ES2881868T3 - Unidad de bomba sumergible para dispensar gas licuado - Google Patents

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Abstract

Conjunto (10) para dispensar un flujo de gas licuado desde un recipiente (100) que contiene el gas en fase líquida, que comprende: - una estructura (1) de soporte que conecta un extremo (1a) de succión y un extremo (1b) de descarga, y adaptada para su montaje de manera ajustada en el recipiente (100) de manera que, cuando el conjunto (10) está en el estado de funcionamiento, el extremo de succión está sumergido en el gas licuado dentro del recipiente mientras que el extremo de descarga está ubicado en una superficie externa del recipiente (100); - una bomba (2) mantenida por la estructura (1) de soporte para quedar sumergida en el gas licuado cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento para dispensar el flujo de gas licuado, y adaptada para impulsar el flujo de gas licuado desde el extremo (1a) de succión hacia el extremo (1b) de descarga; - una unidad (3) de sellado desmontable ubicada en el extremo (1b) de descarga de la estructura (1) de soporte y adaptada para sellar una abertura (100a) a través de una pared del recipiente (100) cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento, y estando dotada la unidad de sellado de una salida (6) de líquido dispuesta en la unidad (3) de sellado y conectada a un conducto (102) para descargar el flujo de gas licuado impulsado por la bomba (2) cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento; y - un sistema acondicionador (4) adaptado para enfriar o calentar el gas licuado, - diseñadas la estructura (1) de soporte y la unidad (3) de sellado de manera que la bomba (2) es móvil dentro del recipiente (100) por medio de dicha estructura de soporte cuando dicha bomba debe extraerse de dicho recipiente o introducirse en el mismo, - estando adaptados el sistema acondicionador (4) y la estructura (1) de soporte de manera que el sistema acondicionador se mantiene dentro del recipiente (100) mediante la estructura de soporte además de la bomba (2), entre el extremo (1a) de succión y el extremo (1b) de descarga cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento, estando adaptada además la estructura (1) de soporte de manera que el sistema acondicionador (4) también es móvil dentro del recipiente (100) por medio de dicha estructura de soporte cuando dicho sistema acondicionador debe extraerse de dicho recipiente o introducirse en el mismo; caracterizado por que la estructura de soporte está orientada verticalmente en el estado de funcionamiento dentro del recipiente (100).

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de bomba sumergible para dispensar gas licuado
La presente invención se refiere a un conjunto para dispensar un flujo de gas licuado desde un recipiente que contiene el gas en fase líquida.
-- Antecedentes de la invención--
Los conjuntos para dispensar gas licuado desde un recipiente de almacenamiento comprenden normalmente una bomba y un sistema acondicionador de gas licuado. US-2008/0156382 A1 describe un sistema para bombear gases licuados que incluye un contenedor que tiene un puerto de acceso, y una bomba dispuesta dentro del contenedor capaz de elevar y descargar gas licuado desde el contenedor a una presión suficiente para su distribución o procesamiento adicional. EP-1 1018 601 A2 describe una bomba alternante accionada linealmente con una cámara dispensadora y una cámara de depósito. US-7.293.418 B2 describe una unidad de depósito criogénico que tiene una bomba alternante que descarga en un acumulador que se ubica en el área de almacenamiento criogénico
En tales conjuntos conocidos, la bomba puede estar diseñada para sumergirse en el gas licuado dentro del recipiente, y el sistema acondicionador se dispone fuera del recipiente, entre el recipiente y un dispensador del gas licuado. Por lo tanto, los conjuntos conocidos para dispensar un flujo de gas licuado desde un recipiente que contiene el gas en fase líquida comprenden, cada uno:
- una estructura de soporte que conecta un extremo de succión y un extremo de descarga, y adaptada para su montaje de manera ajustada en el recipiente de manera que, cuando el conjunto (10) está en el estado de funcionamiento, el extremo de succión está sumergido en el gas licuado dentro del recipiente, mientras que el extremo de descarga está ubicado en una superficie externa del recipiente;
- una bomba mantenida por la estructura de soporte para quedar sumergida en el gas licuado cuando el conjunto está en estado de funcionamiento para dispensar el flujo de gas licuado, y adaptada para impulsar el flujo de gas licuado desde el extremo de succión hacia el extremo de descarga;
- una unidad de sellado desmontable ubicada en el extremo de descarga de la estructura de soporte y adaptada para sellar una abertura a través de una pared del recipiente cuando el conjunto está en estado de funcionamiento, estando dotada la unidad de sellado de una salida de líquido dispuesta en la unidad de sellado y conectada a un conducto para descargar el flujo de gas licuado impulsado por la bomba cuando el conjunto (10) está en el estado de funcionamiento,; y
- un sistema acondicionador adaptado para enfriar o calentar el gas licuado.
La estructura de soporte y la unidad de sellado están diseñadas de manera que la bomba puede moverse por parte de un operario dentro del recipiente por medio de la estructura de soporte, en particular, cuando la bomba debe extraerse del recipiente o introducirse en el mismo.
