EP0357513B1 - Distributeur d'hydrocarbure comprenant des moyens de contrôle de la teneur en gaz - Google Patents
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- EP0357513B1 EP0357513B1 EP89402382A EP89402382A EP0357513B1 EP 0357513 B1 EP0357513 B1 EP 0357513B1 EP 89402382 A EP89402382 A EP 89402382A EP 89402382 A EP89402382 A EP 89402382A EP 0357513 B1 EP0357513 B1 EP 0357513B1
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Definitions
- the invention relates to the field of retail distribution of hydrocarbons such as petrol and diesel. More precisely, it relates to controlling the distribution of the hydrocarbon as a function of the gas content of the latter.
- a valve device is used, upstream of the oil dispensing lance, to possibly stop the flow of the hydrocarbon towards the end of the lance. This valve is calibrated so that it closes when the delivery pressure drops due to the presence of an excess of gas in the hydrocarbon.
- This type of device comprises the following elements downstream of the hydrocarbon storage tank.
- a pump extracts the hydrocarbon from the storage tank to send it to a degassing device.
- the latter is generally of the vortex type.
- the degassed hydrocarbon is taken from the periphery of the degassing device, tangentially thereto and is sent in the direction of the valve device.
- This type of device using a control valve is not always effective in the event of excess gas. This excess is due to the fact that if the gas content at the inlet of the degassing device is too large, the latter is saturated. In addition, its operation can be random.
- the object of the present invention is to remedy these drawbacks and to propose a control system for the valve device, making it possible to very significantly increase the reliability of the operation thereof and to precisely regulate the level of closure of the control valve. , depending on the gas content.
- the main object of the invention is a hydrocarbon distributor comprising: A pump to extract the hydrocarbon from a storage tank; A vortex-type degassing device comprising an inlet pipe connected to said pump, an outlet pipe and an axial auxiliary outlet for withdrawing a fraction of the hydrocarbon enriched in gas, a lance for distributing the hydrocarbon ; A control valve mounted between said lance and the outlet of said degassing device; and A device for controlling said control valve as a function of the gas content in the hydrocarbon, comprising, a venturi system mounted on said auxiliary outlet and means for controlling the closing of said control valve as a function of pressure in said venturi system.
- the means for controlling the control valve comprise: A control valve which is closed when the pressure at the neck of the venturi system is greater than a predetermined value and means for causing the closure of the control valve when said control valve is closed.
- the device according to the invention mainly comprises a pump 11, a degassing device 13, a control valve 21 of a lance 50 and control means 19 of the control valve 21 as a function of the gas content of the hydrocarbon delivered by the degassing device 13.
- a pump 11 brings the hydrocarbon, via an inlet pipe 12, to a degassing device 13.
- This mainly consists of a body cylindrical 14, at a first end 15 from which the inlet pipe 12 tangentially terminates.
- the discharged hydrocarbon arrives tangentially in the cylindrical body 14 in a vortex-type vortex movement.
- an outlet pipe 16 is placed, in an identical manner to the inlet pipe 12, that is to say tangentially to the cylindrical body 14. In this way, by the movement of vortex, the hydrocarbon containing the least gas and being the heaviest, evolves at the periphery of the interior of the cylindrical body 14.
- the outlet pipe 16 therefore withdraws, at the periphery of the main body, the practically degassed hydrocarbon.
- An auxiliary outlet 24 of the degassing device 13 is placed at the second end 9 of the latter and in the center of the cylindrical body 14. In this way, the excessively gaseous hydrocarbon exits through this auxiliary outlet 24, which ends up inside a recovery tank 9 ′ for recycling the hydrocarbon.
- control means 19 are installed between the degassing device 13 and the control valve 21 to better take into account the pressure of the hydrocarbon, therefore the gas content in this one. These control means 19 will be described later in the description.
- the outlet pipe 16 leads to the control valve 21 mainly comprising a control body 20, inside which is placed a control valve 22 which comprises a first and a second face.
- the latter is slidably mounted inside the body 20 which can thus take at least two longitudinal positions, the first closing off by its first face the connection between the inlet 17 of the outlet pipe 16 and the pipe 18 of the lance 50.
