WO2018229404A1 - Vanne de derivation pour machine de detente - Google Patents

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WO2018229404A1
WO2018229404A1 PCT/FR2018/051347 FR2018051347W WO2018229404A1 WO 2018229404 A1 WO2018229404 A1 WO 2018229404A1 FR 2018051347 W FR2018051347 W FR 2018051347W WO 2018229404 A1 WO2018229404 A1 WO 2018229404A1
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WO
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shutter
bypass valve
valve according
bypass
valve
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/051347
Other languages
English (en)
Inventor
Rémi DACCORD
Sébastien ROBERT
Stéphane WATTS
Antoine Debaise
Benoit Gresset
Original Assignee
Exoes
Schrader
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exoes, Schrader filed Critical Exoes
Priority to EP18736997.0A priority Critical patent/EP3638888A1/fr
Publication of WO2018229404A1 publication Critical patent/WO2018229404A1/fr

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/36—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating the engines being of positive-displacement type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before starting

Definitions

  • the present invention relates to the field of expansion machines intended for the recovery of thermal energy from hot fluid, for the transformation into mechanical or electrical energy, and more particularly to bypass valves for expansion machines.
  • the invention relates to an expansion bypass valve for a thermal energy recovery system from an engine such as an internal combustion engine, and finds a particular application in the field of transport.
  • EP3128137 describes an assembly for controlling a flow of working fluid in the gas phase between its source and the admission of an expansion machine.
  • this solution provides a slide valve comprising several passages feeding on one side the admission of the expansion machine, on the other side a bypass channel of the expansion machine opening into the exhaust zone of the relaxing machine.
  • WO 2015176142 vapor expansion device comprising an expansion machine having an inlet which is connected to a pipe inlet and outlet which is connected to a discharge pipe, the intake pipe being provided with an inlet valve and the discharge pipe being provided with an evacuation valve for isolating the space between the valves by closing these valves when the expander is not in operation, the device being provided with a steam supply which conditions the space between the valves when the expansion machine is not in progress of operation, so that air can not enter the space.
  • a referenced supply valve is connected to a controller which controls the opening when the expansion machine is turned off and its closure when the expansion machine is put back into operation.
  • This supply valve is disposed on the steam supply circuit and not in the expansion machine.
  • the valve which is the subject of the invention makes it possible to ensure optimal temperature setting of all the parts of the thermal machine, in particular during the start-up phase and to simplify the heating circuit, which makes it possible to reduce its bulk. .
  • Patent application WO2017144857 discloses a 3-way bypass valve for regulating a flow of a fluid in a waste heat recovery system, the bypass valve comprising: a valve body; an inlet defined within the valve body, the inlet port being configured for fluid communication with an outlet of one or more evaporators of a waste heat recovery system; a first outlet port defined within the valve body, the first outlet port being configured for fluid communication with an expansion machine of a waste heat recovery system; a second outlet defined within the valve body, the second outlet being configured for fluid communication with a condenser of a waste heat recovery system; a valve configured to prevent fluid flow from the inlet port to the first outlet port; and an actuator configured to actuate the valve, characterized in that the bypass valve further comprises a purge flow path providing fluid communication between the inlet port and the first outlet port, bypassing the valve .
  • US patent application US20150330530 is also known which describes a 3-way bypass valve for regulating the flow of a fluid in a waste heat recovery system which comprises a valve body, a valve coupled to the valve body and adapted to prevent the flow of fluid to an expansion machine, and a rod with at least a portion disposed in the valve body in which the rod is adapted to move the valve for allow the fluid to flow to the expansion machine and regulate the fluid flow.
  • Patent application WO2017144860 describes another example of a dispensing valve.
  • the dispensing valve comprises a body, a spool and a solenoid assembly, the body and the solenoid together defining a cavity, the body defining an inlet port, the spool being permanently mounted in said cavity, the spool defining a first outlet port and a second outlet port, and the dispensing valve further comprising a ring, the ring being slidably mounted around the cylindrical spool in said cavity, and said ring being configured for actuation by the solenoid assembly to open and closing said first and second outlet ports to control fluid flow through the dispensing valve.
  • the disadvantages of the solutions of the prior art concern in particular the heat transfer between the active zone of the valve, subjected to high temperatures, up to 250 ° C for machines using ethanol or cyclopentane as working fluid and the pneumatic or electromagnetic actuator of the valve.
  • the high heat transmission up to this actuator causes malfunctions related to the expansion of the components, the temperature withstand of certain components, in particular the elastomers for an actuator pneumatic, or insulating varnishes and resins for an electromagnetic actuator.
  • the invention relates to a valve for controlling the opening or closing of the passage of the working fluid from the intake chamber in a bypass circuit. In nominal operation, the valve is in the closed position, all the working fluid from the inlet chamber then supplying the expansion zone delimited by the screw or the spiral.
  • the valve according to the invention has two particular characteristics: it is a two-way valve and not a three-way valve. This valve is configured to be positioned inside the expansion machine on an internal outlet of the high-pressure inlet zone.
  • It can be positioned in the cylinder head cover or at the interface between the high pressure inlet chamber and the preheating means connected to the exhaust zone.
  • This configuration ensures in all circumstances a sweeping of the high-pressure inlet zone by the working fluid, both when the valve is in the open position and when in the closed position, unlike the solutions of the prior art where this high-pressure inlet zone is swept by the working fluid only when the valve is in the nominal operating position.
  • the valve according to the invention has two positions: a) a closed position, corresponding to the nominal operation of the expansion machine, where the working fluid circulates inside the expansion machine from the intake zone to the exhaust passing through the expansion zone
  • a bypass circuit comprising the preheating means and which connects the intake zone and the exhaust zone without passing through the expansion zone, in the starting phase where the machine is at a standstill and not turn
  • FIG. 1 shows a schematic view of a Rankine cycle according to the invention.
  • FIG. 2 shows a diagram of the invention.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a variant of the invention.
  • FIG. 4 shows a sectional view of a second variant of the invention.
