FR2641267A1 - Systeme pour une recuperation sure de vapeurs, particulierement pour les installations de distribution de carburant - Google Patents
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Abstract
Le système selon la présente invention convient particulièrement pour les installations de distribution de carburant dans lequel une pompe 21 à déplacement positif effectue une aspiration contrôlée d'un mélange vapeur-air dans un tuyau 19 de retour de vapeurs qui s'étend jusqu'au fond de la cuve souterraine 21 de l'installation et est pourvue d'un clapet de non retour 24 en aval de ladite pompe; un circuit spécial est également prévu pour effectuer l'aspiration contrôlée en fonction de la quantité de carburant délivrée ainsi que sur la différence de température entre la cuve souterraine et le mélange récupéré et spécialement sur la densité du mélange par laquelle le degré d'explosibilité est déterminé. Enfin, des moyens sont prévus pour empêcher ou limiter la propagation d'une explosion.
Description
Système pour une récupération sûre de vapeurs, particulièrement pour les
installations de distribution
de carburant.
La présente invention concerne un nouveau système de récupération de vapeurs qui convient particulièrement pour les installations de distribution de carburant et qui, non seulement, assure une récupération efficace, sure et complète, sans nécessiter d'élément d'étanchéité du type à soufflet, mais qui, tout en tenant compte des conditions de danger d'explosion, permet d'obtenir une sécurité intrinsèque maximale en ce qui concerne la formation des mélanges explosifs dans n'importe quelle condition opératoire et est en outre apte à fonctionner en présence de conditions critiques, ce système étant pourvu de dispositifs adéquats pour empêcher une propagation des explosions. On connaît déjà, dans la technique, des systèmes de récupération de vapeurs pour installations de distribution de carburant, ces systèmes comprenant essentiellement un élément en forme de soufflet dont le r8ôle est de former un joint d'étanchéité entre le pistolet distributeur et le tuyau de remplissage de carburant du réservoir à remplir du véhicule à moteur, cela conjointement avec un autre tuyau qui s'étend depuis le dôme de la cuve souterraine de l'installation de distribution de carburant jusqu'au réservoir du véhicule à moteur afin de récupérer, avec ou sans l'aide d'une pompe aspirante, les vapeurs qui s'échappent de ce
réservoir.
Toutefois, ces systèmes connus présentent une série d'inconvénients dont le plus important est la nature critique de l'étanchéité qui doit être assurée par les soufflets, ce qui exige un montage précis et
relativement long ainsi qu'un entretien continu.
A ce sujet, si le soufflet ne forme pas un joint d'étanchéité parfait, non seulement l'efficacité du système se trouve considérablement réduite car la totalité de la vapeur n'y est pas aspirée, mais on se trouve en présence de conditions de sécurité précaires, spécialement si on utilise une pompe aspirante de vapeur, car l'introduction incontr8ôlée d'air qui est alors possible pourrait diluer de façon trop importante le mélange vapeur-air, ce qui, comme il est bien connu, créerait une zone d'explosion critique. Pour remédier à cette difficulté, on a muni les pistolets distributeurs connus d'un dispositif arrêtant la distribution si l'étanchéité n'est pas parfaite (pas d'étanchéité, pas d'écoulement), mais de tels dispositifs n'ont pas rencontré un accueil favorable auprès de l'usager qui, en particulier dans les stations à self-service, rompt souvent le raccord de ces pistolets qu'il endommage avec pour conséquence que le système devient inefficace et dangereux. Un autre inconvénient des systèmes connus est la difficulté de fournir à la cuve souterraine de l'installation, qui se trouve à une température inférieure à celle du réservoir à carburant du véhicule, la quantité spécifique d'air nécessaire pour compenser la réduction de volume de la vapeur récupérée, laquelle réduction est déterminée par la température locale plus basse, ce qui pourrait entraîner une dépression dans le dôme de la cuve souterraine et ce qui, bien qu'étant une condition normale et non dangereuse dans les installations sans récupération de vapeur, devient très dangereux dans les installations connues dotées d'une récupération et dans lesquelles le circuit de récupération débouche directement dans le dôme de la cuve souterraine, cela en raison de l'absorption éventuelle répétée et incontr8ôlée de l'air par suite des défauts d'étanchéité, ceci aboutissant aux conséquences
mentionnées précédemment.
Un autre inconvénient est le fait que dans les systèmes de récupération connus utilisant des pompes aspirantes ou des injecteurs, tout excès d'aspiration non seulement entraîne les dangers d'explosion précités, mais peut également engendrer dans les cuves souterraines une pression qui est nuisible du point de vue de la protection de l'environnement en raison des
fuites possibles à partir des cuves.
