WO2019048363A1 - Récipient destiné à comprendre un produit liquide et équipé d'au moins un clapet anti-retour en particulier pour un navire de transport de gaz liquefie - Google Patents

Récipient destiné à comprendre un produit liquide et équipé d'au moins un clapet anti-retour en particulier pour un navire de transport de gaz liquefie Download PDF

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WO2019048363A1
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container
central
movable valve
central opening
base
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/073560
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Mohamed Sassi
Sébastien DELANOE
Marc BOYEAU
Original Assignee
Gaztransport Et Technigaz
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Definitions

  • the present invention relates to the field of non-return valves arranged in containers installed in a tank, in particular of a liquefied gas transport vessel. It also relates to a container equipped with a non-return valve, a tank equipped with the container and a vessel equipped with said tank.
  • a liquefied gas transport vessel generally comprises a thermally insulated vessel in which liquefied natural gas is stored.
  • This natural gas contains a high methane content and is stored at a temperature of the order of -160 ° C at atmospheric pressure to preserve its liquid state.
  • a pump is installed in the tank so as to suck the liquefied gas from the bottom of the tank.
  • the pump has a pump head which is immersed permanently in a container located near the bottom of the tank so as to prevent the pump from being in communication with the gaseous phase of the liquefied gas, which risks defusing and / or damage the pump.
  • the container makes it possible to maintain the volume of gas to keep the pump head immersed in view of the small quantity of liquefied gas required for propulsion, especially once the gas is discharged from the vessel, and rolls that may be experienced by the ship. ship.
  • the container is in particular equipped with non-return valves which are arranged in the bottom thereof.
  • each check valve comprises a base forming a valve seat and a movable valve relative to the base via four guide rods.
  • the guide rods are fixed on the base and pass through the wall thereof in a vertical direction.
  • the movable valve moves along a translation along the four rods.
  • guiding the valve with four rods is hyperstatic and may generate a bracing or inclination thereof relative to the base.
  • the mobile valve may become deformed during its travels given the competing efforts.
  • the present invention is intended to provide a non-return valve which is easy to guide while avoiding the risk of deformation of the movable valve during its movement and reducing congestion.
  • a non-return valve in particular for a liquefied natural gas transport vessel, comprising:
  • a base having a central opening for the passage of a fluid
  • a valve movable between a first position for closing said central opening and a second position for releasing said central opening
  • the guide means in translation of the movable valve between the first position and the second position, in a direction of displacement substantially perpendicular to a plane of said central opening, the guide means comprising a single central guide element aligned with a central axis. the central opening and secured to the base, the movable valve being mounted free in translation relative to the central guide element.
  • a single central guide element allows an isostatic assembly and avoids the deformation of the movable valve during its displacement between the first and second positions.
  • the guiding means comprise regularly distributed holding members each extending from the base along an axis parallel to the axis of the central opening, the central guiding element being connected. to the holding members via a connecting member.
  • the connecting member comprises a central portion supporting the central guide element and arms, for example three in number, spaced apart from each other and each connected to a holding member and at the central portion.
  • the spaced arms allow to leave a significant free area of an upper surface of the movable valve so that it can pass easily and without obstacle from its release position to the closed position under the pressure of the liquid product to the inside the container. In other words, the pressure can be applied almost all over the upper surface of the movable valve.
  • the connecting member is fixed relative to the holding members and to the central guide element.
  • the central guide element has a circular section of a determined external diameter.
  • the movable valve moves along a determined guide length between a first abutment and a second abutment.
  • the first stop is located in the vicinity of one end of the central guide element and the second stop is formed by a first beveled surface carried by the base, complementary to a second surface bevel carried by the movable valve, the first and second bevelled surfaces being able to come into sealing contact around the central opening.
  • the configuration of the stop elements is simple and easy to implement.
  • beveled surfaces provide a better seal to the container when the movable valve obstructs the central opening and at the same time time the passage of the container.
  • the beveled shape in the base guides the movement of the movable valve when it moves towards the bottom of the container to obstruct the passage.
  • the ratio between the guide length and the determined external diameter of the central guide element is between 1 and 2.
  • the central guide element comprises a central rod extending along the axis of the central opening, the movable valve having a through hole receiving the central rod.
  • the central guide element comprises a through hole, the movable valve carrying a rod extending along the axis of the central opening and received by the through hole.
  • the invention also relates to a container intended to comprise a liquid product, such as liquefied natural gas, and equipped with at least one non-return valve having any of the preceding characteristics, the container comprising a bottom provided with least one passage communicating the inside and outside of the container, the base of the check valve being carried by the bottom of the container and the movable valve being adapted to occupy its first closed position and to obstruct the passage when a differential pressure exerted on the movable valve between the outside of the container and the inside of the container is below a determined positive threshold, and to occupy its second release position and to release the passage when the pressure differential is greater than said threshold .
  • a container intended to comprise a liquid product, such as liquefied natural gas, and equipped with at least one non-return valve having any of the preceding characteristics
  • the container comprising a bottom provided with least one passage communicating the inside and outside of the container, the base of the check valve being carried by the bottom of the container and the movable valve being adapted to occupy its first closed
  • the base with said central opening is an insert which is fixed on the bottom of the container, said central opening communicating with the passage of the container.
  • the base is made by a portion of the bottom of the container and defines the central opening.
  • the invention also relates to a thermally insulated tank for containing a liquid product, such as liquefied natural gas, at least one container having the above-mentioned characteristics, and a pump comprising a pump head intended to suck up the liquid product contained in the container.
  • a liquid product such as liquefied natural gas
  • the interior of the tank, the bottom of the container being turned towards a bottom wall of the tank and the pump head being arranged in the container, near the bottom of the container.
  • the invention further relates to a vessel, in particular for transporting liquefied natural gas, comprising a vessel having any of the above characteristics.
  • FIG. 1 is a partial diagrammatic cross-sectional view of a floating structure such as a methane tanker storing and / or transporting liquefied natural gas in a thermally insulated tank;
  • Figure 2 is a perspective and schematic view of an example of a liquid product holding container such as liquefied natural gas and wherein a pump head is housed therein according to the invention;
  • Figure 3 illustrates in perspective an example of non-return valve for fitting a liquid product holding container as shown in Figure 2;
  • Figure 4 is a cross-sectional perspective view of the non-return valve illustrated in Figure 3;
  • Figures 5 and 6 show an example of a non-return valve with a movable valve respectively occupying a first closed position and a second release position of a passage of the container;
  • Figure 7 very schematically illustrates another embodiment of a non-return valve according to the invention.
  • Figure 8 illustrates in cross section another embodiment of the invention in which the base of the check valve, forming the seat of the valve, comprises a portion of the bottom wall of a liquid retention vessel.
  • FIG. 1 is referenced a portion of a floating structure 1 for the storage and / or transport of a cold liquid product such as liquefied natural gas (LNG).
  • this floating structure is a methane tanker comprising a double hull forming a support structure 2 and on which a vessel 3 is mounted.
  • the tank 3 is thermally insulated and is intended to contain the liquid product, here LNG.
  • the vessel 3 comprises walls each formed of a multilayer structure. The latter successively includes a secondary insulating barrier fixed on the supporting structure 2, a secondary sealed membrane supported by the secondary insulating barrier, a primary insulating barrier covering the secondary waterproof membrane and a primary waterproof membrane supported by the primary insulating barrier.
  • the vessel 3 comprises a bottom wall 4 extending along a longitudinal axis X, here in the plane of FIG.
