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Procédé et dispositif pour,le jaugeage du niveau de l'eau dans le fond des réservoirs à hydrocarbures et similaires.
Les réservoirs de stockage d'hydrocarbures, essence, solvant, pétrole lampant, gas-oil, etc.., contiennent toujours une certaine quantité d'eau qui se rassemble à la partie inférieure du réser- voir. Il importe de déterminer avec précision le niveau de l'hydro- carbure dans le réservoir, tant pour connaître le volume d'hydro- carbure emmagasiné que pour savoir, lors de la vidange du réser- voir, à quel moment celle-ci doit être arrêtée pour ne pas préle- ver de l'eau au lieu d'hydrocarbure.
Les deux dispositifs qui viennent immédiatement à l'esprit pour effectuer cette détermination sont, d'une part, les robinets de jauge, d'autre part le tube de niveau. ces dispositifs, outre leur inconvénient commun, qui consiste en la présence, sur la paroi externe du réservoir, de tubulures de petit diamètre exposées à une rupture par choc, présentent
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d'autres inconvénients particuliers à chacun d'eux : les robinets de jauge ne donnent l'indication du niveau qu'avec une approxima- tion insuffisante, égale à la distance entre deux robinets consé- cutifs ;
quant au tube de niveau s'il donne une précision suffisan- te, il est, par contre, exposé non seulement à la rupture par choc, comme les robinets de jauge, mais encore à la rupture par congé- lation à l'eau lors des froids rigoureux.
La présente invention a pour objet un procédé qui évite tous ces inconvénients et qui est applicable tous liquides plus lé- gers que l'eau, non miscibles avec elle et ne formant par A'émul- sion avec elle. Elle a également pour objet le dispositif utili- sé pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé selon l'invention consiste essentiellement à opé- rer, au moyen d'un organe mobile, un prélèvement de liquide, sous forme de petit débit continu, dans le fond du réservoir, en dé- plaçant progressivement, à partir du fond, ledit organe et en dé- terminant la hauteur de l'eau contenue dans le fond du réservoir par la mesure de la course effectuée par cet organe jusqu'au mo- ment où de l'eau cesse de s'écouler et est remplacée par de l'hy- drocarbure ou autre liquide.
Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte essentiellement un tube-jauge, monté au voisinage du fond du ré- servoir, de préférence avec une certaine inclinaison, s'engageant à l'intérieur du réservoir au travers d'une garniture d'étanchéité et susceptible de coulisser le long de son axe. Un index, fixé sur la partie de ce tube qui reste extérieure au réservoir et mo- bile le long d'une échelle graduée fixe, permet de mesurer les déplacements de translation donnés au tube-sonde. Pratiquement, ce tube-sonde pourra être monté dans une tubulure de diamètre re- lativement grand, branchée sur le réservoir au voisinage du fond de ce dernier.
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Le dispositif qui fait l'objet de l'invention est représen- té, à titre d'exemple, sur les dessins annexés :
Fig. 1 est une vue en coupe schématique, qui en donne les caractéristiques essentielles;
Fig. 2 est la vue en coupe longitudinale d'un de ses modes de réalisation;
Fig. 3 est une vue en coupe pratiquée suivant la ligne A-A de la Fig. 2 ;
Figs. 4 à 7 sont des vues en coupe longitudinale relatives à des variantes du mode de réalisation représenté sur la Fig. 2 ; Fig. 8 est une vue en coupe pratiquée suivant la ligne B-B de la Fig. 7.
