La présente invention concerne un dispositif de fourniture de gaz.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de fourniture de gaz comprenant un cadre abritant un ensemble de bouteilles de fluide sous pression reliées à circuit fluidique de soutirage et de remplissage des bouteilles, le cadre support comprenant une base inférieure sur laquelle les bouteilles reposent verticalement et un ensemble de montants et de poutres transversales définissant une cage de forme générale parallélépipédique pour le maintien latéral des bouteilles disposées selon plusieurs rangées contigües.
L'invention concerne notamment les dispositifs de fourniture de gaz appelés parfois « cadres ».
Un tel dispositif est décrit par exemple dans les documents
De tels dispositifs utilisent généralement un faisceau de bouteilles stockant du gaz à des pressions élevées, par exemple 200 bar, 300bar ou au-delà.
Ces dispositifs doivent satisfaire à des contraintes diverses et souvent antagonistes par exemple : un structure dont l'utilisation est ergonomique et la moins massive possible tout en assurant une protection suffisante des bouteilles en cas de choc. La structure doit notamment être capable de supporter le poids de l'ensemble des bouteilles lors d'un élinguage ou d'un grutage. Lors d'une telle manipulation de levage le cadre est soumis à un effort de traction généré entre les points d'accroche supérieurs (anneaux d'élinguage aux quatre coins supérieurs ou anneau central) et le fond du cadre sur lequel les bouteilles reposent.
La structure de ces cadres doit ainsi être relativement rigide.
Une telle rigidité du cadre nécessite de concevoir des bouteilles et châssis de cadre relativement robustes pour absorber l'énergie transmise par le cadre en cas de chute de l'ensemble. En effet, la rupture des certaines parties du dispositif peut entraîner des accidents relativement graves.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus et notamment de proposer un dispositif ayant une bonne résistance aux chocs.
A cette fin, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend au moins une barre rigide de renforcement du cadre disposée entre deux rangées de bouteilles contigües, ladite au moins une barre de renforcement reposant simultanément sur la surface supérieure des bouteilles de deux rangées de bouteilles adjacentes, la barre de renforcement comprenant deux extrémités reliées rigidement respectivement à deux faces opposées du cadre.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
Le dispositif 1 de fourniture de gaz illustré partiellement à la
Par exemple, les bouteilles 3 sont disposées en faisceau verticalement sur une base 34. Les bouteilles 3 sont agencées selon plusieurs rangées de bouteilles accolées (quatre rangées de quatre bouteilles 3 dans l'exemple non limitatif illustré aux figures).
La partie supérieure de chaque bouteille 3 comprend un orifice relié à circuit 4, 5 fluidique pour assurer le soutirage ou le remplissage des bouteilles 3.
Par exemple, le circuit 4, 5 comporte une première extrémité de raccordement reliée aux bouteilles 3 via un premier clapet d'isolation pour permettre le remplissage et le soutirage des bouteilles 3. Le circuit peut comprendre une seconde extrémité de raccordement distincte reliée aux orifices des bouteilles 3 via un second clapet d'isolation et un détendeur de pression.
Le cadre 2 comprend un ensemble de quatre montants 30 verticaux dont les extrémités inférieures sont reliées respectivement aux quatre coins de la base 34 carrée (ou parallélépipédique).
Les montants 30 verticaux peuvent avoir une section en U ou parallélépipédique et peuvent être orientés pour présenter une surface plane au niveau des arêtes verticales du cadre 2. C'est-à-dire que la face des montants 30 en-vis-à-vis des bouteilles 3 est orientée à 45 degrés environs par rapport aux côtés de la base 34 parallélépipédique. C'est-à-dire qu'un côté de plus grande largeur de la section parallélépipédique du montant 30 est orienté vers le centre du cadre 2.
La cadre 2 comprend également des poutres transversales 31, 32, 33 horizontales délimitant les faces latérales d'une cage de forme générale parallélépipédique pour le maintien vertical des bouteilles 3 (cf.
En particulier, le cadre 2 peut comporter quatre poutres transversales 33 inférieures, quatre poutres transversales 31 intermédiaires et quatre poutres 32 transversales supérieures.
Comme visible à la
Le cadre 2 peut comprendre un poteau 37 central dont l'extrémité inférieure est solidaire de la partie centrale de la base 34 et dont l'extrémité supérieure comporte un anneau 39 de manutention du cadre faisant saillie au-delà du volume parallélépipédique de la cage.
Au moins une partie de l'une au moins des faces du cadre (faces latérale ou supérieure) peut être ajourée au moins partiellement par une grille et/ou une cloison pleine fixée aux montants 30 et poutres transversales 31, 32, 33.
Le cadre 2 peut comprendre sur une de ses faces latérale appelée « face avant » un panneau d'interface comportant au moins une ouverture et notamment au moins un accès au circuit 4, 5 et notamment à des organes du circuit (raccord(s) fluidique(s) 11, manomètre 12).