  • Lateral walls 5 rise along a vertical axis Z, perpendicular to the longitudinal axis X, from the bottom wall 4 to an upper wall 6 of the tank 3.
  • the terms “upper”, “lower”, “”above” and “below” are defined with respect to the vertical axis Z.
  • the bottom wall 4 of the vessel designates a wall, preferably, generally flat.
  • the upper wall 6 is substantially parallel to the bottom wall 4.
  • the general geometry of the tank may also be of different types. Polyhedral geometries are the most common. A cylindrical, spherical or other geometry is also possible.
  • a tripod mast 7 extending along the vertical axis Z, perpendicular to the carrying structure 2.
  • the tripod mast 7 is fixed near a side wall 5 of the tank 3. This tripod mast 7 is preferably, but not exclusively, substantially centered at the mid-width of the vessel.
  • the tripod mast 7 is also attached to the carrier structure via a support (not shown).
  • the tripod mast 7 supports one or more pump (s) 8 whose pump head 9 is located near the bottom wall 4 of the tank 3. Pipes connect the pump head 9 to a cargo handling system (not shown) through the upper wall 6 of the tank 3. This cargo handling system allows to load / unload the LNG contained in the tank 3 via the pump 8.
  • the pump 8 is activated in order to suck up the LNG contained in the tank 3 via 9.
  • a liquid LNL bead is kept in the tank 3 in order to supply fuel. the engines of the ship.
  • a container 10 for liquid retention is installed in the tank 3 to maintain the pump head 9 immersed continuously in liquid product, here LNG and whatever the ship's movements.
  • the pump head 9 is housed in the container 10 which contains a quantity of LNG. This pump head 9 is fixed on the container
  • the container 10 has a bottom 1 1 disposed above the bottom wall 4 of the vessel.
  • the bottom 1 1 extends parallel to the bottom wall 4.
  • the distance between the bottom 1 1 of the container and the bottom wall 4 of the tank 3 is between 25 and
  • the container 10 comprises a wall 12 extending from the bottom 1 1 along the vertical axis Z.
  • the container 10 has a circular cylindrical shape.
  • the container may have another shape such as trapezoidal, parallelepiped, etc.
  • the container 10 is open at the top.
  • the container 10 comprises an opening 13 opposite the bottom 1 1 with respect to the vertical axis Z and defined by a border 14 of the wall 12.
  • the wall 12 has an internal face 15 provided with two lugs 16. These lugs 16 project radially inwardly of the container 10. These lugs 16 develop from diametrically opposite zones of the face 15.
  • the pump head 9 has two wings 17 protruding radially outwardly, that is to say in the direction of the inner face 15 of the container 10.
  • the legs 16 of the container 10 are fixed on the wings 17 the pump head 9 by any suitable means such as using screws and nuts, a weld or the like.
  • the pump is fixed on the container 10 and is housed inside said container 10.
  • the pump head 9 is centered in the container 10.
  • a free end of the pump head 9, by which the LNG is sucked during unloading of the tank 3, is preferably located near the bottom of the container 10 to be kept submerged in the LNG contained in the container 10.
  • the container 10 also comprises two holding wings 19 which make protruding radially from an outer face 18 of the wall 12 of the container.
  • the holding flanges 19 are also diametrically opposed from diametrically opposite zones of the outer face 18.
  • the outer face 18 is opposed radially to the inner face 15 of the wall 12.
  • the container 10 is equipped with at least one check valve 20 as shown in the cutaway portion of Figure 2.
  • the non-return valve 20 allows the LNG contained in the tank 3 to penetrate in the container 10 to keep the pump head immersed in a volume of LNG, particularly when the level of LNG in the tank 3 is less than a plane in which the edge 14 of the wall 12 is defined.
  • the bottom 11 of the container 10 is provided with at least one passage 24 (see FIGS. the outside of the container.
  • the passage 24 passes through the bottom 1 1 on either side along the vertical axis Z.
  • the container 10 is equipped with three passages 24.
  • passages 24 are equi-distributed around the pump head 9
  • the check valve 20 is disposed on the bottom 1 1 of the container as can be seen in FIG. 2.
  • Each passage 24 cooperates with a non-return valve 20 which releases or closes respectively the passage as a function of the pressure exerted by the LNG stored in the tank 3 as explained below.
  • the non-return valve 20 comprises a base 21 forming a valve seat and a movable valve 22 with respect to the base 21. All non-return valves mounted in the container are similar. Only one of them is described below in detail and in a state installed in the container.
  • the base 21 in the illustrated example is an insert on the bottom of the container. This comprises a central opening 23 for the passage of a fluid having a central axis A and passing through the wall of the base 21 on either side along the vertical axis Z.
  • the central axis A is perpendicular to the plane in which the base is defined, and parallel to the vertical axis Z.
  • the base 21 is fixed to the bottom 1 1 of the container by any suitable means, for example using screws and nuts or by welding.
  • the base 21 comprises at its periphery notches 29 in which are housed the screws for fixing the base 21 on the bottom 1 1.
  • the base 21 has a circular cross section. It is of course possible that the base has a rectangular section or other.
  • Each base 21 surrounds a passage 24 formed in the container.
  • Each central opening 23 is coaxial with the axis of the passage 24 of the container 10. In other words, the central opening 23 delimited by the base 21 communicates with the passage 24 of the container 10.
  • the central opening 23 has a diameter substantially greater than the diameter of the passage 24 with which it cooperates.
  • the movable valve 22 is movable between a first position of closure of the central opening 23 and a second position of release of the central opening 23.
  • the non-return valve 20 comprises guiding means 25 of the movable valve 22 between the first and second positions. These guide means 25 allow more precisely to guide and limit the displacement of the movable valve 22.
  • the movable valve 22 moves in a translation in a direction of displacement substantially perpendicular to a plane of the central opening 23.
  • the direction of movement is parallel to the vertical axis Z.
  • the displacement of the movable valve is parallel to the central axis A of the central opening 23.
  • the movable valve is also defined in a plane substantially parallel to that of the central opening.
  • the guiding means 25 comprise a single central guiding element 26 aligned on the axis of the central opening 23 and secured to the base 21.
  • the movable valve 22 is mounted free in translation relative to the central guide element 26.
  • the guiding means 25 comprise holding members 27 which are fixed to the base 21.
  • These holding members 27 each extend from the base 21, from an outer surface 28 thereof. This outer surface 28 is opposite, along the vertical axis Z, to an inner surface facing the bottom of the container.
  • the holding members each have an axis parallel to the axis of the central opening.
  • the holding members 27 are three in number as can be seen in FIGS. 3 and 4. These are regularly distributed over the base 21.
  • the holding members 27 are fixed to the base 21.
  • a connecting member 30 makes it possible to connect the central guide element 26 to the base 21. More specifically, this connecting member 30 is connected on the one hand to the holding members 27 and on the other hand to the central guide member 26.
  • the connecting member 30 is fixed relative to the holding members 27 and to the central guide element 26.
  • the connecting member 30 comprises a central portion 31 defined in a plane perpendicular to the axis A of the central opening. This central portion 31 supports the central guide element 26. From this central portion 31 extend arms, here three arms 32 which are regularly distributed around the periphery of the central portion 31. In other words, the arms 32 are spaced from each other.
  • Each arm 32 is connected to a holding member 27.
  • Each arm 32 comprises a free end 34 which widens substantially in the same plane of the central portion 31.
  • Each free end 34 has a cylindrical ring shape.
  • Each holding member 27 comprises a distal end 35 which is received through the cylindrical ring of the corresponding free end 34.
