FR3051736A1 - Tete de remplissage pour le remplissage d’un reservoir par un liquide - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une tête de remplissage (10) pour le remplissage d'un réservoir par un liquide, la tête de remplissage (10) délimitant un conduit de remplissage (12) du réservoir qui s'étend axialement suivant un axe de remplissage depuis un tronçon amont (14) qui est adapté pour recevoir un pistolet de remplissage, jusqu'à un tronçon aval (18) qui est conçu pour être relié sur le réservoir à remplir, et un circuit de dégazage comportant une entrée (22) qui est adaptée pour être reliée sur le réservoir et une sortie (24) en communication avec l'extérieur, la tête de remplissage (10) étant caractérisée en ce qu'elle délimite une fenêtre d'aspiration (38) qui relie le tronçon aval (18) du conduit de remplissage (12) sur le circuit de dégazage, pour favoriser l'aspiration des gaz via le circuit de dégazage, au cours du remplissage du réservoir.

Description

TETE DE REMPLISSAGE POUR LE REMPLISSAGE D’UN RESERVOIR
PAR UN LIQUIDE L’invention concerne une tête de remplissage pour le remplissage d’un réservoir par un liquide, et plus particulièrement pour le remplissage d’un réservoir appartenant à un dispositif de dépollution par réduction catalytique sélective pour véhicule automobile.
Un dispositif de dépollution par réduction catalytique sélective, aussi connu sous l’acronyme anglais « SCR », est une technologie utilisée actuellement pour la dépollution des oxydes d’azote NOx, sur des véhicules à moteur thermique tel que moteur Diesel.
Ce type de dispositif comporte généralement au moins un réservoir de stockage d’un produit additif liquide contenant de l’urée, une tête de remplissage du réservoir, un catalyseur avec injecteur, un module de dosage, et un dispositif de contrôle et de pilotage. L’utilisateur du véhicule équipé d’un tel dispositif de dépollution doit pouvoir réaliser le remplissage du réservoir lui-même, en station service par exemple. A cet effet, la tête de remplissage, de forme globalement tubulaire, est agencée de façon accessible depuis l’extérieur du véhicule, en amont du réservoir.
La tête de remplissage comporte un conduit de remplissage du réservoir qui s’étend axialement suivant un axe de remplissage depuis un tronçon amont qui est adapté pour recevoir le pistolet de remplissage, jusqu’à un tronçon aval qui est conçu pour être relié au réservoir à remplir par l’intermédiaire d’un conduit.
Ce type de tête de remplissage est généralement associée à un circuit de dégazage qui favorise l’évacuation des gaz qui sont chassés par le liquide au cours du remplissage du réservoir.
Le circuit de dégazage comporte généralement une entrée qui est en communication avec le réservoir, et une sortie qui est en communication avec l’extérieur du dispositif de dépollution et qui permet de rejeter les gaz dans l’atmosphère.
Une telle tête de remplissage est décrite et représentée dans le document EP-A1-2719567, par exemple.
Pour remplir le réservoir, le pistolet de remplissage est introduit dans le conduit de remplissage de la tête de remplissage, l’utilisateur actionne le pistolet qui déverse un jet de liquide à travers la tête de remplissage jusqu’à ce que le réservoir soit plein et commence à refouler le liquide.
Afin d’éviter un refoulement de liquide à l’extérieur du véhicule, le pistolet est généralement équipé d’un dispositif d’arrêt automatique du jet.
Toutefois, à l’usage, on constate parfois un refoulement et un crachotement de liquide malgré la présence du dispositif d’arrêt automatique du jet, notamment en fonction de l’angle d’inclinaison du pistolet dans la tête de remplissage.
Aussi, l’utilisateur doit pouvoir bénéficier en fin de remplissage de plusieurs arrêts automatiques de pistolet sans risque de rejet de fluide vers l’extérieur. A titre d’exemple, certains constructeurs demandent de pouvoir autoriser trois arrêts automatiques sans risque de rejets pour remplir le réservoir à son niveau maximum.
