BRPI0618004A2 - conjunto compreendendo um reservatório de armazenagem de gás sob pressão e um dispositivo de comando do enchimento e/ou do estiramento desse reservatório - Google Patents

Abstract

<b>CONJUNTO COMPREENDENDO UM RESERVATóRIO DE ARMAZENAGEM DE GáS SOB PRESSãO E UM DISPOSITIVO DE COMANDO DO ENCHIMENTO E/OU DO ESTIRAMENTO DESSE RESERVATóRIO<d>. Conjunto compreendendo um reservatório (1) de armazenagem de gás sob pressão e um dispositivo de comando do enchimento e/ou do estiramento desse reservatório (1) , o reservatório (1) compreendendo um orifício, permitindo a comunicação com o interior do reservatório, um cabeçote (2) de enchimento e de distribuição disposto no nível doorifício e compreendendo um dispositivo (22) de pré- expansão integrado pelo menos parcialmente ao interior do volume do reservatório (1) , uma interface (3) de conexão destinada a cooperar em encaixe e de forma amovível com o dispositivo de comando de enchimento e/ou de estiramento de gás, caracterizado pelo fato de o cabeçote (2) compreender um elemento de isolamento (8) , tal como uma válvula, alojado pelo menos parcialmente no interior do volume do cabeçote (2) e acessível para um elemento de abertura (310, 17) externo ao cabeçote (2) via um orifício (6) de acesso formado no cabeçote (2) , o dispositivo de comando comportando um corpo provido de uma extremidade (303, 516) de conexão destinada a cooperar em encaixe amovível com a interface (3) de conexão, um elemento (310, 17) de abertura móvel relativamente a um corpo, um elemento (302, 250) de acionamento apto a deslocar seletivamente o elemento (310, 17) de abertura entre uma posição de repouso escamoteada e uma posição de trabalho, na qual uma extremidade do elemento (310, 17) de abertura forma ressalto fora do corpo, além da extremidade (303, 516) de conexão, de forma a permitir a imersão do elemento de abertura (310, 17) no interior do orifício de acesso do cabeçote para acionar em abertura o elemento de isolamento (8)

Description

CONJUNTO COMPREENDENDO UM RESERVATÓRIO DE ARMAZENAGEM DEGÁS SOB PRESSÃO E UM DISPOSITIVO DE COMANDO DO ENCHIMENTOE/OU DO ESTIRAMENTO DESSE RESERVATÓRIO

A presente invenção se refere a um conjunto,compreendendo um reservatório de armazenagem de gás sobpressão e a um dispositivo de comando de enchimento e/ou deestiramento desse reservatório.

A alimentação de dispositivos que consomem gás, porexemplo uma pilha a combustível, apresenta numerososproblemas. Notoriamente, é importante assegurar umasimplificação e a segurança da alimentação, colocando-senotadamente no âmbito do princípio de substituição de umreservatório vazio por um reservatório cheio.

Esse problema é tanto mais sensível, quanto maior fora tendência ao aumento das pressões de serviço, isto a fimde oferecer uma melhor relação entre a massa de gásarmazenada e a massa total do reservatório, conjuntamente aum pequeno volume.

Além disso, há aumento da difusão de sistemas que

necessitam da utilização de gás ao público de nãoespecialistas (profissionais tais como enfermeiras,técnicos de laboratórios, por exemplo ou grande público,tais como os bombeiros hidráulicos, os motoristas e etc) .

Um objetivo dos sistemas de armazenagem de fluido e deseus dispositivos de enchimento e/ou de estiramento é detornar fáceis as manipulações exigidas pela ação desubstituir um reservatório cheio por um reservatório vazio.Os sistemas de armazenagem devem cada vez mais garantirimplicitamente um nível de segurança, tornando possívelessas manipulações por não especialistas, permitindomelhorar a segurança e a produtividade em centros deacondicionamento.

É conhecida a armazenagem do gás sob a forma líquida.Em soluções conhecidas (C02 por exemplo) , isto é realizadobem naturalmente e não necessita da utilização de meiosparticulares. Na maior parte dos casos, (hidrogênio, porexemplo), é todavia, necessário manter condições detemperatura tais que a utilização de meios particulares éobrigatória (isolamento térmico, gestão da ebulição ou"boil-off"). Essa utilização torna a solução dearmazenagem líquida pouco pertinente, pois muito complexa einadaptada ao conceito de troca vazio por cheio.

Dentre as soluções de armazenagem sob a forma gasosa,são encontradas classicamente garrafas equipadas com umatorneira simples que, se aberta, coloca o usuáriodiretamente em contato com a pressão de armazenagem.Portanto, é necessário, para utilizar o gás, conectar omaterial (extensores, medidor de vazão e etc) necessitandodas ferramentas e operações enfadonhas. Essas operações sãotanto mais arriscadas, quando o usuário não é profissional(escapamentos, projeção de peças e etc)

São conhecidas recargas de gases leves e de volumereduzido, propondo uma solução que consiste em dotar umcartucho de uma válvula sem elemento de acionamento, mascujo inconveniente é de liberar gás à pressão dearmazenagem.

Para prevenir os riscos ligados à alta pressão,cartuchos ou garrafas podem ser equipados com uma torneiraexpansora, permitindo, para o usuário aceder apenas a umapressão reduzida. Essa solução apresenta o inconveniente decriar uma parte saliente sobre a garrafa. Essa partesaliente necessita, então, de uma proteção. Essa proteção égeralmente constituída de uma tampa. Globalmente, o peso eo volume são aumentados e, se for o caso a integração dagarrafa na aplicação que necessita do gás não é simples.

Por outro lado, a maior parte das reservas de gásentregues aos clientes é levada a ser móvel. Em um casoextremo, a fonte de gás autônoma poderia ser levada a serdesdobrada e seguir a aplicação consumidora de gás, porexemplo para alimentar uma pilha a combustível em um localisolado ou para seguir bombeiros em intervenção deurgência.

Cada cliente ou família de clientes tem suasnecessidades específicas às quais convém responder o melhorpossível. Isto tem por conseqüência uma complexificação daorganização industrial, pois é necessário gerar uma grandediversidade de produtos (par fluido / reservatório econdições de liberação do fluido).

