Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
1
Dispositif receveur de gaz sous pression, ensemble distributeur-dispositif
receveur, et système d'alimentation correspondant
La présente invention concerne un dispositif receveur de gaz sous
pression, un ensemble comprenant un distributeur de gaz et un dispositif
receveur ainsi qu'un système d'alimentation en gaz utilisant un tel ensemble.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif receveur de gaz
sous pression, notamment pour un consommateur de gaz tel qu'un moteur ou
une pile à combustible, comprenant une interface de connexion comportant au
moins un organe d'accrochage destiné à coopérer sélectivement en
accrochage avec un organe d'accrochage conjugué d'un distributeur de gaz.
L'invention concerne notamment l'alimentation de dispositifs
consommant du gaz, par exemple une pile à combustible ou un moteur
thermique pour un véhicule dans lequel le carburant contient par exemple de
l'hydrogène gazeux stocké dans des réservoirs à très haute pression (jusqu'à
700 bar et au-delà). Le manque d'infrastructures permettant le ravitaillement
en
carburant directement sur le véhicule conduit à envisager des solutions
alternatives qui consistent à prévoir que les utilisateurs échangent des
réservoirs vides contre des réservoirs pleins.
Des réglementations actuelles ou futures prévoient la nécessité d'équiper
les réservoirs d'hydrogène gazeux de valves d'isolement automatique
permettant la fermeture du circuit d'alimentation de la pile à combustible ou
du
moteur thermique directement au niveau de la source de gaz.
Un objet de l'invention est de proposer une solution technique à cette
contrainte règlementaire dans le cas où le ravitaillement du véhicule est
réalisé
par l'échange de réservoirs vides par des réservoirs pleins, tout en
maintenant
un niveau de sécurité très élevé.
Dans le cas de véhicules équipés de réservoirs embarqués fixes, une
solution connue consiste à prévoir une électrovanne haute pression directement
à la sortie du réservoir. Ceci satisfait la nécessité de prévoir un dispositif
d'isolement automatique au plus prêt de la source de gaz, conformément à
l'exigence de la réglementation. Un inconvénient de cette solution est que le
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
2
manque d'infrastructure pour ravitailler en combustible gazeux des véhicules à
réservoirs embarqués fixes ne favorise pas cette solution technique.
A cet effet, l'invention propose également l'association d'un réservoir de
gaz sous pression amovible et d'un système receveur dudit réservoir embarqué
fixe à bord de l'utilisateur (véhicule par exemple).
De préférence, le réservoir de gaz sous pression amovible est équipé
d'un distributeur du gaz (tel qu'un robinet, notamment un robinet à détendeur
intégré). Le distributeur de gaz comprend au moins un moyen d'isolement du
gaz tel qu'un clapet d'isolement.
Le dispositif receveur, par exemple embarqué à bord d'un véhicule,
comprend une interface apte à coopérer avec le réservoir (plus précisément
avec le distributeur). Le dispositif receveur comprend également un système de
commande de l'ouverture du ou des clapets d'isolement du distributeur.
De préférence, le système de commande de l'ouverture de la vanne du
distributeur peut être actionné de manière automatique (et/ou manuelle) par un
actuateur pouvant être délocalisé.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des
inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, le dispositif receveur selon l'invention, par ailleurs conforme à
la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est
essentiellement
caractérisé en ce que le dispositif receveur comprend un axe d'admission de
gaz mobile définissant un canal de circulation pour le gaz, ledit canal ayant
au
moins une extrémité aval destinée à être reliée à un consommateur et une
extrémité amont destinée à être reliée à un distributeur de gaz, l'axe
d'admission étant sélectivement mobile par rapport l'organe d'accrochage entre
aux moins deux positions stables : une première position de référence aval et
une seconde position avancée en direction amont.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter
l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le dispositif receveur comprend un obturateur sélectivement mobile
entre une première position interrompant la circulation de gaz entre les
extrémités amont et aval du canal et une seconde position autorisant la
circulation de gaz entre les extrémités amont et aval du canal,
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
3
- l'obturateur mobile est sollicité par défaut automatiquement vers sa
première position, par exemple via un élément de rappel,
- l'obturateur mobile est conformé pour être déplacé vers sa seconde
position par contact mécanique direct ou indirect avec un distributeur de gaz
et/ou manuellement et/ou par un actuateur commandé à distance,
- l'obturateur mobile est conformé pour être déplacé automatiquement
vers sa seconde position lors d'un accrochage du dispositif receveur sur un
distributeur de gaz,
- le canal de circulation comprend deux portions distinctes séparées,
l'obturateur formant une chambre de liaison mobile mettant sélectivement en
relation fluidique ou non des extrémités des deux portions du canal,
- l'axe d'admission est mobile en translation entre la première position de
référence aval et la au moins seconde position avancée amont sous l'action
d'un levier ou d'une came d'entraînement,
- l'axe d'admission est sollicité par défaut vers sa première position de
référence aval par un organe de rappel,
- l'obturateur est mobile en translation concentriquement à l'axe de
distribution, un espacement entre l'obturateur et l'axe d'admission ainsi
qu'un
système d'étanchéité délimitant une chambre de liaison mobile apte à mettre
sélectivement en relation fluidique ou non des extrémités des deux portions du
canal de circulation.
