WO1996025358A1 - Systeme de degazage pour un distributeur d'hydrocarbures - Google Patents
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- WO1996025358A1 WO1996025358A1 PCT/FR1996/000235 FR9600235W WO9625358A1 WO 1996025358 A1 WO1996025358 A1 WO 1996025358A1 FR 9600235 W FR9600235 W FR 9600235W WO 9625358 A1 WO9625358 A1 WO 9625358A1
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Definitions
- the present invention relates to a degassing system for a hydrocarbon distributor.
- a hydrocarbon dispenser comprising means for controlling the gas content of the hydrocarbon.
- the hydrocarbon distributor is provided with a vortex type degasser which is associated with detection means making it possible to interrupt the distribution of hydrocarbons as soon as the gas content in the latter is greater than a predetermined value.
- Vortex degassers are commonly used in this type of installation. They consist in creating a helical circulation of the mixture of liquid and gas in an elongated cylindrical enclosure, in collecting the fraction enriched in liquid by a lateral tube and in taking the fraction enriched in gas by an axial tube.
- Figure 1 attached schematically illustrates the degassing device commonly used in hydrocarbon distributors.
- the pump 12 which passes the hydrocarbon from its storage tank 14 to the vortex degasser 16 which is constituted by an elongated cylindrical enclosure as already indicated.
- the hydrocarbon possibly charged with gas is introduced at a first end of the enclosure 16 by the line 18 so that a helical movement of the hydrocarbon is created in the enclosure 16.
- the lateral line 22 it is withdraws the degassed hydrocarbon and via the axial pipe 20 the fraction of the liquid possibly enriched in gas is removed.
- the sampling tube 20 is connected with a pipe 26 which is itself connected to a degassing tank or degassing tank 24.
- this known degassing system has a relatively long response time since when the liquid / gas mixture becomes enriched with liquid, it is necessary to unnecessarily pour enough liquid into the degassing tank to raise the level of liquid so to make the valve travel its entire stroke between its open position and its closed position.
- the invention proposes a degassing system for a hydrocarbon distributor comprising a pump for circulating the hydrocarbon, comprising a degassing assembly having an inlet connected to the outlet of the pump. , a degassed hydrocarbon outlet and an outlet for withdrawing the hydrocarbon / gas mixture, a degassing tank and means forming a pipe for connecting said sampling outlet to said degassing tank, the end of said means forming a pipe opening into said tank degassing presenting an adjustable effective passage section, remarkable in that it further comprises pressure means for modifying said effective passage section as a function of the gas content of the hydrocarbon in the degassing assembly.
- valve control is carried out a posteriori and downstream since it is necessary that liquid flows into the degassing tank for the valve to close, whereas in the invention the control pressure means is a priori and upstream, the degassing system being immediately effective.
- said means forming a pipe comprise a single pipe, and in that said pressure means comprise, at the end of the pipe opening into said degassing tank, means forming a venturi provided with a neck, said neck being immersed in the hydrocarbon contained in said degassing tank, the outlet of said venturi being disposed above the level of the hydrocarbon and being provided with a restriction, said neck of means forming venturi being provided with an opening opening into the hydrocarbon of said degassing tank, whereby when the gas content of the hydrocarbon leaving through said pipe is large, part of the flow of the mixture also leaves through said opening.
- said pipe-forming means comprise a first and a second pipe, in that the open end of the first pipe opens into said degassing tank, and in that said pressure means comprise a shutter through which said second pipe opens into said degassing tank and means for controlling the closing of said shutter when the gas content in the hydrocarbon is less than a predetermined value.
- said pipe-forming means comprise a first pipe, a first end of which is connected to said sampling outlet and the other end of which is connected to venturi means having a neck and a outlet fitted with a restriction arranged above the level of the hydrocarbon in said degassing tank, a second pipe, one end of which is connected to the sampling outlet and the other end of which opens into said degassing tank above the free level of hydrocarbon, and in that said pressure means comprise a movable shutter of said pipe and control means of said shutter so that the shutter is open when the pressure at the neck of the venturi means is high and that said shutter is closed otherwise.
- FIG. 2a shows in vertical section a first embodiment of the degassing system
- FIG. 2b, 2c and 2d are detail views showing different embodiments of the venturi means
- FIG. 3 shows a second embodiment of the degassing system
- FIG. 4 shows a third embodiment of the degassing system
- - Figure 5 shows in vertical section a fourth embodiment of the degassing system
- - Figure 6 shows a fifth embodiment of the degassing system
- - Figure 7a is a vertical sectional view of the assembly of a sixth embodiment of the degassing system.
- Figure 7b is a detail view of Figure 7a.
- FIG. 2a we will describe a first embodiment of the degassing system.
- the pump 12 with its non-return valve 30 and its filter 31 which circulates the hydrocarbon arriving through line 32 of the storage tank.
- the outlet 33 of the pump is connected to the vortex degassing enclosure 16 of which the axial sampling pipe 20 and the outlet pipe 22 of the degassed hydrocarbon have been shown.
- a recycling circuit 34 provided with the valve 36 which makes it possible to reintroduce at the inlet of the pump the excess flow of hydrocarbon.
- the degassing tank 24 which comprises a valve 37 allowing the recycling of the hydrocarbon at the inlet of the pump after its degassing in the degassing tank 24.
- This structure is well known in distributors of hydrocarbons to allow degassing of the hydrocarbon delivered.
- the sampling pipe 20 is connected to a pipe 38 which opens into the degassing tank 24. More specifically, the end 38a of the pipe 38 is connected to a venturi device 40, this venturi device comprising a neck 42 and an outlet 44 opening above the free level of the hydrocarbon in the tank 24. This outlet 44 is preferably provided with a flow restriction 46.
