ES2877793T3

ES2877793T3 - Un dispensador de líquido

Info

Publication number: ES2877793T3
Application number: ES11794345T
Authority: ES
Inventors: Michael Mackey
Original assignee: Cryogenic Ind LLC
Current assignee: Cryogenic Ind LLC
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: US20140217116A1; EP2646738A1; US20120137708A1; CA2819610A1; EP2646738B1; CA2819610C; US20150300572A1; US9052065B2; US10371319B2; WO2012075096A1

Abstract

Un dispensador (3) para dispensar un fluido, que comprende: una cámara (13) de medición de densidad configurada para recibir el fluido; una sonda (9) de temperatura colocada dentro de la cámara (13) de medición de densidad; una sonda (8) de capacitancia colocada dentro de la cámara (13) de medición de densidad para medir una constante dieléctrica del fluido que fluye a través del dispensador (3); un primer conducto (22) acoplado de manera fluida a la cámara (13) de medición de densidad y configurado para suministrar el fluido fuera del dispensador (3); un dispositivo (31) de medición de flujo que incluye un medidor (10) de flujo acoplado de manera fluida al primer conducto (22); y un sistema (4) de control que incluye un procesador (11) que responde a la recepción de datos de constantes dieléctricas, datos de temperatura, y datos de rata de volumen, para calcular y determinar la densidad del fluido que pasa a través del dispensador (3), caracterizado porque: el medidor (10) de flujo del dispositivo (31) de medición de flujo está posicionado dentro de una cámara (21) corriente abajo de la cámara (13) de medición de densidad; la sonda (8) de capacitancia aloja la sonda (9) de temperatura e incluye una pluralidad de anillos (19) de electrodos concéntricos, en el que la sonda (9) de temperatura se coloca dentro de un anillo (20) de electrodo más interno de la pluralidad de anillos (19) de electrodos concéntricos; y por comprender, además un segundo conducto (23) colocado corriente arriba del medidor (10) de flujo del dispositivo (31) de medición de flujo, estando configurado el segundo conducto (23) para devolver el fluido a una fuente, y suministrar directamente el fluido al dispositivo (31) de medición de flujo.

Description

DESCRIPCIÓN

Un dispensador de líquido

Campo de la divulgación

Las realizaciones de la presente divulgación incluyen dispensadores y, más particularmente, dispensadores para dispensar y dosificar un líquido, tal como gas natural licuado.

Antecedentes de la divulgación

En términos generales, el gas natural licuado (LNG) presenta una alternativa de combustible viable a, por ejemplo, gasolina y combustible diésel. Más específicamente, el LNG se puede utilizar como combustible alternativo para impulsar ciertos vehículos. Sin embargo, una preocupación principal en la comercialización de LNG incluye medir con precisión la cantidad de LNG que se dispensa para su uso. En particular, el National Institute of Standards and Technology del United States Department of Commerce ha desarrollado pautas para la certificación federal de Pesos y Medidas, según las cuales el LNG dispensado debe medirse sobre la base del flujo másico con cierto grado de precisión. Dicho flujo másico puede calcularse midiendo un caudal volumétrico del LNG y aplicando un factor de densidad del LNG a ese caudal volumétrico.

Típicamente, se pueden emplear dispensadores de LNG para dispensar LNG para uso comercial. Dichos dispensadores de LNG pueden usar dispositivos de medición de flujo másico, tal como un medidor de flujo tipo Corilois, o pueden incluir dispositivos para determinar la densidad del LNG y el flujo volumétrico del LNG. Por ejemplo, la densidad se puede determinar midiendo la constante dieléctrica y la temperatura del LNG que fluye a través del dispensador. A medida que el LNG fluye a través de una cámara dispensadora del dispensador, una sonda de capacitancia puede medir la constante dieléctrica, y una sonda de temperatura puede medir la temperatura. La constante dieléctrica medida y la temperatura pueden entonces utilizarse para calcular la densidad del LNG que fluye a través del dispensador según principios conocidos. A continuación, se puede determinar un caudal volumétrico del LNG mediante, por ejemplo, un medidor de flujo volumétrico asociado con la cámara dispensadora. La densidad adquirida y el caudal volumétrico se pueden utilizar para calcular el caudal másico del LNG dispensado.

La configuración existente de los dispensadores de LNG puede tener ciertas limitaciones. Por ejemplo, los dispensadores de LNG que utilizan un medidor de flujo tipo Coriolis deben enfriarse a una temperatura adecuada de LNG antes de su dispensación, lo que requiere que el flujo medido de LNG se desvíe de regreso a una fuente de LNG. Además, los medidores de flujo de tipo Coriolis son generalmente costosos. Además, los dispensadores de LNG típicos alojan tanto el dispositivo de medición de densidad como el dispositivo de medición de flujo volumétrico dentro de la misma cámara, lo que da como resultado un dispensador de LNG indeseablemente voluminoso. El dispensador de la presente divulgación está dirigido a mejoras en la tecnología existente.

