CH677920A5

CH677920A5 -

Info

Publication number: CH677920A5
Application number: CH6/90A
Authority: CH
Inventors: Giorgio Bergamini; Ernesto Paris
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1989-01-04
Filing date: 1990-01-03
Publication date: 1991-07-15
Also published as: SE501007C2; RU2025464C1; JP2789049B2; IT8919016A0; GB2226812B; ES2027089A6; DE4000165A1; BE1002735A4; DE4000165C2; US5038838A; SE8904389L; NL193588C; GB9000085D0; NL193588B; FR2641267A1; IT1228284B; FR2641267B1; GB2226812A; NL9000011A; SE8904389D0

Description

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Descrizione

La presente invenzione concerne un dispositivo di recupero vapori, particolarmente adatto per impianti di distribuzione carburanti, che non solo garantisce un efficace, sicuro e completo recupero senza alcuna necessità di elementi di tenuta tipo soffietto, ma, riconoscendo le condizioni di perìcolo di scoppio, consente pure la massima sicurezza intrinseca relativamente alla formazione di miscele esplosive in qualsiasi condizione di funzionamento ed è comunque predisposto a funzionare anche in condizioni critiche essendo dotato di adeguati dispositivi atti ad evitare la propagazione dello scoppio.

Dallo stato della tecnica sono già noti sistemi di recupero vapori negli impianti di distribuzione carburanti, i quali sono sostanzialmente caratterizzati da un elemento a soffietto avente la funzione di fare tenuta tra la pistola di erogazione del carburante ed il bocchettone del serbatoio dell'autoveicolo da rifornire, nonché da una ulteriore tubazione che pone in comunicazione tra loro il duomo del serbatoio interrato dell'impianto stesso di distribuzione ed il suddetto serbatoio dell'autoveicolo per il recupero dei vapori di quest'ultimo con o senza l'ausilio di una pompa di aspirazione.

Siffatti sistemi noti presentano però una serie di inconvenienti il principale dei quali è determinato dalla criticità della necessaria tenuta ermetica realizzabile con il detto soffietto il quale pertanto richiede una precìsa e relativamente faticosa applicazione nonché una continua manutenzione.

Infatti, in condizioni di non perfetta tenuta del soffietto, non solo si ha un notevole calo di efficienza del sistema in quanto non tutti i vapori vengono aspirati, ma si vengono anche a determinare condizioni precarie dì sicurezza, specialmente nel caso di presenza di una pompa di aspirazione, in quanto la ora possibile assunzione incontrollata di aria potrebbe diluire troppo la miscela vapore-aria, ciò che la porterebbe, come è noto, in zona crìtica di esplosione. Per ovviare al suddetto inconveniente, le attuali pistole di erogazione sono state dotate di dispositivo di blocco dell'erogazione in assenza di tenuta perfetta (no seal, no flow), ma detti dispositivi non hanno incontrato il favore dell'utenza, in particolare nei self-service, che pertanto tende a disinserirli danneggiandoli con le evidenti suddette conseguenze di inefficienza ed insicurezza dei sistema.

Altro inconveniente dei sistemi noti è poi dato dalle difficoltà di fornire al serbatoio interrato dell'impianto dì distribuzione, che si trovi ad una temperatura inferiore a quella del serbatoio dell'autoveicolo, lo specifico quantitativo d'aria necessario per compensare la diminuzione di volume dei vapori recuperati, determinata dalla minor temperatura esistente, ciò che provocherebbe una depressione nel duomo del serbatoio interrato la quale, pur corrispondendo alla condizione normale e non pericolosa negli impianti di distribuzione senza recupero dei vapori, diventa invece molto pericolosa negli impianti noti con recupero, ove il circuito di recupero alimenta direttamente il duomo del serbatoio interrato, a causa di possibili, repentini ed incontrollati assorbimenti d'aria per difetti di tenuta, con le conseguenze sopraddette.

Ulteriore inconveniente è poi dovuto al fatto che negli impianti di recupero noti utilizzanti pompe di aspirazione o iniettori, un possibile eccesso di aspirazione, oltre ai succitati pericoli di esplosione, può generare anche una pressurizzazione dei serbatoi interrati deleteria dal punto di vista della protezione ambientali per possibili perdite dei serbatoi stessi.

