FR3021879A1

FR3021879A1 - Dispositif de melange d'un gaz traceur avec un gaz porteur et procede de melange prevoyant un tel dispositif de melange

Info

Publication number: FR3021879A1
Application number: FR1455057A
Authority: FR
Inventors: Fabien Nicot
Original assignee: World Aero Techno Trend - Watt; World Aero Techno Trend Watt
Current assignee: Sunaero Group Fr
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2015-12-11
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: FR3021879B1

Abstract

Ce dispositif de mélange comprend une entrée de gaz traceur (2), une entrée de gaz porteur (6), une chambre de mélange (10), une sortie de mélange (9), une première vanne (11) entre l'entrée de gaz traceur (2) et la chambre de mélange (10), une deuxième vanne (12) entre l'entrée de gaz porteur (6) et la chambre de mélange (10). Ce dispositif de mélange comprend en outre une unité de pilotage (20) configurée pour piloter la première vanne (11) suivant une première séquence d'ouvertures et de fermetures, et la deuxième vanne (12) suivant une deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures, de façon à obtenir un mélange ayant une concentration volumique prédéterminée du gaz traceur dans le gaz porteur.

Description

DISPOSITIF DE MELANGE D'UN GAZ TRACEUR AVEC UN GAZ PORTEUR ET PROCEDE DE MELANGE PREVOYANT UN TEL DISPOSITIF DE MELANGE La présente invention concerne un dispositif de mélange pour mélanger un gaz traceur, par exemple de l'hélium, et un gaz porteur, par exemple de l'air comprimé. De plus, la présente invention concerne procédé de mélange employant un tel dispositif de mélange. En général, la présente invention peut s'appliquer au domaine de la vérification de l'étanchéité d'une enceinte par la recherche et la détection de fuites. En particulier, la présente invention peut s'appliquer au domaine de la maintenance aéronautique, dans lequel on recherche d'éventuelles fuites dans des enceintes d'aéronefs en maintenance. En particulier, la présente invention peut aussi s'appliquer au domaine de la maintenance de transformateurs électriques, dans lequel on recherche d'éventuelles fuites dans des enceintes de transformateurs électriques. Dans l'art antérieur, la recherche et la détection de fuites se font en employant plusieurs bouteilles de mélanges préparés sur un site de fabrication, longtemps avant à la recherche et à la détection de fuites. Chaque bouteille contient un mélange ayant une concentration requise par une utilisation spécifique. Cependant, il est nécessaire de stocker et de transporter plusieurs bouteilles sur chaque site d'utilisation des mélanges de gaz traceur et de gaz porteur, par exemple sur chaque site de maintenance d'aéronefs. Or de telles bouteilles sont coûteuses et peuvent être encombrantes. Parfois, les bouteilles ne sont même pas disponibles sur le site d'utilisation du mélange, ce qui retarde beaucoup l'opération nécessitant le mélange, par exemple une recherche de fuites dans un aéronef en maintenance. La présente invention a notamment pour but de résoudre, en tout 30 ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant. Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif de mélange, pour mélanger un gaz traceur, par exemple de l'hélium, et un gaz porteur, par exemple de l'air comprimé, le dispositif de mélange comprenant au moins : - une entrée de gaz traceur destinée à être reliée à une source de 35 gaz traceur, - une entrée de gaz porteur destinée à être reliée à une source de gaz porteur, - une chambre de mélange reliée à l'entrée de gaz traceur et à l'entrée de gaz porteur, - une sortie de mélange reliée à la chambre de mélange et configurée pour évacuer un mélange de gaz traceur et de gaz porteur, - une première vanne agencée entre l'entrée de gaz traceur et la chambre de mélange, la première vanne comportant : - un premier passage, adapté pour le passage de gaz traceur, et - un premier organe d'obturation déplaçable entre : i) une position de fermeture, dans laquelle le premier organe d'obturation obture le premier passage et empêche un écoulement de gaz traceur dans le premier passage, et ii) au moins une position d'ouverture, dans laquelle le premier organe d'obturation autorise un écoulement de gaz traceur dans le premier passage, - une deuxième vanne agencée entre l'entrée de gaz porteur et la chambre de mélange, la deuxième vanne comportant : - un deuxième passage, adapté pour le passage de gaz porteur, et - un deuxième organe d'obturation déplaçable entre : i) une position de fermeture, dans laquelle le deuxième organe d'obturation obture le deuxième passage et empêche un écoulement de gaz porteur dans le deuxième passage, et ii) au moins une position d'ouverture, dans laquelle le deuxième organe d'obturation autorise l'écoulement de gaz porteur dans le deuxième passage, - une unité de pilotage configurée pour piloter : - la première vanne de façon à déplacer le premier organe d'obturation dans sa position de fermeture et dans sa position d'ouverture suivant une première séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une première durée d'ouverture du premier organe d'obturation et au moins un premier intervalle de temps entre deux ouvertures consécutives du premier organe d'obturation, et - la deuxième vanne de façon à déplacer le deuxième organe d'obturation dans sa position de fermeture et dans sa position d'ouverture suivant une deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une deuxième durée d'ouverture du deuxième organe d'obturation et au moins un deuxième intervalle de temps entre deux ouvertures consécutives du deuxième organe d'obturation, de façon à obtenir dans la chambre de mélange un mélange de gaz traceur et de gaz porteur ayant une concentration volumique prédéterminée du gaz traceur dans le gaz porteur. Dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » font référence au sens général d'écoulement du gaz traceur et du gaz porteur dans le dispositif