FR2641847A1 - Dispositif pour surveiller les fuites dans un systeme de conduites a fluide - Google Patents

Abstract

Un dispositif pour surveiller les fuites d'un système de conduites à fluide, comprenant une vanne ou soupape principale qui ferme un parcours d'écoulement principal pour le fluide et qui est court-circuité par un parcours d'écoulement secondaire pouvant être fermé par une soupape secondaire, est caractérisé en ce qu'un débitmètre 5 est monté sur le parcours d'écoulement secondaire 25 et le degré d'ouverture de la soupape principale 4 est fonction du débit dans le parcours d'écoulement secondaire 25, la soupape principale 4 ne s'ouvrant que lorsque le débit dans le parcours secondaire a dépassé une valeur prédéterminée.

Description

Dispositif pour surveiller les fuites dans un système de conduites à

fluide L'invention concerne un dispositif pour surveiller les fuites d'un système de conduites à fluide, comprenant une vanne ou soupape principale qui ferme un parcours d'écoulement principal pour le fluide et qui est court-circuité par un parcours d'écoulement secondaire

pouvant être fermé par une soupape secondaire.

Les systèmes de conduites de fluide doivent être surveillés en ce

qui concerne leurs défauts d'étanchéité et leurs positions de fuite.

Ceci vaut fondamentalement pour tous les systèmes de conduites, qu'ils soient utilisés pour le transport d'eau de distribution dans les maisons, d'un liquide de chauffage dans des systèmes de chauffage ou de chauffage à distance, ou de gaz ou de combustible dans des réseaux distributeurs. Notamment la surveillance de réseaux d'eau de distribution dans les bâtiments a vu son importance augmenter au cours des dernières années. On expliquera à titre d'exemple la façon dont le problème se pose pour une installation d'eau de distribution dans un bâtiment d'habitation. Normalement, la consommation d'eau, quand elle est prélevée par un utilisateur à partir d'un robinet, est comprise entre environ 50 et 1.500 1/h. Dans les cas extrêmes tels que lorsqu'il s'agit de chasses d'eau de WC ou de machines à laver, elle est également comprise entre et 2.500 1/h. Les fuites qui doivent être attribuées à une rupture d'un tuyau ou à l'éclatement d'une tuyauterie d'amenée d'une machine à laver le linge ou d'une machine à laver la vaisselle sont situées typiquement dans la plage de 500 à 2.500 1/h et plus encore dans des cas individuels, et ne peuvent donc pas être différenciées par rapport à une utilisation normale. Une "grosse fuite" de ce type est en règle générale surveillée pendant une durée limitée qui est indépendante du fait qu'il s'agit d'une utilisation ou d'une grosse fuite, et l'alimentation en eau est arrêtée après une durée de prélèvement déterminée quand le courant volumique ou débit a dépassé une valeur

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prédéterminée pendant la totalité de cette durée.

Il convient de faire la différence avec les cas de perturbations appelés dans ce qui suit "petites fuites". La perte d'eau est alors comprise dans une plage allant de 1 à 25 1/h et elle peut être provoquée d'une part par des robinets qui gouttent, des cuves de chasses d'eau de WC laissant s'écouler l'eau, et d'autre part par des connexions non étanches entre tubes, des phénomènes de fatigue qui apparaissent dans les tubes en raison d'une corrosion, de fissures capillaires dans des tubes et des cuves, ou des dégâts analogues dans le réseau de conduites. Alors que le premier groupe n'est pas directement dangereux mais augmente simplement les coûts d'eau fraîche et d'eaux usées et constitue de ce fait une charge pour les ressources en eau potable et donc pour l'environnement, les petites fuites du second type peuvent par contre provoquer des dégâts importants. Il est vrai qu'une quantité de 1 à 25 1/h qui fuit semble très faible, mais sur une durée prolongée, elle peut provoquer une humidité prononcée dans les murs ou autres parties d'un bâtiment qui ne sont plus réparables. Ces dégâts résultants sont souvent détectés trop tard car l'humidité à l'intérieur d'un mur débute et n'est visible que lorsque la totalité du mur est humide. Par contre, quand une alarme est donnée en temps utile, on peut limiter les dégâts car pour réparer la conduite d'eau concernée il suffit en général de percer seulement une petite ouverture dans le mur. Dans les systèmes de conduites qui n'acheminent pas d'eau potable, par exemple quand il s'agit d'installations de chauffage à distance, il peut même suffire d'incorporer à l'eau une

masse étanchéifiante qui rend à nouveau étanche la position endommagée.

