Detector de fugas en líneas y procedimiento de uso del mismo.

Un aparato (24) para detectar una fuga en una línea de conducción de fluido (16),

que comprende un alojamiento(26) que tiene una entrada (46), una salida (48), y una cavidad interior (32), una válvula (56) dispuesta al menos enparte en la cavidad interior (32) entre la entrada (46) y la salida (48), incluyendo la válvula (56) un asiento (64) de laválvula acoplado operativamente a la carcasa (26) y un elemento de válvula (62) desplazable respecto al asiento(64) de la válvula entre una posición abierta donde el fluido puede fluir a través de la válvula (56), y una posicióncerrada donde se impide que el fluido fluya a través de la válvula (56), teniendo una línea de derivación (58) unprimer extremo (76) en comunicación fluida con un primer lado de la válvula (56) y un segundo extremo (78) encomunicación fluida con un segundo lado de la válvula (56), estando acoplado un detector de flujo de fluido (60)operativamente con la línea de derivación (58) y configurado para detectar el flujo de fluido a través del mismo,estando un primer mecanismo (84) configurado para empujar el elemento de válvula (62) hacia la posición cerrada,caracterizado por que el primer mecanismo (84) incluye un flotador de fluido (86) acoplado al elemento de válvula(62), y está configurado para aplicar una fuerza sustancialmente constante al elemento de válvula (62) que tiene unaprimera magnitud, por que el aparato comprende además un segundo mecanismo (88) que incluye un imán (90,92), estando configurado el segundo mecanismo (88) para mantener el elemento de válvula (62) en la posicióncerrada hasta que se alcanza una caída de presión límite a través del elemento de válvula (62), siendo causada lacaída de presión límite por el fluido que fluye a través de la línea de conducción de fluido (16) cuando el elemento deválvula (62) está en la posición cerrada, estando configurado el segundo mecanismo (88) para aplicar una fuerzasobre el elemento de válvula (62) al menos cuando el elemento de válvula (62) es adyacente a la posición cerrada,teniendo la fuerza del segundo mecanismo (88) una segunda magnitud que es mayor que la primera magnitud de lafuerza del primer mecanismo (84), y por que el primer mecanismo (84) es el mecanismo que proporciona la fuerzaprincipal cuando el elemento de válvula (62) está en la posición abierta y el segundo mecanismo (88) es elmecanismo que proporciona la fuerza principal cuando el elemento de válvula (62) está en la posición cerrada.

Detector de fugas en líneas y procedimiento de uso del mismo La presente invención se refiere a la detección de fugas y tiene aplicación particular a la detección de fugas en líneas de suministro de combustible presurizadas en operaciones de suministro, tales como estaciones de servicio.

Las fugas al entorno de los productos derivados del petróleo, incluyendo gasolina, puede ser perjudicial para el suelo y el agua circundantes. Una vez que se detecta una fuga, la limpieza o la reparación pueden ser costosas y consumen mucho tiempo. Por lo tanto, es deseable identificar las fugas tan pronto como sea posible.

En una operación de suministro, tal como en una estación de servicio, el combustible se almacena típicamente en tanques de almacenamiento subterráneos ("UST") desde donde es bombeado a través de varias líneas de conductos a una unidad de suministro encima del suelo para el suministro a los vehículos de motor o similares. Las fugas de combustible desde el tanque o desde las líneas de conductos de interconexión a los dispensadores pueden causar daños al medio ambiente. La Agencia de los Estados Unidos de Protección Ambiental ("EPA") , así como los organismos reguladores en muchos países extranjeros, ha establecido ciertas normas para la detección y la prevención de fugas ambientales de combustible. Por ejemplo, como se presenta esta solicitud, la EPA requiere procedimientos de detección suficientes para detectar índices de fugas volumétricas de 0, 1 galones por hora (gph) . Por consiguiente, ha sido un objetivo de los fabricantes de este equipo detectar fugas y cumplir con las normas de la EPA en este sentido.

Se han propuesto una serie de dispositivos que operan sobre una variedad de principios físicos para cumplir con estas normas y, por lo tanto, advertir de fugas y proporcionar medios para detener las fugas tan rápidamente como sea posible para reducir el impacto sobre el entorno circundante. A modo de ejemplo, en las operaciones de suministro de combustible, un tipo de este dispositivo detector de fugas incluye una válvula dispuesta en la línea de conducción que tiene un elemento de válvula accionado con muelle desplazable hacia y desde un asiento de la válvula asociado. Cuando la caída de presión a través del elemento de válvula alcanza un cierto límite, el elemento de válvula se aleja del asiento de la válvula contra la fuerza del muelle para permitir que el fluido fluya a través de la válvula y hacia una unidad de suministro, desde donde se suministra el combustible a un vehículo a motor o similar. Cuando la unidad de suministro está cerrada o apagada, la caída de presión a través del elemento de válvula se iguala y la fuerza del muelle presiona al elemento de válvula de retorno hacia el asiento de la válvula y a una posición cerrada para evitar que el combustible pase a través de la válvula.