- the neck 42 of the venturi 40 is provided with an opening 48 which is arranged below the regulated free level of the hydrocarbon in the tank 24.
- the opening 48 provided in the neck 42 of the venturi allows, according to the invention, to modify the effective passage section of the gas / liquid mixture flowing in line 38 as a function of the gas content.
- the operation of the venturi 40 with its orifice 48 is as follows.
- a venturi or herschel type nozzle is capable creating a strong depression at the neck when the latter is traversed by a flow of fluid Q v pure liquid supplied by the upstream pressure P and opening at atmospheric pressure P 0 .
- the absolute pressure at the neck can be close to zero, limited only by the vapor pressure of the fluid. This pressure p at the neck can still remain very low even if a restriction 46 is placed downstream of the depressor: the orifice 48 formed at the neck then makes it possible to draw liquid into the tank.
- This flow of aspirated liquid q v then mixes with the flow Q v supplied by the pressure P and a flow q v + Qv leaves towards atmospheric pressure.
- the pressure drop on restriction 46 increases, going from a value proportional to Q v 2 to a value proportional to (Q v + qv) 2 which has the effect of slowing the flow rate Q v for the same pressure P It is no longer the same when gas is mixed in the fluid flow Q v passing through the nozzle.
- the relative pressure p at the throat of the nozzle increases rapidly until it becomes strongly positive and passes above atmospheric pressure P 0 : the flow q v is reversed and the fluid containing air is evacuated at the neck.
- the degassing can then be carried out not only downstream of the nozzle but also through the lateral opening at the neck 48, appreciably increasing the evacuation efficiency.
- the effective outlet section is reduced when the gas content is zero or very low. As the gas content increases, the effective cross-section also increases.
- the operation of the degassing installation shown in FIG. 2a is as follows: in the absence of air in the hydrocarbon, a flow rate Q v exits through the pipe 38 and passes through the venturi 40 to go towards the tank degassing. In the absence of gas, the depression formed at the neck of the venturi causes the suction of a flow of liquid q v , the mixture Q v + qv being expelled towards the degassing tank through the restriction 46.
- the effective flow which ends up in the degassing tank is limited to Q v since the flow q v only circulates locally by entering and then leaving the nozzle. This nozzle acts as a circulation pump for the flow q v and must therefore provide work. Its internal resistance increases and its feed rate Qv is reduced.
- FIG. 2b shows in more detail a form of venturi 40 of conventional type which , according to the invention, is provided with the orifice 48.
- FIG. 2c a venturi device of the Golaz nozzle / tube type has been represented with an annular vacuum chamber 50 into which opens the orifice 48 ′ which is the equivalent of the orifice 48.
- This arrangement is strictly equivalent to that of Figure 2b.
- FIG. 2d another equivalent of the venturi device has been shown, which is constituted by a nozzle 52 of the injector type similar to that used to mix the gases intended to supply the burners.
- the annular opening 54 plays exactly the same role as the orifice 48 or the orifice 48 '.
- venturi device is meant not only the venturi proper of Figure 2b but also the nozzle devices shown in Figures 2c and 2d.
- the axial sampling tube 20 is always connected to a tube 38 provided at its end with a venturi device 40, the neck 42 of the venturi device being provided with an orifice 48.
- the axial sampling tube 20 is also connected to a second pipe 60, the outlet 62 of which opens into the degassing tank 24 can be closed off by a movable valve system 64 controlled by a deformable membrane 66.
- the control chamber 68 of the valve limited by the deformable membrane 66 is directly connected to the opening 48 provided in the neck 42 of the venturi 40.
- the operation of this embodiment is as follows.
- the outlet 44 of the venturi 40 is provided with a restriction 46 which makes it possible to limit the flow rate flowing through the venturi to a low value of the order of 1 to 2 liters per minute for example. If the flow rate Q v flowing through the line 38 is devoid of gas, the neck 42 of the venturi is in depression and the deformable membrane 66 is maintained in a position such that the movable shutter 64 is closed. Line 60 is therefore inactive.
- FIG. 4 we will describe a third embodiment of the degassing device.
- This embodiment is based on the observation that the presence of air or gas in the hydrocarbon drawn in by the pump generally leads to a reduction in the distribution pressure, which in the alternative decreases the degassing capacities.
- This embodiment takes advantage of this reduction in the pressure of the hydrocarbon when it contains air.
- the second pipe 60 also connects the sampling tube 20 to a chamber 72 provided with a ball valve constituted by the ball 74, the seat 76 and the return spring 78 which tends to separate the ball from its seat.
- the pressurization of the installation causes a jet Q ′ v in the line 60 which presses the ball 74 on its seat 76 by compressing the spring 78.
- the flow in the line 60 is therefore interrupted. If as a result of a strong gas suction, the pressure drops, and in particular the pressure in the pipe 60, below a certain value, the spring 76 moves the ball away from its seat allowing the installation of a flow permanent degassing in line 60 which is added to the flow rate in line 38.
- the degassing by the vortex degasser 16 is thus significantly improved.
- Another method intended to increase the efficiency of degassing is set out in FIG. 5.
- This constant flow Q of the pump 12 is ensured at all times by regulating the return valve 36.
- This variation in ⁇ p developed at two pressure taps located on either side of the inlet 33 of the vortex tube 16, for example, is directed by two conduits 80 and 82 towards a membrane sensor 84 carrying a valve. valve 86.