- the second position of the control valve 22 leaves open the connection between the inlet 17 of the outlet pipe 16 and the pipe 18 of the lance 50.
- a first spring 44 bearing on the bottom of the control body 20, maintains the control valve 22 in the first position.
- the control means of the control device mainly comprise a venturi 25 and means for controlling the closing of the control valve 22 as a function of the pressure in the neck of the venturi 25.
- the latter comprise a servo or exhaust pipe 36 and a servo valve consisting of a servo body 33, inside which is a valve servo 32.
- the venturi 25 is placed at the auxiliary outlet 24 of the degassing device 13, its outlet 26 discharging into the recovery tank 9 ′.
- a pipe 28 is formed in the venturi 25, perpendicular thereto and opening into the neck of the venturi 25.
- the control body 33 is placed opposite the outlet of this pipe 28 from the venturi 25, an internal chamber 30 of the control body 33 being in communication with the neck of the venturi 25.
- An orifice 42 connects the internal chamber 30 with the outside.
- the control line 36 connects the control volume or control chamber 38 of the control valve 21 with the control body 33.
- the control valve 32 is slidably placed inside the control body 33, so as to be able to obstruct, in a first position, the control line 36 opening into the chamber 30 of the control body 33. In a second position, this valve 32 leaves the control line 36 and the chamber 30 in communication
- This servo valve 32 is slidably mounted inside the servo body 33 in a sealed manner.
- a second spring 35 is placed behind the control valve 32 to allow the latter to ensure complete closure of the control line 36 by pressing against a seat 34 of the control body 33.
- a counting device can be placed on this outlet lance 18.
- the operation of the control device according to the invention is as follows.
- the density of the fluid withdrawn by the auxiliary outlet 24 and the venturi 25 is high.
- the vacuum at the neck of the venturi 25 and the pipe 28 of the servo body 33 is therefore significant.
- the consequence of this depression is to keep the servo valve 32 in the open position, that is to say in a position leaving in communication the servo line 36 and the orifice 42 of the servo body 33.
- the fluid entering via the outlet pipe 16 into the control valve 21 also partly penetrates into the control volume 38. It can therefore also flow through the servo pipe 36 towards the chamber 30 of the servo body 33 , from which it leaves through the orifice 42 communicating with the outside.
- the pressure in the control volume 38 of the control valve 21 is therefore reduced and practically equal to atmospheric pressure. Consequently, the control valve 22 remains in the open position, and allows the flow of hydrocarbon in the direction of the lance 50.
- the gas content in the hydrocarbon is high, there is a large difference between the densities of the fluid evolving at the periphery of the cylindrical body 14 of the degassing device 13 and the fluid evolving at the center of the cylindrical body 14, the latter being the lowest.
- the fluid flowing in the venturi 25 therefore has a lower density, the vacuum generated by this venturi 25 is reduced.
- the pressure in the pipe 28 of the venturi 25 therefore increases.
- the second spring 35 of the servo valve 32 being calculated to react above a determined vacuum value, corresponding to a rate of gas in the hydrocarbon, the servo valve 32 is forced against the seat 34 of the body servo 33. It therefore blocks the passage of the fluid from the servo line 36 to the orifice 42 communicating with the outside.
- control valve 32 being closed, the pressure in the control volume 38 gradually becomes equal to the pressure in the line 16, due to the leaks from the control valve 22 and from the conduit 40 in the control valve 22.
- the pressure therefore becomes substantially equal on either side of the control valve 22 which closes under the effect of the first spring 44.
- the lance 50 is no longer supplied.
- the reopening of the control valve 22 can only occur if the servo valve 32 opens, that is to say if the gas content falls below the determined gas rate.
- the control valve 32 opens, the control volume 38, placed in communication with the orifice 42, is gradually brought to atmospheric pressure.
- the pressure in the outlet pipe 16, which is much higher than atmospheric pressure acts on the periphery 22a of the first active face of the control valve 22, which is sufficient to compress the first spring 44 and cause the opening of the control valve 22.
