BR112020003904A2 - sistema de distribuição de combustível, e, conjunto de detecção de corrosão para uso em um sistema de distribuição de combustível. - Google Patents
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Abstract
Um sistema de distribuição de combustível que inclui um tanque de combustível adaptado para conter uma quantidade de combustível. Um distribuidor de combustível está em comunicação fluídica com o tanque de combustível via tubulação. Uma bomba é operacional para transferir combustível do tanque de combustível para o distribuidor de combustível. Um conjunto de detecção de corrosão operacional para identificar a presença de uma substância corrosiva no combustível também é provido. O conjunto de detecção de corrosão tem pelo menos um detector termoelétrico posicionado para estar em contato com vapor de combustível no sistema de distribuição de combustível, o detector termoelétrico produzindo um sinal detector que indica a presença da substância corrosiva. Eletrônicos estão em comunicação elétrica com o detector termoelétrico, os eletrônicos sendo operacionais para interpretar o sinal de detector e produzir uma saída se a substância corrosiva estiver presente. O pelo menos um detector termoelétrico pode compreender uma pluralidade de detectores termoelétricos em localizações diferentes no sistema de distribuição de combustível.
Description
1 / 18 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE COMBUSTÍVEL, E, CONJUNTO DE
[001] A presente invenção se refere, de forma geral, a equipamento usado em ambientes de distribuição de combustível. Mais especificamente, a presente invenção se refere a um sistema de distribuição de combustível tendo a capacidade de detectar a presença de corrosivos que podem levar a problemas de confiabilidade e manutenção
[002] Como é bem conhecido, sistemas de distribuição de combustíveis líquidos incluem tipicamente um ou mais distribuidores de combustível localizados na área do pátio de um posto de serviço. Os distribuidores de combustível são conectados mediante canalização com uma fonte do combustível líquido (por exemplo, um tanque contendo gasolina). Tipicamente, a canalização é localizada sob o pátio de modo a alimentar o combustível líquido a partir de um tanque de armazenamento subterrâneo (UST). Múltiplos USTs podem ser previstos para diferentes tipos ou qualidades de combustível. Qualidades de combustível podem ser misturadas conforme necessário ou desejado para dar ainda outras qualidades de combustível.
[003] Os ambientes de abastecimento com combustível modernos podem armazenar combustíveis líquidos que são misturas de gasolina e etanol em várias proporções, em vez de gasolina “pura”. Por exemplo, E10 é um combustível líquido compreendendo 90% de gasolina e 10% de etanol. Como pequenas quantidades de água entram no tanque de armazenamento contendo uma mistura gasolina/etanol, o etanol absorve a água. Combustíveis alternativos tais como biodiesel e diesel de baixo enxofre estão também se tornando mais comuns.
[004] A introdução de vários combustíveis alternativos e redutores
2 / 18 de poluição (por exemplo, combustíveis com oxigenato de etanol) criou o potencial para corrosão em sistemas de distribuição de combustível (especialmente quando o combustível não tem um inibidor de redução biológica tal como enxofre ou inclui uma substância biologicamente suportadora, tal como etanol). Quando isto ocorre, corrosão pode resultar em uma interrupção de operações de abastecimento com combustível, perda de vendas e possível dano.
[005] A presente invenção reconhece e aborda várias considerações de construções e métodos da técnica anterior. De acordo com uma modalidade, a presente invenção provê um sistema de distribuição de combustível compreendendo um tanque de combustível adaptado para conter uma quantidade de combustível. Um distribuidor de combustível está em comunicação fluida com o tanque de combustível via uma canalização. Uma bomba é operativa para transferir combustível do tanque de combustível para o distribuidor de combustível. Um conjunto de detecção de corrosivo operativo para identificar a presença de uma substância corrosiva no combustível é também previsto. O conjunto de detecção de corrosivo tem pelo menos um detector termoelétrico posicionado para estar em contato com vapor de combustível no sistema de distribuição de combustível, o detector termoelétrico produzindo um sinal de detector indicando a presença da substância corrosivo. A eletrônica está em comunicação elétrica com o detector termoelétrico, a eletrônica sendo operativa para interpretar o sinal de detector e produzir uma saída se a substância corrosiva está presente. O pelo menos um detector termoelétrico pode compreender uma pluralidade de detectores termoelétricos em diferentes locais no sistema de distribuição de combustível.
[006] Em algumas modalidades exemplificativas, o detector termoelétrico está localizado em uma porção superior do tanque de
3 / 18 combustível acima de um nível de combustível máximo. Em algumas modalidades exemplificativas, a bomba é uma bomba de turbina submersível (STP) e o detector termoelétrico é localizado em um reservatório da STP. Em algumas modalidades exemplificativas, o detector termoelétrico é localizado em um reservatório do distribuidor de combustível localizado abaixo do distribuidor de combustível.