de mélange. Le gaz traceur s'écoule depuis l'entrée de gaz traceur vers la sortie de mélange et le gaz porteur s'écoule depuis l'entrée de gaz porteur vers la sortie de mélange. Ainsi, un tel dispositif de mélange permet de préparer, extemporanément et directement sur le site d'utilisation, des mélanges ayant des concentrations adaptées à plusieurs utilisations du mélange. Donc le dispositif de mélange évite de stocker et transporter plusieurs bouteilles de mélanges préparés au préalable avec chacune une concentration requise par une utilisation. En effet, il suffit à l'utilisateur de régler l'unité de pilotage pour obtenir un mélange ayant la concentration requise. Puis, l'unité de pilotage pilote la première vanne et la deuxième vanne de sorte que la première vanne et la deuxième vanne transfèrent respectivement des trains successifs de gaz traceur et de gaz porteur vers la chambre de mélange. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité de pilotage est configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne de sorte que ladite au moins une première durée d'ouverture, ledit au moins un premier intervalle de temps, ladite au moins une deuxième durée d'ouverture et ledit au moins un deuxième intervalle de temps sont variables. Selon une variante de l'invention, l'unité de pilotage est configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne suivant une séquence d'ouvertures et de fermetures définie de sorte que ladite au moins une première durée d'ouverture, ledit au moins un premier intervalle de temps, ladite au moins une deuxième durée d'ouverture et ledit au moins un deuxième intervalle de temps sont constants. Ainsi, l'unité de pilotage peut avoir une structure particulièrement simple et économique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité de pilotage est configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne de sorte que : - ladite au moins une première durée d'ouverture (Dl ) est comprise entre 2 ms et 1000 ms, - ledit au moins un premier intervalle de temps (T1) est compris entre 4 ms et 2000 ms, 302 18 79 4 - ladite au moins une deuxième durée d'ouverture (D2) est comprise entre 2 ms et 1000 ms, et - ledit au moins un deuxième intervalle de temps (T2) est compris entre 4 ms et 2000 ms. 5 Alternativement au mode de réalisation précédent, ladite au moins une première durée d'ouverture peut être équivalente, par exemple égal, à ladite au moins une deuxième durée d'ouverture. De même, ledit au moins un premier intervalle de temps peut être équivalent, par exemple égal, audit au moins un deuxième intervalle de temps. Ainsi, l'unité de pilotage peut avoir une 10 structure particulièrement simple et économique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité de pilotage est configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne de sorte que ledit mélange a une concentration volumique du gaz traceur dans le gaz porteur comprise entre 0,5% et 30%, de préférence comprise entre 1`)/0 et 20%. 15 Ainsi, une telle plage de concentration permet de produire un mélange dont la concentration est adaptée à chaque application particulière, ce qui permet de minimiser la quantité de gaz traceur consommé pour chaque application. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité de pilotage 20 comprend une interface de commande configurée pour une commande par un utilisateur, et l'unité de pilotage est configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne de sorte que ledit mélange a, successivement et en fonction de ladite commande, des concentrations volumiques du gaz traceur dans le gaz porteur de 1%, 5%, 10% et 20%. 25 En d'autres termes, l'unité de commande permet de produire des mélanges avec des concentrations discrètes, chaque concentration étant adaptée à une application particulière. Ainsi, l'utilisateur peut rapidement sélectionner la concentration requise. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité de pilotage est 30 configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne de sorte que le gaz traceur présent en aval de la première vanne et en amont de la chambre de mélange est en surpression, de préférence d'au moins 0,5 bar, par rapport au gaz porteur présent en aval de la deuxième vanne et en amont de la chambre de mélange. 35 Ainsi, cette surpression permet au gaz traceur de s'écouler dans la chambre de mélange en priorité sur le gaz porteur dans le cas où un obstacle serait présent dans le dispositif de mélange, en particulier près ou dans la chambre de mélange. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité de pilotage est configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne de manière alternée de sorte que le premier organe d'obturation est en position d'ouverture lorsque le deuxième organe d'obturation est en position de fermeture et que le premier organe d'obturation est en position de fermeture lorsque le deuxième organe d'obturation est en position d'ouverture. Ainsi, les ouvertures et fermetures alternées de la première vanne 10 et de la deuxième vanne favorisent l'homogénéité du mélange dans la chambre de mélange. Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite au moins une première vanne est une vanne à actionnement électromagnétique, et ladite au moins une deuxième vanne est une vanne à actionnement électromagnétique, 15 par exemple un électro-distributeur à haute fréquence. Ainsi, de telles première et deuxième vannes à actionnement électromagnétique peuvent être pilotées par l'unité de pilotage à hautes fréquences, c'est-à-dire avec des durées d'ouverture et des intervalles de temps sont très courts. 20 Selon une variante de l'invention, ladite au moins une entrée de gaz traceur est configurée pour un raccordement d'un détendeur lié à un réservoir de gaz traceur. Ainsi, un utilisateur peut raccorder rapidement le dispositif de mélange au réservoir de gaz traceur sur le site d'utilisation du mélange. 