El documento EP1184616 divulga un sistema para dispensar líquido criogénico a un dispositivo de uso que incluye un tanque de almacenamiento a granel que proporciona LNG a un sumidero que contiene un medidor sumergido en LNG.

Resumen de la divulgación

La presente invención proporciona un dispensador de acuerdo con la reivindicación 1.

La presente invención también proporciona un método para dispensar un líquido de acuerdo con la reivindicación 13.

A este respecto, antes de explicar al menos una realización de la presente divulgación en detalle, debe entenderse que la presente divulgación no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y a las disposiciones de los componentes establecidos en la siguiente descripción o ilustrada en los dibujos. La presente divulgación puede incluir realizaciones además de las descritas y puede ponerse en práctica y llevarse a cabo de diversas formas. Además, debe entenderse que la fraseología y terminología empleadas en el presente documento, así como el resumen, tienen el propósito de descripción y no deben considerarse limitantes.

Los dibujos adjuntos ilustran ciertas realizaciones a manera de ejemplo de la presente divulgación y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la presente divulgación.

Como tal, los expertos en la técnica apreciarán que la concepción en la que se basa esta divulgación puede usarse fácilmente como base para diseñar otras estructuras, métodos y sistemas para llevar a cabo los diversos propósitos de la presente divulgación. Por lo tanto, es importante reconocer que se debe considerar que las reivindicaciones incluyen tales construcciones equivalentes en la medida en que no se aparten del alcance de la presente divulgación.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 ilustra una representación esquemática de un sistema dispensador de LNG, de acuerdo con una realización divulgada a modo de ejemplo;

La Fig. 2 ilustra una representación esquemática de un dispensador de LNG, de acuerdo con una realización divulgada a modo de ejemplo;

La Fig. 3 ilustra una representación esquemática de otro dispensador de LNG, de acuerdo con una realización divulgada a modo de ejemplo; y

La Fig. 4 ilustra un diagrama de bloques para un proceso a manera de ejemplo de dispensación de LNG mediante el sistema dispensador de LNG de la Fig. 1, de acuerdo con una realización ilustrada a manera de ejemplo.

Descripción detallada

Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones a manera de ejemplo de la presente divulgación descritas anteriormente e ilustradas en los dibujos adjuntos.

La Fig. 1 ilustra una representación esquemática de un sistema 1 dispensador de LNG, de acuerdo con una realización a manera de ejemplo. El sistema 1 dispensador de LNG puede incluir un tanque 2 de LNG, un dispensador 3 de LNG y un sistema 4 de control. El sistema 1 dispensador de LNG puede configurarse para suministrar un líquido criogénico a un dispositivo de uso, tales como vehículos, barcos y similares. En la realización a manera de ejemplo de la Fig. 1, el sistema 1 dispensador de LNG puede suministrar LNG a un vehículo 5. Si bien la presente divulgación se referirá al LNG como el líquido que se va a emplear, debe apreciarse que cualquier otro líquido puede ser utilizado por la presente divulgación. Adicionalmente, además del vehículo 5, cualquier otro dispositivo de uso puede recibir el líquido del sistema 1 dispensador de LNG.

El tanque 2 de LNG puede incluir un tanque de almacenamiento a granel aislado para almacenar un gran volumen de LNG. Una línea 6 de comunicación aislada puede acoplar fluidamente el tanque 2 de LNG al dispensador 3 de LNG. Se puede incorporar una bomba 7 a la línea 6 de comunicación para suministrar LNG desde el tanque 2 de LNG al dispensador 3 de LNG a través de la línea 6 de comunicación.

El dispensador 3 de LNG puede estar configurado para dispensar LNG a, por ejemplo, el vehículo 5. El dispensador 3 de LNG puede incluir un dispositivo 30 de medición de densidad y un dispositivo 31 de medición de flujo. El dispositivo 30 de medición de densidad puede estar ubicado adyacente o próximo al dispositivo 31 de medición de flujo. En ciertas realizaciones, sin embargo, el dispositivo 30 de medición de densidad puede acoplarse operativamente pero separado del dispositivo 31 de medición de flujo a una distancia deseada. Además, debe apreciarse que un solo dispositivo 30 de medición de densidad puede estar acoplado operativamente a una pluralidad de dispositivos 31 de medición de flujo. El dispositivo 30 de medición de densidad puede incluir una sonda 8 de capacitancia y una sonda 9 de temperatura. La sonda 8 de capacitancia puede medir una constante dieléctrica del LNG que fluye a través del dispensador 3 de LNG, mientras que la sonda 9 de temperatura puede medir la temperatura del LNG que fluye. El dispositivo 31 de medición de flujo puede incluir un medidor 10 de flujo volumétrico y una sonda 26 de temperatura secundaria. El medidor 10 de flujo volumétrico puede medir un caudal volumétrico del LNG que fluye a través del dispensador 3 de LNG, y la sonda 26 de temperatura secundaria también puede medir la temperatura del LNG.

