FR3065512B1 - DETENDER WITH INTEGRATED SAFETY VALVE FOR DISCHARGE IN CASE OF DOWNSTREAM PRESSURE - Google Patents
DETENDER WITH INTEGRATED SAFETY VALVE FOR DISCHARGE IN CASE OF DOWNSTREAM PRESSURE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3065512B1 FR3065512B1 FR1753484A FR1753484A FR3065512B1 FR 3065512 B1 FR3065512 B1 FR 3065512B1 FR 1753484 A FR1753484 A FR 1753484A FR 1753484 A FR1753484 A FR 1753484A FR 3065512 B1 FR3065512 B1 FR 3065512B1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- valve
- downstream
- piston
- pressure chamber
- expander
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 87
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 60
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 26
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 17
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 17
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0338—Pressure regulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0382—Constructional details of valves, regulators
- F17C2205/0385—Constructional details of valves, regulators in blocks or units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0107—Single phase
- F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Détendeur (6) comprenant : - un corps aval (61) délimitant une chambre basse pression (613) ; - un corps amont (63) délimitant une chambre haute pression (66) et portant un siège de détente (652) ; - un piston (62) mobile présentant un canal interne (620) ayant une extrémité supérieure formant un siège de décharge (621) et une extrémité inférieure débouchant sur une chambre intermédiaire (624) raccordée à un circuit de fuite ; - une tige de soupape (67) tubulaire traversant le canal interne du piston et un canal interne du corps amont, présentant une extrémité supérieure formant un clapet de décharge (671) et une extrémité inférieure formant un clapet de régulation (672) propre à venir en appui sur le siège de détente ; - un premier organe de rappel (68) comprimé entre le piston et le corps amont en sollicitant le piston vers le corps aval ; - un second organe de rappel (69) comprimé entre le piston et un plateau (673) solidaire de la tige de soupape, sollicitant cette tige dans le sens d'un plaquage du clapet de décharge contre le siège de décharge.Expansion valve (6) comprising: - a downstream body (61) delimiting a low pressure chamber (613); an upstream body (63) delimiting a high pressure chamber (66) and carrying an expansion seat (652); a movable piston (62) having an internal channel (620) having an upper end forming a discharge seat (621) and a lower end opening on an intermediate chamber (624) connected to a leakage circuit; a tubular valve stem (67) passing through the internal channel of the piston and an internal channel of the upstream body, having an upper end forming a discharge valve (671) and a lower end forming a clean regulating valve (672) adapted to come resting on the relaxation seat; - A first return member (68) compressed between the piston and the upstream body by biasing the piston towards the downstream body; - A second return member (69) compressed between the piston and a plate (673) integral with the valve stem, urging this rod in the direction of a plating of the discharge valve against the discharge seat.
Description
La présente invention se rapporte à un détendeur de gaz, ainsi qu’à un dispositif de remplissage et de soutirage de gaz muni d’un tel détendeur.The present invention relates to a gas expander and to a device for filling and withdrawing gas provided with such a pressure reducer.
Classiquement, un dispositif de remplissage et de soutirage de gaz comprend un circuit de soutirage muni d’un raccord de stockage raccordé à un récipient de stockage d’un gaz sous pression et d’un raccord de soutirage raccordé à un organe de soutirage du gaz à pression réduite, et un circuit de remplissage muni d’un raccord de remplissage conformé pour un raccordement avec une source de gaz sous pression pour le remplissage du récipient de stockage. L’invention trouve une application particulière, et non limitative, dans le remplissage et le soutirage d’hydrogène gazeux pour alimenter un organe de soutirage de type pile à combustible, en particulier au sein d’un véhicule.Conventionally, a device for filling and withdrawing gas comprises a withdrawal circuit provided with a storage connection connected to a container for storing a gas under pressure and a withdrawal connection connected to a gas withdrawal member reduced pressure, and a filling circuit provided with a filling connector shaped for connection with a source of pressurized gas for filling the storage container. The invention finds particular application, and not limitation, in the filling and withdrawal of hydrogen gas to supply a fuel cell type withdrawal member, in particular within a vehicle.
Pour soutirer du gaz sous haute pression, classiquement entre 350 et 700 bars pour les réservoirs de stockage d’hydrogène gazeux, afin de le distribuer à basse pression, classiquement entre 1 et 5 bars, il est indispensable de recourir à un dispositif ou robinet de remplissage et de soutirage de gaz qui va avoir pour fonction de permettre un raccordement avec une source de pression dans le but de remplir lorsque nécessaire le récipient de stockage, et aussi de contrôler les opérations de soutirage de gaz parmi lesquelles figurent les opérations d’isolement, de sécurité et de détente du gaz. L’état de la technique peut être illustré par l’enseignement du document WO 2013/135983 qui divulgue un robinet de remplissage et de soutirage de gaz, dans lequel est prévu un circuit de sécurité raccordé au circuit de soutirage et comprenant une soupape de sécurité pour évacuer vers l’extérieur le contenu du réservoir en cas de situation dangereuse (température et/ou pression excessive). L’état de la technique peut également être illustré par le document FR 2 879 721 qui divulgue un détendeur de gaz classique, ainsi que par le document FR 2 984 448 qui concerne un détendeur de gaz avec sécurité de surpression intégrée. L’invention propose un détendeur qui intègre une soupape de décharge configurée pour une décharge vers un circuit de fuite en cas de surpression en aval, c’est-à-dire en cas de dépassement de la pression aval au-delà d’une pression seuil prédéfinie. En effet, dans le domaine de la détente de gaz, une surpression aval est susceptible d’endommager le matériel, et en particulier les joints d’étanchéité avec pour conséquence des fuites.To extract gas under high pressure, conventionally between 350 and 700 bar for hydrogen gas storage tanks, in order to distribute it at low pressure, typically between 1 and 5 bar, it is essential to use a device or tap of filling and withdrawing of gas which will have the function of allowing a connection with a source of pressure in order to fill the storage container when necessary, and also to control the operations of gas withdrawal which include the operations of isolation , safety and relaxation of gas. The state of the art can be illustrated by the teaching of document WO 2013/135983 which discloses a filling and gas withdrawal valve, in which there is provided a safety circuit connected to the withdrawal circuit and comprising a safety valve. to evacuate to the outside the contents of the tank in the event of a dangerous situation (temperature and / or excessive pressure). The state of the art can also be illustrated by the document FR 2 879 721 which discloses a conventional gas expander, as well as by the document FR 2 984 448 which relates to a gas expander with integrated overpressure safety. The invention proposes an expansion valve which integrates a discharge valve configured for a discharge towards a leak circuit in the event of downstream overpressure, that is to say if the downstream pressure is exceeded beyond a pressure predefined threshold. Indeed, in the field of gas expansion, a downstream overpressure is likely to damage the equipment, and in particular the seals with the consequence of leaks.
De telles fuites peuvent être particulièrement critiques dans le cadre des dispositifs de remplissage et de soutirage d’hydrogène gazeux, en particulier au sein d’un véhicule transportant des personnes.Such leaks can be particularly critical in the context of devices for filling and withdrawing gaseous hydrogen, in particular in a vehicle carrying people.
La présente invention a notamment pour but de proposer un détendeur qui intègre une telle soupape de décharge en cas de surpression c’est-à-dire que le détendeur possède sa propre soupape de décharge, ce qui contribue à une sécurité et une compacité accrues.The present invention is intended in particular to provide a pressure regulator which incorporates such a relief valve in case of overpressure that is to say that the expander has its own discharge valve, which contributes to increased safety and compactness.
Un autre but de l’invention est de proposer un détendeur fiable pour détendre un gaz entre une pression amont de l’ordre de 350 à 700 bars et une pression aval de l’ordre de 10 à 30 bars, et aussi pour détendre un gaz entre une pression amont de l’ordre de 10 à 30 bars et une pression aval de l’ordre de 0,5 à 5 bars.Another object of the invention is to provide a reliable expander for relaxing a gas between an upstream pressure of the order of 350 to 700 bar and a downstream pressure of the order of 10 to 30 bar, and also to relax a gas between an upstream pressure of the order of 10 to 30 bars and a downstream pressure of the order of 0.5 to 5 bars.
Un autre but de l’invention est de proposer un détendeur adapté pour un dispositif de remplissage et de soutirage à la fois d’encombrement et de poids réduits. A cet effet, elle propose un détendeur comprenant : - un corps aval statique délimitant une chambre basse pression en sortie du détendeur ; - un corps amont délimitant une chambre haute pression en entrée du détendeur et portant un siège de détente disposé en regard d’un canal interne ménagée dans une portion supérieure du corps amont ; - un piston mobile formant une pièce de régulation sur laquelle appuie d’un côté le gaz de la chambre basse pression et de l’autre côté un premier organe de rappel ; - un clapet de régulation coopérant avec la pièce de régulation et mobile relativement au siège de détente entre une position amont de fermeture de la communication entre la chambre basse pression et la chambre haute pression et une position aval d’ouverture de la communication entre la chambre basse pression et la chambre haute pression ; ce détendeur étant remarquable en ce que (i) le piston présente un canal interne traversant ayant deux extrémités opposées : - une extrémité supérieure ouverte, du côté du corps aval, faisant face à la chambre basse pression et formant un siège de décharge, et - une extrémité inférieure qui débouche sur une chambre intermédiaire intercalée entre le corps amont et le corps aval, où ladite chambre intermédiaire est raccordée à un circuit de fuite ; (ii) le détendeur comprend en outre une tige de soupape tubulaire munie d’un canal interne, la tige de soupape traversant à la fois le canal interne du piston et le canal interne de la portion supérieure du corps amont, de sorte que cette tige de soupape présente : - une extrémité supérieure évasée formant un clapet de décharge propre à venir en appui sur le siège de décharge prévu à l’extrémité supérieure du canal interne du piston ; et - une extrémité inférieure formant le clapet de régulation propre à venir en appui sur le siège de détente ; (iii) le premier organe de rappel est comprimé entre le piston et le corps amont en sollicitant le piston en direction du corps aval, et un second organe de rappel est comprimé entre le piston et un plateau solidaire de la tige de soupape sollicitant la tige de soupape, relativement au piston, dans le sens d’un plaquage du clapet de décharge contre le siège de décharge.Another object of the invention is to provide a regulator adapted for a filling device and withdrawal at a time of space and reduced weight. For this purpose, it proposes a regulator comprising: a static downstream body delimiting a low pressure chamber at the outlet of the expander; an upstream body delimiting a high-pressure chamber at the inlet of the expander and carrying an expansion seat arranged facing an internal channel formed in an upper portion of the upstream body; - A movable piston forming a control piece on which presses the gas side of the low pressure chamber and the other side a first return member; a regulating valve cooperating with the regulating piece and movable relative to the relaxation seat between an upstream position for closing the communication between the low pressure chamber and the high pressure chamber and a downstream position for opening the communication between the chamber; low pressure and the high pressure chamber; this expansion valve being remarkable in that (i) the piston has a through internal channel having two opposite ends: - an open upper end, the side of the downstream body, facing the low pressure chamber and forming a discharge seat, and - a lower end which opens on an intermediate chamber interposed between the upstream body and the downstream body, wherein said intermediate chamber is connected to a leakage circuit; (ii) the pressure reducer further comprises a tubular valve stem having an internal channel, the valve stem passing through both the internal channel of the piston and the inner channel of the upper portion of the upstream body, so that this rod valve has: a flared upper end forming a clean discharge valve to abut on the discharge seat provided at the upper end of the internal channel of the piston; and - a lower end forming the clean regulating valve to bear on the relaxation seat; (iii) the first return member is compressed between the piston and the upstream body by biasing the piston towards the downstream body, and a second return member is compressed between the piston and a plate secured to the valve stem urging the rod valve relative to the piston in the direction of a plating of the relief valve against the discharge seat.
Ainsi, ce détendeur intègre une soupape de décharge configurée pour une décharge vers un circuit de fuite en cas de surpression en aval, où cette soupape de décharge comprend le clapet de décharge formé au niveau de la tige de soupape, le siège de décharge formé au niveau du piston, et le second organe de rappel.Thus, this regulator incorporates a relief valve configured for a discharge to a leakage circuit in the event of downstream overpressure, where this relief valve comprises the discharge valve formed at the valve stem, the discharge seat formed at the piston level, and the second return member.
En effet, en cas de surpression dans la chambre basse pression, c’est-à-dire dans le cas où la pression aval dépasse une pression seuil prédéfinie (qui dépend des surfaces d’appui du gaz et des coefficients de rappel des organes de rappel) : - la surpression dans la chambre basse pression agit sur le piston dans le sens d’un décollement vis-à-vis du corps aval suffisant pour que le clapet de régulation soit en position amont de fermeture, sous l’effet du second organe de rappel qui pousse la tige de soupape ; - la tige de soupape étant en butée sur le siège de détente et le piston étant suffisamment écarté du corps aval, le clapet de décharge décolle du siège de décharge et passe ainsi en position aval d’ouverture, autorisant la communication entre la chambre basse pression et la conduite de décharge raccordée au circuit de fuite, et ainsi la décharge s’effectue dans le circuit de fuite et la pression aval est relâchée.Indeed, in case of overpressure in the low pressure chamber, that is to say in the case where the downstream pressure exceeds a predetermined threshold pressure (which depends on the bearing surfaces of the gas and the return coefficients of the control members). recall): the overpressure in the low pressure chamber acts on the piston in the direction of a detachment vis-à-vis the downstream body sufficient for the control valve is upstream closure position, under the effect of the second return member which pushes the valve stem; - The valve stem being in abutment on the relaxation seat and the piston being sufficiently spaced from the downstream body, the discharge valve takes off from the discharge seat and thus passes to the downstream opening position, allowing communication between the low pressure chamber and the discharge line connected to the leakage circuit, and thus the discharge takes place in the leakage circuit and the downstream pressure is released.
Selon une caractéristique, le second organe de rappel s’étend à l’intérieur du premier organe de rappel.According to one characteristic, the second return member extends inside the first return member.
Selon une variante, le premier organe de rappel et le second organe de rappel sont des ressorts hélicoïdaux.According to one variant, the first return member and the second return member are helical springs.