Um problema a resolver é, por um lado, oferecer aousuário e/ou ao explorador meios que lhe facilitam otransporte e a manutenção de uma reserva de gás e, poroutro lado, oferecer ao usuário meios que permitampersonalizar a arquitetura de uma reserva de gás parasatisfazer as necessidades de sua aplicação, e aoexplorador uma flexibilidade, permitindo-lhe gerar adiversidade dos produtos necessários à satisfação de seusclientes.

Dentre as soluções de armazenagem sob a forma gasosa,as garrafas equipadas com uma torneira simples são muitofavoráveis ao explorador e ao industrial para a gestão doparque. Se for aberta, a torneira simples colocará ousuário diretamente em contato com o fluido à sua pressãode armazenagem. Portanto, é necessário para utilizar o gásconectar o material (extensor, medidor de vazão, etc...)exigindo ferramentas e operações enfadonhas, e isto com osriscos que comporta esse tipo de operação, quando o usuárionão é profissional. Essa solução não é, portanto, favorávelao usuário final.

Mais favorável ao usuário final é a torneira extensoralevada sobre a garrafa que libera o fluido à pressãonecessária à aplicação. Todavia, a exploração desta implicapara o industrial em importantes problemas em termosnotadamente de gestão do parque, de manutenção, deinterface com o material de enchimento.

Em arquiteturas conhecidas de armazenagem de gás sobpressão, a torneira integra um dispositivo de expansão quevem se colocar no interior do volume da garrafa (cf. porexemplo EP-A-1316755). Esses dispositivos conhecidospermitem limitar em parte o volume da torneira, masnecessitam de manipulações e conexões múltiplas para ousuário, visando enchimentos e estiramentos.

Assim, nenhuma das soluções existentes pré-citadasconsidera simultaneamente as necessidades especificas doindustrial e do cliente.

Uma finalidade da presente invenção é de prevenirtotal ou parcialmente inconvenientes da técnica anteriordestacados acima.

Para isso, a invenção se refere a um conjunto quecompreende um reservatório de armazenagem de gás sobpressão e um dispositivo de comando de enchimento e/ou doestiramento desse reservatório, o reservatóriocompreendendo um orifício que permite a comunicação com ointerior do reservatório, um cabeçote de enchimento e dedistribuição disposto no nível do orifício e compreendendoum dispositivo de pré-expansão integrado pelo menosparcialmente no interior do volume do reservatório, umainterface de conexão destinada a cooperar em encaixe e deforma amovível com o dispositivo de comando de enchimentoe/ou de estiramento de gás.

De acordo com a invenção, o cabeçote compreende umelemento de isolamento, tal como uma válvula, alojado pelomenos parcialmente no interior do volume do cabeçote eacessível para um elemento de abertura externa ao cabeçotevia um orifício de acesso formado no cabeçote, odispositivo de comando comportando um corpo provido de umaextremidade de conexão destinada a cooperar em encaixeamovível com a interface de conexão, um elemento deabertura móvel relativamente ao corpo, um elemento deacionamento apto a deslocar seletivamente o elemento deabertura entre uma posição de repouso escamoteada e umaposição de trabalho, na qual uma extremidade do elemento deabertura forma ressalto fora do corpo, além da extremidadede conexão, de forma a permitir a imersão do elemento deabertura no orifício de acesso do cabeçote para acionar emabertura o elemento de isolamento.

Por outro lado, a invenção pode comportar uma ouvárias das seguintes características:

o elemento de isolamento é integrado pelo menosparcialmente ao interior do volume do reservatório;- o dispositivo de comando comporta um orifício para otrânsito de gás a partir e/ou em direção ao reservatório epelo fato de o elemento de abertura ser móvel nesseorifício, de modo que o elemento de isolamento e o gástomem a mesma passagem ou canal;

- o dispositivo de comando do enchimento e/ou doestiramento comporta um orifício de entrada para o gásestirado do reservatório, uma primeira válvula de segurançae um elemento de expansão do fluido estirado, a primeiraválvula de segurança e o elemento de expansão sendo ligadosem paralelo ao orifício de entrada;

- a saída inferior do elemento de expansão é ligada auma segunda válvula de segurança e a um orifício de saídade fluido para o exterior do dispositivo;

- a segunda válvula de segurança e o orifício de saídade fluido são ligados em paralelos à saída do elemento deexpansão via condutos respectivos;

- a interface de conexão compreende uma zona derecepção côncava destinada a acolher e orientar aextremidade em ressalto do elemento de abertura de válvula;

- a extremidade de conexão do dispositivo de comandopossui uma extremidade tubular na qual o elemento deabertura é montado móvel e pelo fato de a zona de recepçãoe a extremidade tubulares terem formas e dimensõesconjugadas para permitir à extremidade tubular vir sealojar na zona de recepção;

- o cabeçote compreende um circuito de enchimento quese estende entre uma primeira extremidade provida de umorifício de enchimento e uma segunda extremidade destinadoa se comunicar com interior do reservatório, um circuito deestiramento que se estende entre uma primeira extremidadedestinada a se comunicar com o interior do reservatório euma segunda extremidade provida de um orifício deestiramento, e pelo fato de o orifício de enchimento e/ou oorifício de estiramento desembocar na zona de recepçãocôncava da interface de conexão;

- o orifício de enchimento e o orifício de estiramentocoincidem na zona de recepção côncava da interface deconexão;

- o orifício de acesso compreende ou é constituídopela zona de recepção côncava;

- a interface de conexão do cabeçote e a extremidadede conexão do dispositivo de comando comportam elementos deencaixe complementares, tais como apêndices em ressaltoe/ou alojamentos conjugados, de forma a constituírem umaforma amovível de tipo "com baioneta";

- o conjunto comporta elementos de bloqueio amovíveisdos elementos de encaixe;

os elementos de encaixe comportam alojamentossensivelmente em forma de ranhura arqueada, compreendendouma primeira extremidade aberta destinada a permitir aentrada e a saída de um apêndice relativamente aoalojamento e uma segunda extremidade que forma um fundodestinado a acolher o apêndice em posição de encaixe, oselementos de bloqueio amovíveis comportando pelo menos umaextremidade que forma batente em pelo menos um alojamento,o batente sendo móvel entre uma posição de bloqueio entreas duas extremidades do alojamento, e uma segunda posiçãoescamoteada que libera a passagem entre as duasextremidades do alojamento;- o conjunto comporta um ou uns elementos de comandoque solicitam o batente em direção à sua posição debloqueio, o batente estando apto a ser deslocado para suaposição escamoteada, seja sob o impulso de um apêndiceintroduzido a partir da primeira extremidade do alojamento,seja por tração dos elementos de bloqueio a partir de umazona de preensão ou deslocável a distância;

