La présente invention concerne un robinet de gaz ainsi qu'une bouteille de gaz sous pression comportant un tel robinet. L'invention concerne plus particulièrement un robinet, notamment pour bouteille de gaz sous pression, comprenant un corps définissant un circuit de soutirage de gaz ayant une extrémité amont destinée à être en relation avec du gaz sous pression et une extrémité aval formant une sortie pour le gaz, le circuit de soutirage comportant en série un clapet d'isolation et un clapet de pression résiduelle, le clapet d'isolation étant sélectivement déplaçable par un pousse-valve mobile vers une position d'ouverture autorisant le transit de gaz, le clapet d'isolation étant situé en amont du clapet de pression résiduelle. L'invention concerne notamment un robinet comprenant une fonction d'isolement du circuit principal de soutirage (dite « fonction ON/OFF ») et une fonction de conservation d'une pression résiduelle (et éventuellement une fonction d'anti-retour de gaz). L'invention concerne en particulier les robinets sans détendeurs, les robinets à détendeur intégré et les robinets avec détendeur sélectivement raccordable au robinet. Classiquement, dans les robinets ou les robinets à détente intégrée connus, les composants qui assurent les fonctions d'isolement (« ON/OFF ») et de conservation de la pression résiduelle (« RPV » ou « anti-retour ») sont distincts.
Ces composants distincts sont généralement séparés et localisés dans des logements différents du corps du robinet. Cette architecture présente un avantage en ce qui concerne les opérations de maintenance, car cela permet d'accéder à l'une des fonctions sans nécessiter de démonter l'autre fonction. Cependant, ces systèmes connus présentent les inconvénients suivants : - nécessité de prévoir des usinages distincts dans le corps du robinet pour les différentes fonctions, souvent avec des axes d'usinage distincts, - nécessité de prévoir des composants supplémentaires tels que des bouchons ayant pour seule fonction de « refermer » le logement des différents clapets. 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 robinet selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le pousse-valve et le clapet de pression résiduelle sont disposés dans un même logement du corps, le pousse-valve comprenant au moins une portion située en aval du clapet de pression résiduelle et étant sélectivement mobile indépendamment du clapet de pression résiduelle pour actionner le clapet d'isolation situé en amont. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le pousse-valve possède une extrémité aval située en aval du clapet de pression résiduelle et une extrémité amont actionnant sélectivement directement ou indirectement le clapet d'isolation par contact mécanique, - le pousse-valve mobile et le clapet de pression résiduelle sont coaxiaux, - le pousse-valve est mobile coaxialement au clapet de pression résiduelle, - au moins une partie du pousse-valve est mobile à l'intérieur du corps du clapet de pression résiduelle, - le clapet d'isolement comporte une extrémité aval destinée à être actionnée mécaniquement par une extrémité amont du pousse valve, - l'extrémité aval du clapet d'isolement fait saille au moins partiellement à l'intérieur du corps du clapet de pression résiduelle, pour permettre à l'extrémité amont du pousse valve d'actionner sélectivement l'extrémité aval du clapet d'isolement sans interférer avec le clapet de pression résiduelle, - le clapet de pression résiduelle a une structure tubulaire pour autoriser le déplacement du pousse valve relativement au clapet d'isolement indépendamment du déplacement du clapet de pression résiduelle, - le pousse-valve est sollicité par un organe de rappel vers une position de repos aval éloignée de l'extrémité aval du clapet d'isolement, - le robinet comporte un détendeur de pression situé dans le un circuit de soutirage, en aval du clapet de pression résiduelle, pour abaisser la pression du gaz soutiré à une valeur déterminée fixe ou réglable, - le pousse-valve actionne sélectivement directement le clapet d'isolation, indépendamment du clapet de pression résiduelle, 3 - le pousse-valve est mobile en translation coaxialement au clapet de pression résiduelle, - le clapet de pression résiduelle est mobile coaxialement au pousse-valve, - le pousse valve comprend ou est constitué d'un axe, - le pousse-valve et le clapet de pression résiduelle sont mobiles en translation selon un même axe, - le pousse-valve, le clapet de pression résiduelle et le clapet d'isolement sont mobiles en translation selon un même axe, - l'extrémité amont du pousse-valve fait saille sélectivement dans la direction amont au-delà de l'extrémité amont du clapet de pression résiduelle, pour actionner sélectivement l'extrémité aval du clapet d'isolement sans interférer avec le clapet de pression résiduelle, - le déplacement sélectif du pousse valve est commandé manuellement, mécaniquement ou de façon éléctro-mécanique, par l'un au moins parmi : un volant rotatif, un levier pivotant ou coulissant, un solénoïde, un piston, un actuateur électrique, - le circuit de soutirage comporte à son extrémité