ES2206266T3 - Dispositivo y procedimiento para controlar la recuperacion de los vapores en las columnas de distribucion de combustible. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar la recuperación de los vapores en columnas de distribución de combustible (10), que son capaces de distribuir productos únicos o múltiples, comprendiendo cada una de dichas columnas (10) por lo menos una bomba de aspiración (26) para los vapores, que está conectada a un motor eléctrico (27) el cual tiene una velocidad de rotación que depende de los comandos enviados por una unidad de control electrónico (22) así como de las señales directas o de retorno emitidas por un generador de pulsos (20), a través de una cabeza electrónica (21), en el que dicha unidad electrónica (22) comprende medios de procesamiento para tratar una serie de señales de entrada, que se utiliza para linealizar una función entre variables relativas al volumen del vapor recuperado por medio de un sistema de recuperación de vapor (35) y del combustible distribuido por una unidad de bombeo de descarga (13), utilizando dichos medios de tratamiento por lo menos una curva de compensación que, parauna pluralidad de valores, que son, a su vez, determinados por medio de una calibración previa de valores empíricos de dicha bomba de aspiración (26) y por medio de por lo menos una señal de referencia de velocidad transmitida a la entrada de dicha unidad electrónica (22), determina un valor real de la velocidad de dicha bomba de aspiración (26), comprendiendo la unidad electrónica (22) un microprocesador (40), en el que se proporciona por lo menos una tabla o matriz, que contiene valores relativos a una frecuencia de entrada, en correspondencia con una señal obtenida desde dicho generador de pulsos (20) y en relación con una frecuencia de salida, que está en correspondencia con un número de revoluciones de dicha bomba de aspiración (26), estando insertada dicha matriz en un elemento de memoria no volátil de dicho microprocesador (40), caracterizado porque dicha matriz o tabla comprende datos obtenidos experimentalmente a partir de una serie de muestras tomadas por dicha bomba de aspiración (26), obteniéndose dicha curva de compensación por medio de una interpolación de una serie de puntos en los que se prueba dicho sistema de recuperación del vapor (35), en el que dicha interpolación se realiza por medio de un sistema de calibración electrónico, que transfiere los resultados obtenidos a dicha unidad de control electrónico (22).

Description

Dispositivo y procedimiento para controlar la recuperación de los vapores en las columnas de distribución de combustible.

La presente invención se refiere a las columnas de distribución de combustible, en particular columnas que están provistas de un sistema para recuperación de los vapores emitidos durante las operaciones de suministro a vehículos.

En los distribuidores de combustible, y en particular en los distribuidores de calle para suministro a vehículos, las normas para seguridad y protección del medio ambiente exigen que la fase de vapor, que consiste en una mezcla de aire y vapores de combustible, y se descarga desde los depósitos de los vehículos cuando se abastecen, no se disperse en el medio ambiente.

Esta emisión es causada prácticamente por el efecto del desplazamiento por el fluido admitido en el depósito, que reduce el volumen por encima de su nivel y expele un volumen equivalente de fase de vapor.

Según la técnica conocida, esta fase de aire/vapor se aspira proporcionando a las pistolas del distribuidor de combustible unas boquillas de distribución de combustible y boquillas de aspiración, que están conectadas a bombas volumétricas. La pistola del distribuidor está conectada a la columna mediante conductos para la descarga del combustible líquido, que se suministra por una unidad de bombeo con un caudal variable, así como por tubos de aspiración que están conectados a una bomba volumétrica para aspiración de los vapores, que se acciona con un caudal que está en estrecha correlación, en cada momento, con el caudal de entrega de combustible.

Según la técnica conocida, varios sistemas fueron propuestos para recuperación de los vapores, es decir, de la fase de vapor/aire, que se descarga desde los depósitos de los vehículos cuando se abastecen, por ejemplo en los documentos US 5.038.838, EP-B-461.770, WO 98/00641, WO 96/06038 y DE 4200803.

Para poder resolver los problemas técnicos que están asociados con la recuperación de los vapores en las columnas, se hace referencia al diagrama de la Figura 1, que se refiere a una columna del distribuidor que está provista de una pistola distribuidora única.

La columna 10 está provista de una estructura de soporte en forma de caja 11, que contiene y soporta sus unidades.

El combustible está contenido en un depósito subterráneo, no ilustrado en la Figura, desde el cual se obtiene el combustible por medio de la línea de aspiración, que consiste en la admisión 12, la unidad de bombeo 13, que está conectada a la pistola distribuidora 18 y el medidor 14, que mide la cantidad de combustible distribuida, antes de transportarla a través del tubo 15 al separador 16, desde donde se extiende el tubo flexible 17 de la pistola 18.

Al medidor 14 está conectado un generador de pulsos 20, que genera un pulso eléctrico para cada unidad de combustible distribuida, por ejemplo para cada centilitro; esta unidad de pulsos tiene una frecuencia que es proporcional al caudal y se transmite al cabezal del indicador 21 que, sobre la base del número de pulsos, calcula e indica la cantidad distribuida y el correspondiente precio del suministro.

La misma señal se transmite a la unidad de control electrónico 22, que controla y supervisa el sistema de recuperación del vapor.

El tubo 17 de la pistola distribuidora 18 contiene un tubo de descarga de combustible 23, que es la prolongación del tubo de descarga 15 en lo que respecta a la boquilla de distribución y un tubo de retorno 24, que está conectado a una boquilla de aspiración situada en la proximidad de la boquilla del distribuidor.