Comme le montre la Fig. 1, le dispositif comprend essentiel- lement une tubulure 1, de grand diamètre, de l'ordre de 100 mm. par exemple, inclinée, par exemple, à 45 , qui peut comporter une partie plongeante intérieure, munie d'un trou d'équilibre 2 afin que le niveau de l'hydrocarbure soit le même dans la tubulu- re et dans le réservoir. Un tube-sonde 3 de petit diamètre peut être déplacé suivant l'axe de la tubulure 1, à travers un presse- étoupe 4j avec une course correspondant à la hauteur d'eau maxi- mum à mesurer. Un curseur-indicateur de position 5, solidaire du tube-sonde 3, se déplace devant une règle graduée 6. Un robinet 7 est monté à l'extrémité du tube-sonde 3 ; enfin, un ensemble de tuyauterie rigide et souple 8 permet le déversement du liquide en 9, par exemple dans un entonnoir 10.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Le tube-sonde 3 étant amené à sa position inférieure, on ouvre le robinet 7; dans ces conditions, on voit couler de l'eau dans l'entonnoir 10. On remonte ensuite le tube-sonde 3, en vé- rifiant constamment la nature du liquide qui s'écoule. L'appari-
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tion de petites quantités d'hydrocarbures dans l'eau prouve que l'extrémité inférieure du tube-sonde est parvenue à la surface de séparation des deux liquides, eau et hydrocarbure. On lit à ce moment la hauteur d'eau sur la règle graduée 6, au droit du curseur 5.
Le dispositif ci-dessus décrit présente, par rapport aux dispositifs usuels, les avantages suivants :
1. Il est très précis, surtout si l'on taille horizontale- ment en sifflet l'extrémité inférieure du tube-sonde, comme re- présenté en 11 sur la Fig. 1,
2. Si l'on prend soin, en dehors des périodes de mesure, de repousser le tube-sonde à sa position inférieure, une fuite ou même une rupture du robinet 7, seul organe pouvant présenter une fragilité relative, ne peut entraîner qu'une perte d'eau, à laquelle on aura le temps de remédier avant qu'il ne sorte de l'hydrocarbure;
3. Pourvu qu'elle soit placée assez haut, la tubulure 1 sera toujours pleine d'hydrocarbure; elle ne sera donc pas ex- posée au gel;
4.
Si, après une mesure, on prend soin de remonter d'abord le tube-sonde pour faire écouler un peu d'hydrocarbure, de fer- mer le robinet et de ne repousser qu'ensuite le tube-sonde à sa position inférieure, ce tube-sonde restera plein d'hydrocarbure et ne sera donc pas exposé au gel.
Pratiquement, le dispositif schématique décrit ci-dessus peut donner lieu à divers modes de réalisation qui comportent, de préférence, le déplacement progressif du tube-sonde, par exem- ple à l'aide d'un système à vis, et dont certains comportent des dispositifs de sécurité complémentaires.
On décrira, ci-après, à titre d'exemples non limitatifs,
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quelques modes de réalisation possibles.
Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 2, le tube-sonde 3 est fileté extérieurement en 12 et, sur la partie filetée de ce tube-sonde, forme écrou le moyeu 13 d'un volant de vanne 14, monté sur une arcade 15 par rapport à laquelle ce volant peut tourner. D'autre part, sur la partie non filetée de ce même tube-sonde est fixé, par un moyen quelconque, le curseur 5 qui af- fecte la disposition représentée sur la coupe de la Fig. 3, c'est- à-dire comporte deux joues embrassant la règle graduée 6, elle- même fixée sur l'arcade 15. La rotation du volant Il. provoque ainsi le déplacement longitudinal du tube-sonde qui est empêché de tourner par le curseur 5 dont ce tube-sonde est solidaire.
Pour éviter une déformation du tube-sonde sous l'action de son propre poids, ledit tube est muni, à sa partie inférieure, d'ailettes 16 qui prennent appui en glissant sur la paroi interne de la tubulure 1.
La variante représentée sur la Fig. 4 a pour but de réaliser deux conditions supplémentaires : la suppression de toute canali- sation à la sortie du tube-sonde et la suppression de toute commu- nication du réservoir avec l'extérieur lorsque le tube-sonde est en position de repos.