Le dispositif receveur est conformé (axe d'admission sélectivement
mobile) pour commander par exemple des réceptions de gaz multiples et
séquentielles à partir d'au moins un distributeur de gaz qui peut être
amovible
(bouteille de gaz échangeable).
L'invention peut également concerner un ensemble comprenant un
distributeur de gaz sous pression tel qu'un robinet comprenant un organe
d'accrochage, et un dispositif receveur de gaz sous pression.
L'ensemble peut être caractérisé en ce que :
- le distributeur de gaz comprend un circuit de distribution de gaz vers le
dispositif receveur muni d'un premier et d'un second clapet disposés en série,
et en ce que l'axe d'admission est dimensionné de façon que, lorsque le
dispositif receveur est en position d'accrochage sur le distributeur de gaz,
le
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
4
premier clapet du circuit de distribution de gaz est actionné en ouverture par
l'axe d'admission disposé dans sa première position de référence aval, ou
respectivement le premier clapet du circuit de distribution de gaz est
actionné
en ouverture par l'axe d'admission uniquement lorsque ce dernier est disposé
dans sa seconde position de référence amont,
- l'axe d'admission peut être déplaçable dans une troisième position
avancée plus en amont que la seconde position amont et peut être
dimensionné de façon que, lorsque le dispositif receveur est en position
d'accrochage sur le distributeur de gaz, le premier clapet du circuit de
distribution de gaz n'est pas actionné en ouverture par l'axe d'admission
disposé dans sa première position de référence aval, dans sa seconde position
avancée amont, l'axe d'admission actionnant uniquement l'ouverture du premier
clapet du circuit de distribution, dans sa troisième position avancée amont,
l'axe
d'admission actionnant l'ouverture du premier clapet et du second clapet du
circuit de distribution,
- le système d'étanchéité porté par le dispositif receveur et/ou le
distributeur comprend au moins un joint torique disposé dans le distributeur
et
conformé pour former une étanchéité concentriquement à l'axe de distribution,
entre d'une part un orifice amont de l'axe d'admission communiquant avec le
canal de circulation pour le gaz et, d'autre part, l'extrémité aval du canal,
- l'axe d'admission actionne sélectivement l'ouverture du second clapet
du circuit de distribution de gaz via un organe intermédiaire tel qu'un pousse
valve, par exemple via le corps du premier clapet,
- le système d'alimentation en gaz sous pression vers un utilisateur
comprend plusieurs réservoirs de gaz sous pression raccordés à l'utilisateur
via
des ensembles distributeur de gaz et dispositif receveur respectifs et en ce
que
lesdits réservoirs alimentent de manière séquentielle l'utilisateur.
L'invention peut également concerner un système d'alimentation en gaz
sous pression vers un utilisateur de gaz à partir d'au moins un réservoir de
gaz
sous pression, chaque réservoir comprenant un distributeur de gaz sous
pression tel qu'un robinet, l'utilisateur étant sélectivement raccordable à
chaque
distributeur via un dispositif receveur respectif, caractérisé en ce que le ou
les
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
ensembles comprenant chacun un distributeur de gaz et un dispositif receveur
sont conformes.
L'invention peut également concerner un ensemble comprenant un
circuit d'utilisation (dans le dispositif receveur) et un récipient de gaz
sous
5 pression muni d'un distributeur de gaz sous pression (robinet ou dispositif
de
remplissage et de distribution de gaz) dans lequel le circuit d'utilisation
comporte un mécanisme formant une soupape de sécurité haute pression apte
à évacuer du gaz d'échappement sous pression provenant du distributeur vers
l'atmosphère ou une zone sécurisée déterminée.
De préférence le distributeur comprend deux clapets.
A cet effet le circuit d'utilisation (au niveau du dispositif receveur)
comporte un organe tel qu'un axe ayant une première position d'ouverture
sélective du premier clapet (deuxième clapet fermé) et une seconde position
d'ouverture du premier clapet et du second clapet.
En variante on peut envisager que dans une première position l'axe
n'ouvre aucun clapet, puis ouvre un premier des deux clapets dans une
seconde position puis ouvre enfin les deux clapets en série dans une troisième
position.