Esta boquilla aspira los vapores que se expelen desde el depósito que se está llenando; estando el tubo de retorno 24 conectado en el separador 16 a un tubo 25, que está conectado a la bomba volumétrica 26 para aspiración de los vapores, que se acciona por un motor 27, que es controlado por una unidad de control 22 a un número de revoluciones que está en relación, en cada momento, con la frecuencia de la señal de pulsos del generador 20, de tal modo que esté en correlación las revoluciones de la bomba 26, y por lo tanto el caudal de aspiración volumétrico, con el caudal de descarga de combustible.

La descarga de la bomba volumétrica 26 es readmitida a través del tubo 28 en el depósito subterráneo del distribuidor, desde donde se obtiene el combustible; en general, la relación volumétrica, entre el combustible distribuido y la fase gaseosa aspirada, se establece y mantiene con un margen de valores que está próximo al valor de la unidad; esta configuración puede variarse según el tipo de combustible y las condiciones medioambientales.

El combustible se suele distribuir con un caudal variable, que se regula por el operador por medio de la presión ejercida sobre la palanca 30 para regulación de la pistola, mientras que el caudal de aspiración debe seguir, en cada momento, el desarrollo del caudal de descarga.

En la práctica, la secuencia de los pulsos representa fielmente la situación, en cada momento, de la distribución de líquido que tiene lugar, con el número de pulsos en correspondencia con la cantidad distribuida y la frecuencia de los pulsos en correspondencia con el caudal instantáneo; sin embargo, el control de la bomba de aspiración volumétrica, que tiene lugar modulando su velocidad instantánea, es decir, su número de revoluciones por minuto, sobre la base de la frecuencia instantánea de los pulsos del medidor, no es igualmente exacta en el resultado final de obtención de una relación constante entre los caudales volumétricos del líquido de fluido y del vapor aspirado.

En la práctica, los tipos más frecuentes de bombas volumétricas que se utilizan para recuperar los vapores en los distribuidores de combustible son las bombas de paletas, bombas de rodillos y tipos alternativos de bombas, que tienen una curva característica de caudal/velocidad que no es completamente lineal y que, por lo tanto, no hace posible obtener una relación constante entre los caudales del líquido distribuido y del vapor aspirado, si la operación tiene lugar sobre la base de la frecuencia de los pulsos del medidor/generador, cuando se varía la velocidad de distribución y las revoluciones/minuto de la válvula volumétrica son consecuentemente reguladas de forma lineal.

Las Figuras 2A y 2B muestran, de manera indicativa, los desarrollos típicos de las curvas características (caudal/velocidad) para estos tipos de bombas volumétricas que funcionando en un sistema de recuperación del vapor. En particular, la Figura 2A muestra el desarrollo de la curva característica de una bomba de paletas o de rodillos, mientras que la Figura 2B ilustra cualitativamente el desarrollo de una curva característica de una bomba alternativa.

En realidad, estas curvas características ilustran el desarrollo del sistema de circuito/bomba en condiciones de pérdidas constantes de carga \DeltaP_{1} y \DeltaP_{2} (en donde \DeltaP_{2} > \DeltaP_{1}). El problema técnico se complica todavía más en los sistemas de distribución de más reciente diseño en los que cada columna está provista de una pluralidad de pistolas distribuidoras, cada una de las cuales está conectada a un depósito de combustible subterráneo diferente, por ejemplo gasolina super con plomo, gasolina sin plomo de diversas calidades, combustible diesel, etc.

En este caso, para cada grupo de pistolas 18 en el mismo lado de la columna 10, solamente una pistola del distribuidor puede funcionar de inmediato para suministrar al vehículo que está situado enfrente de la columna, mientras que cada grupo de pistolas 18 en cada lado está provisto de una bomba de aspiración volumétrica 26. Flujo debajo de la bomba volumétrica 26, en el caso de la mayoría de las pistolas del distribuidor 18, los tubos de descarga para los vapores aspirados a los correspondientes depósitos subterráneos están subdivididos en varios tubos 28 y en cada uno de ellos está instalado un sistema de conmutación, que está constituido por varias válvulas de no retorno, una de las cuales se ilustra de manera esquemática en la Figura 1 y se suele indicar como 31, flujo abajo desde la bomba 26. Existe también el problema de desequilibrios en las pérdidas de carga, que se producen en las bifurcaciones del sistema, como resultado de las diferentes calibraciones de las válvulas, las diferentes longitudes de las diversas ramas, etc., de modo que cada bifurcación para descarga de los vapores al depósito no funciona con la misma pérdida de carga, sino de conformidad con diferentes curvas características de caudal/velocidad, según se indica en las Figuras 2A y 2B. Por consiguiente, dependiendo de los casos, la bomba volumétrica 26 funciona con vapores de diferentes densidades, dependiendo del tipo de combustible, a diferentes temperaturas y con diferentes valores de la presión corriente abajo.

A partir de la información anterior, resulta evidente que funcionando con una correlación lineal entre la frecuencia de los pulsos del generador 20 y la velocidad de revolución del motor 27 de la bomba 26 no se garantiza una relación constante entre los caudales de la fase líquida distribuida y la fase de vapor aspirada, sino que, por el contrario, se producen importantes divergencias respecto a esta relación constante.

El objetivo de la presente invención es, por lo tanto, presentar un procedimiento para controlar la recuperación de los vapores en las columnas de distribución de combustible, que tenga en cuenta las condiciones operativas reales y haga posible cumplir el requisito de establecer y mantener una relación predeterminada en términos de volumen, entre los caudales del líquido distribuido y el vapor aspirado, cuando se varía el caudal del líquido distribuido y cuando se varía el combustible o las condiciones asociadas.