De plus, les têtes de remplissage selon l’art antérieur ne permettent pas un débit de remplissage suffisant. On entend par débit de remplisssage suffisant un débit proche de 40 litres par minute. Ce débit de 40 litres par minute permettrait un gain de temps pour le constructeur automobile lors de l’assemblage du véhicule. Le débit de 40 litres par minute aurait l’avantage également de permettre au client automobiliste un remplissage de son réservoir, en station service, indifféremment avec des pompes prévues pour les véhicules légers ou des pompes prévues pour les poids-lourds, toutes les sations service n’étant pas équipées de pompes spécifiques, à bas débit, pour véhicules légers.
La présente invention vise notamment à résoudre ces inconvénients et se rapporte pour ce faire à une tête de remplissage pour le remplissage d’un réservoir par un liquide, la tête de remplissage délimitant : - un conduit de remplissage du réservoir qui s’étend axialement suivant un axe de remplissage depuis un tronçon amont qui est adapté pour recevoir un pistolet de remplissage, jusqu’à un tronçon aval qui est conçu pour être relié sur le réservoir à remplir, et - un circuit de dégazage comportant une entrée qui est adaptée pour être reliée au réservoir et une sortie en communication avec l’extérieur, la tête de remplissage étant caractérisée en ce qu’elle délimite une fenêtre d’aspiration qui relie le tronçon aval du conduit de remplissage au circuit de dégazage, pour favoriser l’aspiration des gaz via le circuit de dégazage, au cours du remplissage du réservoir.
La fenêtre d’aspiration permet de mettre le circuit de dégazage en dépression, ce qui favorise l’échappement des gaz au cours du remplissage du réservoir et évite les coupures intempestives durant la phase de remplissage qui sont liées à un dégazage et à un écoulement insuffisants.
En effet, le flux de liquide qui est injecté par le pistolet généré, par sa vitesse d’écoulement, une dépression dans le tronçon aval du conduit de remplissage de la tête de remplissage. La fenêtre d’aspiration met en communication le tronçon aval et le circuit de dégazage, ce qui permet de mettre en dépression le circuit de dégazage pour favoriser le dégazage.
On constate que l’absence de cette fenêtre conduit à des remontées de liquide, de sorte que le pistolet se déclenche fréquemment et le temps de remplissage augmente alors de manière significative.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la tête de remplissage délimite une chambre de remplissage qui communique avec la fenêtre d’aspiration et qui est adaptée pour être remplie par du liquide refoulé.
La chambre permet de retarder le refoulement de liquide en se remplissant, ce qui laisse plus de temps au dispositif d’arrêt automatique du pistolet de se déclencher.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre de remplissage est en communication avec l’entrée et la sortie du circuit de dégazage de la tête de remplissage.
Autrement dit, la chambre appartient au circuit de dégazage. La chambre remplit donc une double fonction.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le tronçon amont du conduit de remplissage délimite une fenêtre de dégazage qui forme la sortie du circuit de dégazage.
Cette fenêtre de dégazage débouche dans le tronçon amont du conduit de remplissage pour permettre aux gaz de circuler à travers le circuit de dégazage, jusqu’à l’extérieur à la pression atmosphérique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le conduit de remplissage est équipé d’une collerette d’étanchéité annulaire qui s’étend autour de l’axe de remplissage et qui est conçue pour coopérer avec un pistolet de remplissage.
La collerette est conçue pour éviter toute remontée directe de fluide vers l’extérieur lors de la phase du remplissage et après plusieurs déclenchements de pistolet. Ainsi les risques de crachotements et de rejet sont évités.
Avantageusement, la collerette se situe en amont de la zone de détection de liquide par le pistolet.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la tête de remplissage est équipée d’un aimant permanent qui est inséré dans un logement du tronçon amont du conduit de remplissage et qui est adapté pour agir sur un dispositif d’arrêt automatique du pistolet de remplissage.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la tête de remplissage comporte au moins un doigt de retenue qui est en appui axial sur l’aimant pour retenir l’aimant dans son logement.
