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Installation de fourniture de gaz sous basse pression
La présente invention est relative à une installation de fourniture de gaz sous basse pression, c'est-à-dire une pression de l'ordre de quelques bars.
Un grand nombre d'installations industrielles sont pourvues de réseaux de fourniture de gaz sous basse pression, sur lesquels peut se brancher un utilisateur en des points choisis.
Les hôpitaux sont également pourvus le plus souvent de telles installations destinées à fournir de l'oxygène, de l'air médical, du CO, ou de l'azote, notamment.
Des installations qui sont grosses consommatrices de gaz comportent, le plus souvent, un poste de production et/ou de stockage du gaz considéré, notamment sous forme liquide. Lorsque les débits sont moins importants, l'installation est alimentée par des bouteilles, ou des séries de bouteilles, contenant du gaz sous haute pression.
Habituellement, pour éviter toute interruption dans la fourniture de gaz, il existe au moins deux bouteilles, ou deux séries de bouteilles dites"bouteilles d'alimentation", qui sont capables d'alimenter la conduite de distribution qui doit amener le gaz aux utilisateurs. Une vanne à bascule ou"inverseur", est destinée à relier à volonté, ou, normalement, de façon automatique, l'une ou l'autre des bouteilles d'alimentation, ou l'un ou l'autre des groupes de bouteilles d'alimentation, de telle façon que, lorsque la première bouteille ou le premier groupe de bouteilles est vide, la seconde bouteille, ou le second groupe de bouteilles, est mise en action pendant que les bouteilles vides seront remplacées par des bouteilles pleines.
Le gaz contenu dans les bouteilles est sous une pression élevée, supérieure à 100 bars et, pour des raisons de sécurité, il n'est pas distribué dans l'installation sous cette pression, mais détendu jusqu'à une pression relativement basse, typiquement de 6 à 9 bars, qui sera appelée dans la suite"pression de réseau". Sous cette pression, le gaz est distribué dans l'installation à travers un réseau de conduites. Les utilisateurs peuvent utiliser le
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gaz sous la pression de réseau, mais, plus généralement, le gaz est détendu encore une fois jusqu'à une pression d'utilisation plus faible, par exemple 3,5 bars ou moins.
L'installation peut comprendre en outre des moyens de signalisation capables de renseigner le responsable sur l'état des bouteilles, et/ou de commander automatiquement les opérations qui sont nécessaires lorsqu'une bouteille, ou un groupe de bouteilles, n'est plus suffisamment pleine pour remplir son office.
Les installations à plusieurs groupes de bouteilles comprennent généralement une conduite collectrice, ou rampe, qui est reliée d'une part à chacune des bouteilles par l'intermédiaire d'un conduit, par exemple un raccord flexible, relié au robinet de chaque bouteille, et d'autre part, à l'inverseur. Un détendeur dit"haute pression"est intercalé entre chaque rampe et l'inverseur pour amener le gaz de la haute pression de la ou des bouteilles à la basse pression d'utilisation. Lorsque la basse pression fournie par le détendeur d'une première rampe qui est en fonctionnement tombe au-dessous, d'un niveau donné, de la basse pression fournie par le détendeur de l'autre rampe, l'inverseur est actionné automatiquement pour mettre hors d'action la première rampe et mettre en fonctionnement l'autre rampe.
Chaque rampe est en outre pourvue d'une vanne haute pression dite"de purge". La sortie de l'inverseur est pourvue d'une vanne de sectionnement comportant une soupape de sécurité, ce qui assure la protection du réseau contre les surpressions accidentelles. Une prise annexe est prévue sur le réseau et permet l'alimentation en secours au cas où les deux rampes sont inutilisables.
Cette structure d'installation présente, spécialement dans le cas de l'oxygène, un certain nombre de risques d'accidents.
Le fait que toute une partie du circuit, comprenant le conduit de raccordement des bouteilles et la rampe, est sous haute pression, crée un risque de compression adiabatique
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lors de l'ouverture du robinet des bouteilles, ce qui peut causer un échauffement, ou même une inflammation.
Par compression adiabatique, on entend une élévation brutale de pression jusqu'à un niveau élevé, qui entraîne une élévation de température sans que celle-ci puisse se dissiper suffisamment vite vers l'extérieur.
L'échauffement peut se transmettre à des matières plastiques ou autres, formant partie de joints par exemple, qui émettent alors des substances toxiques, qui seront diffusées jusqu'à l'utilisateur. La connexion des conduits de raccordement aux bouteilles risque également d'entraîner dans les conduits des particules diverses, dont certaines peuvent s'enflammer lors d'une élévation de température due à une compression adiabatique ultérieure. Il existe également des risques d'inflammation ou d'échauffement au niveau d'autres composants, notamment clapets anti-retour et vannes de purge.
Une compression adiabatique peut se produire lorsqu'une enceinte ou une conduite passe brusquement d'une pression relativement basse, par exemple la pression atmosphérique ou la pression de réseau, à une pression élevée, telle que la pression des bouteilles, qui est supérieure à 100 bars.
On mentionnera encore qu'une rupture mécanique au niveau des raccords flexibles ou de la rampe peut également avoir des conséquences graves résultant de la pression élevée du gaz.
