CA3239421A1 - Dispositif d'accouplement et son procede de purge - Google Patents
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Abstract
Dispositif d?accouplement et de détachement d?urgence à auto-fermeture pour le transport de fluide cryogénique comprenant deux conduites (2, 3) de transport de fluide s?étendant selon une direction longitudinale et comprenant chacune, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet (4, 6, 8; 5, 7, 9) configuré pour fermer automatiquement la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont séparées et pour permettre d?ouvrir la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, le dispositif (1) comprenant en outre un tube (10, 11) externe disposé autour de chaque conduites (2, 3) de transport et définissant un espace sous vide pour l?isolation thermique de la conduite (2, 3) de transport, le dispositif (1) étant configuré pour délimiter un volume (24) mort étanche déterminé entre les extrémités de raccordement accouplées, caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend un système de purge du volume (24) mort, le système de purge comprenant un circuit fluidique (30, 26) relié fluidiquement audit volume (24) mort.
Description
2 PCT/EP2022/082954 Description Titre de l'invention : Dispositif d'accouplement et son procédé de purge [0001] L'invention concerne un dispositif d'accouplement et son procédé de purge.
[0002] L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'accouplement et de dé-tachement d'urgence à auto-fermeture pour le transport de fluide cryogénique comprenant deux conduites de transport de fluide s'étendant selon une direction longi-tudinale et comprenant chacune, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet configure pour fermer automatiquement la conduitc lorsque les extrémités de raccordement sont séparées et pour permettre d'ouvrir la conduite lorsque les ex-trémités de raccordement sont accouplées, le dispositif comprenant en outre un tube externe disposé autour de chaque conduites de transport et définissant un espace sous vide pour l'isolation thermique de la conduite de transport, le dispositif étant configuré
pour délimiter un volume mort étanche déterminé entre les extrémités de raccordement accouplées.
[0002] L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'accouplement et de dé-tachement d'urgence à auto-fermeture pour le transport de fluide cryogénique comprenant deux conduites de transport de fluide s'étendant selon une direction longi-tudinale et comprenant chacune, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet configure pour fermer automatiquement la conduitc lorsque les extrémités de raccordement sont séparées et pour permettre d'ouvrir la conduite lorsque les ex-trémités de raccordement sont accouplées, le dispositif comprenant en outre un tube externe disposé autour de chaque conduites de transport et définissant un espace sous vide pour l'isolation thermique de la conduite de transport, le dispositif étant configuré
pour délimiter un volume mort étanche déterminé entre les extrémités de raccordement accouplées.
[0003] Différents types de connexions peuvent être utilisés pour transfert de fluides cryo-géniques.
[0004] Dans le cas de tronçons qui se raccordent sans obturation, c'est-à-dire sans clapets (par exemple du type Johnston ), la ligne doit être purgée avant la réalisation du transfert de fluide pour ne pas dégrader la pureté du fluide ni créer un mélange dangereux ou pour ne pas accumuler un fluide non désiré (susceptible de se liquéfier ou se solidifier). Cf. par exemple US20090261578A1.
[0005] Pour résoudre ces problèmes et également le risque de perte de fluide, il est connu d'utiliser des dispositifs d'accouplement rapide munis de clapets qui rendent les deux tronçons de ligne séparés étanches quand ils sont déconnectés.
[0006] Ces dispositifs doivent gérer l'éventuel espace entre les deux extrémités lorsque l'accouplement étanche est réalisé. La nécessité de purger la ligne peut être réduite ou supprimée cependant, l'utilisation de raccords (auto)obturants pour des connexion/
déconnexion à froid tend à poser un problème supplémentaire du fait de la proximité
temporelle entre la connexion et le début du transfert de fluide. En effet, les mé-canismes de clapets peuvent rester froids lors de leur utilisation et donc peuvent être sujets à des dépôts de givre. Ceci peut générer des blocages (impossibilité de connexion/déconnexion), des fuites (clapets non étanches) ou des problèmes de sécurité.
déconnexion à froid tend à poser un problème supplémentaire du fait de la proximité
temporelle entre la connexion et le début du transfert de fluide. En effet, les mé-canismes de clapets peuvent rester froids lors de leur utilisation et donc peuvent être sujets à des dépôts de givre. Ceci peut générer des blocages (impossibilité de connexion/déconnexion), des fuites (clapets non étanches) ou des problèmes de sécurité.
[0007] De plus, les mécanismes de clapets peuvent fuir.
[0008] Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
[0009] A cette fin, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé
en ce que le dispositif comprend un système de purge du volume mort, le système de purge comprenant un circuit fluidique relié fluidiquement audit volume mort.
en ce que le dispositif comprend un système de purge du volume mort, le système de purge comprenant un circuit fluidique relié fluidiquement audit volume mort.
[0010] Par ailleurs, des modes dc réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
le circuit fluidique du système de purge comprend une conduite de transfert ayant une extrémité débouchant dans le volume mort, au moins un réservoir de gaz de purge et/ou d'inertage sous pression relié à la conduite de transfert et configuré pour permettre la délivrance de gaz dans le volume mort, le système de purge comprenant une évacuation du gaz, l'évacuation de gaz comprend au moins l'un parmi : un évent relié à une zone de récupération, par exemple l'atmosphère, un système de mise au vide du volume mort, par exemple une pompe à vide, un appareil d'analyse de gaz, un canal de transfert de fluide comprenant une extrémité débouchant dans ledit volume mort, le circuit fluidique du système de purge comprend un ensemble de vanne(s) et/ou un ensemble de clapet(s), notamment un ou des clapets anti-retour, le circuit fluidique du système de purge comprend une soupape de sécurité
configuréc pour évacuer une éventuelle surpression dans le volume mort au-delà d'un seuil déterminé, le circuit fluidique du système de purge comprend un capteur de pression et/
ou un spectromètre, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche avec les ensembles de clapets fermés, le système de purge est configuré pour purger le volume mort via l'évacuation de gaz, après une purge du volume mort via l'évacuation de gaz, le système de purge est configuré pour remplir le volume mort avec du gaz sous pression du gaz du réservoir et ensuite mesurer le taux de fuite et/ou la pression du volume mort, le système de purge est configuré pour mettre sous pression le volume mort avec du gaz inerte du réservoir, le volume mort est situé entre les extrémités de raccordement des conduites de transport accouplées de façon étanche et les tubes externes accouplés de façon étanche, le dispositif comporte une chambre d'isolation thermique au niveau de chaque extrémité de raccordement, le volume de chaque chambre d'isolation theimique étant délimité par des parois tubulaires s'étendant longitudi-nalement et espacées transversalement, une première extrémité du volume de chaque chambre d'isolation thermique située au niveau de l'extrémité de rac-cordement étant ouverte, la seconde extrémité longitudinale opposée étant fermée, les premières extrémités ouvertes des deux chambres d'isolation thermique étant configurécs pour se raccorder de façon étanche et former un seul volume d'isolation clos étanche lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, ce volume d'isolation faisant partie ou constituant le volume mort, le volume mort a un volume compris entre un et 1000 cm3 le mécanisme de clapet comprend un clapet sollicité vers une position dc fermeture contre un siège par un organe de rappel, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, les extrémités des deux tubes externes sont reliées de façon étanche et les extrémités des deux conduites de transport sont reliées de façon étanche, les extrémités terminales des clapets des deux conduites de transport sont configurées pour venir en contact et se repousser mécaniquement hors des sièges respectifs à l'encontre des organes de rappel lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées dans une position longitudinale relative dé-terminée, le mécanisme de clapet d'une des deux conduites dc transport est logé rela-tivement plus en retrait à l'intérieur de son tube externe que l'autre mécanisme de clapet dans son tube de sorte à former le système de type mâle et femelle dans lequel, en position assemblée des deux conduites de transport, une extrémité de raccordement pénètre dans l'autre extrémité de rac-cordement, l'espace sous vide entre le tube externe et la conduite de transport comprend un isolant thermique multicouches MLI , lors du passage d'une position séparée à la position accouplée des deux ex-trémités de raccordement, les mécanismes de clapet sont configurés pour passer séquentiellement d'une première configuration à une seconde confi-guration, dans la première configuration les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les deux mécanismes de clapet sont fermés, dans la seconde configuration, les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les mécanismes de clapet sont ouverts par actionnement mutuel, le passage de la première configuration (mécanismes de clapets fermés) à la seconde configuration (mécanismes de clapets ouverts) peut être réalisé par un rapprochement relatif des deux conduites de transport de fluide et/ou un rap-prochement relatif des deux mécanismes de clapets par exemple ma-nuellement et/ou de façon commandée par un organe de commande, La séquence peut comporter, avant l'étape d'ouverture des deux mécanismes de clapet une configuration intermédiaire stable dans laquelle les deux ex-trémités de raccordement sont accouplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mécanismes de clapet sont en position fermée, l'étape d'ouverture des deux mécanismes de clapet étant réalisée via un rap-prochement relatif supplémentaire des deux conduites de transport de fluide et/ou un déplacement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets, la fermeture des deux mécanismes de clapet peut être obtenue via un écartement relatif des deux conduites de transport de fluide et/ou un dé-placement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets, cette fermeture peut être suivie d'une une étape de séparation des deux ex-trémités de raccordement, entre l'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet et l'étape de sé-paration, le dispositif peut également passer par une configuration inter-médiaire stable dans laquelle les deux extrémités de raccordement restent ac-couplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mécanismes de clapet sont en position fermée, l'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet pouvant être réalisée via un écartement relatif supplémentaire des deux conduites de transport de fluide et/ou un déplacement relatif d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets, le procédé d'accouplement peut comprendre une étape de rapprochement des deux extrémités de raccordement dans laquelle les deux extrémités de rac-cordement sont accouplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur, une étape de mise en contact des deux mécanismes de clapet, une étape d'ouverture deux mécanismes de clapet et une étape de circulation de fluide cryogénique d'une conduite à l'autre.