La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités en fournissant un système pour la récupération sûre de vapeurs, ce système convenant particulièrement pour les installations de distribution de carburant, n'utilisant aucun élément d'étanchéité du type à soufflet et assurant une récupération efficace et complète des vapeurs sans aucun danger d'explosion ou de pressurisation indésirable de
la cuve souterraine.
On atteint ce résultat essentiellement par le fait que le tuyau de retour pour le mélange récupéré de vapeur-air n'introduit plus ce mélange dans le dôme de la cuve souterraine de l'installation mais dans la partie inférieure de cette cuve, d'o le mélange s'élève sous forme de bulle dans le carburant et pénètre dans le dôme, une aspiration contr8ôlée du mélange vapeur-air étant fournie par une pompe à déplacement positif dont la vitesse est commandée en permanence en fonction du débit volumétrique distribué, de façon à aspirer une quantité volumétrique de mélange vapeurair égale à la quantité volumétrique de carburant distribué auquel est ajouté un excédent éventuel d'air selon la température de la cuve et du réservoir, cela tout en comparant en permanence l'intensité du mélange aspiré avec au moins une valeur limite indicative d'un mélange très dilué et,
de ce fait, explosif.
De cette manière, grâce au barbotage dans le carburant du mélange récupéré de vapeur-air, la température de ce mélange se trouve ajustée rapidement à la température de la cuve souterraine, ce qui se traduit par son réglage volumétrique rapide en permettant ainsi l'aspiration d'une quantité volumétrique plus grande que la quantité distribuée, comme cela est nécessaire, particulièrement dans le cas des cuves souterraines se trouvant à une température inférieure à celle du mélange récupéré. De plus, le prolongement du tuyau de retour jusqu'à la base de la cuve souterraine signifie que la pression dans ce tuyau est toujours positive en empêchant ainsi toute possibilité d'une infiltration indésirable d'air en provenance de l'extérieur et toute
pressurisation du dôme de la cuve.
L'utilisation d'une pompe aspirante à déplacement positif simplifie l'aspiration de la quantité volumétrique spécifique requise de mélange. A ce sujet, on peut démontrer, de façon analytique, que ladite quantité volumétrique Qm est exprimée par la relation suivante: Q. = QcR + PoPv(Tc). Tm - Po-Pv(Tm)O..l - Po (I) L Po Tc Po IL ol-y2j Po-p o: Qc représente le débit volumétrique du carburant distribué; Po représente la pression atmosphérique mesurée; p représente la chute de pression du mélange vapeur-air mesurée à l'entrée de la pompe à déplacement positif; Tc représente la température mesurée du carburant à distribuer, température qui correspond, dans la pratique, à la température du mélange vapeur-air contenu dans le d8me de la cuve souterraine de l'installation de remplissage; Tm représente la température mesurée du mélange vapeurair aspiré par le pistolet distributeur; Pv(Tc) représente la pression caractéristique de la vapeur du carburant à la température Tc; Pv(Tm) représente la pression de vapeur caractéristique du carburant à la température Tm; représente la densité du mélange vapeur-air; &1 et y2 représentent les valeurs limites, en fonction de la température, qui définissent la plage de densité à l'intérieur de laquelle le débit volumétrique Qm doit être réduit progressivement jusqu'à zéro pour éviter tout danger d'une explosion dans le cas d'un
mélange trop dilué avec de l'air.
