ES2223550T3 - Limitador de carga para deposito que contiene gas licuado tal como el gpl. - Google Patents
Limitador de carga para deposito que contiene gas licuado tal como el gpl.Info
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Abstract
Limitador de carga (1) destinado a equipar un depósito de vehículo, que contiene un fluido a presión del tipo GPL, comunicado con un conducto de alimentación (26) y con una electroválvula (2) que acciona la detención de la carga, el cual comprende: - un cuerpo (10) unido al depósito (5), que presenta un primer conducto (12) en comunicación con el depósito (5), el conducto de alimentación (26) y la electroválvula (2), - un cabezal (33) que cubre el cuerpo (10), - una membrana (34) estanca interpuesta entre el cuerpo (10) y el cabezal (33) para cerrar el primer conducto (12) bajo la acción de un resorte (36), - unos medios de accionamiento que permiten introducir fluido a presión desde el cuerpo (10) hacia el cabezal (33), en relación con la membrana (34) para permitir la apertura y el cierre del primer conducto (12), caracterizado porque comprende una válvula de chapaleta unidireccional (16, 17), dispuesta en el primer conducto (12), del lado del depósito.
Description
Limitador de carga para depósito que contiene gas
licuado tal como GPL.
El campo técnico de la presente invención es el
de los dispositivos de seguridad destinados a equipar los depósitos
que contienen un fluido a presión, tal como el gas de petróleo
licuado (GPL) utilizado como carburante para los vehículos de
motor.
Con el fin de reducir la contaminación ligada a
los desechos en la atmósfera resultantes de la utilización masiva de
los vehículos automóviles, es deseable desarrollar el consumo de
carburante menos contaminante, tal como el GPL.
A titulo de ejemplo, diremos que el GPL engendra
una emisión de dióxido de carbono inferior en 40 a 75% respecto a la
gasolina. Igualmente, la cantidad de hidrocarburos no quemados y de
óxido de nitrógeno es inferior en un 30 a un 65%. Debe igualmente
considerarse que este carburante presenta la ventaja de no contener
aditivos tales como plomo, azufre o benceno, cuya emisión es
perjudicial para la salud.
El dispositivo según la presente invención está
destinado a limitar la carga de los depósitos que contienen gases
licuados y más particularmente gas de petróleo licuado utilizado
por los vehículos motorizados como carburante (GPL).
El equilibrio líquido-gaseoso que
se encuentra en los depósitos de GPL debe soportar las condiciones
anormales ligadas a las variaciones de temperatura. Estas
condiciones de presión anormales pueden ser muy importantes y
conducir a la explosión del depósito, pudiendo causar serios daños
a los usuarios así como a los socorristas.
Para reducir este peligro, se impone una consigna
y se llena el depósito de tal manera que la fase líquida no ocupe
más del 80% del volumen total del depósito. El 20% restante se
convierte en el "cielo" gaseoso que permite la dilatación
térmica de la fase líquida debido a las variaciones de la
temperatura ambiental.
Este fenómeno de dilatación puede ser muy
importante. En el caso de los GPL, la dilatación de la fase líquida
puede llegar a 21,8%, entre 0ºC y 60ºC. Para ser más exacto,
diremos que si un usuario llena su depósito del vehículo hasta un
80% de GPL a una temperatura de -15ºC, después de la dilatación, el
"cielo" gaseoso quedará reducido al 3% del volumen total a
50ºC.
Además, los limitadores de carga actuales
denominados "mecánicos" no ofrecen una seguridad suficiente en
caso de fallo. En efecto, la carga de fase líquida puede llegar a
ser total y el "cielo" gaseoso queda entonces reducido o es
nulo (se habla entonces de llenado hidráulico). El aumento de
volumen de la fase líquida sería entonces imposible y provocaría la
explosión del depósito. Conviene pues disponer de un limitador de
carga fiable para evitar la plena ocupación hidráulica.
Además, los limitadores de carga actuales, que
funcionan en un sistema de distribuidor, pueden quedar anulados por
las bombas GPL que suministran una baja presión. Por otra parte,
estos limitadores comprenden un medio de lucha contra las
condiciones térmicas negativas basado sobre un funcionamiento de
previsión de fuga, ofreciendo así la posibilidad a un usuario
distraído de aumentar la autonomía de su vehículo. Es entonces
posible "forzar" la carga hasta obtener el pleno hidráulico
con todos los peligros que ello significa. Estos inconvenientes
deben ser superados.
Los limitadores de carga conocidos en el mercado
funcionan a partir de un sistema de grifo-flotador.