La première de ces conditions est réalisée par le fait que la monture ou support qui joue le rôle de l'arcade 15 constitue ici, une chambre, munie à sa partie inférieure d'une tubulure d'évacuation 17 et simplement fendue longitudinalement, à sa par- tie supérieure, pour livrer passage au curseur 5. Le liquide con- tenu dans le tube-sonde est admis dans la chambre 15 par un trou 18 percé dans ledit tube. La position 18 de ce trou correspond à une position moyenne du tube-sonde, tandis que les emplacements marqués 19 et 20 indiquent les positions occupées par ce même trou, correspondant effectivement au niveau supérieur de l'eau dans le
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réservoir et au niveau du fond du réservoir.
La deuxième condition est réalisée par le fait que l'extré- mité du tube-sonde peut être amenée à un niveau un peu plus bas que celui du fond du réservoir, la course supplémentaire possible de ce tube-sonde vers le bas étant suffisante pour que le trou 18 puisse occuper une position 21 située au-delà de la chambre 15 par rapport au presse-étoupe 4; ceci exige, bien entendu, l'amé- nagement, dans le fond du réservoir, d'une petite cuvette 22 des- tinée à permettre la course supplémentaire du tube-sonde.
La variante représentée sur la Fig. 5 est identique à la pré- cédente en ce qui concerne l'écoulement, par la tubulure 17, du liquide sortant du tube-sonde par le trou 18, mais, ici, l'isole- ment du réservoir, pour la position plus élevée que peut occuper le tube-sonde, est réalisé à l'aide d'un clapet 23, prévu à l'ex- trémité de ce tube-sonde, clapet qui, à la fin de la course ascen- dante du tube-sonde, vient s'appliquer sur son siège 24. Dans ce cas, l'aménagement d'une cuvette 22 est encore nécessaire pour assurer le logement du clapet 23 lorsque l'orifice en sifflet du tube-sonde est au niveau du fond du réservoir.
Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 6, l'éva- cuation du liquide s'effectue comme dans le mode d'exécution re- présenté sur la Fig. 2, par canalisation souple et rigide 8. Quant à l'isolement du réservoir, pour la position la plus élevée que peut occuper le tube-sonde, il est obtenu au moyen d'une vanne à clapet 25, manoeuvrée par un volant 26, la course du clapet vers son siège 27 étant libre lorsque le tube-sonde 3 est remonté à sa partie supérieure, c'est-à-dire lorsque son extrémité inférieu- re 11 occupe la position 11a. Un boucnon 28 permet, au besoin, la vidange du corps de la vanne en cas de gelée, si elle vient à se trouver au-dessous du niveau de l'eau.
Les Fige. 7 et 8 représentent une forme de réalisation du
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même dispositif qui comporte une variante du mode d'exécution de la vanne d'isolement, cette dernière étant constituée, ici, par un tiroir rotatif 29, articulé en 30 et manoeuvrable à la main par un bras 31 pour venir obturer, lorsque l'extrémité inférieure du tube-sonde occupe la position lla, l'orifice 32 par lequel le liquide peut avoir accès à ce tube.
Revendications.
1. Procédé pour lejaugeage du niveau de l'eau dans le fond des réservoirs à hydrocarbures et plus généralement dans le fond de tous réservoirs à liquides non susceptibles de mélange ou d'é- mulsion avec l'eau, caractérisé en ce qu'il consiste essentielle- ment à opérer, au moyen d'un organe mobile, un prélèvement de li- quide, sous forme de petit débit continu, dans le fond du réser- voir, en déplaçant progressivement, à partir du fond, ledit orga- ne et en déterminant la hauteur de l'eau contenue dans le fond du réservoir par la mesure de la course effectuée par cet organe jusqu'au moment où de l'eau cesse de s'écouler et est remplacée par de l'hydrocarbure ou autre liquide.
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Method and apparatus for gauging the level of water in the bottom of hydrocarbon tanks and the like.
The storage tanks for hydrocarbons, gasoline, solvent, kerosene, gas oil, etc., always contain a certain quantity of water which collects at the bottom of the tank. It is important to accurately determine the level of the hydrocarbon in the tank, both to know the volume of stored hydrocarbon and to know, when emptying the tank, when it should be. stopped so as not to take water instead of hydrocarbons.