Según la presente invención, el efecto técnico requerido es el de impartir al sistema de recuperación de vapor la capacidad para obtener una relación entre los caudales predeterminados y requeridos, durante la fase de calibración inicial y la de control periódico, simplemente por medio de una operación de modulación de la velocidad de rotación del motor eléctrico que está conectado a la bomba volumétrica.

El procedimiento según la presente invención se define en la reivindicación 1 adjunta.

El procedimiento según la invención hace posible obtener una proporcionalidad lineal entre la cantidad de vapores recuperados y la cantidad de producto distribuido, por medio de una unidad de control electrónico, que controla adecuadamente la variación de la velocidad de la bomba de aspiración de vapores, variando el número de revoluciones de la bomba en función de la señal obtenida desde un generador de pulsos a través de una cabeza electrónica.

Las características y ventajas del procedimiento según la presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización típica, proporcionada a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:

- la Figura 1 es una representación esquemática de una columna de distribución con una pistola distribuidora, con recuperación de la fase de vapor;

- las Figuras 2A y 2B son dos diagramas cartesianos que ilustran, de forma cualitativa, los desarrollos de las curvas características de caudal/velocidad, en relación con un sistema de una bomba de paletas o de rodillos y un sistema con una bomba alternativa, respectivamente. En particular, las Figuras 1, 2A y 2B ilustran el problema técnico con el que se relaciona la invención presente;

- la Figura 3 es un diagrama de bloques del dispositivo de control para recuperación de los vapores, según la presente invención;

- las Figuras 4A, 4B, 4C y 4D ilustran una primera realización de un diagrama de cableado del dispositivo de control de recuperación de vapor según la presente invención;

- la Figura 5 se refiere a una segunda realización de un diagrama de cableado del dispositivo de control, según la presente invención;

- la Figura 6 ilustra un diagrama cartesiano que muestra el desarrollo cualitativo de la relación V/L, cuando el caudal varía en un sistema de recuperación de vapor que está provisto de una válvula proporcional, con una bomba con un número fijo de revoluciones, que está mecánicamente controlada por el motor de la unidad de bombeo o por un motor independiente;

- la Figura 7 ilustra un diagrama cartesiano que muestra el desarrollo cualitativo de la relación V/L, cuando el caudal varía en un sistema de recuperación de vapor con una bomba con revoluciones variables, que está electrónicamente controlada y

- la Figura 8 ilustra un diagrama cartesiano que muestra el desarrollo cualitativo de la curva de valores correctores, cuando se varía el punto de funcionamiento y que puede utilizarse en el sistema de recuperación de vapor, de conformidad con el dispositivo de control según la invención.

Con referencia especial a la Figura 3, los mismos componentes que están ya presentes en la Figura 1 se indican por las mismas referencias numéricas, mientras que la referencia 35 indica, de forma esquemática un bloque relacionado con el sistema de recuperación de vapor real, que permite la recuperación de los vapores de gasolina que se descargan desde el depósito de los vehículos, mientras se están abasteciendo de combustible, como ya se describió en detalle con anterioridad y la referencia 33 indica un bloque de conexión para las señales obtenidas desde el generador de pulsos 20 y desde la cabeza 21.

El sistema 35 está constituido por la bomba de aspiración volumétrica 26, que está conectada a su propio motor eléctrico 27 y tiene un nivel de protección adecuado para su instalación en una zona peligrosa y una unidad de control electrónico 22, que está instalada en una zona no peligrosa.

El volumen del vapor recuperado depende del caudal del combustible distribuido y para poder ser capaz de realizar esta regulación, la unidad de control 22 detecta los pulsos obtenidos desde la cabeza electrónica 21 y directamente desde el generador de pulsos 20 y actúa sobre la velocidad del motor 27 de la bomba 26. El vapor recuperado se transporta al depósito de almacenamiento de combustible a través del tubo flexible 24, que es coaxial en relación con el tubo de descarga 23 para distribución del combustible. El sistema de recuperación de vapor 35 puede utilizarse para aspiración de vapores de gasolina normal, super con plomo y super sin plomo.

Según una realización preferida, pero no limitadora, de la presente invención, la unidad electrónica 22 controla la velocidad del motor del tipo sin escobillas 27 y se alimenta con una corriente alterna monofásica, garantizando así el funcionamiento satisfactorio para una tensión de alimentación equivalente a 230 voltios (valor nominal) y una frecuencia de la tensión de alimentación de 50 Hz.

En la práctica, la unidad de control electrónico 22 recibe como entrada una serie de señales de referencia, que se procesan de forma correspondiente, de modo que se obtenga una función prácticamente lineal, que asocia el volumen del vapor recuperado por el sistema 35 con el volumen del combustible distribuido, cuya función sigue realmente un desarrollo no lineal.

Por este motivo, es necesario introducir una curva de compensación que, para algunos valores (determinados por medio de una previa calibración de los valores que puede establecerse en una bomba de aspiración real 26) de una señal de referencia de la velocidad transmitida a la admisión de la unidad de control 22, determina una velocidad real de la bomba de aspiración 26, siendo la entrada de referencia de la velocidad de la unidad 22 controlada por una señal de onda cuadrada con una frecuencia comprendida entre 0 y 200 Hz, que se suele suministrar por la cabeza electrónica 21 a través del generador de pulsos 20. La unidad de control 22 tiene un regulador, de modo que puede adaptarse a las diferentes amplitudes (normalmente de +5V a +12V o de +12V a +35V) de la señal obtenida desde el generador de pulsos 20, de modo que pueda interconectarse con los generadores de pulsos que están actualmente más disponibles en el mercado, pudiendo ser su etapa de salida del tipo de colector abierto NPN, colector abierto PNP, totem-pole o "push-pull".