Selon un agencement connu (GB-PS 20 34 392), la soupape principale n'est ouverte que pendant une période limitée de manière à laisser s'écouler l'eau à partir de la source telle que le réseau d'eau de distribution d'une ville quand un utilisateur prélève de l'eau du système de conduites. Apres fermeture de la soupape principale, la soupape secondaire reste encore ouverte pendant une durée prédéterminée, par exemple pour permettre le remplissage total d'une cuve de chasse d'eau de WC. Mais seules de grosses fuites peuvent être empêchées par un tel agencement. Les petites fuites subsistent sans

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- 3- qu'on les remarque. Lorsque la pression a suffisamment baissé en raison d'une petite fuite sur le côté du système de conduites o se trouve la soupape principale, cette dernière s'ouvre pendant une courte durée de

manière à laisser passer l'eau.

Le DE-OS 21 58 901 montre un dispositif pour la surveillance de l'étanchéité d'installations à agents gazeux ou fluides. Dans ce dispositif est prévu un canal à courant secondaire ne pouvant pas être fermé, dans lequel est prévu un débitmètre se présentant sous la forme d'une roue à ailettes ou d'un clapet pivotant. Après fermeture d'une soupape principale, on surveille si un gaz s'échappe du système de conduites après la soupape principale. Quand un débit déterminé a été dépassé, la soupape principale ne peut plus être ouverte, mais le gaz peut cependant continuer de s'écouler par le parcours d'écoulement secondaire. En outre, les compteurs à roue à ailette ne conviennent pas quand les débits sont très petits car le frottement qu'ils y opposent est relativement important. Par ailleurs, les paliers s'usent très rapidement, notamment quand un gros débit passe par le canal d'écoulement secondaire quand la soupape principale est ouverte, comme indiqué dans le DE-OS 21 58 901. Le débit d'ensemble qui s'écoule est subdivisé en proportion de la résistance à l'écoulement opposée par le

canal d'écoulement principal et par le canal d'écoulement secondaire.

Après une durée de fonctionnement plus ou moins longue, la valeur de la

grandeur du débit le plus fort qui doit être mesurée est relevée.

Dans un système de chauffage central connu (WO 87/04520), deux débitmètres à roue à ailettes sont montés respectivement sur le parcours du flux arrivant et sur celui du flux de retour. Le signal de départ des deux débitmètres est comparé et lorsqu'il y a une différence entre les deux débits, on suppose qu'il y a une fuite. Le circuit se ferme. Mais comme ces débitmètres sont prévus pour le courant principal, c'est-à-dire pour une grande quantité de fluide, il n'est pas possible de détecter de petites fuites avec la précision nécessaire. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de surveillance pour détecter les fuites d'un système de conduites à

fluide, et pouvant également détecter fiablement de petites fuites.

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-4- Dans le dispositif du type mentionné dans le préambule, ce but est atteint du fait qu'un débitmètre est monté sur le parcours d'écoulement secondaire et que le degré d'ouverture de la soupape principale est fonction du débit dans le parcours d'écoulement secondaire, la soupape principale ne s'ouvrant que lorsque le débit dans le parcours

secondaire a dépassé une valeur prédéterminée.

Selon l'invention, de petites quantités, c'est-à-dire un faible débit, s'écoulent exclusivement par le parcours d'écoulement secondaire et leur importance peut être détectée fiablement par le débitmètre monté sur ce parcours. Ce n'est que lorsque le débit augmente et dépasse une valeur prédéterminée, par exemple la limite supérieure de

la plage de mesure du débitmètre, que s'ouvre la soupape principale.

Quand le débit est à l'extérieur de la plage de mesure du débitmètre, il ne peut s'agir que d'une utilisation ou d'une grosse fuite et non d'une petite fuite. Une détermination précise du débit qui s'écoule n'est plus nécessaire. Le parccurs d'écoulement secondaire remplit donc dans la présente invention deux fonctions. D'une part, il permet une mesure précise de petites quantités qui sont utilisées dans le système de conduites, et il commande d'autre part la soupape principale en libérant le parcours d'écoulement principal quand sa capacité est dépassée. On obtient ainsi une solution optimale pour tous les états de

fonctionnement qui se présentent.

Selon un mode de réalisation préféré, la soupape principale est une soupape commandée par une force auxiliaire, c'est-à-dire commandée par la pression régnant dans une section de pression du parcours d'écoulement secondaire qui est séparée du parcours d'écoulement

principal par une section étranglée agissant en tant qu'étranglement.

Quand le débit est important dans le parcours d'écoulement secondaire, il en résulte une forte chute de pression en proportion dans la section étranglée, ce qui fait que la pression absolue dans la section de

pression baisse. La soupape principale peut de ce fait être ouverte.

Ainsi, aucune commande particulière de la soupape principale n'est nécessaire pour protéger le parcours d'écoulement secondaire de débits trop importants. Grâce à un dimensionnement correct, la soupape principale s'ouvre automatiquement quand le débit dans le parcours

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-5- d'écoulement secondaire atteint une valeur trop élevée et sort par

exemple de la plage de mesure du débitmètre.