El sistema 4 de control puede incluir un procesador 11 y una pantalla 12. El procesador 11 puede estar en comunicación con la bomba 7 y el dispensador 3 de LNG. Además, el sistema 4 de control también puede estar en comunicación con uno o más ordenadores y/o controladores asociados con una estación de servicio. El procesador 11 también puede estar en comunicación con el dispositivo 30 de medición de densidad, que incluye la sonda 8 de capacitancia y la sonda 9 de temperatura, y el dispositivo 31 de medición de flujo, que incluye la sonda 26 de temperatura secundaria y el medidor 10 de flujo volumétrico. Como tal, el procesador 11 puede recibir datos de constantes dieléctricas, datos de temperatura y datos de caudal volumétrico para calcular y determinar otras propiedades del LNG, tales como densidad y caudal másico. El procesador 11 también puede indicar a la bomba 7 que inicie y cese la entrega de LNG desde el tanque 2 de LNG al dispensador 3 de LNG, y puede controlar la dispensación de LNG desde el dispensador 3 de LNG. Además, el procesador 11 puede incluir un temporizador o un medio similar para determinar o establecer un período de tiempo durante el cual se puede dispensar LNG desde el dispensador 3 de LNG. La pantalla 12 puede incluir cualquier tipo de dispositivo (por ejemplo, monitores CRT, pantallas LCD, etc.) capaz de representar gráficamente información. Por ejemplo, la pantalla 12 puede representar información relacionada con las propiedades del LNG dispensado, incluyendo la constante dieléctrica, la temperatura, la densidad, el caudal volumétrico, el caudal másico, el precio unitario del LNG dispensado y los costes relacionados.

La Fig. 2 ilustra una representación esquemática del dispensador 3 de LNG, de acuerdo con una realización divulgada. Como se muestra en la Fig. 2, el dispositivo 30 de medición de densidad incluye una cámara 13 de medición de densidad, un conducto de entrada acoplado de manera fluida a la línea 6 de comunicación y un conducto 18 de salida.

La cámara 13 de medición de densidad incluye, por ejemplo, una carcasa columnar que contiene la sonda 9 de temperatura, la sonda 8 de capacitancia, y puede incluir una o más placas 27 deflectoras. La placa 27 deflectora puede ser cualquier estructura adecuada configurada para desviar o derivar el vapor de LNG y/o las burbujas para que no entren en contacto con la sonda 8 de capacitancia y causando inexactitudes en la medición de capacitancia. Por ejemplo, la placa 27 deflectora puede ser una lámina delgada de material acoplada a la sonda 8 de capacitancia en un ángulo para desviar el vapor y/o las burbujas de LNG.

La línea 6 de comunicación puede alimentar LNG a la cámara 13 de medición. La FIG. 2 ilustra que la línea 6 de comunicación puede colocarse en una porción 15 superior de la cámara 13 de medición de densidad para proporcionar un diseño de pozo fijo para las mediciones de densidad. Una válvula 17 de control de entrada puede estar acoplada a la línea 6 de comunicación y puede estar en comunicación con el procesador 11. En consecuencia, la válvula 17 de control de entrada puede abrirse y cerrarse selectivamente para controlar el flujo de LNG en la cámara 13 de medición de densidad en respuesta a las señales del procesador 11. El conducto 18 de salida puede acoplar de manera fluida el dispositivo 30 de medición de densidad al dispositivo 31 de medición de flujo. En particular, el conducto 18 de salida puede colocarse en la porción 15 superior o cerca de ella, de manera que el LNG pueda llenar suficientemente la cámara 13 de medición de densidad. En otras palabras, el diseño en el pozo fijo de la cámara 13 de medición de densidad puede recolectar un volumen estático de LNG, con sondas 8, 9 de capacitancia y temperatura sumergidas en el LNG. El volumen estático puede minimizar la turbulencia y prolongar el contacto entre el LNG y la sonda 8 de capacitancia y la sonda 9 de temperatura, y las placas 27 deflectoras pueden minimizar o eliminar el vapor de LNG que ingresa a la sonda de capacitancia, lo que en última instancia puede mejorar la precisión de la constante dieléctrica y las mediciones de temperatura.

Aunque la Fig. 2 ilustra que la línea 6 de comunicación puede colocarse en la porción 15 superior de la cámara 13 de medición de densidad, también debe apreciarse que la línea 6 de comunicación puede colocarse alternativamente en cualquier lugar a lo largo de la cámara 13 de medición de densidad. Por ejemplo, y como se ilustra en la Fig. 3, la línea 6 de comunicación se puede colocar en una porción 16 inferior de la cámara 13 de medición de densidad. Tal configuración puede proporcionar un diseño de tipo de flujo continuo, en el que un volumen de flujo de LNG puede entrar en contacto con sondas de 8, 9 de capacitancia y temperatura para mediciones de temperatura y constante dieléctrica.