Selon une autre caractéristique, le plateau est formé d’un circlips serré autour de la tige de soupape. En variante, ce plateau est soudé ou serti sur la tige de soupape, ou bien ce plateau vient de matière avec la tige de soupape.According to another characteristic, the plate is formed of a tight circlip around the valve stem. Alternatively, this plate is welded or crimped on the valve stem, or this plate is made of material with the valve stem.
Dans une réalisation particulière, la portion supérieure du corps amont est munie d’un filetage externe pour une fixation par vissage dans un alésage.In a particular embodiment, the upper portion of the upstream body is provided with an external thread for fastening by screwing in a bore.
Dans un mode de réalisation particulier, le corps amont présente la portion supérieure prolongée par une portion inférieure, où la portion supérieure fait face au piston, et ladite portion inférieure présente une coupole inférieure en appui sur le fond d’un alésage pour une entrée de gaz, où cette coupole inférieure est munie de trous latéraux débouchant dans la chambre haute pression.In a particular embodiment, the upstream body has the upper portion extended by a lower portion, wherein the upper portion faces the piston, and said lower portion has a lower cupola resting on the bottom of a bore for an inlet. gas, where this lower cupola is provided with lateral holes opening into the high pressure chamber.
Avantageusement, la coupole inférieure présente une face supérieure en regard de l’extrémité inférieure du canal interne de la portion supérieure du corps amont, et une cavité est formée dans cette face supérieure pour former le siège de détente.Advantageously, the lower dome has an upper face facing the lower end of the inner channel of the upper portion of the upstream body, and a cavity is formed in this upper face to form the relaxation seat.
Selon une possibilité de l’invention, la portion inférieure du corps amont comprend une paroi cylindrique qui entoure la face supérieure de la coupole inférieure, où cette paroi cylindrique est munie de trous latéraux débouchant dans la chambre haute pression.According to a possibility of the invention, the lower portion of the upstream body comprises a cylindrical wall which surrounds the upper face of the lower dome, where the cylindrical wall is provided with lateral holes opening into the high pressure chamber.
Selon une autre possibilité de l’invention, le corps aval forme un couvercle ou bouchon accessible de l’extérieur d’un corps.According to another possibility of the invention, the downstream body forms a lid or plug accessible from the outside of a body.
Avantageusement, le corps aval présente en périphérie extérieure deux joints d’étanchéité toriques à l’intérieur d’un alésage, et une conduite de fuite raccordée au circuit de fuite débouche dans l’alésage entre les deux joints d’étanchéité.Advantageously, the downstream body has at the outer periphery two O-rings within a bore, and a leakage line connected to the leakage circuit opens into the bore between the two seals.
Conformément à une autre caractéristique de l’invention, le corps aval est fixé par vissage à l’intérieur d’un alésage.According to another characteristic of the invention, the downstream body is fixed by screwing inside a bore.
Dans un mode de réalisation avantageux, le détendeur comprend un système de sécurité avec réarmement manuel conformé pour fermer automatiquement la communication entre la chambre basse pression et la chambre haute pression lorsque la pression aval dans la chambre basse pression passe en-dessous d’une pression seuil basse prédéfinie correspondant à une augmentation du débit de gaz en sortie du détendeur, notamment associée à une fuite en aval (et en particulier à une fuite dans un organe de soutirage placé en aval du détendeur).In an advantageous embodiment, the pressure reducer comprises a security system with manual resetting configured to automatically close the communication between the low pressure chamber and the high pressure chamber when the downstream pressure in the low pressure chamber passes below a pressure. predefined lower threshold corresponding to an increase in the gas flow at the outlet of the expander, in particular associated with a downstream leak (and in particular a leak in a draw-off device placed downstream of the expander).
Un tel système de sécurité permet : - une fermeture de la communication entre la chambre basse pression et la chambre haute pression dans le cas où la pression aval (pression dans la chambre basse pression) passe en-dessous d’une pression seuil basse (ou valeur de consigne) ; - interdire une remise en fonctionnement du détendeur tant que le défaut de chute de pression (qui traduit notamment une fuite dans l’organe de soutirage) n’est pas résolu ; -permettre une remise en fonctionnement du détendeur uniquement par un réarmement manuel, une fois résolu le défaut de chute de pression (ou de fuite dans l’organe de soutirage).Such a security system allows: a closing of the communication between the low pressure chamber and the high pressure chamber in the case where the downstream pressure (pressure in the low pressure chamber) falls below a low threshold pressure (or setpoint) ; - To prohibit a restart of the regulator as long as the pressure drop fault (which notably reflects a leak in the draw-off member) is not resolved; - allow the regulator to be put back into operation only by manual reset, once the pressure drop (or leakage in the draw-off device) has been solved.
Cette pression seuil basse peut être établie en considérant une valeur maximale de débit du gaz en sortie du détendeur qui est considérée comme un seuil haut à ne pas dépasser pour le débit car traduisant un dysfonctionnement au niveau de l’organe de soutirage pouvant correspondre à une fuite.This low threshold pressure can be established by considering a maximum value of gas flow output of the regulator which is considered a high threshold not to exceed for the flow because translating a malfunction at the level of the withdrawal member may correspond to a leak.
Selon une caractéristique, le système de sécurité comprend un doigt obturateur monté mobile dans le corps aval en regard de l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape, où ce doigt obturateur est déplaçable sélectivement entre : - une position abaissée dans laquelle le doigt obturateur est rapproché de l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape ; et - une position relevée dans laquelle le doigt obturateur est éloigné de l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape.According to one characteristic, the security system comprises a shutter pin movably mounted in the downstream body opposite the open upper end of the valve stem, where the shutter pin is selectively movable between: - a lowered position in which the shutter finger is close to the open upper end of the valve stem; and - a raised position in which the shutter finger is moved away from the open upper end of the valve stem.
Selon une autre caractéristique, le doigt obturateur est monté coulissant dans un orifice ménagé traversant dans le corps aval.According to another characteristic, the shutter finger is slidably mounted in a through hole in the downstream body.
Avantageusement, le doigt obturateur présente en périphérie extérieure deux joints d’étanchéité toriques à l’intérieur de l’orifice du corps aval, une conduite de fuite raccordée au circuit de fuite est ménagée dans le corps aval en débouchant dans ledit orifice entre les deux joints d’étanchéité.Advantageously, the shutter finger has two O-rings inside the outer periphery of the orifice of the downstream body, a leak line connected to the leakage circuit is formed in the downstream body by opening into said orifice between the two. seals.
Selon une possibilité, le système de sécurité comprend une vis de réglage vissée dans un filetage prévu dans l’orifice du corps aval pour permettre de déplacer sélectivement le doigt obturateur en vissant/dévissant la vis de réglage qui vient en butée sur le doigt obturateur.According to one possibility, the security system comprises an adjustment screw screwed into a thread provided in the downstream body orifice to enable the shutter pin to be moved selectively by screwing / unscrewing the adjustment screw which abuts on the shutter pin.
Selon une autre possibilité, le système de sécurité comprend une vis d’arrêt creuse vissée dans un filetage prévu dans l’orifice du corps aval pour former une butée haute d’arrêt pour la vis de réglage, et une butée basse d’arrêt pour la vis de réglage est formée par un épaulement interne dans ledit orifice. L’invention se rapporte également à un dispositif de remplissage et de soutirage de gaz, comprenant : - un circuit de soutirage comprenant une extrémité amont munie d’un raccord de stockage conformé pour un raccordement avec un récipient de stockage d’un gaz sous pression, et une extrémité aval munie d’un raccord de soutirage conformé pour un raccordement avec un organe de soutirage du gaz à pression réduite, où ledit circuit de soutirage comprend au moins une vanne d’isolation pilotée et au moins un détendeur conforme à l’invention ; - un circuit de remplissage comprenant une extrémité amont munie d’un raccord de remplissage conformé pour un raccordement avec une source de gaz sous pression pour le remplissage du récipient de stockage, et une extrémité aval raccordée à l’extrémité amont du circuit de soutirage.Alternatively, the security system includes a hollow stop screw threaded into a thread provided in the downstream body orifice to form a stop high stop for the adjusting screw, and a low stop stop for the adjusting screw is formed by an internal shoulder in said orifice. The invention also relates to a device for filling and withdrawing gas, comprising: a withdrawal circuit comprising an upstream end provided with a storage coupling configured for connection with a container for storing a gas under pressure , and a downstream end provided with a withdrawal connection shaped for connection with a reduced pressure gas withdrawal member, wherein said withdrawal circuit comprises at least one controlled isolation valve and at least one expansion valve according to the invention; - A filling circuit comprising an upstream end provided with a filling connector shaped for connection with a source of pressurized gas for filling the storage container, and a downstream end connected to the upstream end of the extraction circuit.
Avantageusement, le circuit de soutirage comprend un premier détendeur et un second détendeur en série, où chaque détendeur est conforme à l’invention. L’emploi de deux détendeurs en série permet de fiabiliser la régulation de la pression entre le récipient de stockage à haute pression et l’organe de soutirage fonctionnant à basse pression.Advantageously, the withdrawal circuit comprises a first expander and a second expander in series, where each expander is in accordance with the invention. The use of two regulators in series makes it possible to make reliable the regulation of the pressure between the high-pressure storage container and the draw-off device operating at low pressure.
Selon une réalisation particulière, seul le second détendeur intègre un système de sécurité avec réarmement manuel tel que décrit ci-dessus. L’invention se rapporte également à une utilisation d’un dispositif de remplissage et de soutirage selon l’invention, dans lequel le raccord de stockage est raccordé à un récipient de stockage d’hydrogène gazeux sous pression et le raccord de soutirage est raccordé à un organe de soutirage du type pile à combustible. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d’un exemple de mise en œuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique illustrant la structure d’un exemple possible de réalisation d’un dispositif de remplissage et de soutirage selon l’invention ; - les figures 2 à 5 sont des vues schématiques en perspective et selon différents angles de vue d’un dispositif de remplissage et de soutirage selon l’invention ; - les figures 6 et 7 sont des vues schématiques de côté du dispositif des figures 2 à 5 ; - les figures 8 et 9 sont des vues schématiques en coupe d’un raccord de remplissage du dispositif des figures 2 à 7, dans une position d’ouverture (figure 8) et dans une position de fermeture (figure 9) ; - la figure 10 est une vue schématique en coupe du dispositif des figures 2 à 7 selon le plan de coupe X-X de la figure 7 ; - la figure 11 est une vue schématique en coupe du dispositif des figures 2 à 7 selon le plan de coupe XI-XI de la figure 6 ; - la figure 12 est une vue schématique en coupe du dispositif des figures 2 à 7 selon le plan de coupe XII-XII de la figure 7 ; - la figure 13 est une vue schématique en coupe du dispositif des figures 2 à 7 selon le plan de coupe XIII-XIII de la figure 6 ; - la figure 14 est une vue schématique en perspective et partiellement transparente du dispositif des figures 2 à 7 ; - les figures 15 à 18 sont des vues schématiques en perspective du dispositif des figures 2 à 7 coupé selon différents plans de coupe ; - la figure 19 est une vue schématique en coupe d’une soupape de sécurité basse pression du dispositif des figures 2 à 7, illustrée dans un corps d’essai (et pas dans le corps du dispositif) pour des raisons de clarté ; - la figure 20 est une vue schématique en coupe d’une vanne d’isolation pilotée du dispositif des figures 2 à 7, illustrée dans un corps d’essai, sans représentation de la motorisation ; - les figures 21 et 22 sont des vues schématiques en coupe d’un premier détendeur conforme à l’invention, ou détendeur haute pression, pour le dispositif des figures 2 à 7, dans une configuration ouverte de repos ou de régulation (figure 21) et dans une configuration fermée de décharge en cas de surpression dans la chambre basse pression (figure 22); - la figure 23 est une vue schématique de côté du premier détendeur des figures 21 et 22 ; - les figures 24 à 27 sont des vues schématiques en coupe d’un second détendeur conforme à l’invention, ou détendeur basse pression, pour le dispositif des figures 2 à 7, dans une configuration verrouillée interdisant la régulation (figure 24), dans une configuration déverrouillée en première phase de réarmement après remontée du doigt obturateur (figure 25), dans une configuration déverrouillée en seconde phase d’armement (figure 26), dans une configuration ouverte de régulation (figure 27) ; - la figure 28 est une vue schématique de côté du second détendeur des figures 24 et 27 ; - la figure 29 est une vue zoomée sur une partie de la figure 13 illustrant schématiquement et en coupe une soupape de sécurité haute pression du dispositif des figures 2 à 7 ; - la figure 30 est une vue schématique en coupe de la soupape de sécurité haute pression de la figure 29, illustrée dans un corps d’essai ; - les figures 31 et 32 sont des vues schématiques en coupe d’une soupape de sécurité haute température du dispositif des figures 2 à 7, illustrée dans un corps d’essai, en configuration ouverte au-dessus d’une température seuil (figure 31) et en configuration fermée en-dessous de la température seuil (figure 32).According to a particular embodiment, only the second expander integrates a security system with manual reset as described above. The invention also relates to a use of a filling and withdrawal device according to the invention, in which the storage connection is connected to a hydrogen gas storage vessel under pressure and the withdrawal connection is connected to a fuel cell type withdrawal member. Other features and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description below, of an example of non-limiting implementation, with reference to the appended figures in which: - Figure 1 is a schematic view illustrating the structure of a possible embodiment of a filling and extraction device according to the invention; - Figures 2 to 5 are schematic views in perspective and at different angles of view of a filling device and withdrawal according to the invention; - Figures 6 and 7 are schematic side views of the device of Figures 2 to 5; - Figures 8 and 9 are schematic sectional views of a filling connector of the device of Figures 2 to 7, in an open position (Figure 8) and in a closed position (Figure 9); FIG. 10 is a diagrammatic sectional view of the device of FIGS. 2 to 7 along the X-X section plane of FIG. 7; - Figure 11 is a schematic sectional view of the device of Figures 2 to 7 along the section plane XI-XI of Figure 6; - Figure 12 is a schematic sectional view of the device of Figures 2 to 7 along the section plane XII-XII of Figure 7; FIG. 13 is a diagrammatic sectional view of the device of FIGS. 2 to 7 along section plane XIII-XIII of FIG. 6; - Figure 14 is a schematic perspective view and partially transparent device of Figures 2 to 7; - Figures 15 to 18 are schematic perspective views of the device of Figures 2 to 7 cut according to different cutting planes; FIG. 19 is a schematic sectional view of a low pressure safety valve of the device of FIGS. 2 to 7, illustrated in a test body (and not in the body of the device) for the sake of clarity; - Figure 20 is a schematic sectional view of a controlled isolation valve of the device of Figures 2 to 7, illustrated in a test body, without representation of the engine; - Figures 21 and 22 are schematic sectional views of a first expander according to the invention, or high pressure regulator, for the device of Figures 2 to 7, in an open configuration of rest or regulation (Figure 21) and in a closed discharge configuration in case of overpressure in the low pressure chamber (Fig. 22); FIG. 23 is a schematic side view of the first expander of FIGS. 21 and 22; FIGS. 24 to 27 are diagrammatic cross-sectional views of a second expander according to the invention, or low-pressure expander, for the device of FIGS. 2 to 7, in a locked configuration prohibiting regulation (FIG. 24), in FIG. an unlocked configuration in the first resetting phase after raising the shutter pin (FIG. 25), in an unlocked configuration in a second arming phase (FIG. 26), in an open regulation configuration (FIG. 27); Figure 28 is a schematic side view of the second expander of Figures 24 and 27; - Figure 29 is a zoomed view of a portion of Figure 13 schematically illustrating and in section a high pressure safety valve of the device of Figures 2 to 7; FIG. 30 is a schematic sectional view of the high pressure safety valve of FIG. 29, illustrated in a test body; FIGS. 31 and 32 are diagrammatic sectional views of a high temperature safety valve of the device of FIGS. 2 to 7, illustrated in a test body, in an open configuration above a threshold temperature (FIG. ) and in closed configuration below the threshold temperature (Figure 32).
