EP0497015A1 - Dispositif de distribution d'hydrocarbures à récupération de vapeurs - Google Patents

Dispositif de distribution d'hydrocarbures à récupération de vapeurs Download PDF

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EP0497015A1
EP0497015A1 EP91203395A EP91203395A EP0497015A1 EP 0497015 A1 EP0497015 A1 EP 0497015A1 EP 91203395 A EP91203395 A EP 91203395A EP 91203395 A EP91203395 A EP 91203395A EP 0497015 A1 EP0497015 A1 EP 0497015A1
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    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B67D7/0476—Vapour recovery systems
    • B67D7/0478—Vapour recovery systems constructional features or components
    • B67D7/048—Vapour flow control means, e.g. valves, pumps
    • B67D7/0482—Vapour flow control means, e.g. valves, pumps using pumps driven at different flow rates

Definitions

  • the present invention relates to a device for distributing hydrocarbons with vapor recovery.
  • the present invention relates, in a device for distributing vapor recovery hydrocarbons, a lubrication system of the pump of the vapor recovery circuit.
  • the vapor recovery pumps are subjected to a particularly severe operating regime, which explains the difficulties encountered in their development and the frequent failures of the vapor recovery systems that are currently encountered.
  • the fluid conveyed by the suction of vapors comprises a mixture of more or less dry air, of hydrocarbons in gaseous form which may possibly condense, as well as dust and possibly salt spray. Consequently, due to the absence of hydrocarbons in liquid form, there is no lubrication of the moving parts of the pump and moreover the gaseous mixture can be corrosive.
  • the pump would therefore be necessary for the pump to be permanently lubricated. It is understood that it is not possible to lubricate such a pump with a more or less viscous oil. In fact, this lubricating oil would be found at the end of the vapor recovery pipe in the tank containing the hydrocarbons which are subsequently pumped to deliver the hydrocarbon to the users.
  • An object of the invention is to provide a vapor recovery system in which the pump is effectively permanently lubricated under conditions acceptable for the lubrication liquid and which, moreover, does not entail additional energy consumption.
  • the vapor recovery hydrocarbon distribution device comprises a distribution lance, a hydrocarbon supply circuit comprising a hydrocarbon supply pipe, connected to the lance, on which is mounted a hydrocarbon pump and it is characterized in that it further comprises a vapor recovery pipe opening into a hydrocarbon storage tank, a vapor recovery pump mounted on said vapor recovery pipe and a pipe lubrication at a pressure drop calibrated to continuously circulate, when the distributor is operating, a flow q of hydrocarbons between the hydrocarbon supply circuit and said vapor recovery pump.
  • the vapor recovery pump is lubricated by the liquid hydrocarbon itself taken from the supply circuit.
  • the mixture which is returned to the storage tank therefore only comprises hydrocarbons in liquid or gaseous form and therefore does not alter the composition of the mixture delivered to users.
  • the lubrication pipe connects the hydrocarbon pump to the vapor recovery pump.
  • the overpressure in the supply pump is sufficient to cause lubrication of the vapor recovery pump.
  • the lubrication pipe connects a deaeration tank associated with the feed pump to the intake of the vapor recovery pump.
  • the deaeration tank being substantially at atmospheric pressure, the vacuum which exists at the intake of the vapor recovery pump is sufficient to cause the circulation of the lubricating hydrocarbon.
  • the device comprises, in a well known manner, a tank 10 for storing hydrocarbons, a pipe 12 for withdrawing hydrocarbons from the tank 10, this pipe 12 opening into the tank 14 of a hydrocarbon supply pump 16.
  • This pump can be of any suitable type, such as a gear pump as is well known in the technical field considered.
  • the pump 16 is associated with a motor 18 which drives the pump 16 by a pulley and belt transmission system 20.
  • the outlet of the pump 16 is connected to the oil distribution lance 22 by a pipe 24 and a hose 26 connected to the lance 22.
  • a second line 28 is connected to the lance 22 and to the vapor recovery line 30.
  • the line 30 is connected to the inlet inlet 32 d a pump 34, for example of the gear or vane type, the pump 34 being driven by the motor 36.
  • the mixture of vapors driven by the pump 34 is discharged to the storage tank 10 via a pipe 38.
  • a capillary pipe 40 connects the tank 14 of the hydrocarbon feed pump 16 to the tank of the vapor recovery pump 34. It is understood that the end 40a of the pipe 40 opening into the pump d 'feed 14 is at a pressure P which is of the order of 1.5 to 4 bars, when the distributor is in operation.
  • FIG. 2 the vapor recovery circuit is identical to that of FIG. 1 and therefore will not be described again.
  • the hydrocarbon supply circuit only a tank 42 for deaeration of the hydrocarbon has been shown which is disposed above the pump 16.
  • the deaeration tank 42 is supplied by a low flow rate derived from the supply of hydrocarbons and the pressure in the tank is maintained at atmospheric pressure. In other words, below the level 44 of hydrocarbons contained in the tank 42, there is substantially atmospheric pressure.
  • the lubrication line 46 connects the deaeration tank 42, via the tube 48 which plunges into the hydrocarbon, to the intake zone 32 of the pump 34 for recovering vapors.
  • the tube 46 is a tube calibrated to ensure a flow of hydrocarbons of the order of 1 cm 3 per minute. In this case it is understood that, at the open end 48a of the tube 48, there prevails a pressure substantially equal to atmospheric pressure. However, as the end 46a of the pipe 46 opens into the suction zone of the pump 34, there exists in this region when the pump 34 is in operation a slight depression which is sufficient to cause the flow q of hydrocarbons in the pipe 46 and therefore ensure the lubrication of the pump 34 under conditions already explained in connection with FIG. 1.
  • the pressure difference between the open end of the tube 46a and the end 48a is only of the order of 30 millibars.
  • This pressure must be compared with the pressure P used in the first embodiment which is of the order of 3 bars.
  • P used in the first embodiment which is of the order of 3 bars.
  • the vacuum at the suction of the pump 34 is a function of the speed of rotation of the pump 34. It is understood that thus that the flow of hydrocarbons used for the lubrication of this pump is all the greater the higher the rotation speed of the pump, which is obviously favorable for the proper functioning of the vapor recovery pump 34.