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 et 2 représentent des vues extérieures et en perspective
isométrique d'un exemple de réalisation d'un dispositif receveur pour
réservoir à
gaz selon l'invention,
- les figures 3 et 4 représentent des vues extérieures et en perspective
isométrique d'un autre mode de réalisation d'un système receveur selon
l'invention,
- la figure 5 est une vue extérieure et en perspective isométrique du
mode de réalisation des figures 3 et 4 dans une configuration montée dans un
fourreau d'accueil,
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
6
- la figure 6 est une vue en perspective isométrique d'un réservoir équipé
d'un exemple de distributeur de gaz compatible avec les dispositifs receveur
des figures 1 à 4,
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur des
figures 1 et 2 dans une configuration déconnectée au repos,
- la figure 8 est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation
du dispositif receveur des figures 1 et 2 dans une configuration connectée sur
un réservoir de gaz et en position simple ouverture ,
- la figure 9 est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation
du dispositif receveur des figures 1 et 2 dans une configuration connectée sur
un réservoir à gaz et en position de double ouverture ,
- la figure 10 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur
des figures 3 et 4 dans une configuration déconnectée au repos,
- la figure 11 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur
des figures 3 et 4 dans une configuration connecté sur un réservoir de gaz et
en
position de simple ouverture ,
- la figure 12 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur
des figures 3 et 4 en configuration connectée sur un réservoir de gaz et en
position de double ouverture ,
- la figure 13 représente de façon schématique et partielle un exemple de
système d'alimentation en gaz sous pression vers un utilisateur utilisant un
dispositif receveur selon l'invention,
- les figures 14 à 16 illustrent de façon schématique et partielle la
structure et le fonctionnement du dispositif receveur avec un distributeur
respectivement en configuration déconnectée au repos , puis connectée et
en position de simple ouverture puis connectée et en position de double
ouverture .
Les figures 1, 2 représentent un dispositif receveur 700 pour réservoir à
gaz 300 équipé d'un distributeur de gaz 200 (tel qu'un robinet) (cf. figure
6). Le
dispositif receveur 700 comprend, par exemple, un corps 1 dont une extrémité
aval comporte un raccord 7 permettant une liaison étanche avec un système
utilisateur 1600 (cf. figure 13). Une extrémité amont du dispositif receveur
700
comporte une interface de connexion 2 ayant un système de verrouillage
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
7
mécanique 22 permettant d'accoupler de façon étanche le dispositif receveur
700 à un distributeur de gaz 200 monté sur un réservoir 300. Le système de
verrouillage mécanique 22 peut comprendre des rainures destinées à venir
coopérer avec des axes ou baïonnettes 202 d'un distributeur (liaison du type à
baïonnettes). Bien entendu, tout autre type d'accrochage peut être envisagé.
La commande de déverrouillage de l'accrochage du dispositif receveur
700 sur un distributeur 200 est matérialisée par la bague mobile 3 située
coaxialement au corps 1. La bague 3 de verrouillage assure un verrouillage
amovible des baïonnettes 202 dans les rainures 22.
L'extrémité amont du dispositif 700 comprend également un axe 21
d'admission du fluide tubulaire définissant un canal interne pour le gaz.
Le mode de réalisation des figures 1 et 2 est de préférence destiné aux
applications utilisant des réservoirs lourds et encombrants, dans lesquelles
le
dispositif receveur 700 est amené sur le réservoir par l'utilisateur.
La figure 7 illustre une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur
700 non déconnecté à un distributeur 202 d'un réservoir et au repos. Le
raccord
7 (par exemple femelle) peut comporter un taraudage femelle conique 71
permettant une liaison étanche du dispositif receveur 700 avec un circuit
d'alimentation de l'application ou utilisateur.
Les organes 22 d'accrochage (rainures ou analogue) sont par exemple
formés à l'extrémité amont d'une bride de raccordement 25 de forme générale
tubulaire montée dans le corps 1.
La bride 25 est par exemple immobilisée en rotation par rapport au corps
1 grâce à une goupille 26. La bride 25 est par exemple liée en translation au
corps 1 via un écrou 28 qui emprisonne un épaulement 127 du corps 1 entre
une rondelle 27 et une surface 257 de la bride de raccordement 25.
La bague 3 de verrouillage mobile peut coulisser sans tourner autour de
la bride de raccordement 25. Un ressort de rappel 24 disposé autour de la
bride
25 ramène en permanence la bague mobile 3 en position verrouillée vers
l'amont.
L'extrémité amont de l'axe 21 d'admission est solidaire (par exemple par
vissage) d'un axe 44 d'admission aval qui peut translater à l'intérieur du
dispositif receveur 700. La translation de l'axe d'admission (ensemble 44, 21)
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
8
dans le corps 1 est pilotée par exemple par un levier 4. Le levier 4 a par
exemple un axe de rotation 47 monté sur le corps 1.
Par exemple, le levier 4 est en contact tangentiel 48 avec une bague 43
vissée sur la partie aval de l'axe mobile 44. La position de l'axe mobile 44
dans
la figure 7 est normalement stable et est le résultat d'un équilibre entre
d'une
part l'effort d'un ressort de rappel 42 sollicitant la bague 43 vers l'aval
et, d'autre
part, l'effort d'un ressort de rappel 45 sollicitant le levier 4 vers l'amont,
au
contact de la bague 43.
