Brevet FR3093809A1 — publié le 20200918

Description Titre de l'invention : Densimètre à tube long [0001] La présente invention a pour objet un densimètre, plus particulièrement destiné à vérifier l'efficacité d'un système de récupération de vapeur de carburant d'un distributeur de carburant utilisé sur les stations-service. [0002] Un distributeur de carburant comprend un circuit de distribution de carburant, comportant un flexible relié à un pistolet de distribution en carburant, comprenant un bec qui est destiné à être inséré dans l'entrée d'un orifice de remplissage d'un réservoir de carburant de véhicule. [0003] Afin de supprimer ou limiter des émissions de vapeurs d'hydrocarbures qui sont nor- malement émises dans l'atmosphère environnant, durant. une opération de remplissage d'un réservoir de véhicule automobile, il existe des systèmes de récupération des vapeurs de carburant comportant un circuit de récupération des vapeurs de carburant destiné à aspirer, à partir de l'entrée prévue sur le bec du pistolet, les vapeurs de carburant émises depuis l'orifice de remplissage du réservoir de carburant du véhicule lors du remplissage du réservoir. [0004] Les vapeurs de carburant aspirées sont renvoyées vers la citerne de stockage de carburant pour y remplacer le volume soutiré et. éviter ainsi une sur-évaporation par introduction d'air frais atmosphérique. [0005] La législation telle la directive 2014/99/EU exige que ces systèmes de récupération des vapeurs de carburant soient validés selon la norme EN 16321-1 avant mise sur le marché, puis testés avant leur première utilisation et de façon régulière une fois installés sur le terrain pour assurer leur fonctionnement correct selon la norme EN 16321-2. [0006] La conformité (tant en certification de type selon la norme EN 16321-1 qu'en véri- fication sur le terrain sous la norme EN 16321-2) est assurée lorsque le ratio « volume récupéré / volume de liquide introduit dans le réservoir du véhicule » se situe entre 95% et 105%. [0007] La conformité en certification de type EN 16321-1 requiert aussi un autre test, permettant de s'assurer que l'interface du système et du pistolet avec la bouche de remplissage d'un véhicule type identifié, capture effectivement au moins 85% en pondéral des vapeurs de carburant qui s'échappent du réservoir lors de son remplissage. [0008] La société Dovcr Fueling Solutions UK Limited a développé une méthode de test al- ternative à celle de la clause 5.2 de la norme EN 16321-1, concernant l'essai d'efficacité pondérale d'un système de récupération de vapeur, plus simple, moins chère et plus proche des conditions réelles de fonctionnement. Cette méthode est décrite dans la demande de brevet FR1900652. 2 [0009] Plutôt que d'utiliser du véritable carburant pour l'essai, la méthode propose d'utiliser du liquide de test tel de l'eau et un gaz d'essai tel du butane etiou du pentanc pur dans un réservoir d'essai (représentatif du véhicule listé dans la norme EN 16321-1) et de mesurer la densité du gaz capturé avec le système de récupération des vapeurs de carburant pendant les essais directement dans le flexible. [0010] Pour être valide, la densité du gaz capturé doit (par calcul) permettre de déterminer la proportion de gaz d'essai pur (par rapport à l'air atmosphérique) et ainsi de vérifier que le système capture bien 85% (objectif de la norme) du gaz exhalé par le réservoir d'essai pendant le remplissage. [0011] Pour mesurer la densité des gaz, il est nécessaire d'utiliser un densimètre. Il est avantageux d'utiliser un densimètre du type débitmètre à flotteur (ou alluvion) comprenant un tube en verre ayant un canal central de forme conique dans lequel un flotteur se déplace verticalement en fonction du débit gazeux et de la densité du gaz. [0012] Un tube en verre est préféré de par son inertie aux gaz de test tels les alcanes. Il est aussi préférable d'utiliser un densimètre ayant une longueur d'au moins 1 mètre et de préférence d'environ 1,5 mètre pour obtenir une précision acceptable. [0013] Cependant, un tel densimètre comprenant un canal central en verre de forme conique de grande longueur est difficile à fabriquer et donc à trouver dans le commerce. [0014] La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un densimètre à flotteur de grande