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Abstract

L'invention concerne un système de lubrification de la pompe (34) du circuit (28, 30, 38) de récupération de vapeur d'une lance (22) de distribution d'hydrocarbure. Le système de lubrification comprend une conduite capillaire (40) qui dérive du moteur principal (16) de la conduite d'alimentation (12, 24, 26) un petit débit (q) d'hydrocarbure pour l'amener à l'entrée (32) de la pompe d'aspiration (34). <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif de distribution d'hydrocarbures à récupération de vapeurs.
  • De façon plus précise, la présente invention concerne, dans un dispositif de distribution d'hydrocarbures à récupération de vapeurs, un système de lubrification de la pompe du circuit de récupération de vapeurs.
  • On sait que, pour des raisons d'environnement et de confort des utilisateurs de pompes à essence, on tend de plus en plus à équiper ou à chercher à équiper les distributeurs d'hydrocarbures de systèmes de récupération et de recyclage des vapeurs d'hydrocarbures émises dans l'atmosphère pendant le remplissage des réservoirs automobiles.
  • Pour avoir des systèmes efficaces, il est nécessaire de prévoir des moyens de pompage dans le circuit de récupération de vapeurs pour aider au transfert des produits gazeux au travers des tubulures flexibles et de la lance de distribution qui présentent des pertes de charge non négligeables.
  • Les pompes de récupération de vapeurs sont soumises à un régime de fonctionnement particulièrement sévère, ce qui explique les difficultés rencontrées dans leur mise au point et les défaillances fréquentes des systèmes de récupération de vapeurs que l'on rencontre actuellement. En effet, le fluide véhiculé par l'aspiration de vapeurs comprend un mélange d'air plus ou moins sec, d'hydrocarbures sous forme gazeuse qui peuvent éventuellement se condenser, ainsi que des poussières et éventuellement du brouillard salin. En conséquence, en raison de l'absence d'hydrocarbures sous forme liquide, il n'y pas de lubrification des parties mobiles de la pompe et de plus le mélange gazeux peut être corrosif.
  • En outre, pour obtenir un taux de pompage et un bon rendement volumétrique de la pompe à toute vitesse, il est nécessaire d'avoir des contacts étroits entre les différentes pièces en mouvement de la pompe, c'est-à-dire d'avoir une bonne étanchéité entre celles-ci. De plus, la recherche de cette étanchéité, et donc des ajustements mis en oeuvre, peut conduire à un échauffement non négligeable de certaines de ces pièces créant de nouveaux problèmes.
  • Pour remédier à ces inconvénients, il serait donc nécessaire que la pompe soit lubrifiée en permanence. On comprend qu'il n'est pas possible de lubrifier une telle pompe avec une huile plus ou moins visqueuse. En effet, cette huile de lubrification se retrouverait en fin de canalisation de récupération de vapeurs dans la citerne contenant les hydrocarbures qui sont ultérieurement pompés pour délivrer de l'hydrocarbure aux usagers.
  • Un objet de l'invention est de fournir un système de récupération de vapeurs dans lequel la pompe est effectivement lubrifiée en permanence dans des conditions acceptables quant au liquide de lubrification et qui, par ailleurs, n'entraîne pas une consommation supplémentaire d'énergie.
  • Pour atteindre ce but, le dispositif de distribution d'hydrocarbures à récupération de vapeurs selon l'invention comprend une lance de distribution, un circuit d'alimentation en hydrocarbures comportant une conduite d'alimentation en hydrocarbures, raccordée à la lance, sur laquelle est montée une pompe à hydrocarbures et il se caractérise en ce qu'il comprend en outre une conduite de récupération de vapeurs débouchant dans une cuve de stockage d'hydrocarbures, une pompe de récupération de vapeurs montée sur ladite conduite de récupération de vapeurs et une conduite de lubrification à perte de charge calibrée pour faire circuler en permanence, lorsque le distributeur fonctionne, un débit q d'hydrocarbures entre le circuit d'alimentation en hydrocarbures et ladite pompe de récupération de vapeurs.
  • On comprend qu'ainsi la pompe de récupération de vapeurs est lubrifiée par l'hydrocarbure liquide lui-même prélevé dans le circuit d'alimentation. Le mélange qui est renvoyé vers le réservoir de stockage ne comprend donc que des hydrocarbures sous forme liquide ou gazeuse et n'altère donc pas la composition du mélange délivré aux utilisateurs.
  • Selon un premier mode de mise en oeuvre, la conduite de lubrification relie la pompe à hydrocarbures à la pompe de récupération de vapeur. La surpression dans la pompe d'alimentation est suffisante pour provoquer la lubrification de la pompe de récupération de vapeurs.
  • Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, la conduite de lubrification relie un bac de désaération associé à la pompe d'alimentation à l'admission de la pompe de récupération de vapeurs. Le bac de désaération étant sensiblement à la pression atmosphérique, la dépression qui existe à l'admission de la pompe de récupération de vapeur est suffisante pour provoquer la circulation de l'hydrocarbure de lubrification.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
    • la figure 1 est un schéma simplifié d'un dispositif de distribution d'hydrocarbures comportant un premier mode de réalisation du circuit de lubrification ; et
    • la figure 2 est un schéma similaire à celui de la figure 1 montrant un deuxième mode de réalisation du circuit de lubrification.
  • En se référant tout d'abord à la figure 1, on va décrire un premier mode de réalisation du dispositif de distribution d'hydrocarbures avec son système de lubrification de la pompe de récupération de vapeurs.