- the gas content is measured in line 16. In fact, the presence of the excess gas lowers the pressure of the hydrocarbon-gas mixture, which causes the control valve to close. 22.
- the gas content is determined at the auxiliary outlet 24 of the degassing device 13. This gas content of the fluid at the auxiliary outlet 24 is therefore representative of the gas content in the outlet pipe 16, but with a very significant amplification of this content.
- the auxiliary output 24 being axial, it takes fluid from the area of the vortex degassing device where it is most enriched in gas.
- the springs 44 and 35 can be calculated in advance, so that the control valve 21 and the servo means can react to determined pressure values corresponding to a determined rate of gas in the hydrocarbon, the device according to the invention can be applied to different hydrocarbon distribution installations, and under different conditions of use.
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Description
- L'invention concerne le domaine de la distribution au détail d'hydrocarbures tels que l'essence et le gasoil. Elle concerne plus exactement le contrôle de la distribution de l'hydrocarbure en fonction de la teneur en gaz de ce dernier.
- Dans les installations de distribution d'hydrocarbure, il est nécessaire de contrôler la distribution de l'hydrocarbure, dans le but de l'interrompre lorsque l'hydrocarbure contient une teneur trop élevée en gaz. Ceci est notamment le cas lorsque l'air provenant de diverses fuites dans les circuits s'introduit dans l'hydrocarbure. Dans les systèmes de contrôle, selon l'art antérieur, on utilise un dispositif à clapet, en amont de la lance de distribution de l'hydrocarbure, pour éventuellement stopper l'écoulement de l'hydrocarbure vers l'extrémité de la lance. Ce clapet est taré, de manière à ce qu'il se ferme lorsque la pression de délivrance chute en raison de la présence d'un excès de gaz dans l'hydrocarbure.
- Ce type de dispositif comprend en aval de la cuve de stockage de l'hydrocarbure les éléments suivants. Une pompe extrait l'hydrocarbure de la cuve de stockage pour l'expédier vers un dispositif de dégazage. Ce dernier est généralement du type à vortex. L'hydrocarbure dégazé est prélevé à la périphérie du dispositif de dégazage, tangentiellement à celui-ci et est expédié en direction du dispositif à clapet. Une sortie auxiliaire du dispositif de dégazage, placée au centre de celui-ci, recueille l'hydrocarbure contenant du gaz, pour le restituer vers la cuve de stockage.
- Ce type de dispositif utilisant un clapet de commande ne s'avère pas toujours efficace en cas d'excès de gaz. Cet excès est dû au fait que si la teneur en gaz à l'entrée du dispositif de dégazage est trop grande, ce dernier est saturé. De plus, son fonctionnement peut être aléatoire.
- La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer un système de contrôle du dispositif à clapet, permettant d'augmenter très sensiblement la fiabilité du fonctionnement de celui-ci et de régler avec précision le niveau de fermeture du clapet de commande, en fonction de la teneur en gaz.
- A cet effet, l'objet principal de l'invention est un distributeur d'hydrocarbure comprenant :
Une pompe pour extraire l'hydrocarbure d'une cuve de stockage ;
Un dispositif de dégazage du type à vortex comportant une conduite d'entrée reliée à ladite pompe, une conduite de sortie et une sortie auxiliaire axiale de prélèvement d'une fraction de l'hydrocarbure enrichie en gaz, une lance de distribution de l'hydrocarbure ;
Une vanne de commande montée entre ladite lance et la sortie dudit dispositif de dégazage ; et
Un dispositif d'asservissement de ladite vanne de commande en fonction de la teneur en gaz dans l'hydrocarbure, comportant, un système à venturi monté sur ladite sortie auxiliaire et des moyens pour commander la fermeture de ladite vanne de commande en fonction de la pression dans ledit système à venturi. - Selon un mode préféré de réalisation les moyens d'asservissement de la vanne de commande comprennent :
Une vanne d'asservissement qui est fermé lorsque la pression au col du système à venturi est supérieure à une valeur prédéterminée et des moyens pour provoquer la fermeture de la vanne de commande lorsque ladite vanne d'asservissement est fermée. - L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, annexée de l'unique figure qui représente le dispositif de commande selon l'invention.