Selon une particularité avantageuse, le dispositif comprend au moins une et, dans cet exemple, deux barres 6 rigides de renforcement du cadre 2. Les barres 6 de renforcement sont disposées entre deux rangées de bouteilles 3 adjacentes. Chaque barre 6 de renforcement repose simultanément sur la surface supérieure des bouteilles 3 de deux rangées de bouteilles 3 adjacentes. Chaque barre 6 de renforcement comprenant deux extrémités reliées rigidement respectivement à deux poutres transversales 31 du cadre situées respectivement sur deux faces opposées du cadre 2. Bien sûr, alternativement ou cumulativement, les barres 6 de renforcement peuvent être reliées rigidement à la base 34 du cadre, à une poutre transversale inférieure du cadre, à une poutre transversale 32 supérieure du cadre.
De préférence, l'extrémité supérieure des bouteilles 3 a une forme d'ogive convexe et les barres 6 de renforcement reposent sur la portion convexe des bouteilles 3.
Comme illustré les barres 6 peuvent être tubulaires et par exemple de section circulaire. Les barres peuvent être constituées de matériau métallique acier ou tout autre matériau approprié (de préférence le même matériau que celui constituant le cadre).
Du fait de la l'appui sur deux rangées de bouteilles adjacentes et/ou de forme supérieure des bouteilles, les barres 6 de renforcement permettent de générer un effort de maintient des bouteilles 3 avec une composante verticale (vers la base 34) et une composante transversale (contribuant à plaquer les bouteilles 3 périphériques contres les faces latérales du cadre 2). Les barres 6 de renforcement peuvent être positionnées en appui sur les bouteilles 3 pour générer un effort vertical sur les bouteilles 3 en direction de la base.
Ceci contribue au maintien des bouteilles 3 contre la tôle de la base 34 et contre les montants 30 ou poutres transversales 31, 32, 33. De plus ceci réalise une répartition d'efforts dans le cadre qui permet de dissiper une partie de l'énergie d'un choc en épargnant au moins en partie des bouteilles 3. En effet, cette structure définit deux parties dans le cadre 2: une première partie située entre les poutres 31 transversales reliées aux barres 6 de renforcement et la base 34 et une seconde partie située entre les poutres 31 transversales reliées aux barres 6 de renforcement et l'extrémité supérieure du cadre 2.
La première partie est relativement plus rigide et indéformable du fait de la cohésion entre les bouteilles 3 maintenues contre le cadre 2 via les barres 6 de renforcement.
La seconde partie, qui n'est pas adossée aux bouteilles 3 (partie située au-dessus des bouteilles 3), est relativement moins rigide et plus déformable en cas de choc. En particulier, en cas de chute du cadre 2 sur son extrémité verticale, la seconde partie peut absorber l'énergie en se déformant. Les montants 30 verticaux peuvent en particulier former des zones se déformant en flexion au-dessus des poutres 31 transversales reliées aux barres 6 de renforcement (cf. par exemple
Cette architecture permet d'absorber et de répartir des efforts de façon avantageuse par rapport aux structures connues.
Ceci permet notamment de favoriser une déformation naturelle vers l'intérieur du cadre 2 afin d'accompagner la déformation générale du châssis.
Ceci permet un cintrage des montants 30 et du circuit de gaz limitant ainsi le risque de pliure/déchirure en cas de déplacement des vannes du circuit 4, 5). Le circuit 4, 5 de fluide est avantageusement abrité dans la partie déformable du cadre 2 et peut donc être conçu de préférence de manière à se déformer en cas de contact avec le cadre 2 suite à une déformation exagérée ou en cas de déplacement de bouteilles 3 en cas de rupture de leurs fixations au cadre 2.
A cet effet, le circuit peut comprendre une partie collectrice commune comprenant une boucle 5 fermée (relativement plus rigide), et une partie relativement plus souple comprenant des conduites 4 plus souples reliant les bouteilles 3 à la boucle 5 fermée.
Comme illustré, les extrémités des barres 6 de renforcement peuvent être reliées rigidement aux poutres transversales 31 via au moins un axe 7 de liaison tel qu'un goujon disposé dans un plan verticale parallèle au plan d'une face latérale du cadre 2.
Ainsi, les axes 7 de liaison peuvent comporter un mécanisme tel qu'un système à vissage/taraudage (avec écrou le cas échéant). De préférence, ce mécanisme permet le réglage de la position verticale de la barre 6 par rapport à la poutre 31 transversale à laquelle elle est reliée pour régler l'effort d'appui vertical de la barre 6 sur les bouteilles.
Les poutres transversales 31 intermédiaires auxquelles sont reliées les barres 6 de renforcement peuvent être située à mi-hauteur du cadre 2 et de préférence environ au deux tiers ou au trois quart de la hauteur totale du cadre 2.
Comme illustré, le cadre 2 peut comprendre en plus des organes 9 de renfort de coin intermédiaires disposés respectivement au niveau des liaisons entre d'une part les extrémités des poutres transversales 31 reliées aux barres 6 de renforcement et, d'autre part, les montants 30 adjacents concernés.
Les organes 9 de renfort de coin intermédiaires sont rigides et comportent deux extrémités reliées rigidement (soudage ou rivetage ou autre) respectivement à une poutre 31 transversale et au montant 30 adjacent.