The two devices which immediately come to mind for making this determination are, on the one hand, the gauge taps, and on the other hand the level tube. these devices, in addition to their common drawback, which consists in the presence, on the external wall of the tank, of small diameter pipes exposed to rupture by impact, have
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other drawbacks peculiar to each of them: the gauge taps only give an indication of the level with an insufficient approximation, equal to the distance between two consecutive taps;
as for the level tube, if it gives sufficient precision, it is, on the other hand, exposed not only to rupture by impact, like the gauge taps, but also to rupture by freezing with water during severe cold.
The present invention relates to a process which avoids all these drawbacks and which is applicable to all liquids lighter than water, immiscible with it and not forming an emulsion with it. It also relates to the device used for the implementation of this method.
The method according to the invention essentially consists in carrying out, by means of a movable member, a sample of liquid, in the form of a small continuous flow, from the bottom of the reservoir, by gradually moving from the bottom, said member and by determining the height of the water contained in the bottom of the tank by measuring the stroke effected by this member until the moment when water stops flowing and is replaced by oil or other liquid.
The device for carrying out this process essentially comprises a gauge tube, mounted near the bottom of the tank, preferably with a certain inclination, engaging inside the tank through a gasket. sealing and capable of sliding along its axis. An index, fixed on the part of this tube which remains outside the reservoir and movable along a fixed graduated scale, makes it possible to measure the translational movements given to the probe tube. In practice, this probe tube could be mounted in a tubing of relatively large diameter, connected to the reservoir near the bottom of the latter.
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The device which is the subject of the invention is shown, by way of example, in the appended drawings:
Fig. 1 is a schematic sectional view, which gives the essential characteristics;
Fig. 2 is the view in longitudinal section of one of its embodiments;
Fig. 3 is a sectional view taken along the line A-A of FIG. 2;
Figs. 4 to 7 are longitudinal sectional views relating to variants of the embodiment shown in FIG. 2; Fig. 8 is a sectional view taken along the line B-B of FIG. 7.
As shown in Fig. 1, the device essentially comprises a tube 1, of large diameter, of the order of 100 mm. for example, inclined, for example, at 45, which may include an interior plunging part, provided with a balance hole 2 so that the level of the hydrocarbon is the same in the tubing and in the reservoir. A probe tube 3 of small diameter can be moved along the axis of the tubing 1, through a stuffing box 4j with a stroke corresponding to the maximum water height to be measured. A position indicator cursor 5, integral with the probe tube 3, moves in front of a graduated rule 6. A valve 7 is mounted at the end of the probe tube 3; finally, a set of rigid and flexible piping 8 allows the liquid to be discharged at 9, for example into a funnel 10.
The operation of the device is as follows:
The probe tube 3 being brought to its lower position, the valve 7 is opened; Under these conditions, water is seen flowing into the funnel 10. The probe tube 3 is then raised, constantly checking the nature of the liquid which flows. The apparel
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tion of small amounts of hydrocarbons in the water proves that the lower end of the sounding tube has reached the separation surface of the two liquids, water and hydrocarbon. At this time, the water height is read on the graduated ruler 6, to the right of cursor 5.
The device described above has the following advantages compared with the usual devices:
1. It is very precise, especially if the lower end of the probe tube is whistled horizontally, as shown at 11 in FIG. 1,
2. If care is taken, outside the measurement periods, to push the probe tube back to its lower position, a leak or even a rupture of the valve 7, the only member which may be relatively fragile, can only cause a loss of water, which we will have time to remedy before it leaves the hydrocarbon;
3. Provided that it is placed high enough, the tubing 1 will always be full of hydrocarbon; it will therefore not be exposed to frost;
4.
If, after a measurement, care is taken to first reassemble the probe tube to allow some hydrocarbon to flow out, close the tap and only then push the probe tube back to its lower position, this probe tube will remain full of hydrocarbon and therefore will not be exposed to freezing.