[007] Em algumas modalidades exemplificativas, o detector termoelétrico pode compreender um circuito sensor tendo um par de junções formadas por interconexão de condutores dissimilares, o par de junções sendo configurado para experimentar uma temperatura ambiente substancialmente equivalente. Em algumas modalidades exemplificativas, uma dentre o par de junções está em contato direto com o ambiente de vapor e a outra dentre o par de junções está é em contato indireto com o ambiente de vapor via um conjunto isolado de meios. O sinal de detector em tais modalidades pode se originar na outra dentre o par de junções. Um segundo circuito sensor tendo um par de junções formado por interconexão de condutores dissimilares pode também ser previsto, uma dentre o par de junções do circuito sensor e uma dentre o par de junções do segundo circuito sensor sendo conectadas entre si.
[008] Um outro aspecto da presente invenção provê um conjunto de detecção de corrosivo para uso em um sistema de distribuição de combustível. O conjunto de detecção de corrosivo compreende pelo menos um detector termoelétrico posicionado para estar em contato com vapor de combustível no sistema de distribuição de combustível, o detector termoelétrico produzindo um sinal de detector indicando a presença da substância corrosiva. O detector termoelétrico inclui um circuito sensor tendo um par de junções formado por interconexão de condutores dissimilares, o par de junções sendo configurado para experimentar uma temperatura ambiente substancialmente equivalente. Eletrônicos em comunicação elétrica com o detector termoelétrico são operativos para interpretar o sinal de detector e produzir uma saída se a
4 / 18 substância corrosiva está presente.
[009] Um outro aspecto da presente invenção utiliza um detector termoelétrico tendo uma pluralidade de circuitos sensores, cada um com um tempo de resposta de detecção diferente. Por exemplo, junções de cada tal circuito sensor podem ser feitas de fio de calibre progressivamente mais pesado de maneira tal que cada circuito sensor de calibre mais pesado tem um tempo de resposta mais lento do que o próximo circuito sensor de calibre menor. A diferença de tempo de detecção entre os circuitos sensores é indicativa da, e relacionada à, severidade da condição corrosiva do ambiente. Ou seja, tempos de detecção mais curtos indicam níveis de concentração mais altos de substâncias corrosivas.
[0010] Aqueles versados na técnica apreciarão o escopo da presente invenção e perceberão aspectos adicionais da mesma após a leitura da seguinte descrição detalhada de modalidades preferidas em associação com as figuras de desenho anexas.
[0011] Uma descrição plena e habilitadora da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma é dirigida a um versado na técnica, é dada no relatório descritivo que faz referência aos desenhos anexos, em que: a Figura 1 é uma representação diagramática do sistema de distribuição de combustível incluindo um conjunto de detecção de corrosivo de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0012] A Figura 2 é uma representação diagramática mostrando componentes de um conjunto de detecção de corrosivo de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0013] A Figura 3 é um diagrama esquemático ilustrando aspectos de uma disposição de circuito detector que pode ser usada com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0014] A Figura 4 é um diagrama esquemático ilustrando aspectos de
5 / 18 uma disposição de circuito detector que pode ser usada com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0015] A Figura 5 é um diagrama esquemático ilustrando aspectos de uma disposição de circuito detector que pode ser usada com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0016] A Figura 6 é um diagrama esquemático ilustrando aspectos de uma disposição de circuito detector que pode ser usada com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0017] A Figura 7 é uma representação diagramática ilustrando aspectos de uma disposição de circuito detector que pode ser usada com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0018] A Figura 8 é um fluxograma ilustrando certos aspectos da operação de um conjunto de detecção de corrosivo de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0019] O uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e nos desenhos é destinado a representar características ou elementos idênticos ou análogos da invenção.
[0020] Referência vai agora ser feita em detalhes a modalidades presentemente preferidas da invenção, um ou mais exemplos dos quais são ilustrados nos desenhos anexos. Cada exemplo é provido a título de explicação da invenção, e não de limitação da invenção. Na verdade, será evidente àqueles versados na técnica que modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem fugir do escopo ou espírito da mesma. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade podem ser usadas em uma outra modalidade para gerar mais uma outra modalidade. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações englobadas pelo escopo da presente invenção, incluindo as reivindicações anexas e seus equivalentes.
6 / 18
[0021] Certos sistemas de abastecimento com combustível, particularmente aqueles que distribuem combustível sem um inibidor de redução biológica ou combustível que inclui uma substância biologicamente suportadora, pode experimentar corrosão excessiva ou acelerada. A corrosão é frequentemente causada pela presença de bactérias que podem ser introduzidas no combustível a partir do ambiente circundante. Por exemplo, as bactérias podem reagir com etanol no combustível para produzir ácido (por exemplo, ácido acético) que tem um efeito deletérios sobre o equipamento do sistema de distribuição de combustível. Modalidades desta invenção provêm um conjunto de detecção de corrosivo que pode ser usado para detectar a presença da substância corrosiva de modo que uma ação remediadora possa ser tomada.