Les risques de compression adiabatiques ayant des conséquences dangereuses peuvent être négligés lorsque les pressions mises un jeu sont basses. Les risques de rupture mécanique ayant des conséquences dangereuses sont également d'autant plus faibles que la pression est plus faible.
La présente invention a pour but de fournir une installation qui, notamment pour l'équipement d'un ensemble hospitalier, ne présente plus de risques de tels incidents ou accidents, causés notamment par l'échauffement résultant d'une compression adiabatique en un point de la partie haute pression de l'ensemble de canalisations.
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Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit une installation de fourniture de gaz qui comprend : - une première et une seconde bouteilles ou série de bouteilles d'alimentation contenant du gaz sous haute pression, les bouteilles étant pourvues chacune d'un robinet qui permet d'envoyer le gaz de la bouteille dans une conduite collectrice, - une première et une seconde conduites collectrices recevant respectivement le gaz de la première et de la seconde séries de bouteilles, - un inverseur qui est destiné à relier alternativement des conduites collectrices à un réseau de distribution de gaz relié à au moins un utilisateur, - au moins un détendeur disposé de façon à faire passer le gaz depuis la haute pression fournie par les bouteilles jusqu'à une basse pression dite"pression de réseau",
sous laquelle il est transmis vers l'utilisateur par le réseau, - des moyens pour commander l'inverseur afin de mettre en service la seconde bouteille ou série de bouteilles lorsque par bouteille ou série de bouteilles devient nonsatisfaisante, et vice-versa, une particularité de cette installation étant que chacune desdites bouteilles est équipée d'un ensemble compact, qui exerce à la fois les fonctions de robinet et de détendeur, cet ensemble alimentant la première ou la seconde conduite collectrice à ladite pression de réseau quand la bouteille est à ladite haute pression, cet ensemble compact étant monté directement sur la bouteille.
Le domaine soumis à la haute pression est limité, selon l'invention, à l'intérieur des bouteilles, et à la partie "haute-pression"de l'ensemble compact. Il est donc réduit au minimum. De plus, la quasi-totalité de ce domaine est constamment sous haute pression quand la bouteille est dans l'installation, et ne peut donc pas subir de compression adiabatique. Contrairement à la technique antérieure, les conduits de raccordement des bouteilles aux conduites collectrices, et ces conduites collectrices elles-mêmes, ne
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sont jamais soumis à la haute pression.
Le risque de compression adiabatique est donc pratiquement supprimé.
Le risque de rupture mécanique peut être également très réduit, car il est facile de prévoir que le bloc compact n'est ni démonté ou mis en place dans l'installation, mais transporté avec la bouteille entre l'installation et l'atelier du fournisseur de gaz, qui dispose des moyens pour procéder aux contrôles nécessaires. Dans ce cas, les éléments qui sont constamment dans l'installation sont soumis à des pressions au plus égales à la pression de réseau. Cela réduit, outre les risques, les frais de maintenance et les investissements qui peuvent être à la charge de l'utilisateur.
Un bloc compact utilisé de préférence conformément à l'invention est dérivé d'un ensemble décrit dans le document EP-A-0. 629.937.
Ce document décrit un ensemble de commande et de distribution de gaz dans lequel une sortie basse pression, un régulateur de débit et un détendeur de pression sont assemblés dans un premier sous-ensemble mobile disposé dans une structure de commande et d'actionnement qui est solidarisée à un deuxième sous-ensemble qui comprend un clapet d'isolation destiné à la fermeture de la bouteille, et porte un manomètre indiquant la pression à l'intérieur de celle-ci, ainsi qu'un raccord de remplissage pourvu d'un clapet anti-retour, ce deuxième sous-ensemble étant destiné à être monté directement sur une bouteille.
Cet ensemble est normalement fixé à demeure sur la bouteille, c'est-à-dire que le fournisseur de gaz en bouteilles, à chaque remplacement, met en place ou enlève à la fois la bouteille et l'ensemble de commande. Celui-ci peut donc être révisé par le fournisseur de gaz à chaque nouveau remplissage de la bouteille.
L'ensemble compact utilisé selon la présente invention ressemble à celui qu'on vient de mentionner, mais il présente un certain nombre de différences qui seront
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exposées plus loin.
Les installations actuelles comportent habituellement des moyens pour commander automatiquement le basculement de l'inverseur lorsque la différence des pressions entre la sortie du détendeur associée à la bouteille, ou groupe de bouteilles qui est en service, et le sortie du détendeur qui est en attente dépasse une valeur choisie à l'avance. Ces moyens peuvent être utilisés de la même façon dans une installation conforme à l'invention, car le fait que le détendeur placé en aval de la conduite collectrice est remplacé par un ou plusieurs détendeurs incorporés au bloc compact monté sur la bouteille ou sur chaque bouteille n'a pas d'effet sur leur fonctionnement.