  • FIG. 5 shows a sectional view of a third embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a sectional view of a fourth variant of the invention.
  • FIG. 7 shows a sectional view of a fifth variant of the invention.
  • FIG. 1 represents a schematic view of a Rankine cycle according to the invention.
  • a Rankine cycle recovers waste heat from an associated rotary machine (801), which may be an internal combustion engine. This heat can be recovered in several places: on the cooling circuit, on the cooling of the compressed air upstream of the engine, on the cooling of the exhaust gases recirculated in the rotary machine or on exhaust gases (802 ) as shown in Figure 1.
  • a heat exchanger or evaporator (807) is inserted in bypass on the line exhaust after the pollution control system (803).
  • a bypass valve (827) proportionally distributes the flow rates between said evaporator (807) and the normal exhaust.
  • the evaporator (807) is for evaporating the working fluid (808) from the Rankine cycle.
  • the working fluid (808) is sucked by the pump unit (806) from the condenser (805) at a pressure defined by the expansion vessel (828) whose pressure is controlled by an electric control valve. pulses (829).
  • Said valve (829) regulates the air pressure in the expansion vessel (828) either by connecting the expansion tank (828) to a source of compressed air (821) temporarily, or by connecting the vessel of Expansion (828) to the atmosphere temporarily, either closing the inlet to the expansion vessel.
  • the Rankine cycle calculator receives these signals to control the actuators of the system and a temperature of the vapor in the expansion machine (1) measured either in the expansion zone (14) or in the exhaust zone ( 13).
  • the vapor produced in the evaporator (807) flows to the expansion machine (1).
  • the expansion machine (1) comprises three zones: an inlet zone (11) of the high pressure steam which is connected to the expansion zone (14), itself connected to the exhaust zone (13). ) at low pressure.
  • the bypass valve (2) opens and closes a bypass channel (15) connecting the intake zone (11) and the exhaust zone (13).
  • the bypass valve (2) is advantageously pneumatic and is connected to the source of compressed air (821).
  • An electric valve (820) controls the admission of air into the bypass valve (2) either by connecting the bypass valve to the source of compressed air (821) or by connecting the bypass (2) to the atmosphere.
  • the bypass channel or bypass valve (2) further comprises a restriction, typically of the order of 20 mm 2 in order to limit the volume flow through the bypass channel and to cause a rise in pressure of the zone upstream of the the restriction.
  • the condenser (805) is cooled either by a fluid of the associated rotary machine (801) or by ambient air. For example, one or more of the cooling circuits of the associated rotary machine (801) may be used.
  • the condensed working fluid is then readmitted by the motor pump unit (806), either to continue to circulate or to return to the expansion vessel (828).
  • the expansion machine (1) is connected to a rotating shaft (813) of the associated rotary machine (801) via a gearbox (810).
  • a gearbox (810) The gearbox
  • Figure 2 shows a schematic view of the valve according to the invention.
  • the expansion machine (1) has an intake port (10) opening into an intake zone (11) and an exhaust port (12) opening on an exhaust zone (13).
  • the working fluid (808) in gaseous form flows from the intake port (10) to the exhaust port (12). It is admitted in the intake zone (11), then in the expansion zone (14) and finally in the exhaust zone (13).
  • the working fluid preferably circulates through a bypass channel (15) shunted by the expansion zone (14).
  • the opening of this channel is controlled by the valve of branch (2) which is housed in the expansion machine (1).
  • This consists of a shutter (21) sliding in a valve body (22).
  • the shutter is actuated by the actuator (23) which is connected to an energy supply (24).
  • this energy is compressed air (821), typically less than 7 bars relative.
  • an electromagnetic actuator (23) this energy is electricity, typically 12, 24 or 48 volts DC.
  • This bypass valve (2) is a two-way valve, i.e. it has an inlet and an outlet only for the fluid, as opposed to a three-way valve which may have two outlets or two inlets .
  • bypass channel (15) conduit for the working fluid (808) communicating a high pressure zone with a low pressure zone, allowing a flow of the fluid from one or more evaporators of a Rankine circuit to a or several condensers in parallel with the expansion zone (14) of the trigger machine (1).
  • the bypass channel (15) opens from an intake zone (11) of the expansion machine (1) and opens into the exhaust zone (13) of the expansion machine (1).
  • This branch channel (15) may be external to the expansion machine (1) or integrated inside the expansion machine (1).
  • receiving zone (100) It is a means arranged in a room to receive and fix the bypass valve (2).
  • the bypass channel (15) passes through this receiving zone (100).
  • Other functions can be added to the receiving zone (100) for example: guiding of the shutter (21), seat (252) cooperating with the shutter, lip seal grooves, flat or toric seal, etc. .
  • This receiving zone (100) can be arranged in the expansion machine (1) or in a separate part thereof.
  • Figure 3 shows a sectional view of a first variant of the valve according to the invention.
  • the valve (2) is housed in a receiving zone (100) for example in the expansion machine (1).
  • This receiving zone (100) is a cylindrical machining, possibly tapped and bored.
  • This reception zone (100) opens into the bypass channel (15).
  • An inlet (1100) is arranged opening into the bypass channel on the side of the intake zone (11), advantageously this inlet orifice is pierced axially along the axis of the receiving zone (100).
  • An outlet orifice (1500) is arranged opening into the bypass channel on the side of the exhaust zone (13), advantageously it is pierced radially, perpendicular to the axis of the receiving zone (100).
  • the shutter (21) is advantageously composed in this variant of two parts: a control rod (250) and a ball (251).
  • the ball (251) is free, that is to say it is not fixed on the control rod (250).
  • the ball (251) can alternatively be welded to the control rod (250). It can thus position itself better on the seat (252) to ensure the best possible seal.
  • the control rod (250) at its end on the ball side is a recessed conical seat (253) for assisting the ball to center on the seat (252).
  • the half-angle at the top of the cone of the seat (252) is typically of the order of 15 ° to ensure the best seal and avoid jamming.
  • the valve body (22) is composed of two parts: the seat carrier (220) and the guide (221).