[0022] A este respeito, a Figura 1 é uma representação diagramática de um sistema de distribuição de combustível 10 em um ambiente de posto de serviço a varejo de acordo com um aspecto da presente invenção. Em geral, o combustível pode se deslocar a partir de tanque de armazenamento subterrâneo (UST) 12 via uma canalização de combustível principal 14, que pode ser um tubo de parede dupla tendo contenção secundária como é bem conhecido, para o distribuidor de combustível 16 e bocal 18 para distribuição. Um sistema de distribuição de combustível subterrâneo exemplificativo é ilustrado na patente US. 6.435.204, incorporada aqui por referência em sua totalidade para todos os fins.
[0023] Mais especificamente, uma bomba de turbina submersível (STP) 20 associada com o UST 12 é usada para bombear combustível ao distribuidor de combustível 16. (Em algumas modalidades, o distribuidor de combustível pode ser autocontido, significando que combustível é puxado para o distribuidor de combustível por uma unidade de bomba posicionada dentro do alojamento do distribuidor de combustível). A STP 20 é composta de uma cabeça de distribuição 22 contendo eletrônicos de energização e
7 / 18 controle que proveem potência através de um tubo ascendente 24 até uma lança 26, por fim atingindo uma bomba de turbina contida no interior de um alojamento externo de bomba de turbina 28. A STP 20 pode preferivelmente ser a bomba de turbina submersível RED JACKET®, fabricada por Veeder- Root Co., de Simsbury, Connecticut. Pode haver uma pluralidade de USTs 12 e STPs 20 em um ambiente de posto de serviço caso mais do que um tipo ou qualidade de combustível 30 deva ser distribuído por um distribuidor de combustível 16.
[0024] A bomba de turbina opera para puxar combustível 30 para cima a partir do UST 12 para dentro da lança 26 e tubo ascendente 24 para distribuição ao distribuidor de combustível 16. Depois que a STP 20 puxa o combustível 30 para dentro da cabeça de distribuição 22, o combustível 30 é carregado através do reservatório de STP 32 até a canalização de combustível principal 14. A canalização de combustível principal 14 carrega combustível 30 através do reservatório do distribuidor 34 até o distribuidor de combustível 16 para distribuição final. O reservatório do distribuidor 34 é adaptado para capturar qualquer combustível vazado 30 que seja drenado a partir do distribuidor de combustível 16 e seus componentes de manipulação de combustível de modo que combustível 30 não seja vazado para o solo.
[0025] A canalização de combustível principal 14 pode então passar para dentro do alojamento 36 do distribuidor de combustível 16 através de uma válvula de cisalhamento 38. Como é bem sabido, a válvula de cisalhamento 38 é projetada para fechar o trajeto de fluxo de combustível na eventualidade de um impacto com o distribuidor de combustível 16. A patente US 8.291.928, aqui incorporada por referência em sua totalidade para todos os fins, descreve uma válvula de cisalhamento contida secundariamente exemplificativa adaptada para uso em ambiente de posto de serviços. A válvula de cisalhamento 38 contém um trajeto de fluxo interno de combustível para carregar combustível 30 a partir de canalização de
8 / 18 combustível principal 14 para a canalização de combustível interna 40.
[0026] Depois que combustível 30 deixa a saída da válvula de cisalhamento 38 e entra na canalização de combustível interna 40, ele pode encontrar uma válvula de controle de fluxo 42 posicionada a montante de um medidor de fluxo 44. (Em alguns distribuidores de combustível, a válvula 42 pode ser posicionada a jusante do medidor de fluxo 44.) Em uma modalidade, a válvula 42 pode ser uma válvula proporcional controlada por solenoide, tal como descrita na patente US 5.954.080, incorporada aqui por referência em sua totalidade para todos os fins.
[0027] A válvula de controle de fluxo 42 está sob controle de um sistema de controle 46 via uma linha de sinal de válvula de controle de fluxo
48. Desta maneira, o sistema de controle 46 pode controlar a abertura e fechamento da válvula de controle de fluxo 42 para permitir que combustível escoe ou não escoe através do medidor 44 e para a mangueira 50 e o bocal 18. O sistema de controle 46 pode ser qualquer eletrônico apropriado com memória associada e programas de software sendo executadas sobre a mesma seja referido como as um processador, microprocessador, controlador, microcontrolador ou similares (que são destinados como termos equivalentes). Em uma modalidade preferida, o sistema de controle 46 pode ser comparável aos sistemas de controle à base microprocessador usados em unidades tipo CRIND e TRIND vendidas por Gilbarco Inc. O sistema de controle 46 tipicamente controla outros aspectos do distribuidor de combustível 16, tais como válvulas, mostradores e similares como é bem entendido. Por exemplo, o sistema de controle 46 tipicamente instrui a válvula de controle de fluxo 42 a abrir quando uma transação de abastecimento com combustível é autorizada. Além disso, o sistema de controle 46 pode estar em comunicação eletrônica com um controlador de sítio 52 via uma rede de comunicação do distribuidor de combustível 54. A rede de comunicação 54 pode ser qualquer ligação apropriada, tal como bifilar, RS 422, Ethernet, sem
9 / 18 fio etc., conforme necessário ou desejado. O controlador de sítio 52 se comunica com o sistema de controle 46 para controlar autorização de transações de abastecimento com combustível e outras atividades de outras atividades de controle de pátio convencionais. Por exemplo, as funções controladoras de sítio podem ser providas pelo sistema de ponto de venda PASSPORT® criado por Gilbarco Inc. ou por um controlador de pátio separado.