El sistema acondicionador está adaptado normalmente para enfriar o calentar el flujo de gas licuado dispensado desde el recipiente a cualquier equipo de usuario. Tal sistema acondicionador se ubica fuera del recipiente en el estado de funcionamiento del conjunto dispensador de gas licuado. De este modo, tal conjunto presenta los siguientes inconvenientes:
- la disposición del sistema acondicionador requiere la existencia de suficiente espacio disponible fuera del recipiente;
- las trayectorias de fuga de calor posiblemente existentes en el sistema acondicionador fuera del recipiente pueden producir vaporización de parte del flujo de gas dispensado en ese momento antes de transferirlo al dispositivo del usuario;
- extraer la bomba del recipiente, en particular, para reparar o mantener esta bomba, requiere separar la unidad de sellado del sistema acondicionador antes de retirar la unidad de sellado y extraer la bomba del recipiente, lo que puede ser complicado o peligroso dependiendo del gas que se dispensa; y
- la bomba y el sistema acondicionador deben manejarse por separado después del desmontaje del conjunto, en particular, para reparar o mantener estos elementos.
De esta manera, un objetivo de la presente invención consiste en paliar al menos uno de estos inconvenientes.
En particular, un objetivo de la invención consiste en facilitar la reparación o mantenimiento de todo el conjunto, mediante la reducción del número de etapas en la secuencia de desmontaje en la ubicación del recipiente.
Otro objetivo de la invención consiste en dar a conocer un conjunto completo para dispensar gas licuado desde un recipiente, que es fácil de instalar en el recipiente por primera vez, y que permite, después de eso, la retirada fácil y rápida de la bomba y el sistema acondicionador del recipiente de gas.
-- Sumario de la invención-­
Para cumplir con al menos uno de estos u otros objetivos, un primer aspecto de la presente invención propone un conjunto para dispensar un flujo de gas licuado desde un recipiente como se describió anteriormente, pero en donde el sistema acondicionador y la estructura de soporte están adaptados de manera que el sistema acondicionador se mantiene dentro del recipiente mediante la estructura de soporte además de la bomba, entre el extremo de succión y el extremo de descarga cuando el conjunto está en estado de funcionamiento. Además, la estructura de soporte está orientada verticalmente en el estado de funcionamiento dentro del recipiente (100) y también está adaptada de manera que el sistema acondicionador también puede ser movido por el operario dentro del recipiente por medio de la estructura de soporte cuando el sistema acondicionador debe extraerse del recipiente o introducirse en el mismo.
De este modo, una parte principal del conjunto, incluyendo la bomba, el sistema acondicionador y la estructura de soporte, puede retirarse del recipiente para su transferencia a un taller de reparación y mantenimiento, sin implementar la etapa de desmontaje para separar cualquiera de estos componentes entre sí. Por lo tanto, esta parte del conjunto puede suministrarse como un solo bloque a la ubicación del recipiente, y su montaje en el recipiente es fácil y rápido de implementar. En algunas implementaciones de la invención, la unidad de sellado y, además, los componentes adicionales del conjunto pueden pertenecer también ventajosamente a la parte de elemento de un bloque del conjunto.
Adicionalmente, las trayectorias de fuga de calor posiblemente existentes en el sistema acondicionador tienen menos o inexistentes consecuencias, ya que el sistema acondicionador se ubica dentro del recipiente en el estado de funcionamiento.
Generalmente en la invención, el sistema acondicionador puede ser adecuado para enfriar o calentar el flujo de gas licuado que es impulsado por la bomba, sobre la marcha durante el desplazamiento de este flujo de gas licuado desde el extremo de succión al extremo de descarga cuando el conjunto está en estado de funcionamiento. Alternativamente, el sistema acondicionador también puede ser adecuado para enfriar o calentar el gas en fase líquida que está contenido en el recipiente. Dicha última función del sistema acondicionador se denomina “calentamiento o enfriamiento a granel” por las personas con experiencia en el manejo de gas licuado. También posiblemente, el sistema acondicionador puede tener ambas funciones de ajustar sobre la marcha la temperatura del gas licuado a dispensar, y producir un calentamiento o enfriamiento a granel del gas licuado contenido en el recipiente.
En posibles implementaciones de la invención, el conjunto puede estar dispuesto de manera que, cuando está en estado de funcionamiento, el extremo de descarga de la estructura de soporte está ubicado más alto que el extremo de succión a lo largo de la dirección vertical, y la estructura de soporte también está adaptada para mantener el sistema acondicionador más alto que la bomba a lo largo de la dirección vertical.
En realizaciones preferidas de la invención, el conjunto puede comprender además una pared periférica que se extiende desde el extremo de succión al extremo de descarga, y rodea tanto la bomba como el sistema acondicionador cuando el conjunto está en estado de funcionamiento. Posiblemente, la estructura de soporte puede estar diseñada para su inserción en un volumen interno a la pared periférica al introducir la bomba y el sistema acondicionador en el recipiente para una operación de dispensación de gas, o para su retirada del volumen interno a la pared periférica al extraer la bomba y el sistema acondicionador del recipiente. Alternativamente, la pared periférica puede formar parte de la estructura de soporte que mantiene tanto la bomba como el sistema acondicionador.
