Brevet FR2550823A1 — publié le 19850222

-1 La présente invention concerne un appareil placé dans un réservoir et destiné à faciliter le pompage des combustibles liquides et notamment quant ceux-ci subissent l'hiver des modifications de leurs caractéristiques physiques aprés une immobilisation prolongée au froid. Cet appareil permet également de réchauffer les combustibles et de mettre en suspension les particules lourdes et l'eau. Elle se rapporte à un appareil capable de contenir le fluide, et pouvant assurer le rôle d'une crépine dtaspiration dans 10 un réservoir. Les procédés actuels utilisent des tubes munis ou non de filtres et plongeant directement dans la masse du liquide. Ces méthodes n'entraînent pas un réchauffage control& du fluide ni un brassage de celui-ci Il en résulte des difficultés importantes au niveau du pompage notamment à cause du dép t des particules lourdes au fond du réservoir, comme les précipitations do cristaux de paraffine, et l'accumulation de l'eau. Il est proposé divers genres de réchauffeurs circulatoires du combustible, mais tous font appel â des sources de chaleur extérieures, entra nant des consommations importantis d'énergie De plus ces dispositifs connus présentent des inconvénients, dont le plus grave est l'incapacité de pomper des combustibles liquides froide dans les réservoirs, si 25 ceux-ci ne sont paa intégralement chauffée. De façon générele, il ets'agit de matériels couteux et relativement difficiles b adopter sur des réservoirs existants, et qui ne peuvent pas satisfaire complètement les exigences nées de la dégradation des caractéristiques physico-chimiques 30 des combustibles liquides. A tel point, que dans de nombreux cas les industriels utilisent des produits chimiques pour améliorer les conditions de pompabilité des combustibles liquides. Ces additifs malgré l'efficacité dont ils font preuve, n'emp Schent pas le dépôt des particules lourdes de paraffine fractionnées de s'amasser an fond de réservoir. Il s'en suit des perturbations importantes dans le cycle du pompage et dans le passage des filtres qui se trouvent alors colmatées. 2550 ? 23 -.2 L'appareil monté -sn crépine d'aspiration noyée dans le comtible liquide, fonctionne en réchauffeur de masse, en régulateur de température, en anticristallisant de paraffine, en brasseur émulsionneur et en économiseur d'énergie. Il se compose d'une cuvette circulaire sur laquelle est posée une demi sphère formant enceinte Cette demi sphère est percée dans sa partie inférieure de lumières directionnelles verticales Elle est fermée à sa partie supérieure par un dégazeur, et renferme une pipe de puisage en son centre. Le dit appareil comporta un moyen de réchauffage, constitué par un serpentin intérieur Il est équipé d'une régulation de température, et peut étre muni d'ailettes de transfert de calories et dtun tube latéral de sonde. Le serpentin monté à l'intérieur est percé de trous direction15 nels calibrée, destinées à créer un flux giratoire dans l'enceinte et hors de l'enceinte, et permettant un lavage et un réchauffage du fluide. La régulation de température montée sur l'appareil permet de maintenir une t-empérature constante à l'aspiration de la 20 pompe alimentaire de l'installation thermique. La cuvette circulaire permettant le passage de l'eau et des sédiments, ceux-ci sont extraits par la pompe alimentaire. La pipe de puisage montée à l'intérieur de l'enceinte est munie d'orifices empilés permettant de pomper en priorité 25 les parties supérieures de l'enceinte en cas de nécessité. Le dégazeur est muni d'un flotteur intérieur qui assurs an appuyant sur son siège une étanchéité indispensable au bon fonctionnement de l'appareil. Si le niveau du combustible venait & baisser dans l'enceinté 30 le déplacement du flotteur permettrait un remplissage par le haut de l'enceinte. Le dégazeur eot muni de lumières directionnelles, actives au moment du remplissage de l'enceinte par le haut, Les difficultés exposées plus haut et concernant les problèmes