[0028] A memória do sistema de controle 46 (e outras memórias discutidas aqui) pode ser qualquer memória apropriada ou meio legível em computador contanto que ela seja capaz de ser acessada pelo sistema de controle, incluindo memória de acesso aleatório (RAM), memória de só leitura ROM), ROM programável apagável (EPROM), ou EPROM eletricamente, CD-ROM, DVD, ou outro armazenamento em disco óptico, unidade de estado sólido (SSD), armazenamento em disco magnético, incluindo unidades flexíveis ou rígidas, qualquer tipo de memórias não voláteis apropriadas, tais como digital segura (SD), memória flash, bastão de memória, ou qualquer outro meio que possa ser usado para carregar ou armazenar código de programa de computador na forma de programas executáveis em computador, instruções ou dados. O sistema de controle 46 pode também incluir uma porção de memória acessível apenas pelo sistema de controle 46.
[0029] A válvula de controle de fluxo 42 é contida abaixo de uma barreira de vapor 56 em um compartimento de hidráulicos 58 do distribuidor de combustível 16. O sistema de controle 46 é tipicamente localizado em um compartimento de eletrônicos 60 de distribuidor de combustível 16 acima da barreira de vapor 56. Após o combustível 30 deixar a válvula de controle de fluxo 42, ele tipicamente escoa através do medidor 44, que preferivelmente mede a vazão de combustível 30. Em algumas modalidades, o medidor 44 pode ser capaz de medir a densidade e/ou a temperatura do combustível em
10 / 18 escoamento. O medidor de fluxo 44 pode ser qualquer medidor de fluxo apropriado conhecido daqueles de especialização na técnica, incluindo medidores de fluxo de massa de deslocamento positivo, inferenciais, e Coriolis, entre outros. O medidor 44 tipicamente compreende eletrônicos 62 que comunicam informação representativa da vazão, densidade, e/ou temperatura de combustível para o sistema de controle 46 via uma linha de sinal 64. Por exemplo, os eletrônicos 62 podem tipicamente incluir um pulsador como conhecido pelos versados na técnica. Desta maneira, o sistema de controle 46 pode atualizar os litros (ou galões) distribuídos e o preço do combustível distribuído em um mostrador de informação do distribuidor de combustível 16.
[0030] À medida que o combustível deixa o medidor de fluxo 44, ele entra em um comutador de fluxo 66. O comutador de fluxo 66, que preferivelmente compreende uma válvula de retenção unidirecional que impede fluxo para trás através do distribuidor de combustível 16, gera um sinal de comunicação de comutador de fluxo via linha de sinal de comutador de fluxo 68 para o sistema de controle 46 para comunicar quando o combustível 30 está escoando através do medidor de fluxo 44. O sinal de comunicação do comutador de fluxo indica ao sistema de controle 46 que combustível está efetivamente escoando no trajeto de distribuição de combustível e que sinais subsequentes provenientes do medidor de fluxo 44 são devidos ao fluxo efetivo de combustível.
[0031] Depois que o combustível 30 entra no comutador de fluxo 66, ele sai através da canalização de combustível interna 40 para ser distribuído a um coletor de mistura 70. O coletor de mistura 70 recebe combustíveis de níveis de octanagem variáveis dos vários USTs e assegura que combustível do nível de octanagem selecionado pelo cliente seja distribuído. Depois de escoar através do coletor de mistura 70, o combustível 30 passa através da mangueira de combustível 50 e do bocal 18 para distribuição ao veículo do cliente,
11 / 18 O UST 12 inclui um sistema calibrador de tanque automático (ATG) para monitorar o nível de combustível 30. O sistema calibrador inclui um monitor de tanque 72 em comunicação elétrica com uma sonda 74 (por exemplo, uma sonda magnetoestritiva) tal como via uma linha de sinal apropriada 76. Por sua vez, o monitor de tanque 72 está em comunicação elétrica com o controlador de sítio 52, tal como via linha de sinal 78. Preferivelmente, o monitor de tanque 72 é um sistema à base de microprocessador tendo instruções de programa apropriadas armazenadas na memória para desempenhar as funções desejadas. Por exemplo, o monitor de tanque 72 pode compreender os sistemas TLS-450 ou TLS-350 fabricados por Veeder-Root Company.
[0032] A sonda 74 inclui um eixo de sonda 80 que se estende através do interior do UST 12, como mostrado. Uma boia de nível de água 82 e uma boia de nível de combustível 84 são capazes de deslizar ao longo do eixo 80 à medida que os níveis de líquidos variam. Em particular, a boia de nível de água 82 flutua sobre a interface água-combustível de modo que o nível de água no fundo do UST 12 pode ser detectado. Se o nível de água excede um limiar (tal como se ele está demasiadamente perto da entrada do alojamento de bomba 28), a operação da STP 20 pode ser interrompida. A boia de nível de combustível 84 flutua em cima do combustível 30 de modo que a quantidade de combustível no UST 12 pode ser determinada.