25 Selon une variante de l'invention, ladite au moins une entrée du gaz porteur est configurée pour un raccordement à un réseau de gaz porteur, par exemple à un réseau d'air comprimé, le dispositif de mélange comprenant en outre un filtre et un régulateur de pression disposés en aval de l'entrée de gaz porteur et en amont de la chambre de mélange. Ainsi, un utilisateur peut 30 raccorder rapidement le dispositif de mélange à un réseau de gaz porteur sur le site d'utilisation du mélange. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mélange comprend en outre : - un premier restricteur de débit disposé en aval de l'entrée de gaz 35 traceur et en amont de la chambre de mélange, le premier restricteur de débit étant configuré pour permettre le passage d'un débit de gaz traceur compris entre 5 NL/min et 200 NL/min, de préférence compris entre 10 NL/min et 100 NL/min, et un deuxième restricteur de débit disposé en aval de l'entrée de gaz porteur et en amont de la chambre de mélange, le deuxième restricteur de débit étant configuré pour permettre le passage d'un débit de gaz porteur compris entre 5 NL/min et 200 NL/min, de préférence compris entre 10 NL/min et 100 NL/min. Ainsi, le premier restricteur de débit et le deuxième restricteur de débit permettent de réguler respectivement le débit de gaz traceur et le débit 10 de gaz porteur s'écoulant vers la chambre de mélange. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mélange comprend en outre un capteur de pression agencé pour mesurer la pression dudit mélange, le capteur de pression étant configuré pour communiquer à l'unité de pilotage des signaux représentatifs de la pression 15 dudit mélange, l'unité de pilotage étant configurée pour faire varier, en fonction desdits signaux représentatifs de la pression, ladite au moins une première durée d'ouverture, ledit au moins un premier intervalle de temps, ladite au moins une deuxième durée d'ouverture et ledit au moins un deuxième intervalle de temps. 20 Ainsi, un tel capteur de pression permet un fonctionnement précis et reproductible du dispositif de mélange, car il forme une boucle fermée avec l'unité de pilotage. Selon une variante de l'invention, le capteur de pression peut être agencé pour mesurer la pression dudit mélange dans la chambre de mélange. 25 Alternativement, le capteur de pression peut être agencé pour mesurer la pression dudit mélange en aval de la chambre de mélange et en amont de la sortie de mélange. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mélange comprend en outre un capteur de concentration agencé pour 30 mesurer la concentration volumique dudit mélange en gaz traceur, le capteur de concentration étant configuré pour communiquer à l'unité de pilotage des signaux représentatifs de la concentration volumique dudit mélange en gaz traceur, l'unité de pilotage étant configurée pour ajuster, en fonction desdits signaux représentatifs de ladite concentration volumique dudit mélange en 35 gaz traceur, ladite au moins une première durée d'ouverture, ledit au moins un premier intervalle de temps, ladite au moins une deuxième durée d'ouverture et ledit au moins un deuxième intervalle de temps. Ainsi, un tel capteur de concentration permet un fonctionnement précis et reproductible du dispositif de mélange, car il forme une boucle fermée 5 avec l'unité de pilotage. Selon une variante de l'invention, le capteur de concentration comprend un catharomètre. Ainsi, un tel capteur de concentration permet de mesurer la concentration volumique en gaz traceur de manière précise et fiable. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mélange comprend en outre un boîtier dans lequel sont logées au moins ladite au moins une chambre de mélange, ladite au moins une première vanne, ladite au moins une deuxième vanne et ladite au moins une unité de pilotage, le boîtier comportant des moyens de manutention configurés pour 15 permettre le transport et l'installation du dispositif de mélange. Ainsi, le dispositif de mélange peut être facilement manipulé, transporté et installé par un utilisateur, éventuellement muni d'un moyen de locomotion. Selon une variante de l'invention, le dispositif de mélange 20 comprend en outre : - un conduit de gaz traceur s'étendant en aval de l'entrée de gaz traceur jusqu'en amont de la chambre de mélange, et - un conduit de gaz porteur s'étendant en aval de l'entrée de gaz porteur jusqu'en amont de la chambre de mélange. 25 Par ailleurs, la présente invention a pour objet un procédé de mélange, pour mélanger un gaz traceur, par exemple de l'hélium, et un gaz porteur, par exemple de l'air comprimé, le procédé de mélange comprenant au moins les étapes : - prévoir un dispositif de mélange selon l'invention, 30 - relier ladite au moins une entrée de gaz traceur à la source de gaz traceur, - relier ladite au moins une entrée de gaz porteur à la source de gaz porteur, - relier la sortie de mélange à une conduite aval de façon à 35 conduire le mélange vers le site d'utilisation, - piloter, au moyen de ladite au moins une unité de pilotage : - la première vanne de façon à déplacer le premier organe d'obturation en position de fermeture et en position d'ouverture suivant une première séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une première durée d'ouverture du premier organe d'obturation et au moins un premier intervalle de temps entre deux ouvertures consécutives du premier organe d'obturation, et - la deuxième vanne de façon à déplacer le deuxième organe d'obturation en position de fermeture et en position d'ouverture suivant une deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une deuxième durée d'ouverture du deuxième organe d'obturation et au moins un deuxième intervalle de temps entre deux ouvertures consécutives du deuxième organe d'obturation, de façon à obtenir dans la chambre de mélange un mélange de gaz traceur et de gaz porteur ayant une concentration volumique prédéterminée du gaz traceur dans le gaz porteur.