L'axe d'admission 21, 44 est terminé à sont extrémité amont par une
pointe en forme d'aiguille tubulaire 21 (on peut envisager de former en une
seule pièce les deux parties 21 et 44 de l'axe d'admission. Dans la suite on
désignera de façon indifférente l'un quelconque ou les deux axes 21, 44 par le
terme général d'axe d'admission ou simplement axe ).
L'étanchéité entre ces axes 21, 44 peut être assuré par le joint torique
210. L'extrémité aval de l'axe 44 d'admission est refermée par exemple par un
bouchon 444 vissé et rendu étanche par exemple par un joint torique 445.
Un canal ou conduit 211 traverse l'axe 21 d'admission et débouche dans
une chambre 441 de l'axe 44. Au niveau de cette chambre 441, l'axe 44
d'admission comprend des premiers orifices radiaux 446 communiquant avec
une chambre annulaire 351 amont. La chambre 351 annulaire amont est
formée entre le corps de l'axe 44 d'admission et une entretoise 353 tubulaire
amont. La chambre 351 annulaire amont est délimitée également en amont et
en aval respectivement par deux joints toriques 352 et 354 solidaires d'un
obturateur 35.
Le obturateur 35 de forme générale tubulaire est monté coulissant autour
de l'axe 21, 44 et autour de l'entretoise 353 amont. L'obturateur 35 peut donc
translater autour de l'axe 21, 44 d'admission. La position de repos stable de
l'obturateur 35 est représentée à la figure 7. Dans cette position de repos
stable, un ressort de rappel 355 repousse l'obturateur 35 vers l'amont contre
une surface 212 de butée de l'axe 21.
L'obturateur 35 peut comporter une seconde chambre annulaire 359 aval
délimitée par une seconde entretoise 356 aval et deux autres joints toriques
354, 357 respectifs.
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
9
Les deux chambres annulaires amont 351 et aval 359 sont séparées par
un joint torique 354. De seconds orifices radiaux 358 sont formés dans l'axe
mobile d'admission 44. Ces seconds orifices radiaux 358 sont, dans la
configuration de la figure 7, en relation avec la chambre annulaire 359 aval
et
débouchent dans un canal 442 central formé dans le corps de l'axe 44
d'amission.
Ce canal d'admission 442 se prolonge en aval par les trous radiaux 447.
Les trous radiaux 447 communiquent avec une chambre annulaire 73
d'extrémité aval qui est délimitée par des joints toriques 448, 449. La
chambre
annulaire 73 d'extrémité aval débouche dans le raccord de sortie 7 via, par
exemple, un conduit 72.
Dans la configuration de la figure 7, les premiers orifices radiaux 446
sont séparés fluidiquement des seconds orifices radiaux 358 par le joint
torique
354.
De cette façon, la continuité du canal d'admission est interrompue entre
l'amont et l'aval (cf. figure 14). En effet, la partie amont du canal 211, la
chambre annulaire amont 441 et les orifices amont 446 sont en contact avec le
milieu extérieur via le ou les orifices 219 de l'extrémité amont de l'axe 21.
En
revanche la chambre annulaire aval 359, les orifices 358 aval, la portion 442
aval du canal jusqu'au raccord de sortie 7 sont en liaison fluidique avec
l'utilisateur (non représenté).
Cette configuration permet d'une part de protéger le circuit utilisateur vis-
à-vis de la pollution extérieure et, d'autre part, d'éviter un refoulement de
gaz G
venant de l'utilisateur directement à l'atmosphère (vers l'amont).
Dans la configuration des figures 8 et 15 le dispositif receveur 700 est
connecté sur un réservoir 300 de gaz via son distributeur (robinet) 200. Le
distributeur 200 comporte un second clapet d'isolement 201 fermé (de
préférence étanche).
Comme vu précédemment, le dispositif receveur 700 comporte, au
niveau de son interface de connexion 2, des rainures 22 en forme de L
formées dans la bride de raccordement 25. La bague 3 mobile de verrouillage
comporte quant à elle des logements 31. Lors de la connexion (accrochage) du
dispositif receveur 700 sur le distributeur de gaz 200 équipé de baïonnettes
202
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
(cf. figure 6), le dispositif receveur 700 est présenté et approché par
l'utilisateur
de manière à ce que les rainures 22 en forme de L de la bride de
raccordement 25 correspondent avec lesdites baïonnettes 202. Une translation
puis une rotation relatives du dispositif receveur 700 entraîne, une fois les
5 baïonnettes 202 en contact avec la bague de verrouillage 3, le recul de la
bague de verrouillage 3. Lorsque les baïonnettes 202 sont positionnées la
partie coudée de la rainure en L, la bague 3 de verrouillage revient
automatiquement en position amont via l'action du ressort 24 de façon à
verrouiller les baïonnettes 202 dans les logements 23 de la bague 3 (cf.
figure
10 2).
