ES2581531T3

ES2581531T3 - Cierre para recipiente de almacenamiento, recipiente dotado de tal llave de cierre y utilización correspondiente

Info

Publication number: ES2581531T3
Application number: ES13710448.5T
Authority: ES
Inventors: Guillaume Roberge; Laurent Allidieres; Zsolt Zsigmond
Original assignee: LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-02-11
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2033-02-11
Also published as: WO2013135983A1; FR2988157B1; US20150040985A1; CN104169631A; JP2015517060A; EP2825814B1; EP2825814A1; CA2863475A1; FR2988157A1; DK2825814T3; US9528658B2

Abstract

Llave de cierre, especialmente para recipiente de almacenamiento de gas a presión (2), que comprende un cuerpo (3) dotado de una entrada de gas (22) destinada a ser relacionada con el volumen de almacenamiento de un recipiente (2), un circuito de extracción (5) que, determinado dentro del cuerpo (3), comprende un extremo aguas arriba (15) destinado a estar en relación fluídica con el volumen de almacenamiento de un recipiente (2) y un extremo aguas abajo (25, 22) destinado a estar en relación fluídica selectivamente con un órgano de extracción de gas (6), un circuito de llenado (7) que, determinado dentro del cuerpo (3), comprende un primer extremo (70) destinado a ser relacionado selectivamente con un órgano de llenado del recipiente (2) y un segundo extremo (15) destinado a ser relacionado con el volumen de almacenamiento del recipiente (2), comprendiendo el circuito de extracción (5) una válvula de aislamiento (8) y un órgano de alivio de presión (9) del gas extraído a una presión determinada, fija o regulable, comprendiendo la llave de cierre (1), asimismo, un órgano de mando manual (18) del desplazamiento de la válvula de aislamiento (8), siendo selectivamente desplazable el órgano de mando (18) a una primera posición y a una segunda posición, disponiendo el órgano de mando (18), en su primera posición, la válvula de aislamiento (8) en una posición de apertura del circuito de extracción (5), disponiendo el órgano de mando (18), en su segunda posición, la válvula de aislamiento (8) en una posición de cierre del circuito de extracción (5), caracterizada por que la llave de cierre (1) comprende además, dentro del cuerpo (3), un circuito de mando (10) del desplazamiento selectivo de la válvula de aislamiento (8) hacia su primera posición de apertura del circuito de extracción (5), comprendiendo el circuito de mando (10) un primer extremo relacionado con la válvula (8) y un segundo extremo (100) selectivamente enlazable a un accionador (11) del órgano de extracción de gas (6), para gobernar eléctricamente selectivamente el desplazamiento de la válvula (8) hacia su posición de apertura del circuito de extracción (5).

Description

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DESCRIPCION

Cierre para recipiente de almacenamiento, recipiente dotado de tal llave de cierre y utilizacion correspondiente

La presente invention se refiere a una llave de cierre para recipiente de almacenamiento, a un recipiente dotado de tal llave de cierre y a una utilizacion correspondiente.

Mas en particular, la invencion se refiere a una llave de cierre, especialmente para recipiente de almacenamiento de gas a presion, que comprende un cuerpo dotado de una entrada de gas destinada a ser relacionada con el volumen de almacenamiento de un recipiente, un circuito de extraction que, determinado dentro del cuerpo, comprende un extremo aguas arriba destinado a estar en relation fluldica con el volumen de almacenamiento de un recipiente y un extremo aguas abajo destinado a estar en relacion fluldica selectivamente con un organo de extraccion de gas, un circuito de llenado que, determinado dentro del cuerpo, comprende un primer extremo destinado a ser relacionado selectivamente con un organo de llenado del recipiente y un segundo extremo destinado a ser relacionado con el volumen de almacenamiento del recipiente, comprendiendo el circuito de extraccion una valvula de aislamiento y un organo de alivio de presion del gas extraldo a una presion determinada fija o regulable, comprendiendo la llave de cierre, asimismo, un organo de mando manual del desplazamiento de la valvula de aislamiento, siendo selectivamente desplazable el organo de mando a una primera position y a una segunda position, disponiendo el organo de mando, en su primera posicion, la valvula de aislamiento en una posicion de apertura del circuito de extraccion, disponiendo el organo de mando, en su segunda posicion, la valvula de aislamiento en una posicion de cierre del circuito de extraccion.

La invencion se refiere especialmente a una llave de cierre de extraccion y/o de llenado para recipiente de almacenamiento de fluido a presion, as! como a un conjunto que comprende tal llave de cierre y un organo de extraccion.

Los depositos de gas a presion, especialmente los depositos de hidrogeno gaseoso almacenado a presiones comprendidas entre 200 y 1000 bares, precisan de llaves de cierre que permitan controlar de manera fiable las operaciones de extraccion de gas.

Los documentos WO 2007048954 A1 y EP 0747796 describen ejemplos de llaves de cierre para depositos de gas a presion.

El documento US 20050103392, del cual se considera que representa la tecnica anterior mas cercana, describe una llave de cierre que incluye dos valvulas de compuerta diferenciadas con mandos respectivamente manual y pilotado a distancia por solenoide.

La presente invencion se encamina a proponer una llave de cierre de gas que tiene funcionalidades que permiten adaptarse a diferentes utilizaciones.

Para este fin, la llave de cierre segun la invencion, de acuerdo, por otro lado, con la definition generica que se le da en el anterior preambulo, se caracteriza esencialmente por que la llave de cierre comprende ademas, dentro del cuerpo, un circuito de mando del desplazamiento selectivo de la valvula de aislamiento hacia su primera posicion de apertura del circuito de extraccion, comprendiendo el circuito de mando un primer extremo relacionado con la valvula y un segundo extremo selectivamente enlazable a un accionador de un organo de extraccion de gas, para gobernar electricamente selectivamente el desplazamiento de la valvula hacia su posicion de apertura del circuito de extraccion.