Este montaje presenta la desventaja de no suministrar una perfecta
estanqueidad. Por ejemplo, un cabeceo lateral o una diferencia de
altura de un vehículo pueden alterar la estabilidad del limitador
de carga y por tanto rebasar los 80% para finalmente alcanzar la
plenitud hidráulica con los riesgos que ello comporta. Dicho en
breves palabras, la fiabilidad de estos limitadores llamados
"mecánicos" no es suficientemente importante y puede crear un
peligro que no permita a los socorristas intervenir en buenas
condiciones.
Se conoce igualmente por la patente
EP-0884512 una válvula destinada a equipar un
depósito de vehículo, que contiene un fluido bajo presión del tipo
GPL. Esta válvula comprende las características del preámbulo de la
reivindicación 1, entre otras, una electroválvula, un cuerpo unido
al depósito, que presenta un primer conducto en comunicación con el
depósito y una membrana estanca interpuesta entre el cuerpo y el
cabezal de la válvula para cerrar el primer conducto bajo la acción
de un resorte. Este documento se refiere a una válvula de
alimentación en carburante gaseoso de un motor de vehículo. La
función de esta válvula no es la de limitar la carga de un
depósito, sino la de regular la alimentación en gas del motor y
eventualmente aislar el depósito en caso de mal funcionamiento.
La finalidad de la presente invención es la de
concebir un nuevo limitador de carga llamado "hidráulico" para
los depósitos GPL, apto para asegurar un perfecto aislamiento entre
la entrada (pistola) y el interior del depósito, ello sin dejar de
respetar el valor de consigna impuesto.
Tiene pues por objeto la invención un limitador
de carga destinado a equipar un depósito de vehículo que contiene un
fluido bajo presión del tipo GPL; comunicado con un conducto de
alimentación y con una electroválvula que acciona la detención de la
carga, presentando un primer conducto en comunicación con el
depósito, el conducto de alimentación y la electroválvula, un
cabezal que cubre el cuerpo, una membrana estanca interpuesta entre
el cuerpo y el cabezal para cerrar el primer conducto bajo la
acción de un resorte, permitiendo unos medios de accionamiento
introducir fluido a presión del cuerpo hacia el cabezal, en
relación con la membrana para permitir la apertura y el cierre del
primer conducto, caracterizado porque comprende una válvula de
chapaleta unidireccional, dispuesta en el primer conducto, del lado
del depósito.
Según una primer variante de realización, el
primer conducto delimita un asiento sobre el cual se aplica la
membrana.
Según otra variante, el cuerpo comprende una
cámara en la cual desembocan el primer conducto y el conducto de
alimentación.
Según otra variante más, el cabezal comprende una
cavidad cerrada por la membrana, quedando dispuesto el resorte
dentro de la cavidad y apoyado sobre la membrana.
Ventajosamente, el primer conducto está en
relación con la electroválvula por intermedio de los medios de
accionamiento.
Según una realización particular más, los medios
de accionamiento comprenden:
- una primera canalización que comunica el primer
conducto con la electroválvula, desembocando por delante de la
válvula de chapaleta unidireccional,
- una segunda canalización que comunica la cámara
con la electroválvula,
- una tercera canalización que comunica la
electroválvula con la cavidad.
Ventajosamente, la primera canalización termina
por un lado en un collarín que delimita una cámara, quedando la
electroválvula apoyada sobre el collarín, desembocando la segunda y
la tercera canalizaciones en la cámara.
La pérdida de carga de la cámara y de la primera
canalización es inferior a la de la tercera canalización, para
empujar la membrana, estando abierta la electroválvula.
Al cerrarse la electroválvula, el fluido a
presión es dirigido hacia la cavidad por intermedio de la segunda y
la tercera canalizaciones, para equilibrar la presión a un lado y
otro de la membrana.
El limitador de carga puede comprender un medio
de evacuación del fluido aprisionado en la cavidad, en la cámara y
en el conducto de alimentación hacia el primer conducto.
Ventajosamente, el medio de evacuación está
constituido por una canalización que comunica la cavidad con el
primer conducto dotado de una válvula de chapaleta que impide el
paso del fluido a presión del primer conducto hacia la cavidad en el
curso de la operación de carga.
Se acciona la válvula de chapaleta por el aumento
de presión del fluido contenido en la cavidad, en la cámara y en
el conducto de alimentación.
La fuerza creada por la presión de alimentación
en el interior del primer conducto es superior a la fuerza
proporcionada por el resorte.