Los coeficientes de velocidad de la curva de compensación se obtienen por medio de un dispositivo que posibilita determinar automáticamente estos valores a los diversos caudales de distribución; como alternativa, estos coeficientes pueden calcularse por medio de un programa de aplicación que se instala en un procesador electrónico, lo que hace posible almacenar hasta 100 coeficientes en un intervalo de frecuencias de la referencia de velocidad que varía desde
0 a 100 Hz.

La curva de compensación puede modificarse todavía más añadiendo o restando un valor constante obtenido desde un regulador potenciométrico ("trimmer") o por medio de un coeficiente que puede ajustarse por el procesador, estando el intervalo de regulación de la velocidad dentro del 20%, mientras que la dirección de rotación del motor 27 puede ajustarse por medio de un interruptor dip o por el propio procesador.

La unidad de control electrónico 22 tiene también una entrada para conexión del sensor de temperatura, que se aloja dentro del motor 27; cuando la temperatura de los devanados excede de un valor predeterminado, se interrumpe la distribución de energía hasta que la temperatura caiga por debajo de este límite. En estas condiciones, un diodo LED, que muestra el estado operativo, indica la anormalidad encendiéndose de manera intermitente; después de un número predeterminado de bloqueos y rearranques (que puede ajustarse), dentro de un período de tiempo específico (que también puede ajustarse), el sistema de recuperación de vapor se detiene de forma definitiva.

Como alternativa, un sensor para medir la temperatura ambiente puede conectarse al sensor de temperatura del motor 27.

La etapa de potencia de la unidad de control 22 está provista de un sensor que mide la temperatura, de modo que, cuando la temperatura excede el valor de aproximadamente 85ºC, se interrumpe la distribución de energía al motor 27 y se enciende el diodo LED que indica el estado operativo; esta condición permanece hasta que la temperatura cae por debajo de este límite. Además de la protección térmica, existe también protección en relación con la corriente máxima, que se activa cuando se supera un valor predeterminado de la intensidad de corriente, interrumpiendo así la distribución de energía al motor 27 y esta distribución se restablece luego automáticamente después de un número de intentos que puede programarse desde un mínimo de 1 a un máximo de 8.

La unidad de control 22 tiene también una puerta de comunicación serie de tipo RS485 para interconexión con un procesador electrónico y con un dispositivo para calibración y diagnosis del sistema; en particular, según realizaciones preferidas, pero no limitadoras, existe un interfaz serie asíncrono tipo semidúplex RS485, con una velocidad de transmisión de 1200 baudios, 8 bits de datos, 1 bit de parada y sin paridad.

Para poder comunicarse con la unidad de control electrónico 22, es necesario tener un procesador electrónico (ordenador personal), cuya configuración mínima es como sigue: microprocesador 486, 4 Mbytes de memoria RAM, sistema operativo Windows 3.1 o posterior, dispositivo de interfaz RS232-RS485 y pudiéndose definir los siguientes parámetros mediante el procesador:

- resolución de los pulsos de entrada generados por el generador de pulsos 20 (100/200 pulsos por litro de combustible);

- resolución del codificador del motor 27 (2/4/8 pulsos por revolución);

- dirección de revolución del motor 27 (sentido horario/horario);

- campo de regulación de velocidad de la bomba 26 (+ 20%, desde 5 a 60 litros de combustible por
minuto);

- regulación manual de la velocidad;

- modo de velocidad de revolución fija para el motor 27;

- campo de regulación de la velocidad de la bomba 26 con revoluciones fijas (desde 5 a 60 litros por minuto);

- selección del modo de revolución variable o fijo;

- número de coeficientes de compensación;

- asignación de la dirección para comunicación operativa en serie y

- selección de la puerta de comunicación serie.

Los principales parámetros que pueden indicarse son (en coeficientes entre 0 y 127):

- temperatura ambiente o temperatura de los devanados del motor 27;

- temperatura de la etapa de potencia de la unidad 22;

- frecuencia de los pulsos de entrada (desde 0 a 200);

- frecuencia de los pulsos obtenidos desde el codificador del motor 27 (desde 0 a 200);

- totalización parcial del combustible distribuido (desde 0 a 9999 litros);

- coeficientes de corrección (de 0 a 120);

- desviación de la curva de compensación (desde 0 a 127, donde el cero se determina por el número 64);

- posición del potenciómetro regulador ("trimmer");

- intensidad de la corriente que circula en el motor 27 y

- código de error (desde 1 a 8).

Según la presente invención, el motor eléctrico 27 controla la revolución de la bomba de aspiración de vapores 26, a una velocidad que depende de las señales de control que se reciben desde la unidad 22 y se convierten en las correspondientes señales de tensión para suministrarse al motor 27; en la práctica, la velocidad a la que el motor 27 hace girar la bomba 26 y por lo tanto, la cantidad de vapores recuperados, depende de la tensión suministrada al motor 27.

Se ha observado ya que, para poder obtener el rendimiento máximo del sistema de recuperación 35, la unidad de control 22 debe controlar la bomba 26, de modo que la fase de vapor se recupere a una velocidad que corresponda al volumen de vapor instantáneo que se genera durante una operación de llenado del depósito de un vehículo.

