FR2589990A1

FR2589990A1 - Module d'alimentation en carburant pour dispositif a chalumeau fonctionnant avec un carburant gazeux

Info

Publication number: FR2589990A1
Application number: FR8615584A
Authority: FR
Inventors: Kenneth Steve Czerwinski; Eugene Gabany; John Walter Turko
Original assignee: Michigan Consolidated Gas Co
Current assignee: Michigan Consolidated Gas Co
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1987-05-15
Anticipated expiration: 2006-11-07
Also published as: JPS62119313A; US4776366A; DK1286A; DE3600407C2; IT8619022A0; GB8531701D0; NO174982C; KR900006879B1; DE3600407A1; FR2589989B1; CA1254124A; IL77422A; CN86100474A; AU5151885A; IT1209684B; BR8605608A; SE468404B; DK162076C; NZ214717A; DK162076B

Abstract

LE MODULE 20 D'ALIMENTATION PERMET DE FOURNIR DU CARBURANT GAZEUX AU CHALUMEAU 16 A UNE PRESSION ELEVEE A PARTIR D'UNE SOURCE DE GAZ A PRESSION RELATIVEMENT BASSE, PAR EXEMPLE DE GAZ NATUREL. LE MODULE COMPORTE DE PREFERENCE UN SYSTEME DOUBLE POUVANT FONCTIONNER DE MANIERE SELECTIVE POUR FOURNIR DU CARBURANT GAZEUX COMPRIME DESTINE A D'AUTRES APPLICATIONS, DONT LA RECHARGE D'UN OU PLUSIEURS RECIPIENTS, PAR EXEMPLE. LE MODULE PRESENTE DES CARACTERISTIQUES GRACE AUXQUELLES LA PRESSION DE REFOULEMENT DU CARBURANT GAZEUX PEUT ETRE MODIFIEE DE MANIERE INFINIE ET AJUSTEE PRESELECTIVEMENT DANS LES LIMITES PERMISES PAR LE COMPRESSEUR DU MODULE.

Description

1.

La présente invention concerne un dispositif d'ali-

mentation en combustible destiné à fournir du combustible à

un tel chalumeau ou à des appareils semblables à des chalu-

meaux pour des opérations de découpe, soudage, ou chauffage impliquant des matériaux soit métalliques soit non métalli- ques. Tel qu'il est utilisé ici, le terme "soudage" implique

des opérations de soudage, brasage ou autres opérations con-

nues dans lesquelles des articles ou parties séparées de ma-

tériau sont réunis ou réunis par fusion en utilisant un cha-

lumeau ou un brûleur produisant une flamme.

On connait des chalumeaux, brleurs ou autres dis-

positifs produisant des flammes qui sont utilisés dans des opérations diverses telles que des opérations de soudage, découpe ou chauffage de divers objets ou matériaux, dont des matériaux soit métalliques soit non métalliques. Un tel chalumeau ou de tels dispositifs semblables à des chalumeaux produisent une flamme lors de la combustion d'un mélange 2.

d'air ou autre gaz contenant de l'oxygène avec un carbu-

rant approprié. Typiquement, ces carburants comprennent divers carburants tels que le propane, l'acétylène, le

gaz naturel, ou autres carburants gazeux à base d'hydro-

carbures. Les carburants destinés à être utilisés dans les opérations indiquées ci-dessus sont généralement fournis dans des réservoirs ou récipients de stockage qu'on peut connecter au chalumeau. Comme il est nécessaire d'acheter et de transporter les carburants dans des récipients de

stockage remplis préalablement, ou de remplir et de trans-

porter des récipients de stockage existant déjà, il est

très fréquent que la fourniture des carburants pour les di-

verses opérations décrites ci-dessus soit fréquemment coO-

teuse et mal commode. En outre, à cause des différentes pressions de fonctionnement ou autres paramètres associés aux opérations indiquées cidessus, il faut en général que

les carburants soient fournis au chalumeau, ou au disposi-

tif semblable à un chalumeau à des pressions ou à des dé-

bits différents, ce qui se traduit par une incompatibilité

ou absence d'interchangeabilité de l'équipement dans certai-

nes des opérations indiquées ci-dessus.

Par conséquent, un des objets principaux de la

présente invention est un dispositif d'alimentation en car-

burant, ou module, destiné à être utilisé dans la fournitu-

re d'un carburant à un chalumeau ou appareil semblable à un chalumeau à partir d'une source de carburant commode, - dont on dispose facilement, et peu coûteuse, par exemple

une source de gaz naturel.

Un autre objet principal de la présente invention est un dispositif d'alimentation en carburant, ou module,

capable de fournir un carburant gazeux tel que du gaz na-

turel, à divers débits et pressions, le rendant compatible et interchangeable dans une vaste variété d'opérations de

soudage,de découpe ou de chauffage.

3. Un autre objet de la présente invention est un dispositif d'alimentation en carburant: ou module, capable

d'être connecté à une source de carburant gazeux sous pres-

sion relativement faible telle qu'un système typique d'ali-

mentation en gaz naturel pour résidences ou locaux commer- ciaux. Un autre objet de la présente invention est un

dispositif d'alimentation en carburant, ou module, relati-

vement peu coûteux, simple et commode a utiliser, relative-

ment peu coûteux à fabriquer, et de préférence portable de manière à maximaliser son emploi dans une vaste variété d'emplacements. Un autre objet de la présente invention est un dispositif d'alimentation en carburant ou module, capable

d'alimenter un chalumeau ou un appareil semblable a un cha-

lumeau directement à partir d'une source de carburant ga-

zeux dont on dispose facilement, tout en étant utilisa-

ble pour la recharge des réservoirs de stockage de car-

burant gazeux pour emploi ultérieur dans des emplacements situés à distance o l'on ne dispose d'aucune source de

carburant gazeux.