De esta manera, la gestion de la extraccion puede ser gobernada manualmente y/o automaticamente (electricamente). Asl, la llave de cierre puede adoptar tres modos de funcionamiento diferenciados perfectamente seguros.

Estos modos de mando de la valvula de aislamiento son perfectamente distintos y seguros frente al exterior y especialmente a los usuarios de la llave de cierre.

Por otro lado, unas formas de realization de la invencion pueden incluir una o varias de las siguientes caracterlsticas:

- la valvula de aislamiento y el organo de alivio de presion del gas extraldo son elementos diferenciados y dispuestos en serie en el circuito de extraccion,

- la valvula de aislamiento constituye asimismo un organo de alivio de presion selectivo del gas extraldo, siendo la valvula de aislamiento una valvula del tipo pilotado selectivamente de manera proporcional mediante un accionador diferenciado para regular selectivamente la presion de salida del gas extraldo,

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- el circuito de mando comprende un paso que, determinado dentro del cuerpo de la llave de cierre, aboca al exterior del cuerpo en correspondencia con un orificio de entrada, estando configurado el orificio de entrada para albergar, dentro del cuerpo, un empujador movil perteneciente a un accionador preferentemente electrico de un organo de extraccion de gas, para as! desplazar selectivamente la valvula hacia su posicion de apertura,

- el paso del circuito de mando situado entre el orificio de entrada y la valvula de aislamiento comprende al menos una pieza de transmision de esfuerzo, movil para transmitir un esfuerzo de un empujador que penetra en el orificio de entrada hacia la valvula de aislamiento, de modo que el desplazamiento de la valvula de aislamiento hacia su posicion de apertura se realiza de manera indirecta por intermedio de la al menos una pieza de transmision accionada por un empujador,

- cuando el organo de mando esta en su primera posicion, la valvula de aislamiento queda bloqueada mecanicamente en su posicion de apertura del circuito de extraccion, cualquiera que sea el estado del circuito de mando y el estado de un ocasional accionador electrico unido al circuito de mando,

- cuando el organo de mando esta en su segunda posicion, la valvula de aislamiento queda bloqueada mecanicamente en su posicion de cierre del circuito de extraccion, cualquiera que sea el estado del circuito de mando y el estado de un ocasional accionador electrico unido al circuito de mando,

- el organo de mando es desplazable a una tercera posicion neutra, en la que la valvula de aislamiento es desplazable entre sus posiciones de apertura y de cierre del circuito de extraccion segun el estado del circuito de mando y de un ocasional accionador electrico unido al circuito de mando,

- la llave de cierre incluye un organo de recuperacion que, por defecto, solicita a la valvula de aislamiento hacia su posicion de cierre del circuito de extraccion,

- la valvula de aislamiento se halla dispuesta aguas arriba del organo de alivio sobre el circuito de extraccion,

- el cuerpo contiene, dentro del circuito de mando, un tope selectivamente movil situado entre la valvula de aislamiento y el orificio de entrada,

- cuando el organo de mando esta en su primera posicion, este organo dispone un tope movil en una posicion fija y estable que bloquea mecanicamente la valvula de aislamiento en posicion de abierta y que verifica un desacoplamiento entre, por una parte, un accionador electrico de un organo de extraccion y, por otra, la valvula de aislamiento,

- cuando el organo de mando esta en su segunda posicion, dispone un tope movil en una posicion fija y estable determinante de una pantalla que impide la transmision de esfuerzo entre, por una parte, un accionador electrico de un organo de extraccion y, por otra, la valvula de aislamiento, para as! dejar la valvula de aislamiento sujeta unicamente al esfuerzo de su organo de recuperacion que la obliga hacia su posicion de cierre,

- cuando el organo de mando esta en su tercera posicion, este organo de mando dispone un tope movil en una posicion modificable, especialmente por intermedio de un empujador actuado por el accionador electrico,

- cuando el organo de mando esta en su tercera posicion y la valvula de aislamiento queda dispuesta en su posicion de apertura mediante el accionador electrico, un ulterior desplazamiento del organo de mando a su segunda posicion obliga mecanicamente a la valvula de aislamiento a pasar a su posicion de apertura al aplicar sobre dicha valvula de aislamiento un esfuerzo superior al ejercido por el accionador,

- cuando el organo de mando esta en su tercera posicion y el accionador electrico esta desactivado, es decir, el accionador electrico no actua el desplazamiento de la valvula de aislamiento hacia su posicion de apertura, la valvula de aislamiento esta en su posicion cerrada, a partir de esta posicion, el desplazamiento del organo de mando a su primera posicion obliga mecanicamente a la valvula de aislamiento a pasar a su posicion de apertura,

- el cuerpo contiene, dentro del circuito de mando, un eje movil situado entre el orificio de entrada y el tope movil, habiendose previsto que un primer extremo del eje movil sea empujado por un empujador actuado por el accionador electrico, habiendose previsto que un segundo extremo del eje movil empuje por reaccion el tope movil,

- la tercera posicion neutra del organo de mando esta situada entre las posiciones primera y segunda,

- el recipiente de almacenamiento de gas a presion comprende una botella de gas a presion o una armazon de varias botellas a presion, pudiendo la llave de cierre ser comun para varias botellas,

- la llave de cierre comprende un manometro de medida que, montado en el cuerpo, mide la presion dentro del circuito de extraccion, preferentemente aguas arriba de la valvula de aislamiento,