Le doigt de retenue bloque l’aimant en position et l’empêche de vibrer.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la tête de remplissage comporte une bague d’étanchéité qui est déformable élastiquement et qui forme la fenêtre de dégazage, la collerette d’étanchéité et le doigt de retenue, en une seule pièce.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la tête de remplissage comporte une butée qui fait saillie radialement dans le conduit de remplissage pour limiter la course axiale du pistolet de remplissage. L’invention concerne également un dispositif de dépollution par réduction catalytique comportant une tête de remplissage du type décrite précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue éclatée en perspective, qui illustre une tête de remplissage selon l’invention ; - la figure 2 est une vue en perspective avec arrachement, qui illustre la tête de remplissage de la figure 1 délimitant notamment la fenêtre d’aspiration, la chambre de remplissage et la fenêtre de dégazage ; - la figure 3 est une vue en perspective avec arrachement, qui illustre le sens de circulation du liquide de remplissage et des gaz d’échappement à travers la tête de remplissage selon l’invention ; - la figure 4 est une vue en section longitudinale, qui illustre l’agencement d’un pistolet de remplissage dans la tête de remplissage. A noter que dans la présente demande de brevet, les termes « amont » et «aval » doivent s’entendre par rapport à la circulation du liquide lors du remplissage à travers la tête de remplissage, c’est-à-dire de la gauche vers la droite selon la figure 2.
De plus, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au triédre L, V, T indiqué aux figures, dont l’axe L est parallèle à l’axe de la tête de remplissage.
On a représenté à la figure 1 une tête de remplissage 10 pour le remplissage d’un réservoir (non représenté) par un liquide, plus particulièrement un liquide additif contenant de l’urée.
La tête de remplissage 10 est conçue pour être intégrée à un dispositif de dépollution par réduction catalytique sélective (non représenté).
La tête de remplissage est constituée pour l’essentiel par un corps 11 qui est réalisé en deux parties lia, 11b.
Comme on peut le voir à la figure 4, la tête de remplissage 10 délimite un conduit de remplissage 12 interne qui s’étend axialement suivant un axe A longitudinal de remplissage, depuis un tronçon amont 14 qui est adapté pour recevoir un pistolet 16 de remplissage, jusqu’à un tronçon aval 18 qui est conçu pour être relié sur le réservoir à remplir.
Dans ce but, le tronçon aval 18 du conduit de remplissage 12 est relié au réservoir par une tubulure de raccord 19 visible à la figure 3.
Le tronçon amont 14 du conduit de remplissage 12 s’étend jusqu’à une butée 20 qui fait saillie radialement dans le conduit de remplissage 12 pour limiter la course axiale du pistolet 16 de remplissage.
Aussi, la tête de remplissage 10 délimite un circuit de dégazage qui permet l’évacuation des gaz chassés par le liquide au cours du remplissage du réservoir. A cet effet, le circuit de dégazage comporte une entrée 22 qui est adaptée pour être reliée au réservoir et une sortie 24 qui est en communication avec l’extérieur à la pression atmosphérique.
Comme on peut le voir à la figure 3, l’entrée 22 du circuit de dégazage est constituée par un raccord 26 qui est relié à une partie supérieure du réservoir par un tuyau souple 28, pour permettre aux gaz présents dans le réservoir de s’échapper au cours du remplissage.
Le circuit de dégazage comprend également une chambre 30 de remplissage qui est interposée entre l’entrée 22 et la sortie 24 et qui est en communication avec l’entrée 22 et la sortie 24 du circuit de dégazage.
En référence aux figures 3 et 4, la chambre 30 de remplissage est formée par une cavité globalement annulaire qui s’étend autour du conduit de remplissage 12 et qui est délimitée par une paroi interne 32 et une paroi externe 34 du corps 11 de la tête de remplissage 10.
De plus, le tronçon amont 14 du conduit de remplissage 12 délimite une fenêtre de dégazage 36 qui forme la sortie 24 du circuit de dégazage.
La fenêtre de dégazage 36, visible notamment aux figures 2 et 3, est ménagée dans la paroi interne 32, en vis-à-vis du pistolet 16, et permet l’échappement des gaz d’échappement, depuis la chambre 30, jusqu’à l’extérieur à la pression atmosphérique.
Les flèches Fl visibles sur la figure 3 illustrent la circulation des gaz d’échappement.
Selon un autre aspect de l’invention, la tête de remplissage 10 délimite une fenêtre d’aspiration 38 qui relie le tronçon aval 18 du conduit de remplissage sur le circuit de dégazage pour favoriser l’aspiration des gaz via le circuit de dégazage au cours du remplissage du réservoir.
Comme on peut le voir à la figure 3, la fenêtre d’aspiration 38 débouche dans la chambre 30 de remplissage qui appartient au circuit de dégazage.