Dans la formule ci-dessus, le premier terme entre crochets représente la quantité d'air excédentaire devant être aspirée pour compenser la réduction de volume consécutive au fait que la température de la cuve souterraine est inférieure à la température du mélange devant être récupéré. Ceci n'est valable uniquement que si Tm > Tc, tandis que si Tm C Tc, le premier terme est égal à 1. Le second terme entre crochets indique si oui ou non le mélange est dangereux, et dans l'affirmative le débit volumétrique Qm doit être réduit; ceci est valable uniquement si 2 i p ey1, tandis que si y > 1, le second terme est rendu égal à 1, et si p j 2, le second terme est rendu égal à O. Ce terme, par conséquent, permet au système d'être protégé même dans le cas d'une manipulation incorrecte pendant la distribution, comme par exemple l'extraction du pistolet distributeur hors du tuyau de remplissage de carburant du véhicule pendant la distribution ou si des imperfections ou des dispositifs spéciaux sont présents dans la structure du réservoir du véhicule. D'après ce qui précède, on voit donc que l'on peut facilement arrêter la distribution de carburant dans tous les cas amormaux entraînant une dilution exagérée du mélange. Enfin, le dernier terme tient compte de la chute de pression du mélange aspiré dans le tuyau de retour depuis le pistolet distributeur à l'entrée de la pompe à déplacement positif, cette chute de pression étant utilisée pour obtenir la densité du mélange. A ce sujet, la densité p est calculée à l'aide d'une formule empirique du type: j, = K(T) A-, (2) vb o v indique la vitesse du mélange à l'intérieur du tuyau de retour, cette vitesse étant sensiblement proportionnelle à la vitesse de rotation n de la pompe à déplacement positif, K(T) est une variable qui est fonction de la température et du type de carburant utilisé, dp est la chute de pression précitée, et les exposants a et b sont des valeurs que l'on obtient expérimentalement et qui dépendent de la géométrie et de la rugosité du tuyau de retour depuis le point d'aspiration jusqu'à la pompe aspirante, ce tuyau devant, dans tous les cas, être tel qu'il assure une turbulence du mouvement du mélange aspiré, ceci étant une condition essentielle pour la validité de la formule (2). A cette fin, selon une des caractéristiques de la présente invention, le tuyau comporte intérieurement soit un élément hélicoïdal inséré, soit des additions granulaires collées à la paroi intérieure ou bien est usiné intérieurement ou attaqué chimiquement pour rendre rugueuse ladite paroi afin de créer une rugosité de paroi considérable et, de ce fait, assurer un mouvement
extrêmement turbulent.
De plus, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, cette rugosité est formée et concentrée dans la partie métallique rigide du tuyau de retour qui se trouve à l'endroit du pistolet distributeur et qui a une section sensiblement plus petite que celle du reste du tuyau, ce tuyau se présentant sous la forme d'un tuyau souple en caoutchouc et, par conséquent, ayant une géométrie non constante. De cette manière, la chute de pression ip dans le tuyau de retour, depuis le pistolet distributeur jusqu'à l'entrée de la pompe à déplacement positif, se trouve sensiblement concentrée dans ladite partie qui, du fait qu'elle est stable et a une géométrie mécanique fixe, permet une mesure efficace et répétitive de la chute de pression, cette mesure garantissant la sécurité du système en permettant une évaluation correcte, exacte et répétitive de la densité y du mélange aspiré vapeur-air. Pour que le système fonctionne de façon sûre, l'appareil peut être réglé de manière que les valeurs K(T) obtenues expérimentalement une fois pour toutes, par utilisation (a) soit d'un combustible d'été, c'est-à-dire d'un combustible qui donne une valeur calculée toujours.inférieure ou égale à la valeur réelle et, de ce fait, entraîne une intervention de la protection contre une dilution exagérée du mélange avant qu'il n'existe effectivement un état dangereux, (b) soit d'un combustible d'hiver qui donne des valeurs K(T) plus faibles mais qui, dans ce cas, augmente les valeurs yI(T) et >2(T) d'une marge appropriée, particulièrement
pour des températures dépassant O C.
Cette seconde façon de procéder permet une opération avec une précision plus grande aux basses températures et avec de l'essence d'hiver lorsque la marge de la variation de la densité y aux environs des limites d'une explosion possible sont modestes et lorsque la première façon de procéder entraînerait
rapidement un arrêt de l'aspiration.