La función de detección de fugas de estos dispositivos se proporciona típicamente mediante una línea de derivación alrededor de la válvula, de tal manera que un extremo del mismo está en comunicación fluida con un primer lado de la válvula (por ejemplo, lado aguas abajo) y el otro extremo de la línea de derivación está en comunicación fluida con un segundo lado de la válvula (por ejemplo, lado aguas arriba) . Un detector de flujo está dispuesto típicamente en la línea de derivación para detectar cualquier flujo a través del mismo. Además, la línea de derivación tiene típicamente un área en sección transversal relativamente pequeña respecto a la trayectoria de flujo principal a través de la válvula para permitir fugas relativamente pequeñas en la línea de conducción a detectar.

En funcionamiento, cuando la unidad de suministro se cierra (como, por ejemplo, después de una operación de llenado) , la presión del fluido en cada lado de la válvula se iguala y la válvula se cierra. De manera ideal, no hay

fugas en la línea de conducción y, por lo tanto, no hay flujo a través de la línea de derivación. Sin embargo, si hay una fuga en la línea de conducción aguas abajo de la válvula, la presión en la línea de conducción aguas abajo disminuye de manera constante. Esta caída de presión, a su vez, hace que el fluido fluya desde el lado aguas arriba de la válvula (por ejemplo, lado de alta presión) hacia el lado aguas abajo de la válvula (por ejemplo, lado de baja presión) a través de la línea de derivación. El detector de flujo detectará entonces este flujo a través de la línea de derivación y provocará una condición de alarma que puede desactivar el sistema de suministro para evitar cualquier fuga adicional de combustible de la línea de conducción y al entorno circundante.

Dispositivos de detección de fugas que operan sobre los principios básicos descritos anteriormente son generalmente conocidos en la técnica. A modo de ejemplo, la patente No. US 3.940.020 de McCror y et al.; la 55 patente No. US 3.969.923 de Howell; la patente No. US 5.014.543 de Franklin et al.; las patentes Nos. US 5.072.621 y 5.315.862 de Hasselmann; y la patente No. US 5.918.268 de Lukas et al. en general muestran una válvula, una línea de derivación, y algún tipo de detector de flujo para la detección de flujo a través de la línea de derivación. Estas referencias se diferencian principalmente en el detector de flujo utilizado para detectar el flujo a través de la línea de derivación. Por ejemplo, McCror y et al. y Howell utilizan un interruptor de láminas en conjunción con un pistón magnetizado para detectar el flujo a través de la línea de derivación. Franklin et al. utiliza un rotámetro para medir el flujo de fluido a través de una línea de derivación. Además, Lukas et al. utiliza un medidor de flujo térmico que funciona sobre principios generalmente bien conocidos para la determinación del flujo a través de la línea de derivación.

Aunque los detectores de fugas descritos anteriormente funcionan generalmente para su finalidad prevista, hay algunos inconvenientes que hacen el uso de tales dispositivos problemático en operaciones de suministro de combustible. Por ejemplo, tales detectores de fugas generalmente representan un "punto de estrangulamiento" en el sistema global de suministro que restringe el suministro de combustible a la unidad de suministro. Como resultado, el suministro de combustible a los vehículos a motor o similares puede ser relativamente lento, lo que lleva a unos tiempos de suministro mayores y a una mayor insatisfacción de los clientes. Además, los efectos de esta restricción de flujo pueden exacerbase cuando hay varios usuarios en una sola línea de conducción de fluido.

La restricción de flujo a través de estos tipos de dispositivos se cree que es debido a la naturaleza de múltiples funciones del mecanismo de retorno utilizado en la válvula. En muchos de estos dispositivos de detección de fugas anteriores, por ejemplo, se utiliza un muelle para empujar el elemento de válvula hacia la posición cerrada. Además, el muelle retiene también el elemento de válvula en la posición cerrada hasta que la caída de presión a través del elemento de válvula alcanza el nivel límite, y de ese modo aleja el elemento de válvula del asiento de la válvula. Además, el muelle puede garantizar un asiento adecuado del elemento de válvula en el asiento de la válvula cuando el elemento de válvula se mueve a la posición cerrada. Como resultado de un mecanismo de múltiples funciones de este tipo, la constante elástica del muelle es típicamente relativamente alta. La constante elástica relativamente alta no sólo se traduce en una gran caída de presión para iniciar el movimiento del elemento de válvula (por ejemplo, presión de formación de grietas) fuera del asiento de la válvula, sino que también requiere una caída de presión aún mayor para mantener el elemento de válvula en la posición abierta cuando el muelle se alarga (por ejemplo, muelle lineal) . Por lo tanto, el muelle funciona contra el flujo de fluido a través de la válvula y, para una presión de funcionamiento dada (determinada por la bomba sumergible en el tanque) , opera para limitar el flujo a través de la misma.