Al efectuarse la carga, la fuerza creada por la
presión de alimentación en el interior del primer conducto es
superior a la fuerza de cierre de la válvula de chapaleta
unidireccional del lado del depósito.
Ventajosamente, la fuerza ejercida sobre la
válvula de chapaleta es superior a la fuerza proporcionada por la
presión en la cavidad durante la fase de carga.
Una primera ventaja del limitador según la
invención reside en el hecho de que éste es accionado de manera
hidráulica.
Una segunda ventaja reside en el hecho de que una
avería del sistema de carga provoca su parada.
Otra ventaja del limitador según la invención
reside en el hecho de que éste no presenta ningún paso de fuga.
Otra ventaja más reside en el hecho de que la
fase de tratamiento y la electroválvula pueden accionarse por medio
de una corriente eléctrica de baja intensidad que ofrece así la
posibilidad de reducirlas al mínimo.
Se desprenderán otras características, detalles y
ventajas de la invención más claramente de la lectura del
complemento de descripción que damos a continuación a titulo
ilustrativo en relación con los dibujos, en los cuales:
- la figura 1 representa una vista en corte del
sistema de alimentación y de un limitador conforme a la
invención;
- la figura 2 representa una vista en corte de un
limitador conforme a la invención en posición de carga;
- la figura 3 representa una vista en corte de un
limitador conforme a la invención en posición de
bloqueo.
bloqueo.
En las figuras 1 y 2, se ha representado un
limitador 1 según la invención en relación con una electroválvula 2
de tipo conocido y una fase de tratamiento 3 de la información.
Esta fase 3 comprende en particular un captador 4 que acciona la
apertura y el cierre de la electroválvula 2. Este limitador 1 se
hace solidario de un depósito 5 representado parcialmente. El
limitador 1 está conectado a una boca de alimentación 6 que integra
clásicamente a una válvula de chapaleta de cierre 7 por intermedio
de un canal 8 seguido de un manguito de entrada 9. Para mejor
comprensión, admitiremos que en el plano de estas figuras el
depósito 5 queda dispuesto horizontalmente mientras que el limitador
1 está dispuesto sensiblemente en vertical.
La figura 2 que es un corte longitudinal muestra
un limitador constituido por un cuerpo 10 hueco realizado con un
material que le confiere propiedades de resistencia frente a las
cargas y solicitaciones a las que será sometido en el curso de su
utilización. Este cuerpo 10 se presenta bajo la forma general de
una pieza sensiblemente paralelepipédica. Este cuerpo está
perforado por un conducto 12 transversal que desemboca en una cámara
anular 11 en la parte superior del cuerpo 10, constituyendo el
extremo libre del conducto un asiento 13 que sobresale dentro de la
cámara. Esta cámara queda unida al manguito de entrada 9 por
intermedio de un conducto 26.
El conducto 12 está constituido por tres
segmentos de diámetro diferente. El segmento 12a está fileteado del
lado del depósito para recibir una tuerca perforada 14. Se ha
practicado un chaflán 15 en la parte superior de este segmento 12a a
fin de recibir una bola 16 aplicada por resorte 17 en apoyo sobre
la tuerca 14. La bola 16 y el resorte 17 constituyen una válvula de
chapaleta unidireccional que impide la circulación del fluido del
depósito 5 hacia la cámara 11. El segmento 12b, de un diámetro
inferior al del segmento 12a, delimita por un lado el chaflán 15 y
por el otro el segmento 12c. El segmento 12c, de un diámetro
superior al del segmento 12b, termina en el asiento 13.
El cuerpo 10 está dotado lateralmente de un
alojamiento 18 que permite recibir la electroválvula 2. A tal fin,
el cuerpo está perforado y fileteado; la electroválvula 2 y el
cuerpo 10 delimitan así una cavidad 19. La estanqueidad queda
asegurada por una junta 22. Se ha establecido una canalización 20
horizontalmente dentro del cuerpo 10, la cual desemboca, por un
lado, en el conducto 12, por delante de la válvula de chapaleta
unidireccional, y por el otro en la cavidad 19. Esta canalización 20
termina en un collarín 21 que sobresale dentro de la cavidad 19. En
la fase de limitación de carga, la electroválvula 2 va a apoyarse
sobre el collarín 21 para obstruir el conducto 20.
Una cara 23 queda definida sobre la parte
superior del cuerpo 10. Hay una canalización 24 perforada que une
así la cara 23 con la cavidad 19. Igualmente, se ha establecido una
canalización 25 para comunicar la cámara 11 con la cavidad 19. Las
características de estas canalizaciones serán definidas a
continuación.