De même, le cadre 2 peut comprendre des organes 8 de renfort de coin supérieurs disposés respectivement au niveau des liaisons entre d'une part les extrémités des poutres transversales 32 délimitant l'extrémité supérieure du cadre 2 et, d'autre part, les montants 30 adjacents concernés. Comme précédemment, ces organes 8 de renfort de coin supérieurs sont rigides et comprennent deux extrémités reliées rigidement respectivement à une poutre 32 transversale et au montant 30 adjacent. Les organes 8, 9 de renfort de coin ont par exemple une forme d'équerre.
La structure selon l'invention permet ainsi de serrer et plaquer (verticalement et latéralement) un ensemble de bouteilles dans un cadre 2.
La structure forme ainsi une chaine de transmission directe d'effort entre le cadre 2 et la partie cylindrique des bouteilles 3.
Les extrémités supérieures des quatre montants 30 situées au-dessus des barres 6 de renforcement forment quatre zones de flexion/pliage/vrillage privilégiées capables de dissiper de l'énergie en cas de chute du cadre 2.
Ces zones de flexion peuvent notamment être délimitées par la position et la dimension (dont l'épaisseur) organes 8, 9 de renfort de coins liant les montants 30 et les poutres 31, 32 transversales.
La déformation de cette portion est fonction de l'énergie générée par l'impact lors de la chute du cadre 2, de la rigidité intrinsèque de la zone de déformation du cadre 2 (épaisseur et forme des montants 30, des poutres 31, 32 et des organes de renfort de coin 8, 9).
L'amplitude maximum de la déformation peut être calculée de sorte que la zone de déformation ne rencontre jamais les organes sensibles sous pression du circuit 4, 5. De plus ceci peut être conformé pour garantir que le système de fixation (barre 6 de renforcement et axe 7 de fixation) ne souffre pas de la déformation des montants 30 afin de garantir une cohésion maximale des bouteilles 3 dans le cadre 2.
A cet effet, et comme décrit ci-dessus, les montants 30 verticaux sont de préférence positionnés à 45° par rapport au plan de faces latérales du cadre 2.
Plusieurs niveaux de déformation peuvent se produire en fonction de l'énergie potentielle emmagasinée lors de la chute du cadre 2. L'énergie potentielle du choc dépend notamment de la masse du cadre 2 (et donc de la quantité de gaz embarqué, la masse de la structure globale étant constante), de la vitesse de chute du cadre et de l'amortissement intrinsèque du sol sur lequel le cadre chute.
Différents niveaux de déformation possibles sont détaillés ci-dessous en cas de choc sur un coin supérieur du cadre 2. Ces déformations attendues sont listée par ordre croissant de l'énergie du choc.
Bien entendu cet ordre est donné à titre indicatif et l'ordre et l'amplitude des niveaux de déformation peuvent être modifiés en fonction des conditions.
La présence de traverses (poutres) 32 latérales cintrées sur la partie supérieure du cadre 2 peut permettent de suivre la flexion du montant 30 vertical impactée par la chute sans transmettre d'effort excessif sur le montant 30 opposé.
Comme illustré, une face latérale dite « arrière » du cadre 2 peut être délimitée par des montants 30 ayant une longueur (hauteur) supérieure à la longueur (hauteur) des montants 30 de la face 35 opposée dite « avant ».
Les poutres transversales 32 supérieures reliant un montant 30 de la face arrière à un montant 30 peuvent ainsi être rectilignes et inclinées vers le bas de l'arrière vers l'avant et/ou être courbées avec la concavité orientée vers la base 34.
La géométrie supérieure du cadre 2 permet d'améliorer la tenue aux chocs du cadre comme décrits ci-dessus sans pénaliser de façon exagérée la masse, le coût ou la complexité du cadre 2.
En effet, selon l'invention, la déformation et tenue au choc des cadres est améliorée par rapport à l'art antérieur, sans nécessiter de prévoir des organes de protection ou d'absorbation de choc sur la périphérie du cadre.
Cette structure partiellement déformable permet au cadre lui-même d'absorber une partie de l'énergie du choc. Ceci permet de transmettre aux bouteilles et à leurs attaches une partie seulement de la décélération du cadre.
Ceci permet de préserver le circuit 4, 5 gazeux du cadre en évitant une déformation excessive de ce dernier en raison du déplacement relatif des bouteilles .3 les unes par rapport aux autres.
Ceci permet de limiter sensiblement les risques de fuite de gaz sous haute pression.
La déformation du cadre 2 obtenue permet également d'éviter le choc du cadre 2 contre des organes de contrôle de gaz sous pression (type vannes, détendeurs, etc..) permettant ainsi de conserver l'intégrité du circuit gaz sous haute pression.
Ainsi, tout en étant de structure simple et peut coûteuse, le dispositif présente de nombreux avantages par rapport aux systèmes connus.
Bien entendu, d'autres modifications sont possibles. Ainsi, le nombre et l'orientation des barres 6 de renforcement peuvent être modifiés. Par exemple, les barres de renforcement peuvent être disposées perpendiculairement à la face avant du cadre 2.
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