Lors de cette opération, l'axe d'admission 21 pénètre dans le corps du
distributeur 200 en dégageant un premier clapet ou obturateur 203 de
préférence étanche.
L'axe 21 d'admission vient se positionner de façon étanche à l'intérieur
du distributeur du gaz 200 dans au moins un joint torique 204 porté par le
distributeur 200.
Simultanément, une surface 205 du distributeur du gaz 200 (par exemple
un couvercle extérieur) vient en contact avec une surface terminale 34 de
l'obturateur 35. Ce contact provoque une poussée de l'obturateur mobile 35
vers l'aval, contre l'effort du ressort de rappel 355.
En fin d'accrochage, l'obturateur 35 est déplacé dans une position où les
orifices radiaux amont 446 et aval 358 de l'axe mobile 44 d'admission
débouchent dans la même chambre annulaire amont 351. Ceci a pour
conséquence d'assurer alors une continuité du circuit gaz depuis une chambre
206 située à l'intérieur du distributeur 200 jusqu'au raccord de sortie 7 (via
les
orifices radiaux 219 puis le canal central 211 de l'axe 21 d'admission, puis
la
chambre 441 amont, puis les orifices radiaux amont 446, puis la chambre
annulaire 351 amont, puis les orifices radiaux aval 358, puis la partie aval
du
canal 442, puis les orifices radiaux 447, puis la chambre annulaire 73 et
enfin le
canal 72).
La chambre 206 située à l'intérieur du distributeur 200 est par exemple
une chambre basse pression située en aval d'un détendeur de gaz intégré au
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
11
distributeur. De plus, la chambre 206 peut être située en aval d'un second
clapet 201 d'isolation disposé en série avec le premier clapet 203.
Dans cette configuration, tout flux de gaz transitant par la chambre 206
du distributeur 200 peut être reçu et évacué par le circuit de l'utilisateur
en
traversant le dispositif receveur 700 (cf. figure 15).
Ainsi, dans le cas où la chambre 206 reçoit les éventuels gaz
d'échappement d'un clapet de sécurité du distributeur 200, ce gaz sous haute
pression est évacué vers le dispositif receveur puis éventuellement vers
l'utilisateur. On peut bien entendu prévoir que l'utilisateur 200 et/ou le
dispositif
receveur 700 comportent des systèmes de sécurité pour traiter ce gaz
d'échappement sous pression (évacuations sécurisées, clapets de sécurités
additionnels...). Les gaz d'échappement peuvent provenir, par exemple d'un
composant de sécurité en relation avec le gaz contenu dans le réservoir 300
(valve d'échappement de gaz ouverte sur information de température et/ou de
pression par rapport à au moins un seuil déterminé).
L'axe d'admission 21, 44 peut subir une translation à l'intérieur du
dispositif receveur 700. Cette translation est pilotée par exemple via le
levier 4,
ayant un axe de rotation 47 solidaire du corps 1.
On notera que cette translation n'a de préférence aucune incidence sur
la mise en communication des orifices radiaux amont 446 et aval 358 via la
chambre annulaire amont 351 (en effet, la chambre annulaire amont 351 est
dimensionnée pour maintenir la continuité entre les extrémités amont et aval
du
canal)
Le levier 4 est en contact tangentiel 48 avec la bague 43 vissée sur l'axe
d'admission 44. La rotation du levier 4 dans le sens approprié entraîne le
déplacement de l'axe mobile 44 vers l'amont. La rotation du levier 4 peut être
commandée par un actionneur 500 via un câble 501 lié au levier 4, par exemple
via une rotule 502.
L'actionneur 500 peut être un dispositif bien connu en soit. L'actionneur
500 peut notamment être conformé pour tirer le câble 501 afin de provoquer la
rotation du levier 4 et donc la translation de l'axe 44 en réponse à une
commande de l'utilisateur. Par exemple, utilisateur (moteur/pile ou autre)
peut
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
12
commander cette translation en réponse à une mesure d'un capteur et/ou selon
une action automatique et/ou un déclenchement par un interrupteur.
De préférence, par défaut (le câble 501 étant non tiré) l'actionneur 500
n'est pas sollicité. C'est-à-dire que l'axe 21 44 d'admission est par défaut
dans
la position aval de la figure 7, du fait de l'équilibre entre les actions du
ressort
42 vers l'aval et du ressort 45 vers l'amont.
Dans cette position, l'extrémité 207 amont de l'obturateur 203 (premier
clapet) logé dans le distributeur 200 est poussé vers l'amont par l'extrémité
amont de l'axe mobile 44. Mais l'obturateur 203 est dimensionné de préférence
pour ne pas agir sur le second clapet 201 (valve d'isolement 201) disposée
plus
en amont dans le distributeur 200 (cf. figure 15).