- o elemento de isolamento é disposto a jusante dodispositivo de pré-expansão, segundo um trajeto a partir dointerior do reservatório para o exterior do reservatório;

- o elemento de isolamento e o dispositivo de pré-expansão são dispostos em um mesmo canal de circulação defluido entre o interior e o exterior do reservatório, demodo que o enchimento e o esvaziamento do reservatório sãorealizados sensivelmente segundo um mesmo eixo, conforme ummesmo orifício e segundo esse mesmo canal;

- a interface de conexão comporta uma parte internaalojada no interior do corpo do cabeçote de enchimento epelo fato de o elemento de isolamento ser disposto pelomenos parcialmente no meio de parte alojada no interior daparte interna da interface;

- o elemento de isolamento compreende um corpo móvelrelativamente ao cabeçote apto a cooperar em abertura ou emfechamento com uma sede, o elemento de isolamentocompreendendo uma extremidade a jusante livre apta a serimpulsionada para comandar sua abertura ou seu fechamento;

- o elemento de isolamento é móvel em translação;

- o dispositivo de pré-expansão compreende uma válvulamóvel apta a cooperar em abertura ou em fechamento com umasede, um primeiro meio de comando que solicita a válvula emdireção à sua posição de fechamento contra a sede, aválvula sendo solicitada em direção à sua posição deabertura com pistão de pré-expansão solicitado por umsegundo meio de comando;

- os elementos de encaixe do cabeçote são dispostossensivelmente de modo concêntrico em torno da zona derecepção côncava da interface de conexão;

- a interface de conexão é monobloco com o cabeçote oucomplementada em ou sobre esta;

- a interface de conexão comporta uma paredeperiférica externa sensivelmente paralela ao eixo verticaldo reservatório, elementos de encaixes sendo formados sobreessa parede periférica externa;

- os elementos de encaixe da interface são orientadosou dispostos para cooperarem em encaixe com elementoscomplementares, segundo uma direção de encaixe paralela e,de preferência, confundida com o eixo vertical doreservatório que passa pelo orifício e pelo fundo doreservatório;

- o cabeçote de enchimento compreende um dispositivode descarga de segurança que compreende um canal, o canalcompreendendo uma primeira extremidade ligada ao exteriordo reservatório e obturada por um meio de fechamentofusível termicamente e/ou além de uma pressão determinada euma segunda extremidade ligada ao interior do reservatório.

Outras particularidades e vantagens aparecerão com aleitura da descrição a seguir, feita com referência àsfiguras, nas quais:

- as figuras 1 e 2 representam vistas externas emperspectiva isométrica de um exemplo de realização de umreservatório, de acordo com a invenção, respectivamente seme com um envoltório que cobre a superfície externa doreservatório 1;

a figura 3 representa uma vista em cortelongitudinal em escala ampliada da parte superior doreservatório da figura 2;

a figura 4 representa uma vista externa emperspectiva isométrica de um exemplo de realização de umatomada de enchimento, notadamente para um reservatório deacordo com as figuras 1 e 2;

a figura 5 representa uma vista em cortelongitudinal da tomada de enchimento da figura 4;

a figura 6 representa uma vista em cortelongitudinal da tomada de enchimento da figura 4 em conexãocom o reservatório da figura 2;

- as figuras 7 e 8 representam vistas externas emperspectiva isométrica de um exemplo de realização de umcabeçote de liberação de fluido, de acordo com a invenção;

a figura 9 representa uma vista externa emperspectiva isométrica do cabeçote de liberação de fluidodas figuras 7 e 8 equipada com uma conexão de saída;

a figura 10 representa uma vista em cortelongitudinal do cabeçote de liberação das figuras 7 e 8equipado com sua conexão de saída;

- a figura 11 representa uma vista em cortelongitudinal do cabeçote de liberação da figura 10 equipadacom sua conexão da saída e montada sobre um reservatório,de acordo com a figura 2;

a figura 12 representa uma vista em cortelongitudinal do cabeçote de liberação do gás montado sobreo reservatório;

- a figura 13 apresenta uma seção do envoltório deproteção do reservatório;

a figura 14 representa uma vista de topo eesquemática e parcial do mecanismo interno do cabeçote deliberação das figuras 7 e 8.

A figura 1 representa um corpo de reservatório 1oblongo, apresentando uma parte principal cilíndrica 10 eduas extremidades inferior 11 e superior 12 em formasensivelmente de cúpula. A extremidade arredondada superior12 dispõe de um cabeçote 2 de enchimento e de distribuição.Conforme representado, o cabeçote 2 de enchimento e dedistribuição compreende notadamente uma interface deconexão 3, uma prova de estado do conteúdo 4, um escudoanti-choques 5 e um orifício central 6 que dá acesso aointerior do reservatório 1.

A figura 2 apresenta, como variante, o conjunto dearmazenagem de gás (reservatório 1) , segundo o mesmo modode realização com o envoltório opcional 100 cobrindosensivelmente por completo a superfície externa doreservatório 1. O envoltório 100 (ou estojo) é previstopara proteger o reservatório 1 contra os choques e asquedas eventuais.

O envoltório oblongo 100 de dimensões adaptadas aoreservatório 1 e faz corresponder sua extremidadearredondada inferior 111 com a extremidade inferior 11 doreservatório 1. A parte central cilíndrica do envoltório100 toma a forma da parte cilíndrica 10 do reservatório 1.A extremidade superior arredondada 112 do envoltóriorecobre quanto a ela a extremidade superior 12 doreservatório 1.

Fendas 102 situadas sobre a periferia da extremidadesuperior 112 do envoltório permitem introduzir o envoltório100 sobre o reservatório 1.

Na extremidade superior do envoltório notadamente, umabraçadeira 103 equipada com o fecho 104 (de tipo fita deencaixe ou botão pressão ou qualquer outro meioequivalente) pode ser previsto para imobilizar o envoltório100 sobre o reservatório 1.