La sonda 8 de capacitancia puede incluir dos o más tubos o anillos 19 de electrodos concéntricos. Como se conoce en la técnica, el dieléctrico del LNG entre las paredes de los anillos 19 de electrodos concéntricos puede obtenerse y señalizarse al procesador 11. El dieléctrico medido del LNG puede entonces cuantificarse como la constante dieléctrica. La sonda 9 de temperatura puede ser alojada por la sonda 8 de capacitancia. Es decir, la sonda 9 de temperatura puede colocarse dentro de la sonda 8 de capacitancia y, en particular, puede colocarse dentro de un anillo 20 de electrodo más interno. Tal configuración puede reducir el diámetro de la cámara 13 de medición de densidad y, por lo tanto, la huella total y el coste del dispensador 3 de LNG. Además, el anillo 20 de electrodo más interno puede ser un electrodo conectado a tierra. Por lo tanto, se pueden evitar interferencias o influencias no deseadas en las lecturas dieléctricas o de temperatura debido al contacto accidental entre la sonda 9 de temperatura y el anillo 20 de electrodo más interno. Además, en determinadas realizaciones, la sonda 9 de temperatura y la sonda 8 de capacitancia pueden compartir un eje central común.

El dispositivo 31 de medición de flujo puede incluir una cámara 21 de medición de flujo, un medidor 10 de flujo volumétrico, una cámara 14 de salida, una válvula 24 de control de salida, un conducto 22 de salida, un conducto 23 de enfriamiento, y una válvula 25 de enfriamiento. El dispositivo 31 de medición de flujo puede recibir LNG desde la cámara 13 de medición de densidad. En ciertas realizaciones, el dispositivo 31 de medición de flujo puede recibir directamente LNG desde la bomba 7 si no se requieren mediciones de densidad.

La cámara 21 de medición de flujo y la cámara 14 de salida pueden configurarse en forma de U. Debe apreciarse, sin embargo, que la cámara 21 de medición de flujo y la cámara 14 de salida pueden configurarse en cualquier otra forma o configuración que facilite que el LNG llene el medidor 10 de flujo volumétrico, llene la cámara 21 de medición de flujo y fluya a través del conducto 23 de enfriamiento cuando la válvula 25 de enfriamiento está abierta y la válvula 24 de control de salida está cerrada. Además, el LNG puede llenar el medidor 10 de flujo volumétrico antes de abrir la válvula 24 de control de salida para mejorar la precisión de las mediciones del flujo de LNG.

El conducto 23 de enfriamiento puede colocarse corriente arriba del medidor 10 de flujo volumétrico y la válvula 24 de control de salida de manera que el flujo de LNG a través del conducto 23 de enfriamiento no afecte la medición del flujo de LNG a través del conducto 22 de salida. El conducto 23 de enfriamiento puede acoplar de manera fluida la cámara 21 de medición de flujo con el tanque 2 de LNG y puede configurarse para devolver el LNG desde el conducto 14 de salida al tanque 2 de LNG. La válvula 25 de enfriamiento puede estar en comunicación con el procesador 11 y puede configurarse para abrirse y cerrarse selectivamente en respuesta a las señales del procesador 11. En ciertas realizaciones, una bomba de dos vías (no mostrada) se puede acoplar al conducto 23 de enfriamiento para suministrar y extraer LNG desde y hacia la cámara 21 de medición de flujo.

El conducto 23 de enfriamiento puede devolver el LNG al tanque 2 de LNG después de que el dispositivo 31 de medición de flujo se haya enfriado inicialmente. En tal modo de enfriamiento inicial, el LNG se puede bombear desde la línea 6 de comunicación y la cámara 13 de medición de densidad, y la cámara 21 de medición de flujo antes de que las mediciones de LNG sean tomadas por las sondas 8, 9 de capacitancia y temperatura, y antes de que se dispense LNG desde el conducto 22 de salida. Es decir, el dispositivo 31 de medición de flujo puede llenarse con LNG antes de abrir la válvula 24 de control de salida. Por lo tanto, el modo de enfriamiento inicial puede calibrar el dispensador 3 de LNG de manera que el dispositivo 30 de medición de densidad y la cámara 21 de medición de flujo se puedan enfriar a una temperatura sustancialmente consistente con la del LNG dentro del tanque 2 de LNG. Este período de calibración puede mejorar la precisión de la constante dieléctrica y las medidas de temperatura tomadas por las sondas 8, 9 de capacitancia y temperatura. Además, el período de calibración puede enfriar la estructura del dispensador 3 de LNG. Es decir, el período de calibración puede bombear LNG a través del dispensador 3 de LNG para enfriar las paredes que definen el dispensador 3 de LNG para mejorar aún más la precisión de las lecturas de temperatura y constante dieléctrica.