aval un raccord (300) pour assurer une connexion mécanique avec un utilisateur, - le pousse-valve et le clapet de pression résiduelle sont disposés dans un logement ou un alésage cylindrique du corps, l'alésage étant éventuellement refermé à l'extérieur du corps par un bouchon, - le clapet d'isolation est disposé dans un logement ou un alésage cylindrique du corps, ledit logement étant éventuellement refermé à l'extérieur du corps par un bouchon, - le logement du clapet d'isolation est commun ou communique avec le logement du pousse-valve et du clapet de pression résiduelle, - le clapet d'isolation est sollicité par un organe de rappel vers une position d'obturation n'autorisant pas le transit de gaz, - en position de repos aval (pousse-valve ne déplaçant pas le clapet d'isolation vers sa position d'ouverture), le pousse-valve n'est pas en contact avec le clapet d'isolement, - la position de repos aval du pousse-valve est délimitée par une butée du pousse-valve contre un élément fixe du robinet, - la position amont maximale du pousse-valve est délimitée par une butée du pousse-valve contre un élément fixe du robinet, - le clapet de pression résiduelle est sollicité par un organe de rappel vers une position d'obturation du circuit de soutirage avec un effort déterminé autorisant son ouverture lorsque l'effort antagoniste (pression) du gaz exercé sur ledit clapet de pression résiduelle excède un seuil prédéfini, - l'organe de rappel définissant la consigne d'effort d'ouverture/fermeture du clapet de pression résiduelle est sélectivement contraint par le pousse-valve, notamment lorsque le pousse-valve est déplacé dans sa position amont ouvrant le clapet d'isolation, - l'organe de rappel sollicitant le clapet de pression résiduelle vers sa position d'obturation est logé dans le corps dudit clapet de pression résiduelle, à l'abri du flux direct de gaz susceptible de transiter d'amont en aval lorsque le clapet d'isolation est ouvert, - un dispositif d'étanchéité, tel qu'un ou plusieurs joints, est prévu entre le corps du clapet de pression résiduelle et le pousse-valve mobile, ledit un dispositif d'étanchéité formant également un amortisseur de vibrations, - - la course d'ouverture du clapet de pression résiduelle vers l'aval est limitée à une position extrême définie par une butée, - la butée limitant la course d'ouverture du clapet de pression résiduelle vers l'aval est réalisée entre une portion du clapet de pression résiduelle et une portion du pousse-valve, - le robinet comprend un circuit de remplissage de gaz, - le robinet comprend au moins un manomètre mesurant la pression du gaz en amont du clapet d'isolement. L'invention concerne également une bouteille de gaz sous pression comprenant un robinet conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus. 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 à 4 représentent respectivement, de manière schématique et partielle, quatre exemples de structure de robinet équipant une bouteille de gaz selon l'invention, - la figure 5 représente une vue en coupe, schématique et partielle, d'un détail d'un exemple de robinet selon l'invention, illustrant un mécanisme de clapets d'isolement et de pression résiduelle selon une position dite de « circuit fermé » (clapet d'isolement fermé), - la figure 6 est une vue du similaire du détail de la figure 5 dans laquelle le mécanisme est en position dite de « circuit ouvert » (clapet d'isolement ouvert et clapet de pression résiduelle ouvert), - la figure 7 est une vue du similaire du détail de la figure 5 dans laquelle le mécanisme est en position dite de « conservation de la pression résiduelle » (clapet d'isolement ouvert et clapet de pression résiduelle fermé), - la figure 8 est une vue en coupe, schématique et partielle, d'un détail de la structure d'un autre exemple de robinet selon l'invention, illustrant un mécanisme de clapets d'isolement et de pression résiduelle selon une position dite de « conservation de la pression résiduelle » (clapet d'isolement ouvert et clapet de pression résiduelle fermé), - la figure 9 représente une vue en coupe d'une variante de réalisation d'un 20 détail des mécanismes des figures 5 à 8. Les figures 1 à 4 illustrent des exemples non limitatifs de robinets mettant en oeuvre l'invention. L'architecture du robinet 150 de la bouteille 100 de gaz représentée à la figure 1 comprend un circuit de soutirage s'étendant entre une extrémité amont E 25 et une extrémité aval S. Le circuit de soutirage comprend un clapet d'isolation 1 et un clapet 3 de pression résiduelle (« RPV=Residual Pressure Valve »). Le clapet 1 d'isolation et le clapet 3 de pression résiduelle sont disposés en série dans le circuit de soutirage, le clapet d'isolation 1 étant placé en amont du clapet de pression résiduelle (les termes « amont » et « aval » font référence au 30 sens d'écoulement du gaz lors du soutirage). Le clapet d'isolement 1 est sélectivement ouvert par un système d'actionnement comprenant, par exemple, un organe pousse-valve 4. Le pousse-valve 4 et le clapet 3 de pression résiduelle sont disposés de préférence dans un même logement du corps du robinet.