On voit que si le moteur d'entraînement de la pompe à déplacement positif est entraîné en rotation à une vitesse n donnée par n = Qm (3) C o C est le déplacement du piston de la pompe, la pompe aspire alors toujours la quantité volumétrique optimale requise. Le système pour une récupération sûre de vapeur, particulièrement pour des installations permettant de faire le plein en carburant, comprend donc un tuyau pour le retour du mélange vapeur-air depuis le pistolet distributeur jusqu'à la cuve souterraine de l'installation, une pompe entraînée par un moteur électrique pour aspirer ledit mélange, un tuyau
d'évacuation raccordant la partie inférieure de la cuve-
souterraine à l'atmosphère, un tuyau pour acheminer la vapeur excédentaire depuis le dôme de la cuve souterraine jusqu'à un dispositif de condensation de vapeur et un tuyau de retour s'étendant depuis le dispositif de condensation de vapeur jusqu'au dôme précité pour acheminer la vapeur condensée, le système susvisé étant caractérisé, selon la présente invention, en ce que le tuyau de retour pour acheminer le mélange vapeur-air est pourvu d'un clapet de non retour en aval de la pompe et est raccordé au tuyau d'évacuation dans l'atmosphère qui s'étend jusqu'à la partie inférieure de la cuve souterraine de l'installation et est pourvu d'un clapet de non retour vers l'atmosphère, la pompe d'aspiration qui agit sur le tuyau de non retour étant une pompe à déplacement positif dont le moteur électrique est commandé à l'aide de moyens qui règlent à chaque instant sa vitesse de rotation en fonction du débit volumétrique du carburant distribué, en tenant compte de la chute de pression, avec un excédent éventuel d'air selon les températures de la cuve souterraine et du mélange de vapeur-air, et en mesurant continuellement la densité effective du mélange, puis en le comparant avec une valeur limite indicative d'un mélange qui est très dilué avec de l'air et, par conséquent, explosif, des moyens étant également présents pour empêcher et/ou limiter la propagation de l'explosion afin d'assurer une turbulence du mélange vapeur-air dans le tuyau de retour en amont de la pompe
à déplacement positif.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, les moyens utilisés pour empêcher et/ou limiter la propagation de l'explosion consistent en deux pièges à flamme insérés à raison d'un dans le tuyau de retour de vapeur du pistolet distributeur et un en aval de la pompe à déplacement positif, ainsi qu'en un prolongement du tuyau de retour depuis le dispositif de condensation de vapeur aussi loin que la partie inférieure de la cuve souterraine de l'installation, ces moyens consistant également à munir le tuyau de retour
de vapeur d'une pompe aspirante.
De cette manière, on évite que toute explosion dans la pompe se propage, soit vers l'aval de la pompe ob les tuyaux se trouvent sous une pression positive, soit à l'intérieur du réservoir du véhicule en cours de remplissage, le fait que la vapeur récupérée à partir du dispositif de condensation barbote dans le carburant de la cuve souterraine à la température de cette dernière et, de ce fait, sans refroidissement de la vapeur, mettant l'opération de récupération à l'abri de tout
danger d'explosion.
Une autre caractéristique de la présente invention réside dans le fait que le moyen servant régler à tout moment la vitesse de rotation du moteur électrique de la pompe aspirante à déplacement positif aspirant le mélange de vapeur-air consiste en: un registre de mémorisation dans lequel les valeurs Pv(T) de la pression de la vapeur en fonction de la température du carburant utilisé sont mémorisées et dont les entrées reçoivent les valeurs mesurées de la température Tc du carburant distribué et de la température Tm du mélange vapeur-air et dont les sorties sont reliées à une unité opérationnelle à laquelle les valeurs mesurées de la pression atmosphérique Po et les températures Tc et Tm sont fournies, la sortie de cette unité opérationnelle, qui traite les données d'entrée en fonction de l'expression + Po-Pv(Tc). T: - Po-Pv(Tm)] Po Tc Po] étant ensuite envoyée à un comparateur qui la compare avec 1, et si elle est inférieure à 1, la rend -égale à 1, tandis que dans les autres cas, elle la laisse inchangée, la sortie de ce comparateur étant envoyée à une unité de multiplication à laquelle est également fournie la quantité volumétrique mesurée Qc de carburant distribué et la sortie d'une autre unité opérationnelle qui calcule le terme Po, cette unité recevant à son Po-, p entrée la pression atmosphérique mesurée Po et la chute de pression p du mélange vapeur-air mesuré à l'entrée de la pompe à déplacement positif; un autre registre de mémorisation, dans lequel sont mémorisées les valeurs y1 et 2 de densité limite basée sur la température, recevant la température mesurée Tm et dont les sorties sont reliées à une troisième unité opérationnelle à laquelle la sortie d'une seconde unité de multiplication est reliée, les entrées de cette dernière recevant la sortie d'un registre de mémorisation dans lequel les valeurs expérimentales de K en fonction de la température sont mémorisées et dont l'entrée reçoit Tm, et la sortie d'une autre unité opérationnelle dont les entrées reçoivent la chute de pression àp et la sortie de rétroaction du moteur électrique, qui fournit la vitesse de rotation effective du moteur, ladite unité opérationnelle traitant les données d'entrée en fonction de l'expression âpa, la sortie de cette troisième vb unité opérationnelle qui détermine le terme - t1] étant alors envoyée à un comparateur dans lequel elle n'est pas modifiée si elle se situe entre O et 1, est rendue égale à 1 si elle est supérieure à 1, et est rendue égale à O si elle est inférieure à O, ce comparateur fournissant également un signal de sortie pour arrêter la distribution de combustible, la sortie de ce dernier comparateur étant envoyée à une unité de multiplication dont la sortie est reliée à un diviseur servant à effectuer une division par le déplacement connu du piston de la pompe à déplacement positif, ce qui fait que la sortie représente la vitesse de rotation optimale de la pompe qui est finalement envoyée, conjointement avec ladite sortie de rétroaction du moteur électrique, à l'entrée d'un dispositif de commande PID dont la sortie est envoyée au moteur électrique par l'intermédiaire d'un convertisseur couple-courant. Ceci a pour conséquence de garantir que l'unité de multiplication donnera à sa sortie l'expression (1) dans laquelle la densité) est déterminée de façon précise par l'expression (2), de sorte que dans le dispositif de commande PID, la vitesse de rotation réelle du moteur est comparée avec la valeur optimale donnée par l'expression (3). Il en résulte également que la distribution de carburant est arrêtée à coup sûr chaque fois que le mélange vapeur-air est
trop dilué.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, les moyens assurant un mouvement turbulent du mélange vapeur-air dans le tuyau de retour en amont de la pompe à déplacement positif consistent en un élément hélicoïdal inséré dans ce tuyau de retour en amont de cette pompe à déplacement positif, ou en une matière granulaire collée sur la paroi intérieure du tuyau, ou encore en une rugosité de ladite paroi obtenue par
usinage mécanique ou attaque chimique.