Por consiguiente, hay una necesidad de un mejor detector de fugas en líneas que no sólo pueda detectar pequeñas fugas en una línea de conducción de fluido para cumplir o superar los estándares de la EPA, sino también lo haga eliminando o minimizando cualquier restricción de flujo a través del detector de fugas.

El documento US 3969923 divulga un aparato para detectar una fuga en una línea de conducción de fluido que incluye un alojamiento configurado para estar en comunicación fluida con la línea de conducción de fluido y una válvula que incluye un asiento de la válvula acoplado al alojamiento... [Seguir leyendo]

1. Un aparato (24) para detectar una fuga en una línea de conducción de fluido (16) , que comprende un alojamiento (26) que tiene una entrada (46) , una salida (48) , y una cavidad interior (32) , una válvula (56) dispuesta al menos en parte en la cavidad interior (32) entre la entrada (46) y la salida (48) , incluyendo la válvula (56) un asiento (64) de la válvula acoplado operativamente a la carcasa (26) y un elemento de válvula (62) desplazable respecto al asiento (64) de la válvula entre una posición abierta donde el fluido puede fluir a través de la válvula (56) , y una posición cerrada donde se impide que el fluido fluya a través de la válvula (56) , teniendo una línea de derivación (58) un primer extremo (76) en comunicación fluida con un primer lado de la válvula (56) y un segundo extremo (78) en 10 comunicación fluida con un segundo lado de la válvula (56) , estando acoplado un detector de flujo de fluido (60) operativamente con la línea de derivación (58) y configurado para detectar el flujo de fluido a través del mismo, estando un primer mecanismo (84) configurado para empujar el elemento de válvula (62) hacia la posición cerrada, caracterizado por que el primer mecanismo (84) incluye un flotador de fluido (86) acoplado al elemento de válvula (62) , y está configurado para aplicar una fuerza sustancialmente constante al elemento de válvula (62) que tiene una 15 primera magnitud, por que el aparato comprende además un segundo mecanismo (88) que incluye un imán (90, 92) , estando configurado el segundo mecanismo (88) para mantener el elemento de válvula (62) en la posición cerrada hasta que se alcanza una caída de presión límite a través del elemento de válvula (62) , siendo causada la caída de presión límite por el fluido que fluye a través de la línea de conducción de fluido (16) cuando el elemento de válvula (62) está en la posición cerrada, estando configurado el segundo mecanismo (88) para aplicar una fuerza sobre el elemento de válvula (62) al menos cuando el elemento de válvula (62) es adyacente a la posición cerrada, teniendo la fuerza del segundo mecanismo (88) una segunda magnitud que es mayor que la primera magnitud de la fuerza del primer mecanismo (84) , y por que el primer mecanismo (84) es el mecanismo que proporciona la fuerza principal cuando el elemento de válvula (62) está en la posición abierta y el segundo mecanismo (88) es el mecanismo que proporciona la fuerza principal cuando el elemento de válvula (62) está en la posición cerrada.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, donde el segundo mecanismo (88) incluye un primer elemento magnético (90) acoplado al elemento de válvula (62) y un segundo elemento magnético (92) acoplado al alojamiento (26) , estando el primer y segundo elementos magnéticos (90, 92) próximos entre sí cuando el elemento de válvula

(62) está en la posición cerrada. 30

3. El aparato (24) de acuerdo con la reivindicación 2, donde cada uno del primer y segundo elementos magnéticos (90, 92) se pueden seleccionar entre el grupo que consiste en un imán permanente, un electroimán, y un material paramagnético.

4. El aparato (24) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el segundo mecanismo (88) proporciona una fuerza variable sobre el elemento de válvula (62) .

5. El aparato (24) de acuerdo con la reivindicación 4, donde el segundo mecanismo (88) proporciona una fuerza sobre el elemento de válvula (62) cuando está en la posición cerrada que tiene una magnitud, disminuyendo la 40 magnitud de la fuerza cuando el elemento de válvula (62) se mueve hacia la posición abierta.

6. El aparato (24) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende además un sensor acoplado a uno del alojamiento (26) y el elemento de válvula (62) configurado para detectar cuándo el elemento de válvula (62) está en la posición cerrada.

7. El aparato (24) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el detector de flujo de fluido (60) incluye un detector de flujo térmico.