Avantageusement, une soupape de non-retour s'ouvrant en direction de la section de pression est montée dans le parcours d'écoulement secondaire en amont de la section de pression. Cette soupape permet à l'écoulement de se déplacer de la position d'alimentation vers le système de conduites à surveiller et non dans le sens inverse. Une soupape de non-retour est souvent recommandée pour empêcher par exemple que de l'eau provenant d'une maison retourne vers la station de pompage. Deux avantages sont obtenus par l'agencement du parcours d'écoulement secondaire. D'une part, la soupape de non-retour s'ouvre dès qu'il y a de petits courants de fluide et elle est de ce fait nettoyée. On évite ainsi largement son blocage ou son engorgement. Par ailleurs, la soupape de non-retour peut être dimensionnée sensiblement plus faiblement du fait que la fonction de blocage du courant de retour est prise en charge par la soupape principale qui se ferme quand la pression dans le système de conduites à surveiller, et de ce fait dans la section de pression, est plus élevée que la pression de la station

de pompage.

En outre, il est avantageux que la soupape de non-retour forme la

section d'étranglement.

Selon un mode de réalisation avantageux, la soupape principale est constituée sous forme d'une soupape à membrane, une région étant prévue sur un c6té de la membrane qui ferme en commun avec un siège de soupape le parcours d'écoulement principal, région dans laquelle règne la pression de la conduite d'amenée, et sur le côté opposé de laquelle agit la pression régnant dans la section de pression du parcours d'écoulement secondaire. Ainsi, la chute de pression est utilisée d'une façon simple par l'intermédiaire de la section d'étranglement pour

commander la soupape principale.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la soupape secondaire est montée dans le parcours d'écoulement secondaire en

direction de l'écoulement et à l'arrière de la section de pression.

Lorsque la soupape secondaire est fermée, c'est-à-dire quand le courant secondaire est interrompu dans le parcours d'écoulement secondaire, la - 6 - soupape principale est également automatiquement amenée à sa position de fermeture. La pression monte en fait dans la section de pression

jusqu'à ce que la soupape principale se ferme.

De façon particulièrement avantageuse, un écoulement laminaire règne dans le parcours de mesure du débitmètre destiné au débit à l'intérieur d'une plage de mesure déterminée, une source de chaleur et un dispositif pour détecter la température du fluide avant son échauffement par la source de chaleur étant au moins prévus dans le parcours de mesure, et un dispositif d'évaluation est également prévu, qui détermine le débit à partir de cette température et de la quantité de chaleur émise par la source de chaleur. Un débitmètre de ce type fonctionne sans pièces mobiles. La quantité de chaleur émise constitue une mesure du débit. Plus la quantité de fluide qui passe par le parcours de mesure par unité de temps est élevée, plus la quantité de chaleur qui est transférée par la source de chaleur au fluide est importante. Cependant, la température du fluide joue également un r8le déterminant pour la transmission de la chaleur. Un fluide plus froid absorbe plus de chaleur qu'un fluide plus chaud. Pour cette raison, le débitmètre détecte également l'augmentation de température du fluide provoquée par la source de chaleur. La température et la quantité de chaleur dégagée suffisent pour déterminer le débit. Un débitmètre de ce type peut être également utilisé indépendamment du dispositif de

surveillance de fuites.

Avantageusement, le dispositif pour détecter la différence de température comprend deux capteurs de température qui sont constitués par des résistances à couche mince/film métallique auxquelles est appliquée une tension constante, la seconde résistance à couche mince/fiim métallique disposée en direction de l'écoulement du fluide servant simultanément de source de chaleur et la première résistance montée en direction de l'écoulement du fluide servant à déterminer la température du fluide. Avec pratiquement toutes les résistances ohmiques, la valeur de résistance change avec la température. Comme la corrélation entre la température et la valeur de résistance pour des matériaux de résistance individuels est connue, on peut déterminer un courant proportionnel à la température de la résistance à couche - 7 - mince/film métallique pour une tension appliquée qui est constante. On réalise ainsi également et d'une façon simple un capteur de température. En mesurant simplement chaque fois le courant alors que la tension est constante, on obtient également une valeur de la puissance appliquée à la résistance. La puissance appliquée à la résistance chauffe le film métallique jusqu'à ce qu'un équilibre soit atteint entre la puissance appliquée et la puissance de sortie. Le flux thermique émis est transmis au courant de fluide par le film métallique et par l'intermédiaire du substrat du film, de la paroi du tube et de la couche limite de l'agent qui s'écoule. Alors que l'inertie thermique du substrat du film et de la paroi du tube est constante et qu'il en découle une baisse de température constante pour un flux thermique donne, la conduction thermique dans la couche limite dépend de la vitesse de l'écoulement du fluide et de sa température. Plus sa vitesse est élevée, plus la baisse de température est faible entre le côté interne du tube et le courant de fluide. Cette différence de température est d'environ 2 à 6 K, en fonction du débit. Quand la température du fluide est connue, il est possible de calculer à partir de la puissance appliquée et de la température de la résistance à film métallique la vitesse de l'écoulement et de ce fait le débit. La température du fluide est déterminée par la première résistance à film métallique montée en direction de l'écoulement. Celle-ci émet une puissance calorifique si faible que la différence de température entre

la résistance et le fluide est sans importance.