Enfin, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, les moyens assurant un mouvement turbulent du mélange vapeur-air dans le tuyau de retour en amont de la pompe à déplacement positif sont appliqués à la partie de ce tuyau de retour qui se trouve à l'intérieur du pistolet distributeur lui-même, cette partie ayant une section sensiblement plus petite
que le reste du tuyau de retour.
On va décrire ci-après de façon détaillée la présente invention en se référant aux dessins annexes qui illustrent un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre purement illustratif et non limitatif, étant bien entendu que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de
la présente invention.
Sur les dessins: la figure 1 est une vue en coupe schématique d'une installation de distribution de carburant utilisant le système de récupération de vapeur selon la présente invention; la figure 2 est un schéma synoptique du circuit servant à commander, à chaque instant, la vitesse de rotation de la pompe à déplacement positif du
système de récupération selon la présente invention.
En se référant aux figures, on voit que la référence 1 désigne la colonne de pompage d'une installation de distribution de carburant et la référence 2 la cuve souterraine de cette installation dont le carburant 3, aspiré par l'intermédiaire du tuyau d'alimentation 4 et de la cartouche filtrante 5 par la pompe d'alimentation 6 entraînée par le moteur électrique 7, est transporté à travers le dégazeur 8, le débimtre volumétrique 9 et, de là, jusqu'au tuyau de distribution
mni d'un pistolet distributeur Il.
Le débibmtre 9, qui mesure la quantité volumétrique Qc de carburant distribué, est raccordé au compteur 12 et, par l'intermédiaire de la ligne 13, à l'unité logique 14 à laquelle sont fournies, par l'intermédiaire de la ligne 15, la température mesurée Tc du carburant à distribuer, cette température étant considérée comme étant sensiblement égale à celle du mélange vapeur-air contenu dans le dôme 16 de la cuve souterraine 2, et par l'intermédiaire de
la ligne 17, la pression atmosphérique mesurée Po.
Le pistolet distributeur 11 est pourvu d'un second conduit rigide 18 pour aspirer le mélange vapeur-air depuis le tuyau de remplissage de carburant (non représenté sur la figure) du réservoir à réapprovisionner que comporte le véhicule, ce conduit étant raccordé au tuyau de retour 19 qui achemine ledit mélange, à travers une cartouche filtrante 20, jusqu'à la partie inférieure de la cuve souterraine 2 d'o il s'élève sous forme de bulles jusque dans le dome 16. On obtient cet acheminement forcé a l'aide d'une pompe 21 à déplacement positif et en raccordant le collecteur 22, avec lequel les tuyaux de retour de toutes les colonnes de pompage de l'installation communiquent, au tuyau 23 d'évacuation de l'installation, ce tuyau raccordant, d'une manière connue, la partie
inférieure de la cuve souterraine 2 à l'atmosphère.
Comme le collecteur 22 est toujours sous pression, cela pour empêcher toute fuite du mélange vapeur-air dans l'atmosphère à travers le pistolet ou à travers le tuyau d'évacuation, un clapet de non retour 24 est disposé en aval de la pompe 21 a déplacement positif et un autre clapet de non-retour 25 est disposé à l'extrémité libre du tuyau d'évacuation 23. De plus, pour empêcher une propagation des explosions, on a disposé deux pièges à flamme, 26 et 27, à l'extrémité du conduit 18 du pistolet distributeur 11, lequel conduit est raccordé au tuyau de retour 19, et en aval de la pompe 21
à déplacement positif.