  • Le dispositif comprend de façon bien connue une cuve 10 de stockage d'hydrocarbures, une canalisation 12 de prélèvement d'hydrocarbures dans la cuve 10, cette canalisation 12 débouchant dans la bâche 14 d'une pompe d'alimentation en hydrocarbures 16. Cette pompe peut être de tout type convenable, telle qu'une pompe à engrenages comme celà est bien connu dans le domaine technique considéré. La pompe 16 est associée à un moteur 18 qui entraîne la pompe 16 par un système de transmission par poulies et courroies 20. La sortie de la pompe 16 est reliée à la lance de distribution d'hydrocarbures 22 par une conduite 24 et un flexible 26 raccordé à la lance 22. En outre, comme celà est bien connu dans les systèmes de distribution d'hydrocarbures à récupération de vapeurs, une deuxième conduite 28 est reliée à la lance 22 et à la canalisation de récupération de vapeurs 30. La canalisation 30 est reliée à l'entrée d'admission 32 d'une pompe 34, par exemple du type à engrenages ou à palette, la pompe 34 étant entraînée par le moteur 36. Le mélange de vapeurs entraîné par la pompe 34 est refoulé vers la cuve de stockage 10 par l'intermédiaire d'une canalisation 38.
  • Dans la description précédente, on a décrit un système classique de distribution d'hydrocarbures à récupération de vapeurs dans lequel la pompe de récupération 34 n'est pas lubrifiée.
  • Selon l'invention, une conduite capillaire 40 relie la bâche 14 de la pompe d'alimentation en hydrocarbures 16 à la bâche de la pompe de récupération de vapeurs 34. On comprend que l'extrémité 40a de la conduite 40 débouchant dans la pompe d'alimentation 14 est à une pression P qui est de l'ordre de 1,5 à 4 bars, lorsque le distributeur est en fonctionnement.
  • Les expériences ont montré que le débit d'hydrocarbure amené par la conduite 40 jusqu'à la pompe de récupération de vapeurs 34 doit être de l'ordre de 1 cm3 par minute. Dans les conditions normales de fonctionnement (quelques bars de pression et liquide peu visqueux tel que le supercarburant sans plomb), le débit effectif q pourrait être très supérieur à 1 cm3 par minute si on utilise les tubes capillaires de dimensions courantes. Pour remédier à celà, son diamètre interne étant de l'ordre de 0,5 mm et sa longueur de l'ordre de 1,5 m, on glisse à l'intérieur du tube un fil d'un diamètre inférieur à 0,5 mm, ce qui conduit à une augmentation notable de sa résistance interne.
  • On comprend qu'ainsi l'hydrocarbure amené à la pompe de récupération de vapeurs, par le jeu des frottements entre les différentes pièces en mouvement, vient lubrifier les différentes parties en contact les unes avec les autres, ce qui permet de résoudre à la fois les problèmes d'usure, d'échauffement et d'étanchéité.
  • En se référant maintenant à la figure 2, on va décrire un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 2, le circuit de récupération de vapeurs est identique à celui de la figure 1 et on ne le décrira donc pas à nouveau. En ce qui concerne le circuit d'alimentation en hydrocarbures, on a seulement fait apparaître en plus un bac 42 de désaération de l'hydrocarbure qui est disposé au-dessus de la pompe 16. Comme celà est connu le bac de désaération 42 est alimenté par un faible débit dérivé de l'alimentation en hydrocarbures et la pression dans le bac est maintenue à la pression atmosphérique. En d'autres termes, en-dessous du niveau 44 d'hydrocarbures contenus dans le bac 42, règne sensiblement la pression atmosphérique.
  • Dans ce deuxième mode de réalisation, la conduite de lubrification 46 relie le bac de désaération 42, par l'intermédiaire du tube 48 qui plonge dans l'hydrocarbure, à la zone d'admission 32 de la pompe 34 de récupération de vapeurs. De la même manière, le tube 46 est un tube calibré pour assurer un débit d'hydrocarbures de l'ordre de 1 cm3 par minute. Dans ce cas on comprend que, à l'extrémité ouverte 48a du tube 48, il règne une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique. Cependant, comme l'extrémité 46a de la conduite 46 débouche dans la zone d'aspiration de la pompe 34, il existe dans cette région lorsque la pompe 34 est en fonctionnement une légère dépression qui est suffisante pour provoquer le débit q d'hydrocarbures dans la conduite 46 et donc d'assurer la lubrification de la pompe 34 dans des conditions déjà expliquées en liaison avec la figure 1.
  • Selon ce mode de réalisation, la différence de pression entre l'extrémité ouverte du tube 46a et l'extrémité 48a est seulement de l'ordre de 30 millibars. Il faut comparer cette pression à la pression P utilisée dans le premier mode de réalisation qui est de l'ordre de 3 bars. Il faut bien sûr tenir compte de cette valeur de différence de pression pour déterminer le diamètre de la conduite 46. On comprend que la dépression au niveau de l'aspiration de la pompe 34 est une fonction de la vitesse de rotation de la pompe 34. On comprend qu'ainsi que le débit d'hydrocarbures servant à la lubrification de cette pompe est d'autant plus grand que la vitesse de rotation de la pompe est élevée, ce qui est évidemment favorable au bon fonctionnement de la pompe de récupération de vapeurs 34.
  • Il résulte de la description précédente que, grâce au dispositif de lubrification de la pompe de récupération de vapeurs 34, celle-ci peut fonctionner dans des conditions optimales puisque lubrifiée par l'hydrocarbure liquide lui-même en quantité suffisante. En outre, le mélange refoulé dans la cuve de stockage n'est modifié que par l'adjonction d'hydrocarbures, ce qui est évidemment sans conséquence sur la composition de l'hydrocarbure qui est prélevé par le système d'alimentation dans cette même cuve.
  • Enfin, il faut souligner que le débit d'hydrocarbures de lubrification n'entraîne pratiquement aucune consommation supplémentaire d'énergie puisque ce débit est très faible et que la mise en circulation de cette fraction du débit d'hydrocarbures est obtenue sous l'effet d'une différence de pression préexistant dans le distributeur d'hydrocarbures.