Para tales realizaciones preferidas de la invención con pared periférica, el conjunto puede comprender además una tubería que se dispondrá dentro del volumen interno a la pared periférica para conducir el flujo de gas licuado desde la bomba a la salida de líquido. De este modo, una altura de la estructura de soporte puede ser adecuada para que exista un volumen de gas debajo de la unidad de sellado pero fuera de la tubería, y rodeado por la pared periférica, cuando el conjunto está en estado de funcionamiento. Tal volumen de gas ayuda a reducir el gas evaporado que puede ser consecuencia de defectos de aislamiento térmico que pueden existir en la unidad de sellado. En diversas realizaciones, la altura de la estructura de soporte puede ser adecuada para que el volumen de gas se extienda más de 0,20 metros, y preferiblemente menos de 50 metros, en particular, menos de 1 metro, a lo largo de la dirección vertical y cuando el conjunto está en estado de funcionamiento.
Nuevamente, cuando se implementa una pared periférica, el conjunto también puede comprender ventajosamente una válvula de succión montada de manera ajustada en la pared periférica en el extremo de succión de la estructura de soporte. Tal válvula de succión puede estar adaptada para estar en estado abierto cuando el conjunto está en estado de funcionamiento, de manera que el flujo de gas licuado es admitido en el volumen interno a la pared periférica a través de la válvula de succión, y la válvula de succión también puede estar adaptada para estar en estado cerrado cuando la bomba no está ubicada con respecto a la pared periférica en una posición en correspondencia con el conjunto en estado de funcionamiento. Aún más ventajosamente, la válvula de succión puede estar dispuesta para ser accionada a su estado abierto mediante el movimiento de la bomba a lo largo de la pared periférica al extremo de succión, y a su estado cerrado mediante el movimiento de la bomba a lo largo de la pared periférica en alejamiento con respecto al extremo de succión, en particular, al introducir la bomba en el recipiente o extraerla del mismo, respectivamente.
Opcionalmente, las siguientes características adicionales también pueden implementarse con la invención y las mejoras opcionales anteriores, por separado o en combinación de varias de las mismas:
- el conjunto también puede estar adaptado para que el recipiente sea subterráneo;
- el conjunto también puede estar adaptado para que el recipiente sea un depósito de almacenamiento de gas licuado, o un contenedor de sumidero externo a un depósito de almacenamiento de gas licuado y conectado para su alimentación con gas licuado desde este último;
- el conjunto también puede comprender al menos un componente de manejo de gas seleccionado entre una válvula de salida conectada a la salida de líquido para permitir, limitar o bloquear el flujo de gas licuado a dispensar por el conjunto, una válvula de retención conectada a la salida de líquido, un caudalímetro para medir un caudal del flujo de gas licuado dispensado por el conjunto, al menos un sensor de temperatura para medir una temperatura de al menos el gas en fase líquida contenido dentro del recipiente y el flujo de gas licuado dispensado por el conjunto, al menos un sensor de presión para medir una presión de al menos el gas en fase líquida contenido dentro del recipiente y el flujo de gas licuado dispensado por el conjunto, un intercambiador de calor, en particular, incluido dentro de un vaporizador o un condensador, y una válvula de liberación dispuesta para descargar gas desde el interior de al menos el conjunto y el recipiente. De este modo, tal componente de manejo de gas puede estar dispuesto en el extremo de descarga de la estructura de soporte o fijado a la unidad de sellado cuando el conjunto está en estado de funcionamiento;
- el conjunto puede comprender, además, medios de suministro de energía eléctrica y medios de control dispuestos en el extremo de descarga de la estructura de soporte o en la unidad de sellado. Estos medios pueden estar adaptados para suministrar energía eléctrica a la bomba y al sistema acondicionador cuando tanto la bomba como el sistema acondicionador se mantienen mediante la estructura de soporte y el conjunto está en estado de funcionamiento. Los mismos también pueden estar adaptados para controlar el inicio y la detención del flujo de gas licuado, y para ajustar una temperatura y/o una presión de este flujo de gas licuado y/o del gas en fase líquida contenido dentro del recipiente, y posiblemente también para controlar un caudal del flujo de gas licuado. Tales medios de control y medios de suministro eléctrico pueden comprender al menos medios de entrada de control y una pantalla de control;
Generalmente, el conjunto de la invención puede ser adecuado para dispensar gas licuado seleccionado entre metano, etano, propano, butano licuados y mezclas de los mismos, incluyendo gas natural y gas de petróleo, en particular, gas que comprende más del 80 % en peso de metano, o seleccionado entre helio, oxígeno, nitrógeno, amoniaco licuados, y combustible líquido de propulsión de cohetes espaciales o naves espaciales.
Un segundo aspecto de la invención propone una estación de repostaje de gas licuado, que comprende un dispensador de gas licuado, un recipiente para contener el gas en fase líquida, y un conjunto según el primer aspecto de la invención, estando conectado el dispensador de gas licuado a la salida de líquido del conjunto. Tal estación puede estar adaptada de manera que el gas licuado es un gas de combustible de motor. En particular, la estación puede estar adaptada para el repostaje de vehículos de carretera, en particular, camiones, con gas de combustible de motor. Alternativamente, la estación puede estar dedicada a alimentar un motor, tal como un motor de propulsión de buque o un motor de locomotora con gas de combustible licuado, y puede estar dispuesta a bordo del buque o locomotora.
Estas y otras características de la invención se describirán a continuación haciendo referencia a las figuras adjuntas, que se refieren a realizaciones preferidas pero no limitativas de la invención.