- el manometro es del tipo electronico y comprende una logica electronica que pilota al menos uno de entre: un organo de transmision de datos a distancia, un organo de recepcion de datos a distancia, una memoria, un dispositivo presentador, una alarma,

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- el primer extremo del circuito de extraccion comprende un racor dotado de una valvula que puede ser desplazada a una posicion de apertura para encargarse del llenado del recipiente o de una extraccion sin pasar a traves del organo de alivio de presion,

- el organo de extraccion de gas y el extremo aguas abajo del circuito de extraccion de la llave de cierre estan dotados de racores fluldicos conjugados del tipo de conexion rapida,

- el organo de alivio de presion comprende un manorreductor para expansionar el gas a una presion determinada comprendida entre cuatro y quince bares, por ejemplo,

- el cuerpo esta dotado de un extremo de montaje tal como una porcion cillndrica o conica roscada destinada a ir dispuesta en correspondencia con el orificio de un recipiente de almacenamiento de gas a presion,

- la valvula de aislamiento puede ser accionada hacia su posicion de apertura directamente por un empujador de un organo de extraccion de gas,

- el conjunto comprende un dispositivo de sensor, especialmente de tipo inductivo, situado sobre la llave de cierre y/o sobre el organo de extraccion para detectar la posicion de enganche o no de la llave de cierre con el organo de extraccion,

- en caso de falla o rotura del organo de recuperacion de la valvula de aislamiento, la valvula es obligada hacia su posicion de cierre,

- el conjunto se puede utilizar segun un modo manual cuando el organo de extraccion tan solo comprende un racor rapido conjugado con los organos de amarre mecanicos de la llave de cierre,

- la valvula y el racor de llenado del extremo del circuito de llenado son de apertura accionable por intermedio de un racor exterior conjugado para permitir una extraccion de gas a alta presion,

- la totalidad o parte de las valvulas pueden ser del tipo pilotado para permitir una regulacion controlada (electrica) de la presion extralda,

- la valvula de aislamiento es del tipo pilotado de manera proporcional por el accionador (electroiman) para regular la presion de salida del gas extraldo en lugar del organo de alivio. Esto permite obtener una mejor precision sobre la presion de salida del gas por intermedio de un lazo electrico de regulacion y, asimismo, permite poder cambiar de presion de consigna del gas extraldo en funcion de las necesidades de las diferentes aplicaciones,

- la valvula de mantenimiento de una presion residual en la botella esta configurada para abrirse permanentemente mientras no se alcance su presion de tarado, con el fin de no crear perdidas de carga perjudiciales para el vaciado completo del recipiente.

Preferentemente, la apertura de la valvula de aislamiento no es brusca, sino que se realiza progresivamente para evitar un aumento brusco de presion aguas abajo de esta valvula de aislamiento.

Por ejemplo, la valvula de aislamiento se abre segun una serie de aperturas / cierres sucesivos. Las sucesivas aperturas son, preferentemente, cada vez mas largas.

Por ejemplo, la valvula se abre segun una senal en escalones (ocasionalmente sinusoidal).

Por ejemplo, la valvula se abre, luego se cierre, luego se abre, luego se cierra, etc., segun tiempos de apertura comprendidos entre 5 ms y 100 ms, tiempos de apertura estos que son preferentemente crecientes.

Esto permite instalar la alta presion progresivamente aguas abajo de la valvula, especialmente cuando la presion aguas arriba de la valvula es muy elevada (entre 500 y 1000 bares, por ejemplo).

Asimismo, la invencion se refiere a un recipiente de almacenamiento de gas a presion que comprende un orificio relacionado con una llave de cierre de acuerdo con una cualquiera de las caracterlsticas senaladas anteriormente o a continuacion.

Asimismo, la invencion se refiere a un conjunto que comprende una llave de cierre de acuerdo con una cualquiera de las caracterlsticas senaladas anteriormente o a continuacion y un organo de extraccion de gas dotado de un circuito de gas interno, siendo el organo de extraccion selectivamente enlazable mecanicamente a la llave de cierre para realizar una union fluldica del circuito de gas interno con el extremo aguas abajo del circuito de extraccion de la llave de cierre, incluyendo la llave de cierre y el organo de extraccion unos organos de amarre mecanicos conjugados y amovibles para permitir su enganche de manera separable, comprendiendo el organo de extraccion un accionador para gobernar selectivamente el desplazamiento de la valvula de aislamiento hacia su posicion de apertura del circuito de extraccion, en la posicion de enganche de la llave de cierre y del organo de extraccion, estando relacionado el accionador con el segundo extremo del circuito de mando para gobernar selectivamente el desplazamiento de la valvula de aislamiento hacia su posicion de apertura segun el estado de alimentacion del

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accionador.

De acuerdo con otras posibles particularidades:

- el organo de extraccion comprende un empujador actuado por el accionador, en la posicion de enganche de la llave de cierre y del organo de extraccion, penetrando selectivamente el empujador en el circuito de mando por intermedio del segundo extremo segun el estado de alimentacion electrica del accionador, para desplazar la valvula de aislamiento hacia su posicion de apertura,

- el accionador electrico comprende al menos uno de entre: un electroiman, una bobina inductora.

Asimismo, la invencion se refiere a una utilizacion de tal conjunto en el que la llave de cierre cuenta con una entrada en relacion fluldica con el volumen de almacenamiento de uno o varios recipientes de gas a presion, en el que se extrae gas del al menos un recipiente por intermedio de:

- una etapa de enganche mecanico del organo de extraccion sobre la llave de cierre por intermedio de los organos de amarre mecanicos conjugados,

- una etapa de desplazamiento del organo de mando manual a una tercera posicion neutra, en la que la valvula de aislamiento es desplazable entre sus posiciones de apertura y de cierre del circuito de extraccion segun el estado del circuito de mando y del ocasional accionador electrico unido al circuito de mando,

- una etapa de alimentacion electrica de dicho accionador para desplazar la valvula de aislamiento hacia su posicion de apertura del circuito de extraccion.