Selon un mode de réalisation de l'invention, au cours de l'étape de pilotage : l'unité de pilotage pilote la première vanne et la deuxième vanne de sorte que la pression du gaz traceur mesurée en aval du premier organe d'obturation et en amont de la chambre de mélange est réglée entre 2 barA et 11 barA, et l'unité de pilotage pilote la première vanne et la deuxième vanne de sorte que la pression du gaz traceur mesurée en aval du deuxième organe d'obturation et en amont de la chambre de mélange est réglée entre 2 barA et 11 barA. Les modes de réalisation et les variantes mentionnés ci-avant 25 peuvent être pris isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible. La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins 30 annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de mélange conforme à l'invention ; - la figure 2 est un logigramme illustrant un procédé de mélange conforme à l'invention ; et 35 - la figure 3 est un chronogramme représentant, en fonction du temps t, les ouvertures et fermetures respectives du premier organe d'obturation et du deuxième organe d'obturation du dispositif de mélange de la figure 1. La figure 1 illustre un dispositif de mélange 1 pour mélanger un gaz traceur, en l'occurrence de l'hélium, et un gaz porteur, en l'occurrence de l'air 5 comprimé. Dans l'exemple de la figure 1, le dispositif de mélange 1 comprend : - une entrée de gaz traceur 2, qui est ici reliée à une source de gaz traceur 4 externe au dispositif de mélange 1, - une entrée de gaz porteur 6, qui est ici reliée à une source de gaz 10 porteur 8 externe au dispositif de mélange 1, et - une sortie de mélange 9, qui est configurée pour évacuer un mélange de gaz traceur et de gaz porteur. L'entrée de gaz traceur 2 est configurée pour un raccordement d'un détendeur lié à la source de gaz traceur 4. La source de gaz traceur 4 est ici 15 formée par un réservoir, tel qu'une bouteille d'hélium comprimé. L'entrée du gaz porteur 6 est ici configurée pour un raccordement à la source de gaz porteur 8, tel qu'un réseau d'air comprimé. Le dispositif de mélange 1 comprend en outre une chambre de mélange 10 qui est reliée à l'entrée de gaz traceur 2 et à l'entrée de gaz 20 porteur 6. Donc, dans la configuration de la figure 1, la chambre de mélange 10 est reliée à la source de gaz traceur 4, par l'intermédiaire notamment de l'entrée de gaz traceur 2, et à la source de gaz porteur 8, par l'intermédiaire notamment de l'entrée de gaz porteur 6. Le dispositif de mélange 1 comprend en outre : 25 - un conduit de gaz traceur 5, qui s'étend en aval de l'entrée de gaz traceur 2 jusqu'en amont de la chambre de mélange 10, - un conduit de gaz porteur 7 qui s'étend en aval de l'entrée de gaz porteur 6 jusqu'en amont de la chambre de mélange 10. L'entrée de gaz traceur 2 relie ici par un raccord rapide le conduit 30 de gaz traceur 5 à la source de gaz traceur 4. L'entrée de gaz porteur 6 relie le conduit de gaz porteur 7 à la source de gaz porteur 8. De plus, le dispositif de mélange 1 comprend : - une première vanne 11, qui est agencée entre l'entrée de gaz traceur 2 et la chambre de mélange 10, et 35 - une deuxième vanne 12 qui est agencée entre l'entrée de gaz porteur 6 et la chambre de mélange 10.