Selon la présente invention, un module d'alimen-

tation en carburant est prévu pour. fournir un carburant ga-

zeux a un chalumeau ou autre dispositif semblable à un cha-

luneau sous pression élevée à partir d'une source de carbu-

rant gazeux à pression relativement basse, par exemple un

système d'alimentation en gaz naturel pour résidences ou lo-

caux commerciaux. Un module d'alimentation en carburant don-

né à titre d'exemple selon la présente invention comprend de préférence un orifice d'entrée pouvant être connecté facilement afin de transmettre un fluide à la source de

carburant gazeux, un compresseur pour comprimer du carbu-

rant gazeux provenant de le source de carburant de manière

à en augmenter la pression, et un module à décharge sélec-

tive et pouvant être connecté de façon amovible au chalumeau

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afin de fournir sélectivement le carburant gazeux comprimé à ce dernier, comprenant un régulateur réglable pour ajuster présélectivement la pression du carburant gazeux comprimâ fourni au chalumeau. De préférence, le module d'alimentation en carburant selon la présente invention comporte également

un second système de décharge permettant de contourner si-

lectivement un régulateur réglable afin de décharger le car-

burant gazeux comprimé directement à partir du compresseur

dans le but par exemple, de recharger un ou plusieurs rëci-

pients de stockage de carburant.

Divers modes de réalisation du module d'alimenta-

tion en carburant selon la présente invention peuvent compor-

ter une caractéristique ou l'ensemble de diverses caracté-

ristiques en option, mais ayant la préférence, telles qu'un

filtre à carburant gazeux entre l'orifice d'entrée du modu-

le d'alimentation en carburant et l'admission du compresseur

un filtre de lubrifiant pour capter et recueillir les lubri-

fiants du compresseur à partir du carburant gazeux comprimé à la sortie de refoulement du compresseur, un système de

retour pour renvoyer les lubrifiants du compresseur à l'ad-

mission de ce dernier, un dispositif de refroidissement pour réduire la température du carburant gazeux comprimé provenant de l'orifice de refoulement du compresseur, ou

un système de soupapes pouvant fonctionner de manière sélec-

tive afin de refouler sélectivement le carburant gazeux com-

primé soit par l'intermédiaire du régulateur réglable soit

directement a partir du compresseur. D'autres caractéristi-

ques en option, mais ayant la préférence, comportent un

dispositif réglable de' coupure de la pression pour le pré-

réglage de la pression maximum de refoulement du compres-

seur et un système réglable à soupape de sécurité pour pré-

régler la pression limite agissant sur le régulateur régla-

ble. - a..-..s..e..4. -on sera bien comprise lors de

la description faite en liaison avec les dessins ci-joints

5. dans lesquels:

La figure 1 est une vue en perspective du dispo-

sitif à chalumeau fonctionnant au gaz selon la présente in-

vention, comprenant un module d'alimentation en carburant, donné à titre d'exemple, qui est branché de manière à four- nir un carburant gazeux au chalumeau;

La figure 2 est une vue en perspective, sembla-

ble à celle de la figure 1, mais illustrant le module d'ali-

mentation en carburant de la figure 1 alors qu'il est bran-

ché pour fournir du carburant gazeux destiné à la recharge d'un ou de plusieurs récipients de stockage de carburant gazeux; La figure 3 est une vue en perspective du module d'alimentation en carburant de la figure 1, avec des parties

de son carter enlevées de manière à révéler certains compo-

sants intérieurs; La figure 4 est un diagramme de circulation du

dispositif d'alimentation en carburant de la figure 1.

Les figures 1 à 4 décrivent un mode de réalisa-

tion, donné à titre d'exemple, d'un dispositif à chalumeau

fonctionnant avec un carburant gazeux selon la présente in-

vention qui comporte un module d'alimentation en carburant destiné à être employé soit pour fournir un carburant gazeux

par exemple de gaz naturel, a un chalumeausoit pour rechar-

ger un ou plusieurs réservoirs de stockage de carburant ga-

zeux. L'homme du métier verra facilement d'après la descrip-

tion suivante et les dessins d'accompagnement que la présen-

te invention s'applique également aux dispositifs à chalu-

meau et modules d'alimentation en carburant autres que ceux

décrits à titre d'illustration dans les figures. Il apparal-

tra également facilement d'après la discussion suivante et les dessins d'accompagnement que la présente invention peut

être adaptée à diverses applications en plus de son utili-

sation en moyen d'alimentation d'un chalumeau et d'un réci-

pient de stockage.

6.

En figure 1, un dispositif 10 de chalumeau fonc-

tionnant avec un carburant gazeux comprend généralement un chalumeau assemblé 16, un dispositif 18 d'alimentation en oxygène, et un module d'alimentation en carburant 20, avec une conduite 22 d'alimentation en oxygène reliant le

dispositif 18 au chalumeau 16 et une conduite 24 d'alimen-

tation en carburant reliant le module 20 au chalumeau 16.

