FR2646937A1

FR2646937A1 - Method and system for automatic metering of an additive into a hydrocarbon

Info

Publication number: FR2646937A1
Application number: FR8906242A
Authority: FR
Inventors: Roland Lagache
Original assignee: Lafon Production SA
Current assignee: Lafon Production SA
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-11-16
Anticipated expiration: 2009-05-12
Also published as: FR2646937B1

Abstract

It is of the type including a pump 2 arranged between a tank 1 and a volumetric counter 3 and it is characterised in that it further comprises means 4 for sending out pulses corresponding to the volume of hydrocarbon delivered by the volumetric counter, means 6 for counting a predetermined number of pulses, means 7 for picking off, in a reserve of additive 29, a quantity of additive corresponding to the predetermined number of pulses, and means 7 for injecting the said picked-off additive into the hydrocarbon to be dispensed, the energy necessary for the operation of the various counting, pick off and additive injection means being supplied by at least one energy source. Application especially to hydrocarbons of the domestic fuel type.

Description

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.METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATIC DOSING OF A
ADDITIVE IN HYDROCARBON
The present invention relates to a method and a system for automatic metering of an additive in a hydrocarbon, which is more particularly designed to be integrated into a tank truck. The hydrocarbon can be a petroleum product of the household fuel type, for example.

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. In the petroleum sector, the need is felt more and more to deliver to resellers and all individuals products which include an additive, suceptible in particular to attenuate the odor, to allow a better combustion of said products, or to avoid freezing of said products when periods of cold occur.

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. Attempts have been made to mix the additive with the hydrocarbon in the tank of the truck, so as to deliver to the user a product added.

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.However, they have not resulted in satisfactory operation due to the disparity that exists between users, some wanting a product not added, others requiring more or less additive. In addition, the homogenization of the mixture is not carried out properly due to a possible modification of the characteristics of the additive. Indeed, depending on whether the additive has been stored more or less, it has a loss of ability to be mixed naturally. Most often, it is imperative to perform mechanical mixing of the mixture.

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. The object of the present invention is to solve the problem by injecting the user with an additive into the hydrocarbon, with the dosage desired by said user.

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. The system according to the present invention comprises a pump arranged between a tank and a volumetric meter for distributing said hydrocarbon, characterized in that it further comprises means for emitting electrical pulses corresponding to the volume of hydrocarbon delivered by the volumetric counter, means for counting a predetermined number of electrical pulses, means for withdrawing from an additive reserve an amount of additive corresponding to the predetermined number of pulses, and means for injecting into the hydrocarbon dispensing said withdrawn additive, the energy necessary for the operation of the various counting, withdrawal and injection additive means being supplied by at least one energy source.

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. This makes it possible to adjust the quantity of additive injected into the hydrocarbon to different values since it depends on the volume of hydrocarbon measured by the volumetric meter.

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. According to another characteristic of the invention, most of the system is housed in a heat-insulated box, which occupies relatively little space and which can therefore be easily mounted on any tank truck without the need for a special adaptation of the latter.

De plus, tous les organes électriques sont conçus pour être alimentés à partir d'une batterie 24 volts équipant généralement le camion-citerne. In addition, all the electrical components are designed to be supplied from a 24-volt battery, which is generally fitted to the tank truck.

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.Other advantages and characteristics will appear on reading the description of a preferred embodiment of the invention, given by way of indication but not limitation, as well as the attached drawings in which
- Figure 1 is a simplified representation of the system according to one embodiment of the invention;
- Figure 2 is a sectional view of the sample pump and additive injection;
- Figure 3 is a block diagram of an electro-pneumatic control of the system according to the 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. A tank truck, not shown, comprises a tank l constituting a reservoir for the product to be distributed, a main distribution pump 2 and a volumetric counter 3 which measures the volume of the product delivered to a user.

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. The volumetric counter, the counter 3 of which has been detached in FIG. 1, is associated with an immission transmitter 4 which emits a pulse each time a liter of product is delivered, for example. The pulse transmitter 4 is well known to specialists and will not be described in detail, nor moreover the connections between the counter 3 and the pulse transmitter 4 which allow such pulse emission.

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. The pulse transmitter is supplied with electrical energy by the 24-volt battery of the tank truck, and it is connected by a line 5 to a preselection counter 6, the function of which is to count the electric pulses emitted by the transmitter 4 up to 'that a predetermined number of pulses is reached, which corresponds to a certain amount of product delivered. te pre-selector counter 6 also controls an electropneumatic circuit shown in FIG. 3, and which is associated with a pump 7 for withdrawing and injecting an additive to be incorporated into the product to be delivered.