Scopo della presente invenzione è appunto quello di ovviare ai suddetti inconvenienti e di fornire quindi un dispositivo per un sicuro recupero vapori, particolarmente adatto per impianti di distribuzione carburanti, che non utilizzi alcun elemento di tenuta tipo soffietto e che garantisca un efficace e completo recupero dei vapori senza alcun pericolo di scoppi e di indesiderate pressurizzazioni del serbatoio interrato!,

Ciò viene sostanzialmente conseguito per il fatto che il dispositivo viene costituito della combinazione dei caratteri scritti nella rivendicazione 1. Sviluppi vantaggiosi del dispositivo sono definiti dalle recuperata non immette più ora la miscela nei duomo del rivendicazioni 2 a 7. in tal modo, il condotto di ritomo della miscela vapori-aria serbatoio interrato dell'impianto di distribuzione, ma sul fondo del serbatoio stesso da cui la miscela gorgoglierà attraverso il carburante nel duomo. Soprattutto, viene realizzata una aspirazione controllata di miscela vapori-aria con una pompa volumetrica la cui velocità è contìnuamente regolata in funzione della portata volumetrica erogata in modo da aspirare una quantità volumetrica della miscela vapori-aria pari alla quantità volumetrica di carburante erogato con un eccesso d'aria in funzione delle temperature dei due serbatoi, nonché confrontando sempre la densità della miscela aspirata con almeno un valore limite indice di miscela molto diluita e quindi esplosiva.

In tal modo, infatti, ìl gorgogliamento attraverso il carburante delia miscela vapori-aria recuperata garantisce un rapido adeguamento della temperatura della miscela a quella del serbatoio interrato e quindi un suo rapido adeguamento volumetrico, ciò che permette l'aspirazione di quantità volumetriche maggiori rispetto a quelle erogate come necessario soprattutto nel caso di serbatoi interrati a temperatura inferiore a quella della miscela recuperata. D'altra parte il prolungamento del condotto di ritorno fin sul fondo del serbatoio interrato consente di mantenere sempre in pressione detto condotto, ciò che evita qualsiasi possibilità di infiltrazione indesiderata di aria dall'esterno nonché qualsiasi pressurizzazione del duomo del serbatoio stesso.

L'impiego poi di una pompa volumetrica di aspirazione consente una facile aspirazione delia suddetta specifica quantità volumetrica di miscela richiesta.

Infatti si dimostra analìticamente che la suddetta quantità volumetrica Qm può essere espressa dalla seguente relazione;

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_ . f. Po-Pv(Te) Im Po-?v(ImA I. S.-? \ Po. «""'H + ~ * â " )• ^1^2/ Po-Lp «>

ove:

Qc rappresenta la portata volumetrica di carburante erogato;

Po rappresenta la pressione ambiente che viene misurata:

Ap rappresenta la caduta di pressione della miscela vapori-aria che viene misurata all'ingresso della pompa volumetrica;

Te rappresenta la temperatura misurata del carburante da erogare, corrispondente in pratica alla temperatura della miscela vapori-aria contenuta nel duomo del serbatoio interrato dell'impianto di distribuzione; Tm rappresenta la temperatura misurata della miscela vapori-aria aspirata dalla pistola di erogazione; Pv (Te) rappresenta la tensione di vapore caratteristica del carburante corrispondente alla temperatura Te;

Pv (Tm) rappresenta la tensione di vapore caratteristica del carburante corrispondente alia temperatura Tm;

p rappresenta la densità della miscela vapori-aria;

p1 e p2 rappresentano valori limiti funzioni della temperatura, definenti l'intervallo di densità entro il quale la portata volumetrica Qm deve essere gradualmente ridotta fino a zero per evitare pericoli esplosivi per miscela troppo diluita in aria.

In detta formula il primo termine tra parentesi è indicativo della quantità di aria da aspirare in eccesso per compensare la diminuzione di volume conseguente ad una temperatura del serbatoio interrato inferiore a quella della miscela da recuperare; esso è valido solo per Tm > Te mentre viene imposto uguale ad 1 per Tm < Te. Il secondo termine tra parentesi è indicativo della pericolosità della miscela troppo diluita per cui occorre ridurre la portata volumetrica Qm; esso è valido solo per p2 < p < p1 mentre per p < p1 si impone uguale ad 1 e per p<p2 si pone uguale a 0.

Detto termine consente quindi di proteggere l'impianto anche nel caso di manovre scorrette durante l'erogazione, del tipo l'estrazione della pistola di erogazione dal bocchettone dell'autoveicolo durante l'erogazione stessa, o nel caso di presenza di imperfezioni o di dispositivi particolari nella struttura del serbatoio dell'autoveicolo. Da quanto detto risulta pertanto evidente anche la possibilità di bloccare in modo semplice l'erogazione stessa del carburante in tutti i casi anomali che comportano una accentuata diluizione della miscela.