  • the free end 34 of each arm is fixed to a holding member via fastening elements 36. These fastening elements 36 comprise a threaded portion of reduced section arranged at the distal end 35 of the holding members.
  • the central portion 31 has a circular cross section.
  • the arms 32 extend radially from its periphery.
  • the connecting member 30 with its central portion 31 and the arms 32 are made in one piece.
  • the central guide element 26 comprises an elongate central rod 38 which is carried by the central portion 31.
  • the elongated central rod 38 is coaxial with the central opening 23.
  • the central rod 38 here has a circular cross section.
  • the central portion 31 of the connecting member 30 comprises a through-hole 39 in which a first end 40 of the central rod 38 is received.
  • This first end 40 comprises a bore 41 receiving fastening means 42 solidarizing the central rod 38 to the central portion 31 of the connecting member.
  • the fastening means 42 here comprise a screw and a washer as illustrated in FIG. 4.
  • the movable valve 22 comprises a through hole 43 allowing the passage of the central rod 38.
  • the movable valve 22 moves along the rod 38 between its first and second positions.
  • Figures 5 and 6 illustrate the operation of a check valve 20 as shown in Figures 3 and 4.
  • the movable valve 22 is movable in the container 10 in the direction of movement perpendicular to the bottom 1 1 of the container 10 and, preferably, parallel to Earth's gravity.
  • the movable valve 22 is shown in its first closed position in which the central opening 23 and the passage 24 are closed.
  • the movable valve is in the lower part of the central rod 38 forming the central guide element.
  • the central opening 23 is delimited in the upper part by a first beveled surface 44 which cooperates and is complementary with a second bevelled surface 45 of the movable valve to form a first stop.
  • first bevelled surface 44 connects the outer surface 28 of the base and an inner cylindrical face 46 of the central opening.
  • the second beveled surface 45 is formed on a peripheral edge 47 of the movable valve 22.
  • the first and second bevelled surfaces come into sealing contact around the central opening 23.
  • the first and second bevelled surfaces 44, 45 each have an angle of 45 ° with respect to the plane of the movable valve.
  • the movable valve 22 is shown in its second release position in which the central opening 23 and the passage 24 are open. In this position, the movable valve 22 is in the upper part of the central rod.
  • the latter comprises a shoulder 48 forming a second stop.
  • This shoulder 48 is located near the first end 40 of the central rod 38 and against which rests the movable valve 22 end of stroke.
  • the movable valve 22 comprises an annular bearing 49 surrounding the through hole 43 and coming against the shoulder 48 also at the end of the stroke.
  • the movable valve 22 moves along the central rod along a determined guide length between the base and the connecting member.
  • the guide length is determined between the first stop formed by the first and second bevelled surfaces 44, 45 and the second stop formed by the shoulder 48.
  • the ratio between the guide length and the external diameter the central rod is between 1 and 2.
  • the ratio is of the order of 1, 5.
  • Guiding is performed with a very low clearance to prevent leakage.
  • the clearance is of the order of 0.1 mm.
  • the movable valve 22 moves from the first position to the second position in the container 10 under the effect of a pressure differential exerted on the movable valve 22 between the inside and the outside of the container 10, above a threshold determined positive.
  • a pressure differential exerted on the movable valve 22 between the inside and the outside of the container 10 above a threshold determined positive.
  • the movable valve 22 is subject, on the one hand, to an internal pressure caused by the LNG present in the container 10, and on the other hand to an external pressure caused by the LNG stored in the tank 3 surrounding the container 10 and in contact with the movable valve 22.
  • the movable valve 22 is thus subjected to a pressure differential which makes it possible to push the movable valve 22 away from the base 21, and therefore the valve seat.
  • the pressure differential allows the movable valve 22 to move from its closed position to its release position when the following equation is satisfied:
  • this equation reflects the fact that the opening of the mobile valve 22, that is to say its distance from the base 21, depends on the difference in height between the LNG contained in the tank 3 and the LNG contained in the container 10.
  • the movable valve moves from the second position to the first position in the container 10 under the effect of its own weight and, if necessary, a pressure differential below said threshold.
  • the only pressure exerted on the mobile valve 22 is that exerted by the LNG contained in the container 10.
  • the movable valve 22 is pushed back to the bottom 1 1 of the container 10 and cooperates with the valve seat to obstruct the passage in the bottom 1 1 of the container 10. If the LNG stored in the tank 3 does not exert sufficient pressure on the movable valve 22 to push it out of the valve seat, the LNG contained in the container 10 is retained in said container.
  • the movable valve 22 is made of a material with a lower density than the stainless steel type metals to limit the opening pressure and compatible with LNG.
  • aluminum will be preferred as the material of the mobile valve because aluminum has a better compromise weight resistance.
  • polymeric materials preferably a polytetrafluoroethylene "PTFE" may be used to make the movable valve 22.
  • the movable valve may be made of PTFE or provided with a PTFE coating.
  • the mobile valve 22 is lightweight and its weight only slightly disturbs its opening under the effect of the pressure exerted by the LNG contained in the tank 3.
  • the PTFE coating has good sliding properties to the movable valve 22 facilitating its movement in the container 10.
  • the other members constituting the non-return valve are made of stainless steel.
  • the central guide element 26 comprises a through-hole 50 carried by the central portion 31.
  • This through hole 50 has a circular section.
  • the movable valve 22 comprises the central rod 38 'extending along an axis parallel to the axis A of the central opening.
  • the central rod 38 ' can be fixed on the mobile valve 22 here by means of a screw 51 housed in a blind hole of the central rod at its second end 52.
  • the central rod 38' is formed of a only when holding the movable valve 22.
  • the central rod 38 ' moves simultaneously through the through hole 50 of the connecting member following a translation.
  • the second stop is formed by an annular boss 53 surrounding the through hole 50 and against which rests a portion of the upper surface 33 of the movable valve 22 when the latter occupies its second position.
  • the central rod 38 comprises a shoulder 54 situated in the vicinity of its second end 52 to abut against the annular boss 53.
  • the non-return valve 20 has the same configuration as illustrated in FIGS. 5 and 6 with the exception of the base 21 attached to the bottom 1 1 of the container. More specifically, in this example, the base 21 ', forming the seat of the movable valve 22, comprises a portion of the bottom wall 1 1 of the container. In other words, the base 21 and the bottom wall 1 1 of the container 10 are formed in one piece. In this case, the base 21 'defines the central opening 23. The movable valve 22 moves relative to the portion of the wall of the bottom 1 1 of the container 10, here the base 21', between its first position closing and second release position.
  • the holding members 27 each extend from the base 21 'formed of a portion of the bottom 1 1 and each have an axis parallel to the axis of the central opening 23.
  • the holding members 27 are fixed to the base 21 'by welds, screws or any other suitable means as in the previous embodiments.
  • the three arms 32 of the connecting member 30 are each connected to a holding member 27.
  • the central guide member 26 is connected to the base 21 'via the connecting member 30.
  • the central guide element 26 may comprise the through hole 50 receiving the central rod 38 'integral with the movable valve 22 or the central rod 38 integral with the connecting member 30.

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Abstract

L'invention concerne un récipient destiné à comprendre un produit liquide et équipé d'au moins un clapet anti-retour (20) ledit récipient étant agencé dans une cuve, en particulier d'un navire de transport de gaz naturel liquéfié, le clapet anti-retour comprenant : - une embase (21) ayant une ouverture centrale (23) de passage d'un fluide, - un clapet mobile (22) entre une première position de fermeture de ladite ouverture centrale et une deuxième position de libération de ladite ouverture centrale, - des moyens de guidage (25) en translation du clapet mobile entre la première position et la deuxième position, dans une direction de déplacement sensiblement perpendiculaire à un plan de ladite ouverture centrale (23). Selon l'invention, les moyens de guidage (25) comprennent un unique élément de guidage central aligné sur un axe de l'ouverture centrale et solidarisé à l'embase (21), le clapet mobile (22) étant monté libre en translation par rapport à l'élément de guidage central.