La invencion puede referirse asimismo a cualquier dispositivo o procedimiento alternativo que comprenda cualquier combinacion de las caracterlsticas senaladas anteriormente o a continuacion.

Otras particularidades y ventajas se iran poniendo de manifiesto con la lectura de la descripcion subsiguiente, llevada a cabo con referencia a las figuras, en las cuales:

la figura 1 representa una vista esquematica y parcial que ilustra la estructura interna de una llave de cierre montada sobre una botella de gas y enlazada a un organo de extraccion segun un ejemplo de realizacion de la invencion,

la figura 2 representa una vista en seccion, esquematica y parcial, que ilustra la estructura y el funcionamiento de un detalle del accionamiento de una valvula de aislamiento de la llave de cierre de la figura 1 segun un posible modo de realizacion,

las figuras 3 a 6 representan sendas vistas en seccion, esquematicas y parciales, que ilustran un detalle del accionamiento de una valvula de aislamiento de la llave de cierre de la figura 1, respectivamente segun cuatro estados distintos,

las figuras 7 y 8 representan sendas vistas en perspectiva segun dos distintas orientaciones de un posible ejemplo de realizacion de una llave de cierre segun la invencion, y

la figura 9 representa una vista en perspectiva de la llave de cierre de las figuras 7 y 8 enlazada a un organo de extraccion de gas.

La figura 1 ilustra un ejemplo de realizacion de llave de cierre 1 segun la invencion y, mas concretamente, una llave de cierre 1 con manorreductor integrado. Esta llave de cierre 1 esta especialmente prevista para ser utilizada con hidrogeno gaseoso, por ejemplo a una presion de 700 bares. Por supuesto, la invencion podrla ser de aplicacion en una llave de cierre sin manorreductor integrado (es decir, una llave de cierre simple o una llave de cierre con manorreductor removible).

La llave de cierre 1 comprende un cuerpo 3 dotado de una entrada de gas 22. Esta entrada 22 esta enlazada en correspondencia con el orificio de un volumen de almacenamiento de un recipiente 2. Por ejemplo, la entrada de gas 22 esta determinada en el extremo de una porcion cillndrica o conica roscada que va fijada en el cuello roscado interiormente de un recipiente 2. Por supuesto, este ejemplo no es limitativo y, tal como se representa en las figuras 7 y 9, la entrada 22 puede estar prevista para recibir una conduccion que relacione la llave de cierre 1 con una armazon de varias botellas dispuestas en paralelo (es decir, la llave de cierre no esta montada forzosamente en el orificio de un recipiente).

La llave de cierre 1 comprende un circuito de extraccion 5 determinado dentro del cuerpo 3. El circuito de extraccion 5 comprende un extremo aguas arriba 15 en relacion fluldica con el volumen de almacenamiento del recipiente 2 y un extremo aguas abajo 25 destinado a quedar selectivamente en relacion fluldica con un organo de extraccion de gas 6 (descrito mas adelante).

Por ejemplo, el extremo aguas arriba 15 del circuito de extraccion 5 coincide con la entrada 22.

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El circuito de extraccion 5 comprende, dispuestos en serie, una valvula de aislamiento 8 y un reductor de presion del gas configurado para rebajar la alta presion del deposito 2 a una presion baja determinada, fija o regulable, por ejemplo entre un bar y 20 bares.

Preferentemente (y tal como esta representado), la valvula de aislamiento 8 se halla dispuesta aguas arriba del manorreductor 9 (es decir, antes del manorreductor 9 en el sentido de un flujo de gas saliente del deposito 2).

La llave de cierre 1 comprende asimismo, montado sobre el cuerpo 3, un organo de mando manual 18 del desplazamiento de la valvula de aislamiento 8. El organo de mando 18 es desplazable manualmente selectivamente a una primera posicion y a una segunda posicion. En su primera posicion, el organo de mando 18 obliga mecanicamente a la valvula de aislamiento 8 a una posicion de apertura del circuito de extraccion 5, en su segunda posicion, el organo de mando 18 obliga mecanicamente a la valvula de aislamiento 8 a una posicion de cierre del circuito de extraccion 5. Tal como se representa en las figuras 7 a 9, el organo de mando 18 es, por ejemplo, rotativo con relacion al cuerpo 3 y determina, por ejemplo, un boton o palanca pivotante que coopera mecanicamente con la valvula de aislamiento 8.

La llave de cierre 1 incluye preferentemente un organo de recuperacion 120 tal como un muelle que, por defecto, solicita a la valvula de aislamiento 8 hacia su posicion de cierre del circuito de extraccion 5 (cf. figura 2).

Como igualmente se representa, la llave de cierre 1 comprende preferentemente una valvula de seguridad 23 (“TPRD”) dispuesta aguas arriba de la valvula de aislamiento 8 para evacuar hacia el exterior 123 el contenido del deposito 2 en caso de situacion peligrosa (temperatura y/o presion excesiva).

Preferentemente, y tal como se representa en la figura 1, aguas abajo de la valvula de seguridad 23, se halla dispuesto un orificio calibrado 230. Preferentemente, el fusible termico 23 no es atravesado por el gas, sino que obtura selectivamente la salida de gas hacia el orificio calibrado 230. Esta arquitectura permite cambiar el diametro de paso del orificio calibrado sin afectar a la estanqueidad del fusible termico 23. Este cambio de orificio 230 puede ser util segun el tamano del recipiente 2, por ejemplo, especialmente para reducir la longitud del chorro de gas (inflamado o no) que se liberara en la activacion del fusible termico 23.