L'ultimo termine infine tiene conto della caduta di pressione dalla miscela aspirata nel condotto di ritorno dalla pistola di erogazione all'ingresso della pompa volumetrica, la quale viene pure utilizzata per ricavare il valore di densità della miscela stessa.

Infatti, detta densità p viene calcolata con una formula empirica del tipo:

S=K(I)^V

v ove v indica la velocità della miscela entro il condotto di ritorno, che è sostanzialmente proporzionale al numero di giri n della pompa volumetrica, K(T) è una variabile funzione della temperatura e del tipo di carburante scelto, Ap è la detta caduta di pressione e gli esponenti a e b sono valori ricavati sperimentalmente che dipendono dalla geometria e dalla scabrosità dei condotto di ritorno dal punto di aspirazione alla pompa, la cui realizzazione deve essere fatta quindi in modo da assicurare comunque un moto della miscela aspirata di tipo turbolento, condizione questa essenziale per la validità della formula (2).

A questo scopo, infatti, nel detto condotto di ritorno è previsto, secondo una caratteristica di una forma d'esecuzione preferenziale della presente invenzione, o l'inserimento di un elemento a spirale o il fissaggio alle pareti interne con adesivi di riporti granulari o la lavorazione meccanica oppure l'attacco chimico per l'irruvidimento di dette parti in modo da creare una elevatissima scabrosità delle pareti stesse e quindi garantire un moto fortemente turbolento. D'altra parte, secondo una realizzazione preferenziale della presente invenzione, le suddette scabrosità dalle pareti vengono realizzate e concentrate nel tratto rigido e metallico del condotto di ritorno, corrispondente alla pistola di erogazione, che viene pure fatto di sezione sensibilmente più piccola rispetto a quella del resto della tubatura flessibile in gomma e quindi a geometria non costante.

In tal modo la detta caduta di pressione Ap nel condotto di ritorno dalla pistola di erogazione all'ingresso della pompa volumetrica risulta sostanzialmente concentrata in detto tratto rigido che, avendo geometria meccanica ben stabile e fissa, consente una efficace e ripetibile misura di detta caduta la cui entità serve a garantire ia sicurezza dell'impianto attraverso una corretta, esatta e ripetibile valutazione della suddetta densità p della miscela vapori-aria aspirata.

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Per far sì poi che il sistema operi in sicurezza, è possibile tarare l'apparecchiatura con valori di K(T) ricavati sperimentalmente una volta per tutte utilizzando sia un carburante estivo, ciò che consente di ottenére una valore calcolato di p sempre minore o uguale al valore reale e quindi di fare intervenire la protezione contro l'eccessiva diluizione della miscela comunque prima dell'effettivo pericolo, sia un carburante invernale che dà luogo a valori K(T) più bassi, incrementando però in quest'ultimo caso i valori p1(T) e p2(T) di un opportuno margine, in particolare per le temperature superiori allo 0°G.

Questo secondo procedimento consente di operare con maggior precisione alle basse temperature e con benzine invernali quando i margini di variazione della densità p rispetto ai limiti di possibile scoppio sono modesti e porterebbero, con il primo procedimento, rapidamente al blocco dell'aspirazione.

Ora è chiaro che se si fa ruotare il motore di comando della pompa volumetrica con un numero di giri n dato da:

ove C è la cilindrata della pompa, si è garantiti che detta pompa aspirerà sempre la quantità volumetrica ottimate richiesta.

In definitiva, il dispositivo per un sicuro recupero vapori, particolarmente adatto per impianti di distribuzione carburanti, comprendente un condotto di ritorno della miscela vapori-aria dalla pistola di erogazione al serbatoio interrato dell'impianto, una pompa azionata da un motore elettrico per aspirare ia detta miscela, un condotto di ventilazione collegante il fondo del serbatoio interrato con l'atmosfera, un condotto per il convogliamento dei vapori eccedenti dal duomo del serbatoio interrato ad un gruppo di ricondensazione vapori ed un condotto di rinvio da detto gruppo al duomo stesso per i vapori condensati, è caratterizzato secondo la presente invenzione dal fatto che il detto condotto di ritorno per ia miscela vapori-aria è provvisto di una valvola di non ritorno a valle della pompa ed è connesso al detto condotto di ventilazione inserentesi fino sul fondo del detto serbatoio interrato dell'impianto, il quale condotto è dotato a sua volta di una valvola di ritenuta verso l'atmosfera, e che la pompa agente su detto condotto dì ritorno è una pompa volumetrica il cui motore elettrico è comandato da mezzi che ne regolano istante per istante il numero di giri in funzione della portata volumetrica dì carburante erogato, tenendo conto delle perdite dì carico, con un eccesso di aria in dipendenza delle temperature del serbatoio interrato e della miscela vapori-aria aspirata, nonché rilevando e confrontando sempre la densità effettiva di detta miscela con almeno un valore limite ìndice di miscela molto diluita d'aria e quindi esplosiva, mezzi essendo inoltre previsti per prevenire e/o limitare la propagazione dell'esplosione nonché per garantire un moto turbolento alla miscela vapori-aria nel detto condotto di ritorno a monte della detta pompa volumetrica.