[0033] Como mostrado, a sonda 74 inclui uma cabeça eletrônica 86 no final do eixo da sonda 80, localizada externa ao UST 12 em um poço 88. A cabeça 86 gera sinais providos para monitoração do tanque 72 os quais são indicativos das localizações das boias 82 e 84. Em uma modalidade exemplificativa, a sonda 74 pode compreender o sistema de sonda magnetoestritiva Mag Plus fabricado por Veeder-Root Company.
[0034] O sistema de distribuição de combustível 10 compreende adicionalmente um conjunto de detecção de corrosivo que é operativo para
12 / 18 detectar a presença de uma substância corrosiva que pode de outro modo levar a uma corrosão prematura dentro do sistema de distribuição de combustível. Como será explicado, o sistema de detecção de corrosivo preferivelmente inclui pelo menos um detector termoelétrico 90 situado em um ambiente de vapor eletrolítico dentro do sistema de distribuição de combustível. A este respeito, a evaporação de combustível líquido produz vapor de combustível em vários locais no sistema de distribuição de combustível. Uma substância corrosiva no combustível vai também estar presente no vapor, onde ela é detectada pelo detector termoelétrico 90 como descrito mais detalhadamente abaixo.
[0035] Na modalidade ilustrada, por exemplo, um primeiro detector termoelétrico 90a é localizado no espaço livre 92 do UST 12 em um local acima do nível de combustível máximo esperado 30. Como é bem sabido, vapores de hidrocarboneto produzidos por evaporação de combustível 30 vão estar localizados no espaço livre 92. Se uma substância corrosiva está presente no vapor, o detector 90a produz um sinal que possa ser detectado por um conjunto de circuitos apropriado tal como um conjunto de circuitos apropriadamente programado do monitor de tanque 72. Para este fim, o detector 90a está em comunicação elétrica com o monitor de tanque 72 via uma correspondente linha de sinal 94. Adicionalmente, ou alternativamente, um ou mais detectores termoelétricos podem estar situados em outros locais no sistema de distribuição de combustível. Por exemplo, a modalidade ilustrada inclui um detector termoelétrico 90b no reservatório de STP 32 e/ou um detector termoelétrico 90c no reservatório do distribuidor 34.
[0036] Com referência agora à Figura 2, certos detalhes adicionais com respeito a um conjunto de detecção de corrosivo 100 exemplificativo da presente invenção podem ser mais facilmente explicados. Como mostrado, o detector termoelétrico 90 está situado em um ambiente de vapor 102, que será eletrolítico na presença da substância corrosiva. Como resultado, um sinal
13 / 18 indicando a presença da substância corrosiva será produzido pelo detector 90. Embora o processamento analógico seja possível dentro do escopo da presente invenção, a saída analógica do detector 90 é amostrada e convertida em um sinal digital na modalidade ilustrada via um converter analógico para digital (A/D) apropriado 104. A saída do A/ conversor D 104 é alimentada ao conjunto de circuito do comparador 106, que nesta modalidade inclui um microprocessador 108 e uma memória associada 110. O microprocessador 108 executar instruções de programa apropriadas para interpretar os sinais digitalizados provenientes do detector 90. Se a presença do corrosivo é detectada, um sinal indicativo da mesma pode ser provido ao indicador 112 que pode ser qualquer dispositivo, conjunto de circuito, programa de computador, ou outro indicador apropriado que pode ser usado para agir sobre a presença da substância corrosiva. Por exemplo, o indicador 112 pode ser um indicador visual ou audível para informar um operador que o material corrosivo está presente. Adicionalmente ou alternativamente, o indicador 112 pode compreender um programa de computador que rastreia continuamente a quantidade de substância corrosiva e gera uma ação no tempo apropriado. Como assinalado acima, o conjunto de circuito do conjunto de detecção de corrosivo 100 pode ser incorporado no monitor de tanque 72. Por exemplo, o monitor de tanque 72 pode ser programado para desempenhar as funções descritas em relação à Figura 2 além de outras funções normalmente desempenhadas pelo monitor de tanque 72.
[0037] Certos aspectos de uma implementação preferida do detector termoelétrico 90 podem ser explicados com referência à Figura 3. Neste caso, o detector 90 utiliza o efeito Seebeck, em que um potencial dependente da temperatura é gerado pela formação de uma junção bimetálica que é comum para uma classe de sensores medidores de temperatura chamados termopares. A junção bimetálica é formada quando dois fios de metal dissimilares são acoplados por soldagem ou outros métodos de conexão comuns. Em um
14 / 18 termopar, uma diferença de temperatura entre as duas extremidades os dos fios conectados produz uma tensão mensurável.
