La présente invention concerne un procédé et un dispositif équipant une citerne distributrice et destiné à distribuer des volumes mesurés de produit liquide à un réservoir récepteur. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, au ravitaillement des stations-services par des camions-citernes de transport de carburant liquide.
Les dispositifs de distribution de ce type connus jusqu'à présent comprennent généralement sur le tuyau d'alimentation, un compteur sous forme de turbine pour la mesure de la quantité de produit liquide qui s'écoule de la citerne d'alimentation et un clapet de fond destiné à couper l'alimentation dès que la quantité souhaitée de produit liquide s'est écoulée. Le plus souvent, le compteur comprend des moyens d'affichage de la quantité de produit liquide à distribuer, ces moyens provoquant automatiquement la fermeture du clapet de fond dès que ladite quantité a été atteinte.
De tels dispositifs de distribution ont l'inconvénient d'être imprécis. On sait en effet que la courbe de la précision sur la quantité de liquide distribuée par une turbine en fonction du débit qui le traverse a une allure progressivement croissante depuis l'origine, qui tend vers une valeur limite constante. En d'autres termes, en dessous d'une valeur prédéterminée du débit, une imprécision relative règne sur la quantité de produit liquide indiquée par le compteur. Cette imprécision est due principalement à la formation d'un vortex au moment où la hauteur du produit liquide dans la citerne distributrice atteint un niveau prédéterminé. Un débit d'air pratiquement impossible à déterminer s'engouffre alors avec le produit liquide dans la tuyauterie d'écoulement, et provoque évidemment une erreur sur l'indication du compteur. De plus, avec les procédés de distribution connus, la vidange complète de la citerne d'alimentation à la dernière livraison est difficile à réaliser à moins que la citerne soit inclinée dans un sens qui favorise l'écoulement du produit liquide vers l'orifice de sortie. Si ce n'est pas le cas ou même si la citerne est horizontale, il reste toujours un volume résiduel dans la citerne, lequel pourrait polluer le chargement suivant.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et, à cet effet, elle a pour objet un procédé de distribution gravitaire d'un volume mesuré de produit liquide à partir d'une citerne d'alimentation, selon la revendication 1.
En réduisant le débit, on retarde l'apparition du vortex. Le compteur peut ainsi continuer à mesurer avec grande précision la quantité de produit liquide, jusqu'au moment où celui-ci arrive au niveau de la seconde sonde, c'est-à-dire on fait jusqu'au moment où le compartiment est complètement vide. Le produit liquide n'emplit alors que la cuvette de rétention. Le comptage est alors interrompu pour éviter la formation d'un vortex pendant la vidange de la cuvette de rétention. Toutefois, le produit liquide étant assemblé dans les cuvettes de rétention, la vidange peut-être poursuivie jusqu'à son épuisement, quelle que soit l'inclinaison de la citerne. Comme on l'a expliqué précédemment, l'indication du compteur est majorée d'une quantité correspondant au volume de la cuvette de rétention et de la tuyauterie d'alimentation.
L'invention concerne également un dispositif de distribution gravitaire d'un volume mesuré d'un produit liquide à partir d'une citerne, éventuellement divisée en compartiments, selon la revendication 2.
Il est exact que le principe de l'utilisation de deux sondes pour contrôler l'écoulement d'un produit liquide est connu par le brevet BE-A-835 668, mais ces sondes servent plutôt à contrôler automatiquement le remplissage d'un récipient jusqu'à un niveau donné, mais non la vidange d'une citerne. Ce brevet ne vise donc pas à résoudre, comme c'est le cas pour la présente demande, le problème des erreurs de mesures dues à l'apparition d'un vortex.
D'autre part, par le brevet EP-A-O 035 217, on connaît un dispositif destiné à éviter les erreurs sur la mesure de la quantité de produit liquide s'écoulant dans une citerne, due au passage simultané de quantités incontrôlées de mélange gazeux, ledit dispositif comportant deux sondes de détection de niveau. Toutefois, ces sondes sont situées à l'extérieur de la citerne. De plus, celle-ci ne comporte pas de cuve de rétention, de sorte que si l'on veut vidanger la citerne jusqu'à épuisement du produit liquide, on est contraint de disposer la citerne en position strictement horizontale. L'invention permet de s'affranchir de cette contrainte.
Un mode de réalisation de l'invention sera décrit à présent à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels :
On décrira l'invention à propos de la distribution d'un carburant liquide, mais il va de soi qu'elle s'applique à la distribution de tout autre produit liquide.
La citerne 10 de semi-remorque représentée à la figure 1 est divisée, de façon connue en soi, par des cloisons verticales 12 qui définissent entre elles des compartiments indépendants 14. Comme il est d'usage, la citerne a une légère inclinaison vers le sol d'avant en arrière, de l'ordre de 2%.