le circuit fluidique du système de purge comprend une conduite de transfert ayant une extrémité débouchant dans le volume mort, au moins un réservoir de gaz de purge et/ou d'inertage sous pression relié à la conduite de transfert et configuré pour permettre la délivrance de gaz dans le volume mort, le système de purge comprenant une évacuation du gaz, l'évacuation de gaz comprend au moins l'un parmi : un évent relié à une zone de récupération, par exemple l'atmosphère, un système de mise au vide du volume mort, par exemple une pompe à vide, un appareil d'analyse de gaz, un canal de transfert de fluide comprenant une extrémité débouchant dans ledit volume mort, le circuit fluidique du système de purge comprend un ensemble de vanne(s) et/ou un ensemble de clapet(s), notamment un ou des clapets anti-retour, le circuit fluidique du système de purge comprend une soupape de sécurité
configuréc pour évacuer une éventuelle surpression dans le volume mort au-delà d'un seuil déterminé, le circuit fluidique du système de purge comprend un capteur de pression et/
ou un spectromètre, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche avec les ensembles de clapets fermés, le système de purge est configuré pour purger le volume mort via l'évacuation de gaz, après une purge du volume mort via l'évacuation de gaz, le système de purge est configuré pour remplir le volume mort avec du gaz sous pression du gaz du réservoir et ensuite mesurer le taux de fuite et/ou la pression du volume mort, le système de purge est configuré pour mettre sous pression le volume mort avec du gaz inerte du réservoir, le volume mort est situé entre les extrémités de raccordement des conduites de transport accouplées de façon étanche et les tubes externes accouplés de façon étanche, le dispositif comporte une chambre d'isolation thermique au niveau de chaque extrémité de raccordement, le volume de chaque chambre d'isolation theimique étant délimité par des parois tubulaires s'étendant longitudi-nalement et espacées transversalement, une première extrémité du volume de chaque chambre d'isolation thermique située au niveau de l'extrémité de rac-cordement étant ouverte, la seconde extrémité longitudinale opposée étant fermée, les premières extrémités ouvertes des deux chambres d'isolation thermique étant configurécs pour se raccorder de façon étanche et former un seul volume d'isolation clos étanche lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, ce volume d'isolation faisant partie ou constituant le volume mort, le volume mort a un volume compris entre un et 1000 cm3 le mécanisme de clapet comprend un clapet sollicité vers une position dc fermeture contre un siège par un organe de rappel, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, les extrémités des deux tubes externes sont reliées de façon étanche et les extrémités des deux conduites de transport sont reliées de façon étanche, les extrémités terminales des clapets des deux conduites de transport sont configurées pour venir en contact et se repousser mécaniquement hors des sièges respectifs à l'encontre des organes de rappel lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées dans une position longitudinale relative dé-terminée, le mécanisme de clapet d'une des deux conduites dc transport est logé rela-tivement plus en retrait à l'intérieur de son tube externe que l'autre mécanisme de clapet dans son tube de sorte à former le système de type mâle et femelle dans lequel, en position assemblée des deux conduites de transport, une extrémité de raccordement pénètre dans l'autre extrémité de rac-cordement, l'espace sous vide entre le tube externe et la conduite de transport comprend un isolant thermique multicouches MLI , lors du passage d'une position séparée à la position accouplée des deux ex-trémités de raccordement, les mécanismes de clapet sont configurés pour passer séquentiellement d'une première configuration à une seconde confi-guration, dans la première configuration les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les deux mécanismes de clapet sont fermés, dans la seconde configuration, les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les mécanismes de clapet sont ouverts par actionnement mutuel, le passage de la première configuration (mécanismes de clapets fermés) à la seconde configuration (mécanismes de clapets ouverts) peut être réalisé par un rapprochement relatif des deux conduites de transport de fluide et/ou un rap-prochement relatif des deux mécanismes de clapets par exemple ma-nuellement et/ou de façon commandée par un organe de commande, La séquence peut comporter, avant l'étape d'ouverture des deux mécanismes de clapet une configuration intermédiaire stable dans laquelle les deux ex-trémités de raccordement sont accouplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mécanismes de clapet sont en position fermée, l'étape d'ouverture des deux mécanismes de clapet étant réalisée via un rap-prochement relatif supplémentaire des deux conduites de transport de fluide et/ou un déplacement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets, la fermeture des deux mécanismes de clapet peut être obtenue via un écartement relatif des deux conduites de transport de fluide et/ou un dé-placement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets, cette fermeture peut être suivie d'une une étape de séparation des deux ex-trémités de raccordement, entre l'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet et l'étape de sé-paration, le dispositif peut également passer par une configuration inter-médiaire stable dans laquelle les deux extrémités de raccordement restent ac-couplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mécanismes de clapet sont en position fermée, l'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet pouvant être réalisée via un écartement relatif supplémentaire des deux conduites de transport de fluide et/ou un déplacement relatif d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets, le procédé d'accouplement peut comprendre une étape de rapprochement des deux extrémités de raccordement dans laquelle les deux extrémités de rac-cordement sont accouplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur, une étape de mise en contact des deux mécanismes de clapet, une étape d'ouverture deux mécanismes de clapet et une étape de circulation de fluide cryogénique d'une conduite à l'autre.
[0011] L'invention concerne également un procédé de purge d'un dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-après comprenant les étapes suivantes :
accouplement étanche de extrémités de raccordement avec les ensembles de clapets fermés en formant le volume mort, puis purge du volume mort via l'évacuation de gaz sous pression contenu dans le volume mort vers un évent et/ou pompage du gaz dans le volume mort, puis remplissage du volume mort avec un gaz de purge.
accouplement étanche de extrémités de raccordement avec les ensembles de clapets fermés en formant le volume mort, puis purge du volume mort via l'évacuation de gaz sous pression contenu dans le volume mort vers un évent et/ou pompage du gaz dans le volume mort, puis remplissage du volume mort avec un gaz de purge.
[0012] Selon d'autres particularités possibles :
les étapes de purge et de remplissage sont répétées de façon à réaliser plusieurs cycles de détente/compression dans le volume mort, le procédé comporte une étape de mise en pression du volume mort à un niveau déterminé lors d'un remplissage et une étape de mesure de l'étanchéité
du volume mort, par exemple mesure d'un taux de fuite par une mesure de la pression et/ou par un spectromètre.
les étapes de purge et de remplissage sont répétées de façon à réaliser plusieurs cycles de détente/compression dans le volume mort, le procédé comporte une étape de mise en pression du volume mort à un niveau déterminé lors d'un remplissage et une étape de mesure de l'étanchéité
du volume mort, par exemple mesure d'un taux de fuite par une mesure de la pression et/ou par un spectromètre.