Le chalumeau 16 de la figure 1 est typique et représenta-

tif d'une vaste variété de chalumeaux bien connus qu'on utili-

se couramment dans des opérations de découpe, de soudage ou

de chauffage. Le chalumeau 16 comporte généralement un cla-

pet d'oxygène 26 et un clapet de carburant 28 permettant d'ajuster le mélange carburant-oxygène dans une partie de mélange 30 de manière à produire une flamme à l'extrémité

32 du chalumeau lors de la combustion du mélange air et car-

burant. Bien que non représenté spécifiquement en figure 1,

le chalumeau 16 comporte de préférence un régulateur-réduc-

teur permettant à l'utilisateur du chalumeau de procéder à

un réglage fin de la fourniture de carburant.

Comme le chalumeau 16, le dispositif 18 de four-

niture d'oxygène est typique et représentatif d'une vaste

variété de dispositifs bien connus d'alimentation en oxygè-

ne qu'on utilise couramment dans les opérations de découpe,

de soudage ou de chauffage. Le dispositif 18 comporte généra-

lement un réservoir d'oxygène 40, une soupape de coupure 42, et un régulateur d'oxygène 44 pour le contrôle et le réglage

de la pression et du débit de l'oxygène délivré.

Comme représenté en figures 1 et 2, le module 20 d'alimentation en carburant est adaptable pour fournir un carburant gazeux au chalumeau 16 par l'intermédiaire de la

conduite 24 d'alimentation en carburant, qu'on peut bran-

cher de manière amovible au module 20 au moyen d'un raccord

à branchement rapide 50, ou, en variante, pour un autre ob-

jet comme représenté en figure 2. En figure 2, une conduite de recharge 58 peut être connectée à un raccord 60 a brancher ment rapide afin de fournir du carburant gazeux par 7. l'intermédiaire d'un collecteur 62 a un ou plusieurs récipients de stockage 64. Au moyen d'un tel agencement, le module 20

d'alimentation en carburant présente aussi une utilité indi-

recte dans des chalumeaux situés dans des endroits éloignés o il n'existe aucune énergie électrique ou source de carbu- rant gazeux, permettant donc la recharge, le transport et l'utilisation d'un ou de plusieurs r6cipients de stockage 64

afin de fournir du carburant gazeux audits endroits. On re-

marquera, comme cela apparattra & l'homme du métier, que le module 20 peut être également utilisé dans des applications

autres que la fourniture de carburant gazeux pour la rechar-

ge de récipients de stockage.

On notera que les récipients de stockage 64 contien-

nent de préférence un sorbant (adsorbant ou absorbant) de ma-

nière à augmenter leur capacité de stockage en carburant ga-

zeux. Des exemples de réservoirs de stockage de ce type sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 4 531 558,

n 4 523 548 et n 4 522 159 (incorporés ici a titre de réfé-

rence), et des exemples de sorbants comprennent du charbon ac-

tivé, des zéolites, des matériaux du type gel de silice, ou

diverses argiles.

Le module 20 d'alimentation en carburant comprend généralement un carter 66 présentant un ou plusieurs volets de ventilation 68, une ou plusieurs poignées de transport 70

et un panneau de commande 72. Le panneau de commande 72 compor-

te un commutateur de mise en service - hors service 74 pour

la mise sous tension et hors tension du module 20 et un sélec-

teur 76 pour la présélection de l'un des modes de fonctionne-

ment représentés en figures 1 et 2. Le panneau 72 comporte également un voyant lumineux 78 de mise sous tension qui

indique à l'utilisateur que le commutateur de mise en servi-

ce se trouve dans la position "fermée", un voyant 80 indi-

quant le type d'application choisi pour le chalumeau et un voyant 82 indiquant qu'il s'agit de la recharge de réservoir ou autre application représentée en figure 2. Une commande 86 8.

du régulateur de la pression du chalumeau est également pré-

vue sur le panneau 72 pour permettre & l'utilisateur de régu-

ler sélectivement la pression d'alimentation en carburant

gazeux. Un manomètre 88 est monté sur le panneau 72 pour con-

S trôler la pression de refoulement du carburant gazeux dans

- ---- lemiode de onctionneme:ït eF c-alumeau, et un marnomtre simi-

laire 90 est prévu pour contrbler la pression de décLarye du carburant gazeux dans le mode de fonctionnement ot il y a recharge des récipients de stockage ou autres applications

1 de ce type.

En liaison plus particulièrement avec les figures 1 à 3, les divers composants du module 20 d'alimentation en carburant sont contenus à l'intérieur du carter 66 et montés sur un chassis 94. Le carter 66 et le chassis 94 sont de préférence conçus pour que le module 20 ait une durabilité correspondant à l'emploi qui en est fait. Cependant, comme cela apparaîtra à l'homme du métier, les divers composants et configurations structurelles du module 20 doivent être tels qu'on obtient un dispositif aussi léger et compact que

possible de manière à en faciliter le transport et l'emploi.