Debido a que el conducto 23 de enfriamiento puede colocarse corriente arriba del medidor 10 de flujo volumétrico, el conducto 23 de enfriamiento puede alimentar directamente LNG a través del medidor 10 de flujo volumétrico para calibrar el medidor 10. Por ejemplo, en algunos casos, el vapor de LNG puede estar presente en la cámara 21 de medición de flujo y puede fluir a través del medidor 10 de flujo volumétrico. Dado que la presencia de vapor de LNG en el medidor 10 puede resultar en mediciones de caudal volumétrico de LNG erróneas o inexactas, puede ser beneficioso eliminar el vapor de LNG antes de medir el caudal de LNG que se dispensará desde el dispensador 3 de LNG. El conducto 23 de enfriamiento puede alimentar directamente LNG desde tanque 2 de LNG para eliminar los vapores de LNG no deseados, mejorando así la precisión del medidor 10 de flujo volumétrico y enfriando aún más el conducto 14 de salida. El enjuague de los vapores de LNG del medidor 10 también se puede llevar a cabo durante el modo de enfriamiento inicial.

El medidor 10 de flujo volumétrico puede incluir cualquier dispositivo conocido en la técnica configurado para medir el caudal volumétrico de un fluido. Por ejemplo, el medidor 10 de flujo volumétrico puede incluir una placa de orificio, una boquilla de flujo o una boquilla Venturi. Los datos relacionados con el caudal volumétrico de LNG que pasa por el medidor 10 de flujo volumétrico se pueden comunicar al procesador 11.

La válvula 24 de control de salida puede estar acoplada a la cámara 14 de salida y puede estar en comunicación con el procesador 11. En consecuencia, la válvula 24 de control de salida puede abrirse y cerrarse selectivamente para controlar el LNG dispensado desde la cámara 14 de salida en respuesta a las señales del procesador 11.

En una o más realizaciones, la sonda 26 de temperatura secundaria puede colocarse dentro de la cámara 21 de medición de flujo. La sonda 26 de temperatura secundaria puede estar en comunicación con el procesador 11 y configurada para medir la temperatura del LNG que fluye a través de la cámara 21 de medición de flujo. Por lo tanto, la temperatura del LNG entre el dispositivo 30 de medición de densidad y la cámara 21 de medición de flujo puede ser rastreada por el procesador 11, y puede identificarse cualquier desviación sustancial en la temperatura del LNG.

La cámara 14 de salida puede presentar una configuración vertical. En otras palabras, la sonda 26 de temperatura secundaria, la entrada 18, la línea 23 de calibración de LNG y el medidor 10 de flujo volumétrico pueden apilarse verticalmente entre sí a lo largo de la cámara 21 de medición de flujo. Tal configuración puede reducir el tamaño y la huella general del dispositivo 31 de medición de flujo.

Aunque sólo se ilustra un dispositivo 31 de medición de flujo acoplado de forma fluida al dispositivo 30 de medición de densidad, debe apreciarse que el dispensador 3 de LNG puede incluir más de un dispositivo 31 de medición de flujo. Múltiples dispositivos 31 de medición de flujo pueden medir y suministrar de manera ventajosa LNG a múltiples destinos (por ejemplo, vehículos de uso múltiple), mientras utilizan un solo dispositivo 30 de medición de densidad para medir y rastrear la densidad de LNG a través de la temperatura y la constante dieléctrica del LNG. El único dispositivo 30 de medición de densidad puede reducir el espacio total y el equipo necesario para el dispensador 3 de LNG.

La Fig. 4 es un diagrama de bloques que ilustra un proceso de dispensación de LNG por el sistema 1 dispensador de LNG, de acuerdo con una realización ilustrada a modo de ejemplo. El LNG se puede suministrar primero en el dispensador 3 de LNG desde el tanque 2 de LNG, paso 301. Sin embargo, antes de dispensar LNG fuera del dispensador 3 de LNG, el dispensador 3 de LNG se puede "preenfriar", paso 302. En otras palabras, el dispensador 3 de LNG puede someterse al modo de enfriamiento inicial descrito anteriormente, donde el LNG se bombea desde el tanque 2 de LNG, a través del dispensador de LNG, y de regreso al tanque 2 de LNG a través del conducto 23 de enfriamiento. La válvula 24 de control de salida puede estar en posición cerrada en esta etapa. El dispensador 3 de LNG por lo tanto puede estar suficientemente enfriado a aproximadamente la temperatura del LNG del tanque 2 de LNG. Además, la etapa de "preenfriamiento" puede incluir el paso de enjuagar cualquier vapor de LNG que pueda estar presente dentro de la cámara 21 de medición de flujo. Es decir, el LNG del tanque 2 puede bombearse directamente a través del dispositivo 31 de medición de flujo a través de la línea 23 de calibración de LNG para expulsar los vapores de LNG que puedan generar lecturas inexactas en el medidor 10 al llenar el medidor 10 con LNG. Además, o alternativamente, el LNG suministrado desde el dispositivo 30 de medición de densidad puede bombearse a través de un dispositivo de medición de flujo para eliminar los vapores de LNG.