[0013] L'invention peut concerner également un procédé de purge d'un dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous comprenant les étapes suivantes :
[0014] - fermeture des ensembles de clapets des extrémités de raccordement accouplées de façon étanche, puis
[0015] - purge du volume mort via l'évacuation de gaz sous pression contenu dans le volume mort vers un évent et/ou pompage du gaz dans le volume mort, puis
[0016] - mesure de l'étanchéité du volume mort, par exemple une mesure d'un taux de fuite par mesure de pression et/ou par un spectromètre.
[0017] En cas de mesure d'une étanchéité supérieure à un seul, il peut y avoir ouverture des ensembles de clapets pour transfert du fluide.
[0018] Selon d'autres particularités possibles :
lorsque l'étanchéité est supérieure à un seuil déterminé, le procédé comporte les étapes suivantes : un inertage du volume mort par mise à l'air du volume mort et/ou remplissage du volume mort avec un gaz inerte ; une séparation des extrémités de raccordement, lorsque l'étanchéité est inférieure à un seuil déterminé, le procédé comporte les étapes suivantes : une action corrective de l'étanchéité puis un inertage du volume mort par mise à l'air du volume mort et/ou remplissage du volume mort avec un gaz inerte par exemple de l'hélium, puis une séparation des ex-trémités de raccordement, le remplissage du volume mort est réalisé avec un gaz de purge de même nature que le fluide cryogénique destiné à être transporté dans les conduites de transport, par exemple le gaz de purge est de l'hydrogène gazeux lorsque le fluide cryogénique transporté est de l'hydrogène liquide.
lorsque l'étanchéité est supérieure à un seuil déterminé, le procédé comporte les étapes suivantes : un inertage du volume mort par mise à l'air du volume mort et/ou remplissage du volume mort avec un gaz inerte ; une séparation des extrémités de raccordement, lorsque l'étanchéité est inférieure à un seuil déterminé, le procédé comporte les étapes suivantes : une action corrective de l'étanchéité puis un inertage du volume mort par mise à l'air du volume mort et/ou remplissage du volume mort avec un gaz inerte par exemple de l'hélium, puis une séparation des ex-trémités de raccordement, le remplissage du volume mort est réalisé avec un gaz de purge de même nature que le fluide cryogénique destiné à être transporté dans les conduites de transport, par exemple le gaz de purge est de l'hydrogène gazeux lorsque le fluide cryogénique transporté est de l'hydrogène liquide.
[0019] L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
[0020] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ei-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
[0021] [Fig.11 représente une vue schématique et partielle illustrant de façon simplifiée un exemple de structure et de fonctionnement d'un dispositif selon un premier mode de réalisation,
[0022] [Fig.21 représente une vue schématique et partielle illustrant de façon simplifiée un exemple de structure et de fonctionnement d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation,
[0023] [Fig.31 représente une vue schématique et partielle illustrant de façon simplifiée un exemple de structure et de fonctionnement d'un dispositif selon un troisième mode de réalisation,
[0024] [Fig.41 représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'un dispositif selon un quatrième mode de réalisation,
[0025] [Fig.51 représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'un dispositif selon un cinquième mode de réalisation,
[0026] [Fig.61 représente une vue schématique et partielle illustrant un exemple de fonc-tionnement de purge et d'accouplement d'un tel dispositif, [00271 [Fig.7[ représente une vue schématique et partielle illustrant un exemple de fonc-tionnement de purge et de séparation d'un tel dispositif.
[0028] Les [Fig.4] et [Fig.5] décrivent chacune un exemple de dispositif 1 d'accouplement et de détachement à auto-fermeture pour le transport de fluide cryogénique.
[0029] Le dispositif 1 comprend deux conduites 2, 3 de transport de fluide s'étendant selon une direction longitudinale et comprenant chacune, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet 4, 6, 8; 5, 7, 9 configuré pour fermer automatiquement la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont séparées (auto-fermeture) et pour permettre d'ouvrir (automatiquement ou de façon commandée) la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées.
[00301 Le dispositif 1 comprend en outre un tube 10, 11 externe disposé autour de chaque conduite 2, 3 de transport et définissant un espace pour l'isolation thermique de la conduite 2, 3 de transport. Le tube 10, 11 délimite un espacement, de préférence sous vide et isolé thermiquement autour de la conduite 2, 3 de transport. Cet espace sous vide entre le tube externe 10, 11 et la conduite 2, 3 de transport comprend par exemple un isolant thermique multicouches MLI .
[0031] Le dispositif 1 est configuré pour délimiter un volume 24 mort étanche déterminé
entre les extrémités de raccordement lorsqu'elles sont accouplées.
[0032] Le volume 24 mort est situé de préférence entre les extrémités de raccordement des conduites 2, 3 de transport accouplées de façon étanche et les extrémités des tubes 10, 11 externes accouplés de façon étanche. Ce volume 24 mort peut avoir un volume compris entre un et 500 cm3 par exemple. Ce volume mort peut emprisonner du gaz lors de la connexion et/ou du fluide en cas de fuite des mécanismes de clapets.
[0033] Le dispositif 1 comprend un système de purge du volume 24 mort dont plusieurs variantes seront décrites ci-après. Le système de purge comprend en particulier un circuit fluidique 30, 26 relié fluidiquement audit volume 24 mort.
[0034] Comme schématisé, le circuit fluidique du système de purge peut comprendre une conduite 30 de transfert ayant une extrémité débouchant dans le volume 24 mort et au moins un réservoir 31 de gaz de purge et/ou d'incrtage sous pression relié à
la conduite 30 de transfert et configuré pour permettre la délivrance de gaz dans le volume 24 mort, le système de purge comprenant une évacuation 32. 33 du gaz.
[0035] L'évacuation 32, 33 de gaz peut comprendre au moins l'un parmi un évent 32 relié
à une zone de récupération, par exemple l'atmosphère, un système de mise au vide du volume 24 mort, par exemple une pompe à vide, un appareil 133 d'analyse dc gaz, un canal 26 de transfert de fluide comprenant une extrémité débouchant dans ledit volume 24 mort.
[0036] Le circuit fluidique 30. 26 du système de purge comprend de préférence en outre un ensemble de vanne(s) 34 et/ou un ensemble de clapet(s) 35, notamment un ou des clapets anti-retour.
[0037] Dans l'exemple schématisé à la [Fig.1] un réservoir 31 de gaz de purge et un évent 32 (ou une pompe à vide) sont raccordés en parallèle au volume 4 mort via des vannes 34 et clapets anti-retour respectif disposés en série dans chaque ligne.
[0038] Comme illustré, un capteur 131 de pression peut être prévu pour mesurer la pression dans le circuit, par exemple dans la conduite 30 de transfert (partie commune des deux branches parallèles).
[0039] Dans l'exemple schématisé à la [Fig.21 le circuit comprend six branches raccordées en parallèle à l'extrémité de la conduite 30 de transfert reliée au volume 24 mort (de préférence via une vanne 34 et un clapet 35 anti-retour respectifs). Les cinq premières branches (de haut en bas dans la représentation à titre d'exemple nullement limitatif) peuvent comprendre respectivement un réservoir 31 de gaz de purge, un réservoir 31 de gaz d'inertage, un évent 32, une pompe 33 à vide, un spectromètre (permettant un contrôle plus précis du taux de fuite). La sixième branche peut comporter une soupape
[0028] Les [Fig.4] et [Fig.5] décrivent chacune un exemple de dispositif 1 d'accouplement et de détachement à auto-fermeture pour le transport de fluide cryogénique.
[0029] Le dispositif 1 comprend deux conduites 2, 3 de transport de fluide s'étendant selon une direction longitudinale et comprenant chacune, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet 4, 6, 8; 5, 7, 9 configuré pour fermer automatiquement la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont séparées (auto-fermeture) et pour permettre d'ouvrir (automatiquement ou de façon commandée) la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées.