A cet égard, on a construit un premier prototype du module ayant les dimensions hors-tout approximatives suivantes: cm de large, 71 cm de profondeur et 39 cm de haut, le poids étant environ 34 kg. Néanmoins, il est envisagé de réduire sensiblement les dimensions hors-tout et le poids des versions commerciales du module 20 sans que cela ait un effet important sur sa durabilité, sa qualité et son utilité. En liaison plus particulièrement avec le schéma de circulation de la figure 4, mais toujours en liaison

avec la figure 3,on décira maintenant les composants inté-

rieurs et le fonctionnement du module 20 d'alimentation en carburant. La source de carburant pour le module 20 est un système de fourniture en carburant gazeux, représenté schématiquement par la référence 100 en figure 4. Le 9. système 100 peut être virtuellement constitué de toutes les

sources de carburant gazeux dont on dispose, mais de préfS-

rence de celles qu'on rencontre dans les installations ré-

sidentielles ou industrielles. Un tel système de fourniture de gaz naturel fournit typiquement du gaz à des pressions comprises généralement entre 1,72 kPa et environ 69 kPa,

selon l'emplacement et le fournisseur du système de gaz natu-

rel, et le fait que le système de fourniture sert à alimen-

ter des résidences ou des locaux commerciaux.

Le module 20 d'alimentation en carburant comporte

un connecteur à branchement rapide 102 pour connecter sélec-

tivement et de manière amovible une conduite d'entrée 104

qui communique avec le système 100 de fourniture. La condui-

te 104 comporte de préférence une soupape d'entrée 106 ac-

tionnée par solénolde, un filtre 108, et une soupape de re-

tenue unidirectionnelle 110. Le filtre 108 peut être cons-

titué de n'importe lequel d'un certain nombre de filtres pouvant être utilisés avec le carburant gazeux particulier fourni,mais il comporte de préférence un déshydratant afin d'extraire l'humidité ou autres corps indésirables

du carburant gazeux. Bien qu'on puisse employer divers ty-

pes de filtres à déshydratant, un filtre préféré comprend un sorbant (absorbant ou adsorbant), tel que du charbon activé, un matériau à base de zéolite, un matériau du type à

gel de silice, ou diverses argiles, par exemple.

Le carburant gazeux qui est de préférence du gaz

naturel est fourni par l'intermédiaire de la conduite d'en-

trée 104, d'un raccord en T 112 et des autres composants dé-

crits ci-dessus à l'admission 114 d'un compresseur 116 qui peut être mis sélectivement en marche afin de comprimer le

carburant gazeux pour en augmenter la pression. Dans un pro-

totype réellement construit du module 20, le compresseur 116 était un compresseur hermétique du type couramment utilisé dans les appareils de réfrigération. De tels compresseurs sont peu conteux, durables et se trouvent facilement en 10. stock. L'homme du métier reconnaîtra, naturellement que

d'autres types de compresseurs peuvent être utilisés en va-

riante. De préférence, le compresseur 116 comprime le car-

burant gazeux à une pression généralement comprise entre

environ 689 kPa et environ 3450 kPa en fonction des paramè-

--tresprésé lectionnés discutés ci-dessus et des caractéris-

tiques de l'application particulière.

Le carburant gazeux comprime est acheminé à par-

tir de l'orifice de refoulement 118, par l'intermédiaire

d'une conduite 120, jusqu'à un séparateur 122 du lubri-

fiant du compresseur. Le séparateur 122 peut être constitué

d'un certain nombre de dispositifs séparateurs ou de fil-

tres connus dont la fonction est d'extraire les huiles ou

liquides de lubrification d'un courant gazeux les traver-

sant. De préférence, le séparateur 122 est du type bien con-

nu à tube capillaire, à gravité, et est destiné à renvoyer les lubrifiants recueillis à l'admission du compresseur 114 par une conduite de retour de lubrifiant 188, sous l'effet

de la pression de refoulement du compresseur.

29 A partir du séparateur de lubrifiant 122, le cou-

rant gazeux comprimé est de préférence envoyé dans un con-

denseur ou échangeur de chaleur 124 pour en réduire la

température. L'échangeur de chaleur 124 comporte de préfé-

rence un serpentin de refroidissement sur lequel l'air am-

biant est entraîné par un ventilateur 232. Dans le prototy-

oe réellement construit du module 20,la température du car-

burant gazeux, lequel était du gaz naturel, à son entrée dans l'échangeur de chaleur 124 était d'environ 60"C et la température du gaz naturel à la sortie de l'échangeur correspondait sensiblement à la température ambiante. Bien

que l'échangeur de chaleur 124 soit décrit dans les figu-

res comme comportant un serpentin de refroidissement air-

gaz, l'homme de l'art remarquera qu'on peut employer en

variante d'autres types d'échangeur de chaleur, conden-

seurs ou autres appareils de refroidissement dans le but de 11. réduire la température du carburant gazeux comprimé sortant

de l'orifice de refoulement 118 du compresseur 116.

A partir de l'échangeur de chaleur 124, le carbu-

rant gazeux comprimé et refroidi parcourt une conduite 126 jusqu'à un raccord en T 129, o il est alors déchargé du mo-

dule 20 en passant par l'un de deux dispositifs de déchar-

ge, comme illustré en figures 1 et 2. Dans le premier dispo-

sitif de décharge du module d'alimentation en carburant,

le carburant gazeux comprimé traverse, à la sortie du rac-

cord 129, une soupape 130 de chalumeau de préférence action-

née par solénoïde, une première conduite de décharge 132,

et un raccord en T 134, pour aboutir à un régulateur régla-

ble 136. Le régulateur 136 peut &tre n'importe quel régula-

teur permettant d'ajuster présélectivement la pression d'un

courant gazeux le traversant. Le régulateur 136 peut fonc-

tionner sélectivement sous la commande 86 du panneau de

commande 72 de manière à décharger présélectivement le carbu-

rant gazeux à une pression ajustée prés6lectivement dans le

raccord 50 de décharge dans le chalumeau au moyen d'une sou-

pape de retenue unidirectionnelle 140.