O envoltório 100 comporta sobre sua periferiaimpressões ergonômicas 101, permitindo uma boa preensão doconjunto. O envoltório 100 é, de preferência, feito emespuma alta densidade termoformada, mas qualquer outromaterial pode ser considerado, tal como o neopreno, umamatéria elastômera, etc...

Com referência no momento à figura 3, o reservatório 1comporta um envoltório 13 interno estanque (ou nIiner"),por exemplo em liga de alumínio ou análogo destinado aconter o fluido e em particular gás sob pressão. 0envoltório 13 é reforçado sobre sua superfície externa porum enrolamento de fios 14 de fibras de carbono ligadas pelaresina epóxi ou qualquer outro meio equivalente.

Um cabeçote 2 de enchimento oblongo é disposto noreservatório 1, no nível do orifício do reservatório 1, nointerior do envoltório 13.

O corpo 2 0 do cabeçote de enchimento e distribuição 2é ligado mecanicamente ao envoltório 13 graças a umafiletagem 21 que coopera com uma regulagem formada sobre oenvoltório 13. Uma junta 7 anular é disposta em uma calhaaberta no envoltório 13. A calha fica situada naextremidade superior do envoltório 13 e é fechada pelocorpo 20 do cabeçote 2 de enchimento e de distribuição, deforma assegurar a estanqueidade entre o corpo 20 e ointerior do reservatório 1.

O cabeçote 2 de enchimento e de distribuiçãocompreende em sua parte inferior um cartucho de pré-expansão 22 é parafusado em seu corpo 20, graças a umsistema de filetagem-regulagem 221.

A jusante do cartucho de pré-expansão 22 (para o altodo cartucho 22) , o cabeçote de enchimento 2 e dedistribuição compreende uma câmara baixa pressão 23. Aestanqueidade entre o interior do reservatório Iea câmarabaixa pressão 23 é assegurada pela associação 222 de umajunta tórica e de anéis anti-extrusão dispostos entre ocartucho 22 e o corpo 20 do cabeçote 2.

O cartucho de pré-expansão 22 comporta, de cima abaixo(isto é, de sua parte inferior para sua parte superior nafigura 3), um filtro 24, um anel filetado 25 e uma válvula26 de pré-expansão. O filtro 24 é mantido no cartucho 22por um anel elástico 241 alojado em uma calha 223 formadano corpo do cartucho 22.

A válvula 26 de pré-expansão é submetida à ação de umamola 261 em direção a uma sede 27 mantida no cartucho 22sob a ação do porta-sede filetado 271. A válvula 26 ésubmetida ao esforço da mola de válvula 261 e ao esforço dogás sob pressão.

A extremidade superior da válvula 26 é munida de umahaste 261 que se estende para cima, cuja extremidade estáem contato com um pistão de pré-expansão 28. 0 pistão 28 ésubmetido a um esforço da parte de uma mola 281 em direçãoà válvula 26. Devido ao esforço da mola 281 e da ação dogás sobre a seção 282 do pistão 28, a válvula 26 asseguraum papel de regulagem de pressão.

Quando das fases de estiramento de gás a partir doreservatório 1, o gás contido no reservatório 1 sob altapressão transita, expandindo-se pelo cartucho de pré-expansão 22 em direção à câmara de baixa pressão 23.

O gás expandido atravessa em seguida o pistão 28 poruma perfuração 283 formada no corpo do pistão, paradesembocar em uma câmara 32 situada no corpo 3 0 de umainterface de conexão 3. A interface 3 de conexão é montadano nível da extremidade superior do cabeçote 2.

A câmara 32 compreende uma válvula de isolamento 8 quetem uma estanqueidade com o interior do reservatórioassegurada por uma junta 81 com o corpo 3 0 da interface deconexão 3.

A válvula 8 de isolamento está, por defeito, fechada.A válvula 8 de isolamento é, por exemplo uma válvula detipo clássico, tal como uma válvula que comporta um corpotubular fixo e um pino móvel no interior do corpo apto atornar a válvula passante ou não segundo a posição do pino.

A válvula 8 é capaz de ser acionada via um erapuxo deválvula descrito mais em detalhes a seguir e pertencente aum sistema receptor do conjunto de armazenagem ou a umcabeçote de distribuição do gás ou a uma tomada deacondicionamento.

A extremidade superior da interface de conexão 3 formaressalto no exterior do cabeçote 2 de enchimento e dedistribuição do reservatório 1.Essa parte externa da interface de conexão 3 comportaquatro lingüetas protuberantes 35 (baionetas) , posicionadasa 90° uma da outra para permitir um encaixe de um sistemareceptor de um conjunto de armazenagem ou de um cabeçote dedistribuição do gás ou de uma tomada de acondicionamento.Naturalmente esse exemplo de realização não é limitativopelo fato notadamente do número importante de combinaçõesde números, de formas e de posições de lingüetasconsideráveis e de possibilidades de desengano (isto é, deidentidade geométrica) correspondentes. Além disso, outrosmeios de encaixes que asseguram a mesma função sãoconsideráveis, tais como uma ligação tais como uma ligaçãoparafuso / porca, uma joelheira, uma trava escamoteável,etc.

A parte externa da interface de conexão 3 comporta umalojamento tubular que forma uma zona de recepção 36encarregada de receber e de orientar uma extremidadetubular conjugada de um sistema receptor ou de um cabeçotede distribuição do gás ou de uma tomada de acondicionamentoconforme descrito a seguir.

Para isso, a extremidade tubular conjugada do elementode comando destinado a ser conectado ao reservatório 1compreende uma junta tórica e eventualmente de um anelanti-extrusão para assegurar a continuidade daestanqueidade entre o dispositivo de comando e oreservatório 1.

A parte externa da interface de conexão 3 comporta, depreferência, uma membrana 33 de proteção removíveldestinada a evitar a entrada de partículas ou sujeiras nazona de recepção 36 que pode acarretar disfuncionamentos dosistema. A membrana 33 é, por exemplo, em polímero commemória de forma pré-recortada. A membrana é, por exemplo,mantida no nível da entrada da zona de recepção 36 por umescudo anti-choques 34 em plástico. Naturalmente, qualqueroutra forma de realização é considerável para proteger aentrada da zona de recepção, por exemplo uma tampa aperfurar, ou um autocolante a retirar o análogo.