Para recipientes 2 de 20 litros y a una presion de 700 bares, el tamano del orificio 230 esta comprendido, por ejemplo, entre 0,05 m y 0,5 mm, para limitar un chorro de gas a 4,3 m. En cambio, para un recipiente de 140 litros, el orificio 230 tendra mas bien un tamano del orden de 1 mm, y la longitud del chorro sera del orden de 8,6 m.

Tal como esta ilustrado, la llave de cierre 1 puede incluir un manometro 13 que mide una presion PT aguas arriba de la valvula de aislamiento 8 y que preferentemente comprende un dispositivo presentador PI. Preferentemente, el manometro 13 es del tipo electronico y comprende una logica electronica que pilota al menos uno de entre: un organo de transmision de datos a distancia, un organo de recepcion de datos a distancia, una memoria, un dispositivo presentador, una alarma. Por ejemplo, el manometro es del tipo del que se describe en el documento WO 2005093377 A1.

Tal como aparece en la figura 1, la llave de cierre 1 puede comprender sobre el circuito de extraccion 5, entre la valvula de aislamiento 8 y el manorreductor 9, una valvula de presion residual 24 y/o un filtro 26.

Aguas abajo del manorreductor 9, el circuito de extraccion 5 puede comprender una valvula de seguridad 127 que permite descargar un flujo hacia el exterior, por ejemplo en correspondencia con la salida de la valvula de seguridad 23.

El extremo aguas abajo del circuito de extraccion 5 puede incluir a continuacion un racor fluldico, por ejemplo un racor rapido dotado de una valvula de cierre automatico, que permite una conexion fluldica con un organo de extraccion 6 dotado de un racor conjugado.

El cuerpo 3 de la llave de cierre 1 incluye preferentemente unos organos de amarre (por ejemplo, agujeros ciegos 21, cf. figura 7) destinados a cooperar con organos 12 conjugados (por ejemplo, pasadores, no representados) determinados sobre el organo de extraccion 6. Estos organos conjugados 12, 21 permiten el posicionamiento y/o el enganche del organo 6 sobre la llave de cierre 1 (de manera separable).

La llave de cierre 1 comprende asimismo un circuito de extraccion 7 que, determinado preferentemente dentro del cuerpo 3, comprende un primer extremo 70 destinado a ser relacionado selectivamente con un organo de llenado del recipiente 2 y un segundo extremo 15 destinado a ser relacionado con el volumen de almacenamiento del recipiente 2. Por ejemplo, el segundo extremo 15 del circuito de extraccion 7 coincide con el extremo aguas arriba 15 del circuito de extraccion 5. Es decir, el circuito de llenado 7 cuenta con una porcion comun con el circuito de extraccion 5. Tal como esta ilustrado, el circuito de llenado 7 puede comprender un filtro 28. El extremo del circuito de llenado 7 define, por ejemplo, sobre el cuerpo 3, un racor de llenado 70 dotado, por ejemplo, de una valvula de cierre automatico, por ejemplo un racor de tipo de conexion rapida.

Tal como se ilustra esquematicamente en las figuras 1 y 2, la llave de cierre 1 comprende, ademas, dentro del cuerpo 3, un circuito de mando 10 del desplazamiento selectivo de la valvula de aislamiento 8 (ademas del mando

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manual por intermedio del organo de mando 18).

El circuito de mando 10 comprende un primer extremo relacionado con la valvula 8 y un segundo extremo 100 selectivamente enlazable a un accionador 11 electrico y/o neumatico de un organo de extraccion de gas 6 montado sobre la llave de cierre 1.

El circuito de mando 10 esta previsto para gobernar selectivamente, preferentemente electricamente, el desplazamiento de la valvula 8 hacia su posicion de apertura (O) o cierre (F) del circuito de extraccion 5 (cf. “O/F”, figura 2).

Por ejemplo, el circuito 10 determina un paso dentro del cuerpo 3 de la llave de cierre 1 y aboca al exterior del cuerpo 3 en correspondencia con un orificio de entrada 16 (cf. figuras 1 a 8). Este orificio de entrada 16 esta configurado, por ejemplo, para albergar, en el cuerpo 3 (es decir, en el paso 10), un extremo de un empujador movil 17 perteneciente a un accionador 11 de un organo de extraccion de gas 6 (cf. figuras 3 a 6).

Preferentemente, el paso 10 situado entre el orificio de entrada 16 y la valvula de aislamiento 8 comprende al menos una pieza de transmision de esfuerzo 19, 20, movil para transmitir un esfuerzo del empujador 17 que penetra en el orificio 16 hacia la valvula de aislamiento 8. Es decir, el desplazamiento de la valvula de aislamiento 8 hacia su posicion de apertura se realiza de manera indirecta por intermedio de la pieza de transmision 19, 20 accionada por un empujador 17 (cf. figuras 3 a 6).

Mas concretamente, el cuerpo 3 puede contener, dentro del circuito de mando 10, entre el orificio de entrada 16 y la valvula 8, un eje movil 20 y un tope 19 selectivamente movil situado entre la valvula de aislamiento 8 y el eje movil 20.

El tope 19 determina una corredera que coopera selectivamente (directa o indirectamente) con una porcion del organo de mando manual 18. Es decir, la posicion del tope 19 y su aptitud para desplazarse estan controladas por el organo de mando 18.

Asl, se ha previsto que un primer extremo del eje movil 20 sea empujado por un empujador 17 actuado por el accionador electrico 11, habiendose previsto que un segundo extremo del eje movil 20 empuje, en reaccion, el tope movil 19, que actua o no sobre la valvula 8 en antagonismo con el esfuerzo del muelle 120.