- This valve 86 can modify the effective section of the auxiliary degassing channel 60 ′ by which a flow Q ′ v can be added to the permanent flow Q v which flows through the main channel 38 provided at its end 14 d 'a restriction 70 which strongly limits Q v .
- Figures 6 and 7a illustrate two embodiments of the degassing system based on this principle.
- the axial sampling pipe 20 is connected on the one hand to the pipe 38 provided with its restriction 70 and on the other hand to the auxiliary pipe 60 whose end 60a is provided with a valve 92 controlled by the displacements of a deformable membrane 94.
- the position of the membrane 94 and therefore the state of the valve 92 are controlled by the pressure prevailing in a control chamber 96.
- a pipe 98 allows a permanent flow towards the degassing tank 24.
- the end 98a of the pipe 98 is disposed above the free level of the hydrocarbon in the tank 24 and is directed upwards to form a fluid jet 100. This jet 100 is directed to a recovery nozzle 102 connected to the control chamber 96.
- the pipe 38 connected to the axial sampling pipe 20 of the vortex degasser 16 comprises a branch pipe 60 "of small section whose end 60" has an outlet in the degassing tank 24.
- the end 38a of the pipe 38 is connected to a slide valve 1 10.
- the valve 1 10 has an outlet 1 12 disposed in the tank 24 above the free level of the hydrocarbon in the tank.
- the drawer 1 14 of the valve 1 10 is controlled by a pressure applied to its end face 1 14a, its other end face 1 14b being subjected to the action of a return spring 1 16.
- a pipe 118 ensures permanent communication between the zone 90 of the outlet 22, 34 of the degasser 16 with the control chamber 120 of the slide valve 1 10 defined by the end 1 14a of the drawer.
- the pressure prevailing in the zone 90 is permanently applied to the end face 1 14a of the valve spool.
- the drawer 1 14 When the pressure is high in the zone 90, the drawer 1 14 is pushed back by compressing the spring 1 16. In this position, the drawer 1 14 interrupts the communication between the inlet 38a and the outlet 1 12 of the valve. Only the pipe 60 "allows the liquid to exit to the tank 24. On the contrary, when the pressure in the zone 90 is lower, the slide 1 14 occupies the position shown in FIG. 7a and the liquid / gas mixture can also exit through the valve 1 10, which of course increases the effective degassing section.
- FIG. 7b illustrates a preferred embodiment of part of the device shown schematically in Figure 7a.
- the valve 1 10 is constituted by a body 120 having an inlet opening 122 connected to the end 38a of the pipe 38 and an outlet opening 124.
- the drawer 1 14 has an annular light 126 allowing for certain positions of the drawer communicate entry and exit.
- An orifice 128 opening directly into the tank 24 constitutes the equivalent of the pipe 60 ".
- a return spring 130 which acts on a shoulder 132 of the drawer.
- the control chamber 134 of the valve is directly connected to the zone 90 by a screw 136 having a hole 138, 140. This screw 136 constitutes the equivalent of the pipe 1 18 of FIG. 7a.
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Abstract
L'invention concerne un système de dégazage pour un distributeur d'hydrocarbures comportant une pompe (12) de mise en circulation de l'hydrocarbure. Le système comprend un ensemble de dégazage (16) présentant une entrée raccordée à la sortie de la pompe, une sortie (90) d'hydrocarbure dégazé et une sortie (20) de prélèvement du mélange hydrocarbure/gaz, une cuve de dégazage (24) et des moyens formant conduite (38, 60') pour relier ladite sortie de prélèvement à ladite cuve de dégazage. L'extrémité desdits moyens formant conduite débouchant dans ladite cuve de dégazage présente une section de passage effective ajustable. Le système comprend en outre des moyens (110, 118) de pression pour modifier ladite section de passage effective en fonction de la teneur en gaz de l'hydrocarbure.
Description
SYSTEME DE DEGAZAGE POUR UN DISTRIBUTEUR D'HYDRCXZARBURES
La présente invention a pour objet un système de dégazage pour un distributeur d'hydrocarbures.
On sait que, dans les distributeurs d'hydrocarbures, il est nécessaire de procéder au dégazage de l'hydrocarbure afin d'assurer que l'hydrocarbure effectivement délivré à l'utilisateur à l'aide du distributeur correspond effectivement à de l'hydrocarbure et non à un mélange volumétrique d'hydrocarbure liquide et de gaz.
Dans le brevet européen No. 0 357 513, on a décrit un distributeur d'hydrocarbures comprenant des moyens de contrôle de la teneur en gaz de l'hydrocarbure. Dans ce document, le distributeur d'hydrocarbures est muni d'un dégazeur du type à vortex qui est associé à des moyens de détection permettant d'interrompre la distribution d'hydrocarbures dès que la teneur en gaz dans celui-ci est supérieure à une valeur prédéterminée. Les dégazeurs à vortex sont couramment utilisés dans ce type d'installation. Ils consistent à créer une circulation hélicoïdale du mélange de liquide et de gaz dans une enceinte cylindrique allongée, à recueillir la fraction enrichie en liquide par une tubulure latérale et à prélever la fraction enrichie en gaz par une tubulure axiale. La figure 1 annexée illustre de façon schématique le dispositif de dégazage couramment utilisé dans des distributeurs d'hydrocarbures. Sur cette figure, on a représenté la pompe 12 qui fait passer l'hydrocarbure de son réservoir de stockage 14 vers le dégazeur à vortex 16 qui est constitué par une enceinte cylindrique allongée comme on l'a déjà indiqué. L'hydrocarbure éventuellement chargé en gaz est introduit à une première extrémité de l'enceinte 16 par la conduite 18 de telle manière que l'on crée un mouvement hélicoïdal de l'hydrocarbure dans l'enceinte 16. Par la conduite latérale 22, on prélève l'hydrocarbure dégazé et par la conduite axiale 20 on prélève la fraction du liquide éventuellement enrichie en gaz. La tubulure de prélèvement 20 est raccordée avec une conduite 26 qui est elle-même raccordée à un bac de dégazage ou cuve de dégazage 24.
