BRPI0615822A2

BRPI0615822A2 - conjunto de distribuidor de tanque

Info

Publication number: BRPI0615822A2
Application number: BRPI0615822-6A
Authority: BR
Inventors: Todd W Larsen; Eric W Neumann
Original assignee: Fisher Controls Int
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2011-05-24
Also published as: CN101253354A; KR101356344B1; NO338888B1; RU2414640C2; EP1943446B1; EP1943446A1; CA2617999C; JP2009508074A; US7478647B2; DE602006017865D1; CN101253354B; AU2006291169B2; RU2008113015A; AU2006291169A1; CA2617999A1; JP5174669B2; WO2007033027A1; KR20080041690A; NO20080706L; US20070056643A1

Abstract

CONJUNTO DE DISTRIBUIDOR DE TANQUE. Um conjunto de distribuidor de tanque para uso em combinação com tanques de combustível de veículos movidos a célula de hidrogênio. O conjunto da tubulação incorpora um regulador, uma válvula de fluxo de excesso, uma válvula de fechamento manual, e orificios para receber componentes isolados. Os componentes isolados podem incluir, a título de exemplo, uma válvula de relevo térmica, um sensor de pressão, uma válvula de alívio de pressão, uma válvula de checagem, sensores de temperatura térmicos e uma válvula solenóide de baixa pressão. O conjunto do tanque é versátil e facilmente personalizada a aplicações particulares.

Description

"CONJUNTO DE DISTRIBUIDOR DE TANQUE"REFERENCIA CRUZADA A PEDIDO CORRELATO

Esta aplicação é baseada no pedido de patente provisório USn° de série 60 716 272, depositado em 12 de Setembro de 2005, cujatotalidade é aqui incorporada por referência.

Campo da Invenção

Esta descrição se refere geralmente a controlar o fluxo de gáspara dentro e para fora de recipientes para gás pressurizado e, maisespecificamente, a um conjunto de distribuidor individualizável para uso nocontrole de fluxo de gás para dentro e para fora dos tanques de combustível.

Sumário

Um conjunto de distribuidor de tanque da presente invenção éprovido com um orifício de enchimento através do qual, fluido, tal como gáspode ser introduzido. Uma válvula de fluxo de excesso é também prevista noconjunto de distribuidor de tanque. O conjunto de distribuidor de tanque éacoplado com um recipiente, tal como um tanque, via uma interface detanque, tal como uma porção de interface cilíndrica rosqueada externamentealongada, do conjunto de distribuidor de tanque. A interface do tanque érecebida em uma abertura complementar no tanque, tal como um orifícioreceptor de distribuidor internamente rosqueado localizado em um gargalo dotanque.

Gás que flui a partir do tanque passa primeiramente através deum filtro substituível do conjunto de distribuidor de tanque, o qual é preso emposição por uma vedação apropriada. O gás em seguida flui através de umaválvula de fluxo de excesso do conjunto de distribuidor de tanque. A válvulade fluxo de excesso provê uma característica de fechamento automático,interrompendo o fluxo do gás no caso em que a taxa de fluxo de gás excedeum ponto de disparo predeterminado.

Uma válvula manual é disposta à jusante da válvula de fluxode excesso. Uma vez que a válvula de fluxo de excesso está aberta,permitindo fluxo do fluido para a válvula manual, fluido é então introduzido apartir da válvula manual para um regulador redutor de pressão. A fim deproteger os componentes do sistema de pressão, uma válvula de alívio depressão é disposta a jusante do regulador redutor de pressão.

Em uma configuração da presente invenção, o conjunto dedistribuidor de tanque é provido com uma válvula solenóide de baixa pressãoa jusante da válvula de alívio de pressão.

O conjunto de distribuidor de tanque é provido com umapluralidade de orifícios para receber componentes adicionais. Sensores depressão podem ser recebidos em um ou mais orifícios receptores de sensoresde pressão, de forma que os sensores de pressão podem ser providos tanto nolado de baixa pressão quanto no lado da alta pressão do conjunto dedistribuidor de tanque. Um orifício para sensor de temperatura pode seradicionado ao lado de alta pressão do distribuidor para facilitarmonitoramento da temperatura do gás dentro do tanque.

Adicionalmente, um orifício de alívio térmico é provido noconjunto de distribuidor de tanque, o qual se comunica com um furo que seestende axialmente ao longo da porção de interface do conjunto dedistribuidor de tanque. O orifício de alívio térmico receberá uma válvula dealívio térmico, a qual irá liberar o gás a partir do tanque quando a temperaturado lado de fora do tanque exceder a um nível seguro pré-determinado.

O conjunto de distribuidor de tanque é descrito em maioresdetalhes com referência às várias figuras dos desenhos e a seguinte descriçãodetalhada das configurações preferidas.

Breve Descrição das Várias Vistas dos Desenhos

A Fig. 1 é uma vista em corte -transversal, tomada ao longodas linhas A-A da Fig. 4 de um conjunto de distribuidor de um tanque dapresente invenção.A Fig. 2 é uma vista em perspectiva do conjunto dedistribuidor de um tanque mostrado na Fig. 1.