* Le module 20 comporte également de préférence une

soupape de sûreté réglable 184 branchée, au moyen du rac-

cord en T 134, au côté d'entrée du régulateur réglable 136

de manière à permettre le pré-réglage de la pression limi-

te pour le régulateur 136. Comme le compresseur 116 est ty-

piquement un compresseur à vitesse constante, sortie cons-

tante, il refoule un courant gazeux comprimé sensiblement continu et constant, lorsqu'il est en en marche. Ainsi,

toute sortie en excès du compresseur 116 doit être ren-

voyée à l'admission 114 au moyen de la soupape de sûreté 184 et d'une conduite de retour de gaz 186 qui communique avec l'admission 114 du compresseur par l'intermédiaire du

raccord en T 112.

Grâce à l'agencement de la soupape de sfreté réglable venant d'être, discuté, le module 20 d'alimentation 12.

en carburant peut être sélectivement pré-réglé, par ajus-

tement de la soupape 1 4, pour une pression maximum de décharge du carburant gazeux dans le premier dispositif de

décharge du module qui ne peut être dépassée lors du fone-

tionnement du régulateur 136. La présence des caractris-

tiques précédentes dans le module 20 permnnet donc un ajuste-

ment ou une variation présélectlonnées infinies de la pres-

sion de refoulement du module d'alimentation en zarrburant

pour le mode de fonctionnement en chalumeau, avec des limi-

tes réglables de manière infinie, à l'intér.eur des plages de réglage du régulateur 136 et de la soupape de sûreté 184,

et dans les limites de capacité maximum de décharge du com-

presseur 116. De manière à permettre a l'utilisateur du mo-

dule de surveiller la pression à laquelle le carburant gazeux est fourni au chalumeau, un-raccord en T 138 est prévu sur le

côté de sortie du régulateur 136 qui communique, par l'intermé-

diaire d'une conduite 162 avec le manomètre 88 du chalumeau.

Pour l'autre mode de fonctionnement du module 20, à savoir la recharge des récipients de stockage, en figure 2, le raccord en T 129 est également connecté à un second dispositif de décharge du module au moyen d'une seconde

conduite 152 et d'une soupape 154 de réservoir, de préferen-

ce actionnée par solénolde. Le carburant gazeux comprimé dans le second dispositif de décharge est acheminé directement

de la soupape 154, en passant par une soupape de retenue uni-

directionnelle 156, une seconde conduite de décharge 158 et

un raccord en T 160, jusqu'au raccord 60 de décharge en ré-

servoir. Comme cela apparaîtra facilement en figure 4, le second dispositif de décharge fournit du carburant gazeux comprimé au raccord 60 sans passer par le régulateur 136 du premier dispositif de décharge du module. Cela est dé au fait qu'on désire que la pression de décharge, lors de la recharge du réservoir, Soit maintenue au-dessous d'une

valeur maximum préréglée de manière à éviter la surpres-

sion des réservoirs. Pour permettre à l'opérateur d'obser-

ver la pression à laquelle le carburant gazeux comprimé est 13. déchargé dans le raccord 60, ce qui permet à l'utilisateur

de surveiller l'opération de recharge par exemple, une con-

duite 164 communique avec le raccord 160 et avec le manomè-

tre 90 du panneau de commande 72.

Pour fournir une pression maximum pre-régl!e au

refouleament du compresseur, ainsi que pour obtenir une ca-

ract&ristique de sécurxtê e-ti1e en cas de....

tionnement du systr, le module 20 comporte de rf nce un raccord en T 177 dans 1la 2eccn3 conduiîe de echarge

158, qui assure la transmission el au m yen _:une c n.

duite 178 de commande du comprezssur tssant n cnr leur 180 de coupure de la pression.Lu I.n le pré-réglable de manière p-e polur une r:ssi n g! bale maximum du refollemeint cu pcsaeur et c c avec plus de détail ciaprrse dar presseur auroyen d'une conduite de coï-nande!82 ia contrCleur de coupure leO au motcur d'entrainement (n n ze= présenté) du compresseur 116o Le contrôleur!CG ueut réglé pour fournir des i nites supérieures de l a e i refoulement du carburant gazeux dans les disositi

charge du module, ainsi que pour fournir une cautc ma-

tique du compresseur 116 en cas de rupture des conduites ou.

tuyaux souples situés en aval, ou autre maw-?ais f ment dans lequel il est nécessaire et souhaitable arrter le compresseur. On préfère que, dès que le contr1eur!2 a mis hors-marche le compresseur 116, il puisse être r&arm pour reprendre le fonctionnement seulement par une procédure manuelle de manière & pousser l'utilisateur à s'assurer de

la cause de la mise hors-marche du compresseur et & corri-

ger tout mauvais fonctionnement avant la reprise du fonc-

tionnement. De manière à assurer les diverses fonctions et

caractéristiques décrites ci-dessus, le module 20 compor-

te un système d'alimentation et de commande, représenté sché-

matiquement en figure 4, pour mettre en service, hors service 14.

et réguler les divers composants. Le module 20 est de préfé-

rence alimenté électriquement et peut être connecté de manie-

re amovible à une source extérieure d'alimentation électri-

que 200 au moyen d'un connecteur classique 202. L'énergie électrique est transmise par unc liJne d'alimentation 204 reliée au commutateur principal de mise en service 74, qu'on peut mettre sélectivement sur la position.a.rche' ou sur

la position "arrêt".