Debe apreciarse que antes de la etapa de "preenfriamiento", la sonda 8 de capacitancia y la sonda 9 de temperatura pueden calibrarse para medir LNG mediante cualquier proceso conocido en la técnica.

Durante la etapa de "preenfriamiento", la sonda 9 de temperatura (y en algunas realizaciones la sonda 26 de temperatura secundaria) puede rastrear la temperatura del LNG que fluye a través del dispensador 3 de LNG. Las lecturas de temperatura pueden enviarse al procesador 11 y mostrarse en la pantalla 12. Una vez que la temperatura se ha estabilizado, el dispensador 3 de LNG puede haber alcanzado una temperatura de enfriamiento suficiente, y la válvula 25 de control de enfriamiento puede cerrarse. Las propiedades del LNG que se va a dispensar pueden medirse entonces a partir de un volumen estático de LNG o un volumen de flujo de LNG dentro del dispositivo 30 de medición de densidad, etapa 303.

La sonda 9 de temperatura puede medir la temperatura real del LNG dentro del dispositivo 30 de medición de densidad, y la sonda 8 de capacitancia puede medir la constante dieléctrica del LNG del LNG dentro del dispositivo 30 de medición de densidad. La temperatura real del LNG y la constante dieléctrica del LNG pueden transmitirse al procesador 11 con fines de evaluación y computacionales. Por ejemplo, el procesador 11 puede comparar la temperatura real del LNG con un intervalo predeterminado de temperaturas almacenadas en una unidad de memoria del procesador 11, paso 304. El procesador 11 puede determinar que la temperatura real de LNG está en una temperatura de dispensación apropiada si la temperatura real de LNG está dentro de un intervalo predeterminado de temperaturas aceptables de dispensación de LNG (por ejemplo, entre -260 °F y -170 °F). En una realización, el intervalo predeterminado de temperaturas aceptables de dispensación de LNG puede basarse en estándares establecidos para la certificación de Pesos y Medidas. Si el procesador 11 determina que la temperatura real de LNG no está dentro de un intervalo predeterminado de temperaturas aceptables de dispensación de LNG, el procesador 11 puede activar la válvula 25 de control de enfriamiento (y en ciertas realizaciones la bomba asociada con el conducto 23 de enfriamiento) para suministrar LNG dentro del dispensador 3 de LNG de regreso al tanque 2 de LNG, paso 305. El LNG del tanque 2 puede entonces ser entregado al dispensador 3 de LNG, paso 301.

Si la temperatura real del LNG está dentro del intervalo predeterminado de temperaturas aceptables del LNG, el procesador 11 puede comparar la constante dieléctrica del LNG medida con un intervalo predeterminado de constantes dieléctricas almacenadas en la unidad de memoria del procesador 11, paso 306. Por ejemplo, el procesador 11 puede determinar que la constante dieléctrica de LNG es indicativa de LNG apropiada para dispensar si la constante dieléctrica de LNG está dentro de un intervalo predeterminado de constantes dieléctricas de LNG aceptables (por ejemplo, entre 1.48 y 1.69). En una realización, el intervalo predeterminado de constantes dieléctricas de LNG aceptables puede basarse en estándares establecidos para la certificación de Pesos y Medidas. Si el procesador 11 determina que la constante dieléctrica de LNG no está dentro de un intervalo predeterminado de constantes dieléctricas de LNG aceptables, el LNG dentro del dispensador 3 de LNG puede devolverse al tanque 2 de LNG, paso 305, o puede desactivarse la dispensación.

Sin embargo, si la constante dieléctrica de LNG está dentro del intervalo predeterminado, el procesador 11 puede calcular una densidad de LNG de referencia con base en la temperatura de LNG medida de la sonda 26 de temperatura secundaria, paso 307. El procesador 11 puede utilizar tablas de consulta programadas, bases de datos apropiadas y/o principios y algoritmos conocidos para determinar la densidad de LNG de línea con base en la temperatura de LNG medida con la sonda 26 de temperatura secundaria.

Debido a que la composición del LNG puede variar a medida que se bombea a través del dispensador 3 de LNG, es posible que sea necesario determinar los cálculos de densidad del LNG a lo largo de la operación de dispensación. La densidad de LNG calculada se determinará mediante la incorporación de algoritmos con base en la relación entre la constante dieléctrica de LNG y la temperatura de LNG, como se describe a continuación.

El procesador 11 puede determinar una temperatura de LNG de referencia con base en la constante dieléctrica de LNG medida, paso 308. La temperatura de LNG de referencia puede ser una temperatura que se correlacione con la constante dieléctrica de LNG medida. Es decir, la temperatura del LNG de referencia puede ser la que debería ser la temperatura del LNG asumiendo que el LNG tiene la constante dieléctrica medida y una composición de referencia (por ejemplo, 97 % de metano, 2 % de etano y 1 % de nitrógeno o cualquier otra composición de referencia). Para determinar la temperatura del LNG de referencia, el procesador 11 puede utilizar datos preprogramados y/o principios y algoritmos conocidos.