Les installations actuelles comportent fréquemment, en outre, une bouteille de secours, associée à un moyen d'arrêt et à un détendeur de façon à alimenter le réseau lorsque les deux bouteilles ou groupes de bouteilles sont simultanément défaillants. Suivant une modalité préférée de l'invention, la ou les bouteilles de secours sont également pourvues d'un bloc compact, qui est avantageusement identique à celui des autres bouteilles, ce bloc compact étant capable de débiter du gaz à la pression de réseau quand la bouteille de secours correspondante contient du gaz à ladite haute pression. Le moyen d'arrêt est alors prévu entre le bloc compact et le réseau.
Suivant une réalisation intéressante, ce moyen d'arrêt est constitué par un détendeur apte à débiter dans le réseau, en aval de l'inverseur, du gaz sous une pression de secours, inférieure à la pression de réseau mais suffisante pour que le ou les utilisateurs soient convenablement alimentés à travers le réseau, par exemple 6,5 bars, ce détendeur débitant seulement lorsque la pression à la sortie de l'inverseur est inférieure ou égale à la pression de secours.
On aboutit ainsi à une réalisation d'une grande simplicité.
Les bouteilles d'alimentation sont habituellement
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changées à une cadence relativement rapide, par exemple toutes les 2 ou 3 semaines. La ou les bouteilles de secours, au contraire, peuvent rester inutilisées pendant des durées beaucoup plus longues, et il est nécessaire de pouvoir contrôler de façon périodique ou en continu la pression du gaz qu'elles contiennent. L'ensemble de commande et de distribution du document EP-A-0. 629.937 comporte un manomètre qui indique la pression à l'intérieur de la bouteille.
Ce manomètre sert principalement à un contrôle visuel au moment du remplissage. Pendant le fonctionnement de l'installation, on le consulte rarement, car un contrôle de la position de l'inverseur suffit à connaître la situation.
Il en résulte que ce manomètre est un appareil bon marché, qui n'est pas prévu pour un contrôle centralisé ou pour le déclenchement d'une alarme.
On pourrait le remplacer, ou le compléter, par un capteur capable d'émettre des signaux qui seraient transmis à une porte centrale de contrôle et d'alarme. Si le manomètre était remplacé par un capteur, cela imposerait au fournisseur de gaz une manoeuvre supplémentaire de branchement électrique lors du remplissage. Si le capteur était ajouté au manomètre, le prix du bloc compact serait augmenté, alors que ce capteur ne serait utilisé que pour les bouteilles de secours, toujours moins nombreuses que les bouteilles d'alimentation.
Pour résoudre ce problème, il est avantageux de prévoir que le bloc compact comprend, comme l'ensemble décrit dans EP-A-0. 629.937, un raccord de remplissage pourvu d'un clapet anti-retour, et qu'un dispositif peut être adapté à ce raccord de remplissage, ce dispositif étant capable d'émettre des signaux relatifs à la pression à l'intérieur de la bouteille en direction d'un poste de contrôle et/ou d'alarme.
L'utilisation de blocs compacts conformément à l'invention a permis une simplification de la structure de l'ensemble de l'installation au voisinage de l'emplacement
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des bouteilles.
Selon une modalité intéressante, l'installation comporte un certain nombre de modules pré-assemblés en usine, et comprenant : - un module "central" équipé de l'inverseur, de moyens de branchement permettant de raccorder la sortie de l'inverseur au réseau et de moyens de branchement permettant de raccorder au moins une conduite collectrice à l'une de deux entrées de l'inverseur, - et au moins un module"d'alimentation"équipé d'au moins un tronçon de conduite collectrice, de moyens pour relier ce tronçon de conduite collectrice à au moins une bouteille d'alimentation, et de moyens pour relier le tronçon de conduite collectrice à l'inverseur et/ou à un autre tronçon de conduite collectrice.
De préférence, le module central est en outre équipé de capteurs sensibles à la pression aux entrées et à la sortie de l'inverseur, et de branchements électriques permettant de relier ces capteurs à un poste de contrôle et/ou alarme.
Avantageusement, l'installation comprend en outre un module"de secours", équipé de moyens pour relier une bouteille, ou une série de bouteilles, de secours à un tronçon de conduite de secours, et de moyens permettant de relier le tronçon de conduite de secours à un moyen d'arrêt placé dans le module"central", et le module"central"est équipé en outre de moyens permettant de relier le moyen d'arrêt au tronçon. de conduite de secours, et d'un conduite reliant le moyen d'arrêt à la sortie de l'inverseur.
De préférence, le module de secours est équipé en outre de moyens pour transmettre des signaux correspondant à la pression à l'intérieur de la ou des bouteilles de secours vers le module central, et le module central est équipé pour transmettre des signaux correspondant à la pression à l'intérieur de la ou des bouteilles de secours, ainsi que des signaux permettant de savoir si le module de secours est en action ou non vers un poste de contrôle et/ou alarme.
Dans une installation simplifiée, le module de secours
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est confondu avec le module central, le tronçon de conduite de secours étant alors relié en permanence au moyen d'arrêt
Suivant une réalisation intéressante, au moins certains modules sont équipés de moyens pour immobiliser une ou plusieurs bouteilles.
La présente invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'exemples illustrés à l'aide des dessins, parmi lesquels :
La figure 1 est une vue schématique d'une installation comportant une première et une seconde bouteilles d'alimentation.