Opuestamente a estas canalizaciones 24 y 25, con
relación al conducto 12, se practica un hueco 27, estudiado para
recibir una bola 28, existiendo un resorte 29 que se intercala
entre el fondo del hueco 27 y la bola 28. Opuestamente a la
canalización 20 con relación al conducto 12, se perfora un canal
30 que desemboca por un lado en el segmento 12c, y del otro en el
exterior. Por razones de construcción, el canal 30 queda obstruido
del lado exterior por un tapón estanco 31. El cuerpo 10 está
atravesado por un canal 32 que comunica la cavidad 27 con el canal
30.
El cuerpo 10 presenta encima una pieza 33 de
forma general del tipo "plato hueco". Entre ambos elementos se
ha dispuesto una membrana 34, de tipo conocido, que va a situarse
en una superficie de apoyo 35 practicada en la periferia de la
cámara 11. La estanqueidad entre el cuerpo y el cabezal se realiza
por medio de procedimientos conocidos. Queda interpuesto un resorte
36 entre el fondo del cabezal 33 y la membrana 34. Se define así
una cámara 38 delimitada por el cabezal 33 y la membrana 34. El
cabezal 33 está perforado por una canalización 37 de
características complejas, que comunica la canalización 24 con la
cámara 38. La estanqueidad entre las canalizaciones 37 y 24 se
realiza por una junta 41 de tipo conocido. Opuestamente a la
canalización 37 se realiza un canal 39 que termina en un chaflán
40, el cual permite recibir la bola 28 en apoyo.
Las características de las canalizaciones 20, 24
y 37 quedan definidas de tal manera que la pérdida de carga de la
canalización 20 sea inferior a la pérdida de carga de la
canalización 24 sumada a la de la canalización 37, ello utilizando
medios diversos tales como diferencia de diámetro, codo, estado de
superficie o una combinación de estos medios.
En la fase de carga, como aparece ilustrado en
las figuras 1 y 2, el líquido procedente de la boca de alimentación
6 penetra en el limitador 1 y llena la cámara 11 por medio de la
válvula de chapaleta 7, el canal 8, el manguito 9 y el conducto de
alimentación 26. El líquido llena a continuación la canalización
25, la cavidad 19, y fluye prioritariamente hacia la canalización
20, debiéndose esto a las diferencias de pérdida de carga entre la
canalización 20 y las canalizaciones 24 y 37. Así pues, el
desequilibrio de presión entre la cámara 38 y la cámara 11 conduce
al levantamiento de la membrana 34, apartando así el resorte 36, y
a la liberación del asiento 13. El líquido utiliza entonces el
conducto 12 y ejerce una presión para abrir la válvula de chapaleta
unidireccional constituida por la bola 16 y el resorte 17 y puede
fluir hacia el depósito 5. Comienza la carga del depósito.
Tan pronto como el depósito se ha llenado al 80%
de líquido, el captador 4, que puede ser del tipo flotador,
capacitivo o de fibra óptica, emite una señal eléctrica a la fase
de tratamiento 3. Esta última corta entonces la alimentación de la
electroválvula 2 cuyo extremo va a cerrar la canalización 20.
En la fase de limitación de carga, como se ha
representado en la figura 3, la electroválvula apoyada sobre el
collarín 21 obstruye la canalización 20. El líquido presente en la
cavidad 19 fluye entonces hacia la cámara 38 por las canalizaciones
24 y 37 para equilibrar la presión a un lado y otro de la membrana
34. El esfuerzo creado por el resorte 36 va entonces a añadirse al
esfuerzo engendrado por la presión en la cámara 38, aplicando así
la membrana 34 sobre el asiento 13 de manera estanca. Ya no hay más
comunicación posible entre el conducto de alimentación 26 y el
depósito 5. Ha terminado la carga del depósito.
Debido a la existencia de la válvula de chapaleta
de cierre 7 inmediatamente detrás de la boca de carga 6, queda
aprisionado un volumen de líquido en el canal 8, el manguito 9, el
conducto de alimentación 26, las cámaras 11 y 38, las canalizaciones
24, 25, 37 y la cavidad 19. La bola 28 mantenida en apoyo en el
chaflán 40 por el resorte 29, cuya presión de calibración es
superior a la presión suministrada por la bomba de alimentación,
permite por traslación de la bola 28 evacuar el líquido encerrado
hacia el segmento 12c del conducto 12.