Description

RECIPIENT DESTINE A COMPRENDRE UN PRODUIT LIQUIDE ET EQUIPE D'AU MOINS UN CLAPET ANTI-RETOUR EN PARTICULIER POUR UN NAVIRE
DE TRANSPORT DE GAZ LIQUEFIE
1. Domaine de l'invention
La présente invention est relative au domaine des clapets anti-retour agencés dans des récipients installés dans une cuve, en particulier de navire de transport de gaz liquéfié. Elle concerne également un récipient équipé d'un clapet anti-retour, d'une cuve équipée du récipient et d'un navire équipé de ladite cuve.
2. Etat de la technique
Un navire de transport de gaz liquéfié comprend de manière générale une cuve isolée thermiquement et dans laquelle est stocké du gaz naturel liquéfié. Ce gaz naturel contient une forte teneur de méthane et est stocké à une température de l'ordre de -160°C à pression atmosphérique pour préserver son état liquide. Lors du transport du gaz liquéfié, celui-ci peut également servir de combustible pour assurer la propulsion du navire. Pour cela, une pompe est installée dans la cuve de manière à aspirer le gaz liquéfié depuis le fond de la cuve. La pompe présente une tête de pompe qui est immergée en permanence dans un récipient situé à proximité du fond de la cuve de manière à éviter que la pompe soit en communication avec la phase gazeuse du gaz liquéfié ce qui risque de désamorcer et/ou d'endommager la pompe. Le récipient permet de conserver le volume de gaz pour maintenir la tête de pompe immergée compte tenu de la faible quantité de gaz liquéfié nécessaire pour servir à la propulsion, notamment une fois que le gaz est déchargé du navire, et des roulis que peut subir le navire. Le récipient est en particulier équipé de clapets anti-retour qui sont agencés dans le fond de celui-ci.
Dans la technique actuelle, chaque clapet anti-retour comprend une embase formant un siège de clapet et un clapet mobile par rapport à l'embase via quatre tiges de guidage. Les tiges de guidage sont fixées sur l'embase et traversent la paroi de celle-ci suivant une direction verticale. La clapet mobile se déplace suivant une translation le long des quatre tiges. Un exemple de récipient équipé de clapets anti-retour de ce type est décrit dans le document WO2017/055744.
Cependant, le guidage du clapet avec quatre tiges est hyperstatique et risque de générer un arc-boutement ou une inclinaison de celui-ci par rapport à l'embase. Le clapet mobile risque de se déformer lors de ses déplacements compte tenu des efforts en concurrence.
3. Objectif de l'invention
La présente invention a notamment pour objectif de fournir un clapet anti-retour dont le guidage est facilité tout en évitant les risques de déformation du clapet mobile lors de son déplacement et en réduisant l'encombrement.
4. Exposé de l'invention
On parvient à réaliser cet objectif, conformément à l'invention, grâce à un clapet anti-retour, en particulier pour un navire de transport de gaz naturel liquéfié, comprenant :
- une embase ayant une ouverture centrale de passage d'un fluide,
- un clapet mobile entre une première position de fermeture de ladite ouverture centrale et une deuxième position de libération de ladite ouverture centrale,
- des moyens de guidage en translation du clapet mobile entre la première position et la deuxième position, dans une direction de déplacement sensiblement perpendiculaire à un plan de ladite ouverture centrale, les moyens de guidage comprenant un unique élément de guidage central aligné sur un axe de l'ouverture centrale et solidarisé à l'embase, le clapet mobile étant monté libre en translation par rapport à l'élément de guidage central.
Ainsi, cette solution permet d'atteindre l'objectif susmentionné. En particulier, un unique élément de guidage central permet un assemblage isostatique et évite la déformation du clapet mobile lors de son déplacement entre les première et deuxième positions. De plus, une telle configuration est facile à mettre en œuvre et n'est pas encombrante. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de guidage comprennent des organes de maintien régulièrement répartis et s'étendant chacun depuis l'embase suivant un axe parallèle à l'axe de l'ouverture centrale, l'élément de guidage central étant relié aux organes de maintien via un organe de liaison.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de liaison comprend une portion centrale supportant l'élément de guidage central et des bras, par exemple au nombre de trois, espacés les uns des autres et reliés chacun à un organe de maintien et à la portion centrale. Une telle configuration est simple et rapide à mettre en œuvre. En particulier, les bras espacés permettent de laisser une zone libre significative d'une surface supérieure du clapet mobile afin que celui-ci puisse passer aisément et sans obstacle de sa position de libération à la position de fermeture sous la pression du produit liquide à l'intérieur du récipient. En d'autres termes, la pression peut s'appliquer quasiment sur toute la surface supérieure du clapet mobile.
Selon une autre caractéristique, l'organe de liaison est fixe par rapport aux organes de maintien et à l'élément de guidage central.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de guidage central présente une section circulaire d'un diamètre externe déterminé.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le clapet mobile se déplace suivant une longueur de guidage déterminée entre une première butée et une deuxième butée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la première butée est située au voisinage d'une extrémité de l'élément de guidage central et la deuxième butée est formée par une première surface biseautée portée par l'embase, complémentaire d'une deuxième surface biseautée portée par le clapet mobile, les première et deuxième surfaces biseautées étant aptes à entrer en contact de manière étanche autour de l'ouverture centrale. La configuration des éléments de butée est simple et facile à mettre en œuvre.
De plus, les surfaces biseautées assurent une meilleure étanchéité au récipient lorsque le clapet mobile obstrue l'ouverture centrale et en même temps le passage du récipient. Par ailleurs, la forme biseautée dans l'embase guide le déplacement du clapet mobile lorsque celui-ci se déplace en direction du fond du récipient pour obstruer le passage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le rapport entre la longueur de guidage et le diamètre externe déterminé de l'élément de guidage central est compris entre 1 et 2.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de guidage central comprend une tige centrale s'étendant suivant l'axe de l'ouverture centrale, le clapet mobile comportant un orifice traversant recevant la tige centrale.
Selon un autre mode de réalisation, l'élément de guidage central comprend un trou traversant, le clapet mobile portant une tige s'étendant suivant l'axe de l'ouverture centrale et reçue par le trou traversant.
L'invention concerne également un récipient destiné à comprendre un produit liquide, tel que du gaz naturel liquéfié, et équipé d'au moins un clapet anti-retour présentant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, le récipient comprenant un fond pourvu d'au moins un passage mettant en communication l'intérieur et l'extérieur du récipient, l'embase du clapet antiretour étant porté par le fond du récipient et le clapet mobile étant apte à occuper sa première position de fermeture et à obstruer le passage lorsqu'un différentiel de pression exercée sur le clapet mobile entre l'extérieur du récipient et l'intérieur du récipient est inférieur à un seuil positif déterminé, et à occuper sa deuxième position de libération et à libérer le passage lorsque le différentiel de pression est supérieur audit seuil.