[00301 Le dispositif 1 comprend en outre un tube 10, 11 externe disposé autour de chaque conduite 2, 3 de transport et définissant un espace pour l'isolation thermique de la conduite 2, 3 de transport. Le tube 10, 11 délimite un espacement, de préférence sous vide et isolé thermiquement autour de la conduite 2, 3 de transport. Cet espace sous vide entre le tube externe 10, 11 et la conduite 2, 3 de transport comprend par exemple un isolant thermique multicouches MLI .
[0031] Le dispositif 1 est configuré pour délimiter un volume 24 mort étanche déterminé
entre les extrémités de raccordement lorsqu'elles sont accouplées.
[0032] Le volume 24 mort est situé de préférence entre les extrémités de raccordement des conduites 2, 3 de transport accouplées de façon étanche et les extrémités des tubes 10, 11 externes accouplés de façon étanche. Ce volume 24 mort peut avoir un volume compris entre un et 500 cm3 par exemple. Ce volume mort peut emprisonner du gaz lors de la connexion et/ou du fluide en cas de fuite des mécanismes de clapets.
[0033] Le dispositif 1 comprend un système de purge du volume 24 mort dont plusieurs variantes seront décrites ci-après. Le système de purge comprend en particulier un circuit fluidique 30, 26 relié fluidiquement audit volume 24 mort.
[0034] Comme schématisé, le circuit fluidique du système de purge peut comprendre une conduite 30 de transfert ayant une extrémité débouchant dans le volume 24 mort et au moins un réservoir 31 de gaz de purge et/ou d'incrtage sous pression relié à
la conduite 30 de transfert et configuré pour permettre la délivrance de gaz dans le volume 24 mort, le système de purge comprenant une évacuation 32. 33 du gaz.
[0035] L'évacuation 32, 33 de gaz peut comprendre au moins l'un parmi un évent 32 relié
à une zone de récupération, par exemple l'atmosphère, un système de mise au vide du volume 24 mort, par exemple une pompe à vide, un appareil 133 d'analyse dc gaz, un canal 26 de transfert de fluide comprenant une extrémité débouchant dans ledit volume 24 mort.
[0036] Le circuit fluidique 30. 26 du système de purge comprend de préférence en outre un ensemble de vanne(s) 34 et/ou un ensemble de clapet(s) 35, notamment un ou des clapets anti-retour.
[0037] Dans l'exemple schématisé à la [Fig.1] un réservoir 31 de gaz de purge et un évent 32 (ou une pompe à vide) sont raccordés en parallèle au volume 4 mort via des vannes 34 et clapets anti-retour respectif disposés en série dans chaque ligne.
[0038] Comme illustré, un capteur 131 de pression peut être prévu pour mesurer la pression dans le circuit, par exemple dans la conduite 30 de transfert (partie commune des deux branches parallèles).
[0039] Dans l'exemple schématisé à la [Fig.21 le circuit comprend six branches raccordées en parallèle à l'extrémité de la conduite 30 de transfert reliée au volume 24 mort (de préférence via une vanne 34 et un clapet 35 anti-retour respectifs). Les cinq premières branches (de haut en bas dans la représentation à titre d'exemple nullement limitatif) peuvent comprendre respectivement un réservoir 31 de gaz de purge, un réservoir 31 de gaz d'inertage, un évent 32, une pompe 33 à vide, un spectromètre (permettant un contrôle plus précis du taux de fuite). La sixième branche peut comporter une soupape
27 de sécurité configurée pour évacuer une surpression déterminée (ceci permet d'éviter une surpression anormale dans le circuit et dans le volume 24 mort).
Bien entendu, dans une autre variante, une ou plusieurs de ces branches en parallèles pourraient être omises. Comme illustré, un capteur 131 de pression et/ou de tem-pérature peut être prévu pour mesurer la pression (et/ou la température) dans le circuit, par exemple dans la conduite 30 de transfert (partie commune des deux branches pa-rallèles).
[0040] Dans l'exemple schématisé à la [Fig.3], le dispositif 1 comprend deux volumes 24, 124 morts. Ces deux volumes 24, 124 morts peuvent appartenir à un même dispositif de raccordement ou respectivement à deux dispositifs de raccordement distincts. Par exemple, les deux volumes morts appartiennent respectivement à un système d'accouplement de deux conduites et à un autre système d'accouplement. Les deux volumes 24, 124 morts peuvent être raccordés en parallèle (via des vannes 34 res-pectives) à un ligne 130 commune à laquelle sont raccordées en parallèle plusieurs branches (cinq dans cet exemple). Les branches peuvent comprendre une vanne 34 et un clapet 35 anti-retour en série et respectivement : un réservoir 31 de gaz de purge, un réservoir 31 de gaz d'inertage, un évent 32, une pompe 33 à vide, un spectromètre (une soupape de sécurité peut également être prévue).
[0041] Ainsi, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche avec les ensembles de clapets fermes, le système de purge peut être configuré pour purger le volume 24 mort via l'évacuation 32, 33 de gaz (pompe à vide par exemple).
[0042] De plus, après une purge du volume 24 mort via l'évacuation 32, 33 de gaz, le système de purge peut être configuré pour remplir le volume 24 mort avec du gaz sous pression du gaz du réservoir 31 et ensuite mesurer le taux de fuite et/ou la pression du volume 24 mort.
[0043] Le système de purge peut être configuré également pour mettre sous pression le volume 24 mort avec du gaz inerte du réservoir 31.
[0044] Par exemple, lors d'un accouplement 100 des deux conduites 2, 3 de transport, la séquence suivante peut être réalisée (cf. [Fig.61) :
raccordement 101 étanche des deux extrémités qui restent néanmoins fermées par les ensembles de clapets en formant un volume mort 24, purge 102 du volume 24 mort, cette purge peut être réalisée par un simple évent (mise à l'air du volume mort) et/ou par pompage via une pompe à vide ou autre, remplissage 103 du volume 24 mort avec du gaz de purge. Ce gaz de purge est de préférence de même nature le fluide transporté par les conduites 2, 3 de transport (par exemple de l'hydrogène gazeux si le fluide transporté et de l'hydrogène liquide). De préférence également la valeur de la pression de purge ne dépassera pas la pression minimum des lignes (derrière les clapets des ensembles de clapets obturant les conduites de transport), mise en pression 104 du volume mort et mesure de fuite de la liaison. Cette mesure de fuite peut être réalisée avec un capteur 131 de pression en comparant la valeur avec une limite seuil et/ou avec un spectromètre 133, et, si la fuite est conforme (étanchéité correcte), ouverture 105 des ensembles de clapets, le transfert 106 de fluide est effectif de façon sûre.
[0045] A noter que, en cas de fuite est non conforme une action de correction de l'étanchéité
peut être prévue entre 104 et 105.
[0046] A noter que les étapes de purge 102 et de remplissage 103 peuvent être répétées pour réaliser plusieurs cycles de compressions/détentes dans le circuit et dans le volume 24 mort.
[0047] Pour séparer 107 des deux conduites 2, 3 de transport (après un transfert de fluide), la séquence suivante peut être réalisée (cf. [Fig.7] :
[0048] - fermeture 108 des ensembles de clapets, [0049] - purge 102 du volume 24 mort, cette purge peut être réalisée par un simple évent (mise à l'air du volume mort) et/on par pompage via une pompe à vide, [0050] - mesure/détection 104 de fuite de la liaison (mesure de la fuite éventuelle au niveau des clapets). Cette mesure dc fuite peut être réalisée avec un capteur 131 de pression en comparant la valeur avec une limite seuil et/ou avec un spectromètre 133, [0051] - s'il n'est pas détecté de fuite anormale 109, [0052] - inertage 110 du volume 24 mort. Cet inertage peut être réalisé via une mise à
l'évent du volume 24 mort et/ou par le remplissage du volume 24 mort avec un gaz inerte. Dans certains cas, une mise à l'air (atmosphérique ou air sec) peut être suffisante. Dans le cas où le fluide transporté est de l'hydrogène, le gaz inerte est de préférence de l'hélium (pour éviter les risques d'explosion ou de givre).
[0053] - les deux extrémités de conduites peuvent être séparées 111 en toute sécurité.
[0054] Cependant, si l'étape de détection de fuite conclut à une fuite inacceptable 119, le procédé comprend de préférence une action corrective comme une vérification/
correction de la bonne fermeture des clapets. Après cette étape 120 corrective, l'inertage 110 peut être réalisé et ensuite la séparation (ou déconnexion) 107 comme décrit précédemment. Cela peut être idem lors d'un accouplement.