Le pousse-valve 4 peut par exemple comporter une tige de commande. Le pousse-valve 4 peut être actionné par exemple par l'un ou moins des organes manuels ou automatiques suivant : volant rotatif, un levier pivotant ou coulissant, un solénoïde, un piston, etc....
L'extrémité aval du circuit de soutirage du robinet 150 peut être terminée par le raccord 300 pour assurer la connexion avec l'application utilisatrice du gaz soutiré. L'architecture du mode de réalisation de la figure 2 se distingue de celle de la figure 1 uniquement en ce que le robinet 150 comprend un manomètre 65 mesurant la pression dans la bouteille (en amont du clapet d'isolement 1). Bien entendu, le manomètre ou un manomètre supplémentaire peut être prévu en aval du clapet d'isolement 1. L'architecture du mode de réalisation de la figure 3 se distingue de celle de la figure 1 uniquement en ce que le robinet 150 comprend un détendeur 200 de pression disposé en aval du clapet 3 de pression résiduelle. Le détendeur 200 est par exemple intégré ou rapporté sur le corps 2 du robinet. L'architecture du mode de réalisation de la figure 4 se distingue de celle de la figure 3 uniquement en ce que le robinet 150 comprend un détendeur 200 de pression (comme dans le mode de réalisation de la figure 3) et un manomètre 65 (comme dans le mode de réalisation de la figure 2). En se référant à présent à l'exemple des figures 5 à 7, le corps 2 du robinet comprend un circuit 22, 25, 24, 29 de soutirage de gaz qui s'étend entre une extrémité amont E destinée à communiquer avec le gaz sous pression (par exemple d'une bouteille ou d'un réservoir) et une extrémité aval S (reliée directement à l'application ou via d'autres fonctions tel qu'un détendeur de gaz par exemple). D'amont vers l'aval, le circuit de soutirage comprend en série : - un clapet 1 d'isolement, - un clapet 3 de pression résiduelle, - un pousse-valve 8 pour actionner en ouverture le clapet 1 d'isolement. L'extrémité amont du circuit de soutirage comprend, par exemple, un canal 22 d'entrée qui débouche en aval dans un premier logement 25 de forme générale cylindrique. Dans la représentation de la figure, le canal d'entrée 22 débouche perpendiculairement dans le premier logement 25. Bien entendu, ceci ne doit pas être considéré limitativement, le canal d'entrée 22 pourrait se raccorder obliquement ou selon le même axe que le premier logement 25. De même, le premier logement 25 pourrait être directement en communication avec le gaz à haute pression. Le premier logement 25 abrite et, de préférence guide, le clapet 1 d'isolement mobile. Le premier logement 25 est par exemple réalisé par un alésage dans le corps 2 du robinet et peut être refermé par un bouchon 6. Le bouchon 6 est par exemple vissé dans le corps 2 du robinet via un système de filetage 63 et taraudage 251. En variante, ce bouchon 6 pourrait être remplacé par le raccord d'un manomètre indiquant le niveau de pression amont ou par un système de sécurité de surpression (type soupape, clinquant, etc...). Une empreinte 62, par exemple hexagonale, peut être prévue sur le 15 bouchon 6 pour faciliter son montage sur le corps 2. Un joint 31, par exemple torique, peut être prévu pour assurer l'étanchéité dudit bouchon 2 relativement au corps 2. Un organe de rappel tel qu'un ressort 5 contraint le clapet 1 d'isolement vers sa position aval de fermeture sur un siège 21. Par exemple, le ressort 5 prend 20 appui sur une surface 64 du bouchon 6 et sur une surface 12 du clapet 1 d'isolement. L'extrémité aval du clapet 1 d'isolement peut comprendre une garniture 11 tel qu'un joint pour assurer un contact étanche sur le siège 21. La pression du gaz en amont E applique également un effort sur le clapet 1 d'isolement en direction de son siège 21 (dans le sens de sa fermeture). 