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EP1143192A1 - Dispositif de sécurité de surpression d'un réservoir contenant du gaz de pétrole liquefié - Google Patents

Dispositif de sécurité de surpression d'un réservoir contenant du gaz de pétrole liquefié Download PDF

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EP1143192A1
EP1143192A1 EP00400953A EP00400953A EP1143192A1 EP 1143192 A1 EP1143192 A1 EP 1143192A1 EP 00400953 A EP00400953 A EP 00400953A EP 00400953 A EP00400953 A EP 00400953A EP 1143192 A1 EP1143192 A1 EP 1143192A1
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EP
European Patent Office
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safety device
tank
valve
pressure
opening
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EP00400953A
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Alain Parnois
Laurent Foucher
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KNDS France Mechanics SA
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Giat Industries SA
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    • F17C2250/043—Pressure

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of safety devices for tanks intended to contain pressurized fluids, such as tanks under internal pressure, and more especially petroleum gas tanks liquefied, called LPG for vehicles.
  • tanks intended to contain pressurized fluids consist of a envelope made of mostly metallic material.
  • the current forms are generally cylindrical, toric or parallelepipedic. These shapes are good adapted to distribute the stresses evenly over the periphery of the tank.
  • These tanks are fitted with a valve called safety device intended to cause their opening in the event of overpressure in the tank.
  • These devices are consist of a simple safety valve calibrated to a opening pressure determined. In case of overpressure due for example to a failure of the filling or elevation lock exceptional temperature, the opening of this valve limits the risk of explosion. But if the rise in ambient temperature or pressure in the tank is extremely fast, in case of fire the risk of an explosion is not discarded since the opening of the valve does not allow to evacuate the flow resulting from the increase asymptotic increase in pressure.
  • the invention offers a safety device to hold account for this potential risk.
  • the present invention therefore relates to a safety device for a tank intended for contain pressurized fluid intended to cause the opening of the tank under the effect of the increase of pressure or temperature of the type comprising a safety valve for setting communication between the tank and the outside environment, characterized in that it includes a means for measure an abnormal increase in temperature pressure or fluid pressure in the tank to control the early opening of the safety valve.
  • the security device includes a means of measurement of the pressure build-up speed at inside the tank.
  • the measuring device is connected to the valve security by a commanding processing module opening the valve.
  • the measuring means consists of a sensor differential taking into account a variation of pressure determined for a defined period of time.
  • the module includes means to transform the information delivered by the sensor in a signal electric valve opening control.
  • the security device includes a means of measurement of the surrounding tank temperature.
  • the measuring device consists of a certain number of temperature measurement sensors arranged in the vicinity of the reservoir and reacting from a threshold determined.
  • the sensors are connected to the safety valve through a processing module controlling the opening of the valve.
  • the safety valve may consist of a spring system and can be fitted with a probe inserted in an articulated member arranged on the line spring compression.
  • An advantage of the tank according to the invention lies in that the reliability of the tank is improved by greatly reducing the danger of explosion.
  • Another advantage of the tank according to the invention is that all of the causes causing an overpressure is taken into account.
  • FIG. 1 there is shown a tank 1 intended to contain a fluid 2 under pressure by example a liquefied petroleum gas.
  • a fluid 2 under pressure by example a liquefied petroleum gas.
  • This tank is equipped in a known manner with a safety valve 3 allowing fluid 2 under pressure to escape when the internal pressure of the tank increases and reaches a certain value.
  • This component is tared in factory and is well known. It goes without saying that this valve 3 works, i.e. puts the tank in communication with the outside, only when the measured pressure reaches the set value. However, if the pressure builds up too quickly, asymptotically, this reference value is measured while the tank tolerance threshold at the pressure is exceeded, hence a certain risk explosion threatening personnel near the vehicle equipped with such a system.
  • this valve 3 is added a means 4 for measuring the internal pressure of the tank 1.
  • This means 4 delivers a signal which is treated in a module 5 which takes into account pressure increase in a given amount of time. When this increase is greater than a value previously fixed module 5 controls the opening of valve 3.
  • Means 4 is a commercial component such as a differential pressure sensor which takes into account a pressure variation determined in the tank for a period of time defined.
  • Module 5 includes electronic means conventional to transform the received signal into electrical energy to activate opening the valve 3.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a second variant embodiment of the invention that the nearby temperature is measured tank 1 and no longer its pressure internal.
  • This realization finds its interest in case vehicle fire causing bad operation of safety valve 3 in case rapid increase in this temperature.
  • a value of reference which when exceeded allows order the valve. This value corresponds to a threshold function of the rate of increase of the temperature.
  • FIG. 3 a variant of realization of a safety valve improved by a mechanical triggering device.
  • a mechanical probe 9 which lowers the compression load of the spring 10 applied to its support seat 12 from a threshold predetermined temperature.
  • This probe 9 is for that interposed on the compression line of the spring 10 in an articulated system 11, of the type parallelogram, for example between spring 10 and the valve seat 8, so as to reduce the effort calibration of this spring in connection with the increase temperature and thereby control the opening valve premature.
  • Probe 9 can be inserted between the spring 10 and its seat 12.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de sécurité pour un réservoir 1 destiné à contenir du fluide 2 sous pression destiné à provoquer l'ouverture du réservoir sous l'effet de l'augmentation de pression du type comportant une soupape de sécurité 3 permettant de mettre en communication le réservoir et le milieu extérieur. Le dispositif comporte un moyen 4, 5, 6 permettant de mesurer un accroissement anormal de la température extérieure ou de la pression du fluide dans le réservoir commandant l'ouverture anticipée de la valve de sécurité. Le moyen de mesure 4 est appliqué à la vitesse de montée en pression du réservoir 1 ou la température de celui-ci. Application aux automobiles fonctionnant au GPL. <IMAGE>