Conformément à l'invention, chaque compartiment comprend au pied de la cloison associée, située du côté arrière, une cuvette de rétention 16 de forme cylindrique et de faible volume par rapport à celui du compartiment. Le fond 18 de la cuvette de rétention présente un orifice d'évacuation, non visible sur la figure 2, commandé par une vanne de fond 20 d'un type connu en soi, dont le clapet peut occuper une position ouverte pour laisser passer un débit maximal, une position semi-ouverte pour le passage d'un débit réduit et une position fermée. Dans la tuyauterie 23 qui est raccordée à l'orifice de sortie de la vanne sont montés une turbine 22 et son tranquilliseur 24 destinés à effectuer le comptage du carburant qui s'écoule hors de la citerne.
Une première sonde 26 destinée à annoncer que le compartiment arrive à sa fin, est portée par un support vertical 28 fixé dans le fond de la cuvette de rétention. Ladite sonde se trouve à un niveau légèrement supérieur à celui pour lequel un vortex se forme lorsque le carburant s'écoule à grand débit à traverse la vanne, c'est-à-dire lorsque le clapet est dans sa position complètement ouverte. A la détection de ce niveau, la sonde commande, par des moyens de liaison non représentés, le déplacement du clapet à sa position semi-ouverte, de manière à ralentir l'écoulement.
Un second support vertical 30, plus court que le support 28 et fixé également dans le fond de la cuvette de rétention, est muni à son extrémité supérieure d'une seconde sonde 32 portée à un niveau légèrement supérieur à celui pour lequel un vortex se forme lorsque le carburant s'écoule à traverse le clapet à demi-ouvert. La profondeur de la cuvette est calculée pour que cette condition soit réalisée lorsque la sonde 30 se trouve au même niveau que le bord de la cuvette ou légèrement en dessous de ce niveau. Cette sonde est susceptible de commander l'arrêt du compteur lorsque le niveau du carburant dans la cuvette de rétention arrive à sa hauteur.
On notera sur les figures 2 et 3 que les deux sondes 26, 32 sont protégées par un tube 34 d'axe vertical, fixé sur le fond de la cuvette et ouvert à son extrémité supérieure. Ce tube présente à sa partie inférieure une pluralité d'orifices 36 permettant d'avoir à chaque instant le même niveau de carburant à l'intérieur et à l'extérieur du tube. Il sert ainsi à créer au voisinage des sondes une zone calme, non soumise aux perturbations pouvant régner dans le reste du compartiment.
Sur le flanc de la citerne est fixé un coffre qui regroupe auprès des vannes, les interfaces des sondes, des interfaces pneumatiques, et un boîtier de dialogue avec l'électronique de gestion des ensembles de mesure.
On décrira à présent le fonctionnement du dispositif de distribution selon l'invention : chaque compartiment chargé est dépoté par exemple par fractions de 1000 litres ou d'un sous-multiple de ce volume. A chaque livraison, l'opérateur affiche le volume de carburant que le compartiment choisi doit distribuer, ce qui amène autolatiquement le clapet à sa position ouverte. La quantité de carburant affichée s'écoule alors gravitairement, après quoi le clapet se ferme.
A la dernière livraison, le compartiment 14 considéré contient généralement une quantité de carburant inférieure à celle que l'on se propose de livrer. Au début de la distribution, le clapet de fond est en position entièrement ouverte, de sort que le carburant s'écoule avec un grand débit. Dès que le niveau du carburant des le compartiment arrive à la hauteur de la sonde 26, celle-ci provoque le déplacement du clapet de fond à sa position semi-ouverte. Le débit est de ce fait réduit avant qu'un vortex ait eu le temps de se former. L'écoulement se poursuit à débit réduit jusqu'à ce que le niveau du carburant ait atteint la sonde 32. Celle-ci commande alors l'arrêt du comptage. Le compartiment est alors vide, seul un volume, bien connu, de carburant emplissant encore la cuvette de rétention 16 et la tuyauterie 23. Ce volume est distribué forfaitairement à la quantité indiquée sur le compteur.
Le dispositif selon l'invention permet donc de vidanger complètement les compartiments d'une citerne, jusqu'à épuisement du carburant, à un régime qui correspond à la précision maximale de la turbine. La distribution est rapide puisque la majeure partie du volume du compartiment est fournie à grand débit. De plus, la vidange étant complète à la dernière livraison, on évite toute pollution appréciable avec le chargement suivant. On notera encore que du fait que le dépotage s'effectue gravitairement, la perte de charge de l'écoulement est pratiquement négligeable.