La première vanne 11 est agencée sur le conduit de gaz traceur 5. La première vanne 11 comporte : - un premier passage 11.1, qui est adapté pour le passage de gaz traceur, et - un premier organe d'obturation 11.2 déplaçable entre : i) une position de fermeture, dans laquelle le premier organe d'obturation 11.2 obture le premier passage 11.1 et empêche un écoulement de gaz traceur dans le premier passage, et ii) au moins une position d'ouverture, dans laquelle le premier organe d'obturation 11.2 autorise un écoulement de gaz traceur dans le premier passage 11.1, De même, la deuxième vanne 12 est agencée sur le conduit de gaz porteur 7. La deuxième vanne 12 comporte : - un deuxième passage 12.1, qui est adapté pour le passage de gaz porteur, - un deuxième organe d'obturation 12.2 déplaçable entre : i) une position de fermeture, dans laquelle le deuxième organe d'obturation 12.2 obture le deuxième passage 12.1 et empêche un écoulement de gaz porteur dans le deuxième passage 12.1, et ii) au moins une position d'ouverture, dans laquelle le deuxième organe d'obturation 12.2 autorise l'écoulement de gaz porteur dans le deuxième passage 12.1. La première vanne 11 est une vanne à actionnement électromagnétique, de type « 2/2 », c'est-à-dire à deux entrées et deux positions. De même, la deuxième vanne 12 est une vanne à actionnement électromagnétique de type « 2/2 ».