[0055] Ainsi, le dispositif et son utilisation permettent la gestion de la purge du volume 24 mort d'un dispositif de raccordement de deux entités de transfert d'un fluide cryogénique.
[0056] L'invention permet ainsi le contrôle de l'étanchéité de la connexion avant l'ouverture des clapets ainsi que le contrôle de l'étanchéité des clapets après leur fermeture et avant la déconnexion 111.
[0057] L'invention peut s'appliquer à tous les dispositifs d'accouplement présentant un volume mort, notamment avec un volume mort compris entre 1 et 1000 cm3, notamment de 10 à 500cm3 et en particulier entre 50 et 200cm3.
[0058] Les [Fig.4] et [Fig.51 illustrent deux exemples non limitatifs de dispositifs 1 d' accouplement.
[0059] Comme illustré, le mécanisme de clapet 4, 6, 8; 5, 7, 9 peut comprendre, à chaque extrémité, un clapet 4, 5 sollicité vers une position de fermeture contre un siège 6, 7 par un organe 8, 9 de rappel tel qu'un ressort.
[0060] Les extrémités peuvent comporter un ensemble de brides 14, 15, 16, 17 (par exemple montées via des axes 20) et/ou joints 25, 28, 29, 114, 115 continués pour relier de façon étanche les extrémités de conduite s2, 3 de transport et les extrémités des tubes 10, 11 externes.
[0061] Les extrémités terminales des clapets 4, 5 des deux conduites 2, 3 de transport peuvent être configurées pour venir en contact et se repousser mécaniquement hors des sièges respectifs à l'encontre des organes 5, 9 de rappel lorsque les extrémités de rac-cordement sont accouplées dans une position longitudinale relative déterminée.
[0062] Comme illustré à la [Fig.41, le mécanisme de clapet 4, 6, 8 d'une des deux conduites 2 de transport peut être logé relativement plus en retrait à l'intérieur de son tube 10 externe que l'autre mécanisme de clapet 5, 7, 9 dans son tube 11 de sorte à
former le système de type mâle et femelle dans lequel, en position assemblée des deux conduites 2, 3 de transport, une extrémité de raccordement pénètre dans l'autre extrémité de rac-cordement.
[0063] Lors du passage d'une position séparée à la position accouplée des deux extrémités de raccordement, les mécanismes de clapet peuvent être configurés pour passer sé-quentiellement d'une première configuration à une seconde configuration, dans la première configuration les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les deux mécanismes de clapet sont fermés, dans la seconde configuration, les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les mécanismes de clapet sont ouverts par actionnemcnt mutuel.
[0064] Le passage de la première configuration (mécanismes de clapets fermés) à la seconde configuration (mécanismes de clapets ouverts) peut être réalisé par un rapprochement relatif des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un rapprochement relatif des deux mécanismes de clapets 4, 6, 8, 5, 7, 9 par exemple manuellement et/ou de façon commandée par un organe de commande.
[0065] Dans l'exemple de la [Fig.4], l'extrémité de raccordement d'une première 3 des deux conduites comprend une bague 112 d'étanchéité solidaire du tube 11 externe.
[0066] La bague 112 d'étanchéité comprend un ensemble de joint(s) 114, 115 d'étanchéité
configuré(s) pour assurer une étanchéité vis-à-vis de l'extérieur entre les deux ex-trémités de raccordement lorsque les deux extrémités de raccordement sont accouplées.
Cette bague 112 d'étanchéité est par exemple montée mobile en translation selon la direction longitudinale relativement au tube 111 externe entre deux positions distinctes lors du passage de la première configuration fermée à la seconde configuration ouverte.
[0067] Le dispositif comprend de préférence un organe 113 de rappel, par exemple un ressort, notamment un ressort de compression sollicitant la bague 112 d'étanchéité vers sa première position.
[0068] La bague 112 d'étanchéité comprend une face interne munie d'au moins un joint 115 d'étanchéité (et de préférence au moins deux joints 115) coopérant en étanchéité avec le tube 11 duquel la bague 112 d'étanchéité est solidaire.
[0069] La bague 112 d'étanchéité comprend en outre une face ou extrémité terminale destinée à venir en appui sur l'autre extrémité de raccordement en position accouplée.
Cette face terminale est de préférence munie d'au moins un joint 114 d'étanchéité
destiné à coopérer en étanchéité l'autre extrémité de raccordement lorsque les deux ex-trémités de raccordement sont accouplées.
[0070] Ainsi, la bague 112 d'étanchéité réalise (ou contribue à) la liaison étanche entre les deux extrémités de raccordement accouplées (avec les joints 114, 115) et permet un rapprochement relatif supplémentaire ou non des deux ensembles dc clapets en vue dc provoquer l'ouverture ou non.
[0071] Ainsi, avant l'ouverture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9, une confi-guration intermédiaire stable peut être possible dans laquelle les deux extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mé-canismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 sont en position fermée. L'étape d'ouverture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 peut être réalisée via un rapprochement relatif supplémentaire des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un dé-placement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets. La fermeture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 peut être obtenue via un écartement relatif des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un déplacement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets.
[0072] C'est-à-dire que, entre l'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 et l'étape de séparation, le dispositif peut également passer par une configuration intermédiaire stable dans laquelle les deux extrémités de raccordement restent ac-couplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 sont en position fermée. Les opérations de purge et autres peuvent être réalisées dans cette configuration.
[0073] L'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 peut être réalisée via un écartement relatif supplémentaire des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un déplacement relatif d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets.
[0074] Dans le mode de réalisation de la [Fig.5], le dispositif 1 comporte une chambre 18, 19 d'isolation thermique au niveau de chaque extrémité de raccordement. Le volume de chaque chambre 18, 19 d'isolation thermique est délimité par des parois 12, 13 tu-bulaires s'étendant longitudinalement et espacées transversalement. Une première extrémité du volume de chaque chambre 18, 19 d'isolation thermique située au niveau de l'extrémité de raccordement est ouverte, la seconde extrémité longitudinale opposée étant fermée. Les premières extrémités ouvertes des deux chambres 18, 19 d'isolation thermique sont configurées pour se raccorder de façon étanche et former un seul volume d'isolation clos étanche lorsque les extrémités de raccordement sont ac-couplées. Ce volume d'isolation fait partie ou peut constituer tout ou partie du volume 24 mort précité.
[0075] Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus.
[0076] Ainsi, le système de purge peut comporter une ligne dc purge qui est située sur l'une des extrémités du dispositif (par exemple sur l'extrémité mâle ou femelle dans le cas d'une telle géométrie).
[0077] De plus, tout ou partie du système de purge peut être déporté à distance des ex-trémités de raccordement via des tube(s)/capillaire(s) ou conduite(s) (distance d'un ou plusieurs mètres par exemple).
[0078] Comme évoqué ci-dessus, un capteur 131 de température peut être prévu dont la mesure peut permettre de détecter des températures trop froides signes d'une fuite pour déclencher une fermeture des ensembles de clapets.
[0079] La solution présente de nombreux avantages : elle permet une purge simple et efficace du volume 24 mort avant l'ouverture des clapets. Ceci limite l'intrusion de polluants et leur dépôt sur les parties sensibles internes (du givre/glace notamment). Le dispositif et son utilisation permettent un contrôle de l'étanchéité de la connexion avant l'ouverture des clapets. Ceci permet d'éviter des fuites vers l'extérieur qui peuvent être dangereux. De plus le système permet le contrôle de l'étanchéité des clapets après leur fermeture avant la séparation des extrémités.
[0080] Le dispositif est donc particulièrement avantageux pour les dispositifs de transfert de gaz rares ou dangereux.
Bien entendu, dans une autre variante, une ou plusieurs de ces branches en parallèles pourraient être omises. Comme illustré, un capteur 131 de pression et/ou de tem-pérature peut être prévu pour mesurer la pression (et/ou la température) dans le circuit, par exemple dans la conduite 30 de transfert (partie commune des deux branches pa-rallèles).