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. The pump 7 is single or double acting as required. An example of a pump is sold by the company GRACO. A source 8 of pressurized fluid, for example 6 bars, pressurizes, via an electropneumatic circuit shown in FIG. 3, the part 9 of the cylinder 10 which is located above a fixed bearing 11 . The part 12 of the cylinder, situated below the fixed piston is connected to the atmosphere by orifices 13. The fixed and hollow rod 14 of the cylinder is vented through an orifice 15. On the rod 14 moves a piston movable differential 16 which, at the end of the climb, abuts on an upper spring 17.On each side of the movable piston 16 are mounted upper 18 and lower 19 stop plates, connected by small rods 20 passing through passages 21 formed in the movable piston 16. the upper surface 22 of the movable piston -16 is larger than the lower surface 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. when the upper plate 18 abuts on the spring 17, this causes the opening of the lower ends of the passages 21 by displacement of the crew 18 to 20, a pressure balance is then established on either side of the mobile piston 16. As the upper surface 22 is larger than the lower surface 23, the mobile piston 16 is moved downwards and causes the evacuation or the discharge of the additive which had filled the pump during the upward movement of the movable piston 16, through an orifice not shown but which is located below the fixed bearing 11, in a part 38 of the pump 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). The additive is discharged through a line 24 and a non-return valve 25 into a distribution line 26, upstream of the pump 2, to be mixed with the hydrocarbon delivered by the line 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. One or more heating resistors 27 are attached to an additive tank 29 and mounted in series with a thermostat 28. The resistors 27 and the thermostat 28 are supplied with electrical energy from a 24-volt continuous battery 30 which generally equips the truck -tank. The heating element (s) 27 heat the additive to bring it to a suitable temperature to facilitate mixing with the hydrocarbon.

De manière à permettre le fonctionnement du système selon l'invention avec une énergie électrique la plus. So as to allow operation of the system according to the invention with the most electrical energy.

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.reduced as possible, we sought and found a solution by which the electrical energy, drawn from the battery, was as reduced as possible. Such a solution is shown in Figure 3, in which a pneumatic source is also used.

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. The battery 30 supplies only the pulse emitter 4, the thermostat 28 and the heating resistor (s) 27, the preselector counter 6 and a solenoid valve 31 connected in series with said preselector counter 6.

Dès le début du fonctionnement du compteur. From the start of counter operation.

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.volumetric 3, the transmitter 4 emits pulses, for example one pulse per liter of hydrocarbon delivered. If we assume for example that the cyclic volume of the additive pump 6 is 68 cm3 and that the additive dosage is chosen to be equal to 1/1000, we see that the preset value is 68 which correspond to
68 cm3 x 1000 = 68 liters
1
Therefore, when the preselection counter has 68 pulses, it returns to zero and excites the solenoid valve 31 which is, therefore energized. A pneumatic valve 32 connected to the source of pressurized fluid 8, in this case the pressurized air, already engaged, allows the pressurized air to pass through a pneumatic control distributor 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. When the pump 7 is used for the first time, the latter is filled with additive and the movable piston 16 is in the high position, bearing on the upper spring 17. Under these conditions, the pressure prevailing on either side of the movable piston 16 is equal. At the output of a pressure sensor 34, mounted at the upper end of said pump 7, a signal is delivered. The compressed air coming from the source 8 passes through the pneumatic valve 32, the solenoid valve 31, one end D + of the pneumatic control distributor 33 to terminate on the input Eb of a bistable memory 35. State 1 of the Eb input and the D + end of the distributor is maintained for a very short period of the order of 50 ms. After which, the state goes to zero but the distributor 33 and the memory 35 do not switch and keep their position. The inputs E3 and E4 of a NAND gate 36 and the input E2 of an AND gate 37 are at state 1, the input E1 of said AND gate 36 being at zero because the output S1 of memory 35 is at state zero.

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.During the descending phase of the movable piston 16 which corresponds to the delivery of the additive out of the pump 7 and to its injection into the pipe 26, there is the presence of air on the sensor 34 since the part situated above the piston does not communicate with the atmosphere through the interior of the hollow rod 14 and the orifice 15. At the end of the descent of the piston 16, the sensor 34 goes to the zero state, the input E3 then being at the state 1 and the input E4 goes to state zero allowing the NAND gate 36 to be conducting. This causes the memory to switch over, with the output at state 1. Therefore, E1 goes to state 1 and
E2 and E4 go to zero state.