- Le dispositif selon l'invention comprend principalement une pompe 11, un dispositif de dégazage 13, une vanne de commande 21 d'une lance 50 et des moyens d'asservissement 19 de la vanne de commande 21 en fonction de la teneur en gaz de l'hydrocarbure délivrée par le dispositif de dégazage 13.
- L'hydrocarbure étant stocké dans une cuve de stockage 10, une pompe 11 amène l'hydrocarbure, par l'intermédiaire d'une conduite d'entrée 12, vers un dispositif de dégazage 13. Celui-ci se compose principalement d'un corps cylindrique 14, à une première extrémité 15 duquel la conduite d'entrée 12 aboutit tangentiellement. Lors du fonctionnement de la pompe 11, l'hydrocarbure refoulé arrive tangentiellement dans le corps cylindrique 14 dans un mouvement tourbillonnaire du type vortex. A une deuxième extrémité 9 du corps cylindrique 14, une conduite de sortie 16 est placée, de manière identique à la conduite d'entrée 12, c'est-à-dire tangentiellement au corps cylindrique 14. De cette manière, par le mouvement de vortex, l'hydrocarbure contenant le moins de gaz et étant le plus lourd, évolue à la périphérie de l'intérieur du corps cylindrique 14. L'hydrocarbure contenant le plus de gaz, étant moins lourd, évolue au centre du corps cylindrique 14. La conduite de sortie 16 prélève donc, à la périphérie du corps principal, l'hydrocarbure pratiquement dégazé. Une sortie auxiliaire 24 du dispositif de dégazage 13 est placée à la deuxième extrémité 9 de celui-ci et au centre du corps cylindrique 14. De la sorte, l'hydrocarbure trop gazé sort par cette sortie auxiliaire 24, laquelle aboutit à l'intérieur d'une cuve de récupération 9′ pour recyclage de l'hydrocarbure.
- Pour améliorer le fonctionnement de la vanne de commande 21, des moyens d'asservissement 19 sont installés entre le dispositif de dégazage 13 et la vanne de commande 21 pour mieux tenir compte de la pression de l'hydrocarbure, donc de la teneur en gaz dans celui-ci. Ces moyens d'asservissement 19 seront décrits plus loin dans la description.
- La conduite de sortie 16 aboutit à la vanne de commande 21 comportant principalement un corps de commande 20, à l'intérieur duquel est placé un clapet de commande 22 qui comprend une première et une deuxième face. Ce dernier est monté coulissant à l'intérieur du corps 20 pouvant ainsi prendre au moins deux positions longitudinales, la première obturant par sa première face la liaision entre l'arrivée 17 de la conduite de sortie 16 et la conduite 18 de la lance 50. La deuxième position du clapet de commande 22 laisse ouverte la liaison entre l'arrivée 17 de la conduite de sortie 16 et la conduite 18 de la lance 50. Un premier ressort 44, prenant appui sur le fond du corps de commande 20, maintient le clapet de commande 22 dans la première position.
- Les moyens d'asservissement du dispositif de commande selon l'invention comportent principalement un venturi 25 et des moyens pour commander la fermeture du clapet de commande 22 en fonction de la pression dans le col du venturi 25. Ces derniers comprennent une conduite d'asservissement ou d'échappement 36 et une vanne d'asservissement constitué d'un corps d'asservissement 33, à l'intérieur duquel se trouve un clapet d'asservissement 32. Le venturi 25 est placé à la sortie auxiliaire 24 du dispositif de dégazage 13, sa sortie 26 débitant dans la cuve de récupération 9′. Une conduite 28 est ménagée dans le venturi 25, de manière perpendiculaire à celui-ci et débouchant dans le col du venturi 25. Le corps d'asservissement 33 est placé en regard de la sortie de cette conduite 28 du venturi 25, une chambre interne 30 du corps d'asservissement 33 étant en communication avec le col du venturi 25. Un orifice 42 relie la chambre interne 30 avec l'extérieur. La conduite d'asservissement 36 relie le volume de commande ou chambre de commande 38 de la vanne de commande 21 avec le corps d'asservissement 33. Le clapet d'asservissement 32 est placé coulissant à l'intérieur du corps d'asservissement 33, de manière à pouvoir obstruer, dans une première position, la conduite d'asservissement 36 débouchant dans la chambre 30 du corps d'asservissement 33. Dans une deuxième position, ce clapet 32 laisse en communication la conduite d'asservissement 36 et la chambre 30. Ce clapet d'asservissement 32 est monté coulissant à l'intérieur du corps d'asservissement 33 de manière étanche. Un deuxième ressort 35 est placé derrière le clapet d'asservissement 32 pour permettre à celui-ci d'assurer une obturation complète de la conduite d'asservissement 36 en s'appuyant contre un siège 34 du corps d'asservissement 33.