Cuando el organo de mando 18 esta en su primera posicion (“O”, figura 2), la valvula de aislamiento 8 queda bloqueada mecanicamente en su posicion de apertura del circuito de extraccion 5, cualquiera que sea el estado del circuito de mando 10 y el estado de un ocasional accionador 11 unido al circuito de mando 10. Por ejemplo, tal como se representa en la figura 3, cuando el organo de mando 18 esta en su primera posicion, este organo 18 dispone el tope movil 19 en una posicion fija y estable que bloquea mecanicamente la valvula de aislamiento 8 en posicion de abierta (O), contra el esfuerzo del muelle 120. Esta posicion del tope 19 verifica un desacoplamiento mecanico entre, por una parte, el empujador 17 y el eje 20 y, por otra, la valvula 8.

En cambio, cuando el organo de mando 18 esta en su segunda posicion (F, cf. figura 2), la valvula de aislamiento 8 queda bloqueada mecanicamente en su posicion de cierre del circuito de extraccion 5, cualquiera que sea el estado del circuito de mando 10 y el estado de un ocasional accionador electrico unido al circuito de mando 10. Por ejemplo, cuando el organo de mando 18 esta en su segunda posicion (“F”, cf. figura 2), este organo 18 dispone el tope movil 19 en una posicion fija y estable determinante de una “pantalla” que impide la transmision de esfuerzo entre, por una parte, el accionador electrico 11, el empujador y el eje 20 y, por otra, la valvula de aislamiento 8. Ademas, en esta posicion, el tope 19 deja la valvula de aislamiento 8 sujeta unicamente al esfuerzo de su organo de recuperacion 120, que la obliga asl hacia su posicion de cierre (F, cf. figura 4).

Preferentemente, el organo de mando 18 es desplazable a una tercera posicion neutra (“N”, cf. figura 2), en la que la valvula de aislamiento 8 es desplazable entre sus posiciones de apertura y de cierre del circuito de extraccion 5 segun el estado del circuito de mando 10 y de un ocasional accionador 11 unido al circuito de mando 10.

Por ejemplo, la tercera posicion neutra del organo de mando 18 esta situada entre las posiciones primera y segunda (cf. figura 2).

Cuando el organo de mando 18 esta en su tercera posicion, este organo de mando 18 dispone un tope movil 19 en una posicion modificable, especialmente por intermedio del empujador 10 actuado por el accionador 11.

Es decir, cuando el organo de mando 18 esta en su tercera posicion y el accionador 11 esta desactivado (alimentacion electrica nula o baja y empujador 17 retraldo en el accionador 11), la valvula de aislamiento 8 se halla en su posicion cerrada por la accion del muelle 120 (cf. figura 5).

Cuando el organo de mando 18 esta en su tercera posicion y el accionador 11 esta activado (alimentacion electrica determinada, por ejemplo a una tension de 24 V, y emergiendo el empujador 17 fuera del accionador 11), la valvula de aislamiento 8 es empujada a su posicion de apertura (cf. figura 6).

En cambio, preferentemente, cuando el organo de mando 18 esta en su tercera posicion y la valvula de

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aislamiento 8 queda ubicada en su posicion de apertura mediante el accionador electrico 11, el desplazamiento del organo de mando 18 a su segunda posicion obliga mecanicamente a la valvula de aislamiento 8 a volver a su posicion de cierre al aplicar sobre dicha valvula de aislamiento 8 un esfuerzo superior al ejercido por el accionador 11.

Igualmente, cuando el organo de mando 18 esta en su tercera posicion y el accionador 11 esta desactivado, es decir, el accionador 11 no actua el desplazamiento de la valvula de aislamiento 8 hacia su posicion de apertura (la valvula de aislamiento 8 esta en su posicion cerrada), el desplazamiento del organo de mando 18 a su primera posicion obliga mecanicamente a la valvula de aislamiento 8 a pasar a su posicion de apertura.

Por lo tanto, facilmente se comprende que la llave de cierre 1 (y, en particular, el estado de la valvula de aislamiento 8) se puede gobernar de manera manual (por intermedio del organo de mando 18) o de manera automatizada (por intermedio del accionador 11). Preferentemente, y tal como esta ilustrado, el accionador 11 esta integrado en un organo de extraccion 6 diferenciado de la llave de cierre 1. Por supuesto, segun una variante que no es preferente, el paso 100 puede albergar unicamente una union electrica que vendrla a transmitir un mando a un accionador electrico (electrovalvula) y/o neumatico situado en correspondencia con el cuerpo 3 de la llave de cierre 1.

Por el contrario, segun la arquitectura preferida, el accionador 11 (electroiman, bobina de alimentacion, neumatica u otra) se halla situado unicamente sobre el organo de extraccion 6, que puede formar parte de una aplicacion fija que emplea el gas extraldo.

Preferentemente, la llave de cierre 1 esta disenada para suministrar igualmente gas a alta presion (sin pasar por el manorreductor 9). Por ejemplo, el racor del extremo del circuito de llenado 7 esta dotado de una valvula 27 que puede ser desplazada a una posicion de apertura para encargarse del llenado del recipiente 2 o de una extraccion, sin pasar a traves del organo de alivio de presion 9. Es decir, el circuito de llenado 7 tambien permite la extraccion a alta presion (y cuando la valvula de aislamiento 8 esta en posicion abierta).