De cette manière, le second clapet 201 reste fermé et empêche l'arrivée
de gaz G sous pression provenant du réservoir 300 (sauf dans le cas où d'une
part un clapet de sécurité est ouvert en cas de température et/ou pression
excessive et que le gaz libéré par ce clapet de sécurité est dirigé dans la
chambre entre les deux clapet 201 et 203.
Cette position d'ouverture simple (uniquement le premier clapet 203)
peut résulter d'un arrêt d'urgence commandé à l'actionneur 500.
Les figures 9 et 16 illustre le dispositif receveur 700 dans une
configuration connectée sur un réservoir 300 mais dans laquelle le second
clapet d'isolement 201 du distributeur est également ouvert.
Pour cela, l'actionneur 500 est commandé et exerce une traction sur le
câble 501 lié au levier 4 via une rotule 502. Ceci provoque une rotation du
levier
4 autour de son axe 47 dans le sens d'une poussée de la bague 43 vers
l'amont (la bague 43 est vissée sur l'axe 44 d'admission et le levier 4 étant
en
contact tangentiel 48 avec la bague 43).
L'axe 21 44 d'admission est alors translaté vers la direction amont 44.
L'extrémité amont de l'axe d'admission 21, 44 transmet alors par contact son
déplacement à l'obturateur du premier clapet 203 qui continue sa course vers
l'amont. L'obturateur du premier clapet 203 vient alors agir par poussée sur
le
second clapet d'isolement 201 et ouvre ce dernier.
Le gaz G contenu dans le réservoir 300 en amont du second clapet 201
est libéré vers l'aval. Le gaz traversant le second clapet 201 ouvert entre
alors
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
13
dans la chambre basse pression 206 du dispositif de distribution 200 (entre
les
deux clapets 201,203). Le gaz passe ensuite dans le canal central 211 de l'axe
21, 44 d'admission via des orifices radiaux 219 de l'axe d'admission. Le gaz
transite ensuite dans la chambre 441 amont puis dans les orifices radiaux 446
amont et 358 aval via la chambre annulaire 351 amont. Le gaz sous pression
poursuit ensuite son trajet dans la partie aval du canal 442 et débouche dans
le
raccord de sortie 7 via successivement les orifices radiaux 447, la chambre
annulaire 73 et le canal 72.
L'utilisateur 1600 (cf. figure 13) est ainsi alimenté en gaz. Pour stopper
cette alimentation en gaz, un ordre (fonctionnel ou d'urgence) peut être donné
à
l'actionneur 500 d'arrêter la traction du câble 501. Lorsque l'effort de
l'actionneur est annulé, les efforts des ressorts disposent à nouveau le
dispositif
receveur 700 dans la position des figures 8 et 15. De même, en cas de rupture
accidentelle du câble 501, le dispositif receveur 700 revient automatiquement
dans la position des figures 8 et 15.
Les figures 3 et 4 illustrent une variante de réalisation du dispositif
receveur 700. Les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus en référence
aux figures 1, 2 et 6 à 9 sont désignés par les mêmes références numériques et
ne sont pas détaillés une seconde fois.
Le mode de réalisation des figures 3 et 4 peut concerner plus
spécifiquement de petites cartouches à gaz. Dans ce mode de réalisation la
cartouche ou bouteille de gaz peut par exemple être amenée par l'utilisateur à
l'intérieur d'un fourreau 6 terminé par ledit système receveur (voir figure
5).
Comme précédemment, le dispositif receveur 700 comprend un corps 1,
dont l'extrémité aval comporte un raccord 7 permettant une liaison étanche
vers
par exemple un circuit d'alimentation d'un utilisateur. L'extrémité amont du
dispositif 700 comporte une interface de connexion 2. Le dispositif 700
comporte un axe 21 mobile d'admission de fluide et un système de verrouillage
mécanique 22 de l'accouplement mécanique.
Suivant la configuration de la figure 10 ou 14, le dispositif receveur 700
est déconnecté et au repos. Le raccord femelle 7 comprend par exemple un
taraudage femelle conique 71 permettant une liaison étanche du système
receveur avec le circuit d'alimentation d'un utilisateur (non représenté). La
bride
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
14
de raccordement 25 est immobilisée en rotation et liée au corps 1 via par
exemple des vis 256. L'axe d'admission 21, 44 peut se déplacer en translation
à l'intérieur du dispositif receveur 700. Cette translation est pilotée par
exemple
par une came 4 rotative ayant un axe de rotation 47 sur le corps 1 (cf. figure
4).
La came 4, via la goupille 49, est en contact tangentiel 48 avec la partie
amont
de l'axe 21 d'admission. Cette partie amont 21 de l'axe d'admission est
solidaire de l'axe d'admission 44 aval (ici également chacun des deux axes
d'admission 21, 44 ou leur association sont désignés par le terme générique
axe d'admission ou simplement axe ).