Figure 2 est une vue analogue d'une installation comprenant quatre premières bouteilles et quatre secondes bouteilles d'alimentation.
Figure 3 est une coupe axiale d'un bloc compact.
Figure 4 est une coupe verticale d'un dispositif de prise de haute pression.
L'installation selon la figure 1 comprend un poste d'alimentation désigné dans son ensemble par 1, qui alimente un réseau de distribution de gaz 2, qui alimente des postes d'utilisation 3,4. Le réseau 2 et les postes d'utilisation 3 et 4 sont représentés de façon symbolique.
Le poste d'alimentation 1 est constitué de deux modules : un module"mixte"5, qui sert à la fois de module central et de module d'urgence, et un module d'alimentation 6. Dans la partie formant module central du module mixte 5, c'est-à-dire la partie située à droite sur la figure, on trouve un inverseur 7, dont la sortie est reliée par l'intermédiaire d'un conduit 8 et d'un T 9 au réseau 2.
L'inverseur comprend une première entrée qui est reliée par l'intermédiaire d'un premier conduit 10 à un "tronçon de rampe"11, alors que l'autre entrée est reliée par l'intermédiaire d'un second conduit 12 à un second tronçon de rampe 13. Les tronçons de rampe 11 et 13 sont reliés, par l'intermédiaire de conduits de liaison 14 et 15 à d'autres tronçons de rampe 16 et 17, situés dans le module d'alimentation 6. Chacun des tronçons de rampe 16 et 17 est
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relié par l'intermédiaire d'un conduit de branchement 18, 19 flexible, du type"basse pression"à un bloc compact 20,21. L'un de ces blocs compacts est solidaire d'une"première bouteille"22 et l'autre bloc compact est solidaire d'une "seconde bouteille"23. Il est entendu que les dénominations de première et seconde bouteilles sont arbitraires.
Plus précisément, on peut convenir d'appeler"première bouteille" celle qui est en action à un moment donné, et"seconde bouteille"celle qui est en réserve, et qui sera mise en action par l'intermédiaire de l'inverseur lorsque la première bouteille sera vide.
La partie"module de secours"du module mixte 5 contient une bouteille de secours 24, également pourvue d'un bloc compact 25, relié par un conduit flexible 26 à un premier tronçon de rampe d'urgence 27, lequel est relié, par un conduit fixe 28 à un deuxième tronçon de rampe de secours 29. Celui-ci est connecté à un conduit 30, sur lequel est placé un détendeur 31. Ce détendeur 31 est lui-même relié par un conduit 32 au T 9 mentionné plus haut, lequel est relié au réseau 2.
Les blocs compacts 20,21 et 25 sont tous réglés pour débiter du gaz à une pression de 9 bars environ, dite "pression de réseau". le détendeur 31 abaisse cette pression à la valeur de 6,5 bars, cette valeur de pression étant arbitraire bien entendu. Lorsque la pression dans la conduite 8 et dans le T 9 tombe au-dessous de 6,5 bars, le détendeur 31 se met automatiquement en action.
Le bloc compact 25 de la bouteille de secours est, en outre, relié, par l'intermédiaire d'un capillaire en cuivre flexible 34, à un capteur de haute pression 35, qui permet de connaître la pression à l'intérieur de la bouteille 24.
De façon classique, d'autres capteurs, non représentés, sont prévus pour renseigner un poste de contrôle et d'alarme sur la situation de l'ensemble de l'installation. Ces capteurs, ainsi que le poste de contrôle et d'alarme, sont de types bien connus de l'homme de métier. Ils ne seront pas décrits de façon plus précise, et ils n'ont pas été
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représentés aux dessins.
La figure 2 est relative à une installation analogue dans son principe à celle de la figure 1. La première et la seconde bouteilles d'alimentation, 22 et 23, de la figure 1 sont ici remplacées par un premier groupe de quatre bouteilles 41 à 44, et un second groupe de quatre bouteilles 45 à 48. Ces bouteilles sont groupées deux par deux dans quatre modules d'alimentation, 49,50, 51,52. Dans chaque module, les bouteilles sont raccordées par leur bloc compact et un conduit flexible analogue aux conduits 18, 19 de la figure 1 à un tronçon de rampe analogue aux tronçons 16 et 17 de la figure 1. Ces tronçons sont constitués comme un T, dont une sortie est obturable. Dans le cas de la figure 1, une sortie de chaque tronçon de rampe 16,17 est obturée, l'autre étant reliée au module central.
Dans le cas de la figure 2, un seul des tronçons de rampe 16 ou 17 a une extrémité obturée, les autres sont ouverts à leurs deux extrémités, et connectés par l'intermédiaire d'un conduit fixe 54,56, à un autre tronçon de rampe, sauf le dernier, qui est connecté au module central.
Le module central 60 comprend une partie qui est identique à la partie de module central du module mixte 5 à la figure 1, mais la partie formant module de secours est ici vide. Un module spécial 61 constitue le module de secours. Il est équipé de deux bouteilles, dont chacune est disposée de façon identique à ce qui a été décrit à propos de la figure 1. On notera cependant qu'un seul capteur 35 est prévu, il est connecté à l'intérieur des deux bouteilles de secours 62,63.