Un dispositif 1 de remplissage et de soutirage de gaz selon l’invention comprend un circuit de soutirage 2 comprenant : - une extrémité amont 21 munie d’un raccord de stockage 3 conformé pour un raccordement avec un récipient de stockage RE d’un gaz sous pression, et - une extrémité aval 22 munie d’un raccord de soutirage 25 conformé pour un raccordement avec un organe de soutirage (non illustré) du gaz à pression réduite.A device 1 for filling and withdrawing gas according to the invention comprises a withdrawal circuit 2 comprising: an upstream end 21 provided with a storage coupling 3 shaped for connection with a storage container RE of a gas under pressure, and - a downstream end 22 provided with a withdrawal connection 25 shaped for a connection with a withdrawal member (not shown) of the gas at reduced pressure.
Entre ces deux extrémités 21, 22, le circuit de soutirage 2 comprend successivement, en partant de l’extrémité amont 21, une vanne d’isolation pilotée 4, un premier détendeur 5 et un second détendeur 6. Le circuit de soutirage 2 comprend également, en amont de la vanne d’isolation pilotée 4, une sonde de température 23 et une sonde de pression 24.Between these two ends 21, 22, the withdrawal circuit 2 comprises successively, starting from the upstream end 21, a controlled isolation valve 4, a first expander 5 and a second expander 6. The withdrawal circuit 2 also comprises upstream of the controlled isolation valve 4, a temperature sensor 23 and a pressure sensor 24.
Le premier détendeur 5 est associé à, ou intègre, une soupape de décharge 50 disposée en aval entre le circuit de soutirage 2 et un circuit de fuite 10, où cette soupape de décharge 50 est configurée pour une décharge vers le circuit de fuite 10 en cas de surpression en aval, c’est-à-dire en cas de dépassement de la pression aval au-delà d’une première pression seuil prédéfinie (appelée aussi valeur de réglage ou valeur de tarage).The first expander 5 is associated with or integrates a discharge valve 50 arranged downstream between the extraction circuit 2 and a leakage circuit 10, where this relief valve 50 is configured for a discharge towards the leakage circuit 10. downstream pressure case, that is to say if the downstream pressure is exceeded beyond a first preset threshold pressure (also known as the setting value or the setting value).
Autrement dit, si la pression aval dépasse cette première pression seuil, un clapet de décharge de la soupape de décharge 50 est soulevé en opposition à la force d’un organe de rappel, de sorte que la soupape de décharge 50 s'ouvre afin que la pression aval diminue dans le circuit de fuite 10 (côté sortie). La soupape de décharge 50 se referme dès que la pression aval devient inférieure à la première pression seuil.In other words, if the downstream pressure exceeds this first threshold pressure, a relief valve of the relief valve 50 is raised in opposition to the force of a return member, so that the relief valve 50 opens so that the downstream pressure decreases in the leakage circuit 10 (outlet side). The relief valve 50 closes as soon as the downstream pressure becomes lower than the first threshold pressure.
Le second détendeur 6 est associé à, ou intègre, une soupape de décharge 60 disposée en aval entre le circuit de soutirage 2 et le circuit de fuite 10, où cette soupape de décharge 60 est configurée pour une décharge vers le circuit de fuite 10 en cas de surpression en aval, c’est-à-dire en cas de dépassement de la pression aval au-delà d’une seconde pression seuil prédéfinie (appelée aussi valeur de réglage ou valeur de tarage).The second expander 6 is associated with, or integrates, a relief valve 60 arranged downstream between the withdrawal circuit 2 and the leakage circuit 10, where this relief valve 60 is configured for a discharge towards the leakage circuit 10. downstream pressure case, that is to say if the downstream pressure is exceeded beyond a second preset threshold pressure (also known as the setting value or the setting value).
Autrement dit, si la pression aval dépasse cette seconde pression seuil, un clapet de décharge de la soupape de décharge 60 est soulevé en opposition à la force d’un organe de rappel, de sorte que la soupape de décharge 60 s'ouvre afin que la pression aval diminue dans le circuit de fuite 10 (côté sortie). La soupape de décharge 60 se referme dès que la pression aval devient inférieure à la seconde pression seuil.In other words, if the downstream pressure exceeds this second threshold pressure, a relief valve of the relief valve 60 is raised in opposition to the force of a return member, so that the relief valve 60 opens so that the downstream pressure decreases in the leakage circuit 10 (outlet side). The relief valve 60 closes as soon as the downstream pressure becomes lower than the second threshold pressure.
Ce second détendeur 6 est suivi d’un limiteur de débit 600 avec un système de sécurité 601 avec réarmement manuel pour fermer le circuit de soutirage 2 en cas de baisse de la pression aval.This second expander 6 is followed by a flow limiter 600 with a safety system 601 with manual reset to close the withdrawal circuit 2 in the event of a drop in the downstream pressure.
Le dispositif 1 comprend également un circuit de remplissage 7 comprenant une extrémité amont 71 munie d’un raccord de remplissage 8 conformé pour un raccordement avec une source de gaz SO sous pression pour le remplissage du récipient de stockage RE, et une extrémité aval 72 raccordée à l’extrémité amont 21 du circuit de soutirage 2.The device 1 also comprises a filling circuit 7 comprising an upstream end 71 provided with a filling connector 8 shaped for connection with a source of pressurized SO gas for filling the storage container RE, and a connected downstream end 72 at the upstream end 21 of the extraction circuit 2.
Le dispositif 1 comprend un circuit de sécurité 9 ayant : - une extrémité amont 91 raccordée à l’extrémité amont 21 du circuit de soutirage 2 ; et - une extrémité amont 92 reliée à l’extérieur EXT, cette extrémité amont 92 formant un point de collecte sur l’extérieur.The device 1 comprises a safety circuit 9 having: an upstream end 91 connected to the upstream end 21 of the extraction circuit 2; and an upstream end 92 connected to the outside EXT, this upstream end 92 forming a collecting point on the outside.
Ce circuit de sécurité 9 comprend, en parallèle, une soupape de sécurité haute pression 93, une soupape de sécurité haute température 94 et un robinet de purge 95 avec limiteur de débit. Le robinet de purge 95 a pour fonction principale de permettre une vidange contrôlée du récipient de stockage RE.This safety circuit 9 comprises, in parallel, a high pressure safety valve 93, a high temperature safety valve 94 and a purge valve 95 with a flow limiter. The main purpose of the purge valve 95 is to allow controlled emptying of the storage container RE.
Le dispositif 1 comprend le circuit de fuite 10 ayant : - une sortie reliée à l’extérieur EXT, et plus spécifiquement reliée à l’extrémité amont 92 du circuit de sécurité 9, et - des entrées raccordées à différents organes du dispositif 1, comme décrit ultérieurement, et notamment aux soupapes de sécurité 50, 60.The device 1 comprises the leakage circuit 10 having: an output connected to the outside EXT, and more specifically connected to the upstream end 92 of the safety circuit 9, and inputs connected to different members of the device 1, such as described later, and in particular to the safety valves 50, 60.
Ce circuit de fuite 10 comprend un clapet anti-retour 11 et une soupape de sécurité basse pression 12 ayant : - une entrée raccordée à l’extrémité aval 22 du circuit de soutirage 2, en aval du second détendeur 6 et aussi du limiteur de débit 600 ; et - une sortie d’échappement raccordée en amont du clapet anti-retour 11.This leakage circuit 10 comprises a non-return valve 11 and a low-pressure safety valve 12 having: an inlet connected to the downstream end 22 of the extraction circuit 2, downstream of the second expander 6 and also of the flow restrictor 600; and an exhaust outlet connected upstream of the non-return valve 11.
Dans le dispositif 1 décrit, le circuit de sécurité 9 et le circuit de fuite 10 sont en communication, et forment ensemble un seul et même circuit relié à l’extérieur EXT.In the device 1 described, the safety circuit 9 and the leakage circuit 10 are in communication, and together form a single circuit connected to the outside EXT.
La suite de la description porte sur un exemple de réalisation de ce dispositif 1, dans une version compacte, légère, fiable et sécurisée.The remainder of the description relates to an exemplary embodiment of this device 1, in a compact, lightweight, reliable and secure version.
Ce dispositif 1 comprend un corps 13 dans lequel sont ménagés des alésages formant des canalisations du circuit de soutirage 2, du circuit de remplissage 7, du circuit de fuite 10 et du circuit de sécurité 9, ainsi que des cavités de réception pour les différents organes du dispositif 1.This device 1 comprises a body 13 in which are formed bores forming lines of the withdrawal circuit 2, the filling circuit 7, the leakage circuit 10 and the safety circuit 9, as well as receiving cavities for the various organs of the device 1.
Le raccord de stockage 3 comprend un connecteur 30 cylindrique en saillie d’une face qui est traversé par une conduite principale 31 raccordée à l’extrémité amont 21 du circuit de soutirage 2, ce connecteur 30 étant prévu pour être connecté sur le récipient de stockage RE de sorte que le gaz circule dans la conduite principale 31. Bien entendu, la forme du connecteur 30 va dépendre de l’interface de connexion du récipient de stockage RE.The storage connector 3 comprises a cylindrical connector projecting from a face which is traversed by a main pipe 31 connected to the upstream end 21 of the extraction circuit 2, this connector 30 being intended to be connected to the storage container RE so that the gas flows in the main pipe 31. Of course, the shape of the connector 30 will depend on the connection interface of the storage container RE.
Le raccord de stockage 3 comprend également une conduite de fuite 32 raccordée au circuit de fuite 10 et débouchant entre deux joints d’étanchéité 33, 34 concentriques ; ces joints d’étanchéité 33, 34 étant positionnés autour du connecteur 30. Ainsi, une double barrière d’étanchéité est prévue entre la conduite de fuite 32 pour une sécurité optimale en cas de fuite au niveau du connecteur 30.The storage connection 3 also comprises a leakage line 32 connected to the leakage circuit 10 and opening between two concentric seals 33, 34; these seals 33, 34 being positioned around the connector 30. Thus, a double sealing barrier is provided between the leakage pipe 32 for optimum safety in case of leakage at the connector 30.
La vanne d’isolation pilotée 4 comprend une vanne 40 commandée par un organe moteur 41 entre une position de fermeture du circuit de soutirage 2 et une position d’ouverture du circuit de soutirage, avec l’action complémentaire d’un organe de rappel 42 qui sollicite la vanne 40 vers la position de fermeture en l’absence d’actionnement de l’organe moteur 41.The controlled isolation valve 4 comprises a valve 40 controlled by a motor member 41 between a closed position of the extraction circuit 2 and an open position of the withdrawal circuit, with the complementary action of a return member 42. which urges the valve 40 towards the closed position in the absence of actuation of the motor member 41.
En référence à la figure 20, la vanne 40 comprend un piston 43 déplaçable sous l’action de l’organe moteur 41, ce piston 43 présentant un clapet d’isolement 44 qui prend appui sur un siège 45. L’organe moteur 41 commande le déplacement du piston 43 dans le sens d’un décollement du clapet d’isolement 44 vis-à-vis du siège 45 pour une ouverture de la vanne 40 entre son entrée 46 et sa sortie 47. L’organe de rappel 42, notamment du type ressort hélicoïdal, exerce quant à lui un effort sur le piston 43 pour le solliciter dans le sens d’un recollement du clapet d’isolement 44 sur le siège 45 pour une fermeture de la vanne 40.Referring to Figure 20, the valve 40 comprises a piston 43 movable under the action of the drive member 41, the piston 43 having an isolation valve 44 which bears on a seat 45. The drive member 41 the displacement of the piston 43 in the direction of a separation of the isolation valve 44 vis-à-vis the seat 45 for an opening of the valve 40 between its inlet 46 and its outlet 47. The return member 42, in particular of the helical spring type, exerts a force on the piston 43 to urge it in the direction of a recollement of the isolation valve 44 on the seat 45 for closing the valve 40.