Assim, quando da introdução da extremidade tubular deum dispositivo de comando (sistema receptor ou cabeçote dedistribuição de gás ou tomada de acondicionamento) na zonade recepção 36, a membrana pré-recortada 33 vai se ocultarcontra a superfície 37 da interface de conexão 3. Porexemplo, a membrana 33 de proteção com memória de forma épré-recortada, segundo quatro lóbulos em forma de"pétalas". Quando de sua entrada, a extremidade tubularmacho de um dispositivo de comando vai empurrar os quatrolóbulos contra a superfície 37 da interface de conexão 3.Os lóbulos encontram automaticamente seu lugar original(figura 3) , quando da extração dessa mesma extremidadetubular.

0 reservatório 1 comporta uma prova de estado 4 quecompreende um corpo 41 parafusado no corpo 2 0 dodispositivo do cabeçote 2 de enchimento e de distribuiçãopor meio de um sistema com filetagem 47. A estanqueidadeentre a prova de estado e o cabeçote 2 de enchimento éassegurada por meio de uma junta metálica comprimida 42. Umeixo 43 móvel é orientado no corpo 41 da prova de estado 4.A estanqueidade entre o eixo 43 e o corpo 41 sendorealizada pela associação 4 5 de uma junta tórica e de umanel anti-extrusão.O eixo 43 da prova de estado 4 é submetido aosesforços antagonistas de uma mola de comando 44 e dapressão do gás contido no reservatório 1 encaminhado naprova 4 via uma filetagem 21 e perfurações 46.

Quando a ação da pressão do gás é superior ao esforçoda mola de comando 44, a extremidade do eixo 43 aparece emuma câmara de visualização 48 formada no corpo 41 da provade estado 4. Dessa forma, a prova de estado indica que aarmazenagem de gás é plena (a pressão do gás contido noreservatório 1 ótima). Caso contrário, a extremidade doeixo 4 3 não aparece em uma câmara de visualização 48, o queindica que a armazenagem de gás não é plena (a pressão dogás contido no reservatório 1 é inferior à pressão ótima).

Um dispositivo de segurança (de tipo fusível térmicoe/ou válvula de descarga, disco de ruptura, etc.) podeequipar o reservatório 1 via um canal 9 aberto no corpo 2 0do cabeçote 2 de enchimento e de distribuição. Essedispositivo de segurança pode ser alimentado pelo gáscontido no reservatório 1 via um sulco 92 usinado nafiletagem 21 e via perfurações 91.

As figuras 4 e 5 ilustram uma tomada de enchimento,apresentando um corpo 300, uma interface de conexão 303 euma alavanca de comando 302. 0 corpo 300 é ligado àextremidade de um flexível de enchimento 317, graças a umafiletagem 318 (por exemplo cônica com estanqueidade porfita de Politetrafluoroetileno ou PTFE).

O flexível de enchimento 317 alimenta o circuito deenchimento via um conduto 319 de enchimento. 0 conduto deenchimento 319 está isento de sujeira, graças a um filtro315 mantido no lugar no corpo 300 sob o efeito de um anelelástico 316 prisioneiro de uma calha aberta nesse mesmocorpo.

Uma alavanca de comando manual 302 rotativa em tornode um eixo 33 0 está apta a transmitir um movimento detranslação a um empuxo de válvula 310 via um carne 320 quese atrita sobre um prato de desgaste 312. Naturalmente, aalavanca 302 manual giratória pode ser substituída porqualquer outro sistema análogo, por exemplo por um comandoautomático.

Uma mola 311 é prevista no corpo 300, de forma amanter permanentemente a extremidade 321 do empuxo deválvula 310 sobre o prato de desgaste 312 em contato com ocarne 320.

Para assegurar a continuidade da seção de passagem dogás no conduto de enchimento 319, a superfície 322 externado empuxo de válvula 310 é de seção hexagonal, enquanto quea superfície cilíndrica 323 comporta duas partes. Aestanqueidade dinâmica do empuxo de válvula 310 com o corpo300 é assegurada por meio de uma associação 313 de umajunta tórica e de um anel anti-extrusão mantidos em seualojamento graças a uma caixa de vedação 314.

Conforme apresentado mais precisamente na figura 6, ainterface de conexão 303 da tomada de acondicionamentocoopera com a interface de conexão 3 do reservatório 1.

Mais precisamente, as lingüetas protuberantes 35(baionetas) da interface de conexão 3 do reservatório 1entram em canais 304 da interface de conexão 303 da tomadade enchimento. As lingüetas 35 vêm se posicionar nosalojamentos respectivos 306 no fundo dos canais 304arqueados.Quando de sua entrada nos canais 304, as lingüetasempurram e escamoteiam temporariamente uma trava desegurança 305. Quando as lingüetas estão em seu alojamento306, a trava 3 05 é levada a sua posição inicial de bloqueio pela ação de uma mola 309. Dessa forma, a trava 305aprisiona duas lingüetas 35 diametralmente opostas em seusalojamentos respectivos 306b. Nessa posição, a tomada deacondicionamento é bloqueada sobre o reservatório 1.

A tomada de enchimento possui uma extremidade tubular 308 que vem se alojar na zona de recepção 36 da interfacede conexão 3 do reservatório 1. A estanqueidade entre essasduas superfícies (extremidade tubular 308 e zona derecepção 36) é assegurada pela associação 307 de uma juntae de um anel anti-extrusão.

Para abrir a válvula 8 do reservatório 1, a alavanca302 é acionada, de maneira que o carne 320 aja, via o pratode desgaste 312, sobre o empuxo de válvula 310,transmitindo-lhe o movimento de translação reportado nahaste 82 da válvula 8. O empuxo de válvula 310 forma, então, ressalto emrelação à extremidade tubular 308 e em relação à tomada deenchimento, de forma a permitir sua imersão no interior docabeçote 2 alojado no reservatório 1 para acionar a válvula8.

O carne 320 comporta uma superfície plana 325,permitindo manter estável essa posição. O fechamento daválvula 8 deve ser feito manualmente, agindo, de formainversa, sobre a alavanca de comando 302.