Secondo poi una caratteristica di una forma d'esecuzione preferenziale della presente invenzione, i suddetti mezzi per prevenire e/o limitare la propagazione dell'esplosione consistono in due spegnifiamma inseriti rispettivamente nel condotto di ritorno vapori della pistola di erogazione e a valle della detta pompa volumetrica, nonché net prolungare il detto condotto di rinvio del gruppo di ricondensazìone vapori fino sul fondo del detto serbatoio interrato dell'impianto, dotandolo inoltre di una pompa di aspirazione.

In tal modo, infatti, qualsiasi eventuale esplosione a cavallo della pompa volumetrica non si può propagare né a valle della pompa ove sì hanno condotti in pressione, né nello stesso serbatoio dell'autoveicolo in rifornimento ed inoltre il fare gorgogliare i vapori recuperati dal gruppo di ricondensazione nei carburante del serbatoio interrato alla temperatura di quest'ultimo, e quindi senza raffreddarli, preserva detta operazione di recupero da qualsiasi pericolo di esplosione.

Una caratteristica di un'altra forma d'esecuzione della presente invenzione è data inoltre dai fatto che ì suddetti mezzi per regolare istante per istante il numero di giri del motore elettrico della pompa volumetrica di aspirazione detta miscela vapori-aria consìstono in un registro di memoria, ove sono registrati i valori delta tensione di vapore in funzione della temperatura Pv(T) per il carburante utilizzato, ai cui ingressi vengono inviati ì valori rilevati di temperatura rispettivamente del carburante erogato Te e delta miscela vapori-aria Tm, e te cui uscite sono connesse ad una unità operazionale alla quale vengono pure inviati ì valori pure rilevati della pressione ambientale Po nonché i suddetti valori di temperatura Te e Tm; l'uscita di detta unità operazionale, che elabora i dati in ingresso secondo la relazione viene poi inviata ad un comparatore che la confronta con 1 e, se è minore, la equalizza ad 1 mentre la lascia invariata negli altri casi, l'uscita di detto comparatore essendo inviata ad una unità di moltiplicazione alla quale viene pure inviato il valore rilevato della quantità volumetrica di carburante erogato Qc non-

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chè l'uscita di un'altra unità operazionale che rileva ii termine ■ .

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essendo alimentata all'ingresso dai valori rilevati della pressione ambientale Po e della caduta di pressione Ap della miscela vapo-ri-aria misurata all'ingresso della pompa volumetrica; un altro registro di memoria, nel quale sono registrati rispettivamente i valori limiti di densità p1 e p2 in funzione delia temperatura, viene alimentato dalla temperatura rilevata Tm e le sue uscite sono connesse ad una terza unità operazionale alla quale viene pure connessa l'uscita di una seconda unità dì moltiplicazione ai cui ingressi vengono inviate l'uscita di un registro di memoria, nel quale sono registrati i valori sperimentali di K in funzione delia temperatura ed il cui ingresso è alimentato dalla detta Tm, nonché l'uscita di una ulteriore unità operazionale i cui ingressi sono alimentati dalia detta caduta di pressione Ap e dall'uscita di retroazione del motore elettrico che fornisce il valore effettivo del numero di giri del motore stesso, detta unità operazionale elaborando i dati in essendo poi inviata ad un comparatore ove viene mantenuta inalterata se compresa tra 0 e 1, viene posta uguale ad 1 se risulta maggiore di 1 e se risulta minore di 0, è posta uguale a 0 ed il comparatore fornisce pure in uscita un segnale dì blocco dell'erogazione carburante; l'uscita di quest'ultimo comparatore è poi inviata alla detta unità dì moltiplicazione la cui uscita è connessa ad un divisore per la cilindrata nota C della pompa volumetrica utilizzata, cosicché all'uscita si ha il numero di giri ottimale della pompa che è infine inviato, unitamente alla detta uscita di retroazione del motore elettrico, all'ingresso di un regolatore di tipo PID la cui uscita, tramite un convertitore coppia-corrente, va ad alimentare il detto motore elettrico.