-- Breve descripción de los dibujos --
- Las Figuras 1a y 1b ilustran dos posibles instalaciones para un conjunto según la invención; y
- la Figura 2 ilustra una realización preferida de la invención.
Los mismos números de referencia indicados en diferentes figuras denotan elementos idénticos de elementos con función idéntica.
Para mayor claridad, los elementos representados en estas figuras no se reproducen con dimensiones o relaciones de dimensiones que se corresponden con las realizaciones reales.
-- Descripción detallada de la invención -­
La invención se describe a continuación en detalle para varios ejemplos de instalaciones y realizaciones, pero sin inducir ninguna limitación con respecto al alcance de las reivindicaciones. En particular, se describe una aplicación en una estación de repostaje para vehículos de carretera, por ejemplo, camiones, aunque también se incluyen otras aplicaciones en las reivindicaciones, con características de implementación idénticas o características de implementación adaptadas a gas y/o adaptadas a la aplicación.
En las Figuras 1a y 1b, los siguientes números de referencia tienen los significados enumerados a continuación:
100 recipiente que contiene gas de combustible de motor licuado
100a abertura en una pared del recipiente 100
100' depósito de almacenamiento
101 dispensador de gas licuado
102 conducto de alimentación del dispensador 101 con gas licuado
10 conjunto para dispensar el gas de combustible de motor licuado, instalado en el recipiente 100
1 estructura de soporte
1 a extremo de succión de la estructura 1 de soporte
1 b extremo de descarga de la estructura 1 de soporte
2 bomba
3 unidad de sellado desmontable
4 sistema acondicionador
5 tubería, opcional
6 salida de líquido del conjunto 10, dispuesta en la unidad 3 de sellado desmontable
El recipiente 100 puede ser un depósito de almacenamiento diseñado para contener una gran cantidad de gas de combustible de motor licuado, tal como se representa en la Figura 1a, o un contenedor de sumidero, tal como se representa en la Figura 1b. Cuando es un contenedor de sumidero, el mismo está conectado al depósito 100' de almacenamiento con conductos adecuados para transferir gas de combustible de motor licuado desde el depósito 100' de almacenamiento al contenedor de sumidero y, además, posiblemente, para que parte del gas licuado regrese desde el contenedor de sumidero al depósito 100' de almacenamiento, por ejemplo, para operaciones de mantenimiento en el contenedor de sumidero.
El recipiente 100 está dotado de paredes aisladas térmicamente adecuadas para mantener el gas de combustible de motor licuado contenido a una temperatura que es adecuada para la fase líquida, y para reducir el gas evaporado que puede ser consecuencia de la posible existencia de defectos de aislamiento térmico. El recipiente 100 puede tener cualquier forma y orientación generales, y también puede ser subterráneo o estar enterrado, dependiendo de las restricciones de instalación.
El conducto 102 está conectado a la salida 6 de líquido del conjunto 10, para descargar hacia el dispensador 101 el flujo de gas licuado impulsado por la bomba 2. Dentro del conjunto 10, la tubería 5 puede conectar la salida de la bomba 2 a la salida 6 de líquido. Sin embargo, la tubería 5 puede ser innecesaria si la estructura 1 de soporte está diseñada para encerrar herméticamente un volumen interno separado del volumen restante del recipiente 100, entre el extremo 1a de succión y el extremo 1b de descarga. Pero en otras realizaciones de la invención, la estructura 1 de soporte puede estar abierta, por ejemplo, compuesta por varios postes que están dispuestos desde el extremo 1a de succión al extremo 1b de descarga, y posiblemente distribuidos angularmente alrededor de un eje central del conjunto 10.
La estructura 1 de soporte está diseñada para soportar tanto la bomba 2 como el sistema acondicionador 4 dentro del recipiente 100. Es posible usar cualquier medio práctico para fijar la bomba 2 a la estructura 1 de soporte y, además, para fijar el sistema acondicionador 4 a la estructura 1 de soporte. En estado de funcionamiento, para dispensar el flujo de gas de combustible de motor licuado, el extremo 1a de succión de la estructura 1 de soporte está sumergido en el gas licuado contenido dentro del recipiente 100, y el extremo 1b de descarga está ubicado sustancialmente en la abertura 100a del recipiente. Debido a que la estructura 1 de soporte se extiende hasta el extremo 1b de descarga, es posible que un operario lo sujete desde el exterior del recipiente 100, y lo extraiga del recipiente 100 junto con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4, como un elemento de un bloque a través de la abertura 100a del recipiente 100.
Preferiblemente, el sistema acondicionador 4 está fijado a la estructura 1 de soporte entre la bomba 2 y el extremo 1b de descarga, en estado de funcionamiento del conjunto 10. La estructura 1 de soporte está orientada verticalmente en el estado de funcionamiento dentro del recipiente 100, de manera que la estructura 1 de soporte mantiene el sistema acondicionador 4 encima de la bomba 2.
La unidad 3 de sellado desmontable está diseñada para sellar herméticamente la abertura 100a del recipiente 100 en el estado de funcionamiento del conjunto 10. Se retira para extraer la estructura 1 de soporte junto con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 del recipiente 100, o para introducirlos en el recipiente 100. La unidad 3 de sellado desmontable también puede estar dotada de medios de aislamiento térmico para evitar o reducir la penetración de calor en el recipiente 100 a través de la unidad 3 de sellado desmontable, o en la interfaz entre la pared del recipiente y la unidad 3 de sellado desmontable alrededor de la abertura 100a.