Claims (15)
1. Limitador de carga (1) destinado a equipar un
depósito de vehículo, que contiene un fluido a presión del tipo
GPL, comunicado con un conducto de alimentación (26) y con una
electroválvula (2) que acciona la detención de la carga, el cual
comprende:
- un cuerpo (10) unido al depósito (5), que
presenta un primer conducto (12) en comunicación con el depósito
(5), el conducto de alimentación (26) y la electroválvula (2),
- un cabezal (33) que cubre el cuerpo (10),
- una membrana (34) estanca interpuesta entre el
cuerpo (10) y el cabezal (33) para cerrar el primer conducto (12)
bajo la acción de un resorte (36),
- unos medios de accionamiento que permiten
introducir fluido a presión desde el cuerpo (10) hacia el cabezal
(33), en relación con la membrana (34) para permitir la apertura y
el cierre del primer conducto (12), caracterizado porque
comprende una válvula de chapaleta unidireccional (16, 17),
dispuesta en el primer conducto (12), del lado del depósito.
2. Limitador de carga (1) según la reivindicación
1, caracterizado porque el primer conducto (12) delimita un
asiento (13) sobre el cual se aplica la membrana (34).
3. Limitador de carga (1) según la reivindicación
2, caracterizado porque el cuerpo (10) comprende una primera
cámara (11) en la cual desemboca el primer conducto (12) y el
conducto de alimentación (26).
4. Limitador de carga (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cabezal (33)
comprende una segunda cámara (38) cerrada por la membrana (34),
estando dispuesto el resorte (36) en la segunda cámara (38), y en
apoyo sobre la membrana (34).
5. Limitador de carga (1) según la reivindicación
3, caracterizado porque el primer conducto (12) está en
relación con la electroválvula (2) por intermedio de los medios de
accionamiento.
6. Limitador de carga (1), según una de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque los medios de
accionamiento comprenden:
- una primera canalización (20) que comunica el
primer conducto (12) con la electroválvula (2), desembocando por
delante de la válvula de chapaleta unidireccional (16),
- una segunda canalización (25) que comunica la
primera cámara (11) con la electroválvula (2),
- una tercera canalización (24, 37) que comunica
la electroválvula (2) con la segunda cámara (38).
7. Limitador de carga (1) según la reivindicación
6, caracterizado porque la primera canalización (20) termina
en un lado por un collarín (21) que delimita una cavidad (19),
apoyándose la electroválvula sobre el collarín, y desembocando la
segunda (25) y la tercera canalizaciones (24, 37) en la cavidad
(19).
8. Limitador de carga (1) según la reivindicación
7, caracterizado porque la pérdida de carga de la cavidad
(19) y de la primera canalización (20) es inferior a la de la
tercera canalización (24, 37), para rechazar la membrana (34),
estando abierta la electroválvula (2).
9. Limitador de carga (1) según la reivindicación
7, caracterizado porque al cerrarse la electroválvula (2) el
fluido a presión es dirigido hacia la segunda cámara (38) por
intermedio de la segunda y de la tercera canalizaciones, para
equilibrar la presión a un lado y otro de la membrana (34).
10. Limitador de carga (1) según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
comprende un medio de evacuación del fluido aprisionado en la
segunda cámara (38) y en la primera cámara (11) hacia el primer
conducto (12).
11. Limitador de carga (1) según la
reivindicación 10, caracterizado porque este medio de
evacuación está constituido por unas canalizaciones (30, 32, 39) que
comunican la cavidad (38) con el primer conducto (12), existiendo
una válvula de chapaleta (28) que impide el paso del fluido a
presión del primer conducto (12) hacia la cavidad (38) en el curso
de la carga.
12. Limitador de carga (1) según la
reivindicación 11, caracterizado porque la válvula de
chapaleta (28) es accionada por el aumento de presión del fluido
contenido en la segunda cámara (38), en la primera cámara (11) y en
el conducto de alimentación (26).
13. Limitador de carga (1) según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la fuerza
creada por la presión de alimentación en el interior del primer
conducto (12) es superior a la fuerza suministrada por el resorte
(36).
14. Limitador de carga (1) según la
reivindicación 13, caracterizado porque al efectuarse la
carga, la fuerza creada por la presión de alimentación en el
interior del primer conducto (12) es superior a la fuerza de cierre
de la válvula de chapaleta unidireccional (16, 17) del lado del
depósito.
15. Limitador de carga (1) según la
reivindicación 14, caracterizado porque la fuerza ejercida
sobre la válvula de chapaleta (28) es superior a la fuerza
suministrada por la presión en la cavidad (38), en el curso de la
fase de carga.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9909887 | 1999-07-30 | ||
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