On notera le haut degré de normalisation obtenu puisque des modules de structure identique peuvent recevoir aussi bien des bouteilles d'alimentation que des bouteilles de secours, ou encore les équipements nécessaires pour la constitution d'un module central.
Les modules peuvent être équipés en usine, ces opérations à réaliser sur site étant les connexions entre modules adjacents. Il est possible, sans difficulté,
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d'ajouter ou de retrancher des modules, en dégageant ou en obturant une extrémité d'un tronçon de rampe 16 ou 17.
La figure 3 décrit de façon plus précise un bloc compact conforme à l'invention. Ce bloc compact est fixé sur le col 70 d'une bouteille analogue à celle dont il a été parlé plus haut.
Pour les détails de fonctionnement, on renvoie ici au document EP-A-0.629. 937, qui présente, comme on l'a dit plus haut, un nombre important de parties communes avec le présent bloc compact.
Ce bloc compact comprend un bloc support 71, vissé à l'intérieur du col 70 de la bouteille. Le bloc 71 est percé d'un alésage longitudinal 72, dans lequel débouchent, d'un côté, un orifice de remplissage 73, muni d'un obturateur anti-retour 74, qui fait saillie dans un orifice taraudé 75.
Un conduit de remplissage, non représenté, est vissé dans l'orifice 75. Il est équipé d'un poussoir qui sert à déplacer le clapet anti-retour 74 de façon à permettre l'entrée du gaz sous haute pression dans une bouteille. Un autre orifice 76 débouche également dans l'orifice axial 72.
Il est relié à un manomètre 77.
Dans sa partie axiale, l'orifice 72 contient un clapet 78, qui peut être ouvert par l'intermédiaire d'une tige de poussée 79 lorsqu'une tête de manoeuvre 80 est actionnée. L'ouverture du clapet 78 dégage un orifice 81, qui coopère avec un second clapet 82, et un ressort 83 pour constituer un détendeur. Ce détendeur 81,82 est réglé pour fournir du gaz sous la pression de réseau, ici 9 bars.
On a désigné par 84 un dispositif de branchement d'un conduit, tel que les conduits flexibles 18, 19 et 26 de la figure 1, destinés à l'alimentation du réseau. L'ensemble du bloc est protégé par une virole de protection 90, vissée sur le col 70 de la bouteille, et présentant des ouvertures 91, 92 destinées à permettre l'accès au branchement haute pression 73, au manomètre 77, et au branchement basse pression 84.
La figure 4 montre un dispositif simple permettant de
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connaître la pression à l'intérieur d'une bouteille. Un corps 100 est prévu pour se visser de façon étanche dans l'alésage 75 de remplissage de la pression. Un poussoir 101 est prévu pour coulisser axialement à l'intérieur du corps 100, de façon à venir déplacer le poussoir 74, et à permettre à la haute pression qui règne à l'intérieur de la bouteille de joindre un alésage transversal 102. Cet alésage 102 est relié, par des moyens connus en soi, ou bien à un capteur de pression monté directement, ou bien à un tube capillaire tel que celui qui porte la référence 34 à la figure 1, et qui se raccorde à un capteur de pression 35.
Un levier 103, équipé d'un excentrique 104, permet, lorsqu'on le fait pivoter, de pousser la tige-poussoir 101, ce qui met le capteur en service.
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Low pressure gas supply installation
The present invention relates to a gas supply installation under low pressure, that is to say a pressure of the order of a few bars.
A large number of industrial installations are provided with low pressure gas supply networks, to which a user can connect at selected points.
Hospitals are also more often than not provided with such facilities intended to supply oxygen, medical air, CO, or nitrogen, in particular.
Installations which consume large amounts of gas most often include a production and / or storage station for the gas in question, in particular in liquid form. When the flow rates are lower, the installation is supplied by cylinders, or series of cylinders, containing gas under high pressure.
Usually, to avoid any interruption in the supply of gas, there are at least two bottles, or two series of bottles called "supply bottles", which are capable of supplying the distribution pipe which is to bring the gas to the users. A rocker valve or "reverser" is intended to connect at will, or, normally, automatically, either of the supply bottles, or one or the other of the groups of bottles d 'supply, so that when the first bottle or the first group of bottles is empty, the second bottle, or the second group of bottles, is put into action while the empty bottles are replaced by full bottles.
The gas contained in the bottles is under a high pressure, greater than 100 bars and, for safety reasons, it is not distributed in the installation under this pressure, but expanded to a relatively low pressure, typically of 6 to 9 bars, which will be called hereinafter "network pressure". Under this pressure, the gas is distributed in the installation through a network of pipes. Users can use the
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gas under the network pressure, but, more generally, the gas is expanded once again to a lower operating pressure, for example 3.5 bars or less.
The installation may also include signaling means capable of informing the manager of the state of the bottles, and / or of automatically controlling the operations which are necessary when a bottle, or a group of bottles, is no longer sufficient. full to fulfill its office.