[0038] A este respeito, a tensão EA e a resistência RA representam um condutor elétrico de material tipo A (por exemplo, um metal de base tal como ferro ou cobre). Similarmente, EB e RB representam um outro condutor elétrico de material tipo B (por exemplo, um metal nobre ou liga tal como níquel/cromo, platina etc.). T2 é a junção formada por acoplamento de material tipo A com tipo B em uma extremidade, que no caso de um termopar iria frequentemente ser considerada a junção “quente”. T1 é a junção formada por acoplamento de material os tipos A e B para instrumentação de medir na outra extremidade, que no caso de um termopar iria frequentemente ser considerada a junção “fria”. V é um dispositivo medidor de tensão (por exemplo, um amostrador) e Rs é uma grande resistência conhecida destinada a minimizar os efeitos de RA e RB. Em um termopar, a diferença entre EA e EB representa a magnitude da diferença de temperatura entre T2 e T1.
[0039] De acordo com modalidades da presente invenção, a resposta de temperatura conhecida da junção bimetálica não é importante. Por exemplo, as junções T1 e T2 podem ambas ser igualmente expostas ao ambiente de vapor de um modo em que ambas vão experimentar substancialmente a sesma temperatura ambiente. Na presença da substância corrosiva, uma tensão galvanicamente impressa se desenvolve à medida que o metal de base é ativado por contato com uma substância do eletrólito dentro do ambiente de vapor. (O eletrólito disperso por evaporação dentro dos limites fechados do UST ou similar é a mesma substância responsável pela corrosão no sistema de distribuição de combustível). Com o metal de base como o condutor positivo, a tensão impressa produzida pela formação do circuito galvânico (representado por EA1) aumenta a tensão global VAB em T1. Como as tensões EA e EB são minimizadas (devido a nenhum diferencial de temperatura entre T1 e T2), E pode ser facilmente detectada.
15 / 18
[0040] A Figura 4 ilustra um detector termoelétrico alternativo 114 de acordo com a presente invenção, que pode ser usado em lugar do detector 90. Neste caso, um par de circuitos sensores similares 116a e 116b é previsto. Os circuitos sensores 116a e 116b são ambos dispostos para experimentar a mesma temperatura ambiente (isto é, a temperatura do ambiente de vapor), mas apenas a junção T2 do circuito sensor 116a fica diretamente exposta ao ambiente de vapor. A este respeito, o circuito sensor 116b e a junção T1 do circuito sensor 116a são fisicamente isolados do ambiente de vapor, tal como por vedações, tampas etc. Como mostrado, por exemplo, o circuito sensor 116b e a junção T1 do circuito sensor 116a podem estar contidos em um conjunto isolado de meios 118 que permite medição da mesma temperatura que a junção T2 do circuito sensor 116a sem exposição ao vapor. Como resultado, apenas o circuito sensor 116a vai experimentar a tensão galvanicamente impressa EA1. Uma simples comparação da tensão de saída VAB dos circuitos sensores 116a e 116b pode ser usada para determinar se EA1 é diferente de zero.
[0041] A Figura 5 ilustra um detector termoelétrico alternativo 122 de acordo com a presente invenção, que pode ser usado em lugar do detector 90. Nesta modalidade, um par de circuitos sensores similares 124a e 124b são conectados para compartilhar uma junção comum T1. A junção comum T1 e a junção T2 do circuito sensor 124b estão contidas em um conjunto isolado de meios 126. Embora apenas a junção T2 do circuito sensor 124a seja diretamente exposta ao ambiente de vapor, todas as junções experimentam substancialmente a mesma temperatura. Como será apreciado, T1 é diferente de zero nesta modalidade apenas quando o condutor de metal de base do circuito sensor 124a está em contato com a substância corrosiva.
[0042] A Figura 6 ilustra um detector termoelétrico alternativo 130 de acordo com a presente invenção, que pode ser usado em lugar do detector 90. Nesta modalidade, dois circuitos sensores similares 132a e 132b são
16 / 18 conectados entre si nos seus lados de metal tipo B. O dispositivo medidor de tensão V e o resistor Rs são conectados através dos lados de metal tipo A dos circuitos sensores 132a e 132b para formar uma junção comum T1. A junção comum T1 e a junção T2 do circuito sensor 132b estão contidas em um conjunto isolado de meios 134. Embora apenas a junção T2 do circuito sensor 132a seja diretamente exposta ao ambiente de vapor, todas junções experimentam substancialmente a mesma temperatura. Como será apreciado, T1 é diferente de zero nesta modalidade apenas quando o condutor de metal de base do circuito sensor 132a está em contato com a substância corrosiva.
[0043] A Figura 7 ilustra uma outra modalidade de um detector termoelétrico 140 de acordo com a presente invenção. Neste caso, o detector 140 compreende uma pluralidade de circuitos sensores 90a, 90b, e 90c, cada um dos quais pode ser similar ao detector 90 discutido acima. A este respeito, cada um dos circuitos sensores 90a-c tem uma respectiva junção bimetálica T2 exposta ao ambiente de vapor eletrolítico. De modo notável, porém, os fios formando os circuitos sensores 90a-c têm calibre progressivamente mais pesado, de maneira tal que 90b tem fio de calibre mais pesado do que 90a, e 90c tem fio de calibre mais pesado do que 90b. Na presença de um ambiente corrosivo, cada um dos elementos de detecção (circuitos sensores) vai experimentar corrosão em uma taxa detectavelmemte diferente. (Dito de outro modo, o fio de calibre mais pesado tem um tempo de resposta mais lento do que o fio de calibre mais leve). Por causa da relação entre massa de material e potencial corrosivo, por exemplo a porcentagem de ácido acético evaporado, a relação de tempo entre corrosão sobre cada elemento provê uma técnica para avaliar a severidade das condições corrosivas.