O fluido de enchimento pode então ser injetado na tomada de enchimento via o conduto 319.O fluido de enchimento atravessa sucessivamente aválvula aberta 8, a câmara 32 e a perfuração 283 do pistãode pré-expansão 28. A superfície 282 do pistão 28 é, então,submetida ã pressão do gás que é superior ao esforço damola 281. Essa pressão de gás desloca o pistão que é assimdessolidarizado da extremidade da haste 1261 da válvula depré-expansão 26.

A válvula de pré-expansão 26 é, então, aberta pelaação da pressão do gás que atravessa o cartucho de pré-expansão 22 em sentido inverso para se encontrar noreservatório 1.

Em fim de operação de enchimento, após uma purificaçãoda alta pressão no flexível de enchimento, a pré-expansãopode ser reativada. A válvula 8 é fechada, agindo sobre aalavanca de comando 3 02 da tomada de enchimento.

Após a purificação completa do gás contido em todo ocircuito de enchimento (todo o volume a jusante da válvula8) , a tomada de enchimento pode ser desacoplada peloprocesso inverso àquele descrito acima.

Para o desacoplamento da tomada de enchimento, ocomando 3 01 da trava 3 05 deve ser manualmente puxado,lutando contra o esforço da mola 309 para liberar aslingüetas protuberantes 3 5 (baionetas) de seus alojamentos306 e 306b, seguindo a trajetória dos canais 304 arqueados.

A extremidade tubular 308 escapa da zona de recepção 36, amembrana pré-recortada 33 retoma seu lugar, impedindo aspartículas ou sujeiras de aí penetrarem.

As figuras 7 e 8 ilustram uma cabeça removível deliberação do gás 150, comportando um comando de abertura davazão de gás 250, um botão anular de fechamento da vazão degás 35 0, um acesso 450 à conexão de saída naturalmenteobturado por uma borboleta, evitando as poluições e umainterface de conexão 516. O cabeçote 150 de liberação dogás comporta também persianas de evacuação 115 de válvulasde descarga média e baixa pressões e um local 65 parainformações destinadas ao usuário que podem se apresentarsob a forma de fichário numérico, oferecendo indicações deautonomia personalizadas (ou manômetro ou qualquer outromeio conhecido).

A figura 9 ilustra o cabeçote 150 de liberação do gás,

segundo o mesmo modo de realização, equipado com umaconexão de salda 75, cujo orifício 70 é ligado a umflexível de alimentação da aplicação (não representado).

Vantajosamente, o cabeçote 150 é conformado de forma

que:

-se a conexão de saída 75 não for conectada, obloqueio do comando de abertura da vazão de gás 250 seráimpossível;

-se a conexão de saída 75 for conectada sobre o

cabeçote 150 amovível de liberação do gás, o bloqueio do

comando de abertura da vazão de gás 25 0 será autorizado, aparada da vazão de gás será comandada por uma ação sobre obotão anular 3 50 e um comando 415 de desbloqueio da conexãode saída 75 será acessível;

se a conexão de saída 75 for desconectada

subitamente, quando o comando de abertura do gás estiverativo, este será disjuntado instantaneamente.

A figura 10 representa o detalhe do cabeçote deliberação do gás, segundo o mesmo modo de realização. 0

cárater de proteção do cabeçote de liberação 150 éconstituído de duas semi-conchas 511 ligadas entre si porclips e dois parafusos 135. 0 cabeçote de liberação 150contém, por um lado, um corpo 512, compreendendo osdiferentes elementos ativos de liberação do gás e, poroutro lado, os comandos de interface com o usuário. Emparticular, o cabeçote de liberação 150 compreende umcomando de abertura da vazão de gás 250, um botão anular defechamento da vazão de gás 350, um acesso 450 à conexão desaída 75.

A parte baixa do corpo 512 é terminada por umaextremidade tubular 514 que tem uma junta tórica 515 e umapeça de revolução 516 que tem no caso quatro canais 161,posicionados a 90°. Naturalmente, a invenção não se limitaa essa configuração e qualquer outra combinação de númerose posições de canais pode ser considerada.

A parte baixa do corpo 512 forma uma interface deconexão que pode cooperar e se ligar com a interface deconexão de um reservatório 1, tal como descrito acima eilustrado na figura 11. Segundo a figura 11, o cabeçote deliberação do gás 150 contorna e prolonga o estojo protetor100 do reservatório 1.

O corpo 512 é atravessado por um empuxo de válvula 17que tem uma estanqueidade dinâmica com esse corpo 512,graças a uma junta tórica 172.

A extremidade superior do empuxo de válvula 17 entraem contato com o eixo do comando de abertura da vazão degás 250, quando este é tocado e bloqueado.

O eixo do comando de abertura da vazão de gás 250 podeassim transmitir um movimento de translação ao empuxo deválvula 17 que ele próprio reporta esse movimento detranslação sobre a haste de válvula 8 do reservatório 1descrito acima. 0 empuxo de válvula 17 forma, então,ressalto além da parte baixa do corpo 512 para penetrar nomeio do cabeçote 2 do reservatório 1, de forma a realizar aabertura da vazão de gás.

O fluido armazenado no reservatório 1 entra, então, nocorpo 512 pelo orifício anular 121. 0 orifício anular 121alimenta simultaneamente, via a perfuração transversa 122,uma válvula de segurança média pressão 123 e um estágio deexpansão 58.

A válvula de segurança média pressão 123 compreendeuma válvula de descarga 124, cuja abertura é determinadapelo esforço de regulagem de uma mola 125. A válvula desegurança média pressão 123 é conformada para deixarevacuar o excesso de pressão pelas persianas 115 dispostasnas duas semiconchas 511.

O estágio de expansão 58 compreende um mecanismofechado em um cartucho 88 que é parafusado no corpo 512 eestanque com este, graças a uma junta tórica 881.

A entrada do gás no estágio de expansão 58 é feitapela travessia de um filtro 881 mantido por um anelelástico 582 prisioneiro de uma calha disposta no corpo512. A entrada do gás no estágio de expansão 58 é realizadatambém pela passagem em torno de uma travessa 83,permitindo uma entrada radial e homogênea do fluido sobreuma válvula de expansão 84.