La unidad 22 determina luego un valor de velocidad instantánea óptimo para la bomba de aspiración 26, proporcionando así una función no lineal con varias variables que, a su vez, dependen de un conjunto de variables independientes, que son responsables de las variaciones en el volumen de vapores generados durante la introducción del combustible en el depósito, es decir, buscando los correspondientes valores en una matriz que se almacena en un microprocesador.

Las variables independientes son la velocidad de distribución del combustible, el volumen de combustible distribuido, la duración de la distribución, la temperatura ambiente, la temperatura del combustible y cualquier constricción dentro del tubo de retorno 24 de la fase de vapor. Otras variables independientes pueden tomarse en consideración durante el procedimiento de control.

Para poder determinar la correspondiente velocidad de la bomba de aspiración 26, los valores de las variables independientes deben medirse de manera instantánea, por medio de una serie de sensores y transductores y las correspondientes señales relacionadas con las variables dependientes deben transmitirse a la unidad de control 22.

En particular, hay una construcción por puntos de la curva de caudal/velocidad (P/v) en relación con la bomba de aspiración 26 utilizada, teniendo en cuenta todas las variables implicadas; por consiguiente, a modo de ejemplo, un transductor para el caudal del combustible transmite una señal proporcional al caudal distribuido a la unidad de control 22, mientras que los transductores de la temperatura miden la temperatura ambiente y la temperatura del combustible y transmiten instantáneamente una señal proporcional a la unidad 22.

Una calibración inicial del sistema de recuperación de vapor 35 se realiza por medio de una bomba de muestreo 26 y la función que asocia las variables de caudal de vapor V (de recuperación)/caudal de líquido L (combustible distribuido) se determina instantáneamente por un microprocesador, para poder así regular la velocidad óptima del motor 27, en relación con la variación de todas las variables implicadas durante una operación de suministro, que da lugar a la no linealidad de la función V/L.

En particular, en la realización del diagrama de cableado ilustrado en las Figuras 4A-4D en relación con el dispositivo de control según la invención, pueden observarse los terminales de conexión de ocho conectores utilizados en una tarjeta electrónica de un sistema para recuperación de vapor, que se suele indicar por la referencia 35 en la Figura 3.

La Figura 4A ilustra las conexiones eléctricas a los polos o terminales P1-1, P1-2, P1-3, P1-6, P1-7, P1-8, P1-9, P1-10, P1-11, P1-12 del conector P1 de la tarjeta, que permiten la transmisión de las señales eléctricas desde y hacia el generador de pulsos (pulsador) 20 o la tarjeta de la unidad central de proceso (CPU) del procesador electrónico, el diodo de señalización LED, el sensor de la temperatura y el codificador del motor sin escobillas 27. En realizaciones preferidas, pero no limitadoras, el conector P1 de 12 polos es del tipo macho vertical, por ejemplo un MSTBVA 2,5/12-G-5, 08.

Los polos P1-1 y P1-2 permiten la conexión con el generador de pulsos 20 (señal de entrada, polo negativo y positivo, respectivamente), mientras que en el terminal P1-3 está disponible una alimentación (14,3 V, 100 mA) del pulsador externo 20; además, los polos P1-8, P1-9 y P1-10 permiten el flujo a la entrada de la tarjeta de las señales relacionadas con el codificador del motor 27 (según las coordenadas espaciales X, Y y Z, respectivamente), mientras que el polo P1-11 está conectado al polo positivo (6,2 V) de la alimentación del motor sin escobillas 27 y el polo P1-12 representa una referencia de tensión de 0 V.

Los polos P1-6 y P1-7 se refieren a entradas disponibles y a una referencia de tensión de 0 V, mientras que los terminales J1-4 y J1-6 se refieren a un conector J1 del tipo macho de seis polos verticales, por ejemplo un AMP MODU1 280372-2 y constituyen, respectivamente, un polo de salida para una señal del pulsador aislada hacia una tarjeta de interfaz (que se utiliza si existe un sistema de recuperación de vapor 35 para un distribuidor multiproducto, es decir, para una columna 10 con varias pistolas distribuidoras 18 para diferentes productos) y un polo relacionado con una entrada disponible.

La Figura 4A ilustra también las conexiones a los terminales P5-1, P5-2, P5-3, P5-4 del conector P5 de 4 polos de la tarjeta electrónica de recuperación de vapor; en particular, el conector P5 del tipo macho vertical, por ejemplo un AMP MODU2 280371-2 permite el flujo de las señales eléctricas desde y hacia el interfaz del conector RS485 o del tipo RS422 o el terminal de programación.

De este modo, por ejemplo, el polo P5-1 está conectado a la alimentación positiva (5 V) del interfaz, los polos P5-2 y P5-3 para la entrada y salida están conectados a dos líneas en las que se transmiten las señales desde y hacia el interfaz, mientras que el polo P5-4 está reservado para la conexión con la referencia de 0 V.

La Figura 4B ilustra las conexiones de la tarjeta a los terminales P2-1, P2-2, P2-3 de los conectores P2, del tipo macho vertical de 3 polos, por ejemplo un MSTEVA 2, 5/3-G-5, 08 y a los terminales P1-4 y P1-5 del conector P1; los polos P2-1, P2-2 y P2-3 permiten que la salida de las señales eléctricas alcancen el motor sin escobillas 27 y se relacionen con las diversas fases de este motor eléctrico 27, mientras que los polos P1-4 y P1-5 permiten que la salida de una señal eléctrica se relacione con la alimentación (polo positivo y polo negativo) de un diodo LED de señal visual. El terminal J1-5 del conector J1 se relaciona con una señal de salida de fallo.