dimension, c'est-à-dire comprenant un tube long d'une longueur d'au moins 30 cm, simple à fabriquer et économique. [0015] L'invention concerne un densimètre comprenant un tube cylindrique comportant une paroi interne et un flotteur mobile à l'intérieur du tube. [0016] Le tube est destiné à être traversé par un fluide depuis un orifice d'entrée vers un orifice de sortie du tube suivant un sens de circulation C du fluide de façon à déplacer le flotteur longitudinalement dans le tube en fonction du débit et de la densité du fluide. [0017] Selon l'invention, le densimètre comprend plusieurs éléments longitudinaux répartis circonférentiellement le long de la paroi interne du tube. [0018] Chaque élément longitudinal présente une section diminuant suivant le sens de cir- culation C du fluide. [0019] Les éléments longitudinaux délimitent un passage de forme conique présentant une petite section d'entrée en sortie de l'orifice d'entrée du tube et une grande section de sortie à l'entrée de l'orifice de sortie du tube. [0020] De préférence, chaque élément longitudinal présente une forme conique. [0021] Chaque élément longitudinal s'étend longitudinalement sur toute la longueur du tube. [0022] Les éléments longitudinaux sont distants de la paroi interne du tube. [0023] Un espace est formé entre deux éléments longitudinaux consécutifs. 3 [0024] Le densimètre comprend une bride d'entrée intégrant l'orifice d'entrée du tube et une bride de sortie intégrant l'orifice de sortie du tube. [0025] Chaque élément longitudinal présente une base de grande section fixée à la bride d'entrée et une pointe de petite section la base fixée à la bride de sortie. [0026] L'élément longitudinal comprend une tige filetée prolongeant sa base et une tige filetée prolongeant sa pointe. [0027] Des ouvertures sont prévues dans la bride d'entrée et la bride de sortie pour le passage des tiges filetées. [0028] Les tiges filetées sont destinées à être vissées directement dans la bride pour fixer les éléments longitudinaux à celle-ci. [0029] En variante, un écrou est destiné à être vissé sur la tige filetée pour fixer les éléments longitudinaux aux brides. [0030] Le densimètre comprend une tige centrale. [0031] Le flotteur comprend un orifice central lui permettant de coulisser long de la tige centrale. [0032] La tige centrale est fixée à chacune de ses extrémités à un élément de fixation ajouré lui-même fixé à l'une des brides. [0033] Le tube est un tube long présentant une longueur d'au moins 30 cm. [0034] L'invention fournit ainsi un densimètre à flotteur de grande dimension, c'est-à-dire comprenant un tube long d'une longueur d'au moins 30 cm, simple à fabriquer, inerte aux gaz à base d'hydrocarbures et économique. [0035] Les caractéristiques du densimètre qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : [0036] [fig.1] représente schématiquement un densimètre en perspective selon un mode de réa- lisation de l'invention ; [0037] [fig.2] représente schématiquement le densimètre selon une coupe A-A ; [0038] [fig.3] représente schématiquement le densimètre selon une coupe B-B ; [0039] [fig.4] représente schématiquement une vue de dessus du densimètre. [0040] Les figures 1 à 4 représentent un densimètre 1 selon un mode de réalisation possible de l'invention. [0041] Le densimètre 1 est destiné à mesurer la densité de fluides et plus particulièrement de gaz tels des gaz à hase d'hydrocarbures. [0042] Le densimètre 1 comprend un tuhe 2 cylindrique comportant une paroi interne 3 et un flotteur 4 mobile à l'intérieur du tuhe 2. [0043] Le tube 2 présente une section circulaire régulière. [0044] Le tube 2 est transparent. Il est avantageusement en verre car inerte aux hydro- carbures. [0045] Le tube 2 est un tube long présentant une longueur d'au moins 30 cm. De préférence, il présente une longueur comprise entre 1 m et 1,5 m. [0046] Le tube 2 est destiné à être traversé par un gaz depuis un orifice d'entrée 5 vers un orifice de sortie 6 du tuhe 2 suivant un sens de circulation C du fluide de façon à déplacer le flotteur 4 longitudinalement dans le tube 2 en fonction du débit et de la densité du gaz. [0047] L'orifice d'entrée 5 présente un diamètre plus petit que l'orifice de sortie 6. [0048] Selon l'invention, le densimètre 1 comprend plusieurs éléments