[0040] Dans l'exemple schématisé à la [Fig.3], le dispositif 1 comprend deux volumes 24, 124 morts. Ces deux volumes 24, 124 morts peuvent appartenir à un même dispositif de raccordement ou respectivement à deux dispositifs de raccordement distincts. Par exemple, les deux volumes morts appartiennent respectivement à un système d'accouplement de deux conduites et à un autre système d'accouplement. Les deux volumes 24, 124 morts peuvent être raccordés en parallèle (via des vannes 34 res-pectives) à un ligne 130 commune à laquelle sont raccordées en parallèle plusieurs branches (cinq dans cet exemple). Les branches peuvent comprendre une vanne 34 et un clapet 35 anti-retour en série et respectivement : un réservoir 31 de gaz de purge, un réservoir 31 de gaz d'inertage, un évent 32, une pompe 33 à vide, un spectromètre (une soupape de sécurité peut également être prévue).
[0041] Ainsi, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche avec les ensembles de clapets fermes, le système de purge peut être configuré pour purger le volume 24 mort via l'évacuation 32, 33 de gaz (pompe à vide par exemple).
[0042] De plus, après une purge du volume 24 mort via l'évacuation 32, 33 de gaz, le système de purge peut être configuré pour remplir le volume 24 mort avec du gaz sous pression du gaz du réservoir 31 et ensuite mesurer le taux de fuite et/ou la pression du volume 24 mort.
[0043] Le système de purge peut être configuré également pour mettre sous pression le volume 24 mort avec du gaz inerte du réservoir 31.
[0044] Par exemple, lors d'un accouplement 100 des deux conduites 2, 3 de transport, la séquence suivante peut être réalisée (cf. [Fig.61) :
raccordement 101 étanche des deux extrémités qui restent néanmoins fermées par les ensembles de clapets en formant un volume mort 24, purge 102 du volume 24 mort, cette purge peut être réalisée par un simple évent (mise à l'air du volume mort) et/ou par pompage via une pompe à vide ou autre, remplissage 103 du volume 24 mort avec du gaz de purge. Ce gaz de purge est de préférence de même nature le fluide transporté par les conduites 2, 3 de transport (par exemple de l'hydrogène gazeux si le fluide transporté et de l'hydrogène liquide). De préférence également la valeur de la pression de purge ne dépassera pas la pression minimum des lignes (derrière les clapets des ensembles de clapets obturant les conduites de transport), mise en pression 104 du volume mort et mesure de fuite de la liaison. Cette mesure de fuite peut être réalisée avec un capteur 131 de pression en comparant la valeur avec une limite seuil et/ou avec un spectromètre 133, et, si la fuite est conforme (étanchéité correcte), ouverture 105 des ensembles de clapets, le transfert 106 de fluide est effectif de façon sûre.
[0045] A noter que, en cas de fuite est non conforme une action de correction de l'étanchéité
peut être prévue entre 104 et 105.
[0046] A noter que les étapes de purge 102 et de remplissage 103 peuvent être répétées pour réaliser plusieurs cycles de compressions/détentes dans le circuit et dans le volume 24 mort.
[0047] Pour séparer 107 des deux conduites 2, 3 de transport (après un transfert de fluide), la séquence suivante peut être réalisée (cf. [Fig.7] :
[0048] - fermeture 108 des ensembles de clapets, [0049] - purge 102 du volume 24 mort, cette purge peut être réalisée par un simple évent (mise à l'air du volume mort) et/on par pompage via une pompe à vide, [0050] - mesure/détection 104 de fuite de la liaison (mesure de la fuite éventuelle au niveau des clapets). Cette mesure dc fuite peut être réalisée avec un capteur 131 de pression en comparant la valeur avec une limite seuil et/ou avec un spectromètre 133, [0051] - s'il n'est pas détecté de fuite anormale 109, [0052] - inertage 110 du volume 24 mort. Cet inertage peut être réalisé via une mise à
l'évent du volume 24 mort et/ou par le remplissage du volume 24 mort avec un gaz inerte. Dans certains cas, une mise à l'air (atmosphérique ou air sec) peut être suffisante. Dans le cas où le fluide transporté est de l'hydrogène, le gaz inerte est de préférence de l'hélium (pour éviter les risques d'explosion ou de givre).
[0053] - les deux extrémités de conduites peuvent être séparées 111 en toute sécurité.
[0054] Cependant, si l'étape de détection de fuite conclut à une fuite inacceptable 119, le procédé comprend de préférence une action corrective comme une vérification/
correction de la bonne fermeture des clapets. Après cette étape 120 corrective, l'inertage 110 peut être réalisé et ensuite la séparation (ou déconnexion) 107 comme décrit précédemment. Cela peut être idem lors d'un accouplement.
[0055] Ainsi, le dispositif et son utilisation permettent la gestion de la purge du volume 24 mort d'un dispositif de raccordement de deux entités de transfert d'un fluide cryogénique.
[0056] L'invention permet ainsi le contrôle de l'étanchéité de la connexion avant l'ouverture des clapets ainsi que le contrôle de l'étanchéité des clapets après leur fermeture et avant la déconnexion 111.
[0057] L'invention peut s'appliquer à tous les dispositifs d'accouplement présentant un volume mort, notamment avec un volume mort compris entre 1 et 1000 cm3, notamment de 10 à 500cm3 et en particulier entre 50 et 200cm3.
[0058] Les [Fig.4] et [Fig.51 illustrent deux exemples non limitatifs de dispositifs 1 d' accouplement.
[0059] Comme illustré, le mécanisme de clapet 4, 6, 8; 5, 7, 9 peut comprendre, à chaque extrémité, un clapet 4, 5 sollicité vers une position de fermeture contre un siège 6, 7 par un organe 8, 9 de rappel tel qu'un ressort.
[0060] Les extrémités peuvent comporter un ensemble de brides 14, 15, 16, 17 (par exemple montées via des axes 20) et/ou joints 25, 28, 29, 114, 115 continués pour relier de façon étanche les extrémités de conduite s2, 3 de transport et les extrémités des tubes 10, 11 externes.
[0061] Les extrémités terminales des clapets 4, 5 des deux conduites 2, 3 de transport peuvent être configurées pour venir en contact et se repousser mécaniquement hors des sièges respectifs à l'encontre des organes 5, 9 de rappel lorsque les extrémités de rac-cordement sont accouplées dans une position longitudinale relative déterminée.
[0062] Comme illustré à la [Fig.41, le mécanisme de clapet 4, 6, 8 d'une des deux conduites 2 de transport peut être logé relativement plus en retrait à l'intérieur de son tube 10 externe que l'autre mécanisme de clapet 5, 7, 9 dans son tube 11 de sorte à
former le système de type mâle et femelle dans lequel, en position assemblée des deux conduites 2, 3 de transport, une extrémité de raccordement pénètre dans l'autre extrémité de rac-cordement.
[0063] Lors du passage d'une position séparée à la position accouplée des deux extrémités de raccordement, les mécanismes de clapet peuvent être configurés pour passer sé-quentiellement d'une première configuration à une seconde configuration, dans la première configuration les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les deux mécanismes de clapet sont fermés, dans la seconde configuration, les extrémités de raccordement sont en contact étanche et les mécanismes de clapet sont ouverts par actionnemcnt mutuel.
[0064] Le passage de la première configuration (mécanismes de clapets fermés) à la seconde configuration (mécanismes de clapets ouverts) peut être réalisé par un rapprochement relatif des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un rapprochement relatif des deux mécanismes de clapets 4, 6, 8, 5, 7, 9 par exemple manuellement et/ou de façon commandée par un organe de commande.
[0065] Dans l'exemple de la [Fig.4], l'extrémité de raccordement d'une première 3 des deux conduites comprend une bague 112 d'étanchéité solidaire du tube 11 externe.
[0066] La bague 112 d'étanchéité comprend un ensemble de joint(s) 114, 115 d'étanchéité
configuré(s) pour assurer une étanchéité vis-à-vis de l'extérieur entre les deux ex-trémités de raccordement lorsque les deux extrémités de raccordement sont accouplées.
Cette bague 112 d'étanchéité est par exemple montée mobile en translation selon la direction longitudinale relativement au tube 111 externe entre deux positions distinctes lors du passage de la première configuration fermée à la seconde configuration ouverte.