Au vu du dispositif de la figure 1 , on comprend que l'un des problèmes lié à un tel système est que, dans le cas le plus fréquent où la teneur en gaz est très faible, en réalité la tubulure de prélèvement axiale 20 va prélever une quantité non négligeable d'hydrocarbures,
éventuellement très peu chargée en gaz. On comprend que ce prélèvement d'hydrocarbure qui est transféré au bac de dégazage diminue le rendement effectif de l'installation puisque cette partie de l'hydrocarbure doit être recyclée après son séjour dans le bac 24 vers l'entrée de la pompe 12.
On comprend que, en revanche, lorsque l'hydrocarbure pour une raison accidentelle est chargé en gaz, il est nécessaire de prévoir une tubulure de prélèvement 20 d'un diamètre suffisant pour prélever effectivement la fraction d'hydrocarbure chargée en gaz. On connaît également du brevet américain n° 2 779 503 un système de dégazage du type de celui représenté à la figure 1 , dans lequel l'extrémité de la conduite débouchant dans la cuve de dégazage porte un clapet dont la section de passage effective est ajustable sous l'action d'un flotteur reposant dans le liquide contenu dans la cuve. Lorsque la teneur en liquide est importante dans le mélange liquide/gaz prélevé en sortie de l'enceinte de dégazage, la cuve s'emplit de liquide ce qui a pour effet d'élever le niveau de liquide dans la cuve de dégazage et donc de fermer le clapet. A l'inverse, si le mélange prélevé est riche en gaz, le niveau de liquide dans la cuve reste sensiblement constant et le clapet reste ouvert au passage du gaz.
Cependant, on peut constater que ce système de dégazage connu présente un temps de réponse relativement long puisque lorsque le mélange liquide/gaz s'enrichit en liquide il faut déverser inutilement suffisamment de liquide dans la cuve de dégazage pour élever le niveau de liquide de manière à faire parcourir au clapet toute sa course entre sa position ouverte et sa position fermée.
C'est pour remédier à cet inconvénient que l'invention propose un système de dégazage pour un distributeur d'hydrocarbures comportant une pompe de mise en circulation de l'hydrocarbure, comprenant un ensemble de dégazage présentant une entrée raccordée à la sortie de la pompe, une sortie d'hydrocarbure dégazé et une sortie de prélèvement du mélange hydrocarbure/gaz, une cuve de dégazage et des moyens formant conduite pour relier ladite sortie de prélèvement à ladite cuve de dégazage, l'extrémité desdits moyens formant conduite débouchant dans ladite cuve de dégazage présentant
une section de passage effective ajustable, remarquable en ce qu'il comprend en outre des moyens de pression pour modifier ladite section de passage effective en fonction de la teneur en gaz de l'hydrocarbure dans l'ensemble de dégazage. On comprend que, grâce à cette disposition de l'invention, lorsque la teneur en gaz est très faible, le prélèvement d'hydrocarbure va être réduit par réduction de la section de passage effective des moyens formant conduite. En revanche, lorsque la teneur en gaz est élevée, on conserve une section de passage effective élevée, ce qui permet le prélèvement efficace du gaz et, par voie de conséquence, un bon rendement du dégazage de l'hydrocarbure. De plus, la transition entre une section de passage effective et une autre se fait sans pratiquement aucune inertie puisque les variations de pression dans l'ensemble de dégazage se transmettent quasi instantanément aux moyens de pression.
On notera enfin que dans le brevet américain précité la commande du clapet est effectuée a posteriori et en aval puisqu'il faut que du liquide s'écoule dans la cuve de dégazage pour que le clapet se ferme, alors que dans l'invention la commande des moyens de pression se fait a priori et en amont, le système de dégazage étant immédiatement efficace.
Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, lesdits moyens formant conduite comprennent une unique conduite, et en ce que lesdits moyens de pression comprennent, à l'extrémité de la conduite débouchant dans ladite cuve de dégazage, des moyens formant venturi pourvus d'un col, ledit col étant immergé dans l'hydrocarbure contenu dans ladite cuve de dégazage, la sortie dudit venturi étant disposée au-dessus du niveau de l'hydrocarbure et étant munie d'une restriction, ledit col des moyens formant venturi étant muni d'une ouverture débouchant dans l'hydrocarbure de ladite cuve de dégazage, par quoi lorsque la teneur en gaz de l'hydrocarbure sortant par ladite conduite est importante une partie du débit du mélange sort également par ladite ouverture.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, lesdits moyens formant conduite comprennent une première et une deuxième conduite, en ce que l'extrémité ouverte de la première
conduite débouche dans ladite cuve de dégazage, et en ce que lesdits moyens de pression comprennent un obturateur par l'intermédiaire duquel ladite deuxième conduite débouche dans ladite cuve de dégazage et des moyens pour commander la fermeture dudit obturateur lorsque la teneur en gaz dans l'hydrocarbure est inférieure à une valeur prédéterminée.