longitudinaux 7 répartis circonférentiellement le long de la paroi interne 3 du tube 2. Les éléments longitudinaux 7 s'étendent longitudinalement le long de la paroi 3 du tube 2. [0049] Chaque élément longitudinal 7 présente une section diminuant suivant le sens de cir- culation C du fluide. La section de l'élément longitudinal 7 diminue au fur et à mesure qu'elle se rapproche de l'orifice de sortie 6. [0050] Chaque élément longitudinal 7 présente une base 11 de grande section localisée à proximité de l'orifice d'entrée 5 et une pointe 12 de petite section localisée à proximité de l'orifice de sortie 6. [0051] Les éléments longitudinaux 7 délimitent un passage de forme conique 8 présentant une petite section d'entrée 19 en sortie de l'orifice d'entrée 5 du tube 2 et une grande section de sortie 20 à l'entrée de l'orifice de sortie 6 du tube 2. [0052] Ce passage de forme conique 8 est équivalent à celui d'un tube en verre de forme conique de l'art antérieur. [0053] Autrement dit, la section de passage du fluide augmente en direction de l'orifice de sortie 6 du tube 2, c'est-à-dire suivant le sens de circulation C du fluide. [0054] De préférence, les éléments longitudinaux 7 sont des tiges de forme conique ou tronconique, comme illustrés sur les figures 1 à 4. [0055] Les éléments longitudinaux 7 sont de préférence métalliques, tels en acier in- oxydable. [0056] En variante, les éléments longitudinaux 7 peuvent être de forme parallélépipédique. Ils peuvent présenter quatre faces dont une face droite parallèle et contiguë à la paroi interne 3 du tube 2, une face opposée à la face droite qui est inclinée par rapport à cette dernière et orientée vers l'axe central du tube 2, et deux faces latérales parallèles l'une par rapport à l'autre et perpendiculaires à la face droite et à la face inclinée. [0057] Les éléments longitudinaux 7 peuvent présenter d'autres formes comme une section comprenant une partie circulaire reliée à une partie rectiligne pour former une section en demi-cercle. [0058] De préférence, chaque élément longitudinal 7 s'étend longitudinalement sur toute la longueur du tube 2. [0059] Les éléments longitudinaux 7 sont distants de la paroi interne 3 du tube 2. Un espace d'au moins 1 mm et de préférence compris entre 1 mm et 5 mm est formé entre la paroi interne 3 du tube 2 et les éléments longitudinaux 7. [0060] Un espace est également formé entre deux éléments longitudinaux 7 consécutifs afin de pouvoir observer le flotteur 4 depuis l'extérieur. Cet espace est compris entre 1 mm et 1 cm, par exemple. [0061] Le densimètre 1 comprend une bride d'entrée 9 intégrant l'orifice d'entrée 5 du tube 2 et une bride de sortie 10 intégrant l'orifice de sortie 6 du tube 2. [0062] L'orifice d'entrée 5 et l'orifice de sortie 6 peuvent être délimités par des goulots filetés (non représentés) formés sur les brides 9, 10 permettant de raccorder le densimètre à des tuyaux filetés. [0063] La base 11 de chaque élément longitudinal 7 est fixée à la bride d'entrée 9 et la pointe 12 de chaque élément longitudinal 7 est fixée à la bride de sortie 10. [0064] L'élément longitudinal 7 comprend une tige filetée 13 prolongeant sa base 11 et une tige filetée 13 prolongeant sa pointe 12. [0065] Des ouvertures 14 sont prévues dans la bride d'entrée 9 et la bride de sortie 10 pour le passage des tiges filetées 13. [0066] Un écrou 15 est vissé sur chaque tige filetée 13 pour fixer les éléments longitudinaux 7 aux brides 9, 10. [0067] Un joint torique 21 est positionné entre chaque bride 9, 10 et un bord d'extrémité 22 du tube 2 pour assurer l'étanchéité entre le tube 2 et les brides 9, 10. [0068] En variante, et comme représenté sur la figure 2, la tige filetée 13 de la base 11 de chaque élément longitudinal 7 peut être directement vissée dans un orifice fileté 24 fileté prévu dans la bride d'entrée 9. [0069] Le densimètre 1 comprend une tige centrale 16. Le flotteur 4 comprend un orifice central 17 lui permettant de coulisser long de la tige centrale 16. [0070] La tige centrale 16 est fixée à chacune de ses extrémités 23 à un élément de fixation ajouré 18 lui-même fixé à l'une des brides 9, 10. [0071] La tige centrale 16 est vissée dans les deux éléments de fixation ajourés 18. Le vissage permet de régler la tension de la tige centrale 16. 6