Suivant une caractéristique du récipient, l'embase avec ladite ouverture centrale est une pièce rapportée qui est fixée sur le fond du récipient, ladite ouverture centrale communiquant avec le passage du récipient. Une telle configuration permet de réaliser plus facilement une embase de grande précision et qui est notamment nécessaire pour assurer l'étanchéité du récipient lorsque le clapet mobile obstrue le passage et l'ouverture centrale. Suivant un autre mode de réalisation, l'embase est réalisée par une portion du fond du récipient et délimite l'ouverture centrale.
L'invention concerne également une cuve thermiquement isolée et destinée à contenir un produit liquide, tel que du gaz naturel liquéfié, au moins un récipient présentant les caractéristiques susmentionnées, et une pompe comportant une tête de pompe destinée à aspirer le produit liquide contenu à l'intérieur de la cuve, le fond du récipient étant tourné vers une paroi de fond de la cuve et la tête de pompe étant agencée dans le récipient, à proximité du fond du récipient.
L'invention concerne encore un navire, en particulier de transport de gaz naturel liquéfié, comprenant une cuve présentant l'une quelconques des caractéristiques ci-dessus.
5. Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés.
Sur ces dessins :
La figure 1 est une vue schématique partielle et en coupe transversale d'une structure flottante telle qu'un navire méthanier stockant et/ou transportant du gaz naturel liquéfié dans une cuve isolée thermiquement ;
La figure 2 est une vue en perspective et schématique d'un exemple de récipient de rétention de produit liquide tel que du gaz naturel liquéfié et dans lequel une tête de pompe est logée à l'intérieur selon l'invention;
La figure 3 illustre en perspective un exemple de clapet anti-retour destiné à équiper un récipient de rétention de produit liquide tel qu'illustré sur la figure 2;
La figure 4 est une vue en coupe transversale et en perspective du clapet anti-retour illustré sur la figure 3 ; Les figures 5 et 6 représentent un exemple de clapet anti-retour avec un clapet mobile occupant respectivement une première position de fermeture et une deuxième position de libération d'un passage du récipient ;
La figure 7 illustre de manière très schématique un autre mode de réalisation d'un clapet anti-retour selon l'invention ; et
La figure 8 illustre en coupe transversale un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel l'embase du clapet anti-retour, formant le siège du clapet, comprend une portion de la paroi du fond d'un récipient de rétention de liquide.
6. Description de modes de réalisation de l'invention
Sur la figure 1 est référencée une portion d'une structure flottante 1 pour le stockage et/ou le transport d'un produit liquide froid tel que du gaz naturel liquéfié (GNL). Cette structure flottante est dans le présent exemple un navire méthanier comportant une double coque formant une structure porteuse 2 et sur laquelle est montée une cuve 3.
La cuve 3 est thermiquement isolée et est destinée à contenir le produit liquide, ici le GNL. La cuve 3 comprend des parois formées chacune d'une structure multicouche. Cette dernière inclut successivement une barrière isolante secondaire fixée sur la structure porteuse 2, une membrane étanche secondaire supportée par la barrière isolante secondaire, une barrière isolante primaire recouvrant la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire supportée par la barrière isolante primaire. En particulier, la cuve 3 comprend une paroi de fond 4 s'étendant suivant un axe longitudinal X, ici dans le plan de la figure 1 . Des parois latérales 5 s'élèvent suivant un axe vertical Z, perpendiculaire à l'axe longitudinal X, depuis la paroi de fond 4 jusqu'à une paroi supérieure 6 de la cuve 3. Les termes « supérieur », « inférieur », « au-dessus » et « en-dessous » sont définis par rapport à l'axe vertical Z. La paroi de fond 4 de la cuve désigne une paroi, de préférence, globalement plane. La paroi supérieure 6 est sensiblement parallèle à la paroi de fond 4. La géométrie générale de la cuve peut par ailleurs être de différents types. Les géométries polyédriques sont les plus courantes. Une géométrie cylindrique, sphérique ou autre est aussi possible. Dans la cuve 3 est agencé un mât tripode 7 s'étendant suivant l'axe vertical Z, soit perpendiculairement à la structure porteuse 2. Le mât tripode 7 est fixé à proximité d'une paroi latérale 5 de la cuve 3. Ce mât tripode 7 est de préférence, mais non limitativement, sensiblement centré à la mi-largeur du navire. Celui-ci se développe depuis la paroi de fond 4 de la cuve jusqu'à la paroi supérieure 6 de la cuve 3. Dans le présent exemple, le mât tripode 7 est également fixé sur la structure porteuse via un support (non représenté). Le mât tripode 7 supporte une ou plusieurs pompe(s) 8 dont la tête de pompe 9 est située à proximité de la paroi de fond 4 de la cuve 3. Des canalisations relient la tête de pompe 9 à un système de manutention de la cargaison (non illustré) à travers la paroi supérieure 6 de la cuve 3. Ce système de manutention de la cargaison permet de charger/ décharger le GNL contenu dans la cuve 3 via la pompe 8.
Lors d'un déchargement de la cuve de GNL ou dans le cas de l'utilisation du GNL contenu dans la cuve pour alimenter en gaz des moteurs du navire, la pompe 8 est activée afin d'aspirer le GNL contenu dans la cuve 3 via la tête de pompe 9. Dans le cas d'un navire dont les moteurs sont alimentés en GNL en provenance de la cuve et lors d'un voyage de retour, seul un talon liquide de GNL est conservé dans la cuve 3 afin d'alimenter les moteurs du navire.
En référence à la figure 2, un récipient 10 de rétention de liquide est installé dans la cuve 3 afin de maintenir la tête de pompe 9 immergée en continu dans du produit liquide, ici du GNL et quels que soient les mouvements du navire. La tête de pompe 9 est logée dans le récipient 10 qui contient une quantité de GNL. Cette tête de pompe 9 est fixée sur le récipient
10, ce dernier étant solidarisé au support (non représenté) du mât tripode 7 lui-même fixé à la structure porteuse 2. Le récipient 10 comporte un fond 1 1 disposé au-dessus de la paroi de fond 4 de la cuve. Le fond 1 1 s'étend parallèlement à la paroi de fond 4. De préférence, la distance entre le fond 1 1 du récipient et la paroi de fond 4 de la cuve 3 est comprise entre 25 et
150 mm, la valeur maximum pouvant atteindre 250 mm. Le récipient 10 comprend une paroi 12 s'étendant depuis le fond 1 1 suivant l'axe vertical Z. Dans le présent exemple, le récipient 10 présente une forme cylindrique circulaire. Bien entendu, le récipient peut avoir une autre forme telle que trapézoïdale, parallélépipédique, etc. Le récipient 10 est ouvert en partie supérieure. En d'autres termes, le récipient 10 comprend une ouverture 13 opposée au fond 1 1 par rapport à l'axe vertical Z et définie par une bordure 14 de la paroi 12. Ainsi, lorsque le niveau de GNL dans la cuve 3 dépasse le récipient 10, le récipient 9 est rempli de GNL via l'ouverture 13.
Comme cela est visible sur la figure 2, la paroi 12 présente une face interne 15 pourvue de deux pattes 16. Ces pattes 16 font saillie radialement vers l'intérieur du récipient 10. Ces pattes 16 se développent depuis des zones diamétralement opposées de la face interne 15. La tête de pompe 9 comporte deux ailes 17 faisant saillie radialement vers l'extérieur, c'est-à-dire en direction de la face interne 15 du récipient 10. Les pattes 16 du récipient 10 sont fixées sur les ailes 17 de la tête de pompe 9 par tout moyen adapté tel qu'à l'aide de vis et d'écrous, d'une soudure ou autre. Ainsi, la pompe est fixée sur le récipient 10 et est logée à l'intérieur dudit récipient 10. De préférence, la tête de pompe 9 est centrée dans le récipient 10. Une extrémité libre de la tête de pompe 9, par laquelle le GNL est aspiré lors d'un déchargement de la cuve 3, est de préférence située à proximité du fond du récipient 10 afin d'être conservée immergée dans le GNL contenu dans le récipient 10. Le récipient 10 comprend également deux ailes de maintien 19 qui font saillie radialement depuis une face externe 18 de la paroi 12 du récipient. Les ailes de maintien 19 sont également diamétralement opposées depuis des zones diamétralement opposées de la face externe 18. La face externe 18 est opposée radialement à la face interne 15 de la paroi 12. Ces ailes de maintien 19 sont fixées via des moyens de fixation (non représentés) sur le support du mât tripode 7.