La llave de cierre 1 comprende asimismo, preferentemente, por ejemplo sobre el circuito de extraccion 5, un sistema de proteccion (una valvula de sobrecaudal de agujero calibrado, por ejemplo) contra los caudales demasiado importantes en caso, por ejemplo, de ruptura de una tuberla aguas abajo. Como variante, en caso de ruptura de una tuberla aguas abajo, la presion se desploma y la valvula de alivio del manorreductor 9 incide sobre una pieza equipada con un orificio calibrado de pequeno diametro en su eje, con el fin de permitir el rearme automatico del manorreductor tan pronto como se detiene la fuga.

En modo manual, el usuario puede conexionarse por intermedio de un conector rapido sobre la salida (extremo 25) del circuito de extraccion. Al disponer la valvula de aislamiento 8 en posicion de abierta por intermedio del organo de mando 18, el usuario puede extraer gas a la baja presion establecida por el manorreductor 9 (por ejemplo, 10 bares).

En modo automatico o semiautomatico, un organo de extraccion 6 se enlaza con la llave de cierre 1 (cf. figuras 1 y 9). El organo de extraccion 6 se situa, por ejemplo, en el extremo de un latiguillo que lleva el gas extraldo a una aplicacion, por ejemplo, una pila de combustible. Un amarre mecanico 12, 21 posiciona el organo de extraccion 6 sobre la llave de cierre 1. El circuito interno de gas 14 del organo de extraccion 6 se enlaza de manera fluldica con el extremo aguas abajo 25 del circuito de extraccion 5 de la llave de cierre 1. Tal como se representa, el circuito interno de gas 14 del organo de extraccion 6 puede comprender al menos una valvula de compuerta 114 y una valvula de seguridad 214 y, en su caso, un sensor de posicion 30.

En esta posicion, el accionador 11 del organo de extraccion 6 se ubica delante del segundo extremo 100 del circuito de mando 10 para actuar selectivamente el desplazamiento de la valvula de aislamiento 8 hacia su posicion de apertura, segun la puesta en tension o no del accionador electrico 11.

Preferentemente, un sistema de sensor(es) 30, por ejemplo inductivo(s), permite detectar el acoplamiento entre el organo de extraccion 6 y la llave de cierre 1 (sensores sobre el cuerpo 3 y/o sobre el organo de extraccion 6). Esta information puede ser transmitida a la aplicacion receptora de gas (aguas abajo del organo de extraccion 6) de manera cableada o inalambrica.

En efecto, la aplicacion, tal como un sistema de pila de combustible, puede, en su caso, estar enlazada a varias fuentes de gas (hidrogeno). Asl, puede ponerse en practica una gestion para conocer en todo momento la identidad del recipiente 2 que proporciona el gas y la cantidad de gas en los demas recipientes enlazados. Esta funcion se puede realizar por intermedio de un manometro electronico 13, tal como se ha descrito anteriormente. Este manometro 13 se comunica con un receptor, preferentemente de modo inalambrico, con senales de corto alcance (1 a 2 metros, por ejemplo) al objeto de no confundirse con los emisores de otros recipientes adyacentes.

El mando automatico de la valvula de aislamiento 8 permite cerrar inmediatamente la valvula 8 correspondiente al recipiente que senalice un problema de seguridad.

De acuerdo con una posible variante, la valvula de aislamiento 8 es una valvula del tipo pilotado de manera proporcional por el accionador 11, para regular la presion de salida del gas extraldo en lugar del organo de alivio 9.

Es decir, puede obviarse un organo de alivio 9 diferenciado, encargandose la valvula 8 de las funciones de aislamiento y de alivio. Esto permite obtener una mejor precision sobre la presion de salida del gas, por ejemplo, por intermedio de un lazo electrico de regulacion y de control de la valvula 8. Esto permite asimismo poder cambiar de presion de consigna del gas extraldo en funcion de las necesidades de las diferentes aplicaciones.