La vanne 40 intègre une conduite de fuite 48 raccordée au circuit de fuite 10 et disposée en amont du clapet d’isolement 44, pour évacuer vers le circuit de fuite 10 d’éventuelles fuites au niveau de l’alésage réceptionnant la vanne 40 et également au niveau du piston 43 mobile. Cette conduite de fuite 48 est encadrée par des joints d’étanchéité 480, 481, 482 qui garantissent une double barrière d’étanchéité dans la gestion des fuites.The valve 40 includes a leakage line 48 connected to the leakage circuit 10 and disposed upstream of the isolation valve 44, to evacuate to the leakage circuit 10 any leaks in the bore receiving the valve 40 and also at the level of the piston 43 mobile. This leakage duct 48 is framed by seals 480, 481, 482 which guarantee a double sealing barrier in the management of leaks.
La vanne 40 intègre une autre conduite de fuite 49 (visible sur la figure 11) raccordée au circuit de fuite 10 et disposée en aval du clapet d’isolement 44, pour évacuer vers le circuit de fuite 10 d’éventuelles fuites au niveau de l’alésage réceptionnant la vanne 40 et également au niveau du piston 43 mobile. Cette conduite de fuite 49 est encadrée par des joints d’étanchéité 490, 491 qui garantissent une double barrière d’étanchéité dans la gestion des fuites. L’organe moteur 41 est monté dans un carter moteur 410 fixé sur le corps 13 et une prise électrique 411 est prévue sur l’extérieur du carter moteur 410. Une molette 412 est également prévue sur l’extérieur du carter 410, où cette molette 412 permet de désactiver et de retirer l’organe moteur 41, de sorte que seul l’organe de rappel 42 agit dans le sens de la fermeture de la vanne 40.The valve 40 incorporates another leakage line 49 (visible in FIG. 11) connected to the leakage circuit 10 and disposed downstream of the isolation valve 44, in order to evacuate leakage circuit 10 to the leakage circuit 10. bore receiving the valve 40 and also at the piston 43 movable. This leakage duct 49 is framed by seals 490, 491 which guarantee a double sealing barrier in the management of leaks. The drive member 41 is mounted in a crankcase 410 fixed to the body 13 and an electrical outlet 411 is provided on the outside of the crankcase 410. A wheel 412 is also provided on the outside of the crankcase 410, where this wheel 412 makes it possible to deactivate and remove the drive member 41, so that only the return member 42 acts in the direction of closing the valve 40.
Le premier détendeur 5 est décrit ci-après en référence aux figures 21 à 23, où ce premier détendeur 5 est monté à l’intérieur d’un alésage dont le fond est en communication avec la sortie de la vanne 40.The first expander 5 is described hereinafter with reference to FIGS. 21 to 23, where this first expander 5 is mounted inside a bore whose bottom is in communication with the outlet of the valve 40.
Ce premier détendeur 5 comprend un corps aval 51 statique formant un couvercle ou bouchon accessible de l’extérieur et muni d’un filetage externe 510 pour une fixation par vissage dans le corps 13, ce corps aval 51 présentant : - sur une face supérieure, un trou supérieur 511 borgne pour un outil de vissage/dévissage, - en périphérie extérieure, deux joints d’étanchéité 512 toriques en-dessous du filetage externe 510, et - sur une face inférieure opposée à la face supérieure, une cavité formant une chambre basse pression 513 en sortie du premier détendeur 5, cette chambre basse pression 513 étant reliée à l’entrée du second détendeur 6.This first regulator 5 comprises a static downstream body 51 forming a lid or plug accessible from the outside and provided with an external thread 510 for a fastening by screwing in the body 13, this downstream body 51 having: on an upper face, an upper hole 511 blind for a screwing / unscrewing tool, - at the outer periphery, two O-ring seals 512 below the external thread 510, and - on a lower face opposite to the upper face, a cavity forming a chamber low pressure 513 at the outlet of the first expander 5, this low pressure chamber 513 being connected to the inlet of the second expander 6.
Une conduite de fuite 17 (visible sur la figure 10) ménagée dans le corps 13 est raccordée au circuit de fuite 10 et débouche dans l’alésage du premier détendeur 5 entre les deux joints d’étanchéité 512, avec à nouveau une double barrière d’étanchéité.A leakage line 17 (visible in FIG. 10) formed in the body 13 is connected to the leakage circuit 10 and opens into the bore of the first pressure regulator 5 between the two seals 512, again with a double barrier. sealing.
Ce premier détendeur 5 comprend une pièce de régulation formée d’un piston 52 mobile conformé pour venir en appui sur la face inférieure du corps aval 51, ce piston 52 étant muni en périphérie extérieure d’un joint d’étanchéité 522 torique, et présentant un canal interne 520 traversant ayant : - une extrémité supérieure, du côté du corps aval 51, faisant face à la chambre basse pression 513 et formant un siège de décharge 521, et - une extrémité inférieure 523 opposée qui débouche sur une chambre intermédiaire 524.This first regulator 5 comprises a regulating part formed of a movable piston 52 shaped to bear on the lower face of the downstream body 51, this piston 52 being provided at the outer periphery with a toric seal 522, and presenting a through internal channel 520 having: - an upper end, the side of the downstream body 51, facing the low pressure chamber 513 and forming a discharge seat 521, and - an opposite lower end 523 which opens onto an intermediate chamber 524.
Ce premier détendeur 5 comprend un corps amont 53 statique présentant une portion supérieure 54 prolongée par une portion inférieure 55, où la portion supérieure 54 fait face au piston 52 de sorte que la chambre intermédiaire 524 est délimitée entre le piston 52 et la portion supérieure 54 du corps amont 53. La chambre intermédiaire 524 est reliée au circuit de fuite 10 ou au circuit de sécurité 9, via une conduite de décharge 14 ménagée dans le corps 13 et visible sur les figures 17 et 18.This first expander 5 comprises a static upstream body 53 having an upper portion 54 extended by a lower portion 55, where the upper portion 54 faces the piston 52 so that the intermediate chamber 524 is delimited between the piston 52 and the upper portion 54 of the upstream body 53. The intermediate chamber 524 is connected to the leakage circuit 10 or to the safety circuit 9, via a discharge pipe 14 formed in the body 13 and visible in FIGS. 17 and 18.
La portion supérieure 54 est munie d’un filetage externe 540 pour une fixation par vissage dans le corps 13, et plus spécifiquement une fixation au fond de l’alésage correspondant, jusqu’à ce que cette portion supérieure 54 soit en butée sur un épaulement interne de l’alésage via un joint d’étanchéité 541.The upper portion 54 is provided with an external thread 540 for fastening by screwing into the body 13, and more specifically a fixing at the bottom of the corresponding bore, until this upper portion 54 abuts on a shoulder internal bore through a seal 541.
Le corps amont 53 délimite avec le fond de l’alésage, sous l’épaulement interne, une chambre haute pression 56 en entrée du premier détendeur 5, cette chambre haute pression 56 étant reliée à la sortie de la vanne 40.The upstream body 53 delimits with the bottom of the bore, under the internal shoulder, a high pressure chamber 56 at the inlet of the first expander 5, this high pressure chamber 56 being connected to the outlet of the valve 40.
La portion supérieure 54 présente un canal interne 542 traversant ayant une extrémité supérieure qui débouche sur la chambre intermédiaire 524 et une extrémité inférieure qui débouche sur la chambre haute pression 56.The upper portion 54 has an internal channel 542 having an upper end that opens on the intermediate chamber 524 and a lower end that opens on the high pressure chamber 56.
La portion inférieure 55 présente une coupole inférieure 550 en appui sur le fond de l’alésage pour une entrée EN du gaz sous haute pression, où cette coupole inférieure 550 est muni de trous latéraux 551 débouchant dans la chambre haute pression 56.The lower portion 55 has a lower cupola 550 resting on the bottom of the bore for an inlet EN of the gas under high pressure, where this lower cupola 550 is provided with lateral holes 551 opening into the high pressure chamber 56.
La coupole inférieure 550 présente une face supérieure en regard de l’extrémité inférieure du canal interne 542, et une cavité est formée dans cette face supérieure pour former un siège de détente 552.The lower dome 550 has an upper face facing the lower end of the inner channel 542, and a cavity is formed in this upper face to form a detent seat 552.
La portion inférieure 55 comprend une paroi cylindrique 553 qui entoure la face supérieure de la coupole inférieure 550, où cette paroi cylindrique 553 est munie de trous latéraux 554 débouchant dans la chambre haute pression 56.The lower portion 55 comprises a cylindrical wall 553 which surrounds the upper face of the lower cupola 550, where this cylindrical wall 553 is provided with lateral holes 554 opening into the high pressure chamber 56.
Ainsi, en entrée, le gaz entre à l’intérieur de la coupole inférieure 550 comme schématisé par la flèche EN sur la figure 21, puis le gaz sort dans la chambre haute pression 56 par les trous latéraux 551 et entre au niveau du siège de détente 552 par les trous latéraux 554 comme schématisé par la flèche CH sur la figure 21. Ce cheminement du gaz participe avantageusement à la fonction de détente du gaz recherchée.Thus, at the inlet, the gas enters the inside of the lower dome 550 as shown schematically by the arrow EN in FIG. 21, then the gas leaves in the high pressure chamber 56 through the lateral holes 551 and enters at the seat of 552 relaxation by the lateral holes 554 as shown schematically by the arrow CH in Figure 21. This path of the gas advantageously participates in the expansion function of the desired gas.
Ce premier détendeur 5 comprend une tige de soupape 57 tubulaire munie d’un canal interne 570, la tige de soupape 57 traversant à la fois le canal interne 520 du piston 52 et le canal interne 542 de la portion supérieure 54 du corps amont 53, de sorte que cette tige de soupape 57 présente : - une extrémité supérieure évasée formant un clapet de décharge 571 propre à venir en appui sur le siège de décharge 521 (autrement dit sur l’extrémité supérieure du canal interne 520) ; et - une extrémité inférieure formant un clapet de régulation 572 propre à venir en appui sur le siège de détente 552.This first expander 5 comprises a tubular valve stem 57 provided with an internal channel 570, the valve stem 57 passing through both the internal channel 520 of the piston 52 and the internal channel 542 of the upper portion 54 of the upstream body 53, so that this valve stem 57 has: - a flared upper end forming a discharge valve 571 fit to bear on the discharge seat 521 (in other words on the upper end of the inner channel 520); and a lower end forming a regulation valve 572 capable of bearing on the relaxation seat 552.
Le clapet de régulation 572 est mobile relativement au siège de détente 552 entre : - une position amont de fermeture de la communication entre la chambre basse pression 513 et la chambre haute pression 56 (via le canal interne 570), dans lequel le clapet de régulation 572 est en butée sur le siège de détente 552 ; et - une position aval d’ouverture de la communication entre la chambre basse pression 513 et la chambre haute pression 56 (via le canal interne 570), dans lequel le clapet de régulation 572 est décollé vis-à-vis du siège de détente 552.The regulating valve 572 is movable relative to the relaxation seat 552 between: an upstream position for closing the communication between the low pressure chamber 513 and the high pressure chamber 56 (via the internal channel 570), in which the regulating valve 572 is in abutment on the relaxation seat 552; and a downstream position for opening the communication between the low pressure chamber 513 and the high pressure chamber 56 (via the internal channel 570), in which the regulating valve 572 is detached from the relaxation seat 552. .
Le clapet de décharge 571 est mobile relativement au siège de décharge 521 entre : - une position amont de fermeture de la communication entre la chambre basse pression 513 et la chambre intermédiaire 524 (via le canal interne 520), dans lequel le clapet de décharge 571 est en butée sur le siège de décharge 521 ; et - une position aval d’ouverture de la communication entre la chambre basse pression 513 et la chambre intermédiaire 524 (via le canal interne 520), dans lequel le clapet de décharge 571 est décollé vis-à-vis du siège de décharge 521.The relief valve 571 is movable relative to the discharge seat 521 between: an upstream position for closing the communication between the low pressure chamber 513 and the intermediate chamber 524 (via the internal channel 520), in which the discharge valve 571 is in abutment on the discharge seat 521; and a downstream position for opening the communication between the low pressure chamber 513 and the intermediate chamber 524 (via the internal channel 520), in which the discharge valve 571 is detached from the discharge seat 521.
Ce premier détendeur 5 comprend également un premier organe de rappel 58, en l’occurrence un ressort hélicoïdal, comprimé entre le piston 52 et le corps amont 53 et sollicitant le piston 52 en direction du corps aval 51 (autrement dit dans le sens d’un plaquage du piston 52 contre le corps aval 51).This first expander 5 also comprises a first return member 58, in this case a helical spring, compressed between the piston 52 and the upstream body 53 and urging the piston 52 towards the downstream body 51 (in other words in the sense of a plating of the piston 52 against the downstream body 51).
Ce premier détendeur 5 comprend également un second organe de rappel 59, en l’occurrence un ressort hélicoïdal, comprimé entre le piston 52 et un plateau 573 solidaire de la tige de soupape 57. Ce second organe de rappel 59 s’étend à l’intérieur du premier organe de rappel 58, et le plateau 573 peut par exemple être formé d’un circlips serré autour de la tige de soupape 57. Ce second organe de rappel 59 sollicite la tige de soupape 57, relativement au piston 52, dans le sens d’un plaquage du clapet de décharge 571 contre le siège de décharge 521, autrement dit dans le sens du clapet de décharge 571 vers la position amont de fermeture.This first expander 5 also comprises a second return member 59, in this case a helical spring, compressed between the piston 52 and a plate 573 secured to the valve stem 57. This second return member 59 extends to the inside the first return member 58, and the plate 573 may for example be formed of a circlip tight around the valve stem 57. This second return member 59 urges the valve stem 57, relative to the piston 52, in the the direction of a plating of the discharge valve 571 against the discharge seat 521, in other words in the direction of the discharge valve 571 to the upstream position of closure.
La description qui suit porte sur le fonctionnement du premier détendeur 5.The following description relates to the operation of the first expander 5.
En référence à la figure 21, dans une configuration de repos, c’est-à-dire en l’absence de pression en entrée (vanne 40 fermée) et en sortie du premier détendeur 5 : - le piston 52 est en butée sur la face inférieure du corps aval 51 sous l’action du premier organe de rappel 58, - le clapet de décharge 571 est en en position amont de fermeture sous l’action du second organe de rappel 59, et - le clapet de régulation 572 est en position aval d’ouverture, de sorte que le premier détenteur 5 est ouvert.With reference to FIG. 21, in a rest configuration, that is to say in the absence of inlet pressure (valve 40 closed) and at the outlet of the first expander 5: the piston 52 is abutted on the lower face of the downstream body 51 under the action of the first return member 58, - the discharge valve 571 is in the upstream position of closure under the action of the second return member 59, and - the regulating valve 572 is in downstream opening position, so that the first holder 5 is open.