De préférence, le parcours de mesure est constitué par un tube de forme arquée dont le côté extérieur est lié mécaniquement et thermiquement aux capteurs de température disposés à une distance prédéterminée l'un de l'autre. Dans un tube de forme arquée et grâce à un dimensionnement correct à l'intérieur de limites déterminées, on peut facilement obtenir un courant laminaire. Comme les capteurs de température sont montés sur le côté extérieur du tube de forme arquée, ils sont peut menacés par la corrosion. Il est facile de déterminer le rapport entre les températures du fluide et des capteurs de température par les propriétés de transmission de chaleur du tube de forme arquée

qui sont connues.

- 8 - Avantageusement, la valeur de la résistance électrique du premier capteur de température est d'environ dix fois plus élevée que la valeur de la résistance électrique du second capteur de température. La même tension peut donc être appliquée aux deux capteurs de température, le second capteur de température fournissant une puissance environ dix fois plus importante. En raison de l'augmentation de la température des résistances après application de la puissance, la valeur de résistance et de ce fait la puissance fournie se modifient un peu. L'émission de puissance ne doit cependant pas être constante aussi longtemps qu'il y a une différence d'émission de puissance entre les deux capteurs de température. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif d'évaluation comprend un circuit de mesure à résistance qui mesure les valeurs de résistance effectives des capteurs de température et qui comprend un convertisseur A/N et un microprocesseur qui lui est relié

et qui calcule le débit.

Pour pouvoir mesurer non seulement le débit mais aussi la quantité qui s'échappe par la fuite, on prévoit un dispositif de commande qui est relié au débitmètre et à un élément d'actionnement destiné à la soupape secondaire et qui comprend un intégrateur qui intègre au moins par sections le débit passant par le débitmètre. On dispose ainsi d'une seconde grandeur, à savoir la quantité de fluide qui s'est écoulée,

pour pouvoir porter un jugement sur une fuite.

Avantageusement, le dispositif de commande comprend un circuit de remise à l'état initial qui remet l'intégrateur à une valeur initiale ou à une valeur prédéterminée quand le débit baisse d'une valeur prédéterminée. Le cas peut se présenter o un utilisateur oublie de fermer correctement un robinet, ce qui fait que ce dernier goutte. Le dispositif de commande considère que ce robinet qui coule est également une fuite et il effectue la somme des quantités de fluide qui s'écoulent par le robinet de la même manière que lorsqu'elle s'infiltre dans le mur par un tuyau défectueux. Peu après, l'utilisateur constate son erreur et ferme le robinet. La fuite disparaît. Le dispositif de commande retient également cette information alors qu'il évalue de façon continue l'importance du débit. Si le débit diminue, il est clair -9- que la fuite présumée n'était pas une fuite réelle, et la mesure de la

quantité du volume de fuite proprement dit doit commencer à nouveau.

Avantageusement, le dispositif de commande n'applique la valeur de sortie du débitmètre à l'intégrateur que lorsque ce dernier dépasse une première valeur de débit prédéterminée. Il convient que de petits débits situés audessous de 1 1/h ne soient pas détectés. On considère qu'une telle fuite ne provoque pas de dégâts et ne doit donc pas

entraver les mesures.

Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de commande actionne un affichage quand l'intégrateur a déterminé une première valeur prédéterminée de débit. Ceci peut être par exemple le cas quand l'intégrateur détermine que 60 litres ont disparu dans l'ensemble par une fuite du système de conduites. L'utilisateur est alors informé et peut aller contr8ler tous les robinets pour savoir s'ils gouttent. Et si aucun robinet ne goutte, il peut contr8ler le système de conduites

pour y détecter de petites fuites et les réparer.

Il est alors avantageux que le dispositif de commande fasse revenir l'intégrateur à zéro quand est atteinte la première valeur de débit et amorce une nouvelle intégration quand le débit ne dépasse pas une seconde valeur prédéterminée du débit qui est plus importante que la première. Tant que la valeur du débit dépasse 1 /h mais est inférieure par exemple à 3 1/h, il n'y a aucun danger véritable. Il

n'est pas nécessaire que la soupape principale soit déjà verrouillée.

Mais il est intéressant de continuer de surveiller de façon continue le débit. Il convient également que l'intégrale soit à nouveau évaluée, c'est-à-dire que soit déterminée la quantité qui s'est échappée du système par une fuite. Naturellement, on peut limiter le nombre des répétitions de l'intégration de façon que par exemple après que la troisième, la quatrième ou la cinquième fois qu'a été atteinte la première valeur de volume prédéterminée, la soupape secondaire et de ce fait la soupape principale se ferment pour éviter que le fluide

continue de fuir par la petite fuite.