  • the seat carrier (220) is screwed into the expansion machine (1).
  • the seat carrier is formed of a tubular conduit and a shoulder (228).
  • the tubular duct is axially pierced at its center to define an inlet (110) and radially above the seat (252) to define an outlet (150) to form a conduit for the working fluid. (808).
  • a conical seat (252) is machined at the inner end of the tubular duct to accommodate the ball (251) of the shutter (21).
  • the guide (221) has a bore (222) for guiding the control rod (250) of the shutter (21).
  • the guide (221) is directly screwed into the expansion machine (1).
  • the seat carrier (220) is removed.
  • the seat (252) is machined directly at the end of the receiving zone (100) in the expansion machine (1).
  • the seals are modified: the shutter (21) directly seals on the expansion machine (1) defining the intake zone (11) and the bypass channel (15).
  • a seal (226) which may be a flat gasket of expanded polytetrafluoroethylene (PTFE) whose thickness is between 1 and 4 millimeters or a O-ring in FFPM or FPM (according to the nomenclature of ISO 1629: 1995) if the temperatures of the expansion machine (1) permit it.
  • PTFE expanded polytetrafluoroethylene
  • the guide of the shutter (23) can be done directly on the walls (2211) of the receiving zone (100) and no longer on the valve body (22) which serves then more than fixing the actuator (23).
  • the seat (252) receiving the shutter (21) is also machined directly in the receiving zone (100).
  • the valve body (22) serves only to secure the actuator (23).
  • the valve body (22) has a flange (2212) for attachment to the receiving area (100).
  • Either the surface of the inlet port (110) in the seat carrier (220) or the surface of the inlet port (1100) of the receiving area (100) is selected to ensure a loss. sufficient load when the valve is open for a given working fluid flow, so that the pressure at the start of the expansion machine (1) is sufficiently high, typically of the order of 5 bar for a starting flow rate of the order of 10 g / s of ethanol. Considering the density of the superheated working fluid in the vapor phase, this gives a typical orifice area of about 20 mm 2.
  • the seal between the control rod and the guide (221) is provided by a lip seal (223).
  • the seal between the expansion machine (1) and the seat carrier (220) is provided by a flat seal (224) located on a front surface at the lower end of the seat carrier (220) and a seal plate (225) located on the lower face (229) of the shoulder (228) of the guide (221).
  • the first flat gasket (224) seals between a high pressure inlet zone (11) and the bypass channel (15) opening into the low pressure exhaust zone (13).
  • the second flat gasket (225) seals between the bypass channel (15) and the outside of the expansion machine (1).
  • the seal between the seat carrier (220) and the guide (221) is also provided by a seal (226).
  • This set of lip seals (223) and seals (224, 225 and 226) are located in close proximity to the high-pressure inlet zone (11) of the expansion machine (1).
  • the working fluid (808) in this zone is very hot.
  • the inlet temperature of the working fluid (808) can reach 250 ° C.
  • the pressure is also important, up to 50 bars. This temperature and pressure, as well as the chemical compatibility with ethanol or cyclopentane under these conditions, means that few materials can be used to make these joints.
  • the lip seal (223) is made of PTFE filled with graphite, it also has a metal frame.
  • the seals (224, 225 and 226) are preferably flat seals made of expanded PTFE with a thickness of between 1 and 4 millimeters and compressibility between 10 and 70%. These simultaneous seals on different height joint planes are allowed thanks to the compressibility properties of expanded polytetrafluoroethylene as well as to the judicious choice of the thickness of the flat seals.
  • the mechanical stop of the valve body (22) on the receiving zone (100) during screwing can be done on the lower part (229) of the shoulder (228) or on a front surface at the lower end. the seat carrier (220).
  • the seals (224, 225 and 226) may be FFPM (224, 225) or FPM (225, 226) O-rings as shown in Figure 6.
  • the actuator (23) is fixed on the guide (221).
  • the actuator shown is a pneumatic actuator comprising an elastomeric membrane (230), for example FPM, reinforced with a textile, and a cover (231) fixed on the guide (221).
  • the membrane and the cover (231) delimit a pneumatic chamber supplied with compressed air by the connector (232) screwed into the cover (231).
  • the membrane (230) is of disc shape. It is pressed by a spring (233) at its center on the control rod (250). A cup (255) is disposed between the membrane (230) and the control rod (250) to prevent puncturing of the membrane (230).
  • the diaphragm (250) pushes the shutter (21) onto the seat (252) which then closes the passage of the working fluid (808) through the seat carrier ( 220).
  • the surface of the membrane is calculated so that the pressure of available compressed air allows to close the shutter when the pressure in the intake zone is at its maximum allowable value.
  • the elastomeric membrane (230) and the cup (255) do not withstand high temperatures, typically below 160 ° C continuously. It is therefore necessary to reduce the flow of heat from both the guide (221) and the control rod (250) as well as to dissipate residual heat from the actuator (23). To do this, openings (227) have been arranged in the guide (221) to reduce the conduction through the metal by reducing the conduction section. In addition, cooling fins (254) have been dug into the control rod (250). These reduce the conduction section and increase the heat flux transmitted to the outside of the system.
  • control rod (250) or the cup (255) may be made of plastic in order to benefit from lower thermal conduction coefficients than those of the metals.
  • the shutter (21) is hollow, pierced axially in its center from its non-emergent upper face, in order to reduce the heat conduction surface as shown in FIG.
  • cooling fins (234) may be provided on the outer surface of the actuator to increase the cooling surface thereof and reduce its temperature.
  • a metal membrane (230) may be used.
  • the guide (221) and the control rod (250) can be shortcuts. Only the plastic connector (232) fears high temperatures.
  • the shutter (21) is not guided in translation by the valve body (22) but by walls (2211) of a receiving zone (100) of said valve.
  • the shutter (21) cooperates with a seat (252) which is not machined in said valve body (22) but at the end of the receiving zone (100).