La Figura 4C ilustra las conexiones a los polos P3-1, P3-2, P3-3, P3-6, P3-7, P3-8, P3-9, P3-10, P3-11, P3-12 del conector P3 (que es del mismo tipo y tiene las mismas funciones que el conector P1) y los polos J2-4 y J2-6 del conector J2 (que es del mismo tipo y tiene las mismas funciones que el conector J1).

Por último, la Figura 4D ilustra las conexiones a los terminales P3-4, P3- 5 del conector P3, las conexiones a los terminales J1-1, J1-2, J1-3 del conector J1, las conexiones a los terminales J2-1, J2-2, J2-3, J2-5 del conector J2, las conexiones a los terminales J3-1, J3-2 del conector J3 (del tipo macho vertical de 2 polos, por ejemplo un AMP MODU1 280609-1, que permite la transmisión de señales desde y hacia el conector J1 y la alimentación de 36 V de la tarjeta electrónica para la recuperación de vapor) y las conexiones a los terminales P4-1, P4-2, P4-3 de un conector P4 del tipo macho vertical de 3 polos, por ejemplo un MSTBVA 2,5/3-G-5, 0,8 que permite la conexión en la salida al motor eléctrico 27, puesto que las señales a la salida controlan la fase.

La Figura 5, que se refiere a un diagrama del cableado de control para un motor sin escobillas digital, ilustra los terminales P1-1, P1-2 (en relación con las entradas del generador de pulsos 20), P1-3, P1-4 (en relación con las salidas del diodo LED de señalización), P1-5, P1-6 (en relación con la conexión del sensor de la temperatura), P1-7, P1-8, P1-9 (en relación con otras conexiones a los dispositivos sensores) y P1-10, P1-11, P4-1, P4-2 (en relación con la conexión de la red de alimentación de corriente continua).

Además, los terminales P2-1, P2-2 y P2-3 se relacionan con las conexiones a las fases del estator del motor sin escobillas, mientras que los polos P3-1, P3-2, P3-3 y P3-4 garantizan las conexiones a la línea serie RS485.

Para poder determinar la función que asocia el volumen del vapor recuperado (V) con el volumen de líquido distribuido (L), sobre la base de una serie de datos experimentales calculados por medio de un sistema de recuperación de vapor con una bomba de aspiración de muestra y preajuste, el microprocesador 40 crea una tabla de valores relacionados con las variables dependientes, que se almacenan en una matriz simple o multidimensional (contenida en memorias no volátiles), dependiendo del número de variables independientes de la que depende la función V=f (L) que se va a determinar.

El intervalo de valores que puede asumir cada variable independiente puede seleccionarse de modo que cubra un margen medible adecuado durante la operación completa de alimentación; además, el microprocesador 40 utiliza la misma tabla de valores y los actualiza para cada operación sucesiva de alimentación de combustible.

Las variables independientes pueden ser seleccionarse de modo que simulen, de la mejor manera posible, las condiciones operativas convencionales de un sistema de recuperación de vapor, durante la etapa de rellenado de depósito de un vehículo. Para esta finalidad, también es necesario proporcionar características adecuadas de capacidad de las memorias no volátiles utilizadas.

La determinación de la función V=f(L), que se presenta de forma lineal, se utiliza entonces para generar una señal para controlar la velocidad de una bomba de aspiración 26; por último, para poder proporcionar un control más exacto, el motor 27 está conectado al microprocesador 40 de la unidad 22 por medio de una unidad de realimentación, de modo que, en este caso, la señal de realimentación se transmite desde el motor 27 al microprocesador 40 y este último puede generar las señales de control adecuadas para la determinación de la velocidad instantánea de la bomba 26, teniendo en cuenta la realimentación.

En la práctica, durante una operación de rellenado con combustible por un usuario, el sistema de recuperación de vapor 35 controla como variables la temperatura ambiente y el volumen del combustible distribuido. La temperatura ambiente se mide directamente por un transductor de temperatura y la correspondiente señal se transmite al microprocesador 40 de la unidad electrónica 22, mientras que el volumen de combustible distribuido se determina midiendo el caudal, por medio de un transductor específico; de hecho, durante la distribución, el generador o pulsador 20 transmite una serie de pulsos a través de la cabeza 21 al microprocesador 40, que almacena en su memoria el número de pulsos que han sido contados a la terminación de la operación de abastecimiento al vehículo y calcula el volumen de combustible distribuido sobre la base de este número. El microprocesador 40 continúa también recibiendo la señal realimentada por el motor 27, para poder obtener así un control exacto de la velocidad de la bomba 26 para compensar la falta de linealidad.

El microprocesador 40 de la unidad de control electrónico 22 puede incluir también un dispositivo temporizador, que mide el intervalo que transcurre entre dos suministros sucesivos, de modo que, si este intervalo de tiempo es mayor que un valor predeterminado específico y por lo tanto, los datos almacenados (variables dependientes) que se relacionan con los resultados experimentales, y se ajustan en la curva de V/L, no son muy exactos, se miden experimentalmente nuevos valores de las variables y se almacenan en la unidad electrónica 22.