In tal modo, infatti, si è garantiti che all'uscita della detta unità di moltiplicazione viene esplicata proprio la relazione (1) in cui la densità p è determinata con precisione con la (2) e che quindi nel regolatore PID il numero di giri reale del motore venga confrontato con quello ottimale dato dalla relazione (3). D'altra parte viene pure garantito il blocco dell'erogazione carburante ogni qual volta la miscela vapori-aria risulta troppo diluita.

Secondo poi un'ulteriore caratteristica di una forma d'esecuzione preferenziale della presente invenzione, i detti mezzi per garantire un moto turbolento alla miscela vapori-aria nel detto condotto di ritorno, a monte della detta pompa volumetrica, consistono in un elemento a spirale inserito in detto condotto di ritorno a monte della detta pompa, oppure in materiali granulosi fatti aderire con adesivi alle pareti interne dì detto condotto, oppure in irruvidimenti di dette pareti ottenuti mediante lavorazione meccanica o con attacco di tipo chimico.

Secondo infine una forma d'esecuzione preferenziale della presente invenzione, i suddetti mezzi per garantire un moto turbolento alla miscela vapori-aria nel detto condotto di ritorno, a monte delia detta pompa volumetrica, vengono applicati nel tratto di detto condotto dì ritorno ricavato nella stessa pistola di erogazione, il quale tratto presenta una sezione trasversale sensibilmente più piccola di quella del resto del condotto di ritorno.

L'invenzione viene ora meglio chiarita con riferimento ai disegni allegati che illustrano una forma preferenziale di realizzazione pratica data a solo titolo esemplificativo ma non limitativo in quanto varianti tecniche e costruttive potranno essere sempre apportate senza uscire dall'ambito della presente invenzione.

In detti disegni:

la fig. 1 mostra in una vista schematica sezionata un impianto di distribuzione carburante adottante il sistema di recupero vapori secondo l'invenzione;

la fig. 2 mostra in uno schema a blocchi il circuito di regolazione istante per istante del numero di giri del motore elettrico della pompa volumetrica del sistema di recupero secondo l'invenzione.

Con riferimento alle figure, con 1 viene indicata la colonnina di un impianto di distribuzione carburanti e con 2 il serbatoio interrato di detto impianto, il carburante 3 del quale, aspirato attraverso il condotto di alimentazione 4 e la cartuccia filtro 5 dalla pompa di alimentazione 6 mossa dal motore elettrico 7, viene convogliato attraverso il degasatore 8, il misuratore di portata volumetrica 9 e da questo al condotto di erogazione 10 munito di pistola di erogazione 11. Il detto misuratore 9, che determina la portata volumetrica Qc di carburante erogato, è poi connesso con la testata contometrica 12 e, tramite il conduttore 13, con l'unità logica 14 alla quale è pure inviato, tramite il conduttore 15, il valore misurato della temperatura Te del carburante da erogare che si considera sostanzialmente corrispondente a quella della miscela vaingresso secondo la relazione " P l'uscita di detta terza unità operazionale che rileva il termine b '

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pori-aria contenuta nel duomo 16 del detto serbatoio interrato 2, nonché, tramite il conduttore 17, il valore misurato della pressione ambiente Po.

La pistola di erogazione 11 è poi provvista di un secondo canalino rigido 18 per l'aspirazione della miscela vapori-aria dal bacchettone non rappresentato in figura del serbatoio dell'autoveicolo da rifornire, ii quale canalino è connesso con il condotto di ritorno 19 che convoglia detta miscela, attraverso una cartuccia filtro 20, fin sul fondo del serbatoio interrato 2 da cui gorgoglierà nel duomo 16. Detto convoglia-mento forzato è ottenuto con una pompa volumetrica 21 e collegando il collettore 22 di raggruppamento dei condotti di ritorno di tutte te possibili colonnine dell'impianto, con il condotto di ventilazione 23 dell'impianto stesso che, come noto, collega il fondo del serbatoio interrato 2 con l'atmosfera. Poiché detto collettore 22 risulterà sempre in pressione, per non avere perdite di miscela vapori-aria nell'atmosfera attraverso la pistola o il condotto di ventilazione, una valvola di non ritorno 24 è prevista a valle della pompa volumetrica 21 ed un'altra valvola di ritenuta 25 all'estremità libera del detto condotto di ventilazione 23. D'altra parte, onde prevenire la propagazione di esplosioni, due spegnifiamma 26 e 27 sono previsti rispettivamente all'estremità del detto canalino 18 della pistola di erogazione 11, che si raccorda con il detto condotto di ritorno 19, ed a valle della detta pompa volumetrica 21. Inoltre, al fine dì evitare e/o limitare ì danni di una possibile esplosione nei gruppo dì ricondensazione vapori 28 di tipo usuale che è connesso, tramite una valvola a quattro vie e due posizioni 29 ed il condotto di convogliamento 30, al duomo 16 dei detto serbatoio interrato 2, il condotto di rinvio 31 di detto gruppo è dotato di una pompa di aspirazione 32 ed è prolungato fino sui fondo del detto serbatoio interrato 2 per cui i vapori recuperati senza essere preventivamente raffreddati sono costretti a raggiungere il duomo 16 gorgogliando e quindi raffreddandosi attraverso il carburante 3 del serbatoio interrato 2.