A Fig. 3 é uma vista em perspectiva a partir da direção daslinhas B-B da Fig.2, do conjunto de distribuidor de um tanque mostrado nasFigs. 1 e 2.

A Fig. 4 é uma vista de topo do conjunto de distribuidor detanque mostrado nas Figs. 1-3.

A Fig. 5 é uma vista em corte transversal, semelhante à Fig. 1,mostrando uma segunda configuração do conjunto de distribuidor de tanqueinstalado em um tanque de combustível.

A Fig. 6 é uma vista de topo, mostrada parcialmente em cortetransversal no conjunto de distribuidor do tanque mostrado na Fig. 5, comuma válvula solenóide de baixa pressão provida a jusante de um regulador doconjunto de distribuidor do tanque.

Descrição Detalhada das Configurações Preferidas

Como mostrado nas Figs. 1-6, um conjunto de distribuidor detanque 10 da presente invenção inclui um corpo principal 12. O corpoprincipal 12 inclui uma interface de tanque 14, tal como na forma de umaporção de interface cilíndrica, rosqueada externamente, alongada 16. Ainterface do tanque 14 é recebida em um orifício complementar receptor dedistribuidor rosqueado internamente 18 localizado em um gargalo de umrecipiente, tal como um tanque 20 de combustível. Um furo estendendo-seaxialmente 22 é provido no corpo principal. Um filtro 24 e uma vedação defiltro 26 são providos no furo 22, preferivelmente em uma localização quefacilite a remoção e substituição do filtro 24 sem ter que remover o conjuntode distribuidor de tanque 10 do tanque 20.

O conjunto de distribuidor de tanque 10 á adicionalmenteprovido com um orifício de enchimento 28 (Ver Fig. 3), através do qual o gásé introduzido no conjunto de distribuidor de tanque 10, um regulador redutorde pressão 30, um orifício de válvula de alívio térmico 32, uma válvula defluxo de excesso 34, e a jusante da válvula de fluxo de excesso, 34, umaválvula de fluxo manual 36. O gás escoa a partir do tanque 20, através dofiltro substituível 24, e para dentro da válvula de fluxo de excesso 34. Aválvula de fluxo de excesso 34 inclui um orifício 38 e um pistão 40. O pistão40 da válvula de fluxo de excesso 34 é normalmente solicitado (por uma mola42 tendo uma dureza pré-determinada) para fora da vedação da válvula 44.Entretanto, quando fluxo de fluido excede um ponto de disparo pre-determinado, uma pressão diferencial através do orifício 38 da válvula defluxo de excesso 34 provê o pistão 40 com força suficiente para superar opeso de solicitação exercido pela mola 42, trazendo o pistão 40 para umengajamento de vedação com o assento de válvula 44, assim fechandoautomaticamente o fluxo de fluido através da válvula de excesso 34.

Vários eventos podem levar o fluxo do fluido a exceder oponto de disparo pré-determinado, tal como a quebra no lado a jusante dosistema, por exemplo, devido a um rompimento de linha ou à quebra de umcomponente maior. A característica de fechamento automático provida pelaválvula de fluxo em excesso 34, interrompe assim o fluxo do fluido a partir dotanque 20 até que o problema ou evento que causou o excesso de fluxo sejaresolvido. Uma vez resolvido o problema, a válvula de excesso de fluxo 34pode ser reiniciada manualmente girando a haste da válvula 46 para o fluxomanual de válvula 36. Girando a haste da válvula 46 move o pistão 40 parafora do assento da válvula 44. Alternativamente, o pistão 40 da válvula defluxo em excesso 34 pode iniciar automaticamente para uma posição na qual ésolicitado para fora do assento da válvula 44 pela mola 42.

Fluido é introduzido a partir do fluxo de válvula manual 36para o regulador redutor de pressão 30. A válvula de fluxo manual 36 podeser ajustada manualmente para fechar a pressão de suprimento do tanque paraos componentes do sistema à jusante. Em tal ajuste da válvula de fluxomanual 36, uma haste de válvula 46 se dirige para baixo e veda contra opistão 40 da válvula de fluxo de excesso 34 para fechar o fluxo de gás ououtro líquido. A válvula de fluxo manual 36 reduz o número de componentesexigidos no conjunto de distribuidor de tanque 10, e minimiza o tamanhogeral do conjunto de distribuidor de tanque 10.

O regulador de pressão reduzida 30 é pré - fixado e nãoajustável. O regulador redutor de pressão 30 serve para reduzir a pressãointerna para um ponto pré - fixado de saída pré-determinado. O reguladorredutor de pressão 30 é provido com uma característica de fechamentopositivo. Se um vazamento se desenvolve através de um assento de válvula deregulador48, a pressão de saída sobe acima do ponto de ajuste pré-determinado, aplicando força adicional ao assento da válvula do regulador 48para reduzir parar o vazamento de gás. A fim de proteger componentes dosistema de baixa pressão, um orifício de válvula de alívio de pressão 50 éprovido, no qual uma válvula de alívio de pressão (não mostrada) pode serinstalada, a jusante do regulador redutor de pressão 30.