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Abstract

La présente invention concerne une vanne de dérivation (2) pour réguler l'écoulement d'un fluide au travers d'un canal de dérivation (15) en parallèle de la zone d'expansion (14) d'une machine de détente (1) d'un système de récupération de chaleur perdue comprenant: - un corps de vanne (22), - un obturateur (21), - et un actionneur (23) fixé sur ledit corps de vanne (22) configuré pour actionner ledit obturateur (21). Ladite vanne est une vanne deux voies et ledit obturateur (21) commande le débit de fluide circulant dans ledit canal de dérivation (15).

Description

VANNE DE DERIVATION POUR MACHINE DE DETENTE
Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des machines de détente destinées à la récupération d'énergie thermique provenant de fluide chaud, pour la transformation en énergie mécanique ou électrique, et plus particulièrement des vannes de dérivation pour machine à détente.
Plus spécifiquement, l'invention concerne une vanne de dérivation d'expansion pour un système de récupération de l'énergie thermique issue d'un moteur tel qu'un moteur à combustion interne, et trouve une application particulière dans le domaine des transports.
Le principe général de telles machines de détente est connu dans l'art antérieur.
En particulier, la demande de brevet européen EP3128137 décrit un ensemble pour commander un débit de fluide de travail en phase gazeuse entre sa source et l'admission d'une machine de détente.
Le but de cette solution de l'art antérieur est d'éviter la pénétration du fluide de travail sous forme liquide dans la machine, en diminuant la pression lorsque la température du fluide alimentant la machine est trop basse. Un autre but est de limiter la pression lorsque celle-ci est excessive. Pour cela, cette solution prévoit une vanne à tiroir comprenant plusieurs passages alimentant d'un côté l'admission de la machine de détente, de l'autre côté un canal de dérivation de la machine de détente débouchant dans la zone d'échappement de la machine de détente.
On connaît aussi dans l'art antérieur la demande de brevet internationale WO 2015176142 dispositif de détente de vapeur, ledit dispositif comprenant une machine de détente présentant une admission qui est raccordée à un tuyau d'admission et un échappement qui est raccordée à un tuyau d'évacuation, le tuyau d'admission étant pourvu d'une vanne d'admission et le tuyau d'évacuation étant pourvu d'une vanne d'évacuation permettant d'isoler l'espace entre les vannes en fermant ces vannes lorsque le détendeur n'est pas en cours de fonctionnement, le dispositif étant pourvu d'une alimentation en vapeur qui conditionne l'espace entre les vannes lorsque la machine de détente n'est pas en cours de fonctionnement, de sorte que de l'air ne puisse pas pénétrer dans l'espace.
Dans ce document de l'art antérieur, une vanne d'alimentation référencée est reliée à un contrôleur qui en commande l'ouverture lorsque la machine de détente est mise hors service et sa fermeture lorsque la machine de détente est remise en fonctionnement. Cette vanne d'alimentation est disposée sur le circuit d'alimentation en vapeur et pas dans la machine de détente.
La vanne objet de l'invention permet d'assurer une mise en température optimale de toutes les parties de la machine thermique, notamment lors de la phase de démarrage et de simplifier le circuit de réchauffage, ce qui permet d'en réduire l'encombrement.
Elle permet d'améliorer le fonctionnement de la machine dans des régimes de fonctionnement atypiques de la machine de détente par un seul et même moyen constitué par cette vanne actionnant un obturateur disposé dans la machine. Les fonctionnements atypiques présentés dans l'invention sont les suivants :
a) température de la machine trop faible, b) surpression à l'admission,
c) demande d'arrêt de la machine,
d) surchauffe trop faible à l'admission et
e) surchauffe trop faible à l'échappement. Etat de la technique
On connaît dans l'état de la technique la demande de brevet WO2017144857 une vanne de dérivation à 3 voies pour réguler un écoulement d'un fluide dans un système de récupération de chaleur perdue, la vanne de dérivation comprenant: un corps de vanne; un orifice d'entrée défini à l'intérieur du corps de vanne, l'orifice d'entrée étant configuré pour une communication de fluide avec une sortie d'un ou de plusieurs évaporateurs d'un système de récupération de chaleur perdue; un premier orifice de sortie défini à l'intérieur du corps de vanne, le premier orifice de sortie étant configuré pour une communication de fluide avec une machine de détente d'un système de récupération de chaleur perdue; un second orifice de sortie défini à l'intérieur du corps de vanne, le second orifice de sortie étant configuré pour une communication de fluide avec un condenseur d'un système de récupération de chaleur perdue; un clapet configuré pour empêcher l'écoulement de fluide de l'orifice d'entrée vers le premier orifice de sortie; et un actionneur configuré pour actionner le clapet, caractérisé en ce que la vanne de dérivation comprend en outre un trajet d'écoulement de purge fournissant une communication de fluide entre l'orifice d'entrée et le premier orifice de sortie, en contournant le clapet.
On connaît aussi la demande de brevet américain US20150330530 décrivant une vanne de dérivation à 3 voies pour la régulation de l'écoulement d'un fluide dans un système de récupération de chaleur perdue qui comprend un corps de vanne, un clapet couplé au corps de vanne et adapté pour empêcher l'écoulement du fluide vers une machine de détente, et une tige avec au moins une partie disposée dans le corps de vanne dans laquelle la tige est adaptée pour déplacer le clapet pour permettre au fluide de s'écouler vers la machine de détente et réguler l'écoulement du fluide.
La demande de brevet WO2017144860 décrit un autre exemple de vanne distributrice. La vanne distributrice comporte un corps, un tiroir cylindrique et un ensemble solénoïde, le corps et le solénoïde définissant ensemble une cavité, le corps définissant un orifice d'entrée, le tiroir cylindrique étant monté à demeure dans ladite cavité, le tiroir cylindrique définissant un premier orifice de sortie et un second orifice de sortie, et la soupape distributrice comportant en outre une bague, la bague étant montée glissante autour du tiroir cylindrique dans ladite cavité, et ladite bague étant configurée pour un actionnement par l'ensemble solénoïde pour ouvrir et de fermer lesdits premier et second orifices de sortie pour contrôler l'écoulement de fluide à travers la vanne distributrice.