El procesador 11 puede entonces calcular la diferencia entre la temperatura de LNG de referencia y la temperatura de LNG real, paso 309, y determinar si la diferencia de temperatura está dentro de un intervalo predeterminado (por ejemplo, entre -25 ° F y 25 ° F), paso 310. En una realización, el intervalo predeterminado de diferenciales de temperatura puede basarse en estándares establecidos para la certificación de Pesos y Medidas. Si la diferencia de temperatura no está dentro del intervalo de temperatura predeterminado, el LNG dentro del dispensador 3 de LNG se puede devolver al tanque 2 de LNG, paso 305, o se puede deshabilitar la dispensación.

Si la diferencia de temperatura está dentro del intervalo predeterminado, el procesador 11 puede entonces calcular una densidad de LNG corregida, paso 311. La densidad de LNG corregida puede compensar las variaciones en la composición de LNG. En particular, el procesador 11 puede calcular un factor de corrección de densidad con base en la diferencia entre las temperaturas de LNG real y de referencia. El factor de corrección de densidad se puede calcular ingresando la diferencia de temperatura en principios, algoritmos y/o ecuaciones conocidos programados en el procesador 11.

El factor de corrección de densidad se puede aplicar luego a la densidad de LNG de referencia para determinar la densidad de LNG corregida. En particular, el procesador 11 puede multiplicar la densidad de LNG de referencia con el factor de corrección de densidad para calcular la densidad de LNG corregida.

Una vez que se obtiene la densidad de LNG corregida, el procesador 11 puede accionar la válvula 24 de control de salida para dispensar el LNG fuera del conducto 22 de salida, paso 312. A medida que el LNG es dispensado desde el dispensador 3 de LNG, el procesador 11 puede obtener un caudal volumétrico de LNG medido por el medidor 10 de flujo volumétrico, paso 313. Como se conoce en la técnica, el procesador 11 puede aplicar la densidad de LNG corregida al caudal volumétrico para llegar a un caudal másico del LNG dispensado, paso 314. Además, el procesador 11 puede actualizar y mostrar continuamente el caudal másico del LNG dispensado.

El procesador 11 puede determinar además si el caudal másico del LNG dispensado está dentro de un intervalo predeterminado de caudales másicos aceptables, paso 315. El intervalo predeterminado de caudales másicos aceptables puede estar limitado por un caudal másico aceptable mínimo y un caudal másico máximo aceptable. Si el caudal másico medido del LNG dispensado se encuentra entre los caudales másicos mínimos y máximos aceptables, el sistema 1 dispensador de LNG puede continuar dispensando LNG a través del dispensador 3 de LNG, y puede continuar midiendo y actualizando el caudal másico del LNG dispensado. Sin embargo, si el caudal másico del LNG dispensado está fuera del intervalo predeterminado (por ejemplo, menor que el caudal másico mínimo aceptable o mayor que el caudal másico máximo aceptable), el procesador 11 puede entonces determinar si el LNG se ha dispensado para una duración apropiada de tiempo, que puede ser preestablecida por el procesador 11. Por ejemplo, el procesador 11 puede determinar si un temporizador de dispensación establecido por el procesador 11 ha expirado, paso 316. Si el temporizador de dispensación ha expirado, el sistema 1 dispensador de LNG puede terminar la dispensación de LNG, paso 317.

Con una medición precisa del caudal másico de LNG, el sistema 1 dispensador de LNG puede dispensar una masa deseada o predeterminada de LNG a, por ejemplo, el vehículo 5. En particular, el procesador 11 puede determinar la masa de LNG dispensado mediante la monitorización de una cantidad de tiempo que se dispensa LNG al caudal másico de LNG medido. Una vez que el procesador 11 ha determinado que la masa del LNG dispensando ha alcanzado la masa deseada, el procesador 11 puede terminar la distribución de LNG.

Las muchas características y ventajas de la presente divulgación son evidentes a partir de la especificación detallada y, por lo tanto, las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas las características y ventajas de la presente divulgación que caen dentro del alcance de la presente divulgación. Además, dado que a los expertos en la técnica se les ocurrirán fácilmente numerosas modificaciones y variaciones, no se desea limitar la presente divulgación a la construcción y operación exactas ilustradas y descritas y, por consiguiente, se puede recurrir a todas las modificaciones adecuadas y equivalentes, que caen dentro del alcance de las presentes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispensador (3) para dispensar un fluido, que comprende:

una cámara (13) de medición de densidad configurada para recibir el fluido;

una sonda (9) de temperatura colocada dentro de la cámara (13) de medición de densidad;

una sonda (8) de capacitancia colocada dentro de la cámara (13) de medición de densidad para medir una constante dieléctrica del fluido que fluye a través del dispensador (3);