A jusante da válvula de alívio de pressão, uma válvulasolenóide de pressão baixa 52 pode ser provida. O conjunto de distribuidor detanque 10 é também provida com um orifício de sensor de pressão 54 parareceber um sensor de pressão opcional (não mostrado) sensores de pressãopodem ser providos tanto do lado de baixa pressão quanto do lado de altapressão do conjunto de distribuidor de tanque 10. Um orifício adicional podeser adicionado para incorporar um sensor de temperatura do lado da altapressão do conjunto de distribuidor do tanque 10 para facilitar omonitoramento da temperatura do gás no tanque. A orifício de válvula dealívio térmica 32 receberá uma válvula de alívio térmica, a qual irá liberar ogás do tanque 20 quando a temperatura do lado de fora do taque exceder a umnível de segurança pré-determinado. Um orifício secundário 56 no corpoprincipal 12 é provido em comunicação fluida com o orifício de válvula dealívio térmica 32 e o interior do tanque 20, e se estende axialmente ao longoda interface do tanque 14. A pressão do tanque é encaminhada através dosegundo orifício 56 para o orifício da válvula de alívio térmico 32.

A fim de acomodar fluxos de fluidos mais altos e mais baixos,vários parâmetros do conjunto de distribuidor de tanque 10 podem serselecionados adequadamente, tal como o tamanho do assento da válvula e oscomponentes da válvula do regulador redutor de pressão 30 e/ou a válvula defluxo de excesso 34. O conjunto de distribuidor de tanque 10 da presenteinvenção é particularmente bem adequado para uso em motores para veículosmovidos a células de combustível de hidrogênio. O conjunto de distribuidorde tanque 10 pode também ser usada para controlar o fluxo de gasesincluindo, mas não limitando a, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio, para umagama de usos. Os orifícios múltiplos no corpo principal 12 fornecem umconjunto de distribuidor altamente personalizado 10.

O conjunto de distribuidor do tanque 10 da presente invençãoopera para controlar pressões em uma faixa de aproximadamente 10 a 700 barde Hidrogênio, e o conjunto de distribuidor de tanque 10 opera em uma margemde temperatura de cerca de -40C a 85°C.

Claims

1. Conjunto de distribuidor de um tanque, caracterizado pelofato de que compreende:um corpo principal incluindouma interface de tanque;um orifício de enchimento;um filtro em comunicação fluida com o orifício deenchimento;uma válvula de fluxo de excesso a jusante do filtro;uma válvula de fluxo manual a jusante da válvula de fluxode excesso;um regulador redutor de pressão a jusante da válvula defluxo manual;uma válvula de alívio de pressão a jusante do regulador deredutor de pressão; euma pluralidade de orifícios sensores, cada um dos ditosorifícios sensores seletivamente recebendo pelo menos um de um grupode sensor de pressão e um sensor de temperatura.

2. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:uma válvula solenóide de baixa pressão a jusante da válvula dealívio de pressão.

3. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um da pluralidadede orifícios sensores está disposto em um lado de baixa pressão do conjuntode distribuidor do tanque.

4. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um da pluralidadede orifícios sensores está disposto em um lado de alta pressão do conjunto dedistribuidor do tanque.

5. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um orifíciode alívio térmico em comunicação com a interface do tanque.

6. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo com areivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sensorde temperatura recebido no orifício de alívio térmico.

7. Conjunto de distribuidor de tanque, caracterizado pelo fatode que compreende:um corpo principal tendo:uma interface de tanque incluindo uma porção de interfacealongada cilíndrica e rosqueada;um furo axialmente estendido;um orifício de enchimento;um filtro substituível recebido no furo axialmente estendidoem comunicação fluida com o orifício de enchimento;uma válvula de fluxo de excesso a jusante do filtro;uma válvula de fluxo manual a jusante da válvula de fluxode excesso;um regulador redutor de pressão a jusante da válvula defluxo manual;uma válvula de alívio de pressão a jusante do reguladorredutor de pressão; euma pluralidade de orifícios sensores, cada um dos ditosorifícios sensores seletivamente recebendo pelo menos um de um grupo desensor de pressão e de sensor de temperatura.

8. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda umavedação de filtro disposta entre o filtro substituível e o furo axialmenteestendido.

9. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um orifíciode alívio térmico em comunicação com a interface do tanque.

10. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sensorde temperatura recebido no orifício de alívio térmico.

11. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende aindauma válvula solenóide de baixa pressão a jusante da válvula dealívio de pressão.

12. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um da pluralidadede orifícios sensores está disposto em um lado de baixa pressão do conjuntode distribuidor de tanque.

13. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um da pluralidadede orifícios sensores está disposto em um lado de alta pressão do conjunto dedistribuidor de tanque.

14. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma válvulade fluxo em excesso incluindo um orifício e um pistão, o pistão sendonormalmente solicitado para fora a partir do assento da válvula.

15. Conjunto de distribuidor de tanque, de acordo comreivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma mola com uma durezapredeterminada fornece a força de solicitação para solicitar normalmente opistão para fora do assento da válvula.