Inconvénients de l'art antérieur Les solutions de l'art antérieur concernent des vannes indépendantes, massives qui nécessitent d'encombrants raccords hydrauliques avec la machine de détente, sources de fuites .
Les inconvénients des solutions de l'art antérieur concernent notamment le transfert thermique entre la zone active de la vanne, soumise à des températures élevées, pouvant atteindre 250°C pour des machines utilisant de l'éthanol ou du cyclopentane comme fluide de travail et l'actionneur pneumatique ou électromagnétique de la vanne. La transmission de chaleur élevée jusqu'à cet actionneur occasionne des disfonctionnements liés à la dilatation des composants, à la tenue à la température de certains composants, notamment les élastomères pour un actionneur pneumatique, ou les vernis isolants et résines pour un actionneur électromagnétique.
Ce problème est aggravé pour des machines très compactes, où la vanne est en partie logée dans la culasse, et où on cherche à miniaturiser la vanne et surtout son actionneur qui ne présente plus de surface extérieure suffisante pour assurer son refroidissement.
Un autre problème est celui des étanchéités à haute température des composants de la vanne. Pour assurer une parfaite étanchéité, les solutions de l'art antérieur prévoient de souder les composants entre eux, ce qui rend le montage irréversible et pose des problèmes de soudure lorsque ceux-ci sont constitués de métaux différents. Par exemple, dans le cas d'une vanne compacte intégrée dans la machine de détente, l'acier inoxydable des composants de la vanne et la fonte de la machine de détente ne se soudent pas aisément.
Les solutions de l'art antérieur ne permettent pas d'isoler thermiquement la zone active et l' actionneur de manière suffisante pour permettre un fonctionnement satisfaisant, ni pour assurer une étanchéité satisfaisante à haute température.
Solution apportée par l'invention L' invention concerne une vanne destinée à la commande de l'ouverture ou de la fermeture du passage du fluide de travail provenant de la chambre d'admission, dans un circuit de dérivation. En fonctionnement nominal, la vanne est en position fermée, tout le fluide de travail provenant de la chambre d'admission alimentant alors la zone d'expansion délimitée par la vis ou la spirale.
La vanne selon l'invention présente deux caractéristiques particulières : il s'agit d'une vanne à deux voies et non pas d'une vanne à trois voies. Cette vanne est configurée pour être positionnée à l'intérieur de la machine de détente, sur une sortie interne de la zone d'admission haute-pression.
Elle peut être positionnée dans le couvre-culasse ou à l'interface entre la chambre d'admission haute-pression et le moyen de préchauffe relié à la zone d'échappement.
Cette configuration permet d'assurer en toute circonstance un balayage de la zone d'admission haute-pression par le fluide de travail, aussi bien lorsque la vanne est en position ouverte que lorsqu'elle est en position fermée, contrairement aux solutions de l'art antérieur où cette zone d'admission haute-pression n'est balayée par le fluide de travail que lorsque la vanne est en position de fonctionnement nominal .
La vanne selon l'invention présente deux positions: a) une position fermée, correspondant au fonctionnement nominal de la machine de détente, où le fluide de travail circule à l'intérieur de la machine de détente depuis la zone d'admission jusqu'à l'échappement en passant par la zone d'expansion
b) une position ouverte, correspondant aux situations atypiques susvisées, où le fluide de travail traverse d'abord la chambre d'admission, pour déboucher ensuite :
- dans un circuit de dérivation comprenant les moyens de préchauffe et qui met en liaison la zone d'admission et la zone d'échappement sans passer par la zone d'expansion, en phase de démarrage où la machine est à l'arrêt et ne tourne pas
- dans la zone d'expansion débouchant dans la zone d'échappement et dans le circuit de dérivation, dans les deux autres situations, où la machine est en fonctionnement. Description détaillée d'un exemple non limitatif de
1 ' invention
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où :
- la figure 1 représente une vue schématique d'un cycle de Rankine suivant l'invention.
- la figure 2 représente un schéma de l'invention.
- la figure 3 représente une vue en coupe d'une variante de l'invention.
- la figure 4 représente une vue en coupe d'une seconde variante de l'invention.
- la figure 5 représente une vue en coupe d'une troisième variante de l'invention.
- la figure 6 représente une vue en coupe d'une quatrième variante de l'invention.
- la figure 7 représente une vue en coupe d'une cinquième variante de l'invention.
Principe général d'un cycle de Rankine
La figure 1 représente une vue schématique d'un cycle de Rankine selon l'invention.
Un cycle de Rankine récupère la chaleur perdue d'une machine rotative associée (801), qui peut être un moteur à combustion interne. Cette chaleur peut être récupérée à plusieurs endroits : sur le circuit de refroidissement, sur le refroidissement de l'air comprimé en amont du moteur, sur le refroidissement des gaz d'échappement recirculés dans la machine rotative ou sur des gaz d'échappement (802) tel que représenté dans la figure 1.
Dans ce dernier cas, un échangeur de chaleur ou évaporateur (807) est inséré en dérivation sur la ligne d'échappement après le système de dépollution (803) . Une vanne de dérivation (827) répartit proportionnellement les débits entre ledit évaporateur (807) et l'échappement normal.
L' évaporateur (807) est destiné à évaporer le fluide de travail (808) du cycle de Rankine. Le fluide de travail (808) est aspiré par la groupe moto-pompe (806) depuis le condenseur (805), à une pression définie par le vase d'expansion (828) dont la pression est contrôlée par une vanne électrique à commande par impulsions (829) . Ladite vanne (829) régule la pression d'air dans le vase d'expansion (828) soit en reliant le vase d'expansion (828) à une source d'air comprimé (821) temporairement, soit en reliant le vase d'expansion (828) à l'atmosphère temporairement, soit en fermant l'arrivée au vase d'expansion.