En outre, le dispositif de mélange 1 comprend une unité de pilotage 20. L'unité de pilotage 20 est ici formée par un automate à logique programmable. Le dispositif de mélange 1 comprend en outre un boîtier 22 dans lequel sont logées notamment la chambre de mélange 10, la première vanne 11, la deuxième vanne 12 et l'unité de pilotage 20. Le boîtier 22 comporte des moyens de manutention 24 qui sont configurés pour permettre le transport et l'installation du dispositif de mélange. Dans l'exemple de la figure 1, les moyens de manutention 24 sont formés par des poignées. Le dispositif de mélange 1 comprend en outre un filtre 26, un 35 régulateur de pression 28 et un manomètre 30, qui sont disposés en aval de l'entrée de gaz porteur 6 et en amont de la chambre de mélange 10, donc sur le conduit de gaz porteur 7. L'unité de pilotage 20 est configurée pour piloter la première vanne 11 de façon à déplacer le premier organe d'obturation 11.2 dans sa position de 5 fermeture et dans sa position d'ouverture suivant une première séquence d'ouvertures et de fermetures définie par : - des premières durées d'ouverture D1 et équivalentes, représentée à la figure 3, du premier organe d'obturation 11.2 et - des premiers intervalles de temps T1 et équivalents, représenté à 10 la figure 3, entre deux ouvertures consécutives du premier organe d'obturation 11.2 La liaison entre l'unité de pilotage 20 et la première vanne 11 peut être réalisée avec ou sans fil. La liaison entre l'unité de pilotage 20 et la deuxième vanne 12 peut être réalisée avec ou sans fil. 15 L'unité de pilotage 20 est en outre configurée pour piloter la deuxième vanne 12 de façon à déplacer le deuxième organe d'obturation 12.2 dans sa position de fermeture et dans sa position d'ouverture suivant une deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures définie par - des deuxièmes durée d'ouverture D2 et équivalentes, 20 représentée à la figure 3, du deuxième organe d'obturation 12.2 et - des deuxièmes intervalles de temps T2 et équivalents, représenté à la figure 3, entre deux ouvertures consécutives du deuxième organe d'obturation 12.2. La première séquence d'ouvertures et de fermetures et la 25 deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures sont définies de façon à obtenir dans la chambre de mélange 10 un mélange de gaz traceur et de gaz porteur ayant une concentration volumique prédéterminée du gaz traceur dans le gaz porteur. Dans le mélange, le gaz traceur est ainsi dilué dans le gaz porteur. 30 Dans l'exemple de la figure 1, l'unité de pilotage 20 est configurée pour piloter la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de sorte que ledit mélange a une concentration volumique du gaz traceur dans le gaz porteur comprise entre 0,5% et 30%, de préférence comprise entre 1`)/0 et 20%. L'unité de pilotage 20 comprend une interface de commande 20.1 configurée pour une 35 commande par un utilisateur. L'unité de pilotage 20 est configurée pour piloter la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de sorte que le mélange a, successivement et en fonction de ladite commande, des concentrations volumiques du gaz traceur dans le gaz porteur de 1%, 5%, 10% et 20%. L'unité de pilotage 20 est ici configurée pour piloter la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de sorte que chaque première durée d'ouverture D1, chaque premier intervalle de temps T1, chaque deuxième durée d'ouverture D2 et chaque deuxième intervalle de temps T2 sont constants. Cependant, l'unité de pilotage peut être configurée pour piloter la première vanne et la deuxième vanne de sorte que ces paramètres soient variables.