Claims (5)

  1. Dispositif de distribution d'hydrocarbure à récupération de vapeurs comportant une lance de distribution (22), un conduit d'alimentation comprenant une conduite d'alimentation en hydrocarbure (12, 24) sur laquelle est montée une pompe à hydrocarbure (16), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une conduite (28, 30, 38) de récupération de vapeurs débouchant dans une cuve de stockage d'hydrocarbure (10), une pompe de récupération de vapeurs (34) montée sur ladite conduite de récupération et une conduite de lubrification (40, 46, 48) à perte de charge calibrée pour faire circuler un débit q d'hydrocarbure entre ledit circuit d'alimentation et ladite pompe de récupération de vapeurs.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite conduite de lubrification (40) relie la pompe à hydrocarbure (16) à la pompe de récupération de vapeurs (34).
  3. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit circuit d'alimentation en hydrocarbure comprend en outre une chambre de désaération (42), caractérisé en ce que ladite conduite de lubrification (46, 48) relie ladite chambre de désaération (42) à l'admission (32) de ladite pompe de récupération de vapeurs (34).
  4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite conduite de lubrification (40) est constituée par un tube capillaire dont le diamètre interne est de l'ordre de 0,5 mm.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit débit q d'hydrocarbure pour la lubrification est de l'ordre de 1 cm3 par minute.
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