[0067] Le dispositif comprend de préférence un organe 113 de rappel, par exemple un ressort, notamment un ressort de compression sollicitant la bague 112 d'étanchéité vers sa première position.
[0068] La bague 112 d'étanchéité comprend une face interne munie d'au moins un joint 115 d'étanchéité (et de préférence au moins deux joints 115) coopérant en étanchéité avec le tube 11 duquel la bague 112 d'étanchéité est solidaire.
[0069] La bague 112 d'étanchéité comprend en outre une face ou extrémité terminale destinée à venir en appui sur l'autre extrémité de raccordement en position accouplée.
Cette face terminale est de préférence munie d'au moins un joint 114 d'étanchéité
destiné à coopérer en étanchéité l'autre extrémité de raccordement lorsque les deux ex-trémités de raccordement sont accouplées.
[0070] Ainsi, la bague 112 d'étanchéité réalise (ou contribue à) la liaison étanche entre les deux extrémités de raccordement accouplées (avec les joints 114, 115) et permet un rapprochement relatif supplémentaire ou non des deux ensembles dc clapets en vue dc provoquer l'ouverture ou non.
[0071] Ainsi, avant l'ouverture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9, une confi-guration intermédiaire stable peut être possible dans laquelle les deux extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mé-canismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 sont en position fermée. L'étape d'ouverture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 peut être réalisée via un rapprochement relatif supplémentaire des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un dé-placement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets. La fermeture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 peut être obtenue via un écartement relatif des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un déplacement relatifs d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets.
[0072] C'est-à-dire que, entre l'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 et l'étape de séparation, le dispositif peut également passer par une configuration intermédiaire stable dans laquelle les deux extrémités de raccordement restent ac-couplées de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur et les deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 sont en position fermée. Les opérations de purge et autres peuvent être réalisées dans cette configuration.
[0073] L'étape de fermeture des deux mécanismes de clapet 4, 6, 8, 5, 7, 9 peut être réalisée via un écartement relatif supplémentaire des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un déplacement relatif d'au moins une partie des deux mécanismes de clapets.
[0074] Dans le mode de réalisation de la [Fig.5], le dispositif 1 comporte une chambre 18, 19 d'isolation thermique au niveau de chaque extrémité de raccordement. Le volume de chaque chambre 18, 19 d'isolation thermique est délimité par des parois 12, 13 tu-bulaires s'étendant longitudinalement et espacées transversalement. Une première extrémité du volume de chaque chambre 18, 19 d'isolation thermique située au niveau de l'extrémité de raccordement est ouverte, la seconde extrémité longitudinale opposée étant fermée. Les premières extrémités ouvertes des deux chambres 18, 19 d'isolation thermique sont configurées pour se raccorder de façon étanche et former un seul volume d'isolation clos étanche lorsque les extrémités de raccordement sont ac-couplées. Ce volume d'isolation fait partie ou peut constituer tout ou partie du volume 24 mort précité.
[0075] Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus.
[0076] Ainsi, le système de purge peut comporter une ligne dc purge qui est située sur l'une des extrémités du dispositif (par exemple sur l'extrémité mâle ou femelle dans le cas d'une telle géométrie).
[0077] De plus, tout ou partie du système de purge peut être déporté à distance des ex-trémités de raccordement via des tube(s)/capillaire(s) ou conduite(s) (distance d'un ou plusieurs mètres par exemple).
[0078] Comme évoqué ci-dessus, un capteur 131 de température peut être prévu dont la mesure peut permettre de détecter des températures trop froides signes d'une fuite pour déclencher une fermeture des ensembles de clapets.
[0079] La solution présente de nombreux avantages : elle permet une purge simple et efficace du volume 24 mort avant l'ouverture des clapets. Ceci limite l'intrusion de polluants et leur dépôt sur les parties sensibles internes (du givre/glace notamment). Le dispositif et son utilisation permettent un contrôle de l'étanchéité de la connexion avant l'ouverture des clapets. Ceci permet d'éviter des fuites vers l'extérieur qui peuvent être dangereux. De plus le système permet le contrôle de l'étanchéité des clapets après leur fermeture avant la séparation des extrémités.
[0080] Le dispositif est donc particulièrement avantageux pour les dispositifs de transfert de gaz rares ou dangereux.
Claims
Revendications [Revendication 1] Dispositif d'accouplement et de détachement d'urgence à auto-fermeture pour le transport dc fluide cryogénique comprenant deux conduites (2, 3) de transport de fluide s'étendant selon une direction lon-gitudinale et comprenant chacune, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet (4, 6, R; 5, 7, 9) configuré pour fermer automa-tiquement la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont séparées et pour permettre d'ouvrir la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, le dispositif (1) comprenant en outre un tube (10, 11) externe disposé autour de chaque conduites (2. 3) de transport et définissant un espace sous vide pour l'isolation thermique de la conduite (2, 3) de transport, le dispositif (1) étant configuré pour délimiter un volume (24) mort étanche déterminé entre les extrémités de raccordement accouplées, caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend un système de purge du volume (24) mort, le système de purge comprenant un circuit fluidique (30, 26) relié fluidiquement audit volume (24) mort.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le circuit fluidique du système de purge comprend une conduite (30) de transfert ayant une extrémité débouchant dans le volume (24) mort, au moins un réservoir (31) de gaz de purge et/ou d'inertage sous pression relié à la conduite (30) de transfert et configuré pour permettre la délivrance de gaz dans le volume (24) mort, le système de purge comprenant une évacuation (32, 33) du gaz.
[Revendication 3] Dispositif selon la revendication 2, caractérisé
en ce que l'évacuation (32, 33) de gaz comprend au moins l'un parmi : un évent (32) relié à une zone de récupération, par exemple l'atmosphère, un système de mise au vide du volume (24) mort, par exemple une pompe à vide (33), un appareil (133) d'analyse de gaz, un canal (26) de transfert de fluide comprenant une extrémité débouchant dans ledit volume (24) mort.
[Revendication 4] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que le circuit fluidique (30, 26) du système de purge comprend un ensemble de vanne(s) (34) et/ou un ensemble de clapet(s) (35), notamment un ou des clapets anti-retour.
[Revendication 5] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que le circuit fluidique (30, 26) du système de purge comprend une soupape (27) de sécurité configurée pour évacuer une éventuelle surpression dans le volume (24) mort au-delà d'un seuil déterminé.
[Revendication 6] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que le circuit fluidique (30, 26) du système de purge comprend un capteur (131) de pression et/ou un spectromètre (133).
[Revendication 7] Dispositif selon la revendication 2 éventuellement combinée à l'une quelconque dcs revendications 3 à 6, caractérisé en cc que, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche avec les ensembles de clapets fermés, le système de purge est configuré pour purger le volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz.
[Revendication 8] Dispositif selon la revendication 7, caractérisé
en ce que, après une purge du volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz, le système de purge est configuré pour remplir le volume (24) mort avec du gaz sous pression du gaz du réservoir (31) et ensuite mesurer le taux de fuite et/ou la pression du volume (24) mort.
[Revendication 9] Dispositif selon la revendication 8, caractérisé
en ce que le système de purge est configuré pour mettre sous pression le volume (24) mort avec du gaz inerte du réservoir (31).
[Revendication 101 Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 9, caractérisé en ce que le volume (24) mort est situé entre les extrémités de rac-cordement des conduites (2, 3) de transport accouplées de façon étanche et les tubcs (10, 11) externes accouplés de façon étanche.
[Revendication 11] Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 10, caractérisé
en ce qu'il comporte une chambre (18, 19) d'isolation thermique au niveau de chaque extrémité de raccordement, le volume de chaque chambre (18, 19) d'isolation thermique étant délimité par des parois tu-bulaires s'étendant lon2itudinalement et espacées transversalement, une première extrémité du volume de chaque chambre (18, 19) d'isolation thermique située au niveau de l'extrémité de raccordement étant ouverte, la seconde extrémité longitudinale opposée étant fermée, les premières extrémités ouvertes des deux chambres (18, 19) d'isolation thermique étant configurées pour se raccorder de façon étanche et former un seul volume d'isolation clos étanche lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, ce volume d'isolation faisant partie ou constituant le volume (24) mort.
[Revendication 121 Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 11, caractérisé
en ce que le volume (24) mort a un volume compris entre un et 1000 cm 3.