En outre, pour empêcher et/ou limiter tout endommagement par une explosion éventuelle dans le dispositif 28 de condensation de vapeur, lequel est d'un type habituel raccordé par une vanne 29 à quatre voies et deux positions ainsi que par le tuyau 30 au dôme 16 de la cuve souterraine 2, le tuyau de retour 31 s'étendant depuis ce dispositif est pourvu d'une pompe aspirante 32 et se prolonge Jusqu'à la partie inférieure de la cuve souterraine 2, de sorte que la vapeur récupérée est obligée, sans être refroidie préalablement, d'atteindre le dôme 16 en barbotant, et de ce fait en subissant un refroidissement, à travers le carburant 3 se trouvant dans la cuve
souterraine 2.
La température Tm du mélange vapeur-air aspiré est mesuré en amont de la pompe 21 à déplacement positif, cette mesure étant envoyée à l'unité logique 14 par l'intermédiaire de la ligne 33 et la chute de pression p du mélange dans le tuyau de retour entre le pistolet distributeur et la pompe à déplacement positif est mesurée
et envoyée à l'unité logique 14 par l'intermédiaire de la ligne 34.
De plus, comme la précision de la mesure de p dépend de la précision avec laquelle la valeur effective de la densité du mélange aspiré est calculée et sur laquelle repose la sécurité de l'installation, la paroi intérieure du conduit rigide 18 que comporte le pistolet distributeur 11 pour aspirer le mélange vapeur-air est rendue artificiellement rugueuse, par exemple par fixation d'une matière granulaire 35 à l'aide d'un adhésif, de manière qu'en plus d'assurer un mouvement turbulent du mélange, comme il se doit pour la validité de la formule (2), une forte chute fixe de pression qui rend pratiquement négligeable toute autre chute de pression survenant accidentellement le long du tuyau de retour 19 entre le pistolet 11 et la pompe 21 soit créée artificiellement. Cette chute artificielle de pression est par conséquent celle qui doit être déterminée comme étant la valeur d p. Enfin, la pompe 21 à déplacement positif est entrainée par un loteur électrique 36, relié par l'intermédiaire des lignes 37 et 38 à l'unité logique 14 fonctionnant sous la commande permanente de cette
dernière, I une vitesse de rotation m exprimée par l'expression (3).
A cette fin, l'unité logique 14 comprend (voir figure 2) un registre de mémorisation 39 qui, recevant à son entrée les valeurs mesurées des températures TC et Tm par l'intermédiaire des lignes 15 et 33, fournit à ses sorties 40 et 41 les valeurs de pression Pv(Tc) et Pv(Tm) de la vapeur aux deux températures respectives. Les deux sorties 40 et 41, conjointement avec la valeur mesurée Po de la pression atnosphérique prélevée dans le tuyau 17 et arrivant par la ligne 42, ainsi qu'avec les valeurs Tc et Tm prélevées dans les tuyaux 15 et 33, arrivant par les lignes 43 et 44 sont envoyées à l'entrée d'une unité opérationnelle 45 qui calcule l'expression [1 * Po-PviTc). Tu - Po-Pv(Tm) Po Tc Po J La sortie 46 de l'unité opérationnelle 45 est ensuite envoyée à un comparateur 47 qui la compare avec 1 et si cette sortie est inférieure à 1, elle est rendue égale à 1, si non elle est laissée inchangée. La sortie 48 du comparateur 47 est envoyée à une unité de multiplication 49 conjointement avec la valeur mesurée de la quantité volumétrique Qc du carburant distribué, par l'intermédiaire de la ligne 13, et avec la sortie 50 d'une autre unité opérationnelle 51 qui calcule le terme Po Po- *P et qui est alimenté à ses entrées par les lignes 17 et 34 qui fournissent les valeurs mesurées de Po et de la chute de pression Ap respectivement. Un autre registre de mémorisation 52 alimenté avec la valeur Tm arrivant de la ligne 33 par l'intermédiaire de la ligne 53, fournit à ses sorties 54 et 55 des valeurs de densité limite P l et 2 qui sont envoyées à une troisième unité opérationnelle 56 à laquelle sont également envoyées la sortie 57 d'une seconde unité de multiplication 58 qui détermine essentiellement la valeur de la densité effective / en fonction de l'expression (2). A cet sujet l'unité de multiplication 58 est alimentée respectivement avec la sortie 59 d'un registre de mé"morisation 60 qui, recevant la valeur Tm par l'intermédiaire de la ligne 53, fournit lavaleur K(T), et la sortie 61 d'une autre unité opérationnelle 62 qui calcule l'expression /pa/vb ou, ce qui est la même chose, l'expression Spa/nb, en étant alimentée avec la valeur p prélevée à la ligne 34 par l'intermédiaire de la ligne 63, et avec la vitesse de rotation n du moteur par la ligne de rétroaction 38 du moteur électrique 36
(voir figure 1).