La température et la pression du fluide de travail
(808) en amont du groupe moto-pompe (806) ainsi qu'en aval de 1 ' évaporateur (807) sont mesurées par des capteurs. Le calculateur du cycle de Rankine reçoit ces signaux pour commander les actionneurs du système ainsi qu'une température de la vapeur dans la machine de détente (1) mesurée soit dans la zone d'expansion (14) soit dans la zone d'échappement (13) .
La vapeur produite dans 1 ' évaporateur (807) circule jusqu'à la machine de détente (1) . La machine de détente (1) comprend trois zones : une zone d'admission (11) de la vapeur à haute pression qui est connectée à la zone d'expansion (14), elle-même connectée à la zone d'échappement (13) à basse pression. La vanne de dérivation (2) ouvre et ferme un canal de dérivation (15) mettant en communication la zone d'admission (11) et la zone d'échappement (13) . La vanne de dérivation (2) est avantageusement pneumatique et est connectée à la source d'air comprimé (821) . Une vanne électrique (820) contrôle l'admission d'air dans la vanne de dérivation (2) soit en reliant la vanne de dérivation à la source d'air comprimé (821), soit en reliant la vanne de dérivation (2) à l'atmosphère. Le canal de dérivation ou la vanne de dérivation (2) comprend en outre une restriction, typiquement de l'ordre de 20 mm2 afin de limiter le débit volumique traversant le canal de dérivation et de provoquer une montée en pression de la zone en amont de la restriction.
La vapeur à basse pression échappée de la machine de détente (1) depuis la zone d'échappement (13) circule dans le condenseur (805) afin de retourner à l'état liquide. Le condenseur (805) est refroidi soit par un fluide de la machine rotative associée (801) soit par de l'air ambiant. Par exemple, un ou plusieurs des circuits de refroidissement de la machine rotative associée (801) peuvent être utilisés. Le fluide de travail condensé est alors réadmis par le groupe moto-pompe (806), soit pour continuer à circuler, soit pour retourner dans le vase d'expansion (828) .
La machine de détente (1) est connectée à un arbre tournant (813) de la machine rotative associée (801) via un réducteur (810) . Architecture générale de la vanne selon l'invention
La figure 2 représente une vue schématique de la vanne suivant l'invention.
La machine de détente (1) comporte un port d'admission (10) débouchant dans une zone d'admission (11) et un port d'échappement (12) débouchant sur une zone d'échappement (13) . Le fluide de travail (808) sous forme gazeuse circule depuis le port d'admission (10) vers le port d'échappement (12) . Il est admis dans la zone d'admission (11), puis dans la zone d'expansion (14) et enfin dans la zone d'échappement (13) . Selon plusieurs modes de fonctionnement, le fluide de travail circule préférentiellement à travers un canal de dérivation (15) en dérivation de la zone d'expansion (14) . L'ouverture de ce canal est commandée par la vanne de dérivation (2) qui est logée dans la machine de détente (1) . Celle-ci est composée d'un obturateur (21) coulissant dans un corps de vanne (22) . L'obturateur est actionné par l'actionneur (23) qui connecté à une alimentation énergétique (24) . Dans le cas d'un actionneur (23) pneumatique, cette énergie est de l'air comprimé (821), typiquement à moins de 7 bars relatifs. Dans le cas d'un actionneur (23) électromagnétique, cette énergie est de l'électricité, typiquement 12, 24 ou 48 volts continus.
Cette vanne de dérivation (2) est une vanne à deux voies, c'est-à-dire qu'elle possède une entrée et une sortie seulement pour le fluide, par opposition à une vanne trois voies qui peut comporter deux sorties ou deux entrées.
Dans la suite du brevet, les termes suivants seront utilisés :
- canal de dérivation (15) : conduit pour le fluide de travail (808) mettant en communication une zone à haute pression avec une zone à basse pression, permettant une circulation du fluide depuis un ou plusieurs évaporateurs d'un circuit de Rankine vers un ou plusieurs condenseurs en parallèle de la zone d'expansion (14) de la machine détente (1) . En particulier, le canal de dérivation (15) s'ouvre depuis une zone d'admission (11) de la machine de détente (1) et débouche dans la zone d'échappement (13) de la machine de détente (1) . Ce canal de dérivation (15) peut être extérieur à la machine de détente (1) ou bien intégré à l'intérieur de la machine de détente (1) .
zone de réception (100) : Il s'agit de moyens aménagés dans une pièce pour accueillir et fixer la vanne de dérivation (2) . Le canal de dérivation (15) traverse cette zone de réception (100) . D'autres fonctions peuvent être ajoutées à la zone de réception (100) par exemple : guidage de l'obturateur (21), siège (252) coopérant avec l'obturateur, gorges de joint à lèvre, de joint plat ou torique, etc. Cette zone de réception (100) peut être aménagée dans la machine de détente (1) ou bien dans une pièce indépendante de celle-ci.
Architecture détaillée de la vanne selon l'invention
La figure 3 représente une vue en coupe d'une première variante de la vanne suivant l'invention.
La vanne (2) est logée dans une zone de réception (100) par exemple dans la machine de détente (1) . Cette zone de réception (100) est un usinage cylindrique, éventuellement taraudé et alésé. Cette zone de réception (100) débouche dans le canal de dérivation (15) . Un orifice d'entrée (1100) est aménagé débouchant dans le canal de dérivation du côté de la zone d'admission (11), avantageusement cet orifice d'entrée est percé axialement selon l'axe de la zone de réception (100) . Un orifice de sortie (1500) est aménagé débouchant dans le canal de dérivation du côté de la zone d'échappement (13), avantageusement celui-ci est percé radialement, perpendiculaire à l'axe de la zone de réception (100) .