En référence à la figure 21, dans une configuration de régulation, c’est-à-dire avec la présence d’une pression haute en entrée (vanne 40 ouverte) à réguler pour délivrer une pression réduite en sortie : - le clapet de régulation 572 est en position aval d’ouverture et la détente s’effectue au niveau du siège de détente 552, le gaz passant dans le canal interne 570 de la tige de soupape 57 pour atteindre la chambre basse pression 513 ; - la pression dans la chambre basse pression 513 agit sur le piston 52 dans le sens d’un décollement vis-à-vis du corps aval 51, de sorte que la régulation s’établit dans le premier détendeur 5 ; et - le clapet de décharge 571 est en en position amont de fermeture sous l’action du second organe de rappel 59With reference to FIG. 21, in a regulation configuration, that is to say with the presence of a high inlet pressure (valve 40 open) to be regulated to deliver a reduced pressure at the outlet: - the regulation valve 572 is in the downstream opening position and the expansion is effected at the detent seat 552, the gas passing through the internal channel 570 of the valve stem 57 to reach the low pressure chamber 513; the pressure in the low pressure chamber 513 acts on the piston 52 in the direction of separation from the downstream body 51, so that the regulation is established in the first expander 5; and - the discharge valve 571 is in the upstream position of closure under the action of the second return member 59
En référence à la figure 22, dans une configuration fermée de décharge en cas de surpression dans la chambre basse pression 513, c’est-à-dire dans le cas où la pression aval (ou pression dans la chambre basse pression 513) dépasse une première pression seuil prédéfinie (qui dépend des surfaces d’appui du gaz et des coefficients de rappel des organes de rappel 58, 59) : - la surpression dans la chambre basse pression 513 agit sur le piston 52 dans le sens d’un décollement vis-à-vis du corps aval 51 suffisant pour que le clapet de régulation 572 soit en position amont de fermeture, sous l’effet du second organe de rappel 59 qui pousse la tige de soupape 57 ; - la tige de soupape 57 étant en butée sur le siège de détente 552 et le piston 52 étant suffisamment écarté du corps aval 51, le clapet de décharge 571 décolle du siège de décharge 521 et passe ainsi en position aval d’ouverture, autorisant la communication entre la chambre basse pression 513 et la conduite de décharge 14 raccordée au circuit de fuite 10, et ainsi la décharge s’effectue dans le circuit de fuite 10 et la pression aval est relâchée.With reference to FIG. 22, in a closed discharge configuration in the event of overpressure in the low pressure chamber 513, that is to say in the case where the downstream pressure (or pressure in the low pressure chamber 513) exceeds a first predefined threshold pressure (which depends on the bearing surfaces of the gas and the return coefficients of the return members 58, 59): the overpressure in the low pressure chamber 513 acts on the piston 52 in the direction of a detachment screw with respect to the downstream body 51 sufficient for the regulating valve 572 to be in the upstream closing position, under the effect of the second return member 59 which pushes the valve stem 57; - The valve stem 57 being in abutment on the relaxation seat 552 and the piston 52 being sufficiently spaced from the downstream body 51, the discharge valve 571 off the discharge seat 521 and thus passes to the downstream opening position, allowing the communication between the low pressure chamber 513 and the discharge line 14 connected to the leakage circuit 10, and thus the discharge takes place in the leakage circuit 10 and the downstream pressure is released.
Dans ce premier détendeur 5, le clapet de décharge 571 et le second organe de rappel 59 forment ensemble la soupape de décharge 50 évoquée précédemment en référence à la figure 1.In this first expander 5, the discharge valve 571 and the second return member 59 together form the relief valve 50 mentioned above with reference to FIG.
Le second détendeur 6 est décrit ci-après en référence aux figures 24 à 28, où ce second détendeur 6 est monté à l’intérieur d’un alésage dont le fond est en communication avec la sortie du premier détendeur 5.The second expander 6 is described hereinafter with reference to FIGS. 24 to 28, where this second expander 6 is mounted inside a bore whose bottom is in communication with the outlet of the first expander 5.
Ce second détendeur 6 comprend un corps aval 61 statique formant un couvercle ou bouchon accessible de l’extérieur et muni d’un palier périphérique 610 pour une fixation au moyen de plusieurs vis sur le corps 13, ce corps aval 61 présentant : - en périphérie extérieure, deux joints d’étanchéité 612 toriques en-dessous du palier périphérique 610, - sur une face supérieure (ou externe), un orifice taraudé formant le raccord de soutirage 25 (raccord femelle) à l’extrémité aval 22 du circuit de soutirage 2; et - sur une face inférieure opposée à la face supérieure, une cavité formant une chambre basse pression 613 en sortie du second détendeur 6, cette chambre basse pression 613 étant reliée au raccord de soutirage 25 via une conduite intérieure 614.This second expansion valve 6 comprises a static downstream body 61 forming a lid or plug accessible from the outside and provided with a peripheral bearing 610 for fixing by means of several screws on the body 13, this downstream body 61 having: - on the periphery outer, two O-ring seals 612 below the peripheral bearing 610, - on an upper (or outer) face, a tapped hole forming the withdrawal connection 25 (female connector) at the downstream end 22 of the withdrawal circuit 2; and on a lower face opposite to the upper face, a cavity forming a low pressure chamber 613 at the outlet of the second expander 6, this low pressure chamber 613 being connected to the withdrawal connection 25 via an internal pipe 614.
Une conduite de fuite 18 (visible sur la figure 10) ménagée dans le corps 13 est raccordée au circuit de fuite 10 et débouche dans l’alésage du second détendeur 6 entre les deux joints d’étanchéité 612, avec à nouveau une double barrière d’étanchéité.A leakage duct 18 (visible in FIG. 10) formed in the body 13 is connected to the leakage circuit 10 and opens into the bore of the second regulator 6 between the two seals 612, again with a double barrier. sealing.
Ce second détendeur 6 comprend une pièce de régulation formée d’un piston 62 mobile conformé pour venir en appui sur la face inférieure du corps aval 61, ce piston 62 étant muni en périphérie extérieure d’un joint d’étanchéité 622 torique, et présentant un canal interne 620 traversant ayant : - une extrémité supérieure, du côté du corps aval 61, faisant face à la chambre basse pression 613 et formant un siège de décharge 621, et - une extrémité inférieure 623 opposée qui débouche sur une chambre intermédiaire 624.This second regulator 6 comprises a regulating part formed of a movable piston 62 shaped to bear on the lower face of the downstream body 61, this piston 62 being provided at the outer periphery with a toric seal 622, and presenting a through internal channel 620 having: - an upper end, the side of the downstream body 61, facing the low pressure chamber 613 and forming a discharge seat 621, and - an opposite lower end 623 which opens to an intermediate chamber 624.
Ce second détendeur 6 comprend un corps amont 63 statique présentant une portion supérieure 64 prolongée par une portion inférieure 65, où la portion supérieure 64 fait face au piston 62 de sorte que la chambre intermédiaire 624 est délimitée entre le piston 62 et la portion supérieure 64 du corps amont 63. La chambre intermédiaire 624 est reliée au circuit de fuite 10 ou au circuit de sécurité 9, via une conduite de décharge 15 ménagée dans le corps 13 et visible sur les figures 16 et 18.This second expander 6 comprises a static upstream body 63 having an upper portion 64 extended by a lower portion 65, where the upper portion 64 faces the piston 62 so that the intermediate chamber 624 is delimited between the piston 62 and the upper portion 64 of the upstream body 63. The intermediate chamber 624 is connected to the leakage circuit 10 or to the safety circuit 9, via a discharge pipe 15 formed in the body 13 and visible in FIGS. 16 and 18.
La portion supérieure 64 est munie d’un filetage externe 640 pour une fixation par vissage dans le corps 13, et plus spécifiquement une fixation au fond de l’alésage correspondant, jusqu’à ce que cette portion supérieure 64 soit en butée sur un épaulement interne de l’alésage via un joint d’étanchéité 641.The upper portion 64 is provided with an external thread 640 for fastening by screwing in the body 13, and more specifically a fixing at the bottom of the corresponding bore, until the upper portion 64 abuts on a shoulder internal bore through a seal 641.
Le corps amont 63 délimite avec le fond de l’alésage, sous l’épaulement interne, une chambre haute pression 66 en entrée du second détendeur 6, cette chambre haute pression 66 étant reliée à la sortie du premier détendeur 5, autrement dit à la chambre basse pression 513 de ce premier détendeur 5.The upstream body 63 delimits with the bottom of the bore, under the internal shoulder, a high pressure chamber 66 at the inlet of the second expander 6, this high pressure chamber 66 being connected to the outlet of the first expander 5, in other words to the low pressure chamber 513 of this first regulator 5.
La portion supérieure 64 présente un canal interne 642 traversant ayant une extrémité supérieure qui débouche sur la chambre intermédiaire 624 et une extrémité inférieure qui débouche sur la chambre haute pression 66.The upper portion 64 has a through internal channel 642 having an upper end which opens on the intermediate chamber 624 and a lower end which opens on the high pressure chamber 66.
La portion inférieure 65 présente une coupole inférieure 650 en appui sur le fond de l’alésage pour une entrée EN du gaz sous haute pression, où cette coupole inférieure 650 est muni de trous latéraux 651 débouchant dans la chambre haute pression 66.The lower portion 65 has a lower cupola 650 resting on the bottom of the bore for an inlet EN of the gas under high pressure, where this lower cupola 650 is provided with lateral holes 651 opening into the high pressure chamber 66.
La coupole inférieure 650 présente une face supérieure en regard de l’extrémité inférieure du canal interne 642, et une cavité est formée dans cette face supérieure pour former un siège de détente 652.The lower dome 650 has an upper face facing the lower end of the inner channel 642, and a cavity is formed in this upper face to form a detent seat 652.
La portion inférieure 65 comprend une paroi cylindrique 653 qui entoure la face supérieure de la coupole inférieure 650, où cette paroi cylindrique 653 est munie de trous latéraux 654 débouchant dans la chambre haute pression 66.The lower portion 65 comprises a cylindrical wall 653 which surrounds the upper face of the lower dome 650, where this cylindrical wall 653 is provided with lateral holes 654 opening into the high pressure chamber 66.
Ainsi, en entrée, le gaz entre à l’intérieur de la coupole inférieure 650, puis le gaz sort dans la chambre haute pression 66 par les trous latéraux 651 et entre au niveau du siège de détente 652 par les trous latéraux 654. Ce cheminement du gaz participe avantageusement à la fonction de détente du gaz recherchée.Thus, at the inlet, the gas enters inside the lower dome 650, then the gas exits into the high pressure chamber 66 through the lateral holes 651 and enters at the detent seat 652 by the lateral holes 654. This path gas advantageously participates in the relaxation function of the desired gas.
Ce second détendeur 6 comprend une tige de soupape 67 tubulaire munie d’un canal interne 670, la tige de soupape 67 traversant à la fois le canal interne 620 du piston 62 et le canal interne 642 de la portion supérieure 64 du corps amont 63, de sorte que cette tige de soupape 67 présente : - une extrémité supérieure évasée formant un clapet de décharge 671 propre à venir en appui sur le siège de décharge 621 (autrement dit sur l’extrémité supérieure du canal interne 620) ; et - une extrémité inférieure formant un clapet de régulation 672 propre à venir en appui sur le siège de détente 652.This second regulator 6 comprises a tubular valve stem 67 provided with an internal channel 670, the valve stem 67 passing through both the internal channel 620 of the piston 62 and the internal channel 642 of the upper portion 64 of the upstream body 63, so that this valve stem 67 has: - a flared upper end forming a discharge valve 671 adapted to bear on the discharge seat 621 (in other words on the upper end of the internal channel 620); and a lower end forming a regulating valve 672 able to bear on the relaxation seat 652.
Le clapet de régulation 672 est mobile relativement au siège de détente 652 entre : - une position amont de fermeture de la communication entre la chambre basse pression 613 et la chambre haute pression 66 (via le canal interne 670), dans lequel le clapet de régulation 672 est en butée sur le siège de détente 652 ; et - une position aval d’ouverture de la communication entre la chambre basse pression 613 et la chambre haute pression 66 (via le canal interne 670), dans lequel le clapet de régulation 672 est décollé vis-à-vis du siège de détente 652.The regulation valve 672 is movable relative to the expansion seat 652 between: an upstream position for closing the communication between the low pressure chamber 613 and the high pressure chamber 66 (via the internal channel 670), in which the regulating valve 672 is in abutment on the relaxation seat 652; and a downstream position for opening the communication between the low-pressure chamber 613 and the high-pressure chamber 66 (via the internal channel 670), in which the regulation valve 672 is peeled off with respect to the relaxation seat 652. .
Le clapet de décharge 671 est mobile relativement au siège de décharge 621 entre : - une position amont de fermeture de la communication entre la chambre basse pression 613 et la chambre intermédiaire 624 (via le canal interne 620), dans lequel le clapet de décharge 671 est en butée sur le siège de décharge 621 ; et - une position aval d’ouverture de la communication entre la chambre basse pression 613 et la chambre intermédiaire 624 (via le canal interne 620), dans lequel le clapet de décharge 671 est décollé vis-à-vis du siège de décharge 621.The relief valve 671 is movable relative to the discharge seat 621 between: an upstream position for closing the communication between the low pressure chamber 613 and the intermediate chamber 624 (via the internal channel 620), in which the discharge valve 671 is in abutment on the discharge seat 621; and a downstream position for opening the communication between the low pressure chamber 613 and the intermediate chamber 624 (via the internal channel 620), in which the discharge valve 671 is detached from the discharge seat 621.