[0044] Nesta modalidade, um microprocessador 142 é utilizado para amostrar as saídas dos circuitos sensores 90a-c via um multiplexador (“MUX”) 144. Como um versado na técnica apreciará a partir da discussão acima, a funcionalidade do microprocessador 142 e/ou multiplexador 144
17 / 18 pode em alguns casos ser prevista por programação apropriada do monitor de tanque 72.) O microprocessador 142 possibilita operação do multiplexador 144 via um sinal provido pela linha 146 para a entrada “HABILITAR” do multiplexador. As saídas dos respectivos circuitos sensores 90a-c são selecionadas pelo microprocessador 142 via linhas de seleção coletivamente designadas 148. Os sinais sobre as linhas de seleção 148 (designadas S1 a SN, com N sendo dependente do número de circuitos sensores no detector 140) informar o multiplexador 144 que uma das entradas C1 a C3 está ativa em um dado tempo. A entrada selecionada é então fornecida na saída D ao microprocessador 142, por exemplo, via linha de sinal 150. As entradas C1 a C3 estão em comunicação elétrica com os respectivos circuitos sensores 90a a 90c. Respectivos amplificadores (ou buffers) 152a, 152b, e 152c podem estar situados ao longo das linhas conectando circuitos sensores 90a-c e sua associada dentre as entradas C1 a C3, se necessário ou desejado.
[0045] Em operação, o microprocessador 142 amostra as saídas de circuitos sensores 90a-c em rápida sucessão. As diferentes leituras de detecção dos circuitos sensores 90a-c durante qualquer ciclo de detecção e as diferenças entre o mesmo circuito sensor 90a-c de um ciclo para o seguinte, são indicativas da severidade da corrosão.
[0046] Com referência à Figura 8, um método de acordo com a presente invenção para determinar a presença de uma substância corrosiva em um sistema de distribuição de combustível é ilustrado. Por exemplo, o método ilustrado pode ser posto em prática por instruções de programa sendo executadas no processador de monitor de tanque 72. Depois que o processo se inicia (conforme indicado em 160), sinais de detector (por exemplo, sinais de tensão provenientes do(s) detector(es) 90) são recebidos (conforme indicado em 162). Esta informação de sinal é então comparada contra critérios predeterminados (conforme indicado em 164). Se a comparação mostra a presença de um corrosivo e/ou a severidade do corrosivo (conforme indicado
18 / 18 na 166), uma saída é feita para o indicador 112 (como mostrado na etapa 168). De outro modo, o processo retorna em circuito para uma outra comparação. O processo termina na etapa 170.
[0047] Pode assim ser observado que modalidades da presente invenção provêm um sistema de distribuição de combustível com um novo conjunto de detecção de corrosivo. Embora uma ou mais modalidades preferidas da invenção tenham sido descritas acima, deve ser entendido que quaisquer e todas realizações equivalentes da presente invenção estão incluídas dentro do seu escopo e espírito. As modalidades ilustradas são apresentadas a título de exemplo apenas e não são destinadas a constituir limitações sobre a presente invenção. Assim, deve ficar entendido por aqueles de especialização normal nesta técnica que a presente invenção não é limitada a estas modalidades, uma vez que podem ser feitas modificações. Portanto, é contemplado que quaisquer e todas modalidades que possam ser englobadas pelo escopo e espírito da presente invenção estão incluídas na mesma.
Claims (28)
1. Sistema de distribuição de combustível, caracterizado pelo fato de que compreende: um tanque de combustível adaptado para conter uma quantidade de combustível; um distribuidor de combustível em comunicação fluídica com o dito tanque de combustível via tubulação; uma bomba operacional para transferir combustível do dito tanque de combustível para o dito distribuidor de combustível; e um conjunto de detecção de corrosão operacional para identificar a presença de uma substância corrosiva no dito combustível, o dito conjunto de detecção de corrosão tendo: pelo menos um detector termoelétrico posicionado para estar em contato com vapor de combustível no dito sistema de distribuição de combustível, o dito detector termoelétrico produzindo um sinal detector que indica a presença da substância corrosiva; e eletrônicos em comunicação elétrica com o dito detector termoelétrico, os ditos eletrônicos sendo operacionais para interpretar o dito sinal de detector e produzir uma saída se a substância corrosiva estiver presente.
2. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito detector termoelétrico está localizado em uma porção superior do tanque de combustível acima de um nível de combustível máximo.
3. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita bomba é uma bomba de turbina submersa (STP) e o dito detector termoelétrico está localizado em uma bomba STP.
4. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito detector termoelétrico está localizado em um reservatório de distribuição de combustível abaixo do dito distribuidor de combustível.
5. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um detector termoelétrico compreende uma pluralidade dos ditos detectores termoelétricos em diferentes localizações no dito sistema de distribuição de combustível.
6. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito detector termoelétrico compreende um circuito sensor que tem um par de junções formado pela interconexão de condutores dissimilares, o dito par de junções sendo configurado para experienciar uma temperatura ambiente substancialmente equivalente.
7. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma do dito par de junções está em contato direto com o ambiente de vapor e a outra do dito par de junções está em contato indireto com o ambiente de vapor por um conjunto isolado do meio.
8. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito sinal de detector se origina na dita outra do dito par de junções.
9. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo circuito sensor que tem um par de junções formado pela interconexão de condutores dissimilares, uma do dito par de junções do dito circuito sensor e uma do dito par de junções do dito segundo circuito sensor sendo conectadas juntas.
10. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um primeiro dos ditos condutores dissimilares compreende um metal selecionado do grupo que consiste em ferro e cobre.
11. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um segundo dos ditos condutores dissimilares compreende um metal nobre.
12. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito segundo dos ditos condutores dissimilares compreende platina.
13. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dito segundo dos ditos condutores dissimilares compreende uma liga de níquel / cromo.
14. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito detector termoelétrico compreende uma pluralidade dos ditos circuitos sensores, os ditos circuitos sensores tendo, cada qual, condutores dissimilares de bitola distinta do outro dos ditos circuitos sensores.
15. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos eletrônicos compreendem um conversor analógico-digital operacional para receber o dito sinal detector na forma analógica e produzir uma saída digital e conjunto de circuitos comparador.
16. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dito conjunto de circuitos comparador compreende um processador e uma memória.
17. Sistema de distribuição de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção dos ditos eletrônicos é incorporada em um dispositivo monitor de tanque em comunicação elétrica com um medidor de nível no referido tanque de combustível.
18. Conjunto de detecção de corrosão para uso em um sistema de distribuição de combustível, caracterizado pelo fato de que o dito conjunto de detecção de corrosão compreende: pelo menos um detector termoelétrico posicionado para estar em contato com vapor de combustível no dito sistema de distribuição de combustível, o dito detector termoelétrico produzindo um sinal detector que indica a presença da substância corrosiva; o dito detector termoelétrico incluindo um circuito sensor que tem um par de junções formado pela interconexão de condutores dissimilares, o dito par de junções sendo configurado para experienciar uma temperatura ambiente substancialmente equivalente; e eletrônicos em comunicação elétrica com o dito detector termoelétrico, os ditos eletrônicos sendo operacionais para interpretar o dito sinal de detector e produzir uma saída se a substância corrosiva estiver presente.
19. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que uma do dito par de junções está em contato direto com o ambiente de vapor e a outra do dito par de junções está em contato direto com o ambiente de vapor por um conjunto isolado do meio.
20. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito sinal de detector se origina na dita outra do dito par de junções.
21. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo circuito sensor que tem um par de junções formado pela interconexão de condutores dissimilares, uma do dito par de junções do dito circuito sensor e uma do dito par de junções do dito segundo circuito sensor sendo conectadas juntas.
22. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que um primeiro dos ditos condutores dissimilares compreende um metal selecionado do grupo que consiste em ferro e cobre.
23. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que um segundo dos ditos condutores dissimilares compreende um metal nobre.
24. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o dito segundo dos ditos condutores dissimilares compreende platina.
25. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o dito segundo dos ditos condutores dissimilares compreende uma liga de níquel / cromo.
26. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o dito detector termoelétrico compreende uma pluralidade dos ditos circuitos sensores, os ditos circuitos sensores tendo, cada qual, condutores dissimilares de bitola distinta do outro dos ditos circuitos sensores.
27. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os ditos eletrônicos compreendem um conversor analógico-digital operacional para receber o dito sinal detector na forma analógica e produzir uma saída digital e um conjunto de circuitos comparador.
28. Conjunto de detecção de corrosão de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o dito conjunto de circuitos compreende um processador e memória.
Petição 870200039413, de 25/03/2020, pág. 30/37
SISTEMA DE CONTROLADOR
CONTROLE DE SÍTIO
MONITOR DE TANQUE 1/7
QUALIDADE
Petição 870200039413, de 25/03/2020, pág. 31/37
MICROPROCESSADOR
DETECTOR 2/7
INDICADOR
TERMOELÉTRICO
MEMÓRIA
CONJUNTO DE
CIRCUITO COMPARADOR
AMBIENTE DE VAPOR
ELETROLÍTICO
CONJUNTO ISOLADO DE MEIO
CONJUNTO ISOLADO DE MEIO
CONJUNTO ISOLADO DE MEIO
MICRO-
PROCESSADOR
INICIAR
RECEBER
SINAL DE
DETECTOR
COMPARAR
CONTRA
CRITÉRIOS PREDETER-
MINADOS
PRESENÇA DE CORROSIVO?
S
SAÍDA PARA
INDICADOR
FINALIZAR
Applications Claiming Priority (3)
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