La position de l'axe d'admission 21, 44 de la figure 10 est normalement
stable grâce à la résultante d'une part de l'effort du ressort de rappel 42
(vers
l'aval) et, d'autre part de l'effort du ressort de rappel 45 (vers l'amont cf.
figure
4).
L'axe d'admission 21, 44 comporte un ou des orifices d'admission 219 à
son extrémité amont et est refermé par le bouchon 444 étanche (joint torique
445) à son extrémité aval.
Le conduit ou canal amont 211 traversant l'axe 21, 44 débouche dans la
chambre 441 amont de l'axe 21,44. L'axe 21, 44 comporte des orifices radiaux
446 amont ménagés au niveau de la chambre 441 amont. Les orifices amont
446 de l'axe 21, 44 communiquent avec une chambre annulaire 351 amont. La
chambre annulaire 351 amont est délimitée par une entretoise 353 et deux
joints toriques 352, 354. L'entretoise 353 et les deux joints toriques 352,
354
sont solidaires d'un obturateur 35 mobile. L'obturateur 35 peut translater le
long
de l'axe d'admission 21, 44.
Dans la position stable de la figure 10 le ressort de rappel 355 repousse
l'obturateur 35 contre une surface 212 de butée de l'axe 21, 44 d'admission
(figure 14).
L'obturateur 35 comporte une seconde chambre annulaire 359 aval
délimitée par l'entretoise 356 et les deux joints toriques 354, 357. Les deux
chambres annulaires amont 351 et aval 359 sont séparées par un joint torique
354.
Dans la configuration de la figure 10 les orifices radiaux aval 358 de l'axe
21, 44 communiquent avec la chambre annulaire 359 aval et débouchent dans
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
le la partie aval du canal 442 qui se prolonge par les trous radiaux 447. Les
trous radiaux aval de l'axe 21,44 communiquent avec la chambre annulaire 73
qui est délimitée par les joints toriques 448, 449. La chambre annulaire 73
débouche dans le raccord de sortie 7 via le conduit 72.
5 Dans la configuration de la figure 11 le dispositif receveur 700 est
connecté sur un réservoir 300 via un distributeur de gaz 200. Le distributeur
de
gaz 200 (tel qu'un robinet) comprend un premier clapet ou obturateur étanche
203 et un second clapet 201 d'isolement.
Comme précédemment le distributeur de gaz 200 équipé de baïonnettes
10 202 (voir figure 6). Le distributeur de gaz 200 est présenté et approché
par
l'utilisateur de manière à ce que les baïonnettes 202 correspondent avec les
rainures 22 en forme de L de l'interface de connexion du dispositif
receveur
700. Une translation puis une rotation du distributeur 200 entraîne une
liaison
mécanique avec dispositif receveur 700. Lors de cette opération, l'extrémité
15 amont de l'axe 21,44 pénètre dans le distributeur 200 et repousse et
l'obturateur du premier clapet 203 (cf. figure 15). L'extrémité amont de l'axe
21,44 vient se loger de façon étanche à l'intérieur du distributeur de gaz 200
dans un joint torique 204.
Le couvercle supérieur 205 du dispositif de distribution du gaz 200 vient
en contact avec la surface 34 et pousse l'obturateur mobile 35 contre l'effort
du
ressort de rappel 355. L'obturateur est déplacé de façon que les orifices
radiaux
amont 446 et aval 358 de l'axe d'admission 21, 44 débouchent dans la même
chambre annulaire 351 amont.
Dans cette configuration il y a une continuité du circuit gaz depuis la
chambre basse pression 206 du distributeur 200 jusqu'en partie aval du canal
442 (le gaz passe dans la partie amont du canal 211 de l'axe 21, 44 via les
orifices radiaux 219 amont, puis dans la chambre 441 amont, puis via les
orifices radiaux 446, 358 via la chambre annulaire 351 amont puis la partie
aval
du canal 442 débouche dans le raccord de sortie 7 via successivement les
orifices radiaux 447, la chambre annulaire 73 et le canal 72. Ainsi, tout flux
de
gaz G transitant par la chambre basse pression 206 du distributeur 200 est mis
en relation avec un utilisateur (cf. figure 15).
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
16
Comme précédemment, la chambre 206 basse pression peut recueillir
les éventuels gaz d'échappement d'une soupape de sécurité.
La translation de l'axe d'admission 21, 44 est pilotée via par exemple la
came 4 rotative autour de l'axe de rotation 47 solidaire du corps 1 (cf.
figure 4).
Comme précédemment, la translation de l'axe 21, 44 n'a aucune
incidence sur la mise en communication des orifices radiaux amont 446 et aval
358 (la chambre annulaire 351 peut être dimensionnée pour continuer à assurer
une liaison entre les parties amont et aval du canal).