Description

Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs de sécurité pour les réservoirs destinés à contenir des fluides sous pression, tels les réservoirs soumis à une pression interne, et plus particulièrement les réservoirs de gaz de pétrole liquéfié, dits GPL pour véhicules.
Généralement, les réservoirs destinés à contenir des fluides sous pression sont constitués d'une enveloppe en matériau le plus souvent métallique. Les formes actuelles sont généralement cylindriques, toriques ou parallélépipédiques. Ces formes sont bien adaptées pour répartir uniformément les contraintes sur la périphérie du réservoir.
Ces réservoirs sont munis d'une valve dite de sécurité destinée à provoquer leur ouverture en cas de surpression dans le réservoir. Ces dispositifs sont constitués d'une simple soupape de sécurité tarée à une pression d'ouverture déterminée. En cas de surpression due par exemple à une défaillance du système de verrouillage du remplissage ou à une élévation exceptionnelle de la température, l'ouverture de cette valve permet de limiter les risques d'explosion. Mais si l'élévation de la température environnante ou de la pression dans le réservoir est extrêmement rapide, en cas d'incendie le risque d'une explosion n'est pas écarté puisque l'ouverture de la soupape ne permet pas d'évacuer le débit résultant de l'augmentation asymptotique de la montée en pression.
C'est pour pallier ce risque que l'invention propose un dispositif de sécurité permettant de tenir compte de ce risque potentiel.
La présente invention a donc pour objet un dispositif de sécurité pour un réservoir destiné à contenir du fluide sous pression destiné à provoquer l'ouverture du réservoir sous l'effet de l'augmentation de pression ou de température du type comportant une soupape de sécurité permettant de mettre en communication le réservoir et le milieu extérieur, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen permettant de mesurer un accroissement anormal de la température extérieure ou de la pression du fluide dans le réservoir pour commander l'ouverture anticipée de la valve de sécurité.
Le dispositif de sécurité comporte un moyen de mesure de la vitesse de montée en pression à l'intérieur du réservoir.
Le moyen de mesure est relié à la valve de sécurité par un module de traitement commandant l'ouverture de la valve.
Le moyen de mesure est constitué par un capteur différentiel prenant en compte une variation de pression déterminée pour un laps de temps défini.
Le module comporte des moyens pour transformer l'information délivrée par le capteur en un signal électrique de commande de l'ouverture de la valve.
Le dispositif de sécurité comporte un moyen de mesure de la température environnante du réservoir.
Le moyen de mesure est constitué d'un certain nombre de capteurs de mesure de la température disposés au voisinage du réservoir et réagissant à partir d'un seuil déterminé.
Les capteurs sont reliés à la valve de sécurité par l'intermédiaire d'un module de traitement commandant l'ouverture de la valve.
La valve de sécurité peut être constituée d'un système à ressort et peut être munie d'une sonde intercalée dans un organe articulé disposé sur la ligne de compression du ressort.
Un avantage du réservoir selon l'invention réside dans le fait que la fiabilité du réservoir est améliorée en réduisant fortement le danger d'une explosion.
Un autre avantage du réservoir selon l'invention réside dans le fait que l'ensemble des causes provoquant une surpression est pris en compte.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaítront plus clairement à la lecture du complément de description qui va suivre des modes de réalisation donnés à titre d'exemple en relation avec des dessins sur lesquels :
  • la figure 1 est une représentation schématique d'un système selon l'invention repérant la surpression régnant dans le réservoir,
  • la figure 2 est également une représentation schématique d'un mode de réalisation prenant en compte la température extérieure du réservoir, et
  • la figure 3 illustre la réalisation d'une sonde mécanique.
Sur la figure 1, on a représenté un réservoir 1 destiné à contenir un fluide 2 sous pression par exemple un gaz de pétrole liquéfié. Ce réservoir est équipé de façon connue d'une valve 3 de sécurité permettant au fluide 2 sous pression de s'échapper lorsque la pression interne du réservoir s'accroít et atteint une certaine valeur. Ce composant est taré en usine et est bien connu. Il va de soit que cette valve 3 fonctionne, c'est-à-dire met le réservoir en communication avec l'extérieur, uniquement lorsque la pression mesurée atteint la valeur fixée. Si toutefois la pression s'accroít de manière trop rapide, de manière asymptotique, cette valeur de référence est mesurée alors que le seuil de tolérance du réservoir à la pression est dépassé, d'où un risque certain d'explosion menaçant le personnel à proximité du véhicule équipé d'un tel système. Suivant une première réalisation de l'invention, on adjoint à cette valve 3 un moyen de mesure 4 de la pression interne du réservoir 1. Ce moyen 4 délivre un signal qui est traité dans un module 5 qui prend en compte l'augmentation de pression dans un laps de temps donné. Lorsque cette augmentation est supérieure à une valeur préalablement fixée le module 5 commande l'ouverture de la valve 3. Le moyen 4 est un composant du commerce comme par exemple un capteur différentiel de pression qui prend en compte une variation de pression déterminée dans le réservoir pour un laps de temps défini. Le module 5 comprend des moyens électroniques classiques permettant de transformer le signal reçu en une énergie électrique permettant d'actionner l'ouverture de la valve 3.
On a représenté à la figure 2 une vue schématique d'une seconde variante de réalisation de l'invention selon laquelle on mesure la température à proximité immédiate du réservoir 1 et non plus sa pression interne. Cette réalisation trouve son intérêt en cas d'incendie du véhicule, ce qui provoque un mauvais fonctionnement de la valve de sécurité 3 en cas d'augmentation rapide de cette température. On dispose pour cela un certain nombre de capteurs 6 de temprérature dans le voisinage immédiat du réservoir 1. Ces capteurs 6 mesurent en continu la température et délivrent une information au module 5 qui commande comme précédemment l'ouverture de la valve 3 en cas d'élévation rapide. A cette fin, on fixe une valeur de référence qui lorsqu'elle est dépassée permet de commander la valve. Cette valeur correspond à un seuil fonction de la vitesse d'accroissement de la température.
Sur la figure 3, on a représenté une variante de réalisation d'une valve de sécurité améliorée par un dispositif mécanique de déclenchement. On prévoit sur la chaíne de tarage de la soupape 7 une sonde mécanique 9 qui abaisse la charge de compression du ressort 10 appliquée sur son siège d'appui 12 à partir d'un seuil prédéterminé de température. Cette sonde 9 est pour cela intercalée sur la ligne de compression du ressort 10 dans un système articulé 11, du type parallélogramme, par exemple entre le ressort 10 et le siège 8 de la soupape, de manière à diminuer l'effort de tarage de ce ressort en liaison avec l'augmentation de température et par là même de commander l'ouverture prématurée de la valve. La sonde 9 peut être intercalée entre le ressort 10 et son siège 12.