liée à l'utilisation des combustibles liquides, ont été contournées par des appareils, montés soit dans let réservoirs avec chauffage électrique, soit dan lue filtres avec chauffage électrique ou thermique par eau, soit directement sur les circuits avec des échangeurs dlectriquee, _ 3 La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en utilisant la totalité de l'énergie thermique contenue dans le flux du trop plein du gavage des pompes alimentaires et de retour de fuites, retournant dans le réservoir. L'appareil simple, peu couteux, d'encombrement réduit est monté en crépine d'aspiration sur une canalisation raccordée à la pompe alimentaire. Il permet de pomper la quasi totalité des combustibles actuels dans des conditions améliorées, de pompage, de régulation de 10 température et d'économie d'tnergie ntutilisant aucune source d'énergie extérieure, telle que, eau chaude, air chaud ou électricité. L'invention sera décrite plus un détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: 15 la figure 1 est un plan général de l'appareil, avec une coupe interne. la figure 2 est une coupe générale de l'appareil. la figure 3 est une coups partielle à plus grande échelle -de la partie inférieure du serpentin intérieur. la figure 4 est une coupe à grande échelle du dégazeur placé à la partie supérieure de la demi-sphere Y la figure 5 est une coupe du dégazeur. la figure 6 est uns coupe partielle à grande échelle de la partie inférieure de la demi-sphère. la figure 7 est une coupe à grande échelle du régulateur intégré, placé sur la demi-sphère. la figure 8 est une coupe partielle du régulateur montrant son fonctionnement. la figure 9 représente un schéma de montage dans le cas 30 d'une pompe d'injection. la figura 10 représente un schéma de montage dans le cas d'un brleur. Sur la figure 2, une demi-sphère retournée ( 1) comporte à sa périphérie inférieure des lumières directionnelles verticales ( 2), et à l'intérieur un serpentin ( 4) portant à sa partie inférieure des trous calibrés directionnels ( 5). Ce serpentin ( 4) est raccordé par une canalisation ( 11) au régulateur de réchauffage ( 8) placé à la partie supérieure de l'appareil, ainsi que le dégazeur ( 6). La pipe d'aspiration ( 7) comporte des lumières d'aspiration( 12) dans sa partie remontante ( 13) Elle peut avoir une toute autre forme et une autre disposition des lumières d'aspiration. La demi-sphère retournée ( 1) est placée dans une cuvette circulaire ( 3). Sur la figure 3, est représentée une coupe du serpentin de réchauffage ( 4) percé de trous calibrése directionnels'( 5) qui peuvent Strea équipés de buses placées à l'extérieur de la demi-sphère Sur la figure 4:est représentée uns coupe du dégazeur ( 6) se 10 composant d'un corps cylindrique comportant un épaulement ( 14) soudé à la demi-sphère ( 1) Le dégazeur ( 6) est percé de lumières directionnelles verticales ( 15) débouchant dans une caverne cylindrique ( 16) dans laquelle se déplace verticalement un flotteur sphérique ( 17) Un cheminée ( 18 l) est placée dans 15 la partie supérieure du corps du dégazeur ( 6). Sur la figure 5 est représentée une coupe du dégazeur ( 6) montrant la fond du dégazeur ( 6) percé de trous calibrés ( 19). Sur la figure 7 sont représentés les détails de réalisation du régulateur de réchauffage ( 8) comportant une arrivée de combustible ( 20) un départ de combustible ( 21) un opercule à membrane ( 22) attelé par une tige ( 23) à un tiroir ( 24) coulissant entre les deux canaux ( 25) et ( 26) le tout solidaire d'un ressort de rappel ( 27) Le canal ( 25) est raccordé au serpentin de réchauffage ( 4) alors que le canal ( 26) débouche 25 directement à l'extérieur de la demi-sphère dans le réservoir. Sur la figure 9 est représenté un schéma de montage de l'appareil, avec une pompe alimentaire ( 28) un filtre ( 29)une pompe d'injection ( 30) tels que places dans un circuit d'alimentation un gas ail d'un véhicule routier par exemple, 30 avec régulation ( 8) du réchauffage. Sur la figure 10 est représenté un schéma de montage de l'appareil, avec une pompe alimentaire ( 28) un filtre ( 29) un réchauffeur ( 31) un br Oleur ( 32), tels que placés dans un circuit d'alimentation an fuel de chaudière par exemple, sans régulation du réchauffage celui-ci-étant assuré par le réchauffeur ( 31). Le fonctionnement de l'appareil conforme à l'invention illustrée de dessins, permet de pomper des combustibles liquides dans des réservoirs Le terme de réservoir étant dans le cadre de l'invention, pris dans son sens le plus large. Toutefois il est important de remarquer, que cet appareil peut présenter d'autres applications et être utilisé dans d'autres domaines de la technique. La description qui va suivre de l'utilisation non limitative de l'appareil selon l'invention, permettra en regard des dessins annexés de bien comprendre comment celle-ci peut etre mise en pratique L'appareil noyé dans le bac de tranquillisation deun réservoir contenant du combustible liquide, est raccordé, d'une part, 10 à l'aspiration de la pompe alimentaire ( 28), d'autre part, à la sortie du trop plein du gavage de la pompe d'injection ( 30). Le combustible ainsi contenu dans la demi-sphère retournée ( 1) protégé par l'enveloppe étancha de l'appareil oet isolé de l'ambiance du réservoir par le flotteur sphérique ( 17) 15 assurant l'étanchéité sur son siège. La température du réservoir étant progressivement abaisséea, comme cela se produit an hiver après un certain temps d'immobilisation du véhicule, les cristaux de paraffine contenus dans le combustible tendent à s'agglomérer dans la 20 partis basse du réservoir, même ai ceux-ci ont pu subir un traitement par additifs chimiques. Seule est protégée de ce phénomène la partie de combustible se trouvant dans le volume supérieur interne de la demi-sphbre ( 1) du fait d'une différence de tension superficielle au sein 25 du liquide, et du phénomène conjugué du dép t des paraffines alourdies. Au moment du démarrage de la pompe alimentaire ( 28) la combustible est aspiré dans la canalisation ( 9) par là pipe d'aspiration ( 7) munie dans sa partie remontante ( 13) de 30 lumières d'aspiration ( 12). Les cristaux de paraffine étant agglomères en partie basse du réservoir et obstruant les lumières directionnelles verticales ( 2) de la demi- sphère ( 1), le combustible non figé de la partie haute du réservoir, pénètre dans la demi-sphère ( 1) par la pipe de dégazage ( 6) le flotteur sphérique ( 17) étant abaissé. Sachant que le retour du trop plein de gavage de la pompe d'injection ( 30) a un débit variant peu en fonction de la charge, et s'établissant entre quarante et soixante pour cent du débit de la pompe alimentaire( 28) avec un L Tde 250 le processus de réchauffage va commencer dans les premières secondes du démarrage du moteur. Le retour au réservoir s'effectuant par la canalisation ( 10) raccordée au serpentin ( 4) par le tuyau ( 11), le combustible réchauffé va rentrer dans la demi-sphère ( 1) an traversant des trous calibrés directionnels ( 5) en créant un mouvement giratoire de lavage et de réchauffage de la partie basse de la demi-sphère ( 1) et de la cuvette circulaire ( 3). Progressivement le flux en mouvement va faire fusionner les10 cristaux de paraffine, entraînant le combustible dans un mouvement de rotation accéléré par les lumières directionnelles verticales ( 2) placées en bas de la demi-sphère ( 1). La conjugaison de ces divers apports de flux, va tendre à faire remonter le combustible dans le haut de l'encainte, 15 créant ainsi des échanges thermiques importants. Le serpentin ( 4) en chauffant en même temps les parois de la demi-sphère ( 1) va communiquer ses calories à la masse du combustible se trouvant directement en contact avec la demi-sphère ( 1). Au moment o la libre circulation du combustible en partie basse de la demi-sphère ( 1) permettra un remplissage parfait de celle-ci par le bas, le flotteur sphérique ( 17) viendra à nouveau obstruer le canal de la cheminée ( 18) préparant ainsi le prochain cycle de refroidissement. La température du combustible à l'entrée de la pompe d'injection ( 30) ne devant pas dépasser une certaine valeur, le régulateur de température ( 8) fonctionnera de la façon suivante Le combustible réchauffé venant de la demi-sphère ( 1) et pénétrant dans le corps du régulateur de température ( 8) par le canal ( 21) va surfacer ltopercule à membrane ( 22) Si la température du combustible augmente par trop, l'opercule à membrane ( 22) en se dilatant va déplacer le tiroir ( 24) par l'intermédiaire de la tige ( 23) détournant le flux de combustible du canal ( 25) raccordé à la demisphère ( 1) dans le canal ( 26) donnant 35 directement dans le réservoir, et isolant ainsi la demi-sphère ( 1) La température du combustible diminuant dans le corps de la demi-sphère ( 1), le flux de combustible passant dans le canal ( 21) va refroidir l'opercule à membrane ( 22) le tiroir ( 23) revenant à sa place initiale par l'intermédiaire du 4 s ressort ( 27). Une régulation automatique de la température du combustible va ainsi se produire. Cette amélioration du fonctionnement de l'appareil n'est pas indispensable dans le cas o le-circuit d'alimentation est S muni comme pour le br Oleur ( 32) d'un réchauffeur ( 31). Néanmoins elle peut présenter des avantages dans le cas ou l'industriel souhaite pouvoir réguler en amont la température de puisage du combustible. De plus cette solution offre l'avantage de permettre une fluidification des particules visqueuses contenues dans les produits pétroliers, notamment en pratiquant un brassage permanent au niveau de la crépine d'aspiration, remettant ainsi les particules et l'eau en suspension avant leur pcmpage Un agitateur auxiliaire peut tre installé pour 15 accel&rer encore le brassage dans l'enceinte. L'adjonction d'un tube ( 33) sur la demi-sphère ( 1)g faisant office de sonde et raccordé à l'extérieur du réservoir ' une pompe doseuse ou à toute autre installation, permettra d'introduire dans l'enceinte des substances externes ou 20 d'autres produits, sans avoir à traiter par là m 8 me, la totalité du réservoir Ces éléments injectés suivant divers procédé seraient ainsi brassés et aspirés immédiatement par la pompe alimentaire. Pour améliorer le rendement du réchauffage de masse du G au serpentin de réchauffage ( 4) contenu dans la demi-sphere ( 1) il peut tre fixé sur le corps de la demi-sphère ( 1) des ailettes de transmission des calories ou tout autre systèmes en nombre et en formes suffisants selon les résultats à obtenir. Un échangeur auxiliaire peut aussi ntre installé en amont de l'appareil, pour augmenter 18 AT du flux de réchauffagea Dans le cas ou une accumulation accidentelle de gaz viendrait à se produire dans le corps de la demi-sphère ( 1), l'abaissement du flotteur sphérique ( 17) permettrait un dégazage immédiat de l'enceinte avec évacuation à l'atmosphère par l'intermédiaire de la prise d'air du réservoir, empochant ainsi un désamorçage de la pompe alimentaire ( 28) Un clapet d'isolement peut être installé sur la partie supérieure de la cheminée ( 18). L'appareil selon l'invention apparalt constituer une amélioration sensible dans le domaine considéré La demi-sphère inversée, le dégazeur et le régulateur de réchauffage installés dans ltappareil, celui-ci posé comme crépine d'aspiration paraissent nouveaux. Mobilisant la totalité des calories contenues dans le retour de la pompe d'injection, ltappareil constitue aussi un économiseur d'énergie, d'une part, en n'utilisant pas d'énergie extérieure pour son fonctionnement autre que celle 10 qui auparavent était perdue, d'autre part, en permettant d'alimenter la pompe d'injection avec un combustible préalablement chauffé et régulé, ce qui améliore considéra-. blement la pulvérisation des injecteurs et la combustion dans le moteur. Ces deux avantages techniques entraînant automatiquement une économie de consommation et une réduction de pollution par les gaz d'échappement. L'appareil permet d'éviter la purge systématique des réservoirs pour en extraire l'eau et les sédiments, cette opération étant effectuée en continu aussitôt que l'appareil fonctionne. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les modes de réalisation qui n'en différeraient que par des détails, par des variantes d'éxécution ou 25 par l'utilisation de moyens équivalents Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent étre apportées à l'appareil décrit, sans sortir du cadre de l'invention. l'inventîon ne doit pas non plus tre considérée comme limitée à son utilisation dans le pompage des combustibles 30 liquides On pourrait par exemple utiliser un dispositif absolument comparable pour résoudre les mêmes problèmes sur d'autres fluides. Enfin l'invention n'est nullement limitée aux moyens constituants des équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons, 35 si ceux-ci sont éxécutés suivant son esprit. REVENDICATIONS 1 Réchauffeur économissur de combustibles liquides monté en crépine d'aspiration noyée dans le fluide et assurant les fonctions de réchauffeur de masse, régulateur de température, anticristallisant de paraffine, brasseur émulsionneur et économiseur d'énergie, se composant d'une cuvette circulaire ( 3) sur laquelle est posée une demi-sphère ( 1) formant enceinte, percée de lumières directionnelles verticales ( 2), fermée par un dégazeur ( 6), traversée par une pipe de puisage ( 7), caractérisée par le fait qu'elle comporte un moyen de 10 réchauffage ( 4) disposé à sa périphérie, équipé d'une régulation ( 8) et que cette enceinte peut être munie d'un tube latéral de sonde ( 33) et d'ailettes de transfert de calories. 2 Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la 15 revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réchauffage ( 4) est un serpentin monté à l'intérieur de l'enceinte, percé de trous directionnels calibrés ( 5) créant un flux giratoire dans l'enceinte et hors de ltenceinte, et permettant un lavage et un réchauffage avec mise en suspension 20 des particules lourdes et de l'eau. 3 Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de réchauffage est muni d'une régulation automatique ( 8) destinée à maintenir une température déterminée dans l'enceinte. 4 Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette circulaire ( 3) permet le passage de l'eau et des sédiments, qui tombant dans celle-ci sont entraînés par le flux giratoire de ltenceinte# remontés et pompés par la pompe alimentaire ( 28) 30 à travers la pipe de puisage ( 7). Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la revendication 4, caractérisé an ce que la pipe de puisage ( 7) est munie d'orifices empilés ( 12) permettant de pomper en priorité les parties supérieures de l'enceinte ( 1). 6 Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dégazeur ( 6) est muni d'un flotteur ( 17) assurant l'étanchéité et permettant le remplissage de l'enceinte ( 1) qui maintient une tension _ 10 superficielle interne du fluide suffisante pour empocher la cristallisation des paraffines et pour assurer leur fluidification au moment du démarrage. 7 Réchauffeaur économiseur de combustibles liquides selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dégazeur ( 6) est muni de lumières directionnelles( 15) créant un flux tournant dans l'enceinte. 8 Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la revendication 1, 2 et 7, caractérisé en ce que l'enceinte 10 est munie dans sa partie inférieure de lumières directionnelles( 2)créant un flux tournant dans et hors de l'enceinte. La conjugaison des flux améliore la vitesse de rotation du o A fluide et augmente les échanges thermiques. 9 Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la 15 revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte peur être équipée d'un tube latéral de sonde ( 33) raccordé à l'extérieur du réservoir. Réchauffeur économiseur de combustibles liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte ( 1) peut être équipée d'ailettes de transmission de calories, internes ou externes, ou les deux réunis.