In practice, the schematic device described above can give rise to various embodiments which preferably include the progressive displacement of the probe tube, for example using a screw system, and some of which include additional safety devices.
Hereinafter, by way of nonlimiting examples,
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some possible embodiments.
According to the embodiment shown in FIG. 2, the probe tube 3 is externally threaded at 12 and, on the threaded part of this probe tube, forms a nut the hub 13 of a valve handwheel 14, mounted on an yoke 15 relative to which this handwheel can turn . On the other hand, on the unthreaded part of this same probe tube is fixed, by any means, the slider 5 which affects the arrangement shown in the section of FIG. 3, that is to say comprises two cheeks embracing the graduated rule 6, itself fixed on the arch 15. The rotation of the steering wheel II. thus causes the longitudinal displacement of the probe tube which is prevented from rotating by the cursor 5 of which this probe tube is integral.
To avoid deformation of the probe tube under the action of its own weight, said tube is provided, at its lower part, with fins 16 which rest while sliding on the internal wall of the tube 1.
The variant shown in FIG. 4 aims to achieve two additional conditions: the elimination of any channeling at the outlet of the probe tube and the elimination of all communication between the reservoir and the outside when the probe tube is in the rest position.
The first of these conditions is achieved by the fact that the frame or support which plays the role of the arch 15 here constitutes a chamber, provided at its lower part with an evacuation pipe 17 and simply split longitudinally, at its upper part, to give passage to the cursor 5. The liquid contained in the probe tube is admitted into the chamber 15 through a hole 18 drilled in said tube. The position 18 of this hole corresponds to an average position of the sounding tube, while the locations marked 19 and 20 indicate the positions occupied by this same hole, effectively corresponding to the upper level of the water in the
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tank and at the bottom of the tank.
The second condition is achieved by the fact that the end of the probe tube can be brought to a level a little lower than that of the bottom of the tank, the possible additional stroke of this probe tube downwards being sufficient for that the hole 18 can occupy a position 21 located beyond the chamber 15 with respect to the stuffing box 4; this requires, of course, the arrangement, in the bottom of the tank, of a small bowl 22 intended to allow the additional stroke of the probe tube.
The variant shown in FIG. 5 is identical to the previous one with regard to the flow, through the pipe 17, of the liquid leaving the probe tube through the hole 18, but, here, the isolation of the reservoir, for the higher position that the probe tube can occupy, is produced by means of a valve 23, provided at the end of this probe tube, which valve, at the end of the upward stroke of the probe tube, comes to rest on its seat 24. In this case, the arrangement of a bowl 22 is still necessary to ensure the housing of the valve 23 when the whistle orifice of the probe tube is at the level of the bottom of the reservoir.
According to the embodiment shown in FIG. 6, the liquid is evacuated as in the embodiment shown in FIG. 2, by flexible and rigid pipe 8. As for the isolation of the reservoir, for the highest position that the probe tube can occupy, it is obtained by means of a flap valve 25, operated by a handwheel 26, the travel of the valve towards its seat 27 being free when the probe tube 3 is raised to its upper part, that is to say when its lower end 11 occupies the position 11a. A plug 28 allows, if necessary, the emptying of the body of the valve in the event of frost, if it happens to be below the water level.
The Fige. 7 and 8 show an embodiment of the
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same device which comprises a variant of the embodiment of the isolation valve, the latter being constituted, here, by a rotary slide 29, articulated at 30 and operable by hand by an arm 31 to close, when the lower end of the probe tube occupies position 11a, the orifice 32 through which the liquid can have access to this tube.
Claims.
1. Method for gauging the water level in the bottom of hydrocarbon tanks and more generally in the bottom of all liquid tanks not susceptible to mixing or emulsion with water, characterized in that it consists essentially in operating, by means of a movable member, a liquid sample, in the form of a small continuous flow, from the bottom of the tank, by gradually moving, from the bottom, said organ and by determining the height of the water contained in the bottom of the tank by measuring the stroke effected by this member until the moment when the water stops flowing and is replaced by hydrocarbon or other liquid .