- Dans le clapet de commande 22 est ménagé un conduit 40 pour mettre en communication permanente le volume de commande 38 de la vanne de commande 21 avec la conduite de sortie 16, ceci dans les deux positions du clapet de commande 22. Ceci permet au liquide de passer de la conduite de sortie 16 dans le volume de commande 38 et de s'ajouter au fluide passant par la fuite réduite existant entre la périphérie du clapet de commande 22 et la paroi interne du corps de commande 20. Cette particularité permet d'éviter des phénomènes d'oscillation du clapet de commande 22, et facilite l'amortissement des mouvements de ce clapet.
- Un dispositif de comptage peut être placé sur cette lance de sortie 18.
- Le fonctionnement du dispositif de commande selon l'invention est le suivant. Lorsque la teneur en gaz dans l'hydrocarbure est faible, la masse volumique du fluide prélevé par la sortie auxiliaire 24 et le venturi 25 est élevé. La dépression au niveau du col du venturi 25 et de la conduite 28 du corps d'asservissement 33 est donc importante. Cette dépression a pour conséquence de maintenir le clapet d'asservissement 32 dans la position ouverte, c'est à dire dans une position laissant en communication la conduite d'asservissement 36 et l'orifice 42 du corps d'asservissement 33.
- Le fluide pénétrant par la conduite de sortie 16 dans la vanne de commande 21 pénètre également en partie dans le volume de commande 38. Il peut donc également s'écouler par la conduite d'asservissement 36 vers la chambre 30 du corps d'asservissement 33, d'où il sort par l'orifice 42 communiquant avec l'extérieur. La pression dans le volume de commande 38 de la vanne de commande 21 se trouve donc réduite et pratiquement égale à la pression atmosphérique. En conséquence, le clapet de commande 22 reste en position ouverte, et permet le débit d'hydrocarbure en direction de la lance 50.
- En revanche, si la teneur en gaz dans l'hydrocarbure est élevée, il existe une grande différence entre les masses volumiques du fluide évoluant à la périphérie du corps cylindrique 14 du dispositif de dégazage 13 et le fluide évoluant au centre du corps cylindrique 14, cette dernière étant la plus faible. Le fluide circulant dans le venturi 25 a donc une densité plus faible, la dépression engendrée par ce venturi 25 est réduite. Le pression dans la conduite 28 du venturi 25 augmente donc. Le deuxième ressort 35 du clapet d'asservissement 32 étant calculé pour réagir au-dessus d'une valeur de dépression déterminée, correspondant à un taux de gaz dans l'hydrocarbure, le clapet d'asservissement 32 est refoulé contre le siège 34 du corps d'asservissement 33. Il obture donc le passage du fluide de la conduite d'asservissement 36 vers l'orifice 42 communiquant avec l'extérieur. Le clapet d'asservissement 32 étant fermé, la pression dans le volume de commande 38 devient progressivement égale à la pression dans la conduite 16, du fait des fuites du clapet de commande 22 et du conduit 40 dans le clapet de commande 22. La pression devient donc sensiblement égale de part et d'autre du clapet de commande 22 qui se ferme sous l'effet du premier ressort 44. La lance 50 n'est plus alimentée.