En particulier, comme le montre la figure 3, l'unité de pilotage 20 est ici configurée pour piloter la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de sorte que : - chaque première durée d'ouverture D1 est environ égale à 100 ms, - chaque premier intervalle de temps T1 est environ égal à 10 ms, - chaque deuxième durée d'ouverture D2 est environ égale à 10 ms, et - chaque deuxième intervalle de temps T2 est environ égal à 100 ms. Sur le chronogramme de la figure 3, l'axe des ordonnées indique l'état ouvert (« 1 ») ou fermé (« 0 ») de la première vanne 11 et la deuxième vanne 12.

Dans l'exemple de la figure 3, l'unité de pilotage 20 est configurée pour piloter la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de manière alternée : la première vanne 11 est en ouverte (« 1 ») lorsque la deuxième vanne 12 est fermée (« 0 ») et inversement la première vanne 11 est fermée lorsque la deuxième vanne 12 est ouverte.

Dans l'exemple de la figure 1, l'unité de pilotage 20 est configurée pour piloter la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de sorte que le gaz traceur présent en aval de la première vanne 11 et en amont de la chambre de mélange 10 est en surpression de 0,5 bar par rapport au gaz porteur présent en aval de la deuxième vanne 12 et en amont de la chambre de mélange 10.

Typiquement, la pression dans le conduit de gaz traceur 5 est supérieure de 0,5 bar à la pression dans le conduit de gaz porteur 7. De plus, dans l'exemple de la figure 1, l'unité de pilotage 20 est configurée pour piloter la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de manière alternée de sorte que le premier organe d'obturation 11.2 est en position d'ouverture lorsque le deuxième organe d'obturation 12.2 est en position de fermeture et que le premier organe d'obturation 11.2 est en position de fermeture lorsque le deuxième organe d'obturation 12.2 est en position d'ouverture. Le dispositif de mélange 1 comprend en outre : - un premier restricteur de débit 41 qui est disposé sur le conduit 5 de gaz traceur 5, en aval de l'entrée de gaz traceur 2 et en amont de la chambre de mélange 10, et - un deuxième restricteur de débit 42, qui est disposé sur le conduit de gaz porteur 7, en aval de l'entrée de gaz porteur 6 et en amont de la chambre de mélange 10. 10 Le premier restricteur de débit 41 est configuré pour permettre le passage d'un débit de gaz traceur d'environ compris entre 10 NL/min et 100 NL/min. De même, le deuxième restricteur de débit 42 est configuré pour permettre le passage d'un débit de gaz porteur compris entre 10 NL/min et 100 NL/min. 15 Le dispositif de mélange 1 comprend en outre un capteur de pression 44 qui est agencé pour mesurer la pression du mélange et qui est configuré pour communiquer, en temps réel, à l'unité de pilotage 20 des signaux représentatifs de la pression du mélange. La liaison entre le capteur de pression 44 et l'unité de pilotage 20 pour la communication des signaux 20 représentatifs peut être réalisée avec ou sans fil. En réponse, l'unité de pilotage 20 est configurée pour faire varier, en fonction desdits signaux représentatifs de la pression, la première durée d'ouverture D1, le premier intervalle de temps T1, la deuxième durée d'ouverture D2 et le deuxième intervalle de temps T2. 25 Dans l'exemple de la figure 1, le capteur de pression 44 est agencé pour mesurer la pression du mélange en aval de la chambre de mélange 10 et en amont de la sortie de mélange 9. Le capteur de pression 44 forme une boucle fermée avec l'unité de pilotage 20 et la première vanne 11 et la deuxième vanne 12. 30 Le dispositif de mélange 1 comprend en outre un capteur de concentration 46 qui est agencé pour mesurer la concentration volumique du mélange en gaz traceur et qui est configuré pour communiquer, en temps réel, à l'unité de pilotage 20 des signaux représentatifs de la concentration volumique du mélange en gaz traceur. La liaison entre le capteur de 35 concentration 46 et l'unité de pilotage 20 pour la communication des signaux représentatifs peut être réalisée avec ou sans fil.

En réponse, l'unité de pilotage 20 est configurée pour ajuster, en fonction desdits signaux représentatifs de la concentration volumique du mélange en gaz traceur, la première durée d'ouverture D1, le premier intervalle de temps T1, la deuxième durée d'ouverture D2 et le deuxième intervalle de temps T2. Dans l'exemple de la figure 1, le capteur de concentration 46 est agencé pour mesurer la concentration volumique du mélange en aval de la chambre de mélange 10 et en amont de la sortie de mélange 9, près du capteur de pression 46. Le capteur de concentration 46 comprend un catharomètre. Le capteur de concentration 46 forme une boucle fermée avec l'unité de pilotage 20 et la première vanne 11 et la deuxième vanne 12. Lorsque le dispositif de mélange 1 est en service, il peut fonctionner suivant un procédé de mélange 100 conforme à l'invention pour mélanger le gaz traceur, par exemple de l'hélium, et le gaz porteur, par 15 exemple de l'air comprimé. Le procédé de mélange 100 comprend les étapes : - 101) prévoir le dispositif de mélange 1, - 102) relier l'entrée de gaz traceur 2 à la source de gaz traceur 4, - 103) relier l'entrée de gaz porteur 6 à la source de gaz porteur 8, - 104) relier la sortie de mélange 9 à une conduite aval 50 de façon 20 à conduire le mélange vers le site d'utilisation, - 105) piloter, au moyen de l'unité de pilotage 20 : - la première vanne 11 de façon à déplacer le premier organe d'obturation 11.2 en position de fermeture et en position d'ouverture suivant une première séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une première 25 durée d'ouverture D1 du premier organe d'obturation 11.2 et au moins un premier intervalle de temps T1 entre deux ouvertures consécutives du premier organe d'obturation 11.2, et - la deuxième vanne 12 de façon à déplacer le deuxième organe d'obturation 12.2 en position de fermeture et en position d'ouverture suivant 30 une deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une deuxième durée d'ouverture D2 du deuxième organe d'obturation 12.2 et au moins un deuxième intervalle de temps T2 entre deux ouvertures consécutives du deuxième organe d'obturation 12.2, de façon à obtenir dans la chambre de mélange 10 un mélange de gaz traceur 35 et de gaz porteur ayant une concentration volumique prédéterminée du gaz traceur dans le gaz porteur.