Lorsque le commutateur 74 est dans la position

"marche", l'énergie est appliquée par une lig.er d'alîmenta-

tion 206 et une ligne 210 jusqu'au voyant 78 du panneau ?2,

ce qui indique à l'opérateur que le module 20 est sous-ten-

sion. L'énergie électrique est également fournie par l'inter-

médiaire du commutateur 74,r de la ligne d'alimentation 206 et:

d'une ligne d'alimentation 208, au sélecteur 76 pour des rai-

sons décrites ultérieurement. Le commutateur 74 constitue galement le véhicule de fourniture d'énergie!lectrique,par

l'intermédiaire d'une autre ligne électrique 218 et d'une li-

ane 222 d'alimentation du compresseur, à la connande (non représentée) dumoteur du compresseur 116, ce qui permet au compresseur 116 d'être sélectivement mis sous tension et hors

tension par l'intermédiaire du commutateur 74. La ligne d'ali-

mentation 218 comporte également une dérivation vers une ligne 224 de manière a exciter un actionneur 226 à solénoïde afin

d'ouvrir la soupape d'entrée 106 lorsque le système est sous-

tension ou de fermer cette soupape lorsque le système n'est

plus sous-tension.

Une ligne 228 d'alimentation de moteur de ventila-

teur est également prévue pour alimenter en énergie électri-

que à partir du commutateur 74 le moteur 230 du ventilateur 232 de l'échangeur de chaleur. Ainsi, le compresseur 116, le moteur 230 du ventilateur et le ventilateur 232 et la soupape d'admission 106 actionnée par solénoïde sont tous

mis sous tension et hors tension, en même temps que le sé-

lecteur 76 et le voyant lumineux 78, à la suite du fonction-

nement du commutateur principal 74.

15. Dés que le module 20 a été mis sous tension de façon que le sélecteur 76 soit aliment' ce dernier peut être mis sélectivement sur la position dite "chalumeau" de

manière à faire fonctionner le premier actionneur à solgnol-

de 170 de la soupape 130, par l'int;.e d'une première ligne de commande 174. D'une façon similaire, si on place le

sélecteur 76 sur la position dite réservoi" un second ac-

tionneur à solénoïde 172 est excite par l ntermadiire d'une seconde ligne de commande 176 afin d'ouvrir la soupane 154. Par conséquent, lorsque le s9lecteur 76 est miz sur la position "chalumeau", l'actionneur 170 est mis en marche de

manière a ouvrir la soupape 130, et d'une manière quasisi=-

multanée, l'actionneur 172 est mis hors marche de façon fermer la soupape 154 du réservoir, Inversement, lorsqu place le sélecteur sur la position "réservoir", l'actionneur 172 est mis en marche de manière è ouvrir la soupape 154, et d'une façon quasi-simultange, l'actionneur 170 est mis hors-marche afin de fermer la soupape 130 du chalumeauoAvec

un tel agencement, le module 20 peut être employé pour de-

charger le carburant gazeux comprimé, de préférence du gaz naturel, soit par l'intermédiaire du premier dispositif de décharge du module pour le fonctionnement du chalumeau soit par l'intermédiaire du second système de décharge du module

pour la recharge du récipient de stockage ou autre applica-

tion.

De manière à donner à l'utilisateur une indica-

tion sur le mode choisi, "chalumeau" ou "réservoir", une ligne 214 est connectée pour fournir de l'énergie au voyant 80

du chalumeau C partir de la première ligne de commande l74.

D'une manière similaire, une ligne électrique 212 fournit de l'énergie entre la seconde ligne de commande 176 et le

voyant 82 du réservoir.

Le fonctionnement du module 20 peut être briève-

ment décrit dans ses grandes lignes en commençant par son branchement pour obtenir le mode de fonctionnement désiré; 16. avec le chalumeau 16 comme représenté en figure 1 ou avec

des récipients de stockage 64, comme représenté en figure 2.

Le module 20 peut être interconnecté avec le dispositif 100 d'alimentation en carburant gazeux au moyen du connecteur à branchement rapide 102, opératúoC qu'on fait suivr e de lin- terconnexion électrique avec la source d'alimentation 2-0

au moyen du connecteur 202.

Lorsqu'on met le commutateur principal de mise en

service 74 sur la position "fermé" le voyant 78, le slec-

teur 76, le compresseur 116, le moteur 230 du ventilateur, et l'actionneur 226 à solénolde sont tous mis sous tension de manière à permettre la transmission de fluide avec le

dispositif 100 de fourniture de carburant gazeux et à démar-

rer le module 20 d'alimentation en carburant. Selon la po-

sition choisie pour le sélecteur 76, le voyant approprié "chalumeau", ou le voyant 82 "réservoir" est mis sous

tension et s'allume.