Como alternativa a la solución anteriormente descrita, según una realización adicional no limitadora de la presente invención, es posible almacenar en la unidad electrónica 22 con un microprocesador 40, una tabla o matriz con 120 líneas y 2 columnas, caracterizada porque la primera columna contiene los valores relativos a la frecuencia de entrada (en un intervalo de frecuencias de entre 0 y 100 Hz), correspondiente a la señal obtenida a partir del generador de pulsos 20 y la segunda columna contiene una serie de valores de frecuencia de salida, que corresponde al número de revoluciones a las que debe funcionar la bomba de aspiración y de recuperación del vapor 26.

Se proporcionan 120 líneas de la matriz, es decir, 20 más que el intervalo de frecuencias 0-100 Hz, para poder obtener un margen razonable de regulación.

Un sistema de regulación de este tipo posibilita corregir la curva característica de la bomba de aspiración 26 y la relación V/L del sistema de recuperación completo 35 para los vapores, si existe una altura de carga diferente flujo abajo del sistema 35.

La matriz se inserta en un elemento de memoria no volátil correspondiente (por ejemplo, una memoria EEPROM), integrada en el microprocesador 40, que hará posible preservar los datos aun cuando falte la alimentación y también se pueden modificar los datos en cualquier momento.

La matriz se completa luego mediante una serie de datos experimentalmente obtenidos a partir de un conjunto muestra de bombas de aspiración 26, de modo que la curva de compensación se obtenga por interpolación (un proceso que se realiza por un procesador electrónico asociado) de algunos puntos en los que se prueba el sistema de recuperación de vapor completo 35.

La interpolación tiene lugar por medio de un sistema de calibración electrónico correspondiente, que puede transferir los resultados obtenidos a la unidad de control 22 del sistema de recuperación 35.

El sistema de recuperación del vapor 35 en cuestión puede regularse por medio de un potenciómetro ("trimmer") presente en la tarjeta electrónica del sistema 35, que posibilita traducir una curva por defecto almacenada en el microprocesador 40, es decir, que hace posible, mediante la traducción de esta curva por medio de transmisión de un dato a la puerta serie, presente en la tarjeta electrónica del sistema de recuperación 35, excluir la función del potenciómetro regulador y activar un registro con las mismas funciones que el potenciómetro ("trimmer").

Por medio de un dispositivo de calibración exterior, que está conectado a un medidor, también es posible simular una serie de distribuciones con varios caudales, cuyos resultados se interpolan para poder obtener la curva característica, que está disponible directamente en la unidad de control electrónico 22.

El uso del dispositivo de control electrónico, según la invención, puede limitar así la variación del valor crítico requerido (la relación V/L), cuando existe variación de las posibles condiciones de funcionamiento del sistema de recuperación del vapor; en realidad, la principal variación de la condición operativa tiene su causa en la variación del caudal que, para un distribuidor monobloque, con una capacidad de 50 litros/minuto, puede considerarse variable entre aproximadamente 50 y 5 litros/minuto. Se apreciará que una medida cualitativa del valor del sistema de recuperación del vapor se proporciona por el hecho de que la curva de V/L o de L/V es tan constante como sea posible dentro del campo de operación y una medición objetiva de la satisfacción consiste en la mayor o menor variación del parámetro V/L, es decir:

\Delta V/L = V/L \ máx. - V/L \ \text{mín.}

Los resultados experimentales obtenidos han demostrado la validez total del sistema según la presente invención; en realidad, además de un sistema de recuperación del vapor según la invención, se han tenido en cuenta dos sistemas convencionales, para la finalidad de una comparación rápida y clara de los datos, es decir, un sistema de recuperación del vapor con una bomba con revoluciones variables que esté bajo control electrónico (en donde el número de revoluciones de la bomba sea proporcional al caudal distribuido, según una constante de proporcionalidad) y un sistema con una bomba con revoluciones fijas, que se controla mecánicamente por el motor y está provisto de una válvula proporcional (en el que el número de revoluciones de la bomba es proporcional al número de revoluciones realizadas por el motor, según una constante de proporcionalidad).

El gráfico cartesiano de la Figura 6 se refiere a los datos experimentales para la relación V/L (como un porcentaje), según una serie de valores de caudales (en litros/minuto), que se obtuvieron con un sistema que utiliza una bomba con revoluciones fijas, provista de medios de control mecánicos.

El gráfico cartesiano de la Figura 7 ilustra también los datos experimentales de la relación V/L (como un porcentaje), según una serie de valores de caudales (en litros/minuto), que fueron obtenidos por medio de un sistema que utiliza una bomba con revoluciones variables, bajo control electrónico.

Cuando se comparan los gráficos, aunque es evidente que en el caso de un sistema, que utilice una bomba con revoluciones variables y control electrónico, se obtiene un mejor rendimiento que en el caso de un sistema que utilice una bomba con revoluciones fijas y control mecánico, pudiéndose observar que, en términos de constancia de la relación V/L, no es posible por medio de este sistema eliminar completamente la variación de V/L en el campo de operación, como se ilustra por la curva promediada para los valores experimentales obtenidos en la Figura 7.

Sin embargo, con la última curva se puede obtener una curva de valores de calibración correctores a utilizarse en el sistema de recuperación del vapor según la presente invención, para poder así linealizar la respuesta del sistema. De hecho, el gráfico de la Figura 8 ilustra la curva de los factores correctores, cuando existe una variación del punto de funcionamiento o caudal Q, que puede utilizarse en el sistema de recuperación según la invención; en este caso, el número de revoluciones de la bomba utilizada depende del caudal distribuido.