En référence aux figures 3 et 4, le récipient 10 est équipé d'au moins un clapet anti-retour 20 comme illustré sur la partie écorchée de la figure 2. Le clapet anti-retour 20 permet au GNL contenu dans la cuve 3 de pénétrer dans le récipient 10 pour maintenir la tête de pompe immergée dans un volume de GNL, en particulier lorsque le niveau de GNL dans la cuve 3 est inférieur à un plan dans lequel est définie la bordure 14 de la paroi 12. Pour cela, le fond 1 1 du récipient 10 est pourvu d'au moins un passage 24 (cf. figures 5 et 6) mettant en communication l'intérieur et l'extérieur du récipient. Le passage 24 traverse le fond 1 1 de part et d'autre suivant l'axe vertical Z. Dans le présent exemple, le récipient 10 est équipé de trois passages 24. Ces passages 24 sont équi-répartis autour de la tête de pompe 9. Le clapet anti-retour 20 est disposé sur le fond 1 1 du récipient comme cela est visible sur la figure 2. Chaque passage 24 coopère avec un clapet anti-retour 20 qui libère ou ferme respectivement le passage en fonction de la pression exercée par le GNL stocké dans la cuve 3 comme expliqué ci-après.
Sur les figures 3 et 4, le clapet anti-retour 20 comprend une embase 21 formant un siège de clapet et un clapet mobile 22 par rapport à l'embase 21 . Tous les clapets anti-retour montés dans le récipient sont similaires. Un seul d'entre eux est décrit ci-après en détail et dans un état installé dans le récipient.
L'embase 21 dans l'exemple illustré est une pièce rapportée sur le fond du récipient. Celle-ci comprend une ouverture centrale 23 de passage d'un fluide ayant un axe central A et traversant la paroi de l'embase 21 de part et d'autre suivant l'axe vertical Z. L'axe central A est perpendiculaire au plan dans lequel est définie l'embase, et parallèle à l'axe vertical Z. En particulier, l'embase 21 est fixée sur le fond 1 1 du récipient par tout moyen adapté, par exemple à l'aide de vis et d'écrous ou encore par soudure. Comme nous pouvons le voir sur la figure 3, l'embase 21 comprend à sa périphérie des échancrures 29 dans lesquelles sont logées les vis servant à fixer l'embase 21 sur le fond 1 1 . Dans la présente description, l'embase 21 présente une section transversale circulaire. Il est bien entendu possible que l'embase présente une section rectangulaire ou autre. Chaque embase 21 entoure un passage 24 formé dans le récipient. Chaque ouverture centrale 23 est coaxiale avec l'axe du passage 24 du récipient 10. En d'autres termes, l'ouverture centrale 23 délimitée par l'embase 21 communique avec le passage 24 du récipient 10. L'ouverture centrale 23 présente un diamètre sensiblement supérieur au diamètre du passage 24 avec lequel il coopère. Le clapet mobile 22 est mobile entre une première position de fermeture de l'ouverture centrale 23 et une deuxième position de libération de l'ouverture centrale 23. Pour cela, le clapet anti-retour 20 comprend des moyens de guidage 25 du clapet mobile 22 entre les première et deuxième positions. Ces moyens de guidage 25 permettent plus précisément de guider et de limiter le déplacement du clapet mobile 22. Ici, le clapet mobile 22 se déplace suivant une translation dans une direction de déplacement sensiblement perpendiculaire à un plan de l'ouverture centrale 23. Dans le cas présent, la direction de déplacement est parallèle à l'axe vertical Z. En d'autres termes, le déplacement du clapet mobile est parallèle à l'axe central A de l'ouverture centrale 23. Le clapet mobile est également défini dans un plan sensiblement parallèle à celui de l'ouverture centrale. Les moyens de guidage 25 comprennent un unique élément de guidage central 26 aligné sur l'axe de l'ouverture centrale 23 et solidarisé à l'embase 21 . Le clapet mobile 22 est monté libre en translation par rapport à l'élément de guidage central 26.
En particulier, les moyens de guidage 25 comprennent des organes de maintien 27 qui sont fixés à l'embase 21 . Ces organes de maintien 27 s'étendent chacun depuis l'embase 21 , depuis une surface externe 28 de celle-ci. Cette surface externe 28 est opposée, suivant l'axe vertical Z, à une surface interne tournée vers le fond du récipient. Les organes de maintien présentent chacun un axe parallèle à l'axe de l'ouverture centrale. Dans l'exemple représenté, les organes de maintien 27 sont au nombre de trois comme cela est visible sur les figures 3 et 4. Ceux-ci sont régulièrement répartis sur l'embase 21 . Les organes de maintien 27 sont fixés à l'embase
21 par des soudures, des vis ou tout autre moyen adéquat.
Un organe de liaison 30 permet de relier l'élément de guidage central 26 à l'embase 21 . Plus précisément, cet organe de liaison 30 est relié d'une part, aux organes de maintien 27 et d'autre part, à l'élément de guidage central 26. L'organe de liaison 30 est fixe par rapport aux organes de maintien 27 et à l'élément de guidage central 26. A cet effet, l'organe de liaison 30 comprend une portion centrale 31 définie dans un plan perpendiculaire à l'axe A de l'ouverture centrale. Cette portion centrale 31 supporte l'élément de guidage central 26. Depuis cette portion centrale 31 s'étendent des bras, ici trois bras 32 qui sont régulièrement répartis autour de la périphérie de la portion centrale 31 . En d'autres termes, les bras 32 sont espacés les uns des autres. Cela favorise le déplacement du clapet mobile et permet notamment que la pression du liquide dans le récipient s'applique sans obstacle sur une surface supérieure 33 du clapet mobile 22. Chaque bras 32 est relié à un organe de maintien 27. Chaque bras 32 comprend une extrémité libre 34 qui s'élargit sensiblement dans le même plan de la portion centrale 31 . Chaque extrémité libre 34 présente une forme en anneau cylindrique. Chaque organe de maintien 27 comprend une extrémité distale 35 qui est reçue à travers l'anneau cylindrique de l'extrémité libre 34 correspondante. L'extrémité libre 34 de chaque bras est fixée à un organe de maintien via des éléments de fixation 36. Ces éléments de fixation 36 comprennent une partie filetée de section réduite agencée à l'extrémité distale 35 des organes de maintien. Un écrou est vissé sur chaque partie filetée pour fixer l'extrémité libre 34 des bras sur l'organe de maintien. D'autres éléments de fixation agencés différemment sont bien entendu envisageables. Par ailleurs, la portion centrale 31 présente une section transversale circulaire. Les bras 32 s'étendent radialement depuis sa périphérie. L'organe de liaison 30 avec sa portion centrale 31 et les bras 32 sont réalisés d'un seul tenant.