L'obturateur (21) est composé avantageusement dans cette variante de deux parties : une tige de commande (250) et une bille (251) . La bille (251) est libre, c'est-à-dire qu'elle n'est pas fixée sur la tige de commande (250) . La bille (251) peut alternativement être soudée sur la tige de commande (250) . Elle peut ainsi se positionner au mieux sur le siège (252) afin de garantir la meilleure étanchéité possible. La tige de commande (250) présente à son extrémité du côté de la bille est un siège conique (253) en creux destiné à aider la bille à se centrer sur le siège (252) . Le demi-angle au sommet du cône du siège (252) est typiquement de l'ordre de 15° pour garantir la meilleure étanchéité et éviter le coincement. Le demi-angle au sommet du cône de la tige de commande (250) est typiquement de l'ordre de 45° Le corps de vanne (22) est composé de deux parties : le porte-siège (220) et le guide (221) . Le porte- siège (220) est vissé dans la machine de détente (1) . Le porte-siège est formé d'un conduit tubulaire et d'un épaulement (228) . Le conduit tubulaire est percé axialement en son centre, pour définir un orifice d'entrée (110) ainsi que radialement au-dessus du siège (252) pour définir un orifice de sortie (150) afin de former un conduit pour le fluide de travail (808) . Un siège (252) conique est usiné à l'extrémité intérieure du conduit tubulaire pour accueillir la bille (251) de l'obturateur (21) . Le guide (221) comporte un alésage (222) pour guider la tige de commande (250) de l'obturateur (21) .
Alternativement, sur la variante présentée en figure 5, le guide (221) est directement vissé dans la machine de détente (1) . Dans cette variante, le porte-siège (220) est supprimé. Dans ce cas, le siège (252) est usiné directement à l'extrémité de la zone de réception (100) dans la machine de détente (1) . Les étanchéités sont modifiées : l'obturateur (21) vient directement faire l'étanchéité sur la machine de détente (1) délimitant la zone d'admission (11) et le canal de dérivation (15) . L'étanchéité entre le guide (221) et la machine de détente (1) est réalisé par un joint (226) qui peut être un joint plat en polytétrafluoroéthylène (PTFE) expansé dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 4 millimètres ou un joint torique en FFPM ou FPM (selon la nomenclature de la norme ISO 1629:1995) si les températures de la machine de détente (1) le permettent.
Alternativement sur la variante de la figure 7, le guidage de l'obturateur (23) peut se faire directement sur les parois (2211) de la zone de réception (100) et non plus sur le corps de vanne (22) qui ne sert alors plus qu'à fixer l'actionneur (23) . Le siège (252) recevant l'obturateur (21) est lui aussi usiné directement dans la zone de réception (100) . Le corps de vanne (22) sert uniquement à fixer l'actionneur (23) . Le corps de vanne (22) présente une bride (2212) pour être fixée sur la zone de réception (100) .
Soit la surface de l'orifice d'entrée (110) dans le porte-siège (220), soit la surface de l'orifice d'entrée (1100) de la zone de réception (100) est choisie afin de garantir une perte de charge suffisante lorsque la vanne est ouverte pour un débit de fluide de travail donné, de sorte que la pression au démarrage de la machine de détente (1) soit suffisamment élevée, typiquement de l'ordre de 5 bars pour de un débit de démarrage de l'ordre de lOg/s d'éthanol. Considérant la densité du fluide de travail en phase vapeur surchauffée, cela donne une surface de l'orifice typique d'environ 20mm2.
L'étanchéité entre la tige de commande et le guide (221) est assurée par un joint à lèvre (223) . L'étanchéité entre la machine de détente (1) et le porte-siège (220) est assurée par un joint plat (224) situé sur une surface frontale à l'extrémité inférieure du porte-siège (220) ainsi que par un joint plat (225) situé sur la face inférieure (229) de l'épaulement (228) du guide (221) . Le premier joint plat (224) assure l'étanchéité entre une zone d'admission à haute pression (11) et le canal de dérivation (15) débouchant dans la zone d'échappement à basse pression (13) . Le deuxième joint plat (225) assure l'étanchéité entre le canal de dérivation (15) et l'extérieur de la machine de détente (1) . L'étanchéité entre le porte-siège (220) et le guide (221) est également assurée par un joint (226) .
Cet ensemble de joint à lèvre (223) et joints (224, 225 et 226) sont situés à proximité immédiate de la zone d'admission à haute pression (11) de la machine de détente (1) . Le fluide de travail (808) dans cette zone est très chaud. Pour un cycle de Rankine utilisant de l'éthanol ou du cyclopentane la température d'admission du fluide de travail (808) peut atteindre 250°C. La pression est également importante, jusque 50 bars. Ces température et pression, ainsi que la compatibilité chimique avec l'éthanol ou le cyclopentane dans ces conditions font que peu de matériaux peuvent être utilisés pour réaliser ces joints. Le joint à lèvre (223) est réalisé en PTFE chargé au graphite, il possède également une armature métallique. Les joints (224, 225 et 226) sont préférentiellement des joints plats réalisés en PTFE expansé d'une épaisseur comprise entre 1 et 4 millimètres et de compressibilité comprise entre 10 et 70 %. Ces étanchéités simultanées sur des plans de joints de hauteur différentes sont permises grâce aux propriétés de compressibilité du polytétrafluoroéthylène expansé ainsi qu'au choix judicieux de l'épaisseur des joints plats. L'arrêt mécanique du corps de vanne (22) sur la zone de réception (100) lors du vissage peut se faire sur la partie inférieure (229) de l'épaulement (228) ou alors sur une surface frontale à l'extrémité inférieure du porte-siège (220) .
Alternativement, les joints (224, 225 et 226) peuvent être des joints toriques en FFPM (224, 225) ou en FPM (225, 226) tels que représentés sur la figure 6.
Alternativement, sur la variante présentée en figure 7, seul le joint à lèvre (223) est reconduit, les autres joints (224, 225 et 226) devenant inutiles.