En algunas realizaciones, la estructura 1 de soporte puede estar fijada en la unidad 3 de sellado desmontable, por ejemplo, en una superficie orientada hacia abajo de esta última en estado de funcionamiento. En otras realizaciones, la estructura 1 de soporte puede estar separada de la unidad 3 de sellado desmontable, y soportada por la pared del recipiente cerca de la abertura 100a. Posiblemente, un anillo dedicado de la estructura 1 de soporte en el extremo 1b de descarga puede estar diseñado para su retención entre la unidad 3 de sellado desmontable y un asiento anular que está dispuesto en el recipiente 100 alrededor de la abertura 100a.
La bomba 2 puede ser de cualquier tipo adecuado para impulsar un flujo del gas de combustible de motor licuado desde el extremo 1a de succión hacia la salida 6 de líquido, dependiendo del intervalo deseado para el valor de caudal de este flujo. Preferiblemente, la bomba 2 puede ser del tipo de inmersión, de manera que penetra completamente en el gas licuado en estado de bombeo.
El sistema acondicionador 4 está adaptado para enfriar y/o calentar el gas licuado. Una ventaja adicional de disponer el sistema acondicionador 4 dentro del recipiente 100 según la invención consiste en simplificar el propio sistema acondicionador 4, en particular, sus componentes que producen la transferencia térmica entre el gas licuado y las partes térmicamente activas del sistema acondicionador 4. También reduce drásticamente cualquier trayectoria conductora térmicamente desde el exterior del recipiente 100 al sistema acondicionador 4, participando de esta manera en reducir la vaporización no deseada del gas licuado antes de su suministro por parte del dispensador 101.
Según una primera implementación del sistema acondicionador 4, el mismo puede estar dispuesto para enfriar o calentar sobre la marcha el flujo de gas de combustible de motor licuado suministrado por el conjunto 10 al dispensador 101. Por ejemplo, es posible su disposición alrededor de la tubería 5 cuando se usa dicha tubería, o es posible su inmersión dentro del flujo de gas licuado dispensado antes de que este flujo alcance la salida 6 de líquido.
Según una segunda implementación del sistema acondicionador 4, es posible su disposición para enfriar o calentar el gas licuado contenido en el recipiente 100 fuera del conjunto 10. Tal operación se denomina normalmente acondicionamiento a granel y se implementa en particular para ajustar la presión dentro del recipiente 100.
También posiblemente, el sistema acondicionador 4 puede tener funciones de acondicionamiento a granel y enfriamiento o calentamiento sobre la marcha del flujo de gas licuado dispensado. Con tal fin, el mismo está dispuesto preferiblemente en el conjunto 10 para estar selectivamente en comunicación térmica con el flujo de gas licuado a dispensar y/o el gas licuado fuera del conjunto 10 dentro del recipiente 100. Ambas funciones pueden controlarse alternativa o simultáneamente utilizando medios de selección adecuados.
La realización preferida de la invención que se muestra en la Figura 2 implementa dos componentes adicionales que pertenecen al conjunto 10: una pared periférica 7 y una válvula 8 de succión. La pared periférica 7 puede implementarse posiblemente sin la válvula 8 de succión. La misma separa un volumen V interno al conjunto 10 del volumen interno restante del recipiente 100, de manera que ningún gas licuado puede entrar en el volumen V sin ser admitido a través de la válvula 8 de succión. De este modo, la estructura 1 de soporte, la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 están dispuestos dentro de la pared periférica 7, manteniéndose estos dos últimos componentes mediante la estructura 1 de soporte. La estructura 1 de soporte puede comprender nuevamente uno o varios postes a los que están fijados la bomba 2 y el sistema acondicionador 4. Una ventaja de tal pared periférica 7 es permitir que exista una cantidad de gas dentro del volumen V debajo de la unidad 3 de sellado desmontable, para reducir aún más la transferencia de calor desde el exterior del recipiente 100 al gas licuado contenido en el interior. La pared periférica 7 puede implementarse junto con la tubería 5, para combinar una trayectoria para dispensar el flujo de gas licuado con la retención permanente de la cantidad de gas dentro del volumen V interno al conjunto 10. Una altura h del volumen de gas así retenido debajo de la unidad 3 de sellado desmontable puede variar dependiendo de la aplicación de la invención. Para la aplicación en una estación de repostaje para vehículos de carretera, la altura h puede estar comprendida entre 0,20 m (metros) y 1 m a lo largo de la dirección vertical, pero para otras aplicaciones, tales como un almacenamiento masivo de gas licuado, por ejemplo, en instalaciones de puertos, la altura h puede ser de hasta 50 m.
Generalmente, para un conjunto 10 según la invención, o en combinación con una cantidad de gas retenido debajo de la unidad 3 de sellado desmontable en el volumen V interno al conjunto 10 que acaba de describirse, un elemento 10a de aislamiento térmico puede estar dispuesto adicionalmente cerca de la superficie orientada hacia abajo de la unidad 3 de sellado desmontable.