A monte poi della pompa volumetrica 21 viene effettuata la misurazione della temperatura Tm della miscela vapori-aria aspirata, misurazione che viene convogliata nell'unità logica 14 tramite il conduttore 33, nonché la misurazione della caduta di pressione Ap della miscela nel tratto del condotto di ritorno che va dalla pistola di erogazione alla pompa volumetrica, valore inviato anch'esso alla detta unità logica 14 tramite il conduttore 34.

Poiché, inoltre, dalla precisione della misurazione del Ap dipende la precisione con cui viene calcolato il valore effettivo della densità p nella miscela aspirata, da cui dipende la sicurezza dell'impianto, le pareti interne del detto canalino rigido 18 ricavato nella pistola di erogazione 11 per l'aspirazione della miscela vapori-aria vengono irruvidite artificialmente ad es. mediante incollaggio di materiali granulosi 35, cosicché, oltre a garantire con ciò un moto turbolento della detta miscela necessario per ia validità della formula (2), viene pure creata una artificiale caduta di pressione rilevante e fissa che rende praticamente trascurabili tutte le altre eventuali cadute di pressione create nel condotto di ritorno 19 tra la pistola 11 e la pompa 21 da cause accidentali: questa caduta artificiale di pressione è quindi quella da determinare come valore di Ap.

Infine, la detta pompa volumetrica 21 è azionata da un motore elettrico 36 connesso, tramite i conduttori 37 e 38, alla detta unità logica 14 e da questa pilotato istante per istante con un numero di giri n espresso dalla detta relazione (3).

All'uopo detta unità logica 14 comprende (v. Fig. 2) un registro di memoria 39, che, alimentato in ingresso, tramite ì detti conduttori 15 e 33, dai valori misurati delle temperature Te e Tm, fornisce alle uscite 40 e 41 rispettivamente i valori Pv (Te) e Pv (Tm) della tensione di vapore alle due dette temperature. Queste due uscite 40 e 41 sono poi inviate, unitamente al valore misurato della pressione ambientale Po derivato dal conduttore 17 tramite il conduttore 42 nonché ai suddetti valori di Te e Tm derivati dai conduttori 15 e 33 tramite rispettivamente i conduttori 43 e 44, all'ingresso di una unità operazionale 45 che elabora la relazione f Po-Pv(Te) Tm Po-Pv(Tm) \ + Po Te Po

L'uscita 45 di detta unità operazionale 45 è quindi inviata ad un comparatore 47 che la confronta con 1 e, solo se é minore, la equazione ad 1 altrimenti la lascia inalterata. L'uscita 48 di detto comparatore 47 è a sua volta inviata ad una unità di moltiplicazione 49 unitamente al valore misurato della quantità volumetrica Qc di carburante erogato, presente nel conduttore 13, ed all'uscita 50 di un'altra unità operazionale

Po

51 che rileva il termine ;— , essendo alimentata all'ingresso dai conduttori 17 e 34 che for-

Po~ Ap '

niscono rispettivamente i valori misurati di Po e della caduta di pressione Ap.

Un altro registro di memoria 52, alimentato dal valore Tm derivato dal conduttore 33 tramite il conduttore 53, fornisce alle uscite 54 e 55 i valori limiti di densità p1 e p2 che vengono inviati ad una .terza unità operazionale 56 alla quale viene pure inviata l'uscita 57 di una seconda unità di moltiplicazione 58 che sostanzialmente rileva it valore della densità effettiva p secondo la citata formula (2). Infatti a detta unità di moltiplicazione 58 vengono rispettivamente inviate l'uscita 59 di un registro di memoria 60 che, ali-

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meritato col valore Tm tramite il detto conduttore 53, fornisce il valore K(T) e l'uscita 61 di una ulteriore unità operazionale 62 che elabora la relazione Apa/vb o che è lo stesso la relazione Apa/nb, essendo alimentata dal valore Ap derivato dal conduttore 34 tramite il conduttore 63, nonché dal conduttore 38 di retroazione del motore elettrico 36 (v. Fig. 1) che fornisce il numero di giri n del motore stesso.