- La réouverture du clapet de commande 22 ne pourra se produire que si le clapet d'asservissement 32 s'ouvre, c'est à dire si la teneur en gaz tombe en-dessous du taux de gaz déterminé. En effet, lorsque le clapet d'asservissement 32 s'ouvre, le volume de commande 38, mis en communication avec l'orifice 42, est mis progressivement à la pression atmosphérique. En revanche, la pression dans la conduite de sortie 16, qui est très supérieure à la pression atmosphérique, agit sur la périphérie 22a de la première face active du clapet de commande 22, ce qui est suffisant pour comprimer le premier ressort 44 et provoquer l'ouverture du clapet de commande 22.
- Dans les dispositifs de l'art antérieur, la teneur en gaz est mesurée dans la conduite 16. En effet, la présence de l'excès de gaz fait baisser la pression du mélange hydrocarbure-gaz, ce qui provoque la fermeture du clapet de commande 22. Selon l'invention, la teneur en gaz est déterminée à la sortie auxiliaire 24 du dispositif de dégazage 13. Cette teneur en gaz du fluide à la sortie auxiliaire 24 est donc représentative de la teneur en gaz dans la conduite de sortie 16, mais avec une amplification très importante de cette teneur. En effet, la sortie auxiliaire 24 étant axiale elle prélève du fluide dans la zone du dispositif de dégazage à vortex où celui-ci est le plus enrichi en gaz.
- Les ressorts 44 et 35 pouvant être calculés à l'avance, de manière à ce que la vanne de commande 21 et les moyens d'asservissement puissent réagir à des valeurs de pressions déterminées correspondant à un taux de gaz déterminé dans l'hydrocarbure, le dispositif selon l'invention peut être appliqué à différentes installations de distribution d'hydrocarbure, et dans des conditions d'utilisation différentes.
Claims (4)
- Distributeur d'hydrocarbure comprenant une pompe (11) pour extraire l'hydrocarbure d'une cuve de stockage (10) caractérisé en ce qu'il comprend :- un dispositif de dégazage du type à vortex (13) comportant une conduite d'entrée (12) reliée à ladite pompe (11), une conduite de sortie (16) et une sortie auxiliaire axiale (24) de prélèvement d'une fraction de l'hydrocarbure enrichie en gaz ;- une lance de distribution de l'hydrocarbure (50) ;- une vanne de commande (21) montée entre ladite lance (50) et la sortie dudit dispositif de dégazage (13) ; et- des moyens d'asservissement (19) de ladite vanne de commande (21) en fonction de la teneur en gaz dans l'hydrocarbure, comportant un système à venturi (25) monté sur ladite sortie auxiliaire (24) et des moyens (25, 28, 30, 32, 33, 36, 42) pour commander la fermeture de ladite vanne de commande (21) en fonction de la pression dans ledit système à venturi (25).
- Distributeur d'hydrocarbure selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens d'asservissement (19) de ladite vanne de commande (21) comprennent une vanne d'asservissement (33) qui est fermée lorsque la pression au col du système à venturi est supérieure à une valeur prédéterminée et des moyens de commande (25, 28, 30, 32, 36, 42) pour provoquer la fermeture de la vanne de commande (21) lorsque ladite vanne d'asservissement (33) est fermée.
- Distributeur d'hydrocarbure selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite vanne de commande (21) comprend un siège et un clapet de commande (22) mobile pour interrompre l'écoulement d'hydrocarbure entre ledit dispositif de dégazage (13) et ladite lance (50) lorsqu'une première face du clapet de commande (22) est appliquée contre ledit siège et dans lequel lesdits moyens de commande de ladite vanne de commande comprennent en outre une chambre de commande (38) limitée par une deuxième face dudit clapet de commande (22).
- Distributeur d'hydrocarbure selon la revendication 3 caractérisé en ce que ladite vanne d'asservissement (33) est reliée à ladite chambre de commande (38) pour mettre celle-ci en communication avec une conduite d'échappement (36) lorsque ladite vanne d'asservissement (33) est ouverture et pour interrompre cette communication lorsque ladite vanne d'asservissement est fermée.
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