La sortie 64 de la troisième unité opérationnelle 56, qui est essentiellement la valeur de l'expression est envoyée à un comparateur 65 qui la maintient inchangée si elle se situe entre 0 et 1, la rend égale à 1 si elle est supérieure à 1, et la rend égale à 0 si elle est inférieure à 0, et fournit
simultanément, par l'intermédiaire de la ligne 66, un signal pour-
arrêter la distribution du carburant. La sortie 67 du comparateur 65 est alors envoyée également à l'unité de multiplication 49 dont la sortie 68, qui fournit essentiellement la valeur de la quantité volumétrique Qm exprimée par (1), est divisée par le déplacemat connu C du piston de la pompe 21 à déplacement positif dans le diviseur 69 qui fournit ainsi à sa sortie 70 la vitesse de rotation optimale n pour la pompe à déplacement positif. Enfin, la sortie 70 est envoyée, conjointement avec les données de la ligne de rétroaction 38, s'étendant depuis le moteur électrique 36, à un dispositif de commande PID 71 dont la sortie est envoyée, par l'intermédiaire d'un convertisseur couple-courant 72, au moteur électrique 36 par
l'intermédiaire de la ligne 37 pour alimenter ce moteur.
Claims (7)
1. Système pour une récupération sûre de vapeurs, particulièrement pour des Installations de distribution de carburant comprenant un tuyau (19) pour ramener le mélange vapeur-air du pistolet distributeur (11) jusqu'à la cuve souterraine (2) de l'installation, une pompe (21) entraînée par un moteur électrique (36) pour aspirer le mélange, un tuyau d'évacuation (23) raccordant l'atmosphère la partie inférieure de la cuve souterraine, un tuyau (30) pour acheminer la vapeur excédentaire du dôme de la cuve souterraine jusqu'à un dispositif (28) de condensation de vapeur et un tuyau de retour (31) s'étendant depuis cet dispositif jusqu'au d8me pour la vapeur condensée, caractérisé en ce que le tuyau de retour (19) pour le mélange vapeur-air est pourvu d'un clapet de non-retour (24) en aval de la pompe et est raccordé au tuyau d'évacuation (23) qui s'étend jusqu'à la partie inférieure de la cuve souterraine de l'installation et est pourvu d'un clapet unidirectionnel (25) vers l'atmosphère, la pompe (21) qui agit sur ce tuyau de retour (19) étant une pompe à déplacement positif dont le moteur électrique (36) est commandé par les moyens qui règlent sa vitesse de rotation, à chaque instant, en fonction du débit volumétrique Qc du carburant distribué, en tenant compte de la chute de pression ASp, avec un excédent éventuel d'air selon les températures (Tc et Tm) de la cuve souterraine et du mélange vapeur-air, et en mesurant en permanence la densité (f) effective du mélange puis en la comparant avec au mains une valeur limite (Pl,/p2) indicative d'un mélange qui est très dilué avec de l'air et, par conséquent, explosif, des moyens étant également prévus pour empêcher et/ou limiter la propagation de l'explosion et pour que le mélange vapeur-air dans le tuyau de retour soit à coup sûr turbulent
en amont de la pompe à déplacement positif.
2. Système pour la récupération sûre de vapeurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour empêcher et/ou limiter la propagation de l'explosion consiste (a) en deux pièges (26, 27) à flammes insérés à raison d'un dans le tuyau (19) de retour de vapeur du pistolet distributeur et d'un en aval de la pompe (21) à déplacement positif, (b) un prolongement du tuyau de retour depuis le dispositif de condensation de vapeur aussi loin que la base de la cuve souterraine de l'installation et (c) la présence d'une
pompe aspirante (32).