Ainsi, au cours du remplissage du réservoir par le pistolet 16, le flux de liquide qui s’écoule depuis l’extrémité libre du pistolet 16 provoque, par sa vitesse d’écoulement, une dépression dans la chambre 30, cette dépression favorisant l’aspiration des gaz contenus dans le réservoir.
Par conséquent, en favorisant la circulation des gaz d’échappement à travers le circuit d’échappement, la fenêtre d’aspiration 38 permet d’accroître le débit de remplissage du réservoir.
Avantageusement, pour favoriser l’aspiration des gaz d’échappement, la fenêtre d’aspiration 38 est agencée directement à la sortie du pistolet 16, c'est-à-dire directement en aval de la butée 20 qui limite la course du pistolet 16.
Selon un exemple préféré de réalisation, la fenêtre d’aspiration 38 présente une surface de l’ordre de 220 millimètres carrés, avec à titre d’exemple une hauteur axiale de 13 millimètres suivant l’axe A de la tête de remplissage 10, et une largeur de 17 millimètres. A noter que la forme de la fenêtre d’aspiration 38 pourrait être tout autre que celle rectangulaire représentée, par exemple une forme plutôt triangulaire, trapézoïdale, circulaire, ou ovale. De même, la fenêtre d’aspiration 38 pourrait être constituée de plusieurs ouvertures, de façon à délivrer l’aspiration la plus adaptée.
La fenêtre d’aspiration 38 permet également le passage du liquide de remplissage depuis le conduit de remplissage 12, jusqu’à la chambre 30 de remplissage, en cas de remontée de fluide par la tubulure 19.
En effet, la chambre 30 de remplissage est adaptée pour être remplie par du liquide refoulé depuis la tubulure 19 en fin de remplissage du réservoir.
Ainsi, lorsque le réservoir est plein, le liquide refoule jusqu’à la tête de remplissage 10 via la tubulure 19, puis le liquide pénètre dans la chambre 30 de remplissage.
Cette caractéristique permet de retarder et de limiter la remontée de liquide vers le tronçon amont 14 du conduit de remplissage 12.
On notera également que le liquide peut pénétrer dans le circuit de dégazage au-delà de la chambre 30, par exemple jusqu’à l’entrée 22 du circuit de dégazage.
De plus, le conduit de remplissage 12 est équipé d’une collerette 40 d’étanchéité annulaire qui s’étend autour de l’axe A de remplissage et qui est conçue pour coopérer avec le pistolet 16 de remplissage.
Comme on peut le voir à la figure 4, la collerette 40 forme un joint à lèvre annulaire qui épouse la face périphérique du pistolet 16 pour empêcher le liquide de remonter par le tronçon amont 14 du conduit de remplissage 12.
Le liquide ne peut donc pas directement remonter par le conduit de remplissage 12, et doit alors emprunter le circuit privilégié en passant par le fenêtre d’aspiration 38 et la chambre 30.
Cette caractéristique permet de ralentir la remontée du liquide tout en maintenant la fonction de dégazage plus longtemps.
Plusieurs coupures de pistolet sont alors possibles sans risque de rejet de liquide. A titre non limitatif, il est possible d’ajouter des chicanes dans la chambre 30 pour ralentir d’avantage la course du liquide.
Aussi, la tête de remplissage 10 est équipée d’un aimant 42 permanent qui est inséré dans un logement 44 du tronçon amont 14 du conduit de remplissage 12 et qui est adapté pour agir sur un dispositif d’arrêt automatique (non représenté) du pistolet 16 de remplissage.
Le logement 44 présente une forme annulaire, complémentaire à la forme de l’aimant 42, qui s’étend autour de l’axe A de remplissage, le logement étant ouvert axialement vers le tronçon aval 18 pour permettre l’insertion de l’aimant 42 au cours du montage de la tête de remplissage 10.
De façon complémentaire, la tête de remplissage 10 comporte une pluralité de doigts de retenue 46 qui sont répartis autour de l’axe A de remplissage et qui s’étendent axialement depuis une bague 48 d’étanchéité, vers l’aimant 42. Chaque doigt de retenue 46 est en appui axial sur l’aimant 42 pour retenir l’aimant 42 dans son logement 44.