5 Por lo tanto, facilmente se concibe que la llave de cierre permite un funcionamiento manual o automatizado con total seguridad, ya sea para una botella de gas, o bien para un conjunto de botellas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Llave de cierre, especialmente para recipiente de almacenamiento de gas a presion (2), que comprende un cuerpo (3) dotado de una entrada de gas (22) destinada a ser relacionada con el volumen de almacenamiento de un recipiente (2), un circuito de extraccion (5) que, determinado dentro del cuerpo (3), comprende un extremo aguas arriba (15) destinado a estar en relacion fluldica con el volumen de almacenamiento de un recipiente (2) y un extremo aguas abajo (25, 22) destinado a estar en relacion fluldica selectivamente con un organo de extraccion de gas (6), un circuito de llenado (7) que, determinado dentro del cuerpo (3), comprende un primer extremo (70) destinado a ser relacionado selectivamente con un organo de llenado del recipiente (2) y un segundo extremo (15) destinado a ser relacionado con el volumen de almacenamiento del recipiente (2), comprendiendo el circuito de extraccion (5) una valvula de aislamiento (8) y un organo de alivio de presion (9) del gas extraldo a una presion determinada, fija o regulable, comprendiendo la llave de cierre (1), asimismo, un organo de mando manual (18) del desplazamiento de la valvula de aislamiento (8), siendo selectivamente desplazable el organo de mando (18) a una primera posicion y a una segunda posicion, disponiendo el organo de mando (18), en su primera posicion, la valvula de aislamiento (8) en una posicion de apertura del circuito de extraccion (5), disponiendo el organo de mando (18), en su segunda posicion, la valvula de aislamiento (8) en una posicion de cierre del circuito de extraccion (5), caracterizada por que la llave de cierre (1) comprende ademas, dentro del cuerpo (3), un circuito de mando (10) del desplazamiento selectivo de la valvula de aislamiento (8) hacia su primera posicion de apertura del circuito de extraccion (5), comprendiendo el circuito de mando (10) un primer extremo relacionado con la valvula (8) y un segundo extremo (100) selectivamente enlazable a un accionador (11) del organo de extraccion de gas (6), para gobernar electricamente selectivamente el desplazamiento de la valvula (8) hacia su posicion de apertura del circuito de extraccion (5).
2. Llave de cierre segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la valvula de aislamiento (8) y el organo de alivio de presion (9) del gas extraldo son elementos diferenciados y dispuestos en serie en el circuito de extraccion (5).
3. Llave de cierre segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que la valvula de aislamiento (8) constituye asimismo un organo de alivio de presion (9) selectivo del gas extraldo, siendo la valvula de aislamiento (8) una valvula del tipo pilotado selectivamente de manera proporcional mediante un accionador (11) diferenciado para regular selectivamente la presion de salida del gas extraldo.
4. Llave de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el circuito de mando (10) comprende un paso que, determinado dentro del cuerpo (3) de la llave de cierre (1), aboca al exterior del cuerpo (3) en correspondencia con un orificio de entrada (16), estando configurado el orificio de entrada (16) para albergar, dentro del cuerpo (3), un empujador movil (17) perteneciente a un accionador (11) de un organo de extraccion de gas (6), para as! desplazar selectivamente la valvula (8) hacia su posicion de apertura.
5. Llave de cierre segun la reivindicacion 4, caracterizada por que el paso (10) del circuito de mando (10) situado entre el orificio de entrada (16) y la valvula de aislamiento (8) comprende al menos una pieza de transmision de esfuerzo (19, 20), movil para transmitir un esfuerzo del empujador (17) que penetra en el orificio de entrada (16) hacia la valvula de aislamiento (8), de modo que el desplazamiento de la valvula de aislamiento (8) hacia su posicion de apertura se realiza de manera indirecta por intermedio de la al menos una pieza de transmision (19, 20) accionada por un empujador (17).
6. Llave de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que, cuando el organo de mando (18) esta en su primera posicion, la valvula de aislamiento (8) queda bloqueada mecanicamente en su posicion de apertura del circuito de extraccion (5), cualquiera que sea el estado del circuito de mando (10) y el estado de un ocasional accionador (11) unido al circuito de mando (10).
7. Llave de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que, cuando el organo de mando (18) esta en su segunda posicion, la valvula de aislamiento (8) queda bloqueada mecanicamente en su posicion de cierre del circuito de extraccion (5), cualquiera que sea el estado del circuito de mando (10) y el estado de un ocasional accionador unido al circuito de mando (10).
8. Llave de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que el organo de mando (18) es desplazable a una tercera posicion neutra, en la que la valvula de aislamiento (8) es desplazable entre sus posiciones de apertura y de cierre del circuito de extraccion (5) segun el estado del circuito de mando (10) y de un ocasional accionador (11) unido al circuito de mando (10).
9. Llave de cierre segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que incluye un organo de recuperacion (120) que, por defecto, solicita a la valvula de aislamiento (8) hacia su posicion de cierre del circuito de extraccion (5).
10. Recipiente de almacenamiento de gas a presion que comprende un orificio relacionado con una llave de cierre (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Conjunto que comprende una llave de cierre (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1

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a 9 y un organo de extraccion de gas (6) dotado de un circuito de gas interno (14), siendo el organo de extraccion (6) selectivamente enlazable mecanicamente a la llave de cierre (1) para realizar una union fluldica del circuito de gas interno (14) con el extremo aguas abajo (25) del circuito de extraccion (5) de la llave de cierre (1), incluyendo la llave de cierre (1) y el organo de extraccion (6) unos organos de amarre mecanicos (12, 21) conjugados y amovibles para permitir su enganche de manera separable, caracterizado por que el organo de extraccion (6) comprende un accionador (11) para gobernar selectivamente el desplazamiento de la valvula de aislamiento (8) hacia su posicion de apertura del circuito de extraccion (5), en la posicion de enganche de la llave de cierre (1) y del organo de extraccion (6), estando relacionado el accionador (11) con el segundo extremo (100) del circuito de mando (10) para gobernar selectivamente el desplazamiento de la valvula de aislamiento (8) hacia su posicion de apertura segun el estado de alimentacion del accionador (11).
12. Conjunto segun la reivindicacion 11, caracterizado por que el organo de extraccion (6) comprende un empujador (17) actuado por el accionador (11), en la posicion de enganche de la llave de cierre (1) y del organo de extraccion (6), penetrando selectivamente el empujador (17) en el circuito de mando (10) por intermedio del segundo extremo (100) segun el estado de alimentacion del accionador (1), para desplazar la valvula de aislamiento (8) hacia su posicion de apertura.
13. Conjunto segun la reivindicacion 11 o 12, caracterizado por que el accionador es del tipo electrico (11) y comprende al menos uno de entre: un electroiman, una bobina inductora.
14. Utilization de un conjunto segun una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por que la llave de cierre (1) cuenta con una entrada (22) en relation fluldica con el volumen de almacenamiento de uno o varios recipientes de gas a presion (2), en la que se extrae gas del al menos un recipiente (2) por intermedio de:

- una etapa de enganche mecanico del organo de extraccion (6) sobre la llave de cierre (1) por intermedio de los organos de amarre mecanicos conjugados (12, 21),

- una etapa de desplazamiento del organo de mando manual (18) a una tercera posicion neutra, en la que la valvula de aislamiento (8) es desplazable entre sus posiciones de apertura y de cierre del circuito de extraccion (5) segun el estado del circuito de mando (10) y del ocasional accionador electrico (11) unido al circuito de mando (10),

- una etapa de alimentacion electrica de dicho accionador (11) para desplazar la valvula de aislamiento (8) hacia su posicion de apertura del circuito de extraccion (5).