2 son rle de chargeur pour des botiers
3. Pour prvenir la pntration d'air, et donc d'impurets, dans les
circuits de gaz, le botier 2 est avantageusement reli la source de
gaz haute pression 1 par un flexible 6 comportant un embout de
raccordement 69 muni, comme l'embout 11 du botier 3 et l'embout 67
du
botier 3, d'un clapet anti-retour. Comme on le voit galement sur la
figure 4, la tte de connexion 16 du botier 2 comporte ici un profil
extrieur tronconique 70 destin cooprer avec l'entre tronconique
49 de l'lment de raccordement 15, et comporte en outre une jupe
tubulaire rtractable 71 protgeant la tige-poussoir 30 de la tte I6
et repousse par l'lment de raccordement 15 lors de l'accouplement
_y de ce dernier avec la tte 16.
Comme on le voit sur les figures 3 et 4, les robinets
.i
rgulateurs de dbit 34 et 64 des botiers 3 et 2 sont avantageusement
du type indexage pour fournir une gamme de dbits pr-tablis pr-
.'~ rgl s .
WO 93/20383 PCT/FR93/00313
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Quoique la présente invention ait été décrite en relation
i
s avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas
i
limitée pour autant mais est au contraire susceptible de modifications
et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art. En particulier,
comme sus-mentionné, l'appareil utilisateûr 4 peut être un poste
d'oxygénothêrapie ou de ventilation, auquel cas le réservoir 1 est un
réservoir d'oxygène gazeux sous pression ou un ensemble combiné
réservoir d'oxygène liquide-évaporateur.
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