Brevet FR2368665A1 — publié le 19780519

L'invention concerne les appareillages de ourniture de dioxyde de carbone ou d'hémioxyde d'azote liquides sous pression. Gon connaît aes appareillages ae ce genre, utilisés notamment en siaérurgie pour refroidir par l'envoi d'un courant de dioxyde de carbone liquide les buses d'insufflation d'oxygène dans les cvnvertisseurs d'affinage de l'acier. Ces buses doivent en effet autre soigneusement protégées de l'échauffement intense que leur communique l'acier en fusion afin de présenter une aurée de vie satisfaisante. Le dioxyde de carbone ainsi introauit se dissocie en carbone qui s incorpore à l'acier et en oxygène qui s'ajoute à l'oxygène insufflé. Les appareillages connus fournissent le dioxyde de carbone liquide à éoit et pression constants. Au mieux, si la pression peut être variable, elle est difficilement réglable. Or, il est souhaitable de pourvoir régler à la fois le débit d'injection (en fonction cu tpe ae buse utilisé) et la pression d'injection (en fonction aes caractéristíques et des aimensions aes convertis- seurs). D'autres processus industriels réclament également du dioxyde de carbone à débit et pression réglables, par exemple dans le domaine de la fabrication d'articles de confiserie tels que certains bonbons. L'invention a aonc pour but ae créer un appareillage qui permette d'assurer la fourniture de dioxyde de carbone ou a'hémioxyde d'azote liquides sous une pression et avec un débit réglables facilement et indépendamment au gré ae l'uilisateur, cette fourniture devant en outre être disponible sans interruption d'une manière prolongée. A cet effet, l'invention a pour objet un appareillage qui permet, à partir atun réservoir contenant soit du dioxyde de carbone, soit de l'hémioxyae d'azote l,cué-'ié, la fourniture de ces fluides avec un débit et sous une pression réglables inaépendamment. Cet appareillage comprend une pompe spécialement conçue pour le pompage de ces fluiaes liquéfiés et un filtre dégazeur interposé entre le réservoir et ladite pompe, cette dernière refoulant le fluide, avec un débit réglable par variation commandée de sa vitesse de fonctionnement, vers la tuyauterie d'utilisation sur laquele est branché un déverseur à tarage de pression réglable. Ainsi, il est possible de régler indépendamment la pression de sortie du fluide dans la tuyauterie d'utilisation par réglage de la vapeur de consigne du aéverseur, ainsi que le débit de sortie dudit fluide par réglage de la vitesse de la pompe. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprende comment l'invention peut être mise en pratique. La figure unique représente schématiquement un appareillage selon l'invention. On voit sur la figure un réservoir 1, contenant du dioxyde de carbone liquide 2 conservé à -200C et à 2C bars environ et une tuyauterie d'utilisation 3 qu'il s'agit d'alimenter en dioxyde de carbone liquide à pression et débit réglables. Le fluide 2 est soutiré à la base du réservoir 1 et acheminé par ces conduit tes 4,5 à une pompe à piston 6 spécialement conçue pour le pompage du dioxyde de carbone liquide. Pour permettre un fonctionnement correct et curable ce cette pompe, sans désamorçage prématuré, il convent d'interposer entre les conduites d'alimentation 4,5 un filtre dégazeur 7, placé dans un carter 8, qui effectue la séparation des bulles de gaz apparaissant au sein du liquide cu fait du récnauffement de celuici notamment dans la conduit 4, la fraction gazeuse séparée étant renvoyée en tête du réservoir I par une conduite de retour 9. ba pompe 6 refoule le fluide dans une conduite 10, mise en communication avec la tuyauterie d'utilisation 3 par l'intermédiaire d'un robinet d' arrt 11, sous l'action Q 'un moteur a'entraînement 12 par l'intermédiaire c une transmission 1). Pour permettre le réglage du débit ae fluide fourni par la pompe, un varia- teur de vitesse 14 est interposé entre le moteur 12 et la transmission 15, don= la commande permet ce faire varier la vitesse de fonctionnement de la pompe c, don ce régler le débit de fluide.. Afin de permettre au surplus le réglage ce la pression de fluide, un céverseur 15 est prévu. Ge céverseur comporte dans un carter 18 une chambre 16 reliée d'une part à la cuite 10 d'où elle reçoit le fluide refoulé par la pompe 6 et d'autre