El mayor número de puntos en los que es posible evaluar la curva (aproximadamente 100) permite la linealización prácticamente continua del sistema proporcionando así un control estrecho de la relación V/L o L/V a través de todo el campo de operación; por el contrario, puede observarse que ambos sistemas de recuperación convencionales tienen grandes limitaciones en los extremos del campo de operación (véanse Figuras 6 y 7), cuyos límites no pueden corregirse bajo ninguna circunstancia exceptuado utilizando un sistema de control de un tipo no lineal, en la forma anteriormente descrita.

La descripción proporcionada hace evidente que las características del dispositivo y el procedimiento para controlar la recuperación de los vapores en las columnas distribuidoras de combustible y establece claramente las ventajas considerables en comparación con la técnica anterior; por lo menos merecen mencionarse las siguientes:

- velocidad de ejecución;

- exactitud máxima de los resultados;

- más bajos costes, en términos de uso, que según la técnica anterior, como resultado de las ventajas obtenidas y

- velocidad de definición y resolución de las funciones de control.

Claims (5)

1. Procedimiento para controlar la recuperación de los vapores en columnas de distribución de combustible (10), que son capaces de distribuir productos únicos o múltiples, comprendiendo cada una de dichas columnas (10) por lo menos una bomba de aspiración (26) para los vapores, que está conectada a un motor eléctrico (27) el cual tiene una velocidad de rotación que depende de los comandos enviados por una unidad de control electrónico (22) así como de las señales directas o de retorno emitidas por un generador de pulsos (20), a través de una cabeza electrónica (21), en el que dicha unidad electrónica (22) comprende medios de procesamiento para tratar una serie de señales de entrada, que se utiliza para linealizar una función entre variables relativas al volumen del vapor recuperado por medio de un sistema de recuperación de vapor (35) y del combustible distribuido por una unidad de bombeo de descarga (13), utilizando dichos medios de tratamiento por lo menos una curva de compensación que, para una pluralidad de valores, que son, a su vez, determinados por medio de una calibración previa de valores empíricos de dicha bomba de aspiración (26) y por medio de por lo menos una señal de referencia de velocidad transmitida a la entrada de dicha unidad electrónica (22), determina un valor real de la velocidad de dicha bomba de aspiración (26), comprendiendo la unidad electrónica (22) un microprocesador (40), en el que se proporciona por lo menos una tabla o matriz, que contiene valores relativos a una frecuencia de entrada, en correspondencia con una señal obtenida desde dicho generador de pulsos (20) y en relación con una frecuencia de salida, que está en correspondencia con un número de revoluciones de dicha bomba de aspiración (26), estando insertada dicha matriz en un elemento de memoria no volátil de dicho microprocesador (40), caracterizado porque dicha matriz o tabla comprende datos obtenidos experimentalmente a partir de una serie de muestras tomadas por dicha bomba de aspiración (26), obteniéndose dicha curva de compensación por medio de una interpolación de una serie de puntos en los que se prueba dicho sistema de recuperación del vapor (35), en el que dicha interpolación se realiza por medio de un sistema de calibración electrónico, que transfiere los resultados obtenidos a dicha unidad de control electrónico (22).

2. Procedimiento para controlar la recuperación de los vapores según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha matriz comprende una pluralidad de parámetros de regulación, con el fin de corregir dicha curva de la bomba de aspiración (26) y la relación entre el vapor recuperado y el líquido proporcionado, con respecto a los valores de la cabeza situada flujo abajo de dicho sistema de recuperación (35), utilizándose por lo menos un potenciómetro para traducir una curva predeterminada, almacenada en dicho microprocesador (40), por medio de las etapas siguientes:

- transmisión de datos a una puerta de comunicación serie, que tiene un interfaz con un procesador electrónico y con un dispositivo de diagnóstico y de calibración, de dicho sistema de recuperación de vapor (35);

- exclusión de dicho potenciómetro, y

- activación de un registro que tiene las mismas funciones que el potenciómetro.

3. Procedimiento para controlar la recuperación de los vapores según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha bomba (26) está controlada por la unidad electrónica (22), de tal manera que los vapores son recuperados a una velocidad que corresponde a un volumen de vapor que se genera en el momento de una operación de alimentación de combustible, determinando dicha unidad electrónica (22) por lo menos un valor de velocidad instantánea para dicha bomba (26) calculando una función no lineal con variables dependientes, que se miden de manera instantánea, por medio de un conjunto de sensores y transductores, junto con las correspondientes señales relativas a dichas variables, que se transmiten a la unidad de control electrónico (22) utilizándose una pluralidad de valores de variables independientes con el fin de realizar una calibración inicial en una bomba de calibración (26) y determinándose así una función entre un caudal de vapor recuperado y un caudal de combustible proporcionado en una unidad de tiempo dada, con el fin de regular la velocidad de dicho motor (27).

4. Procedimiento para controlar la recuperación de los vapores según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho caudal de combustible proporcionado se calcula por medio de dicho generador (20) que, durante la distribución de combustible, transmite una pluralidad de pulsos, a través de dicha cabeza (21), al microprocesador (40), almacenando el microprocesador (40) un determinado número de dichos pulsos que se alcanza al final de una operación de alimentación de combustible.

5. Procedimiento para controlar la recuperación de los vapores según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha unidad de control electrónico (22) comprende una primera entrada, que está conectada a un sensor de temperatura situado en el interior de dicho motor (27) y una segunda entrada, que está conectada a un sensor para medir la temperatura ambiente.