Devido ao esforço de uma mola de válvula 85 e à açãodo gás, a válvula de expansão 84 coopera com uma sede 86. Asede 86 é mantida no cartucho 88 sob a ação de um porta-sede filetado.A válvula 84 é munida de uma haste 841 que se estendepara cima, da qual a extremidade está em contato com umfole metálico 89. 0 fole metálico 8 9 é mantido de formaestanque no corpo 12 sob a ação combinada de uma tampaparafusada 891 e de uma junta tórica 893. A válvula 84 ésubmetida ao esforço de uma mola de expansão 891 pré-comprimida por um parafuso de expansão 8 92 e ao esforço dogás sobre a seção do fole metálico 89. Dessa forma, aválvula 84 assegura uma regulagem de pressão.

Vantajosamente, o parafuso de expansão 8 92 é regulávelpara permitir ao usuário fazer variar o esforço da mola e,portanto, a regulagem de pressão.

Conforme representado, esquematicamente, na figura 14,uma perfuração 200, 355 aberta no corpo 12, assegura otrânsito do gás expandido a partir do interior do folemetálico 8 9 para uma conexão de saída 95 (figura 10).

Em paralelo, a perfuração 200, 211, aberta no corpo12, assegura o trânsito do gás expandido entre o folemetálico 89 e uma válvula de descarga baixa pressão 201 (domesmo tipo que a válvula 123 descrita acima).

As senhas de abertura das válvulas de descarga 123 e201 são escolhidas em adequação com as necessidades daaplicação. A válvula 123 média pressão é, por exemplo,dimensionada para evacuar para o exterior pressõessuperiores a 2000000 Pa,enquanto que a válvula de descargabaixa pressão 201 é dimensionada para evacuar para oexterior pressões superiores a 40000 Pa.

A conexão de saída 95 é parafusada de forma estanqueno corpo 12. Essa conexão de saída macho compreende uma aba591 contendo um obturador 592 que é por defeito fechado eestanque com essa aba 591 pela ação de uma mola 93.

0 obturador 592 prevê, por um lado, a entrada departículas e de sujeiras no circuito de gás, quando aligação de saída 75 não está conectada. Além disso, oobturador 592 impede uma vazão de fluido na atmosfera, emcaso de uma ação forçada sobre o comando de abertura 250,enquanto que a conexão de saída 75 não está conectada, ouem caso de desconexão da conexão de saída 75.

A conexão de saída 75 é composta de um corpo 71 quecontém um obturador 72. 0 obturador 72 é submetido à açãode uma mola 73, de forma a ser fechado por defeito eestanque com esse corpo 71.

Esse obturador 72 previne, então, por um lado, a entrada de partículas e de sujeiras no circuito de gás,quando a conexão de saída 75 não está conectada e impede,por outro lado, a purificação na atmosfera do fluidocontido na tubulação de alimentação da aplicação, em casode desconexão dessa conexão de saída 75. Quando a conexãode saída 75 é conectada sobre a conexão de saída macho 95,por um lado, o circuito se torna estanque sob a ação de umajunta tórica e, por outro lado, o circuito se abre graçasàs ações mútuas dos dois obturadores 72 e 592.

O reservatório 1 compreende um dispositivo de pré-expansão integrado em seu gargalo e, eventualmente, tambémintegrado nesse mesmo gargalo, um elemento de isolamento.Assim, a pressão muito alta (pressão de armazenagem) éisolada e o usuário fica protegido. A parte saliente doreservatório não contém alta pressão e não necessita ser protegida por uma tampa.A interface única de conexão de entrada / saída dessereservatório é de tipo rápido e não necessita de nenhumaferramenta. Vantajosamente, o recarregamento dessereservatório 1 é possível apenas com uma tomada deenchimento específica, cooperando com a interface deconexão única do reservatório. 0 acesso a essa interface érealizado no eixo principal do reservatório 1, permitindoconsiderar soluções de acondicionamento automatizado.

Um conceito de distribuição automática dessescartuchos, garrafas ou reservatórios pode ser imaginadopara aplicações tanto profissionais, quanto grande público.A liberação do gás necessita seja de inserir a garrafa,cartucho ou reservatório em um alojamento receptor equipadocom meios de abertura da válvula e de regulagem do gás emcoerência com a aplicação, seja de conectar uma cabeçaespecífica dotada desses mesmos meios.

A conexão realizada no eixo do reservatório simplificaas manipulações e melhora implicitamente a segurança. Ainterfaçagem entre garrafa, cartucho ou reservatório esistema receptor ou cabeçote específico é realizada de modoque a conexão só seja possível, se o gás liberado forseguramente aquele esperado pela aplicação.

A figura 12 representa o cabeçote de liberação do gás150 montado sobre sua fonte de gás (reservatório 1), talcomo descrito acima. O reservatório 1 é orientado e contidoem um outro tipo de estojo de proteção 100 com fundocomplementar 133. O estojo de proteção 100 é cavado ecomporta sobre sua superfície interna pelo menos uma zonaque comporta lâminas flexíveis longitudinais 328 (cf.figura 13).As lâminas 328 solidárias à parede interna do estojo100 permitem, ao mesmo tempo, imobilizar o reservatórionesse estojo 100 e compensar suas variações geométricasresultantes notadamente de sua pressão interna e de suas tolerâncias de fabricação. Por outro lado, as lâminas 328permitem absorver a energia gerada por um choque ou umaqueda do reservatório assim revestido.

O fundo complementar 133 do envoltório 100 compreendeum filete helicoidal 331 destinado a ser parafusado em um sulco helicoidal 321 do corpo do estojo 100. O fundo 133amovivel permite assim facilitar a montagem e o aperto doreservatório 1 nesse estojo protetor 100. Além disso, ofundo 133 amovivel permite não travar as operações demanutenção usuais do reservatório 1.

A parte superior do estojo 100 pode comportar umaimpressão fêmea 522 para permitir posicionar e indexar emrotação o reservatório 1 em relação a esse estojo 100.Dessa forma, é, por exemplo, possível fazer corresponder aprova de estado de conteúdo e os elementos de segurança (válvula de descarga, fusível térmico, disco de ruptura,etc. . .) desse reservatório 1 com aberturas correspondentesde seu estojo protetor 100.