Ce second détendeur 6 comprend également un premier organe de rappel 68, en l’occurrence un ressort hélicoïdal, comprimé entre le piston 62 et le corps amont 63 et sollicitant le piston 62 en direction du corps aval 61 (autrement dit dans le sens d’un plaquage du piston 62 contre le corps aval 61).This second expander 6 also comprises a first return member 68, in this case a helical spring, compressed between the piston 62 and the upstream body 63 and urging the piston 62 towards the downstream body 61 (in other words in the sense of a plating of the piston 62 against the downstream body 61).
Ce second détendeur 6 comprend également un second organe de rappel 69, en l’occurrence un ressort hélicoïdal, comprimé entre le piston 62 et un plateau 673 solidaire de la tige de soupape 67. Ce second organe de rappel 69 s’étend à l’intérieur du premier organe de rappel 68, et le plateau 673 peut par exemple être formé d’un circlips serré autour de la tige de soupape 67. Ce second organe de rappel 69 sollicite la tige de soupape 67, relativement au piston 62, dans le sens d’un plaquage du clapet de décharge 671 contre le siège de décharge 621, autrement dit dans le sens du clapet de décharge 671 vers la position amont de fermeture.This second expander 6 also comprises a second return member 69, in this case a helical spring, compressed between the piston 62 and a plate 673 secured to the valve stem 67. This second return member 69 extends to the interior of the first return member 68, and the plate 673 may for example be formed of a circlip tight around the valve stem 67. This second return member 69 urges the valve stem 67, relative to the piston 62, in the the direction of a plating of the relief valve 671 against the discharge seat 621, in other words in the direction of the relief valve 671 towards the upstream closing position.
Ce second détendeur 6 est ainsi relativement proche du premier détendeur décrit précédemment, avec une première différence qui réside dans une différence dans les dimensionnements car la pression en amont du second détendeur 6 correspond à la pression en aval du premier détendeur 5, autrement dit à la pression détendue par ce premier détendeur 5.This second expander 6 is thus relatively close to the first expander described above, with a first difference which lies in a difference in the sizing because the pressure upstream of the second expander 6 corresponds to the pressure downstream of the first expander 5, in other words to the pressure relaxed by this first regulator 5.
Le premier détendeur 5 a pour fonction de détendre une haute pression, notamment de l’ordre de 350 à 700 bars, afin de délivrer en sortie une moyenne pression, notamment de l’ordre de 10 à 30 bars, et le second détendeur 6 a pour fonction de détendre cette moyenne pression, notamment de l’ordre de 10 à 30 bars, afin de délivrer en sortie une faible pression, notamment de l’ordre de 0,5 à 5 bars.The first expander 5 serves to relax a high pressure, in particular of the order of 350 to 700 bar, in order to output a medium pressure, in particular of the order of 10 to 30 bar, and the second expander 6a. to function to relax this medium pressure, in particular of the order of 10 to 30 bar, in order to output a low pressure, in particular of the order of 0.5 to 5 bars.
Ainsi, le piston 62 du second détendeur 6 présente une face supérieure dont la superficie est supérieure à celle du piston 52 du premier détendeur 5. Les organes de rappel 68, 69 présentent également des coefficients de rappel différents de ceux des organes de rappel 58, 59.Thus, the piston 62 of the second expander 6 has an upper face whose area is greater than that of the piston 52 of the first expander 5. The return members 68, 69 also have return coefficients that are different from those of the return members 58, 59.
Une seconde différence est que le second détendeur 6 comprend un système de sécurité 601, avec réarmement manuel, en cas de chute de pression dans la chambre basse pression 613 (équivalent à un sur-débit en sortie du second détendeur 6) qui traduirait une fuite en aval, et en particulier une fuite dans l’organe de soutirage.A second difference is that the second expander 6 comprises a safety system 601, with manual reset, in the event of a pressure drop in the low pressure chamber 613 (equivalent to an overflow at the outlet of the second expander 6) which would translate a leak downstream, and in particular a leak in the withdrawal member.
Un tel système de sécurité 601 présente les fonctions suivantes : - obturer la communication entre la chambre basse pression 613 et la chambre haute pression 66 dans le cas où la pression aval (pression dans la chambre basse pression 613) passe en-dessous d’une pression seuil basse PSB (ou valeur de consigne) ; - interdire une remise en fonctionnement du second détendeur 6 tant que le défaut de chute de pression (ou de fuite dans l’organe de soutirage) n’est pas résolu ; - permettre une remise en fonctionnement du second détendeur 6 uniquement par un réarmement manuel, une fois résolu le défaut de chute de pression (ou de fuite dans l’organe de soutirage).Such a security system 601 has the following functions: - closing the communication between the low pressure chamber 613 and the high pressure chamber 66 in the case where the downstream pressure (pressure in the low pressure chamber 613) falls below a low threshold pressure PSB (or setpoint); - prohibit a return to operation of the second expander 6 as the defect of pressure drop (or leakage in the withdrawal member) is not resolved; - Allow the second regulator 6 to be put back into operation only by manual reset, once the defect of pressure drop (or leakage in the draw-off device) has been solved.
La pression seuil basse PSB peut être établie en considérant une valeur maximale QM de débit du gaz en sortie du second détendeur 6 qui est considérée comme un seuil haut à ne pas dépasser pour le débit car traduisant un dysfonctionnement au niveau de l’organe de soutirage pouvant correspondre à une fuite. Cette valeur maximale QM est ensuite à rapprocher d’une différence entre la pression nominale en sortie du second détendeur 6 (qui correspond à la pression d’utilisation par l’organe de soutirage) et la pression seuil basse PSB.The low threshold pressure PSB can be established by considering a maximum value QM gas flow output of the second regulator 6 which is considered as a high threshold not to exceed for the flow because translating a malfunction at the level of the withdrawal member may be a leak. This maximum value QM is then to be compared with a difference between the nominal pressure at the outlet of the second expander 6 (which corresponds to the pressure of use by the withdrawal member) and the low threshold pressure PSB.
Ce système de sécurité 601 comprend un doigt obturateur 602 monté mobile dans le corps aval 61 en regard de l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape 67, où ce doigt obturateur 602 est déplaçable sélectivement entre : - une position abaissée (visible sur les figures 24 et 27) dans laquelle le doigt obturateur 602 est rapproché de l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape 67 et est ainsi apte à boucher cette extrémité supérieure pour fermer la communication entre la chambre basse pression 613 et la chambre haute pression 66 ; et - une position relevée (visible sur les figures 25 et 26) dans laquelle le doigt obturateur 602 est éloigné de l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape 67.This security system 601 comprises a shutter pin 602 movably mounted in the downstream body 61 facing the open upper end of the valve stem 67, where the shutter pin 602 is selectively movable between: - a lowered position (visible on the FIGS. 24 and 27) in which the shutter pin 602 is brought closer to the open upper end of the valve stem 67 and is thus able to plug this upper end to close the communication between the low pressure chamber 613 and the high pressure chamber 66 ; and a raised position (visible in FIGS. 25 and 26) in which the shutter pin 602 is remote from the open upper end of the valve stem 67.
Ce doigt obturateur 602 est monté coulissant dans un orifice 615 ménagé traversant dans le corps aval 61, avec interposition de deux joints d’étanchéité 616 toriques ; une conduite de fuite 617 raccordée au circuit de fuite 10 est ménagée dans le corps aval 61 en débouchant dans l’orifice 615 entre les deux joints d’étanchéité 616.This shutter pin 602 is slidably mounted in a hole 615 formed through in the downstream body 61, with the interposition of two O-rings 616; a leakage line 617 connected to the leakage circuit 10 is formed in the downstream body 61 by opening into the orifice 615 between the two seals 616.
Ce système de sécurité 601 comprend une vis de réglage 603 vissée dans un filetage prévu dans l’orifice 615, au-dessus du doigt obturateur 602, cette vis de réglage 603 étant accessible de l’extérieur pour permettre de déplacer sélectivement le doigt obturateur 602 en vissant/dévissant la vis de réglage 603 qui vient en butée sur le doigt obturateur 602.This security system 601 comprises a set screw 603 screwed into a thread provided in the orifice 615, above the shutter pin 602, this adjustment screw 603 being accessible from the outside to enable the shutter pin 602 to be selectively displaced. by screwing / unscrewing the adjusting screw 603 which abuts the shutter finger 602.
Ce système de sécurité 601 comprend une vis d’arrêt 604 qui est également vissée dans un filetage prévu dans l’orifice 615, au-dessus de la vis de réglage 603. Cette vis d’arrêt 604 est creuse, pour permettre d’accéder avec un outil adéquat à la vis de réglage 603, et cette vis d’arrêt 604 forme une butée haute d’arrêt pour la vis de réglage 603 ; une butée basse d’arrêt pour la vis de réglage 603 étant formée par un épaulement interne 605 dans l’orifice 615.This security system 601 comprises a stop screw 604 which is also screwed into a thread provided in the orifice 615, above the adjusting screw 603. This stop screw 604 is hollow, to allow access with a suitable tool to the adjusting screw 603, and this set screw 604 forms a stop high stop for the adjusting screw 603; a low stop for the adjusting screw 603 being formed by an internal shoulder 605 in the orifice 615.
La description qui suit porte sur le fonctionnement du second détendeur 6.The following description relates to the operation of the second expander 6.
La figure 24 illustre une configuration de départ, qui correspond à une configuration verrouillée interdisant la régulation pour le second détendeur 6, avec le système de sécurité 601 en mode fermé. Cette configuration de départ correspond à une configuration à la mise en route (ou au démarrage) du dispositif 1, et également à une configuration après que le système de sécurité 601 se soit fermé automatiquement suite à chute de pression aval en-dessous de la pression seuil basse.FIG. 24 illustrates a start configuration, which corresponds to a locked configuration prohibiting regulation for the second expander 6, with the security system 601 in closed mode. This initial configuration corresponds to a configuration at the start-up (or start-up) of the device 1, and also to a configuration after the security system 601 has automatically closed following the downstream pressure drop below the pressure. low threshold.
Dans cette configuration de départ : - la vis de réglage 603 est sur sa butée basse d’arrêt 605, de sorte que le doigt obturateur 602 est en position abaissée ; - le piston 62 est remonté en direction de la face inférieure du corps aval 61 sous l’action du premier organe de rappel 68, remontant ainsi la tige de soupape 67 de sorte que l’extrémité supérieure ouverte de cette tige de soupape 67 vient en appui contre le doigt obturateur 602 qui bouche alors le canal interne 670 au niveau de cette extrémité supérieure, fermant ainsi la communication entre la chambre basse pression 613 et la chambre haute pression 66.In this initial configuration: the adjustment screw 603 is on its bottom stop stop 605, so that the shutter pin 602 is in the lowered position; the piston 62 is raised in the direction of the lower face of the downstream body 61 under the action of the first return member 68, thus raising the valve stem 67 so that the open upper end of this valve stem 67 comes into pressing against the shutter 602 which then closes the internal channel 670 at this upper end, thus closing the communication between the low pressure chamber 613 and the high pressure chamber 66.
Dans cette configuration de départ, si une pression amont (en entrée du second détendeur 6) est présente, le système de sécurité 601 restera fermé et le second détendeur 6 restera fermé, et seul un réarmement automatiquement permettra de remettre en fonctionnement ce second détendeur 6.In this initial configuration, if an upstream pressure (at the inlet of the second expander 6) is present, the safety system 601 will remain closed and the second expander 6 will remain closed, and only a reset automatically will enable this second expander 6 to be put into operation again. .
La figure 25 illustre une configuration déverrouillée en première phase de réarmement, dans laquelle : - la vis de réglage 603 est remontée en butée sur la vis d’arrêt 604 ; - le piston 62 est remonté jusqu’à venir en butée sur la face inférieure du corps aval 61 sous l’action du premier organe de rappel 68, exerçant ainsi une poussée sur le doigt obturateur 602 qui est libre de remonter en direction de sa position relevée (sans nécessairement atteindre complètement sa position relevée) ; - la liaison avec l’organe de soutirage au niveau du raccord de soutirage 25 est fermée, afin qu’une pression aval (pression dans la chambre basse pression 613) puisse s’établir.FIG. 25 illustrates an unlocked configuration in the first resetting phase, in which: the adjustment screw 603 is raised against the stop screw 604; - The piston 62 is raised until it comes into abutment on the lower face of the downstream body 61 under the action of the first return member 68, thus exerting a thrust on the shutter pin 602 which is free to go up towards its position raised (without necessarily completely reaching its raised position); - The connection with the withdrawal member at the bleed connection 25 is closed, so that a downstream pressure (pressure in the low pressure chamber 613) can be established.
La figure 26 illustre une configuration déverrouillée en seconde phase de réarmement, dans laquelle : - une pression amont (en entrée du second détendeur 6 ou pression dans la chambre haute pression 66) est appliquée (notamment après ouverture de la vanne 40) ; - sous l’effet de cette pression amont, le doigt obturateur 602 est poussé vers sa position relevée de sorte que le doigt obturateur 602 n’est plus en butée sur l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape 67, et que la communication est rétablie entre la chambre basse pression 613 et la chambre haute pression 66 ; - le clapet de régulation 672 est en position aval d’ouverture et la détente s’effectue au niveau du siège de détente 652, le gaz passant dans le canal interne 670 de la tige de soupape 67 pour atteindre la chambre basse pression 613 ; - la pression dans la chambre basse pression 613 agit sur le piston 62 dans le sens d’un décollement vis-à-vis du corps aval 61, de sorte que la régulation s’établit dans le second détendeur 6 ; et - le clapet de décharge 671 est en en position amont de fermeture sous l’action du second organe de rappel 69.FIG. 26 illustrates an unlocked configuration in a second resetting phase, in which: an upstream pressure (at the inlet of the second expander 6 or a pressure in the high pressure chamber 66) is applied (in particular after the opening of the valve 40); under the effect of this upstream pressure, the shutter pin 602 is pushed towards its raised position so that the shutter pin 602 no longer abuts on the open upper end of the valve stem 67, and that the communication is reestablished between the low pressure chamber 613 and the high pressure chamber 66; the regulation valve 672 is in the downstream opening position and the expansion is effected at the expansion seat 652, the gas passing through the internal channel 670 of the valve stem 67 to reach the low pressure chamber 613; the pressure in the low pressure chamber 613 acts on the piston 62 in the direction of separation from the downstream body 61, so that regulation is established in the second expander 6; and - the discharge valve 671 is in the upstream position of closure under the action of the second return member 69.