25 Le passage pour le gaz du siège 21 communique en aval avec un second logement 24 du corps qui abrite le clapet 3 de pression résiduelle. Le clapet 3 de pression résiduelle est contraint vers un siège 23 amont par un organe de rappel tel qu'un ressort 8. De préférence, le clapet 3 de pression résiduelle comporte une garniture d'étanchéité (joint(s) par exemple) qui est prévue pour venir en contact 30 étanche avec un siège 23 ménagé dans le corps 2. Le second logement 24 est par exemple refermé par un bouchon 7 vissé dans le corps 2 via un système de filetage 73 et taraudage 241. Le second logement 24 communique avec une sortie S via un canal 29 de sortie. Le canal de sortie 29 peut être raccordé au second logement 24 de façon perpendiculaire ou oblique ou selon le même axe. Par ailleurs, un organe mobile (pousse-valve 4) est logé également dans le second logement 24. Le pousse-valve 4, comprend, par exemple, un axe coulissant. L'extrémité amont 41 du pousse-valve 4 coulisse par exemple dans le corps tubulaire du clapet 3 de pression résiduelle. C'est-à-dire que le corps tubulaire du clapet 3 de pression résiduelle est situé concentriquement autour du pousse-valve 4. Bien entendu, cette configuration n'est pas limitative. En variante, on peut envisager un pousse-valve 8 tubulaire disposé concentriquement autour du clapet 3 de pression résiduelle. De même il est possible d'envisager que le pousse-valve 4 et le clapet 3 de pression résiduelle soient disposés en parallèle dans le logement 25. L'extrémité aval 49 du pousse-valve 4 peut faire saille vers l'extérieur ou dans une zone interne du corps 2, pour permettre par exemple son actionnement (actionnement A direct ou indirect, mécanique et/ou manuel et/ou électrique). Un système d'étanchéité est prévu de préférence entre le pousse-valve 4 et le bouchon 7. Par exemple, un joint 43 torique et une bague anti-extrusion 44 sont disposés sur le pousse-valve 4 et assurent l'étanchéité dynamique entre le bouchon 7 et le pousse-valve 4 mobile. L'étanchéité du bouchon 7 par rapport au corps 2 est assurée par exemple par un ou des joints 71 par exemple toriques. Une empreinte 72 hexagonale ou autre peut permettre de faciliter le montage du bouchon 7 dans le corps 2. Une extrémité aval 14 du clapet 1 d'isolement peut faire saillie dans le second logement 24, par exemple à l'intérieur du volume tubulaire du corps du clapet 3 de pression résiduelle. De cette façon, l'extrémité amont 41 du pousse-valve 4 peut venir actionner l'extrémité aval 14 du clapet 1 d'isolement, au travers du clapet 3 de pression résiduelle. C'est-à-dire sans que le clapet 3 de pression résiduelle n'interfère pas dans le mouvement du pousse-valve 4 par rapport au clapet 1 d'isolement. Par défaut, le pousse-valve 4 est contraint vers une position de repos aval par un organe de rappel tel qu'un ressort 8. Par exemple un ressort 8 est en appui d'une part sur une surface 38 du clapet de pression résiduelle 3 et, d'autre part, sur une surface aval 48 du pousse valve 4. Ce ressort tend donc à éloigner le pousse-valve 4 du clapet 3 de pression résiduelle (le premier est contraint vers l'amont, le second est contraint vers l'aval). Lorsque le pousse-valve 4 est au repos (c'est-à-dire qu'il n'est pas déplacé vers l'amont pour ouvrir le clapet 1 d'isolement) il subsiste de préférence un espace entre l'extrémité amont 41 du pousse-valve 4 et l'extrémité aval 14 du clapet 1. De cette façon, en position de repos stable, la garniture d'étanchéité 11 du clapet 1 d'isolement repose correctement sur son siège 21. Par exemple, dans cette position stable (figure 5), le pousse-valve 4 est écarté du clapet 1 de pression résiduelle. Un épaulement 47 peut être prévu sur le pousse-valve 4 pour venir en butée aval contre le corps 2 ou le bouchon 7. A la figure 6, un actionneur A (manuel, mécanique ou autre) a déplacé le pousse-valve 4 vers l'amont. L'extrémité amont 41 du pousse-valve 4 vient appuyer sur la surface 14 du clapet 1 d'isolement. Le clapet 1 d'isolement est poussé vers l'amont hors de son siège 21, contre l'effort du ressort 5. Le clapet 1 d'isolement étant en position ouverte, le gaz provenant de la bouteille (par exemple via le canal 22) arrive dans le premier logement 25. Le gaz sous pression passe autour du clapet d'isolement 1. Le clapet 1 a par exemple une section carré.