L'élément de guidage central 26 comprend une tige centrale 38 allongée qui est portée par la portion centrale 31 . La tige centrale 38 allongée est coaxiale à l'ouverture centrale 23. La tige centrale 38 présente ici une section transversale circulaire. La portion centrale 31 de l'organe de liaison 30 comprend une lumière traversante 39 dans laquelle est reçue une première extrémité 40 de la tige centrale 38. Cette première extrémité 40 comprend un alésage 41 recevant des moyens de fixation 42 solidarisant la tige centrale 38 à la portion centrale 31 de l'organe de liaison. Les moyens de fixation 42 comprennent ici une vis et une rondelle comme illustré sur la figure 4. Bien entendu d'autres moyens similaires sont envisageables. Le clapet mobile 22 comprend un orifice traversant 43 permettant le passage de la tige centrale 38. Le clapet mobile 22 se déplace le long de la tige 38 entre ses première et deuxième positions.
Les figures 5 et 6 illustrent le fonctionnement d'un clapet anti-retour 20 tel qu'illustré sur les figures 3 et 4. Le clapet mobile 22 est mobile dans le récipient 10 selon la direction de déplacement perpendiculaire au fond 1 1 du récipient 10 et, de préférence, parallèle à la gravité terrestre. Sur la figure 5, le clapet mobile 22 est représenté dans sa première position de fermeture dans laquelle l'ouverture centrale 23 et le passage 24 sont obturés. Le clapet mobile se trouve en partie inférieure de la tige centrale 38 formant l'élément de guidage central. L'ouverture centrale 23 est délimitée en partie supérieure par une première surface biseautée 44 qui coopère et est complémentaire avec une deuxième surface biseautée 45 du clapet mobile pour former une première butée. En particulier, la première surface biseautée 44 relie la surface externe 28 de l'embase et une face cylindrique interne 46 de l'ouverture centrale. La deuxième surface biseautée 45 est réalisée sur un bord périphérique 47 du clapet mobile 22. De plus, les première et deuxième surfaces biseautées entrent en contact de manière étanche autour de l'ouverture centrale 23. De manière avantageuse, mais non limitativement, les première et deuxième surfaces biseautées 44, 45 présentent chacun un angle de 45° par rapport au plan du clapet mobile.
Sur la figure 6, le clapet mobile 22 est représenté dans sa deuxième position de libération dans laquelle l'ouverture centrale 23 et le passage 24 sont ouverts. Dans cette position, le clapet mobile 22 se trouve en partie supérieure de la tige centrale. Cette dernière comprend un épaulement 48 formant une deuxième butée. Cet épaulement 48 est situé au voisinage de la première extrémité 40 de la tige centrale 38 et contre laquelle vient en appui le clapet mobile 22 en fin de course. Dans le présent exemple, le clapet mobile 22 comprend une portée annulaire 49 entourant l'orifice traversant 43 et venant contre l'épaulement 48 également en fin de course. Le clapet mobile 22 se déplace le long de la tige centrale suivant une longueur de guidage déterminée entre l'embase et l'organe de liaison. De préférence, la longueur de guidage est déterminée entre la première butée formée par les première et deuxième surfaces biseautées 44, 45 et la deuxième butée formée par l'épaulement 48. De manière avantageuse, mais non limitativement, le rapport entre la longueur de guidage et le diamètre externe de la tige centrale est compris entre 1 et 2. De préférence, le rapport est de l'ordre de 1 ,5. Le guidage est réalisé avec un jeu très faible pour éviter les fuites. De manière avantageuse, le jeu est de l'ordre de 0,1 mm.
Le clapet mobile 22 se déplace de la première position à la deuxième position dans le récipient 10 sous l'effet d'un différentiel de pression exercée sur le clapet mobile 22 entre l'intérieur et l'extérieur du récipient 10, supérieur à un seuil positif déterminé. En particulier, lorsque le récipient 10 est entouré par du GNL présent dans la cuve 3, sans que le GNL ne dépasse la bordure 14 du récipient 10 et ne se déverse donc dans le récipient 10 par l'ouverture 13 du récipient, le clapet mobile 22 est sujet, d'une part, à une pression interne provoquée par le GNL présent dans le récipient 10, et d'autre part à une pression externe provoquée par le GNL stocké dans la cuve 3 en entourant le récipient 10 et en contact avec le clapet mobile 22. Le clapet mobile 22 est donc soumis à un différentiel de pression qui permet de repousser le clapet mobile 22 en l'éloignant de l'embase 21 , et donc du siège de clapet.
Le différentiel de pression permet au clapet mobile 22 de passer de sa position de fermeture à sa position de libération lorsque l'équation suivante est remplie :
+ POÎdSc|apet-
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exercée par contenu dans la cuve 3 hors du récipient 10 sur le clapet mobile 22, Smférieure représente la surface inférieure du clapet 22 en contact avec le GNL contenu dans la cuve 3 hors du récipient 10, FarChimède représente la poussée d'Archimède exercée sur le clapet 22 par le GNL contenu dans la cuve 3 hors du récipient 10, Précisent représente la pression exercée par le GNL contenu dans le récipient 10 sur le clapet mobile 22, Ssupérieure représente la surface supérieure du clapet mobile 22 sur laquelle la pression du GNL contenu dans le récipient 10 est exercée, et PoidsCiapet représente le poids du clapet mobile 22.
Typiquement, cette équation traduit le fait que l'ouverture du clapet mobile 22, c'est-à-dire son éloignement de l'embase 21 , dépend de la différence de hauteur entre le GNL contenu dans la cuve 3 et le GNL contenu dans le récipient 10.
La pression exercée par ce GNL contenu dans la cuve 3 sur le clapet mobile 22 repoussant celui-ci hors du siège de clapet, le passage 24 n'est plus obstrué et le GNL présent dans la cuve 3 rentre dans le récipient 10 par le passage 24 situé dans le fond 1 1 du récipient.
Inversement, le clapet mobile se déplace de la deuxième position à la première position dans le récipient 10 sous l'effet de son propre poids et, le cas échéant, d'un différentiel de pression inférieur audit seuil. En particulier, lorsque le GNL contenu dans la cuve 3 n'entoure pas le récipient, la seule pression exercée sur le clapet mobile 22 est celle exercée par le GNL contenu dans le récipient 10. Sous l'effet de la gravité et de la pression exercée par le GNL contenu dans le récipient 10, le clapet mobile 22 est donc repoussé vers le fond 1 1 du récipient 10 et coopère avec le siège de clapet afin d'obstruer le passage dans le fond 1 1 du récipient 10. Si le GNL stocké dans la cuve 3 n'exerce pas une pression suffisante sur le clapet mobile 22 pour le repousser hors du siège de clapet, le GNL contenu dans le récipient 10 est retenu dans ledit récipient.
Le clapet mobile 22 est réalisé dans un matériau avec une masse volumique inférieure aux métaux du type acier inoxydable pour limiter la pression d'ouverture et compatible avec le GNL. A titre d'exemple, on privilégiera un aluminium comme matériau du clapet mobile car l'aluminium présente un meilleur compromis poids résistance. De manière alternative, des matériaux polymères, de préférence, un Polytétrafluoroéthylène siglé « PTFE » peuvent être utilisés pour réaliser le clapet mobile 22. Dans ce dernier cas, le clapet mobile peut être réalisé en PTFE ou pourvu d'un revêtement en PTFE. Ainsi, le clapet mobile 22 est léger et son poids ne perturbe que peu son ouverture sous l'effet de la pression exercée par le GNL contenu dans la cuve 3. En outre, le revêtement en PTFE offre de bonnes propriétés de glissement au clapet mobile 22 facilitant son déplacement dans le récipient 10. Par ailleurs, les autres organes constituant le clapet anti-retour (organe de liaison, embase, organes de maintien, et élément de guidage central) sont réalisés en acier inoxydable.
Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 7, l'élément de guidage central 26 comprend un trou traversant 50 porté par la portion centrale 31 . Ce trou traversant 50 présente une section circulaire. Dans ce cas de figure, le clapet mobile 22 comprend la tige centrale 38' s'étendant suivant un axe parallèle à l'axe A de l'ouverture centrale. La tige central 38' peut être fixée sur le clapet mobile 22 ici grâce à une vis 51 logée dans un trou borgne de la tige centrale au niveau de sa deuxième extrémité 52. De manière alternative, la tige centrale 38' est formée d'un seul tenant avec le clapet mobile 22. Lors du déplacement du clapet mobile 22 suivant sa direction de déplacement, et sous l'effet d'un différentiel de pression, la tige centrale 38' se déplace simultanément à travers le trou traversant 50 de l'organe de liaison suivant une translation. De préférence, mais non limitativement, la deuxième butée est formée par un bossage annulaire 53 entourant le trou traversant 50 et contre lequel vient en appui une partie de la surface supérieure 33 du clapet mobile 22 lorsque ce dernier occupe sa deuxième position. Avantageusement, la tige centrale 38' comprend un épaulement 54 situé au voisinage de sa deuxième extrémité 52 pour venir en butée contre le bossage annulaire 53.
Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 8, le clapet anti- retour 20 présente la même configuration telle qu'illustrée sur les figures 5 et 6 à l'exception de l'embase 21 rapportée sur le fond 1 1 du récipient. Plus précisément, dans cet exemple, l'embase 21 ', formant le siège du clapet mobile 22, comprend une portion de la paroi du fond 1 1 du récipient. En d'autres termes, l'embase 21 et la paroi du fond 1 1 du récipient 10 sont formées d'un seul tenant. Dans ce cas, l'embase 21 ' délimite l'ouverture centrale 23. Le clapet mobile 22 se déplace par rapport à la portion de la paroi du fond 1 1 du récipient 10, ici l'embase 21 ', entre sa première position de fermeture et sa deuxième position de libération. Les organes de maintien 27 s'étendent chacun depuis l'embase 21 ' formée d'une portion du fond 1 1 et présentent chacun un axe parallèle à l'axe de l'ouverture centrale 23. Les organes de maintien 27 sont fixés à l'embase 21 ' par des soudures, des vis ou tout autre moyen adéquats comme dans les modes de réalisation précédents. Les trois bras 32 de l'organe de liaison 30 sont reliés chacun à un organe de maintien 27. L'élément de guidage central 26 est relié à l'embase 21 ' via l'organe de liaison 30. L'élément de guidage central 26 peut comprendre le trou traversant 50 recevant la tige central 38' solidaire du clapet mobile 22 ou la tige centrale 38 solidaire de l'organe de liaison 30.

Claims

REVENDICATIONS 1 . Récipient (10) destiné à comprendre un produit liquide, tel que du gaz naturel liquéfié, et équipé d'au moins un clapet anti-retour (20), en particulier pour un navire (1 ) de transport de gaz naturel liquéfié, le clapet anti-retour (20) comprenant :
- une embase (21 ) ayant une ouverture centrale (23) de passage d'un fluide,
- un clapet mobile (22) entre une première position de fermeture de ladite ouverture centrale et une deuxième position de libération de ladite ouverture centrale (23),
- des moyens de guidage (25) en translation du clapet mobile entre la première position et la deuxième position, dans une direction de déplacement sensiblement perpendiculaire à un plan de ladite ouverture centrale (23), les moyens de guidage (25) comprennent un unique élément de guidage central (26) aligné sur un axe (A) de l'ouverture centrale et solidarisé à l'embase (21 ), le clapet mobile (22) étant monté libre en translation par rapport à l'élément de guidage central (26), le récipient (10) comprenant un fond (1 1 ) pourvu d'au moins un passage (24) mettant en communication l'intérieur et l'extérieur du récipient, l'embase (21 ) du clapet anti-retour étant portée par le fond (1 1 ) du récipient et le clapet mobile (22) étant apte à occuper sa première position de fermeture et à obstruer le passage (24) lorsqu'un différentiel de pression exercée sur le clapet mobile (22) entre l'extérieur du récipient et l'intérieur du récipient est inférieur à un seuil positif déterminé, et à occuper sa deuxième position de libération et à libérer le passage (24) lorsque le différentiel de pression est supérieur audit seuil.
2. Récipient (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de guidage (25) comprennent des organes de maintien (27) régulièrement répartis et s'étendant chacun depuis l'embase (21 ) suivant un axe parallèle à l'axe (A) de l'ouverture centrale (23), l'élément de guidage central (26) étant relié aux organes de maintien (27) via un organe de liaison (30) .
3. Récipient (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe de liaison (30) comprend une portion centrale (31 ) supportant l'élément de guidage central (26) et des bras (32) espacés des uns des autres et reliés chacun à un organe de maintien (27) et à la portion centrale (31 ).
4. Récipient (10) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'organe de liaison (30) est fixe par rapport aux organes de maintien (27) et à l'élément de guidage central (26).
5. Récipient (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de guidage central (26) présente une section circulaire d'un diamètre externe déterminé.
6. Récipient (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet mobile (22) se déplace suivant une longueur de guidage déterminée entre une première butée (44, 45) et une deuxième butée (48, 53).
7. Récipient (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième butée (48, 53) est située au voisinage d'une extrémité de l'élément de guidage central (27) et la première butée est formée par une première surface biseautée (44) portée par l'embase (21 ), complémentaire d'une deuxième surface biseautée (45) portée par le clapet mobile (22), les première et deuxième surfaces biseautées (44, 45) étant aptes à entrer en contact de manière étanche autour de l'ouverture centrale (23).
8. Récipient (10) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le rapport entre la longueur de guidage et le diamètre externe déterminé de l'élément de guidage central (26) est compris entre 1 et 2.
9. Récipient (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de guidage central (26) comprend une tige centrale (38) s'étendant suivant l'axe (A) de l'ouverture centrale, le clapet mobile (22) comportant un orifice traversant (43) recevant la tige centrale (38).
10. Récipient (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de guidage central (26) comprend un trou traversant (50), le clapet mobile (22) portant une tige (38') s'étendant suivant l'axe (A) de l'ouverture centrale (23) et reçue dans le trou traversant (50).
1 1 . Récipient (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase (21 ) avec ladite ouverture centrale (23) est une pièce rapportée qui est fixée sur le fond (1 1 ) du récipient, ladite ouverture centrale (23) communiquant avec le passage (24) du récipient (10) ou l'embase est réalisée par une portion du fond (1 1 ) du récipient (10) et délimite l'ouverture centrale (23).
12. Cuve (3) thermiquement isolée et destinée à contenir un produit liquide, tel que du gaz naturel liquéfié, au moins un récipient (10) selon l'une des revendications 1 à 1 1 , et une pompe (8) comportant une tête de pompe (9) destinée à aspirer le produit liquide contenu à l'intérieur de la cuve, le fond (1 1 ) du récipient (10) étant tourné vers une paroi de fond de la cuve (3) et la tête de pompe (9) étant agencée dans le récipient (10), à proximité du fond du récipient (10).
13. Navire (1 ), en particulier de transport de gaz naturel liquéfié, comprenant une cuve (3) selon la revendication 12.
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