La figure 27 illustre une configuration ouverte de régulation, dans laquelle : - la liaison avec l’organe de soutirage au niveau du raccord de soutirage 25 est ouverte ; - la vis de réglage 603 est descendue sur sa butée basse d’arrêt 605, de sorte que le doigt obturateur 602 est amené en position abaissée ; -sous l’effet de la pression aval (dans la chambre basse pression 613), le piston 62 est suffisamment éloigné du corps aval 61 pour que le doigt obturateur 602 ne vienne pas en butée sur l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape 67, en effet l’écart de jeu entre la course de la vis de réglage 603 et la course du piston 62 est prévu pour que le doigt obturateur 602 ne bouche pas cette extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape 67 dans la configuration ouverte de régulation.FIG. 27 illustrates an open regulation configuration, in which: the connection with the withdrawal member at the withdrawal connection is open; - The adjusting screw 603 is lowered to its lower stop stop 605, so that the shutter pin 602 is brought into the lowered position; under the effect of the downstream pressure (in the low pressure chamber 613), the piston 62 is sufficiently distant from the downstream body 61 so that the shutter pin 602 does not come into abutment on the open upper end of the valve stem 67, indeed the clearance gap between the stroke of the adjusting screw 603 and the stroke of the piston 62 is provided so that the shutter pin 602 does not block this open upper end of the valve stem 67 in the open configuration of regulation.
Si la pression aval (pression dans la chambre basse pression 613) passe en-dessous d’une pression seuil basse (traduisant pour rappel un surdébit en sortie et donc une fuite en aval), le piston 62 remonte (sous l’effet du premier organe de rappel 68) jusqu’à ce que le doigt obturateur 602 vienne en butée sur l’extrémité supérieure ouverte de la tige de soupape 67, et le second détendeur 6 retourne dans la configuration de départ de la figure 24.If the downstream pressure (pressure in the low-pressure chamber 613) falls below a low threshold pressure (reflecting, as a reminder, an overflow at the outlet and therefore a downstream leakage), the piston 62 rises (under the effect of the first return member 68) until the shutter pin 602 abuts the open upper end of the valve stem 67, and the second expander 6 returns to the starting configuration of Fig. 24.
Si la pression aval (pression dans la chambre basse pression 613) dépasse une seconde pression seuil prédéfinie (qui dépend des surfaces d’appui du gaz et des coefficients de rappel des organes de rappel 68, 69), alors le fonctionnement est similaire à celui du premier détendeur 5, à savoir que : - la surpression dans la chambre basse pression 613 agit sur le piston 62 dans le sens d’un décollement vis-à-vis du corps aval 61 suffisant pour que le clapet de régulation 672 soit en position amont de fermeture, sous l’effet du second organe de rappel 69 qui pousse la tige de soupape 67 ; - la tige de soupape 67 étant en butée sur le siège de détente 652 et le piston 62 étant suffisamment écarté du corps aval 61, le clapet de décharge 671 décolle du siège de décharge 621 et passe ainsi en position aval d’ouverture, autorisant la communication entre la chambre basse pression 613 et la conduite de décharge 15 raccordée au circuit de fuite 10, et ainsi la décharge s’effectue dans le circuit de fuite 10 et la pression aval est relâchée.If the downstream pressure (pressure in the low pressure chamber 613) exceeds a second predefined threshold pressure (which depends on the gas bearing surfaces and the return coefficients of the return members 68, 69), then the operation is similar to that of the first expander 5, namely that: - the overpressure in the low pressure chamber 613 acts on the piston 62 in the direction of a detachment vis-à-vis the downstream body 61 sufficient for the control valve 672 is in position upstream closing, under the effect of the second return member 69 which pushes the valve stem 67; - The valve stem 67 being in abutment on the detent seat 652 and the piston 62 is sufficiently spaced from the downstream body 61, the relief valve 671 off the discharge seat 621 and thus passes to the downstream opening position, allowing the communication between the low pressure chamber 613 and the discharge line 15 connected to the leakage circuit 10, and thus the discharge takes place in the leakage circuit 10 and the downstream pressure is released.
Dans ce second détendeur 6, le clapet de décharge 671, le siège de décharge 671 et le second organe de rappel 69 forment ensemble la soupape de décharge 60 évoquée précédemment en référence à la figure 1.In this second expander 6, the relief valve 671, the discharge seat 671 and the second return member 69 together form the relief valve 60 mentioned above with reference to FIG.
Le raccord de remplissage 8 est décrit ci-après en référence aux figures 8 et 9.The filling connection 8 is described below with reference to FIGS. 8 and 9.
Ce raccord de remplissage 8 comprend un corps amont 80 creux statique formant un couvercle ou bouchon accessible de l’extérieur et muni d’un filetage externe 800 pour une fixation par vissage dans le corps 13, ce corps 80 creux présentant un filetage interne 801 prolongé par un trou central 802.This filling connector 8 comprises a static hollow upright body 80 forming a lid or stop accessible from the outside and provided with an external threading 800 for fastening by screwing into the body 13, this hollow body 80 having an internal thread 801 extended. through a central hole 802.
Ce raccord de remplissage 8 comprend un piston 81 vissé dans le filetage interne 801 du corps amont 80 et présentant intérieurement une conduite de remplissage 82.This filling connector 8 comprises a piston 81 screwed into the internal thread 801 of the upstream body 80 and internally having a filling pipe 82.
Ce piston 81 présente successivement : - une portion de préhension 811 permettant une saisie manuelle ou avec un outillage adéquat, afin de visser/dévisser le piston 81, et dans laquelle est prévue une prise femelle 812, en communication avec la conduite de remplissage 82, prévue pour une liaison avec une prise mâle de la source de gaz SO ; - une portion filetée 813 vissée dans le filetage interne 801 du corps amont 80; - une portion lisse 814 ; et - une portion d’extrémité 815 formant un doigt de poussée.This piston 81 has successively: - a gripping portion 811 for manual entry or with adequate tools, in order to screw / unscrew the piston 81, and in which is provided a female socket 812, in communication with the filling line 82, provided for connection with a plug of the source of gas SO; a threaded portion 813 screwed into the internal thread 801 of the upstream body 80; a smooth portion 814; and an end portion 815 forming a pushing finger.
La conduite de remplissage 82 débouche au bout de la portion lisse 814, avant la portion d’extrémité 814, via des trous périphériques 820.The filling line 82 opens at the end of the smooth portion 814, before the end portion 814, via peripheral holes 820.
Cette portion lisse 814 présente également au moins un orifice de purge 816 débouchant transversalement dans la conduite de remplissage 82, à distance des trous périphériques 820.This smooth portion 814 also has at least one bleed orifice 816 extending transversely into the filling line 82, away from the peripheral holes 820.
Ce raccord de remplissage 8 comprend un corps aval 83 statique muni d’un filetage externe 830 pour une fixation par vissage dans le corps 13, et plus spécifiquement une fixation au fond de l’alésage correspondant, jusqu’à ce que ce corps aval 83 soit en butée sur un épaulement interne de l’alésage.This filling connector 8 comprises a static downstream body 83 provided with an external thread 830 for screw fastening in the body 13, and more specifically a fixing at the bottom of the corresponding bore, until the downstream body 83 abutting on an internal shoulder of the bore.
Ce corps aval 83 présente un canal interne ayant successivement : - une partie amont 831 élargie à l’intérieur de laquelle débouche la conduite de remplissage 82 via les trous périphériques 820 ; et - une partie aval 832 rétrécie traversée par la portion d’extrémité 815, cette partie aval 832 ayant une extrémité aval formant un siège 833.This downstream body 83 has an internal channel having successively: an enlarged upstream portion 831 within which the filling pipe 82 opens via the peripheral holes 820; and a narrowed downstream portion 832 traversed by the end portion 815, this downstream portion 832 having a downstream end forming a seat 833.
Ce raccord de remplissage 8 comprend un corps de purge 84 intercalé entre le corps amont 80 et le corps aval 83 et présentant au moins une conduite de purge 841 raccordée au circuit de fuite 10 ou au circuit de sécurité 9 via une canalisation de purge 16 ménagée dans le corps 13 et visible sur la figure 13. Cette conduite de purge 841 débouche en périphérie de la portion lisse 814 du piston 81, entre deux joints d’étanchéité 817 montés autour de cette portion lisse 814 dans le corps amont 80 et le corps aval 83 respectivement.This filling connector 8 comprises a purge body 84 interposed between the upstream body 80 and the downstream body 83 and having at least one purge line 841 connected to the leakage circuit 10 or to the safety circuit 9 via a purge pipe 16 arranged in the body 13 and visible in Figure 13. This bleed pipe 841 opens at the periphery of the smooth portion 814 of the piston 81, between two seals 817 mounted around this smooth portion 814 in the upstream body 80 and the body downstream 83 respectively.
Ce raccord de remplissage 8 comprend en outre un clapet d’isolement 85 mobile relativement au siège 833, à l’intérieur de l’alésage du corps 13, entre : - une position amont de fermeture de la conduite de remplissage 82 (visible sur la figure 9) où le clapet d’isolement 85 est en appui sur le siège 833, coupant ainsi la communication entre la conduite de remplissage 82 et l’extrémité amont 72 du circuit de remplissage 7 ; - une position aval d’ouverture de la conduite de remplissage 82 (visible sur la figure 8) où le clapet d’isolement 85 est décollé vis-à-vis du siège 833, établissant ainsi la communication entre la conduite de remplissage 82 et l’extrémité amont 72 du circuit de remplissage 7.This filling connector 8 further comprises an isolating valve 85 movable relative to the seat 833, inside the bore of the body 13, between: an upstream position for closing the filling line 82 (visible on the Figure 9) where the isolation valve 85 is supported on the seat 833, thus cutting the communication between the filling line 82 and the upstream end 72 of the filling circuit 7; a downstream position of opening of the filling line 82 (visible in FIG. 8) where the isolation valve 85 is detached from the seat 833, thus establishing the communication between the filling line 82 and the upstream end 72 of the filling circuit 7.
Ce raccord de remplissage 8 comprend également un organe de rappel 86, notamment du type ressort hélicoïdal, qui sollicite le clapet d’isolement 85 en direction de la position amont de fermeture.This filling connection 8 also comprises a return member 86, in particular of the helical spring type, which urges the isolation valve 85 towards the upstream closing position.
Le piston 81 est déplaçable par vissage/dévissage sélectivement entre une position d’ouverture (illustrée sur la figure 8) et une position de fermeture (illustrée sur la figure 9).The piston 81 is movable by selectively screwing / unscrewing between an open position (shown in Fig. 8) and a closed position (shown in Fig. 9).
De manière générale, le piston 81 est déplaçable par toute action mécanique garantissant un déplacement en translation du piston entre sa position d’ouverture et sa position de fermeture, où le piston 81 reste connecté de manière étanche dans le corps amont 80. A titre d’exemple de variante, le piston 81 peut être déplaçable avec un mécanisme à quart de tour ou autre mécanisme équivalent.In general, the piston 81 is movable by any mechanical action ensuring a translational movement of the piston between its open position and its closed position, where the piston 81 remains sealingly connected in the upstream body 80. As an alternative example, the piston 81 may be movable with a quarter-turn mechanism or other equivalent mechanism.
Dans la position d’ouverture : - le piston 81 est vissé vers l’aval de sorte que la portion d’extrémité 815 exerce une poussée sur le clapet d’isolement 85, à l’encontre de l’organe de rappel 86, vers sa position d’ouverture ; et - l’orifice de purge 816 prévu sur le piston 81 ne coïncide pas avec la conduite de purge 841 prévue sur le corps de purge 84.In the open position: - the piston 81 is screwed downstream so that the end portion 815 exerts a thrust on the isolation valve 85, against the return member 86, to its open position; and the purge orifice 816 provided on the piston 81 does not coincide with the purge pipe 841 provided on the purge body 84.
Dans la position de fermeture : - le piston 81 est dévissé vers l’amont de sorte que la portion d’extrémité 815 est éloignée du clapet d’isolement 85 qui est sollicité par l’organe de rappel 86 vers sa position de fermeture ; et - l’orifice de purge 816 prévu sur le piston 81 coïncide avec la conduite de purge 841 prévue sur le corps de purge 84 pour établir une communication entre la conduite de remplissage 82 et le circuit de fuite 10 ou le circuit de sécurité 9.In the closed position: - the piston 81 is unscrewed upstream so that the end portion 815 is remote from the isolation valve 85 which is biased by the return member 86 to its closed position; and - the purge port 816 provided on the piston 81 coincides with the purge line 841 provided on the purge body 84 to establish a communication between the filling line 82 and the leakage circuit 10 or the safety circuit 9.
Ainsi, en fonctionnement, le piston 81 est dans sa position de fermeture et la source de gaz SO est connectée à la prise femelle 812, puis le piston 81 est vissé vers sa position d’ouverture et la source de gaz SO est ouverte pour remplir le récipient de stockage RE. A la fin du remplissage, la source de gaz SO est fermée, le piston 81 est dévissé vers sa position de fermeture de sorte qu’intervient une dépressurisation automatique de la conduite de remplissage 82 à travers l’orifice de purge 816 vers le circuit de fuite 10 ou le circuit de sécurité 9, et enfin la source de gaz SO est déconnectée de la prise femelle 812.Thus, in operation, the piston 81 is in its closed position and the source of gas SO is connected to the socket 812, then the piston 81 is screwed to its open position and the gas source SO is open to fill the storage container RE. At the end of the filling, the source of gas SO is closed, the piston 81 is unscrewed towards its closed position so that an automatic depressurization of the filling pipe 82 passes through the bleed orifice 816 towards the circuit leak 10 or the safety circuit 9, and finally the source of gas SO is disconnected from the socket 812.