Installations with several groups of bottles generally comprise a collecting pipe, or ramp, which is connected on the one hand to each of the bottles by means of a conduit, for example a flexible connector, connected to the tap of each bottle, and on the other hand, to the inverter. A "high pressure" regulator is interposed between each rail and the inverter to bring the gas from the high pressure of the cylinder (s) to the low pressure of use. When the low pressure supplied by the regulator of a first ramp which is in operation falls below, by a given level, the low pressure supplied by the regulator of the other ramp, the inverter is actuated automatically to put out of action the first ramp and put the other ramp into operation.
Each ramp is further provided with a high pressure valve called "purge". The inverter outlet is fitted with a shut-off valve with a safety valve, which protects the network from accidental overpressures. An additional socket is provided on the network and allows emergency power in case the two ramps are unusable.
This installation structure presents, especially in the case of oxygen, a certain number of accident risks.
The fact that an entire part of the circuit, including the bottle connection duct and the ramp, is under high pressure, creates a risk of adiabatic compression
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when opening the cylinder valve, which can cause overheating, or even inflammation.
By adiabatic compression is meant a sudden increase in pressure to a high level, which causes a rise in temperature without it being able to dissipate quickly enough towards the outside.
The heating can be transmitted to plastic or other materials, forming part of seals for example, which then emit toxic substances, which will be diffused to the user. Connecting the connection conduits to the bottles also risks entraining various particles in the conduits, some of which can ignite during a rise in temperature due to subsequent adiabatic compression. There are also risks of ignition or overheating in other components, in particular non-return valves and purge valves.
Adiabatic compression can occur when an enclosure or pipe suddenly goes from a relatively low pressure, for example atmospheric pressure or network pressure, to a high pressure, such as the pressure of bottles, which is greater than 100 bars.
It should also be mentioned that a mechanical rupture at the level of the flexible fittings or of the rail can also have serious consequences resulting from the high pressure of the gas.
The risks of adiabatic compression with dangerous consequences can be neglected when the pressures applied are low. The risks of mechanical rupture with dangerous consequences are also lower when the pressure is lower.
The object of the present invention is to provide an installation which, in particular for the equipment of a hospital complex, no longer presents the risks of such incidents or accidents, caused in particular by the heating resulting from adiabatic compression at a point of the high pressure part of the pipe assembly.
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To obtain this result, the invention provides a gas supply installation which comprises: - a first and a second bottle or series of supply bottles containing gas under high pressure, the bottles being each provided with a tap which allows to send the gas from the bottle into a collecting pipe, - a first and a second collecting pipes respectively receiving the gas from the first and from the second series of bottles, - an inverter which is intended to connect alternately collecting pipes to a gas distribution network connected to at least one user, - at least one regulator arranged so as to pass the gas from the high pressure supplied by the bottles to a low pressure called "network pressure",
under which it is transmitted to the user by the network, - means for controlling the reverser in order to put into service the second bottle or series of bottles when per bottle or series of bottles becomes unsatisfactory, and vice versa, a peculiarity of this installation being that each of said bottles is equipped with a compact assembly, which exercises both the valve and regulator functions, this assembly supplying the first or the second collector pipe at said network pressure when the bottle is at said high pressure, this compact assembly being mounted directly on the cylinder.
The area subjected to high pressure is limited, according to the invention, inside the bottles, and to the "high-pressure" part of the compact assembly. It is therefore reduced to a minimum. In addition, almost all of this area is constantly under high pressure when the bottle is in the installation, and therefore cannot undergo adiabatic compression. Unlike the prior art, the connecting pipes of the bottles to the collecting pipes, and these collecting pipes themselves, do not
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are never subjected to high pressure.
The risk of adiabatic compression is therefore practically eliminated.
The risk of mechanical rupture can also be very reduced, since it is easy to foresee that the compact block is neither disassembled or put in place in the installation, but transported with the bottle between the installation and the supplier's workshop gas, which has the means to carry out the necessary checks. In this case, the elements which are constantly in the installation are subjected to pressures at most equal to the network pressure. This reduces, in addition to the risks, the maintenance costs and the investments which can be borne by the user.
A compact block preferably used in accordance with the invention is derived from an assembly described in document EP-A-0. 629,937.
This document describes a gas control and distribution assembly in which a low pressure outlet, a flow regulator and a pressure reducer are assembled in a first mobile sub-assembly disposed in a control and actuation structure which is secured to a second sub-assembly which includes an isolation valve intended for closing the bottle, and carries a pressure gauge indicating the pressure inside the latter, as well as a filling connection provided with an anti-valve -back, this second sub-assembly being intended to be mounted directly on a bottle.
This assembly is normally permanently fixed to the cylinder, that is to say that the supplier of gas in cylinders, each time it is replaced, sets up or removes both the cylinder and the control assembly. This can therefore be revised by the gas supplier each time the cylinder is refilled.
The compact assembly used according to the present invention resembles that just mentioned, but it has a certain number of differences which will be
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set out below.
Current installations usually include means for automatically controlling the tilting of the reverser when the pressure difference between the outlet of the regulator associated with the cylinder, or group of cylinders which is in service, and the outlet of the regulator which is on standby exceeds a value chosen in advance. These means can be used in the same way in an installation according to the invention, because the fact that the pressure regulator placed downstream of the collecting pipe is replaced by one or more pressure regulators incorporated in the compact block mounted on the bottle or on each bottle has no effect on their operation.