L'uscita 64 della detta terza unità operazionale 56, che è sostanzialmente il valore dell'espressione

è poi inviata ad un comparatore 65 che la mantiene inalterata se compresa tra 0 e 1, la pone uguale ad 1 se risulta maggiore di 1 e se invece risulta minore di 0, la pone uguale a 0 e contemporaneamente fornisce un segnale di blocco dell'erogazione carburante attraverso il conduttore 66. L'uscita 67 di detto comparatore 65 è quindi inviata anch'essa alla detta unità di moltiplicazione 49 la cui uscita 68, fornente sostanzialmente il valore della quantità volumetrica Qm espressa dalla (1), è divisa per la cilindrata nota C della pompa volumetrica 21 nel divisore 69 che così fornisce all'uscita 70 il numero di giri n ottimale per detta pompa volumetrica. Detta uscita 70 è infine inviata, unitamente al detto conduttore 38 di retroazione del motore elettrico 36, ad un regolatore 71 di tipo PID la cui uscita, tramite un convertitore coppia-corrente 72, viene inviata a sua volta ad alimentare il detto motore elettrico 36 tramite il detto conduttore 37.

Claims

Rivendicazioni

1. Dispositivo per un sicuro recupero vapori, particolarmente adatto per impiantì di distribuzione carburanti, comprendente un condotto di ritorno (19) della miscela vapori-aria dalia pistola di erogazione (11) al serbatoio interrato (2) dell'impianto, una pompa (21) azionata da un motore elettrico per aspirare la detta miscela, un condotto di ventilazione (23) collegante II fondo del serbatoio interrato con l'atmosfera, un condotto per il convogliamelo dei vapori eccedenti dal duomo del serbatoio interrato ad un gruppo di ricondensazione vapori (28) ed un condotto di rinvio (30) da detto gruppo al duomo stesso per i vapori condensati, caratterizzato dal fatto che il detto condotto di ritorno (19) per la miscela vapori-aria è provvisto di una valvola di non ritorno (24) a valle della pompa (21) ed è connesso al detto condotto di ventilazione (23) inserentesi fino sul fondo del detto serbatoio interrato dell'impianto, il quale condotto è dotato a sua volta di una valvola di ritenuta (25) verso l'atmosfera, e che la pompa (21) agente su detto condotto di ritorno è una pompa volumetrica il cui motore elettrico è comandato da mezzi (14) che ne regolano istante per istante il numero di giri in funzione della portata volumetrica di carburante erogato, tenendo conto delle perdite di carico, con un eccesso di aria in dipendenza delle temperature del serbatoio interrato e della miscela vapori-aria aspirata, nonché rilevando e confrontando sempre la densità di detta miscela con almeno un valore limite indice di miscela troppo diluita d'aria e quindi esplosiva, mezzi (26,27) essendo inoltre previsti per prevenire e/o limitare la propagazione dell esplosione nonché per garantire un moto turbolento della miscela vapori-aria nel detto condotto di ritorno (19) a monte della detta pompa volumetrica.

2. Dispositivo per un sicuro recupero vapori secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi per prevenire e/o limitare la propagazione dell'esplosione consistono in due spegnifiamma (26, 27) inseriti rispettivamente nel condotto di ritorno vapori (19) della pistola di erogazione ed a valle (27) della detta pompa volumetrica (21), nonché nel prolungare il detto condotto di rinvio del gruppo di ricondensazione vapori fino sul fondo (23) del detto serbatoio interrato dell impianto, dotandolo inoltre di una pompa di aspirazione.

3. Dispositivo per un recupero vapori secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi (14) per regolare istante per istante il numero di giri del motore elettrico della pompa volumetrica di aspirazione della miscela vapori-aria consistono in un registro di memoria (39) ove sono registrati i valori della tensione di vapore in funzione della temperatura Pv(T) per il carburante utilizzato, ai cui ingressi vengono inviati i valori rilevati di temperatura rispettivamente del carburante erogato Te e della miscela vapori-aria aspirata Tm, e le cui uscite (40, 41) sono connesse ad una unità operazionale (45) alla quale vengono pure inviati i valori pure rilevati della pressione ambientale Po nonché i suddetti valori di temperatura Te e Tm; l'uscita di detta unità operazionale che elabora i dati in ingresso secondo ia relazione viene poi inviata ad un comparatore (47) che la confronta con 1 e, se è minore, la equalizza ad 1 mentre la lascia invariata negli altri casi, l'uscita di detto comparatore essendo inviata ad una unità di moltiplicazio-