En référence aux figures 29 et 30, la soupape de sécurité haute pression 93 présente : - une entrée 930 raccordée à l’extrémité amont 21 du circuit de soutirage 2, autrement dit raccordée à la sortie du raccord de remplissage 8 et à la conduite principale 31 du raccord de stockage 3 ; - une sortie 931 raccordée à l’extrémité amont 92 du circuit de fuite 9 (ou point de collecte sur l’extérieur).With reference to FIGS. 29 and 30, the high-pressure safety valve 93 has: an inlet 930 connected to the upstream end 21 of the extraction circuit 2, in other words connected to the outlet of the filling connection 8 and to the main pipe 31 of the storage connector 3; an outlet 931 connected to the upstream end 92 of the leakage circuit 9 (or collecting point on the outside).
La soupape de sécurité haute pression 93 comprend un clapet 932 en appui sur un siège 933 ouvert sur l’entrée, sous l’effet d’un organe de rappel 934.The high-pressure safety valve 93 comprises a valve 932 resting on a seat 933 open on the inlet, under the effect of a return member 934.
Si la pression à l’entrée 930 dépasse une valeur seuil supérieure à la pression maximale prévue dans le récipient de stockage RE (valeur seuil par exemple de l’ordre de 730 à 780 bars), le clapet 932 s’ouvre sous l’effet de cette pression élevée et met en communication l’entrée 930 et la sortie 931. Cette soupape de sécurité haute pression 93 a ainsi pour fonction d’évacuer vers l’extérieur le gaz en cas de pression excessive dans le dispositif 1.If the pressure at the inlet 930 exceeds a threshold value greater than the maximum pressure provided in the storage container RE (threshold value for example of the order of 730 to 780 bar), the valve 932 opens under the effect of this high pressure and communicates the inlet 930 and the outlet 931. This high-pressure safety valve 93 thus has the function of discharging the gas outwards in the event of excessive pressure in the device 1.
En référence aux figures 31 et 32, la soupape de sécurité haute température 94 présente : - une entrée 940 raccordée à l’extrémité amont 21 du circuit de soutirage 2, autrement dit raccordée à la sortie du raccord de remplissage 8 et à la conduite principale 31 du raccord de stockage 3 ; - une sortie 941 raccordée à l’extrémité amont 92 du circuit de fuite 9 (ou point de collecte sur l’extérieur), cette sortie 93 étant munie d’un rétrécissement formant un orifice calibré de limitation du débit.With reference to FIGS. 31 and 32, the high temperature safety valve 94 has: an inlet 940 connected to the upstream end 21 of the extraction circuit 2, in other words connected to the outlet of the filling connection 8 and to the main pipe 31 of the storage connector 3; an outlet 941 connected to the upstream end 92 of the leakage circuit 9 (or collection point on the outside), this outlet 93 being provided with a narrowing forming a calibrated orifice for limiting the flow rate.
La soupape de sécurité haute température 94 comporte un piston 942 munie d’une tige 943 qui coupe la communication entre l’entrée 940 et la sortie 941, et une embase 944 en appui sur une pastille fusible thermiquement 945, elle-même en appui sur un écran en métal fritté 947.The high temperature safety valve 94 comprises a piston 942 provided with a rod 943 which cuts off the communication between the inlet 940 and the outlet 941, and a base 944 resting on a heat-fusible patch 945, itself bearing on a sintered metal screen 947.
Un organe de rappel 946 prend appui sur l’embase 944 pour solliciter le piston 942 contre la pastille fusible thermiquement 945.A return member 946 bears on the base 944 to urge the piston 942 against the thermally fusible pellet 945.
Comme visible sur la figure 32, si la température est inférieure à une valeur seuil (par exemple de l’ordre de 90 et 120 °C), la pastille fusible thermiquement 945 n’est pas fondue et la tige 943 coupe la communication entre l’entrée 940 et la sortie 941, de sorte que la soupape de sécurité haute température 94 est fermée.As can be seen in FIG. 32, if the temperature is below a threshold value (for example of the order of 90 and 120 ° C.), the thermally fusible pellet 945 is not melted and the rod 943 cuts the communication between the inlet 940 and outlet 941 so that the high temperature safety valve 94 is closed.
Comme visible sur la figure 31, si la température est supérieure à la valeur seuil, la pastille fusible thermiquement 945 est fondue et la tige 943 est sollicitée par l’organe de rappel 946 et/ou par la pression en entrée 940, dans le sens d’une ouverture de la communication entre l’entrée 940 et la sortie 941, de sorte que la soupape de sécurité haute température 94 est ouverte.As can be seen in FIG. 31, if the temperature is higher than the threshold value, the thermally fusible pellet 945 is melted and the rod 943 is biased by the return member 946 and / or by the inlet pressure 940, in the direction an opening of the communication between the inlet 940 and the outlet 941, so that the high temperature safety valve 94 is open.
En référence à la figure 19, la soupape de sécurité basse pression 12 présente : - une entrée 120 raccordée à l’extrémité aval 22 du circuit de soutirage 2 ; et - une sortie 121 d’échappement raccordée au circuit de fuite 10 en amont du clapet anti-retour 11.With reference to FIG. 19, the low-pressure safety valve 12 has: an inlet 120 connected to the downstream end 22 of the extraction circuit 2; and an exhaust outlet 121 connected to the leakage circuit 10 upstream of the non-return valve 11.
La soupape de sécurité basse pression 12 comprend un clapet 122 en appui sur un siège 123 ouvert sur l’entrée 120, sous l’effet d’un organe de rappel 124. Si la pression à l’entrée 120 dépasse une valeur seuil supérieure à la pression maximale prévue dans l’organe de soutirage (valeur seuil par exemple de l’ordre de 2 à 5 bars), le clapet 122 s’ouvre sous l’effet de cette pression et met en communication l’entrée 120 et la sortie 121. Cette soupape de sécurité basse pression 12 a ainsi pour fonction d’évacuer vers l’extérieur le gaz en cas de pression excessive dans l’organe de soutirage.The low-pressure safety valve 12 comprises a valve 122 resting on a seat 123 open on the inlet 120, under the effect of a return member 124. If the pressure at the inlet 120 exceeds a threshold value greater than the maximum pressure provided in the withdrawal member (threshold value for example of the order of 2 to 5 bar), the valve 122 opens under the effect of this pressure and communicates the input 120 and the output 121. This low-pressure safety valve 12 thus has the function of discharging the gas outwards in the event of excessive pressure in the draw-off member.
Il est à noter que le dispositif 1 peut se passer de cette soupape de sécurité basse pression 12 si celle-ci est redondante avec une soupape de sécurité intégrée à l’organe de soutirage. Bien entendu, si l’organe de soutirage a sa propre soupape de sécurité, la soupape de sécurité basse pression 12 peut tout de même est présente dans le dispositif 1.It should be noted that the device 1 can dispense with this low pressure safety valve 12 if it is redundant with a safety valve integrated with the withdrawal member. Of course, if the draw-off member has its own safety valve, the low-pressure safety valve 12 can still be present in the device 1.
Le dispositif 1 décrit ci-dessus présente ainsi de nombreux avantages en termes de : - qualité et précision de la régulation, grâce à deux détendeurs 5, 6 en série qui permettent une détente sur deux étages ; - sécurité en cas de dysfonctionnements ou d’incidents, grâce notamment aux soupapes de décharge 50, 60 intégrées dans les détendeurs 5, 6, au système de sécurité 601 et aux autres systèmes de sécurité dont la soupape de sécurité haute pression 93 et la soupape de sécurité haute température 94 ; - sécurité lors des opérations de remplissage grâce au raccord de remplissage 8 qui intègre une fonction de dépressurisation (ou purge) automatique lors du désaccouplement entre le raccord de remplissage et la source de gaz sous pression ; - sécurité vis-à-vis des fuites grâce à un circuit de fuite 10 qui collecte les conduites de fuite, de décharge et de purge 14, 15, 16, 17, 18, 32, qui sont systématiquement encadrées par deux joints d’étanchéité formant des doubles barrières d’étanchéité particulièrement efficaces pour garantir une absence de fuite dans le dispositif 1 vers l’extérieur, l’amont et l’aval ; - compacité et légèreté avec un corps 13 optimisé pour accueillir les nombreux organes dans des alésages adéquats et les nombreuses canalisations et conduites des différents circuits 2, 7, 9 et 10.The device 1 described above thus has many advantages in terms of: - quality and accuracy of the regulation, thanks to two regulators 5, 6 in series which allow a relaxation on two floors; - safety in the event of malfunctions or incidents, notably thanks to the relief valves 50, 60 integrated in the regulators 5, 6, to the safety system 601 and to the other safety systems including the high-pressure safety valve 93 and the valve high temperature safety device 94; - Safety during filling operations through the filling connector 8 which incorporates an automatic depressurization (or purge) function when uncoupling the filling connection and the source of gas under pressure; - safety against leaks by a leakage circuit 10 which collects the leak, discharge and purge lines 14, 15, 16, 17, 18, 32, which are systematically framed by two seals forming double sealing barriers particularly effective to ensure no leakage in the device 1 to the outside, upstream and downstream; - Compactness and lightness with a body 13 optimized to accommodate the many organs in adequate bores and the many pipes and conduits of the various circuits 2, 7, 9 and 10.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1753484A FR3065512B1 (en) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | DETENDER WITH INTEGRATED SAFETY VALVE FOR DISCHARGE IN CASE OF DOWNSTREAM PRESSURE |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1753484 | 2017-04-21 | ||
| FR1753484A FR3065512B1 (en) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | DETENDER WITH INTEGRATED SAFETY VALVE FOR DISCHARGE IN CASE OF DOWNSTREAM PRESSURE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3065512A1 FR3065512A1 (en) | 2018-10-26 |
| FR3065512B1 true FR3065512B1 (en) | 2019-06-21 |
Family
ID=59297042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1753484A Active FR3065512B1 (en) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | DETENDER WITH INTEGRATED SAFETY VALVE FOR DISCHARGE IN CASE OF DOWNSTREAM PRESSURE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3065512B1 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2654177B1 (en) * | 1989-11-03 | 1992-02-07 | Briffault Sa | SECURITY GAS REGULATOR WITH REGARD TO EXCESS PRESSURE. |
| US5209253A (en) * | 1991-05-06 | 1993-05-11 | Taylor Julian S | Emergency shutoff valve and regulator assembly |
| FR2811400B1 (en) * | 2000-07-06 | 2003-05-16 | Briffault Sa | VALVE GAS REGULATOR |
| FR2879721B1 (en) * | 2004-12-22 | 2007-05-18 | Clesse Ind Soc Par Actions Sim | PISTON GAS DETENDER INSENSITIVE TO UPSTREAM PRESSURE VARIATIONS |
| DK2166424T3 (en) * | 2008-09-19 | 2017-09-18 | Isomatic As | Fluid regulator |
| FR2974883B1 (en) * | 2011-05-04 | 2014-05-09 | Michelin Soc Tech | VALVE MOUNTED ON A TANK CONTAINING A HIGH PRESSURE GAS |
| FR2984448B1 (en) * | 2011-12-20 | 2014-11-21 | Clesse Ind | INTEGRATED PRESSURE SAFETY GAS REGULATOR |
-
2017
- 2017-04-21 FR FR1753484A patent/FR3065512B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3065512A1 (en) | 2018-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020079329A1 (en) | Device for filling and withdrawing gas | |
| FR2970313A1 (en) | DEVICE FOR MONITORING A GAS FLOW AND PRESSURIZED FLUID RESERVOIR COMPRISING SUCH A DEVICE | |
| EP2250426B1 (en) | Gas filling and dispensing device, and filling method | |
| FR2892799A1 (en) | FLUID FILLING AND / OR SUPPLY CONTROL DEVICE AND TANK COMPRISING SUCH A DEVICE | |
| CA2978477C (en) | Valve, receptacle and method for filling, extracting and evacuating | |
| EP2825814B1 (en) | Tap for a storage container, container provided with such a tap, and corresponding use | |
| WO2014009279A1 (en) | Pressure-reducing valve having a residual pressure function built into the reducing valve | |
| WO2010089490A1 (en) | Device for selectively blocking a fluid passage | |
| EP3867727B1 (en) | Pressure regulator with inbuilt safety valve to relieve pressure in the event of an overpressure downstream | |
| EP2347313B1 (en) | Regulator for corrosive gas tapping in under-atmospheric conditions | |
| EP3002499B1 (en) | Valve closure device by actuating the expansion valve | |
| FR3065512B1 (en) | DETENDER WITH INTEGRATED SAFETY VALVE FOR DISCHARGE IN CASE OF DOWNSTREAM PRESSURE | |
| FR3065513B1 (en) | DEVICE FOR FILLING AND CURING GAS | |
| FR2538498A1 (en) | AUTOMATIC HYDRAULIC CONNECTOR IN PARTICULAR FOR IMMERSION APPARATUS | |
| FR2955170A1 (en) | Gas expander integrated tap for use in pressurized gas cylinder, has push-valve and pressure valve arranged in same housing of body, where push-valve is selectively moved independent of pressure valve for actuating insulation valve | |
| FR2681399A1 (en) | AUTOMATIC STOP AND SAFETY DEVICE, ESPECIALLY FOR GAS EXTENSION STATIONS. | |
| FR2958006A1 (en) | Valve i.e. gas valve, for use on pressurized gas container i.e. bottle, has connector including part integrated to body in removable manner, where connector is fixed in modifiable position with respect to body among preset positions | |
| EP2572126B1 (en) | Cylinder valve having a residual pressure valve | |
| EP3708900B1 (en) | Connector for pressurised fluid, valve and container comprising such a connector and connection method | |
| FR2985783A1 (en) | Valve pressure reducing device for vehicle i.e. motor vehicle, has low pressure circuit connected to output of gas regulator and provided with connecting unit for connecting to external circuit | |
| CN113227933B (en) | Pressure regulator with built-in relief valve for releasing pressure in case of a downstream overpressure | |
| FR2868504A1 (en) | Coupling adapter for liquefied petroleum gas cylinder, has pusher connected with external control, whose end has notch to determine rest position and work position in which notch closes and opens gas passage conduit, respectively | |
| FR2767901A1 (en) | Breakable connection in supply of fluid under pressure | |
| FR2513727A1 (en) | Adaptor for liquefied gas cylinder - has interior push valve operating cylinder flap valve only after sealed fitting | |
| FR2757243A1 (en) | Valve for filling pressurised gas cylinders |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20181026 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |