Brevet FR2646937A1 — publié le 19901116

PROCEDE ET SYSTEME DE DOSAGE AUTOMATIQUE D'UN ADDITIF DANS UN HYDROCARBURE La présente invention concerne un procédé et un système de dosage automatique d'un additif dans un hydrocarbure, qui est plus particulièrement conçu pour être intégré dans un camion-citerne. L'hydrocarbure peut être un produit pétrolier du type fuel domestique par exemple. Dans le secteur pétrolier, le besoin se fait sentir de plus en plus de livrer aux revendeurs ettou particuliers des produits qui comprennent un additif, suceptible notamment d'atténuer l'odeur, de permettre une meilleure combustion desdits produits, ou d'éviter le gel desdits produits lorsqu'il se produit des périodes de froid. Des tentatives ont été effectuées pour mélanger l'additif à l'hydrocarbure dans la citerne du camion, de manière à délivrer à l'utilisateur un produit additionné. Toutefois, elles n'ont pas abouti à une exploitation satisfaisante en raison de la disparité qui existe entre les utilisateurs, certains souhaitant un produit non additionné, d'autres exigeant plus ou moins d'additif. De plus, lthomogénéisation du mélange n'est pas réalisée convenablement du fait d'une possible modification des caractéristiques de l'additif. En effet, suivant que l'additif a été stocké plus ou moins, il présente une perte d'aptitude à être mélangé naturellement. Le plus souvent, il est impératif d'effectuer un brassage mécanique du mélange. La présente invention a pour but de résoudre le probleme en effectuant l'injection d'additif dans l'hydrocarbure à l'utilisateur, avec le dosage souhaité par ledit utilisateur. Le système selon la présente invention comprend une pompe disposée entre une citerne et un compteur volumétrique de distribution dudit hydrocarbure, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens d'émission d'impulsions électriques correspondant au volume d'hydrocarbure délivré par le compteur volumétrique, des moyens de comptage d'un nombre prédéterminé d'impulsions électriques, des moyens pour prélever dans une réserve d'additif une quantité d'additif correspondant au nombre d'impulsions prédéterminé, et des moyens pour injecter dans l'hydrocarbure à distribuer ledit additif prélevé, l'energie nécessaire au fonctionnement des divers moyens de comptage, de prélèvement et d'injection d'additif étant fournie par au moins une source d'énergie. Cela permet d'ajuster la quantité d'additif injectée dans l'hydrocarbure à différentes valeurs puisqu'elle dépend du volume d'hydrocarbure mesuré par le compteur volumétrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la majeure partie du système est logée dans un coffret calorifugé, qui occupe relativement peu de place et qui peut donc être monté facilement sur tout camion-citerne sans nécessité une adaptation spéciale de ce dernier. De plus, tous les organes électriques sont conçus pour être alimentés à partir d'une batterie 24 volts équipant généralement le camion-citerne. D'autres avantages et caractéristiques apparaItront à la lecture de la description d'un mode préféré de l'invention, donnée à titre indicatif mais non limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation simplifiée du système selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe de la pompe de prélèvement et d'injection d'additif; - la figure 3 est une représentation synoptique d'une commande électro-pneumatique du système selon l'invention. Un camion-citerne, non représenté, comprend une citerne l constituant un réservoir pour le produit à distribuer, une pompe principale de distribution 2 et un compteur volumétrique 3 qui mesure le volume du produit délivré à un utilisateur. Au compteur volumétrique dont le compteur 3 a été détaché sur la figure 1, est associé un émetteur d'implusions 4 qui émet une impulsion chaque fois qu'un litre de produit est délivré par exemple. L'émetteur d'impulsions 4 est bien connu des spécialistes et ne sera pas décrit dans le détail, ni d'ailleurs les liaisons entre le compteur 3 et l'émetteur d'impulsions 4 qui permettent une telle émission d'impulsions. L'émetteur d'impulsions est alimenté en énergie électrique par la batterie 24 volts du camion-citerne, et il est connecté par une ligne 5 à un compteur présélecteur 6 dont une fonction est de compter les impulsions électriques émises par l'émetteur 4 jusqu'à ce qu'un nombre prédéterminé d'impulsions soit atteint, ce qui correspond à une certaine quantité de produit délivré. te compteur présélecteur 6 commande également un circuit électropneumatique représenté sur la figure 3, et qui est associé à une pompe 7 de prélèvement et d'injection d'un additif à incorporer dans le produit à délivrer. La pompe 7 est à simple ou double effet selon les besoins. Un exemple de pompe est commercialisé par la société GRACO. Une source 8 de fluide sous pression, par exemple 6 bars, met en pression, par l'intermédiaire d'un circuit électropneumatique représenté sur la figure 3, la partie 9 du cylindre 10 qui est située au-dessus d'un palier fixe il. La partie 12 du cylindre, située audessous du piston fixe est reliée à l'atmosphère par des orifices 13. La tige fixe et creuse 14 du cylindre est mise à l'atmosphère grâce à un orifice 15. Sur la tige 14 se déplace un piston différentiel mobile 16 qui, en fin de montée, vient en butée sur un ressort supérieur 17.De chaque c8té du piston mobile 16 sont montées des plaques de butée supérieure 18 et inférieure 19, reliées par de petites tiges 20 passant à travers des passages 21 ménagés dans le piston mobile 16. ta surface supérieure 22 du piston mobile -16 est plus grande que la surface inférieure 23. lorsque la plaque supérieure 18 vient en butée sur le ressort 17, cela provoque l'ouverture des extrémités inférieures des passages 21 par déplacement de l'équipage 18 à 20, il s'établit alors un équilibre des pressions de part et d'autre du piston mobile 16. Comme la surface supérieure 22 est plus grande que la surface inférieure 23, le piston mobile 16 est déplacé vers le bas et provoque l'évacuation ou le refoulement de l'additif qui avait rempli la pompe au cours du mouvement ascendant du piston mobile 16, à travers un orifice non représenté mais qui est situé au-dessous du palier fixe 11, dans une partie 38 de la pompe 7. L'additif est refoulé à travers une conduite 24 et un clapet anti-retour 25 dans une conduite de distribution 26, en amont de la pompe 2, pour être mélangé à l'hydrocarbure délivré par la conduite 26 (figure 1). Une ou plusieurs résistances chauffantes 27 sont accolées à un réservoir d'additif 29 et montées en série avec un thermostat 28. Les résistances 27 et le thermostat 28 sont alimentés en énergie électrique à partir d'unebatterie 24 volts continue 30 qui équipe généralement le camion-citerne. La ou les résistance(s) chauffante(s) 27 rechauffent l'additif pour l'amener à une température appropriée pour faciliter le mélange avec l'hydrocarbure. De manière à permettre le fonctionnement du système selon l'invention avec une énergie électrique la plus. réduitepossible, on a cherché et trouvé une solutiqn grâce à laquelle l'énergie électrique, tirée de la batterie, était la plus réduite possible. Une telle solution est représentée sur la figure 3, dans laquelle on utilise également une source pneumatique. La batterie 30 alimente seulement l'émetteur dtimpul- sions 4, le thermostat 28 et la ou les résistance(s) chauffante(s) 27, le compteur préselecteur 6 et une électrovanne 31 reliée en série avec ledit compteur préselecteur 6. Dès le début du fonctionnement du compteur. volumétrique 3, l'émetteur 4 émet des impulsions, par exemple une impulsion par litre d'hydrocarbure délivré. Si l'on suppose par exemple que le volume cyclique de la pompe d'additif 6 est de 68 cm3 et que le dosage d'additif est choisi pour être égale à 1/1000, on constate que la valeur de présélection est 68 ce qui correspond à 68 cm3 x 1000 = 68 litres 1 De ce fait, lorsque le compteur présélecteur compte 68 impulsions, il revient à zéro et excite'l'électrovanne 31 qui est, donc mise sous tension. Une vanne pneumatique 32 reliée à la source de fluide sous pression 8, en l'occurence de l'air sous-pression, déjà enclenchée permet à l'air sous-pression de passer dans un distributeur de commande pneumatique 33. Lors de la premiers utilisation de la pompe 7, cette dernière est remplie d'additif et le piston mobile 16 est dans la position haute, en appui sur le ressort supérieur 17. Dans ces conditions, la pression régnant de part de d'autre du piston mobile 16 est égale. A la sortie d'un capteur de pression 34, monté à l'extrémité supérieure de ladite pompe 7, il est délivré un signal. L'air comprimé provenant de la source 8 passe à travers la vanne pneumatique 32, l'électrovanne 31, une extrémité D+ du distributeur de commande pneumatique 33 pour aboutir sur l'entrée Eb d'une mémoire bistable 35. Llétat 1 de l'entrée Eb et de l'extrémité D+ du distributeur est maintenu pendant une très brève période de l'ordre de 50 ms. Après quoi, l'état passe à zéro mais le distributeur 33 et la mémoire 35 ne basculent pas et gardent leur position.Les entrées E3 et E4 d'une porte ET NON-ET 36 ainsi que l'entrée E2 d'une porte ET 37 sont à l'état 1, l'entrée E1 de ladite porte ET 36 étant à zéro car la sortie S1 de la mémoire 35 est à l'état zéro. Lors de la phase descendante du piston mobile 16 qui correspond au refoulement de l'additif hors de la pompe 7 et à son injection dans la conduite 26, il y a présence d'air sur le capteur 34 puisque la partie située au-dessus du piston ne communique pas avec l'atmosphère par l'intérieur de la tige creuse 14 et l'orifice 15. En fin de descente du piston 16, le capteur 34 passe à l'état zéro, l'entrée E3 étant alors à l'état 1 et l'entrée E4 passe à l'état zéro permettant à la porte NON-ET 36 d'être passante. Ceci provoque le basculement de la mémoire, avec la sortie à l'état 1. De ce fait, E1 passe à l'état 1 et E2 et E4 passent à l'état zéro. En fin de remontée du piston mobile 16, le capteur de pression;34 repasse à l'état I et fait passer E2 à l'état 1 de manière à faire basculer la porte ET 37 qui est alors à l'état 1 en sortie ce qui entraine le changement d'état du distributeur 33, coupant alors l'alimentation en air sous pression de la pompe. Le cycle-est terminé. Comme on peut le constater, l'énergie nécessaire au fonctionnement de la pompe d'additif est du type pneumatique qui est -disponible sur un camion-citerne usuel. I1 va de soi que le nombre prédéterminé peut varier en fonction des demandes des utilisateurs. Si on veut par exemple un dosage à 2/1000, la valeur de consigne ou prédéterminée pour le compteur préselecteur sera de 68 x 1000 ; 34 litres 2 au lieu de 68, comme dans l'exemple précédent. Cela signifie que chaque fois que le compteur distributeur délivrera 34 litres, un cycle de mélange d'additif sera commandé. De la même manière, avec un dosage de 0,5/1000, le cycle de mélange d'additif s'effectuera tous les 136 litres d'hydrocarbure. De préférence, la température de l'additif est supérieure ou égale à 50C de manière à réaliser-un bon mélange avec l'hydrocarbure. ta logique pneumatique de la figure 3 est enfermée dans un bottier 39 calorifugé et monté sur une paroi du réservoir d'additif 29. ta pompe d'additif 7 est également montée sur la même-paroi du réservoir 29, de manière à occuper le moins de place possible. On peut si on le désire, incorporer le système selon l'invention dans un caisson calorifuge 43 dont une partie est représentée sur la figure 1. On peut également utiliser des impulsions pneumatiques au lieu d'impulsions électriques, qui assureraient la commande d'un présélecteur pneumatique, qui présente l'avange de pouvoir être utilisé dans un environnement où une source.électrique est interdite. De même, on peut choisir une autre pompe d'additif simple ou double effet ayant un autre volume acyclique, ou bien modifier la pompe poúr réduire ou augmenter le volume cyclique pour lequel, en fonction du dosage d'additif choisi, on détermine le nombre prédéterminé d'impulsions devant autre compté par le compteur présélecteur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. BEVENDICATIONS 1. Système de dosage automatique d'un additif dans un hydrocarbure contenu dans une citerne (1), du type comprenant une pompe de distribution (2) disposée entre la citerne (1) et un compteur volumétrique (3) dudit hydrocarbure, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens d'émission d'impulsions électriques (4) correspondant au volume d'hydrocarbure délivré par le compteur volumétrique (3), des moyens de comptage (6) d'un nombre prédéterminé d'impulsions électriques, des moyens (7) pour prélever dans une réserve d'additif (29) une quantité d'additif correspondant au nombre d'impulsions prédéterminé, et des moyens (7), (24-25) pour injecter dans l'hydrocarbure à distribuer ledit additif prélevé5 l'energie nécessaire au fonctionnement des divers moyens de comptage, de prélèvement et d'injection d'additif étant fournie par au moins une source d'énergie (30). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de chauffage (27) de l'additif avant l'injection dans l'hydrocarbure à distribuer. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement et d'injection d'additif sont constitués par une pompe (7). 4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont constitués par au moins une resistance chauffante disposée près de la réserve d'additif (29) et d'un thermostat (28). 5. Système selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pneumatiques (32-37) aptes à permettre un cycle de fonctionnement de la pompe d'injection lorsque le nombre d'impulsions prédéterminé est atteint. 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une source d'énergie constituée par une batterie 24 volts continue (30)est utilisée pour la commande du compteur présélecteur (6). 7. Système selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins -la pompe d'additif, les moyens de chauffage et les moyens pneumatiques forment un ensemble compact de faible encombrement, monté sur la réserve d'additif. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins l'ensemble compact et la réserve d'additif sont disposés dans un coffret calorifugé (39). 9. Système selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est monté sur un camion recevant la citerne d'hydrocarbure. 10. Procédé pour doser un additif dans un hydrocarbure délivré à partir d'un camion-citerne, caractérisé en ce qu'il consiste , pour chaque quantité prédéterminée d'hydrocarbure mesurée par un compteur volumétrique, à créer et à émettre des impulsions, à compter lesdites impulsions, et à commander l'injection d'un additif dans l'hydrocarbure lorsqu'un nombre prédéterminé d'impulsions est atteint. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'additif çst préalablement chauffé avant l'injection dans lthydrocarbure, l'injection étant, de préférence, réalisée en amont du compteur volumétrique.