La válvula 8 de succión puede estar montada en el extremo inferior de la pared periférica 7. Puede estar diseñada ventajosamente para conmutar automáticamente a un estado cerrado cuando la bomba 2 no está mantenida por la estructura 1 de soporte en una posición que se corresponde con el estado de funcionamiento del conjunto 10. Por lo tanto, la válvula 8 de succión sella el extremo inferior de la pared periférica 7 una vez que la bomba 2 se eleva dentro de la pared periférica 7 por medio de la estructura 1 de soporte. Además, la válvula 8 de succión puede conmutar a un estado abierto al descender la bomba 2 hasta su posición para el funcionamiento del conjunto 10, mientras se controla el movimiento de la bomba 2 por medio de la estructura 1 de soporte. Tal válvula 8 de succión permite retirar la estructura 1 de soporte junto con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 del recipiente 100 sin que se evapore una gran cantidad de gas licuado y se escape a través de la abertura 100a. Alternativamente, es posible usar otros tipos de válvulas de succión conmutables, por ejemplo, válvulas de succión que se pueden controlar a un estado abierto y un estado cerrado desde el exterior del recipiente 100 independientemente de la posición de la bomba 2 dentro de la pared periférica 7. Antes de extraer la estructura 1 de soporte junto con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 del recipiente 100, es posible inyectar gas inerte a presión desde el exterior en el interior de la pared periférica 7, por ejemplo, por medio de una línea de inyección de gas dedicada (no representada) dispuesta a través de la unidad 3 de sellado desmontable. Por lo tanto, el gas licuado es empujado hacia abajo dentro de la pared periférica 7, de regreso al recipiente 100 fuera de la pared periférica 7 del conjunto 10. De este modo, la válvula 8 de succión se cierra, la unidad 3 de sellado desmontable se puede retirar, y la estructura 1 de soporte junto con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 pueden extraerse desde el interior de la pared periférica 7 como un elemento de un bloque a través de la abertura 100a. La pared periférica 7 y la válvula 8 de succión cerrada permanecen firmemente fijas en su posición dentro del recipiente 100 a medida que la estructura de soporte con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 se alejan. La válvula 8 de succión sigue cerrada al reintroducir la estructura 1 de soporte junto con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 como un elemento de un bloque nuevamente en el recipiente 100 a través de la abertura 100a. Una vez que la unidad de la estructura 1 de soporte con la bomba 2 y el sistema acondicionador 4 se ha dispuesto en la posición final para el funcionamiento del conjunto 10, la unidad 3 de sellado desmontable se monta para sellar la abertura 100a, el aire es sustituido por gas inerte dentro del volumen V interno a la pared periférica 7, la válvula 8 de succión es accionada a un estado abierto y se deja que el gas inerte escape del interior de la pared periférica 7, posiblemente a través de una línea de gas dedicada (no representada) a través de la unidad 3 de sellado desmontable. Después de retirar el aire, una cantidad de gas originaria del líquido o gas evaporado puede dejarse permanentemente dentro de la pared periférica 7 como se explicó anteriormente, para mejorar el aislamiento térmico.
Una ventaja principal de un conjunto según la invención resulta del posible manejo de los componentes principales del conjunto, que incluyen la bomba 2 y el sistema acondicionador 4, como un bloque. De esta manera, el envío del conjunto a la ubicación del recipiente 100 es más fácil en gran medida, así como el montaje del conjunto en el recipiente 100, su retirada del recipiente 100 y su transferencia a un taller para servicio de mantenimiento. De hecho, todo el conjunto se monta antes del envío o en el taller de servicio, lejos de la estación de repostaje. Por lo tanto, el uso del conjunto 10 y, además, más generalmente, el funcionamiento de la estación de repostaje, son más fáciles.
Para aumentar adicionalmente esta ventaja de manejo de un bloque, es posible fijar componentes adicionales a la estructura 1 de soporte, en el extremo 1b de descarga, o a la unidad 3 de sellado desmontable. Tales elementos adicionales pueden estar relacionados con componentes de manejo de gas, y medios de suministro y control eléctrico.
Tales componentes de manejo de gas pueden seleccionarse entre los siguientes, sin limitarse a:
- una válvula 11a de salida intermedia entre la salida 6 de líquido y el conducto 102, para permitir, limitar o bloquear el flujo de gas licuado a dispensar por el conjunto 10;
- una válvula 11b de retención también intermedia entre la salida 6 de líquido y el conducto 102, para evitar que el gas licuado pueda retroceder al recipiente 100;
- un caudalímetro 12 para medir el caudal del flujo de gas licuado dispensado por el conjunto 10;
- uno o varios sensores 13 de temperatura para medir la temperatura del flujo de gas licuado dispensado por el conjunto 10 y, posiblemente, también para medir adicionalmente la temperatura del gas licuado que está contenido dentro del recipiente 100 fuera del conjunto 10;
- uno de varios sensores 14 de presión para medir una presión del flujo de gas licuado dispensado por el conjunto 10, por ejemplo, la presión en la salida 6 de líquido y, posiblemente, también para medir adicionalmente una presión del gas licuado que está contenido dentro del recipiente 100 fuera del conjunto 10; - opcionalmente, un controlador (no representado) para controlar el funcionamiento del sistema acondicionador 4, para el calentamiento a granel o enfriamiento a granel del gas licuado contenido dentro del recipiente 100, a efectos de mantener un valor de presión deseado dentro del recipiente 100;
- un intercambiador 17 de calor usado para el sistema acondicionador 4 u otras funcionalidades. En algunas realizaciones de la invención, dicho intercambiador de calor puede formar parte de un vaporizador o condensador dispuesto de manera bien conocida;
- una válvula 16 de liberación dispuesta para descargar gas desde el interior del conjunto 10, y/u otra válvula 18 de liberación dispuesta para descargar gas desde el interior del recipiente 100, para evitar valores de presión excesivos en el conjunto 10 o en el recipiente 100, respectivamente, o en ambos; y
- opcionalmente, un circuito de fluido portador de calor, con un conducto 19a de suministro y un conducto 19b de retorno, para suministrar un flujo de fluido portador de calor o frío al sistema acondicionador 4.