Claims (9)

  1. Dispositif de sécurité pour un réservoir (1) destiné à contenir du fluide (2) sous pression destiné à provoquer l'ouverture du réservoir sous l'effet de l'augmentation de pression du type comportant une soupape de sécurité (3) permettant de mettre en communication le réservoir et le milieu extérieur, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (4, 5, 6) permettant de mesurer un accroissement anormal de la température extérieure ou de la pression du fluide dans le réservoir commandant l'ouverture anticipée de la valve de sécurité (3).
  2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de mesure (4) de la vitesse de montée en pression du réservoir (1) .
  3. Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de mesure (4) est relié à la valve de sécurité (3) par un module de traitement (5) commandant l'ouverture de la valve (3).
  4. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure (4) est un capteur différentiel de pression prenant en compte une variation de pression déterminée pour un laps de temps défini.
  5. Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que le module (5) comporte des moyens permettant de transformer l'information délivrée par le capteur en un signal électrique de commande de l'ouverture de la valve (3).
  6. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de mesure (6) de la température environnante au réservoir (1).
  7. Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de mesure (6) est constitué d'un certain nombre de capteurs de mesure de la température disposés au voisinage du réservoir (1) et réagissant à un seuil prédéterminé.
  8. Dispositif de sécurité selon la revendication 7, caractérisé en ce que les capteurs (7) sont reliés à la valve de sécurité (3) par l'intermédiaire d'un module de traitement (6) commandant l'ouverture de la valve.
  9. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve de sécurité (7) est constituée d'un système à ressort (10) et est munie d'une sonde (9) intercalée dans un organe articulé (11) disposé sur la ligne de compression du ressort (10).
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