Selon un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention, lesdits moyens formant conduite comprennent une première conduite dont une première extrémité est raccordée à ladite sortie de prélèvement et dont l'autre extrémité est raccordée à des moyens formant venturi présentant un col et une sortie munie d'une restriction disposée au-dessus du niveau de l'hydrocarbure dans ladite cuve de dégazage, une deuxième conduite dont une première extrémité est raccordée à la sortie de prélèvement et dont l'autre extrémité débouche dans ladite cuve de dégazage au-dessus du niveau libre d'hydrocarbure, et en ce que lesdits moyens de pression comprennent un obturateur mobile de ladite conduite et des moyens de commande dudit obturateur de telle manière que l'obturateur soit ouvert lorsque la pression au col des moyens formant venturi est élevée et que ledit obturateur soit fermé dans le cas contraire.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux 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 , déjà décrite, montre un système connu de dégazage pour distributeur d'hydrocarbures ;
- la figure 2a montre en coupe verticale un premier mode de réalisation du système de dégazage ; - les figures 2b, 2c et 2d sont des vues de détail montrant différents modes de réalisation des moyens formant venturi ;
- la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation du système de dégazage ;
- la figure 4 montre un troisième mode de réalisation du système de dégazage ;
- la figure 5 montre en coupe verticale un quatrième mode de réalisation du système de dégazage ;
- la figure 6 montre un cinquième mode de réalisation du système de dégazage ; - la figure 7a est une vue en coupe verticale de l'ensemble d'un sixième mode de réalisation du système de dégazage ; et
- la figure 7b est une vue de détail de la figure 7a.
En se référant tout d'abord à la figure 2a, on va décrire un premier mode de réalisation du système de dégazage. Sur la figure 2a, on a représenté la pompe 12 avec son clapet anti-retour 30 et son filtre 31 qui met en circulation l'hydrocarbure arrivant par la conduite 32 de la cuve de stockage. La sortie 33 de la pompe est reliée à l'enceinte de dégazage à vortex 16 dont on a représenté la tubulure de prélèvement axial 20 ainsi que la tubulure 22 de sortie de l'hydrocarbure dégazé. On a représenté également sur la figure un circuit de recyclage 34 muni du clapet 36 qui permet de réintroduire à l'entrée de la pompe le débit excédentaire d'hydrocarbure. On a représenté également sur cette figure le bac de dégazage 24 qui comporte un clapet 37 permettant le recyclage de l'hydrocarbure à l'entrée de la pompe après son dégazage dans le bac de dégazage 24. Cette structure est bien connue dans les distributeurs d'hydrocarbures pour permettre le dégazage de l'hydrocarbure délivré.
Selon l'invention, la conduite de prélèvement 20 est raccordée à une conduite 38 qui débouche dans le bac de dégazage 24. Plus précisément, l'extrémité 38a de la conduite 38 est raccordée à un dispositif de venturi 40, ce dispositif de venturi comportant un col 42 et une sortie 44 débouchant au-dessus du niveau libre de l'hydrocarbure dans le bac 24. Cette sortie 44 est munie de préférence d'une restriction de débit 46. Le col 42 du venturi 40 est muni d'une ouverture 48 qui est disposée en-dessous du niveau libre régulé de l'hydrocarbure dans le bac 24. L'ouverture 48 ménagée dans le col 42 du venturi permet, selon l'invention, de modifier la section de passage effective du mélange gaz/liquide circulant dans la conduite 38 en fonction de la teneur en gaz. Le fonctionnement du venturi 40 avec son orifice 48 est le suivant. On sait qu'une tuyère du type venturi ou herschel est capable
de créer une forte dépression au niveau du col lorsque celui-ci est parcouru par un débit de fluide Qv liquide pur alimenté par la pression amont P et débouchant à la pression atmosphérique P0. La pression absolue au col peut être voisine de zéro, limitée seulement par la tension de vapeur du fluide. Cette pression p au col peut encore rester très basse même si une restriction 46 est placée à l'aval du déprimogène : l'orifice 48 pratiqué au niveau du col permet alors d'aspirer du liquide dans la cuve.
Ce débit de liquide aspiré qv se mélange alors avec le débit Qv fourni par la pression P et un débit qv + Qv sort vers la pression atmosphérique. La perte de charge sur la restriction 46 s'accroît, passant d'une valeur proportionnelle à Qv 2 à une valeur proportionnelle à (Qv + qv)2 ce qui a pour effet de freiner le débit Qv pour la même pression P. Il n'en est plus du tout de même lorsque du gaz se trouve mélangé dans le débit fluide Qv parcourant la tuyère.
Dans ce cas, la pression relative p au col de la tuyère croit rapidement jusqu'à devenir fortement positive et passe au-dessus de la pression atmosphérique P0 : le débit qv s'inverse et du fluide contenant de l'air est évacué au niveau du col. Le dégazage peut s'effectuer alors non seulement vers l'aval de la tuyère mais aussi par l'ouverture latérale au col 48, augmentant sensiblement l'efficacité d'évacuation. En d'autres termes, la section effective de sortie est diminuée lorsque la teneur en gaz est nulle ou très faible. Au fur et à mesure que la teneur en gaz augmente, la section effective augmente également.
Le fonctionnement de l'installation de dégazage représentée sur la figure 2a est le suivant : en l'absence d'air dans l'hydrocarbure, un débit Qv sort par la conduite 38 et passe à travers le venturi 40 pour aller vers la cuve de dégazage. En l'absence de gaz, la dépression formée au col du venturi provoque l'aspiration d'un débit de liquide qv, le mélange Qv + qv étant expulsé vers la cuve de dégazage en passant par la restriction 46. Le débit effectif qui aboutit dans la cuve de dégazage se limite à Qv puisque le débit qv ne fait que circuler localement en entrant puis en sortant de la tuyère. Cette tuyère agit comme une pompe de circulation du débit qv et doit pour cela fournir
du travail. Sa résistance interne augmente et son débit d'alimentation Qv est réduit.