Il est en outre intéressant que le dispositif de commande verrouille la soupape secondaire à l'état fermé quand l'intégrateur détermine une seconde valeur de débit prédéterminée. Quand le débit est

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plus important qu'une seconde valeur de débit prédéterminée, l'intégrateur n'est pas ramené à zéro quand il atteint la première valeur de volume, mais il continue de déterminer de façon continue les

quantités qui s'échappent du système de conduites par la fuite.

Naturellement, quand la première valeur de volume est atteinte, un dispositif d'affichage ou d'alarme peut être actionné. On est ainsi assuré que le système est fiablement coupé quand le débit de fuite est important de manière à éviter des dégâts durables dus au fluide qui s'écoule. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de commande ferme la soupape secondaire après une durée prédéterminée, quand le débit atteint une troisième valeur de débit prédéterminée qui est supérieure à la seconde valeur de débit. La soupape principale est alors automatiquement fermée. La troisième valeur de débit constitue la valeur inférieure d'un débit qui s'écoule dans le cas d'une utilisation ou d'une grosse fuite. Comme le dispositif ne peut pas faire la différence entre une utilisation et une grosse fuite, on limite simplement la durée maximale pendant laquelle le volume peut s'écouler par la soupape principale. Cette durée peut être mesurée de manière que par exemple l'utilisateur puisse remplir une baignoire ou se doucher abondamment. Si la durée maximale est écoulée alors que l'utilisateur a toujours besoin d'eau par exemple, cet utilisateur peut, après avoir reconnu en temps voulu la fermeture de la soupape principale, envoyer un signal au dispositif de commande par la fermeture en temps voulu de son robinet, suite à quoi ce dispositif ouvre à nouveau la soupape principale ou la maintient ouverte. Par contre, une grosse fuite ne peut pas être arrêtée en si peu de temps. Quand il s'agit d'une grosse fuite, l'eau ne peut s'écouler que pendant une durée déterminée, ce qui

permet de limiter les dégâts.

L'invention va maintenant être décrite à l'aide de modes de réalisation préférés, en référence aux dessins annexes dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un système à eau de distribution, la figure 2 représente une soupape principale avec un parcours d'écoulement secondaire.monté en parallèle, et

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la figure 3 représente un débitmètre.

De l'eau de distribution est envoyée à un bâtiment d'habitation à partir d'une conduite d'alimentation 1, par exemple d'un réseau d'eau de distribution d'une installation de pompage, par l'intermédiaire d'une position d'arrivée d'eau telle qu'une conduite d'entrée dans une maison. Cette eau s'écoule en passant par un compteur 3 vers un robinet de fermeture ou soupape principale 4 qui est ouverte ou fermée par un organe d'actionnement de soupape 7. Sur la soupape principale 7 est monté un débitmètre. Aussi bien le débitmètre 5 que l'organe

d'actionnement de soupape 7 sont reliés à un dispositif de commande 6.

A l'arrière du robinet de fermeture part une conduite d'eau froide 8 allant jusqu'à une position de distribution 13. Une autre conduite passe par une soupape de non-retour 9 permettant le passage de l'eau provenant de la soupape principale 4 uniquement vers un récipient ou un générateur d'eau chaude 10 o l'eau est chauffée par un dispositif de chauffage 11. Une conduite d'eau chaude 12 relie le récipient d'eau

chaude 10 à la position de distribution 13.

La soupape principale 4 comprend un bottier 17 comportant une entrée 18 et une sortie 19. L'entrée 18 et la sortie 19 sont séparées par une soupape à membrane qui comprend une membrane 23 qui est en liaison avec un élément de fermeture 21 fermant ou libérant avec un siège de soupape 20 le parcours d'écoulement principal entre l'entrée 18 et la sortie 19. La membrane 23 est pressée par un ressort 24 contre

le siège de soupape 20.

De l'entrée 18 part en dérivation un parcours d'écoulement secondaire 25 qui va par l'intermédiaire d'un dispositif interdisant un écoulement en retour tel qu'une soupape de non-retour 26 vers le débitmètre 5. La soupape de non-retour 26 a pour fonction de ne pas admettre des pointes de pression du système de conduites à surveiller passant dans le réseau d'alimentation et surtout d'éviter que l'eau provenant du système de conduites à surveiller retourne dans l'installation de pompage. A l'arrière du débitmètre, le parcours d'écoulement secondaire 25 passe par une section de pression 27 et de là par une soupape secondaire comprenant un organe de fermeture 28 qui agit contre un siège de soupape 29 jusqu'à une sortie 30 du canal

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secondaire qui débouche dar.s la sortie 19 de la soupape principale 4.