Además, el suministro eléctrico y los medios de control pueden seleccionarse entre los siguientes:
- medios 20 de suministro de energía eléctrica, para suministrar energía a la bomba 2 y al sistema acondicionador 4. Estos medios 20 de suministro de energía eléctrica pueden tener diversas estructuras, en particular, con componentes que son compartidos por la bomba 2 y el sistema acondicionador 4, o solo con componentes exclusivos de la bomba 2 o del sistema acondicionador 4. En particular, estos medios 20 de suministro de energía eléctrica controlan el inicio y la detención del flujo de gas licuado a dispersar, mediante el control de la activación de la bomba 2;
- medios 21 para controlar un caudal del flujo del gas licuado que se dispensa. Estos medios de control de caudal pueden comprender en particular un variador de velocidad adaptado para variar una velocidad de giro de la bomba 2; y
- medios de entrada de control (no representados) adaptados para que un operario de la estación de repostaje introduzca comandos para determinar parámetros del suministro de gas licuado. Posiblemente, también se puede usar una pantalla de control para controlar valores medidos de al menos algunos de estos parámetros, y/o parámetros de almacenamiento de gas.
Obviamente, se entenderá que la anterior descripción detallada se muestra solamente como un ejemplo de realización de la invención. Sin embargo, es posible adaptar aspectos secundarios de la realización dependiendo de la aplicación, conservando al menos algunas de las ventajas mencionadas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Conjunto (10) para dispensar un flujo de gas licuado desde un recipiente (100) que contiene el gas en fase líquida, que comprende:
- una estructura (1) de soporte que conecta un extremo (1a) de succión y un extremo (1b) de descarga, y adaptada para su montaje de manera ajustada en el recipiente (100) de manera que, cuando el conjunto (10) está en el estado de funcionamiento, el extremo de succión está sumergido en el gas licuado dentro del recipiente mientras que el extremo de descarga está ubicado en una superficie externa del recipiente (100);
- una bomba (2) mantenida por la estructura (1) de soporte para quedar sumergida en el gas licuado cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento para dispensar el flujo de gas licuado, y adaptada para impulsar el flujo de gas licuado desde el extremo (1a) de succión hacia el extremo (1b) de descarga;
- una unidad (3) de sellado desmontable ubicada en el extremo (1b) de descarga de la estructura (1) de soporte y adaptada para sellar una abertura (100a) a través de una pared del recipiente (100) cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento, y estando dotada la unidad de sellado de una salida (6) de líquido dispuesta en la unidad (3) de sellado y conectada a un conducto (102) para descargar el flujo de gas licuado impulsado por la bomba (2) cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento; y
- un sistema acondicionador (4) adaptado para enfriar o calentar el gas licuado, - diseñadas la estructura (1) de soporte y la unidad (3) de sellado de manera que la bomba (2) es móvil dentro del recipiente (100) por medio de dicha estructura de soporte cuando dicha bomba debe extraerse de dicho recipiente o introducirse en el mismo,
- estando adaptados el sistema acondicionador (4) y la estructura (1) de soporte de manera que el sistema acondicionador se mantiene dentro del recipiente (100) mediante la estructura de soporte además de la bomba (2), entre el extremo (1 a) de succión y el extremo (1 b) de descarga cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento, estando adaptada además la estructura (1) de soporte de manera que el sistema acondicionador (4) también es móvil dentro del recipiente (100) por medio de dicha estructura de soporte cuando dicho sistema acondicionador debe extraerse de dicho recipiente o introducirse en el mismo;
caracterizado por que la estructura de soporte está orientada verticalmente en el estado de funcionamiento dentro del recipiente (100).
2. Conjunto (10) según la reivindicación 1, en donde el sistema acondicionador (4) es adecuado para enfriar o calentar el flujo de gas licuado impulsado por la bomba (2), sobre la marcha durante el desplazamiento de dicho flujo de gas licuado desde el extremo (1a) de succión al extremo (1b) de descarga cuando el conjunto está en estado de funcionamiento.
3. Conjunto (10) según la reivindicación 1 o 2, en donde el sistema acondicionador (4) es adecuado para enfriar o calentar el gas en fase líquida contenido en el recipiente (100).
4. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuesto de manera que, cuando el conjunto está en estado de funcionamiento, el extremo (1b) de descarga de la estructura (1) de soporte está ubicado más alto que el extremo (1a) de succión a lo largo de la dirección vertical, y la estructura de soporte también está adaptada para mantener el sistema acondicionador (4) más alto que la bomba (2) a lo largo de la dirección vertical.
5. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una pared periférica (7) que se extiende desde el extremo (1a) de succión al extremo (1b) de descarga, y rodea tanto la bomba (2) como el sistema acondicionador (4) cuando el conjunto está en estado de funcionamiento.
6. Conjunto (10) según las reivindicaciones 4 y 5, que comprende además una tubería (5) a disponer dentro de un volumen (V) interno a la pared periférica (7) para conducir el flujo de gas licuado desde la bomba (2) a la salida (6) de líquido,
y en donde una altura de la estructura (1) de soporte es adecuada para que exista un volumen de gas debajo de la unidad (3) de sellado pero fuera de la tubería (5), y rodeado por la pared periférica (7), cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento.
7. Conjunto (10) según la reivindicación 6, en donde la altura de la estructura (1) de soporte es adecuada para que el volumen de gas se extienda más de 0,20 metros, y preferiblemente menos de 50 metros, en particular menos de 1 metro, a lo largo de la dirección vertical y cuando el conjunto está en estado de funcionamiento.
8. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, que comprende además una válvula (8) de succión montada de manera ajustada en la pared periférica (7) en el extremo (1a) de succión de la estructura (1) de soporte, y adaptada para estar en estado abierto cuando el conjunto está en estado de funcionamiento, de manera que el flujo de gas licuado es admitido en el volumen interno (V) a la pared periférica a través de la válvula de succión, y la válvula de succión también está adaptada para estar en estado cerrado cuando la bomba (2) no está ubicada con respecto a la pared periférica en una posición en correspondencia con el conjunto (10) en estado de funcionamiento.
9. Conjunto (10) según la reivindicación 8, en donde la válvula (8) de succión está dispuesta para ser accionada al estado abierto mediante el movimiento de la bomba (2) a lo largo de la pared periférica (7) al extremo (1a) de succión, y al estado cerrado mediante el movimiento de la bomba a lo largo de dicha pared periférica en alejamiento con respecto al extremo de succión, en particular al introducir la bomba en el recipiente o extraerla del mismo, respectivamente.
10. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, siendo el recipiente subterráneo.
11. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, adaptado para que el recipiente (100) sea un depósito de almacenamiento de gas licuado, o un contenedor de sumidero externo a un depósito (100') de almacenamiento de gas licuado y conectado para su alimentación con gas licuado desde dicho depósito de almacenamiento.
12. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además al menos un componente de manejo de gas seleccionado entre una válvula (11a) de salida conectada a la salida (6) de líquido para permitir, limitar o bloquear el flujo de gas licuado a dispensar por el conjunto, una válvula (11 b) de retención conectada a la salida de líquido, un caudalímetro (12) para medir un caudal del flujo de gas licuado dispensado por el conjunto (10), al menos un sensor (13) de temperatura para medir una temperatura de al menos uno entre el gas en fase líquida contenido dentro del recipiente (100) y el flujo de gas licuado dispensado por el conjunto (10), al menos un sensor (14) de presión para medir una presión de al menos uno entre el gas en fase líquida contenido dentro del recipiente (100) y el flujo de gas licuado dispensado por el conjunto (10), un intercambiador (17) de calor, en particular incluido dentro de un vaporizador o un condensador, y al menos una válvula (16, 18) de liberación dispuesta para descargar gas desde el interior de al menos uno entre el conjunto (10) y el recipiente (100),
estando dispuesto dicho componente de manejo de gas en el extremo (1b) de descarga de la estructura (1) de soporte o fijado a la unidad (3) de sellado cuando el conjunto (10) está en estado de funcionamiento.
13. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios (20) de suministro de energía eléctrica y medios (21) de control dispuestos en el extremo (1b) de descarga de la estructura (1) de soporte o en la unidad (3) de sellado, y adaptados para suministrar energía eléctrica a la bomba (2) y al sistema acondicionador (4) cuando tanto la bomba como el sistema acondicionador se mantienen mediante la estructura de soporte y el conjunto (10) está en estado de funcionamiento, y también adaptados para controlar el inicio y la detención del flujo de gas licuado, y para ajustar una temperatura y/o una presión del gas en fase líquida contenido dentro del recipiente (100) y/o del flujo de gas licuado, y posiblemente también para controlar un caudal de dicho flujo de gas licuado.
14. Conjunto (10) según la reivindicación 13, en donde los medios (20) de suministro eléctrico y los medios (21) de control comprenden al menos uno entre medios de entrada de control y una pantalla de control.
15. Conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, adecuado para dispensar gas licuado seleccionado entre metano, etano, propano, butano licuados y mezclas de los mismos, incluyendo gas natural y gas de petróleo, en particular gas que comprende más del 80 % en peso de metano, o seleccionado entre helio, oxígeno, nitrógeno, amoniaco licuados, y combustible líquido de propulsión de cohetes espaciales o naves espaciales.
16. Estación de repostaje de gas licuado, que comprende un dispensador (101) de gas licuado, un recipiente (100) para contener el gas en fase líquida, y un conjunto (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y estando conectado el dispensador de gas licuado a la salida (6) de líquido del conjunto.
17. Estación según la reivindicación 16, adaptada de manera que el gas licuado es un gas de combustible de motor.
18. Estación según la reivindicación 17, adaptada para el repostaje de vehículos de carretera, en particular, camiones, con gas de combustible de motor.
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