A invenção pode se aplicar a todas as utilizações defluido que demandam uma grande facilidade de emprego, um25 bom compromisso leveza, volume e capacidade (autonomia).Por exemplo: o hidrogênio gasoso para pilha à combustívelportátil ou móvel, os gases médicos, os gases para análisese laboratórios.

Claims (15)

1. Conjunto compreendendo um reservatório (1) dearmazenagem de gás sob pressão e um dispositivo de comandodo enchimento e/ou do estiramento desse reservatório (1), oreservatório (1) compreendendo um orifício, permitindo acomunicação com o interior do reservatório, um cabeçote (2)de enchimento e de distribuição disposto no nível doorifício e compreendendo um dispositivo (22) de pré-expansão integrado pelo menos parcialmente ao interior dovolume do reservatório (1), uma interface (3) de conexãodestinada a cooperar em encaixe e de forma amovível com odispositivo de comando de enchimento e/ou de estiramento degás, caracterizado pelo fato do cabeçote (2) compreender umelemento de isolamento (8), tal como uma válvula, alojadopelo menos parcialmente no interior do volume do cabeçote(2) e acessível para um elemento de abertura (310, 17)externo ao cabeçote (2) via um orifício (6) de acessoformado no cabeçote (2), o dispositivo de comandocomportando um corpo provido de uma extremidade (303, 516)de conexão destinada a cooperar em encaixe amovível com ainterface (3) de conexão, um elemento (310, 17) de aberturamóvel relativamente a um corpo, um elemento (302, 250) deacionamento apto a deslocar seletivamente o elemento (310,-17) de abertura entre uma posição de repouso escamoteada euma posição de trabalho, na qual uma extremidade doelemento (310, 17) de abertura forma ressalto fora docorpo, além da extremidade (303, 516) de conexão, de formaa permitir a imersão do elemento de abertura (310, 17) nointerior do orifício de acesso do cabeçote para acionar emabertura o elemento de isolamento (8).

2. Conjunto, de acordo cora a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do elemento de isolamento (8) serintegrado pelo menos parcialmente ao interior do volume doreservatório (1).

3. Conjunto, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato dodispositivo de comando comportar um orifício para otrânsito de gás, a partir e/ou para o reservatório (1) epelo fato do elemento (310, 17} de abertura ser móvel nesseorifício, de forma que o elemento de isolamento (8) e o gásusem a mesma passagem ou canal.

4. Conjunto, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato dodispositivo de comando do enchimento e/ou do estiramentocomportar um orifício de entrada para o gás estirado doreservatório (1), uma primeira válvula (123) de segurança eum elemento (58) de expansão do fluido estirado, a primeiraválvula (123) de segurança e o elemento (58) de expansãosendo ligados em paralelo ao orifício de entrada.

5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato da saída a jusante (200) doelemento (58) de expansão ser ligada a uma segunda válvula(201) de segurança e a um orifício de saída (95) de fluidopara o exterior do dispositivo.

6. Conjunto, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato da segunda válvula (201) desegurança e do orifício de saída (95) de fluido seremligados em paralelo à saída (200) do elemento (8) deexpansão via condutos respectivos (211, 355).

7. Conjunto, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fatoda interface de conexão (3) compreender uma zona derecepção (36) côncava destinada a acolher e orientar aextremidade em ressalto do elemento de abertura (310, 17)de válvula.

8. Conjunto, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato da extremidade (303, 516) deconexão do dispositivo de comando possuir uma extremidadetubular (308, 514), na qual o elemento de abertura (310,-17) é montado móvel e pelo fato de a zona de recepção (36)e a extremidade tubular (308, 514) terem formas e dimensõesconjugadas para permitir à extremidade tubular (3 08, 514)vir se alojar na zona de recepção (36).

9. Conjunto, de acordo com a reivindicação 7 ou 8,caracterizado pelo fato do cabeçote (2) compreender umcircuito de enchimento que se estende entre uma primeiraextremidade provida de um orifício (6) de enchimento e umasegunda extremidade destinada a se comunicar com o interiordo reservatório, um circuito de estiramento que se estendeentre uma primeira extremidade destinada a se comunicar como interior do reservatório e uma segunda extremidadeprovida de um orifício (6) de estiramento, e pelo fato de oorifício de enchimento e/ou o orifício de estiramentodesembocar na zona de recepção (3 6) côncava da interface(3) de conexão.

10. Conjunto, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato do orifício (6) de enchimento e doorifício de estiramento coincidirem na zona de recepção(36) côncava da interface (3) de conexão.

11. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato do orifício de acesso compreenderou ser constituído pela zona de recepção (36) côncava.

12. Conjunto, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11,caracterizado pelo fato da interface de conexão (3) dacabeça (2) e da extremidade (303, 516) de conexão dodispositivo de comando comportarem elementos (306) deencaixe complementares, tais como apêndices (35) emressalto e/ou alojamentos (304, 306) conjugados de forma aconstituir uma fixação amovível de tipo "com baioneta" .

13. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado por comportar elementos (305) de bloqueioamovíveis dos elementos de encaixe.

14. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12 ou 13,caracterizado pelo fato dos elementos de encaixecomportarem alojamentos (304, 306) sensivelmente em formade ranhura arqueada, compreendendo uma primeira extremidadeaberta destinada a permitir a entrada e a saída de umapêndice (35) relativamente ao alojamento (304, 306) e umasegunda extremidade que forma um fundo destinado a acolhero apêndice (35) em posição de encaixe, os elementos (305)de bloqueio amovíveis comportando pelo menos umaextremidade que forma batente (305) em pelo menos umalojamento (304, 306), o batente (305) sendo móvel entreuma primeira posição de bloqueio entre as duas extremidadesdo alojamento (305) e uma segunda posição escamoteada,liberando a passagem entre as duas extremidades doalojamento (305) .

15. Conjunto, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado por comportar um ou uns elementos (309) decomando, que solicita o batente (305) em direção à suaposição de bloqueio, o batente (305) estando apto a serdeslocado para sua posição escamoteada, seja sob o impulsode apêndice (35) introduzido a partir da primeiraextremidade do alojamento (304, 306), seja por tração doselementos (305) de bloqueio, a partir de uma zona (301) depreensão ou deslocável à distância.