L'actionneur (23) est fixé sur le guide (221) . L'actionneur représenté est un actionneur pneumatique comprenant une membrane élastomère (230), par exemple en FPM, renforcée avec un textile, et un couvercle (231) fixé sur le guide (221) . La membrane et le couvercle (231) délimitent une chambre pneumatique alimentée en air comprimé par le connecteur (232) vissé dans le couvercle (231) . La membrane (230) est de forme discale. Elle est plaquée par un ressort (233) en son centre sur la tige de commande (250) . Une coupelle (255) est disposée entre la membrane (230) et la tige de commande (250) pour éviter le poinçonnement de la membrane (230) . Lorsqu'une vanne de commande alimente la chambre en air comprimé, la membrane (250) pousse l'obturateur (21) sur le siège (252) qui ferme alors le passage du fluide de travail (808) à travers le porte-siège (220) . La surface de la membrane est calculée pour que la pression d'air comprimé disponible permette de fermer l'obturateur lorsque la pression dans la zone d'admission est à sa valeur maximale admissible.
La membrane (230) en élastomère et la coupelle (255) ne supportent pas de températures élevées, typiquement inférieures à 160 °C en continu. Il est donc nécessaire de réduire le flux de chaleur provenant à la fois du guide (221) et de la tige de commande (250) ainsi que de dissiper la chaleur résiduelle de l'actionneur (23) . Pour ce faire, des ajours (227) ont été aménagés dans le guide (221) destinés à réduire la conduction à travers le métal en réduisant la section de conduction. De plus, des ailettes (254) de refroidissement ont été creusées dans la tige de commande (250) . Celles-ci réduisent la section de conduction et augmentent le flux de chaleur transmis à l'extérieur du système.
En outre, une partie de la tige de commande (250) ou la coupelle (255) peuvent être réalisées en plastique afin de bénéficier de coefficients de conduction thermique plus faibles que ceux des métaux.
Par ailleurs, selon une variante, l'obturateur (21) est creux, percé axialement en son centre depuis sa face supérieure de manière non débouchante, afin de réduire la surface de conduction thermique tel que représenté figure 7.
Enfin, des ailettes refroidissement (234) peuvent être aménagées à la surface externe de l'actionneur afin d'augmenter la surface de refroidissement de celui-ci et de réduire sa température. Alternativement, sur la figure 4, une membrane (230) en métal peut être utilisée. Dans ce cas, le guide (221) et la tige de commande (250) peuvent être raccourcis. Seul le connecteur (232) en plastique craint les hautes températures.
Selon un mode de réalisation particulier, l'obturateur (21) n'est pas guidé en translation par le corps de vanne (22) mais par des parois (2211) d'une zone de réception (100) de ladite vanne. L'obturateur (21) coopère avec un siège (252) qui n'est pas usiné dans ledit corps de vanne (22) mais à l'extrémité de la zone de réception (100) .

Claims

Revendications
1 - Vanne de dérivation (2) pour réguler l'écoulement d'un fluide (808) au travers d'un canal de dérivation (15) en parallèle de la zone d'expansion (14) d'une machine de détente (1) d'un système de récupération de chaleur perdue comprenant:
- un corps de vanne (22),
- un obturateur (21),
- et un actionneur (23) fixé sur ledit corps de vanne (22) configuré pour actionner ledit obturateur (21),
caractérisée en ce que
- ladite vanne est une vanne deux voies
- ledit obturateur (21) commande le débit de fluide (808) circulant dans ledit canal de dérivation (15) .
2 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit obturateur (21) est composé d'une tige de commande (250) et d'une bille (251) .
3 - Vanne de dérivation selon la revendication précédente caractérisée en ce que ladite tige de commande (250) présente un siège conique en creux (253) à son extrémité du côté de ladite bille (251) .
4 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit obturateur (21) comporte un élément creux, présentant un perçage axial non débouchant depuis sa face supérieure.
5 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit actionneur (23) est formé par une membrane (230) déformable élastiquement sous l'action d'une pression d'un fluide, disposée transversalement dans la partie supérieure de ladite vanne, ladite membrane agissant en appui axial sur ledit obturateur (21) .
6 - Vanne de dérivation selon la revendication précédente caractérisée en ce que ladite membrane déformable
(230) est métallique.
7 - Vanne de dérivation selon la revendication 5 caractérisée en ce que ladite membrane déformable (230) est en élastomère.
8 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit actionneur (23) est formé par une bobine électrique disposée dans la partie supérieure de la vanne, ladite bobine électrique agissant sur un aimant permanent prolongeant ledit obturateur (21) .
9 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit corps de vanne (22) et ledit obturateur (21) comprennent des moyens d'isolation thermique et de dissipation thermique disposés entre la face inférieure dudit obturateur (21) et ledit actionneur (23) .
10 - Vanne de dérivation selon la revendication 9 caractérisée en ce que ladite extrémité supérieure dudit corps de vanne présente des parois ajourées (227) .
11 - Vanne de dérivation selon la revendication 9 caractérisée en ce que ledit obturateur (21) présente dans sa partie supérieure des ailettes (254) transversales d'évacuation thermique. 12 - Vanne de dérivation selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'une partie dudit obturateur (21) est réalisée en matériau isolant thermique. 13 - Vanne de dérivation selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit actionneur (23) présente des ailettes (234) de refroidissement.
14 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur (21) est guidé en translation par la surface intérieure des parois (2211) d'une zone de réception (100) de ladite vanne.
15 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur (21) présente une extrémité d'obturation dépassant l'extrémité frontale du corps de vanne et configurée pour s'adapter de manière conjuguée au siège (252) de l'obturateur de la zone de réception (100) . 16 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un joint à lèvre (223) disposé autour dudit obturateur (21) en partie supérieure au- dessus d'un orifice de sortie (1500) dudit canal de dérivation (15) .
17 - Vanne de dérivation selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit joint à lèvre (223) est un joint en PTFE avec une armature métallique. 18 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit corps de vanne (22) présente un épaulement (228) qui possède à sa surface inférieure (229) une gorge recevant un joint plat en PTFE expansé, venant en appui contre une seconde surface frontale de ladite zone de réception (100) de ladite vanne.
19 - Vanne de dérivation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit corps de vanne (22) présente un porte-siège (220) dont l'orifice d'entrée (110) est entouré par un joint plat en PTFE expansé positionné à l'extrémité frontale dudit porte-siège (220) et venant en appui contre une surface frontale de la zone de réception (100) de ladite vanne.
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