Current installations frequently also include a spare bottle, associated with a stop means and a pressure reducer so as to supply the network when the two bottles or groups of bottles fail simultaneously. According to a preferred embodiment of the invention, the emergency bottle or bottles are also provided with a compact block, which is advantageously identical to that of the other bottles, this compact block being capable of delivering gas at the network pressure when the corresponding emergency bottle contains gas at said high pressure. The stop means is then provided between the compact block and the network.
According to an advantageous embodiment, this stop means is constituted by a regulator capable of delivering into the network, downstream of the inverter, gas under an emergency pressure, lower than the network pressure but sufficient for the one or more users are suitably supplied through the network, for example 6.5 bars, this regulator delivering only when the pressure at the outlet of the inverter is less than or equal to the emergency pressure.
This results in a very simple realization.
Feed bottles are usually
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changed at a relatively rapid rate, for example every 2 or 3 weeks. The emergency cylinder (s), on the contrary, can remain unused for much longer periods of time, and it is necessary to be able to periodically or continuously control the pressure of the gas which they contain. The control and distribution assembly of document EP-A-0. 629.937 has a pressure gauge which indicates the pressure inside the bottle.
This pressure gauge is mainly used for visual control during filling. During the operation of the installation, it is rarely consulted, because a check of the position of the reverser is enough to know the situation.
As a result, this pressure gauge is a cheap device, which is not intended for centralized control or for the triggering of an alarm.
It could be replaced, or supplemented, by a sensor capable of emitting signals which would be transmitted to a central control and alarm door. If the pressure gauge was replaced by a sensor, this would impose on the gas supplier an additional electrical connection operation during filling. If the sensor was added to the pressure gauge, the price of the compact block would be increased, while this sensor would only be used for the emergency bottles, always less numerous than the supply bottles.
To solve this problem, it is advantageous to provide that the compact block comprises, like the assembly described in EP-A-0. 629.937, a filling connection provided with a non-return valve, and that a device can be adapted to this filling connection, this device being capable of emitting signals relating to the pressure inside the bottle in management of a control and / or alarm post.
The use of compact blocks in accordance with the invention has made it possible to simplify the structure of the entire installation in the vicinity of the site.
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bottles.
According to an advantageous modality, the installation comprises a certain number of modules pre-assembled in the factory, and comprising: - a "central" module equipped with the inverter, connection means making it possible to connect the output of the inverter to the network and connection means making it possible to connect at least one collecting pipe to one of two inputs of the inverter, - and at least one "supply" module equipped with at least one section of collecting pipe, means for connecting this section of collecting pipe to at least one supply bottle, and means for connecting the section of collecting pipe to the inverter and / or to another section of collecting pipe.
Preferably, the central module is furthermore equipped with sensors sensitive to the pressure at the inputs and at the output of the inverter, and with electrical connections making it possible to connect these sensors to a control and / or alarm station.
Advantageously, the installation further comprises a "standby" module, equipped with means for connecting a bottle, or a series of bottles, of standby to a section of standby pipe, and means making it possible to connect the section of pipe of backup to a stop means placed in the "central" module, and the "central" module is further equipped with means making it possible to connect the stop means to the section. emergency line, and a line connecting the stop means to the output of the inverter.
Preferably, the emergency module is further equipped with means for transmitting signals corresponding to the pressure inside the emergency cylinder (s) to the central module, and the central module is equipped for transmitting signals corresponding to the pressure inside the emergency bottle (s), as well as signals making it possible to know whether the emergency module is in action or not towards a control and / or alarm station.
In a simplified installation, the backup module
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is merged with the central module, the emergency pipe section being then permanently connected to the stop means
According to an interesting embodiment, at least some modules are equipped with means for immobilizing one or more bottles.
The present invention will now be described in more detail with the aid of examples illustrated with the aid of the drawings, among which:
Figure 1 is a schematic view of an installation comprising first and second supply bottles.
Figure 2 is a similar view of an installation comprising four first bottles and four second supply bottles.
Figure 3 is an axial section of a compact block.
Figure 4 is a vertical section of a high pressure setting device.
The installation according to FIG. 1 comprises a supply station designated as a whole by 1, which supplies a gas distribution network 2, which supplies use stations 3,4. The network 2 and the user stations 3 and 4 are represented symbolically.
The power station 1 is made up of two modules: a "mixed" module 5, which serves as both a central module and an emergency module, and a power module 6. In the central module part of the module mixed 5, that is to say the part located on the right in the figure, there is an inverter 7, the output of which is connected via a conduit 8 and a T 9 to the network 2.
The inverter comprises a first inlet which is connected via a first conduit 10 to a "ramp section" 11, while the other inlet is connected via a second conduit 12 to a second ramp section 13. The ramp sections 11 and 13 are connected, via connection conduits 14 and 15 to other ramp sections 16 and 17, located in the supply module 6. Each of the sections of ramp 16 and 17 east
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connected via a flexible connection conduit 18, 19, of the "low pressure" type to a compact block 20,21. One of these compact blocks is secured to a "first bottle" 22 and the other compact block is secured to a "second bottle" 23. It is understood that the names of first and second bottles are arbitrary.