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. At the end of the ascent of the movable piston 16, the pressure sensor; 34 returns to state I and causes E2 to go to state 1 so as to switch the AND gate 37 which is then in state 1 at the output. which causes the change of state of the distributor 33, then cutting off the pressurized air supply to the pump. The cycle is over.

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. As can be seen, the energy required for the operation of the additive pump is of the pneumatic type which is available on a conventional tank truck.

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.It goes without saying that the predetermined number can vary according to user requests. If, for example, a dosage of 2/1000 is desired, the setpoint or predetermined value for the preselection counter will be
68 x 1000; 34 liters
2 instead of 68, as in the previous example. This means that each time the dispensing meter delivers 34 liters, an additive mixing cycle will be ordered. In the same way, with a dosage of 0.5 / 1000, the additive mixing cycle will be carried out every 136 liters of hydrocarbon.

De préférence, la température de l'additif est supérieure ou égale à 50C de manière à réaliser-un bon mélange avec l'hydrocarbure. Preferably, the temperature of the additive is greater than or equal to 50C so as to achieve a good mixture with the hydrocarbon.

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. your pneumatic logic of FIG. 3 is enclosed in a heat-insulated case 39 and mounted on a wall of the additive tank 29. your additive pump 7 is also mounted on the same wall of the tank 29, so as to occupy the least of space 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. It is possible, if desired, to incorporate the system according to the invention in an insulating box 43, a part of which is shown in FIG.

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. Pneumatic pulses can also be used instead of electrical pulses, which would control a pneumatic preselector, which has the advantage of being able to be used in an environment where an electrical source is prohibited.

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. Similarly, you can choose another single or double effect additive pump with another acyclic volume, or modify the pump to reduce or increase the cyclic volume for which, depending on the chosen additive dosage, the number predetermined pulses before other counted by the preselection counter.

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. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown, it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envisaged and without departing from the scope of the invention. 'invention.

Claims

BEVENDICATIONS

1. Automatic metering system for an additive in a hydrocarbon contained in a tank (1), of the type comprising a distribution pump (2) disposed between the tank (1) and a volumetric counter (3) of said hydrocarbon, characterized in what it includes, moreover, means for transmitting electrical pulses (4) corresponding to the volume of hydrocarbon delivered by the volumetric counter (3), means for counting (6) a predetermined number of electrical pulses, means (7) for withdrawing from an additive reserve (29) an amount of additive corresponding to the predetermined number of pulses, and means (7), (24-25) for injecting into the hydrocarbon distributing said withdrawn additive5 the energy necessary for the operation of the various means for counting, withdrawing and injecting additive being supplied by at least one energy source (30).

2. System according to claim 1, characterized in that it further comprises heating means (27) of the additive before injection into the hydrocarbon to be dispensed.

3. System according to one of claims 1 or 2, characterized in that the means for withdrawing and injecting additive are constituted by a pump (7).

4. System according to claim 2, characterized in that the heating means consist of at least one heating resistor arranged near the reserve of additive (29) and a thermostat (28).

5. System according to claims 1 and 4, characterized in that it comprises pneumatic means (32-37) capable of allowing an operating cycle of the injection pump when the predetermined number of pulses is reached.

6. System according to claim 1, characterized in that an energy source constituted by a 24 volt continuous battery (30) is used for the control of the preselection counter (6).

7. System according to claims 1 to 7, characterized in that at least the additive pump, the heating means and the pneumatic means form a compact assembly of small size, mounted on the additive reserve.

8. System according to claim 7, characterized in that at least the compact assembly and the additive reserve are arranged in a heat-insulated box (39).

9. System according to claims 1 to 8, characterized in that it is mounted on a truck receiving the hydrocarbon tank.

10. Method for dosing an additive in a hydrocarbon delivered from a tank truck, characterized in that it consists, for each predetermined quantity of hydrocarbon measured by a volumetric meter, in creating and emitting pulses, counting said pulses, and controlling the injection of an additive into the hydrocarbon when a predetermined number of pulses is reached.

11. Method according to claim 10, characterized in that the additive çst previously heated before injection into the hydrocarbon, the injection preferably being carried out upstream of the volumetric meter.