Le parcours d'écoulement secondaire 25 fonctionne comme un étranglement depuis le début de l'entrée 18 jusqu'à la position dans laquelle il débouche dans la section de pression. La plus grande partie de l'effet d'étranglement est obtenue par la soupape de non-retour 26. Il est ainsi possible que l'eau s'écoule dans la section restante sans tourbillons et de ce fait d'une façon linéaire. La soupape de non-retour constitue une section d'étranglement. On suppose que le dispositif d'actionnement 7 de la soupape secondaire a soulevé l'organe de fermeture 28 du siège de soupape 29. Le ressort 24 presse la membrane 23 vers le bas, ce qui fait que l'élément de fermeture 21 repose contre le siège de soupape 20. Le parcours d'écoulement principal est de ce fait bloqué. Quand de l'eau s'écoule du système de conduites, c'est-à-dire de la conduite d'eau froide 8, de la conduite d'eau chaude 12 ou du récipient d'eau chaude 10, cette eau est acheminée par le parcours d'écoulement secondaire 25 depuis l'entrée 18. Cette quantité d'eau est détectée par le débitmètre 5. Mais si la quantité d'eau nécessaire dépasse une valeur prédéterminée, c'est-àdire si le débit passant par le parcours d'écoulement secondaire 25 augmente, la chute de pression augmente également dans la section d'étranglement, ce qui fait que la pression absolue baisse dans la section de pression 27. Sur l'autre côté de la membrane 23 s'applique cependant la totalité de la pression d'arrivée, du moins sur

une section de forme annulaire qui recouvre un canal annulaire 22.

Quand la pression d'arrivée qui agit sur cette partie de la membrane 23 exerce une force plus élevée que la pression de la section de pression 27 augmentée de la force du ressort 24, l'élément de fermeture 21 se soulève du siège de soupape 20 et ouvre ainsi le parcours principal entre l'entrée 18 et la sortie 19. Tant qu'une baisse de pression suffisante est produite par la section d'étranglement c'est-à-dire tant qu'un débit suffisantpasse par le parcours d'écoulement secondaire 25, la soupape principale 4 reste ouverte. L'effet d'étranglement de la section d'étranglement est avantageusement réglé de manière que la soupape principale ne s'ouvre que lorsque le débit passant par le débitmètre dépasse la plage de mesure. La plage de mesure est

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déterminée de manière à ne détecter que de petites fuites, c'est-à-dire des fuites représentant une sortie de fluide inférieure à 25 l/h. Un débit supérieur à cette limite est considéré comme une utilisation ou comme une grosse fuite, cas dans lequel une connaissance précise de la quantité de fluide qui s'écoule n'est pas nécessaire. Quand de l'eau revient du système de conduites à surveiller dans le réseau d'alimentation, soit en raison d'une chute de pression dans le réseau d'alimentation soit en raison d'une augmentation de la pression dans le système à surveiller, une partie de l'eau passe par le parcours d'écoulement secondaire, la soupape empêchant un écoulement en retour ou soupape de non-retour 26 se fermant alors. La pression dans la section de pression 27 devient plus élevée que la pression à

l'entrée 18 et la membrane 29 ferme la soupape principale.

L'ensemble du débitmètre 5 est protégé par un capuchon 40 vis-à-vis d'influences extérieures. Le parcours de mesure 31 du débitmètre 5 est en liaison par un raccord 32 avec la partie du parcours d'écoulement secondaire 25 allant à l'entrée 18 et par un raccord 33 avec la section de pression 27 du parcours d'écoulement secondaire. Le parcours de mesure 31 est constitué de manière que règne un écoulement laminaire dans celui- ci quand le débit est à l'intérieur de la plage de mesure du débitmètre. Sur le parcours de mesure 31 sont montées deux résistances à couche mince/film métallique 34 et 35, qui sont rassemblées par des câbles 36, 37 en un faisceau 43 auquel est relié le dispositif de commande 6. Le parcours de mesure 31 est relié par une fixation 39 à un rail de raccordement 41 qui reçoit également les conducteurs 36, 37 partant des résistances 34, 35. Une tension constante est appliquée aux deux résistances à couche mince/film métallique, qui peut être égale pour les deux résistances. Les valeurs de résistance sont différentes l'une de l'autre d'un facteur de 10, la valeur de résistance la plus élevée étant la première en direction du courant. La tension appliquée fait passer un courant déterminé par chaque résistance. Comme la valeur de résistance dépend de la température, on peut obtenir à partir de la valeur du courant une indication sur la

température de la résistance à couche mince/film métallique 34 ou 35.

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Dans le m me temps, on peut obtenir à partir de la tension et du courant qui s'écoule une indication sur la puissance électrique appliquée aux résistances. En raison du courant laminaire dans le parcours de mesure 31, on peut partir du fait que la transmission de la chaleur depuis les résistance vers le fluide est proportionnelle à l'importance du débit. Plus le débit est important, plus la quantité de chaleur qui est dégagée est importante. Naturellement, la quantité de

chaleur dégagée dépend également de la température du fluide.