part à la tuyauterie d'utilisation 5 par un conduit 28 et le robinet 11 précité.Un piston 17, coulissant à travers une ouverture ae la paroi du carter 18, débouche dans la chambre 16 et porte à l'inté- rieur ae celle-ci un clapet 19 situé en regard d'un siège 20 con- jugué, percé centralement d'un canal de décharge 21. Le clapet 19 est sollicité vers son siège 20 par un ressort ce compression 22 appliquant au piston 17 un effort de valeur ajustable au moyen d'un dispositif de réglage 25. La pression régnant à l'intérieur de la chambre 16 tend à chasser le piston 17 et à écarter le clapet 19 de son siège 20, à l'encontre de la force exercée par le ressort 22, de sorte que le fluide peut s'échapper de la chambre 16 par le canal de retour 21.Pour chaque réglage du ressort 22, le clapet 19 prend une position d'équilibre telle que le tauxde é- chage du fluide par le canal 21 assure dans la chambre 16 une pression de saleur constante correspondant au réglage choisi pour le ressort 22. Le fluide est disponible sous cette pression dans la tuyauterie d'utilisation 5. Le déverseur 15 et le filtre dégazeur 7 sont avantageusement combinés par réunion et assemblage mécanique de leurs carters respectifs 18, 8. Ainsi, le canal de décharge 21 débouche dans le carter 8 du filtre 7, de sorte que le fluidé s ' échappant par ce canal retourne directement dans la partie du carter 8 en amont du filtre et est renvoyé à la pompe après un nouveau degazage. La chambre 16 et la partie du carter 8 en amont du filtre 7 sont reliées par un conduit 24 muni d'un robinet 25. L'ouverture de ce robinet de dérivation permet de faire circuler le fluide en circuit fermé dans l'appareillage, par exemple dans la phase de mise en route de l'appareillage avant utilisation du fluide, le robinet 11 étant alors fermé. Les robinets 11, 25 sont montés sur le carter 18 du déverseur 15. La chambre 16 de ce dernier est reliée par un conduit 26 à un manomètre 27 permettant de contrôler la pression du fluide fourni par l'appareillage. Les conduites 5 et 10 sont de préférence des conduites flexibles. L'appareillage selon l'invention permet par exemple d'obtenir du dioxyde de carbone ou de 1'hémioxyde d'azote liquides dans une gamme de pressions de 50 à 110 bars et dans une gamme de débits de 40 à 450 kg/h, et cela sans interruption pendant de longues durées. REVENDICATIONS 1.- Appareillage de fourniture de dioxyde de carbone ou d'hémioxyde d'azote liquides sous pression à partir d'un réservoir contenant un de ces fluides à l'état de gaz liquéfié, caractérisé par le fait qu'il comprend une pompe spécialement conçue pour le pompage de ces gaz liquéfiés et un filtre dégazeur interposé entre le réservoir et ladite pompe, cette dernière refoulant le fluide, avec un débit réglable par variation commandée de sa vitesse de fonctionnement, vers la tuyauterie d'utilisation sur laquelle est branché un déverseur à tarage de pression réglable. 2.- Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pompe est actionnée par un moteur par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse permettant d'en régler la vitesse de fonctionnement. 3.- Appareillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé-par le fait que le déverseur comporte un carter délimitant une chambre qui reçoit le fluide refoulé par la pompe et dont la paroi est traversée par un piston coulissant portant à son extré- mité interne un clapet sollicité en direction d'un siège conJug6, percé d'un canal de décharge, par un ressort de compression extérieur muni d'un dispositif de réglage de l'effort qu'il applique audit piston. 4.- Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le déverseur est combiné au filtre dégazeur par réunion de leurs carters respectifs, le canal de décharge de la soupape débouchant directement dans le carter du filtre en amont de ce dernier. 5. - Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'entre le déverseur et la tuyauterie d'utilisation est interposé un robinet d'arrêt. 6.- Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la chambre du déverseur est reliée à la partie amont de l'intérieur du carter du filtre par l'intermédiaire d'un robinet de dérivation. 7. - Appareillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la chambre du déverseur est reliée à un manomètre.