Lorsqu'on met le commutateur principal 74 sur la position "fermé" et que le sélecteur 76 est placé sur la

position "chalumeau", la soupape 130 pour chalumeau s'ou-

vre, et la soupape 154 pour réservoir se ferme simultané-

ment. Cette situation permet au carburant gazeux comprimé d'être envoyé, par l'intermédiaire du premier dispositif de décharge du module, au chalumeau 16, la pression de décharge étant sélectivement ajustée et commandée par le régulateur 136 et sa commande 86. Une telle régulation de la

pression de décharge peut être exécutée dans les limites pré-

établies qui sont imposées au premier dispositif de décharge du module par la soupape réglable manuellement 184, comme

on l'a décrit ci-dessus.

D'une manière similaire, lorsqu'on déplace le sé-

lecteur 76 sur la position "réservoir", la soupape 154 s'ouvre et la soupape 130 se ferme simultanément de manière

à décharger le carburant gazeux comprimé, par l'intermé-

diaire du second dispositif de décharge du module, directe-

ment dans le récipient de stockage 64 ou pour obtenir un 17. autre fonctionnement utilisant du carburant. Comme on l'a

indiqué ci-dessus, la pression de décharge du module d'ali-

mentation en carburant dans l'un ou l'autre des modes de

fonctionnement est finalement régie par le réglage de la pres-

sion maximum, préétablie de manière sélective, de refoule- ment du compresseur, ce réglage étant celui du dispositif

de coupure 180.

Inversement, lorsqu'on place le commutateur princi-

pal 74 sur sa position "arrêt", les composants venant d'être

décrits sont mis hors-service de manière à arrêter la tota-

lité du module 20. A cet égard, on notera que le gaz reste dans le module 20 car on n'a prévu aucun stockage interne

du gaz naturel comprime. Cette caractéristique augmente sen-

siblement la sécurité du module 20 en évitant létablisse-

1s ment de carburant gazeux pressurisé pendant des périodes

de non-utilisation.

De manière à donner des exemples de composants ap-

propriés pour le module 20, on présente ci-après un tableau, o la majorité des composants principaux du module 20 sont identifiés soit génériquement soit par leur fournisseur soit par une autre information appropriée sur le produit, qu'on

accompagne des noms commerciaux ou des marques, le cas éché-

ant. On notera que les informations données ci-après le sont simplement à titre d'exemple et que l'homme du métier verra

facilement qu'on peut employer d'autres composants équiva-

lents ou des variantes de composants.

Numéro de référence

du composant Description

Adaptateur/raccord pour tuyau souple CGA en laiton

Connecteur rapide de coupure, à extrémi-

té femelle unique SS-QC4-B-4PF "Swagelok" 76 Sélecteur bipolaire à deux directions, ampères, 115 volts 88 Manomètre "Wika" 111.10, CBM/U-C, 6,3 cm; 0-0,2 MPa 18. Manomètre "Wika" 111.10, CBM/U-C, 6,3 cm; 0-2,6 MPa

106 "Valcor" SV-62, soupape à solénoïde normale-

ment fermée, diamètre d'orifice 6 mm, 115 volts, 60 Hz

108 Ensemble séparateur d'humidité/filtre rem-

pli de déshydratant 116 Compresseur hermétique soude "Copeland"

JRL4-0050

122 Séparateur d'huile "Composants AC&Re

S-5580

124 Echangeur de chaleur, double rangée, pression de travail, 4 MPa /154 Soupape à solénolde normalement fermée "Valcor" SV-12, diamètre d'orifice 6 mm, V, 60 Hz 136 Régulateur réducteur de pression armé à la main "Tescom",pression de sortie 0,35 MPa Soupape de retenue en ligne, "Nupro", 4CP 184 Soupape de sûreté en ligne, réglable,