Le gaz va ensuite s'engouffrer dans la chambre annulaire 21 puis à l'entrée du second logement 24. Le gaz va ensuite exercer une pression sur le clapet 3 de pression résiduelle dans le sens de son ouverture (vers l'aval). Par exemple, une partie du gaz peut par exemple transiter dans une chambre 36 interne du clapet 3 de pression résiduelle via un passage annulaire 35 situé entre le clapet 3 de pression résiduelle et l'extrémité aval du clapet 1 d'isolement. Ce passage annulaire 35 est de préférence dimensionné pour accepter les défauts de coaxialité entre les deux clapets 1 et 3. Dans la chambre 36 interne, le gaz est piégé par le joint 42 qui assure une étanchéité dynamique entre le pousse-valve 4 et le clapet de pression résiduelle 3. Ce joint, de préférence torique, assure également une fonction antivibratoire en évitant notamment des oscillations parasites du clapet de pression résiduelle 3 dans le cas où son ressort 8 entre en résonance. Si la pression du gaz arrivant sur l'extrémité amont du clapet 3 de pression résiduelle est supérieure à la consigne d'étanchéité dudit clapet 3, le gaz va pousser ledit clapet 3 vars l'amont, autour du pousse-valve 4. Le clapet 3 de pression résiduelle va s'éloigner de son siège 23. Une butée 38, 39, du clapet 3 de pression résiduelle contre le pousse-valve 4 peut être prévue pour limiter la course de clapet 3 vers l'aval, notamment pour éviter tout dommage.
La section de passage entre le clapet 3 et le siège 23 s'adapte naturellement au débit demandé par l'application. Le gaz poursuit son chemin autour du clapet de pression résiduelle 3 (le clapet de pression résiduelle 3 a par exemple une section carré). Le gaz arrive ensuite dans le second logement 24, puis sort S du système via le canal de sortie 29. La figure 7 illustre le mécanisme dans lequel le clapet 1 d'isolement est ouvert et le clapet 3 de pression résiduelle est fermé. En effet, lorsque la pression du gaz en amont est inférieure au seuil d'ouverture dudit clapet 3, ce dernier se referme de façon étanche avec sa garniture souple 31 en contact avec le siège 23.
La consigne d'ouverture/fermeture du clapet de pression résiduelle 3 est déterminée par le tarage du ressort 8 sollicitant ledit clapet. Si le ressort 8 prend appui sur le pousse valve 4, le tarage d'ouverture/fermeture du clapet 3 est défini par la position du pousse-valve 4 lorsqu'il ouvre le clapet 1 d'isolement. Un flux de gaz d'aval vers l'amont va également contraindre le clapet 3 de pression résiduelle vers son siège 23. Ceci réalise une fonction d'anti-retour de gaz qui protège la bouteille d'éventuelles pollutions. La figure 8 illustre une variante de réalisation qui se distingue de celle de la figure 7 uniquement en ce que le ressort 8 sollicitant le clapet de pression résiduelle 3 est positionné dans le corps de ce dernier, à l'abri du flux de gaz soutiré. Le ressort 8 est placé entre le clapet de pression résiduelle 3 et le pousse- valve 4. La figure 9 illustre une variante de réalisation de l'extrémité aval du pousse-valve 4 dans laquelle un épaulement 46 de ce dernier vient en butée contre une surface 27 du corps 2, pour limiter la position amont extrême du pousse-valve 4. Ceci permet d'empêcher les déplacements excessifs du pousse-valve 4 pouvant entraîner des dommages sur les composants du système en amont. Des déplacements excessifs peuvent être causés, par exemple, par une défaillance de l'actionneur A qui déplace le pousse-valve 4. On conçoit donc aisément que l'agencement proposé permet de simplifier la structure d'un robinet structure au moyen d'une modification peu coûteuse. Cet agencement permet en particulier de réduire le nombre de composants nécessaires aux deux fonctions que sont le clapet d'isolement et le clapet de pression résiduelle. L'intégration de ces fonctions dans un robinet est simplifiée et avec un volume d'encombrement réduit.