[Revendication 13] Procédé de purge d'un dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 comprenant les étapes suivantes :
accouplement (101) étanche de extrémités de raccordement avec les ensembles de clapets fermés, puis purge (102) du volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz sous pression contenu dans le volume (24) mort vers un évent et/ou pompage du gaz dans le volume (24) mort, puis remplissage (103) du volume (24) mort avec un gaz de purge.
[Revendication 141 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les étapes de purge et de remplissage sont répétées de façon à réaliser plusieurs cycles de détente/compression dans le volume (24) mort.
[Revendication 151 Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en pression du volume (24) mort à un niveau déterminé lors d'un remplissage et une étape (104) de mesure de l'étanchéité du volume (24) mort, par exemple mesure d'un taux de fuite par une mesure de la pression et/ou par un spectromètre (133) et en cas de mesure d'une étanchéité supérieure à un seul, ouverture (105) des ensembles de clapets pour transfert du fluide.
[Revendication 161 Procédé de purge d'un dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 comprenant les étapes suivantes :
fermeture (108) des ensembles de clapets des extrémités de raccordement accouplées de façon étanche, puis purge (102) du volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz sous pression contenu dans le volume (24) mort vers un évent et/ou pompage du gaz dans le volume (24) mort, puis mesure (104) de l'étanchéité du volume (24) mort, par exemple une mesure d'un taux de fuite par mesure de pression et/ou par un spectromètre.
[Revendication 171 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que lorsque l'étanchéité est supérieure à un seuil déterminé (109), le procédé
comporte les étapes suivantes :
un inertage (110) du volume (24) mort par mise à l'air du volume mort et/ou remplissage du volume mort avec un gaz inerte, une séparation (107) des extrémités de raccordement.
[Revendication 181 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que, lorsque l'étanchéité est inférieure à un seuil déterminé (1119), le procédé
comporte les étapes suivantes :
une action (120) corrective de l'étanchéité puis un inertage (110) du volume (24) mort par mise à l'air du volume (24) mort et/ou remplissage du volume (24) mort avec un gaz inerte par exemple de l'hélium, puis une séparation (111) des extrémités de raccordement.
[Revendication 191 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à
18, caractérisé
en ce que le remplissage du volume (24) mort est réalisé avec un gaz de purge de même nature que le fluide cryogénique destiné à être transporté dans les conduites (2, 3) de transport, par exemple le gaz de purge est de l'hydrogène gazeux lorsque le fluide cryogénique transporté est de l'hydrogène liquide.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le circuit fluidique du système de purge comprend une conduite (30) de transfert ayant une extrémité débouchant dans le volume (24) mort, au moins un réservoir (31) de gaz de purge et/ou d'inertage sous pression relié à la conduite (30) de transfert et configuré pour permettre la délivrance de gaz dans le volume (24) mort, le système de purge comprenant une évacuation (32, 33) du gaz.
[Revendication 3] Dispositif selon la revendication 2, caractérisé
en ce que l'évacuation (32, 33) de gaz comprend au moins l'un parmi : un évent (32) relié à une zone de récupération, par exemple l'atmosphère, un système de mise au vide du volume (24) mort, par exemple une pompe à vide (33), un appareil (133) d'analyse de gaz, un canal (26) de transfert de fluide comprenant une extrémité débouchant dans ledit volume (24) mort.
[Revendication 4] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que le circuit fluidique (30, 26) du système de purge comprend un ensemble de vanne(s) (34) et/ou un ensemble de clapet(s) (35), notamment un ou des clapets anti-retour.
[Revendication 5] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que le circuit fluidique (30, 26) du système de purge comprend une soupape (27) de sécurité configurée pour évacuer une éventuelle surpression dans le volume (24) mort au-delà d'un seuil déterminé.
[Revendication 6] Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé
en ce que le circuit fluidique (30, 26) du système de purge comprend un capteur (131) de pression et/ou un spectromètre (133).
[Revendication 7] Dispositif selon la revendication 2 éventuellement combinée à l'une quelconque dcs revendications 3 à 6, caractérisé en cc que, lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche avec les ensembles de clapets fermés, le système de purge est configuré pour purger le volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz.
[Revendication 8] Dispositif selon la revendication 7, caractérisé
en ce que, après une purge du volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz, le système de purge est configuré pour remplir le volume (24) mort avec du gaz sous pression du gaz du réservoir (31) et ensuite mesurer le taux de fuite et/ou la pression du volume (24) mort.
[Revendication 9] Dispositif selon la revendication 8, caractérisé
en ce que le système de purge est configuré pour mettre sous pression le volume (24) mort avec du gaz inerte du réservoir (31).
[Revendication 101 Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 9, caractérisé en ce que le volume (24) mort est situé entre les extrémités de rac-cordement des conduites (2, 3) de transport accouplées de façon étanche et les tubcs (10, 11) externes accouplés de façon étanche.
[Revendication 11] Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 10, caractérisé
en ce qu'il comporte une chambre (18, 19) d'isolation thermique au niveau de chaque extrémité de raccordement, le volume de chaque chambre (18, 19) d'isolation thermique étant délimité par des parois tu-bulaires s'étendant lon2itudinalement et espacées transversalement, une première extrémité du volume de chaque chambre (18, 19) d'isolation thermique située au niveau de l'extrémité de raccordement étant ouverte, la seconde extrémité longitudinale opposée étant fermée, les premières extrémités ouvertes des deux chambres (18, 19) d'isolation thermique étant configurées pour se raccorder de façon étanche et former un seul volume d'isolation clos étanche lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, ce volume d'isolation faisant partie ou constituant le volume (24) mort.
[Revendication 121 Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 11, caractérisé
en ce que le volume (24) mort a un volume compris entre un et 1000 cm 3.
[Revendication 13] Procédé de purge d'un dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 comprenant les étapes suivantes :
accouplement (101) étanche de extrémités de raccordement avec les ensembles de clapets fermés, puis purge (102) du volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz sous pression contenu dans le volume (24) mort vers un évent et/ou pompage du gaz dans le volume (24) mort, puis remplissage (103) du volume (24) mort avec un gaz de purge.
[Revendication 141 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les étapes de purge et de remplissage sont répétées de façon à réaliser plusieurs cycles de détente/compression dans le volume (24) mort.
[Revendication 151 Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en pression du volume (24) mort à un niveau déterminé lors d'un remplissage et une étape (104) de mesure de l'étanchéité du volume (24) mort, par exemple mesure d'un taux de fuite par une mesure de la pression et/ou par un spectromètre (133) et en cas de mesure d'une étanchéité supérieure à un seul, ouverture (105) des ensembles de clapets pour transfert du fluide.
[Revendication 161 Procédé de purge d'un dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 comprenant les étapes suivantes :
fermeture (108) des ensembles de clapets des extrémités de raccordement accouplées de façon étanche, puis purge (102) du volume (24) mort via l'évacuation (32, 33) de gaz sous pression contenu dans le volume (24) mort vers un évent et/ou pompage du gaz dans le volume (24) mort, puis mesure (104) de l'étanchéité du volume (24) mort, par exemple une mesure d'un taux de fuite par mesure de pression et/ou par un spectromètre.
[Revendication 171 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que lorsque l'étanchéité est supérieure à un seuil déterminé (109), le procédé
comporte les étapes suivantes :
un inertage (110) du volume (24) mort par mise à l'air du volume mort et/ou remplissage du volume mort avec un gaz inerte, une séparation (107) des extrémités de raccordement.
[Revendication 181 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que, lorsque l'étanchéité est inférieure à un seuil déterminé (1119), le procédé
comporte les étapes suivantes :
une action (120) corrective de l'étanchéité puis un inertage (110) du volume (24) mort par mise à l'air du volume (24) mort et/ou remplissage du volume (24) mort avec un gaz inerte par exemple de l'hélium, puis une séparation (111) des extrémités de raccordement.
[Revendication 191 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à
18, caractérisé
en ce que le remplissage du volume (24) mort est réalisé avec un gaz de purge de même nature que le fluide cryogénique destiné à être transporté dans les conduites (2, 3) de transport, par exemple le gaz de purge est de l'hydrogène gazeux lorsque le fluide cryogénique transporté est de l'hydrogène liquide.
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