Selon un autre aspect, en référence à la figure 4, la bague 48 d’étanchéité présente une extrémité libre aval 49 de forme cylindrique qui coopère avec un manchon complémentaire formé par le corps 11 de la tête de remplissage, pour limiter la pénétration de liquide depuis le tronçon aval 18 du conduit de remplissage 12, jusqu’au circuit de dégazage.
En référence à la figure 2, la bague 48 d’étanchéité forme la fenêtre de dégazage 36, la collerette 40 d’étanchéité et les doigts de retenue 46, en une seule pièce.
La bague 48 est réalisée en matériau déformable élastiquement, de préférence en élastomère, par exemple en éthylène-propylène-diène monomère.
Cette caractéristique permet à la collerette 40 de se déformer élastiquement pour garantir l’étanchéité autour du pistolet 16, et permet également aux doigts de retenue 46 d’amortir l’aimant 42 pour éviter qu’il vibre.
Comme on peut le voir aux figures 1 et 4, la bague 48 est agencée dans un guide 50 tubulaire qui est monté dans le corps 11 de la tête de remplissage 10 suivant l’axe A de remplissage.
On notera que la chambre 30 est délimitée en partie par le guide 50 et le guide 50 délimite également la fenêtre de dégazage 36. A titre de variante, la bague 48 peut être réalisée en surmoulage sur le guide 50 tubulaire.
Selon une variante de réalisation non représentée, la bague 48 d’étanchéité forme un anneau qui est adapté pour obstruer le logement 44 de l’aimant 42 afin d’empécher le liquide de pénétrer dans le logement 44.
La présente description de l’invention est donnée à titre d’exemple non limitatif.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Tête de remplissage (10) pour le remplissage d’un réservoir par un liquide, la tête de remplissage (10) délimitant : - un conduit de remplissage (12) du réservoir qui s’étend axialement suivant un axe (A) de remplissage depuis un tronçon amont (14) qui est adapté pour recevoir un pistolet (16) de remplissage, jusqu’à un tronçon aval (18) qui est conçu pour être relié sur le réservoir à remplir, et - un circuit de dégazage comportant une entrée (22) qui est adaptée pour être reliée sur le réservoir et une sortie (24) en communication avec l’extérieur, la tête de remplissage (10) étant caractérisée en ce qu’elle délimite au moins une fenêtre d’aspiration (38) qui relie le tronçon aval (18) du conduit de remplissage (12) au circuit de dégazage, pour favoriser l’aspiration des gaz via le circuit de dégazage, au cours du remplissage du réservoir.
  2. 2. Tête de remplissage (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle délimite au moins une chambre (30) de remplissage qui communique avec la fenêtre d’aspiration (38) et qui est adaptée pour être remplie par du liquide refoulé.
  3. 3. Tête de remplissage (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la chambre de remplissage (30) est en communication avec l’entrée (22) et la sortie (24) du circuit de dégazage de la tête de remplissage (10).
  4. 4. Tête de remplissage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon amont (14) du conduit de remplissage (12) délimite au moins une fenêtre de dégazage (36) qui forme la sortie (24) du circuit de dégazage.
  5. 5. Tête de remplissage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conduit de remplissage (12) est équipé d’au moins une collerette d’étanchéité (40) annulaire qui s’étend autour de l’axe (A) de remplissage et qui est conçue pour coopérer avec un pistolet (16) de remplissage.
  6. 6. Tête de remplissage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle est équipée d’un aimant (42) permanent qui est inséré dans un logement (44) du tronçon amont (14) du conduit de remplissage (12) et qui est adapté pour agir sur un dispositif d’arrêt automatique du pistolet (16) de remplissage.
  7. 7. Tête de remplissage (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un doigt de retenue (46) qui est en appui axial sur l’aimant (42) pour retenir l’aimant (42) dans son logement (44).
  8. 8. Tête de remplissage (10) selon les revendications 4, 5 et 7, caractérisée en ce qu’elle comporte une bague (48) d’étanchéité qui est déformable élastiquement et qui forme la fenêtre de dégazage (36), la collerette d’étanchéité (40) et le doigt de retenue (46), en une seule pièce.
  9. 9. Tête de remplissage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte une butée (20) qui fait saillie radialement dans le conduit de remplissage (12) pour limiter la course axiale du pistolet (16) de remplissage.
  10. 10. Dispositif de dépollution par réduction catalytique sélective pour véhicule automobile ou poids lourd comportant une tête de remplissage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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