En revanche, lorsque le débit Qv dans la conduite 38 présente une teneur en gaz plus importante, il se développe une surpression au niveau du col 42 du venturi et un débit du mélange est expulsé non seulement par l'extrémité 44 du venturi mais également par l'ouverture 48. Le dégazage est rendu beaucoup plus efficace par l'augmentation de la section d'évacuation et la diminution de la résistance interne du venturi 40. La figure 2b montre plus en détails une forme de venturi 40 de type classique qui, selon l'invention, est muni de l'orifice 48.
Sur la figure 2c, on a représenté un dispositif de venturi du type tuyère/trompe de Golaz avec une chambre à vide 50 annulaire dans laquelle débouche l'orifice 48' qui est l'équivalent de l'orifice 48. Cette disposition est strictement équivalente à celle de la figure 2b.
Sur la figure 2d, on a représenté un autre équivalent du dispositif de venturi qui est constitué par une tuyère 52 du type injecteur analogue à celle utilisée pour mélanger les gaz destinés à alimenter des brûleurs. L'ouverture annulaire 54 joue exactement le même rôle que l'orifice 48 ou l'orifice 48'.
Dans l'ensemble de la description, il faut comprendre que par dispositif de venturi on vise non seulement le venturi proprement dit de la figure 2b mais également les dispositifs de tuyère représentés sur les figures 2c et 2d. En se référant maintenant à la figure 3, on va décrire un deuxième mode de réalisation du dispositif de dégazage. Dans ce mode de réalisation, la tubulure axiale de prélèvement 20 est toujours raccordée à une tubulure 38 munie à son extrémité d'un dispositif de venturi 40, le col 42 du dispositif de venturi étant muni d'un orifice 48. Dans ce mode de réalisation, la tubulure de prélèvement axial 20 est également raccordée à une deuxième conduite 60 dont la sortie 62 débouchant dans la bac de dégazage 24 peut être obturée par un système de clapet mobile 64 commandé par une membrane déformable 66. La chambre de commande 68 du clapet limitée par la membrane déformable 66 est directement raccordée à l'ouverture 48 ménagée dans le col 42 du venturi 40.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation est le suivant. La sortie 44 du venturi 40 est munie d'une restriction 46 qui permet de limiter le débit s'écoulant par le venturi à une valeur faible de l'ordre de 1 à 2 litres par minute par exemple. Si le débit Qv circulant par la conduite 38 est dépourvu de gaz, le col 42 du venturi est en dépression et la membrane déformable 66 est maintenue dans une position telle que l'obturateur mobile 64 soit fermé. La conduite 60 est donc inactive. En revanche, lorsque dans la conduite 38 on a un débit Qv contenant du gaz, le col 42 du venturi est le siège d'une surpression qui agit sur la membrane déformable 66 pour ouvrir l'obturateur 64. La conduite 60 est donc rendue active et la section de passage effective totale est augmentée.
En se référant maintenant à la figure 4, on va décrire un troisième mode de réalisation du dispositif de dégazage. Ce mode de réalisation est basé sur la constatation que la présence d'air ou de gaz dans l'hydrocarbure aspiré par la pompe conduit généralement à une diminution de la pression de distribution, ce qui subsidiairement diminue les capacités de dégazage. Ce mode de réalisation met à profit cette diminution de la pression de l'hydrocarbure lorsqu'il contient de l'air. Dans ce mode de réalisation, on trouve toujours la première conduite 38 raccordée à la tubulure de prélèvement axial 20, cette tubulure 38 se terminant par une restriction 70 disposée au- dessus du niveau libre de l'hydrocarbure. La deuxième conduite 60 raccorde également la tubulure de prélèvement 20 à une chambre 72 munie d'un clapet à bille constitué par la bille 74, le siège 76 et le ressort de rappel 78 qui tend à écarter la bille de son siège. La mise sous pression de l'installation provoque un jet Q'v dans la conduite 60 qui plaque la bille 74 sur son siège 76 en comprimant le ressort 78. Le débit dans la conduite 60 est donc interrompu. Si par suite d'une forte aspiration de gaz, la pression tombe, et notamment la pression dans la conduite 60, au-dessous d'une certaine valeur, le ressort 76 éloigne la bille de son siège permettant l'installation d'un débit de dégazage permanent dans la conduite 60 qui vient s'ajouter au débit dans la conduite 38. Le dégazage par le dégazeur à vortex 16 se trouve ainsi nettement amélioré.
Une autre méthode destinée à augmenter l'efficacité du dégazage est exposée sur la figure 5. On met à profit l'existence d'un débit quasi-constant élaboré par la pompe 12 en absence d'air dans le carburant et par suite l'existence d'une perte de charge Δp peu variable à la sortie 33 de la pompe en un lieu où le fluide subit des variations brusques de profil d'écoulement. Ceci est en particulier le cas au niveau de l'entrée du dégazeur à vortex 16 qui fait aboutir le fluide tangentiellement dans le tube 5 où a lieu la centrifugation.
Ce débit constant Q de la pompe 12 est assuré à tout moment grâce à la régulation du clapet de retour 36.
La perte de charge Δp étant proportionnelle au produit de la masse volumique p du fluide par le carré de son débit Q, Δp = KpQ2, l'aspiration d'air fait diminuer rapidement la masse volumique p ainsi que le débit Q ce qui conduit à une décroissance rapide de Δp. Cette variation de Δp, élaborée au niveau de deux prises de pression situées de part et d'autre de l'entrée 33 du tube vortex 16, par exemple, est dirigée par deux conduits 80 et 82 vers un capteur à membrane 84 portant un clapet de valve 86. Cette valve 86 peut modifier la section effective du canal de dégazage auxiliaire 60' par lequel un débit Q'v peut s'ajouter au débit permanent Qv qui s'écoule par le canal principal 38 muni à son extrémité 14 d'une restriction 70 qui limite fortement Qv.
En l'absence d'air, la forte valeur de Δp ferme la valve 86 et
Q'v = 0. A partir d'une valeur prédéterminée d'air aspiré par la pompe et passant par l'entrée 33 du vortex, le clapet 86 est ouvert et Q'v ≠ 0 ce qui augmente les sections effectives d'évacuation des gaz par le canal 38.
Dans tout ce qui précède, on a cherché à augmenter l'efficacité du dégazage des distributeurs d'hydrocarbures en créant une section de passage supplémentaire pour l'échappement de l'air avant que le produit délivré au client ne contienne une quantité de gaz dépassant les limites imposées par les règlements. On peut aussi prévoir un dégazage auxiliaire seulement dès que du gaz se manifeste dans le carburant ayant subi un dégazage insuffisant par suite d'une saturation des éléments servant à la séparation. C'est ainsi que l'on peut analyser le fluide qui a cheminé à la sortie 22, 34 du dégazeur 16 et qui ne peut
contenir légalement que 0,5 ou 1% de gaz suivant la nature du carburant. Cette analyse peut se faire par exemple dans la zone 90 en amont du clapet 36 de la conduite de recyclage 34 qui constitue également la conduite de sortie 22 de l'hydrocarbure "dégazé" hors du dégazeur à vortex 16.
Les figures 6 et 7a illustrent deux modes de réalisation du système de dégazage basés sur ce principe.
Selon le mode de réalisation de la figure 6, la conduite axiale de prélèvement 20 est raccordée d'une part à la conduite 38 munie de sa restriction 70 et d'autre part à la conduite auxiliaire 60 dont l'extrémité 60a est munie d'un clapet 92 commandé par les déplacements d'une membrane déformable 94. La position de la membrane 94 et donc l'état du clapet 92 sont commandés par la pression régnant dans une chambre de commande 96. Dans la zone 90, une conduite 98 permet un écoulement permanent vers la cuve de dégazage 24. L'extrémité 98a de la conduite 98 est disposée au-dessus du niveau libre de l'hydrocarbure dans la cuve 24 et est dirigée vers le haut pour former un jet fluide 100. Ce jet 100 est dirigé vers une buse de récupération 102 raccordée à la chambre de commande 96. Cette buse élabore une pression dynamique qui est appliquée à la membrane 94. Le clapet 92 s'ouvre lorsque la pression dynamique du jet est devenue insuffisante permettant un écoulement supplémentaire de dégazage par la conduite auxiliaire 60. Selon le mode de réalisation de la figure 7a, la conduite 38 raccordée à la conduite axiale de prélèvement 20 du dégazeur à vortex 16 comprend une conduite dérivée 60" de faible section dont l'extrémité 60"a débouche dans la cuve de dégazage 24. L'extrémité 38a de la conduite 38 est raccordée à un clapet à tiroir 1 10. Le clapet 1 10 comporte une sortie 1 12 disposée dans la cuve 24 au-dessus du niveau libre de l'hydrocarbure dans la cuve. Le tiroir 1 14 du clapet 1 10 est commandé par une pression appliquée sur sa face d'extrémité 1 14a, son autre face d'extrémité 1 14b étant soumise à l'action d'un ressort de rappel 1 16. Une conduite 118 assure une communication permanente entre la zone 90 de la sortie 22, 34 du dégazeur 16 avec la chambre de commande 120 du clapet à tiroir 1 10 définie par
l'extrémité 1 14a du tiroir. Ainsi, la pression régnant dans la zone 90 est appliquée en permanence sur la face d'extrémité 1 14a du tiroir du clapet.
Lorsque la pression est élevée dans la zone 90, le tiroir 1 14 est repoussé en comprimant le ressort 1 16. Dans cette position, le tiroir 1 14 interrompt la communication entre l'entrée 38a et la sortie 1 12 du clapet. Seule la conduite 60" permet la sortie du liquide vers la cuve 24. Au contraire, lorsque la pression dans la zone 90 est plus faible, le tiroir 1 14 occupe la position représentée sur la figure 7a et le mélange liquide/gaz peut sortir également à travers le clapet 1 10, ce qui augmente bien sûr la section effective de dégazage.
La figure 7b illustre un mode préféré de réalisation d'une partie du dispositif représenté schématiquement sur la figure 7a. Le clapet 1 10 est constitué par un corps 120 présentant une ouverture d'entrée 122 raccordée à l'extrémité 38a de la conduite 38 et une ouverture de sortie 124. Le tiroir 1 14 présente une lumière annulaire 126 permettant pour certaines positions du tiroir de faire communiquer l'entrée et la sortie. Un orifice 128 débouchant directement dans la cuve 24 constitue l'équivalent de la conduite 60". Dans le corps 120 du clapet est monté un ressort de rappel 130 qui agit sur un épaulement 132 du tiroir. La chambre de commande 134 du clapet est directement raccordée à la zone 90 par une vis 136 présentant un perçage 138, 140. Cette vis 136 constitue l'équivalent de la conduite 1 18 de la figure 7a.