Une puissance électrique relativement faible de par exemple 10 mW est appliquée à la première résistance à couche mince/film métallique 34 en direction 38 du courant de fluide, ce qui fait que la température du film métallique n'est que très peu supérieure à la température du fluide et que la température du fluide n'augmente pas de ce fait de façon notable. Dans l'autre résistance 35 est par contre consommée une puissance électrique importante, par exemple de 100 mW, ce qui fait qu'il se produit un flux thermique sensiblement plus important. La température du film métallique est donc beaucoup plus élevée que la température du fluide. Pour une température déterminée, la quantité de chaleur dégagée est égale à la puissance électrique appliquée. Partant de la différence de températures à t entre les deux résistances à film métallique 34, 35, du flux thermique arrivant A et de la résistance à la transmission de chaleur B entre les résistances à film métallique 34, 35 et le fluide s'écoulant par le parcours de mesure 31, on peut obtenir une mesure utilisable pour le débit V: V = c. A /(4 T - B)2

o c est une constante de proportionnalité.

Le dispositif d'évaluation 6 comprend d'une façon qui n'est pas représente un circuit de mesure de résistance pour chaque résistance et un convertisseur A/N du commerce, qui numérise les valeurs de résistance captées et les applique à un microprocesseur qui détermine la différence de température et la traite au moyen de la formule

ci-dessus de manière à calculer le débit.

Les valeurs du débit qui sont déterminées par le débitmètre 5 sont appliquées au dispositif de commande 6. Ce dispositif de commande 6 déterminé à l'aide d'un comparateur 46 si le débit dépasse une première

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valeur prédéterminée. Cette première valeur est par exemple de 1 1/h.

Quand la perte est inférieure à 1 1/h, le système de conduites est considéré comme étanche. Mais si le débit dépasse 1 /h, la valeur mesurée est appliquée à un intégrateur 14 qui intègre les valeurs de façon continue. Tant que le débit est inférieur à une seconde valeur déterminée telle que de 3 1/h, l'intégrateur 14 actionne un affichage 16 quand une quantité de fuite déterminée de par exemple 60 litres s'est écoulée du système. Quand le débit est dans les limites de la seconde valeur, un dispositif de remise à l'état initial 15 remet l'intégrateur 14 à zéro, et l'intégration recommence. Naturellement, une limite peut être prévue en fonction de la fréquence selon laquelle l'intégrateur peut intégrer de zéro jusqu'à une première valeur de quantité de fuite prédéterminée, sans que le système soit totalement fermé. Mais si le débit est supérieur à une seconde valeur prédéterminée, l'intégrateur n'est pas ramené à zéro quand il atteint la première valeur numérique. Il actionne seulement l'affichage 16. Si l'intégrateur 14 détermine ensuite qu'une seconde valeur de mesure a été atteinte, il ferme la soupape secondaire par l'intermédiaire de l'élément d'actionnement 7. Il en résulte dans la section de pression 27 une pression correspondant à la pression d'arrivée, qui fait déplacer la membrane 23 vers le bas, d'o il résulte que l'élément de

fermeture 21 est pressé contre le siège de soupape 20.

Si le débit dépasse une troisième valeur prédéterminée, la soupape principale 4 s'ouvre automatiquement. Les valeurs de mesure du débitmètre 5 sont alors sans signification. Dans le dispositif de commande est prévu un organe de retard qui n'est pas représenté et qui maintient alors ouverte la soupape principale pendant une durée prédéterminée. Si cette durée s'est écoulée sans que la soupape principale se soit fermée, le dispositif de commande 6 ferme la soupape secondaire par l'intermédiaire de l'élément d'actionnement de soupape 7, ce qui fait que la soupape principale se ferme également automatiquement. On peut ainsi empêcher qu'une quantité trop importante de fluide s'échappe du système de conduites quand il s'agit d'une fuite importante. Si l'important débit n'est pas provoqué par une grosse fuite mais par exemple par un utilisateur qui lave sa voiture ou qui

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arrose son jardin, la soupape principale se ferme également.

Mais ceci est indiqué en temps utile. L'utilisateur peut signaler en temps voulu au dispositif de commande 6 par une fermeture rapide de la position de prélèvement 13 qu'il ne s'agit pas d'une grosse fuite mais d'une utilisation. Dans ce cas, le dispositif de commande 6 envoit à l'élément d'actionnement de soupape 7 l'ordre d'ouvrir à nouveau ou de maintenir ouverte la soupape secondaire et de ce fait la soupape

principale 4.

Il peut arriver qu'une petite fuite soit provoquée par un robinet qui goutte. L'intégrateur 14 intègre le débit de fuite. Après un certain temps, l'utilisateur remarque le robinet qui fuit et le ferme correctement. Le dispositif d'évaluation 6 enregistre que le débit a baissé, ce qui fait qu'il est clair que la fuite présente jusqu'alors peut être considérée comme n'étant pas une fuite véritable pour la surveillance des fuites. L'intégrateur 14 revient à zéro et recommence

sa surveillance.