La came 4 est en contact tangentiel 48 via une goupille 49 avec une
surface de contact 48 solidaire de l'axe 21, 44 d'admission. La rotation de la
came 4 entraîne sélectivement le déplacement de l'axe 21, 44 d'admission. La
rotation de la came 4 est commandée par exemple par un actionneur 500 via
un câble 501 lié à la came 4 par une rotule 502. L'actionneur 500 peut être un
dispositif qui, sur information de l'utilisateur, tire ou non le câble 501
afin de
provoquer la rotation sélective de la came ou levier 4 et donc la translation
de
l'axe 21, 44 d'admission. Par défaut (au repos, câble 501 non tiré),
l'actionneur
500 n'est pas sollicité. Dans cette configuration, la position de l'axe 21, 44
d'admission de la figure 11 est stable du fait de l'équilibre entre d'une part
l'effort du ressort de rappel 42 (effort sur l'axe 21, 44 en direction aval)
et,
d'autre part, l'effort du ressort de rappel 45 (effort sur la came 4 en
direction de
l'amont, cf. figure 4).
Dans cette position, l'extrémité 207 amont de l'obturateur 203 est poussé
vers l'amont par l'extrémité amont de l'axe 21, 44 d'admission. Mais dans
cette
première position l'axe 21, 44 n'agit pas sur le second clapet d'isolement
201.
Ce second clapet 201 d'isolement reste de ce fait fermé (cf. figure 15). Le
gaz
G provenant du réservoir 300 (hors cas facultatif d'un échappement de
sécurité)
n'est donc pas délivré vers le dispositif receveur 700.
Cette position de repos est la position de sécurité par défaut (elle peut
notamment résulter d'un arrêt d'urgence commandé à l'actionneur 500).
Les figures 12 et 16 illustrent le dispositif receveur 700 connecté sur le
distributeur 200 d'un réservoir 300 avec le second clapet d'isolement 201
ouvert.
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
17
C'est-à-dire que l'actionneur 500 tire sur le câble 501 lié à la came 4 de
façon à entraîner une rotation de la came 4 autour de l'axe 47 (voir figure
4). La
came 4 étant en contact tangentiel 48 via la goupille 49 avec l'axe 21, 44, ce
dernier est déplacé de façon à pousser vers l'amont le premier clapet 203.
L'extrémité amont du premier clapet 203 qui vient alors agir sur le second
clapet 201 et ouvre ainsi ce dernier.
De cette façon, le gaz G sous pression peut transiter d'amont en aval
depuis le second clapet 201 vers la chambre basse pression 206. Le gaz peut
ensuite entrer dans le canal central 211 de l'axe d'admission 21, 44 via les
orifices radiaux 219, puis dans la chambre 441 amont. Les orifices radiaux
amont 446 et aval 358 étant mis en communication par la chambre annulaire
amont, 351, le gaz poursuit son trajet dans la partie aval du canal 442 et
débouche dans le raccord de sortie 7. L'utilisateur situé en aval du raccord 7
est
ainsi alimenté en gaz sous pression.
Pour stopper cette alimentation en gaz, un ordre (fonctionnel ou
d'urgence) peut être donné à l'actionneur 500 d'arrêter la traction du câble
501.
Le dispositif receveur revient alors dans la position de simple ouverture
des
figures 11 et 15. De même, en cas de rupture du câble 501, le dispositif
receveur 700 revient automatiquement dans la position de la figure 11 (seul le
premier clapet 203 est ouvert).
La figure 13 présente un exemple d'application de l'invention comprenant
plusieurs réservoirs 300 de gaz. Chaque réservoir 300 est relié au circuit 600
d'alimentation d'un utilisateur 1600 par un distributeur de gaz 200 respectif
connecté à un dispositif receveur 700 respectif. Chaque receveur 700 est
commandé par un actionneur 500 respectif. Les actionneurs 500 peuvent être
pilotés par un organe de gestion 550 qui, via les dispositifs receveurs 700
coordonne l'ouverture ou la fermeture des clapets 201 des distributeurs. Ainsi
par exemple, l'alimentation en gaz de l'application peut-être réalisée par une
vidange séquentielle des réservoirs 300. De plus, un arrêt d'urgence
entraînant
la fermeture de tous les clapets 201 des réservoirs 300 est possible.
Selon une particularité avantageuse possible, le distributeur 200 (ou
robinet) peut comprendre une soupape de sécurité destinée à être soumise à la
pression dans le réservoir pour obturer ou ouvrir sélectivement un passage
CA 02719464 2010-09-23
WO 2009/138628 PCT/FR2009/050704
18
pour le gaz du réservoir vers une zone de décharge selon la température et/ou
la pression du gaz dans le réservoir par rapport à au moins un seuil
déterminé.
Avantageusement, la zone de décharge de la soupape de sécurité est située
entre les premier 203 et second 201 clapets.
De cette façon, le gaz d'échappement éventuellement libéré est
conservé par défaut dans le distributeur (premier clapet 203 fermé) mais est
collecté par le dispositif receveur lors de sa connexion (ouverture étanche du
premier clapet 203).