Claims
1. Système de dégazage pour un distributeur d'hydrocarbures comportant une pompe ( 12) de mise en circulation de l'hydrocarbure, ledit système comprenant un ensemble de dégazage (16) présentant une entrée (33) raccordée à la sortie de la pompe, une sortie (22) d'hydrocarbure dégazé et une sortie (20) de prélèvement du mélange hydrocarbure/gaz, une cuve de dégazage (24) et des moyens formant conduite pour relier ladite sortie de prélèvement à ladite cuve de dégazage, l'extrémité desdits moyens formant conduite (38, 60, 60', 60") débouchant dans ladite cuve de dégazage présentant une section de passage effective ajustable, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (84, 74, 92, 1 10, 40, 48, 64) de pression pour modifier ladite section de passage effective en fonction de la teneur en gaz de l'hydrocarbure dans l'ensemble (16) de dégazage.
2. Système de dégazage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens formant conduite comprennent une unique conduite (38), et en ce que lesdits moyens de pression comprennent, à l'extrémité de la conduite débouchant dans ladite cuve de dégazage, des moyens formant venturi (40) pourvus d'un col (42), ledit col étant immergé dans l'hydrocarbure contenu dans ladite cuve de dégazage (24), la sortie (44) dudit venturi étant disposée au-dessus du niveau de l'hydrocarbure et étant munie d'une restriction (46), ledit col des moyens formant venturi étant muni d'une ouverture (48) débouchant dans l'hydrocarbure de ladite cuve de dégazage, par quoi lorsque la teneur en gaz de l'hydrocarbure sortant par ladite conduite est importante une partie du débit du mélange sort également par ladite ouverture.
3. Système de dégazage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens formant conduite comprennent une première
(38) et une deuxième (60) conduite, en ce que l'extrémité ouverte de la première conduite débouche dans ladite cuve de dégazage (24), et en ce que lesdits moyens de pression comprennent un obturateur (64, 74, 86) par l'intermédiaire duquel ladite deuxième conduite (60) débouche dans ladite cuve de dégazage et des moyens (66, 72, 84) pour commander la fermeture dudit obturateur lorsque la teneur en gaz dans l'hydrocarbure est inférieure à une valeur prédéterminée.
4. Système de dégazage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens formant conduite comprennent une première conduite (38) dont une première extrémité est raccordée à ladite sortie de prélèvement (20) et dont l'autre extrémité est raccordée à des moyens formant venturi (40) présentant un col (42) et une sortie munie d'une restriction disposée au-dessus du niveau de l'hydrocarbure dans ladite cuve de dégazage (24), une deuxième conduite (60) dont une première extrémité est raccordée à la sortie de prélèvement et dont l'autre extrémité débouche dans ladite cuve de dégazage au-dessus du niveau libre d'hydrocarbure, et en ce que lesdits moyens de pression comprennent un obturateur mobile (64) de ladite conduite et des moyens de commande (66) dudit obturateur de telle manière que l'obturateur soit ouvert lorsque la pression au col des moyens formant venturi est élevée et que ledit obturateur soit fermé dans le cas contraire.
5. Système de dégazage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens formant conduite comprennent une première conduite (38) dont une première extrémité est raccordée à la sortie de dégazage (20) et dont l'autre extrémité débouche dans ladite cuve de dégazage (24) et une deuxième conduite (60) dont une première extrémité est reliée à ladite sortie de dégazage, et en ce que lesdits moyens de pression comprennent, à l'autre extrémité de la deuxième conduite débouchant dans ladite cuve de dégazage, un clapet à bille taré (72, 74, 76) de telle manière qu'en l'absence de gaz dans l'hydrocarbure le clapet soit fermé et que, pour une teneur en gaz supérieure à une valeur prédéterminée, ledit clapet soit ouvert sous l'effet des variations de pression du fluide circulant dans ladite deuxième conduite.
6. Système de dégazage selon la revendication 3, dans lequel la sortie de ladite pompe (12) comporte des restrictions (33) de part et d'autre desquelles il se crée une différence de pression représentative de la teneur en gaz de l'hydrocarbure à la sortie de ladite pompe, caractérisé en ce que lesdits moyens formant conduite comprennent une première conduite (38) dont une première extrémité est raccordée à la sortie de dégazage (20) et dont l'autre extrémité débouche dans ladite cuve de dégazage (24) et une deuxième conduite (60') dont une première extrémité est reliée à ladite sortie de dégazage, et en ce que lesdits moyens de pression comprennent, à l'autre extrémité de la deuxième conduite débouchant dans ladite cuve de dégazage, un clapet (86) commandé par les déplacements d'un capteur de pression différentielle (84) et des moyens (80, 82) pour appliquer la différence de pression existant de part et d'autre desdites restrictions audit capteur de pression différentielle.
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit capteur de pression différentielle est une membrane déformable (84) qui est soumise à ladite différence de pression.
8. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens formant conduite comprennent une première conduite (38) dont une première extrémité est raccordée à la sortie de dégazage (20) et dont l'autre extrémité débouche dans ladite cuve de dégazage et une deuxième conduite (60, 60") dont une première extrémité est reliée à ladite sortie de dégazage, et en ce que lesdits moyens de pression comprennent un clapet (92, 1 10) à l'autre extrémité de la deuxième conduite débouchant dans ladite cuve de dégazage et des moyens (98, 1 18) pour appliquer audit clapet une pression en provenance de la zone de sortie de l'hydrocarbure dégazé (90) de telle manière, que pour une faible teneur en gaz dans ledit liquide dont la pression est appliquée, le clapet soit fermé et que celui-ci soit ouvert lorsque ladite teneur dépasse une valeur prédéterminée.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit clapet est une vanne (1 10) à tiroir mobile et en ce que ledit tiroir (1 14) est commandé par ladite pression.
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