3. Systàme pour la récupération de vapeurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour régler à chaque instant la vitesse de rotation du moteur électrique (36') de la pompe aspirante (21) à déplacement positif pour le mélange vapeur-air consiste en: un registre de mémorisation (39) dans lequel les valeurs Pv(T) de la pression de la vapeur en fonction de la température pour le carburant utilisé sont mémorisées et aux entrées duquel sont appliquées les valeurs mesurées de la température (Tc) de carburant distribué et la température (Tm) du mélange vapeur-air, respectivement, et aux sorties duquel sont reliées une unité opérationnelle (45) à laquelle sont appliquées les valeurs mesurées de la pression atmosphérique (Po) et desdites températures (Tc et Tm), la sortie de cette unité opérationnelle, qui traite la donnée d'entrée en fonction de l'expression [1 + Po-Pv(Tc). T - Po-Pv(Tm)] l Pgo Tc Po | étant alors envoyée à un comparateur (47) qui la compare avec 1 et si elle est inférieure à 1 la rend égale à 1 tandis que dans les antres cas il la laisse inchangée, la sortie de ce comparateur étant envoyée à une unité de multiplication (49) à laquelle sont également envoyées la quantité volumétrique mesurée (Qc) de carburant distribué et la sortie d'une autre unité opérationnelle (51) qui calcule le terme Po Po-àp cette unité recevant à son entrée les valeurs mesurées de la pression atmosphérique (Po) et de la chute de pression ( /p) du mélange vapeur-air mesuré à l'entrée de la pompe à déplacement positif; un autre registre de mémorisation, dans lequel les valeurs (/ 1 et P/ 2) de densité limite, basées sur la température sont mémorisées et recevant la température mesurée (Tm) et sa sortie étant reliée à une troisième unité opérationnelle (56) à laquelle la sortie d'une seconde unité de multiplication (58) est reliée, les entrées de cette dernière recevant la sortie d'un registre de mémorisation (60) dans lequel les valeurs expérimentales de K en fonctions de la température sont émorisées et dont l'entrée reçoit ladite valeur Tm et la sortie d'une autre unité opérationnelle (62) dont les entrées reçoivent ladite chute de pression /Up et la sortie de rétroaction du moteur électrique, qui donne la vitesse instantannée de rotation du moteur, cette unité opérationnelle traitant la donnée d'entrée en fonction de a b l'expression Ap /v, la sortie de la troisième unité opérationnelle (56) qui détermine le terme étant ensuite envoyée à un comparateur (65) qui la laisse inchangée si elle se situe entre 0 et 1, la rend égale à 1 si elle est supérieure à 1, et la rend égale à 0 si elle est inférieure à 0, et fournit un signal de sortie simultané pour arrêter la distribution de carburant, la sortie de ce dernier comparateur étant envoyée à ladite unité de multiplication (49) dont la sortie est reliée à un diviseur (69) destiné à effectuer une division par le déplacement connu (C) du piston de la pompe (21) à déplacement positif utilisée, de manière que sa sortie représente la vitesse de rotation optimale (n) de la pompe, laquelle vitesse est finalement envoyée conjointement avec ladite sortie de rétroaction du moteur électrique, à l'entrée d'un dispositif de commande PID (71) dont la sortie alimente le moteur électrique (36) par l'intermédiaire d'un convertisseur couple-courant (72).
4. Système pour la récupération sûre de vapeurs selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
lesdits moyens assurant un mouvement turbulent du mélange vapeur-air dans le tuyau de retour (19) en amont de la pompe (21) à déplacement positif consiste en un élément hélicoldal inséré dans le tuyau de
retour en amont de la pompe.
5. Système pour la récupération sûre de vapeurs selon l'une
quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les
moyens assurant un mouvement turbulent du mélange vapeur-air dans le tuyau de retour (19) en amont de la pompe (21) à déplacement positif consiste en une matière granulaire (35) que l'on fait adhérer, à l'aide d'un adhésif, à la paroi intérieure du tuyau de retour en
amont de la pompe.
6. Système pour la récupération sûre de vapeurs selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les
moyens assurant un mouvement turbulent du mélange vapeur-air dans le tuyau de retour (19) en amont de la pompe (21) à déplacement positif consiste en une rugosité de la paroi intérieure dudit tuyau obtenue
par usinage mécanique ou attaque chimique.
7. Sytème pour la récupération sire de vapeurs selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les
moyens assurant un mouvement turbulent du mélange vapeur-air dans le tuyau de retour (19) en amont de la pompe (21) à déplacement positif sont appliqués à la partie du tuyau de retour qui se trouve à l'intérieur du pistolet distributeur lui-même, cette partie ayant une
section sensiblement plus petite que le reste du tuyau de retour.
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Effective date: 20081029 |