More precisely, it can be agreed to call "first bottle" that which is in action at a given time, and "second bottle" that which is in reserve, and which will be put into action via the reverser when the first bottle will be empty.
The "emergency module" part of the mixed module 5 contains an emergency bottle 24, also provided with a compact block 25, connected by a flexible conduit 26 to a first section of emergency ramp 27, which is connected, by a fixed conduit 28 to a second section of emergency ramp 29. This is connected to a conduit 30, on which a regulator 31 is placed. This regulator 31 is itself connected by a conduit 32 to the T 9 mentioned above, which is connected to network 2.
The compact blocks 20, 21 and 25 are all adjusted to deliver gas at a pressure of approximately 9 bars, called "network pressure". the regulator 31 lowers this pressure to the value of 6.5 bars, this pressure value being arbitrary of course. When the pressure in the line 8 and in the T 9 drops below 6.5 bars, the pressure reducer 31 is automatically activated.
The compact block 25 of the emergency bottle is also connected, via a flexible copper capillary 34, to a high pressure sensor 35, which makes it possible to know the pressure inside the bottle 24.
Conventionally, other sensors, not shown, are provided to inform a control and alarm station about the situation of the entire installation. These sensors, as well as the control and alarm station, are of types well known to those skilled in the art. They will not be described in more detail, and they have not been
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shown in the drawings.
Figure 2 relates to an installation similar in principle to that of Figure 1. The first and second supply bottles, 22 and 23, of Figure 1 are here replaced by a first group of four bottles 41 to 44 , and a second group of four bottles 45 to 48. These bottles are grouped two by two in four supply modules, 49.50, 51.52. In each module, the bottles are connected by their compact block and a flexible conduit similar to the conduits 18, 19 of FIG. 1 to a section of ramp similar to the sections 16 and 17 of FIG. 1. These sections are constituted like a T, whose outlet is closable. In the case of FIG. 1, one output of each section of ramp 16, 17 is closed, the other being connected to the central module.
In the case of FIG. 2, only one of the sections of ramp 16 or 17 has a closed end, the others are open at their two ends, and connected via a fixed conduit 54, 56, to another section except the last one, which is connected to the central module.
The central module 60 comprises a part which is identical to the central module part of the mixed module 5 in FIG. 1, but the part forming the emergency module is here empty. A special module 61 constitutes the emergency module. It is equipped with two bottles, each of which is arranged identically to what has been described in connection with FIG. 1. It will however be noted that a single sensor 35 is provided, it is connected inside the two bottles of rescue 62.63.
Note the high degree of standardization obtained since modules of identical structure can receive both supply bottles and emergency bottles, or the equipment necessary for the constitution of a central module.
The modules can be fitted at the factory, these operations to be carried out on site being the connections between adjacent modules. It is possible, without difficulty,
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add or subtract modules, by clearing or closing one end of a section of ramp 16 or 17.
FIG. 3 describes more precisely a compact block according to the invention. This compact block is fixed to the neck 70 of a bottle similar to the one mentioned above.
For operation details, reference is made here to document EP-A-0.629. 937, which has, as mentioned above, a large number of common parts with the present compact block.
This compact block includes a support block 71, screwed inside the neck 70 of the bottle. The block 71 is pierced with a longitudinal bore 72, into which open, on one side, a filling orifice 73, provided with a non-return shutter 74, which projects into a threaded orifice 75.
A filling duct, not shown, is screwed into the orifice 75. It is equipped with a pusher which is used to move the non-return valve 74 so as to allow the entry of gas under high pressure into a bottle. Another orifice 76 also opens into the axial orifice 72.
It is connected to a pressure gauge 77.
In its axial part, the orifice 72 contains a valve 78, which can be opened via a push rod 79 when an operating head 80 is actuated. The opening of the valve 78 releases an orifice 81, which cooperates with a second valve 82, and a spring 83 to constitute a regulator. This regulator 81.82 is adjusted to supply gas under the network pressure, here 9 bars.
84 has designated a device for connecting a conduit, such as the flexible conduits 18, 19 and 26 of FIG. 1, intended for supplying the network. The entire block is protected by a protective ferrule 90, screwed onto the neck 70 of the bottle, and having openings 91, 92 intended to allow access to the high pressure connection 73, to the pressure gauge 77, and to the low connection pressure 84.
Figure 4 shows a simple device for
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know the pressure inside a bottle. A body 100 is provided for tightly screwing into the pressure filling bore 75. A pusher 101 is provided to slide axially inside the body 100, so as to move the pusher 74, and to allow the high pressure prevailing inside the bottle to join a transverse bore 102. This bore 102 is connected, by means known per se, either to a pressure sensor mounted directly, or to a capillary tube such as that which has the reference 34 in FIG. 1, and which is connected to a pressure sensor 35 .
A lever 103, fitted with an eccentric 104, makes it possible, when it is pivoted, to push the push rod 101, which puts the sensor into service.