un primer conducto (22) acoplado de manera fluida a la cámara (13) de medición de densidad y configurado para suministrar el fluido fuera del dispensador (3);

un dispositivo (31) de medición de flujo que incluye un medidor (10) de flujo acoplado de manera fluida al primer conducto (22 ); y

un sistema (4) de control que incluye un procesador (11) que responde a la recepción de datos de constantes dieléctricas, datos de temperatura, y datos de rata de volumen, para calcular y determinar la densidad del fluido que pasa a través del dispensador (3),

caracterizado porque:

el medidor (10) de flujo del dispositivo (31) de medición de flujo está posicionado dentro de una cámara (21) corriente abajo de la cámara (13) de medición de densidad;

la sonda (8) de capacitancia aloja la sonda (9) de temperatura e incluye una pluralidad de anillos (19) de electrodos concéntricos, en el que la sonda (9) de temperatura se coloca dentro de un anillo (20) de electrodo más interno de la pluralidad de anillos (19) de electrodos concéntricos; y por comprender, además

un segundo conducto (23) colocado corriente arriba del medidor (10) de flujo del dispositivo (31) de medición de flujo, estando configurado el segundo conducto (23) para devolver el fluido a una fuente, y suministrar directamente el fluido al dispositivo (31) de medición de flujo.

2. El dispensador de la reivindicación 1, en el que el anillo de electrodo más interno está conectado a tierra eléctricamente.

3. El dispensador de la reivindicación 1, en el que la sonda (9) de temperatura y la sonda (8) de capacitancia comparten un eje central común.

4. El dispensador de la reivindicación 1, en el que el segundo conducto (23) está configurado para suministrar directamente el fluido al medidor (10) de flujo.

5. El dispensador de la reivindicación 1, en el que la cámara (13) de medición de densidad está configurada para llenarse con un volumen estático del fluido.

6. El dispensador de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la sonda (9) de temperatura y la sonda (8) de capacitancia están configuradas para sumergirse en el volumen estático del fluido.

7. El dispensador de la reivindicación 1, en el que el dispositivo (31) de medición de flujo incluye una configuración en forma de U.

8. El dispensador de la reivindicación 1, en el que el fluido es gas natural licuado.

9. El dispensador de la reivindicación 8, que comprende además una o más placas (27) configuradas para desviar el vapor del gas natural licuado para que no entre en la sonda (8) de capacitancia.

10. El dispensador de la reivindicación 4, en el que el primer conducto (22) incluye una entrada colocada corriente arriba del segundo conducto (23) configurada para acoplar de manera fluida la cámara (13) de medición de densidad al primer conducto (22 ).

11. El dispensador de la reivindicación 10, en el que la entrada, el segundo conducto (23), y el medidor (10) de flujo están apilados verticalmente entre sí a lo largo del primer conducto (22 ).

12. El dispensador de la reivindicación 10, en el que la cámara (13) de medición de densidad está acoplada a una pluralidad de conductos configurados para suministrar el líquido fuera del dispensador, en el que cada uno de la pluralidad de conductos incluye un medidor de flujo.

13. Un método para dispensar un líquido, que comprende:

suministrar un líquido a un dispensador (3), en el que el dispensador (3) incluye una cámara (13) de medición de densidad y un primer conducto (22) acoplado de forma fluida al acoplado a la cámara (13) de medición de densidad configurada para sacar el líquido del dispensador (3);

recibir el líquido en la cámara (13) de medición de densidad;

medir una temperatura del líquido con una sonda (9) de temperatura dispuesta en la cámara (13) de medición de densidad,

medir una constante dieléctrica del líquido que fluye a través del dispensador (3) con una sonda (8) de capacitancia colocada dentro de la cámara (13) de medición de densidad;

determinar un caudal másico de líquido a través del dispensador (3) usando un dispositivo (31) de medición de flujo que incluye un medidor (10) de flujo acoplado de manera fluida al primer conducto (22 ); y

usar un sistema (4) de control que incluye un procesador (4) para calcular la densidad del líquido que pasa por el dispensador (3) con base en la temperatura medida, la constante dieléctrica y el caudal másico de líquido a través del dispensador (3),

caracterizado porque

el dispositivo (31) de medición de flujo está posicionado dentro de una cámara corriente abajo de la cámara (13) de medición de densidad;

la sonda (8) de capacitancia aloja la sonda (9) de temperatura e incluye una pluralidad de anillos (19) de electrodos concéntricos en el que la sonda (9) de temperatura se coloca dentro de un anillo (20) de electrodo más interno de la pluralidad de anillos (19) de electrodos concéntricos; y por:

devolver el líquido a la fuente a través de un segundo conducto (23) colocado corriente arriba del medidor (10) de flujo configurado para devolver el líquido a una fuente, y suministrar directamente el fluido al dispositivo (31) de medición de flujo.