"Nupro" 4CPA -

230 Moteur de ventilateur "Steveco" 9W-CCW,

V, 60 Hz.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

19,

Claims

REVENDICATIONS I - Module (20) d'aliamentation en carburant pour fournir du gaz naturel à un dispositif à chalumeau alimenté avec du gaz naturel constitué d'un chalumeau (16) destiné à être utilisé à des opérations de découpe ou de soudage, le dispositif comportant en outre une source d'oxygène (40) pour fournir de i'oxygène au chalumeau, le chalumeau pouvant Gtre utilisé de maniàre sélective pour permettre la combustion d'un mBlange de gaz naturel 0 et d'oxygène, le module pouvant être connecté à une source d'énergie électrique (200) et 4tant destinî fournL du gaz naturel au dispositif comportant le chalumeau a uà crssion élevée à partir d'un système (100) de fourniture de gaz na- turel à une pression relativement basse, le module compor tant: - un moyen (102) d'entrée au module pouvant Gtre connecté afin de permettre la communication de fluide avec le système de fourniture de gaz naturel; - un moyen de compression (116) communiquare par fluide avec le moyen d'entrée du module et pouvant être selec- tivement mis en service pour comprimer le gaz naturel prove- nant du système de fourniture de gaz naturel afin d'en augt menter la pression, ce moyen de compression ayant un orifice d'admission (114) qui communique par fluide avec le moyen d'entrée du module et un orifice de refoulement (118) pour décharger le gaz naturel comprimé à partir du moyen de compression; - un moyen de filtre de lubrifiant (122) ccmruni- quant par fluide avec l'orifice de refoulement du moyen de compression pour sensiblement capturer et recueillir les lubri- fiant du moyen de compression présents dans le gaz naturel comprimé provenant de l'orifice de refoulement du moyen de compression et pour renvoyer les lubrifiants à l'admission du moyen de compression; 20. - unfi moyen de refroidissement (124) communiquant par fluide avec le moyen de refoulement du moyen de compres- sion afin de réduire la température du gaz naturel comprimé; - un premier moyen de décharge du module pouvant être connecté de manière sélective et amovible au dispositif à chalumeau afin de fournir sélectivement le gaz naturel comprimé provenant du moyen de compression au dispositif à chalumeau, le premier moyen de décharge du module compor- tant un moyen de régulateur réglable (136) communiquant par fluide avec l'orifice de refoulement du moyen de compression et pouvant ajuster présélectivement la pression du gaz natu- rel comprimé provenant du moyen de compression de manière à fournir du gaz naturel comprimé au dispositif & chalumeau à une pression, ajustée présélectivement, de décharge du mo- dule; - un second moyen de décharge de module communi- quant par fluide avec l'orifice de refoulement du moyen de compression pour contourner sélectivement le moyen réglable de régulateur et pour décharger le gaz naturel comprimé a partir du module d'alimentation en carburant; - des moyens agissant en soupape (130, 152) pour décharger sélectivement le gaz naturel comprimé a par- tir du moyen de compression par l'intermédiaire du premier ou du second moyens de décharge du module, ces moyens agis- sant en clapet comportant au moins une soupape actionnée par solénolde électrique dans chacun des premier et second mo- yens de décharge du module et un sélecteur (76) pouvant être sélectivement mis sous tension pour faire fonctionner les soupapes a solénolde afin d'ouvrir l'une des soupapes tout en fermant sensiblement simultanément l'autre afin de dé- charger sélectivement le gaz naturel comprimé par le premier ou le second moyens de décharge du module; 21. - un moyen de coupure (180) ajustable présélec- tivement pour mettre automatiquement hors service le moyen de compression (116) lorsque le gaz naturel provenant de l'orifice de refoulement (118) de ce moyen atteint une va- leur maximum présélectionnée; et - un moyen de soupape de sûreté (184) réglable présélectivement pour renvoyer une partie du gaz naturel du premier moyen de décharge du module a l'admission du moyen de compression lorsque la pression du gaz naturel dans le premier moyen de décharge atteint une valeur de sûreté pré- sélectionnée, la pression de décharge réglée présélective- ment du module étant sensiblement limitée à une valeur qui n'est pas supérieure à la pression de sûreté présélection- née et non supérieure à la pression maximum présélection- née de refoulement du moyen de compression.

2 - Module d'alimentation en carburant selon la

revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de compres-

sion (116) est un compresseur à gaz hermétiquement fermé.
3 - Module selon la revendication 1,caractérisé en ce que le gaz naturel dans le système (100) de fourniture

de gaz naturel se trouve à une pression généralement compri-

se entre environ 1,72 kPa et environ 69 kPa, le moyen de com-

pression augmentant la pression du gaz naturel à une valeur inférieure à environ 3,45 MPa, le moyen (102) d'entrée au module comportant un moyen pour connecter de façon sélective et

amovible le module (20) au système de fourniture de gaz na-

turel. 4 - Module selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le moyen de refroidissement (124) comporte un échan-

geur de chaleur air-gaz naturel.

22. - Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen de décharge du module peut être

connecté de façon sélective et amovible à au moins un réci-

pient (64) de stockage de gaz naturel de manière à permettre le remplissage sélectif de ce récipient à partir du système de fourniture de gaz naturel à pression relativement basse

par le module d'alimentation en carburant.
6 - Module selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'il est logé dans une enceinte (66) sous forme d'ensemble portatif autonome qui peut être séparé du moyen

de chalumeau (16) et du moyen de fourniture d'oxygène (18).
7 - Module selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le premier et le second moyen de décharge du module comportent un indicateur (88) de la pression du gaz 15. naturel pour surveiller la pression du gaz naturel comprimé qui est déchargé sélectivement par l'un ou l'autre des premier

et second moyens de décharge du module.
8 - Module selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'il comporte en outre un commutateur principal de mise en service (74) pour mettre sélectivement en marche et hors marche le moyen de compression (116), le sélecteur

(76) et le moyen de refroidissement (124).
9 - Module selon la revendication 8, caractéri-

sé en ce qu'il comporte en outre un moyen électrique de vo-

yant pour indiquer l'état soit de marche soit de mise hors marche du moyen de compression, du sélecteur et du moyen

de refroidissement, et pour indiquer celle des soupapes ac-

tionnées par solénoïde des premier et second moyens de décharge du module qui est ouverte et qui est fermée, ce moyen de voyant étant également mis sous tension et hors tension

de façon sélective par le commutateur principal (74).

23.

- Module selon la revendication 9, caractêri-

sé en ce que le moyen de coupure (180) comporte un moyen pour éviter pratiquement la remise en service du moyen de compression alors qu'il est à l'arrêt, tant que ce moyen de coupure n'est pas réarmé manuellement.
11 - Module selon la revendication 10, caractâri-

sé en ce que le moyen (102) d'entrée au module comporte un moyen de soupape d'entrée actionné par solénolde, pouvant

être sélectivement mis en marche par le commutateur princi-

pal (74) afin de permettre la communication de fluide avec

le système (100) d'alimentation en gaz naturel et sélective-

ment hors marche par le commutateur principal afin d'éviter pratiquement la communication de fluide avec le système de

fourniture de gaz naturel.