1 + Po-Pv(Tc) + Po

Tm * Te

Po-Pv(Tm) 1 , Po

7

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

CH 677 920 A5

ne (49) alla quale viene pure inviato il valore rilevato della quantità volumetrica di carburante erogato

Po

Qc nonché l'uscita di un'altra unità operazionale (51) che rileva il termine -—1—-— essendo alimenta-

Po- ù P

ta all'ingresso dai valori rilevati delia pressione ambientale Po e della caduta di pressione Ap della miscela vapori-aria misurata all'ingresso della pompa volumetrica; un altro registro di memoria (52), nei quale sono registrati rispettivamente i valori limiti di densità p1 e p2 in funzione della temperatura, viene alimentato dalla temperatura rilevata della miscela Tm e le sue uscite sono connesse ad una terza unità operazionale (56) alla quale viene pure connessa l'uscita di una seconda unità di moltiplicazione (58) ai cui ingressi vengono inviate l'uscita (59) di un registro di memoria (60), nel quale sono registrati ì valori sperimentali di una variabile K(T) in funzione della temperatura T, K(T) essendo una funzione della temperatura e del tipo di carburante scelto definita dalla formula empirica

^ = K(T)

ove v è la velocità della miscela entro il condotto di ritorno, p è la densità della miscela vapori-aria, Ap è la caduta di pressione della miscela vapori-aria che viene misurata all'ingresso della pompa volumetrica, e gli esponenti a e b sono valori ricavati sperimentalmente che dipendono dalla geometria e dalla scabrosità del condotto di ritorno dal punto di aspirazione alla pompa, ed il cui ingresso è alimentato dalla detta temperatura Tm, nonché l'uscita (61) di una ulteriore unità operazionale (62) i cui ingressi sono alimentati dalla detta caduta di pressione Ap e dall'uscita di retroazione del motore elettrico che fornisce il valore effettivo del numero di giri del motore stesso, dettà unità operazionale elaborando i dati in ingresso secondo la relazione Apa/vb, l'uscita dì detta terza unità operazionale (56) che rileva il termine

LäiL)

^ fzj essendo poi inviata ad un comparatore (65) ove viene mantenuta inalterata se compresa tra Ö ed 1, viene posta uguale ad 1 se risulta maggiore di 1 e se risulta minore di 0, è posta uguale a 0 ed il comparatore fornisce pure in uscita un segnale di blocco dell'erogazione carburante; l'uscita di quest'ultimo comparatore è poi inviata alla detta unità di moltiplicazione (49) ia cui uscita (68) è connessa ad un divisore (69) per la cilindrata nota C della pompa volumetrica (21) utilizzata, cosicché all'uscita si ha il numero di giri ottimale della pompa che è infine inviato, unitamente alla detta uscita di retroazione (38) del motore elettrico (36), all'ingresso di un regolatore (71) di tipo PID la cui uscita, tramite un convertitore coppia-corrente (72), va ad alimentare il detto motore elettrico.

4. Dispositivo per un sicuro recupero vapori secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dai fatto che i detti mezzi per garantire un moto turbolento alla miscela vapori-aria nel detto condotto di ritorno a monte della detta pompa volumetrica, consistono in un elemento a spirale inserito in detto condotto di ritorno, a monte della detta pompa.

5. Dispositivo per un sicuro recupero vapori secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dai fatto che i detti mezzi per garantire un moto turbolento alla miscela vapori-aria nei detto condotto di ritomo, a monte della detta pompa volumetrica, consistono in materiali granulosi fatti aderire con adesivi alle pareti interne di detto condotto di ritorno, a monte della detta pompa,

6. Dispositivo per un sicuro recupero vapori secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi per garantire un moto turbolento alla miscela vapori-aria nei detto condotto di ritorno, a monte della detta pompa volumetrica, consistono in irruvidimenti delle pareti interne di detto condotto.

7. Dispositivo per un sicuro recupero vapori secondo una qualunque delie rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi per garantire un moto turbolento alla miscela vapori-aria nel detto condotto di ritorno, a monte della detta pompa volumetrica, vengono applicati nel tratto di detto condotto di ritorno ricavato nella stessa pistola di erogazione (11), detto tratto presentando una sezione trasversale sensibilmente più piccola di quella del resto del detto condotto di ritorno.

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