Le dispositif d'affichage 16 peut être également actionné quand le débit de fuite par-vient à une valeur trop élevée, indépendamment de la

quantité de fluide qui a déjà quitté le système.

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Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour surveiller les fuites d'un système de conduites à fluide, comprenant une vanne ou soupape principale qui ferme un parcours d'écoulement principal pour le fluide et qui est court-circuité par un parcours d'écoulement secondaire pouvant être fermé par une soupape secondaire, caractérisé en ce qu'un débitmètre (5) est monté sur le parcours d'écoulement secondaire (25) et que le degré d'ouverture de la soupape principale (4) est fonction du débit dans le parcours d'écoulement secondaire (25), la soupape principale (4) ne s'ouvrant que lorsque le débit dans le parcours secondaire a

dépassé une valeur prédéterminée.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape principale (4) est une soupape commandée par une force auxiliaire, c'està-dire commandée par la pression régnant dans une section de pression (27) du parcours d'écoulement secondaire (25) qui est séparée du parcours d'écoulement principal (18, 19) par une section

d'étranglement (26).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une -soupape de non-retour (26) s'ouvrant en direction de la section de pression est montée dans le parcours d'écoulement secondaire (25) en

amont de la section de pression (27).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la

soupape de non-retour (26) forme la section d'étranglement.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,

caractérisé en ce que la soupape principale (4) est constituée sous forme d'une soupape à membrane, une région étant prévue sur un caté de la membrane (23) qui ferme en commun avec un siège de soupape (20) le parcours d'écoulement principal (18, 19), région dans laquelle règne la pression de la conduite d'amenée, et sur le côté opposé de laquelle agit la pression régnant dans la section de pression (27) du parcours

d'écoulement secondaire (25).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5,

caractérisé en ce que la soupape secondaire (28, 29) est montée dans le parcours d'écoulement secondaire (25) en direction de l'écoulement et à

l'arrière de la section de pression (27).

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7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce qu'un écoulement laminaire règne dans le parcours de mesure (31) du débitmètre (5) destiné au débit à l'intérieur d'une plage de mesure déterminée, une source de chaleur (34, 35) et un dispositif (34, 35) pour détecter la température du fluide avant son échauffement par la source de chaleur étant au moins prévus dans le parcours de mesure, et un dispositif d'évaluation (6) est également prévu, qui détermine le débit à partir de cette température et de la

quantité de chaleur émise par la source de chaleur (34, 35).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif pour détecter la différence de température comprend deux capteurs de température (34, 35) qui sont constitués par des résistances à couche mince/film métallique auxquelles est appliquée une tension constante, la seconde résistance à couche mince/film métallique (35) disposée en direction de l'écoulement du fluide servant simultanément de source de chaleur et la première résistance (34) montée en direction de l'écoulement du fluide servant à déterminer la

température du fluide.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le parcours de mesure est constitué par un tube de forme arquée (31) dont le c6té extérieur est lié mécaniquement et thermiquement aux capteurs de température (34, 35) disposés à une distance prédéterminée l'un de l'autre.

10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la valeur de la résistance électrique du premier capteur de température (34) est d'environ dix fois plus élevée que la valeur de la

résistance électrique du second capteur de température (35).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10,

caractérisé en ce que le dispositif d'évaluation (6) comprend un circuit de mesure à résistance qui mesure les valeurs de résistance effectives des capteurs de température (34, 35) et qui comprend un convertisseur A/N et un microprocesseur qui lui est relié et qui

calcule le débit.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,

caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de commande (6) qui est

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relié au débitmètre (5) et à un élément d'actionnement (7) destiné à la soupape secondaire (28, 29) et qui comprend un intégrateur (14) qui

intègre au moins par sections le débit passant par le dibitmètre (5).

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) comprend un circuit de remise à l'état initial (15) qui remet l'intégrateur (14) à une valeur initiale ou à une valeur prédéterminée quand le débit baisse d'une valeur prédéterminée.

14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) n'applique la valeur de sortie du débitmètre (5) à l'intégrateur (14) que lorsque ce dernier dépasse une

première valeur de débit prédéterminée.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14,

caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) actionne un affichage (7) quand l'intégrateur (15) a déterminé une première valeur

prédéterminée de débit.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) fait revenir l'intégrateur (14) à zéro quand est atteinte la première valeur de débit et amorce une nouvelle intégration quand le débit ne dépasse pas une seconde valeur

prédéterminée du débit qui plus importante que la première.

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 16,

caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) verrouille la soupape secondaire (28, 29) à l'état fermé quand l'intégrateur (15)

détermine une seconde valeur de débit prédéterminée.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 17,

caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) ferme la soupape secondaire (28, 79) après une durée prédéterminée, quand le débit atteint une troisième valeur de débit prédéterminée qui est supérieure

à la seconde valeur de débit.