De plus, au cours de l'étape de pilotage : - l'unité de pilotage 20 pilote la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de sorte que la pression du gaz traceur mesurée en aval du premier organe d'obturation 11.2 et en amont de la chambre de mélange 10 est réglée entre 5 2 barA et 11 barA, et - l'unité de pilotage 20 pilote la première vanne 11 et la deuxième vanne 12 de sorte que la pression du gaz traceur mesurée en aval du deuxième organe d'obturation 12.2 et en amont de la chambre de mélange 10 est réglée entre 2 barA et 11 barA.

10 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers décrits dans la présente demande de brevet, ni à des modes de réalisation à la portée de l'homme du métier. D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention, à partir de tout élément équivalent à un élément indiqué dans la présente demande de 15 brevet. Par exemple, les électrovannes de type « 2/2 » peuvent être remplacées par d'autres vannes, par exemple par des distributeurs ayant plus d'entrées et/ou plus de positions, en fonction des applications. 20

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de mélange (1), pour mélanger un gaz traceur, par exemple de l'hélium, et un gaz porteur, par exemple de l'air comprimé, le 5 dispositif de mélange comprenant au moins : - une entrée de gaz traceur (2) destinée à être reliée à une source de gaz traceur (4), - une entrée de gaz porteur (6) destinée à être reliée à une source de gaz porteur (8), 10 - une chambre de mélange (10) reliée à l'entrée de gaz traceur (2) et à l'entrée de gaz porteur (6), - une sortie de mélange (9) reliée à la chambre de mélange (10) et configurée pour évacuer un mélange de gaz traceur et de gaz porteur, - une première vanne (11) agencée entre l'entrée de gaz traceur 15 (2) et la chambre de mélange (10), la première vanne (11) comportant : - un premier passage (11.1), adapté pour le passage de gaz traceur, et - un premier organe d'obturation (11.2) déplaçable entre : i) une position de fermeture, dans laquelle le premier organe d'obturation (11.2) obture le premier passage (11.1) et empêche un écoulement de gaz traceur dans le premier 20 passage (11.1), et ii) au moins une position d'ouverture, dans laquelle le premier organe d'obturation (11.2) autorise un écoulement de gaz traceur dans le premier passage (11.1), - une deuxième vanne (12) agencée entre l'entrée de gaz porteur (6) et la chambre de mélange (10), la deuxième vanne (12) comportant : 25 - un deuxième passage (12.1), adapté pour le passage de gaz porteur, et - un deuxième organe d'obturation (12.2) déplaçable entre : i) une position de fermeture, dans laquelle le deuxième organe d'obturation (12.2) obture le deuxième passage (12.1) et empêche un écoulement de gaz porteur dans le deuxième passage (12.1), et ii) au moins une position d'ouverture, dans 30 laquelle le deuxième organe d'obturation (12.2) autorise l'écoulement de gaz porteur dans le deuxième passage (12.1), - une unité de pilotage (20) configurée pour piloter : - la première vanne (11) de façon à déplacer le premier organe d'obturation (11.2) dans sa position de fermeture et dans sa position d'ouverture suivant 35 une première séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une première durée d'ouverture (D1) du premier organe d'obturation (11.2) et au 302 18 79 17 moins un premier intervalle de temps (T1) entre deux ouvertures consécutives du premier organe d'obturation (11.2), et - la deuxième vanne (12) de façon à déplacer le deuxième organe d'obturation (12.2) dans sa position de fermeture et dans sa position 5 d'ouverture suivant une deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une deuxième durée d'ouverture (D2) du deuxième organe d'obturation (12.2) et au moins un deuxième intervalle de temps (T2) entre deux ouvertures consécutives du deuxième organe d'obturation (12.2), de façon à obtenir dans la chambre de mélange (10) un mélange de gaz 10 traceur et de gaz porteur ayant une concentration volumique prédéterminée du gaz traceur dans le gaz porteur.
2. Dispositif de mélange (1) selon la revendication 1, dans lequel l'unité de pilotage (20) est configurée pour piloter la première vanne (11) et la 15 deuxième vanne (12) de sorte que ladite au moins une première durée d'ouverture (D1), ledit au moins un premier intervalle de temps (T1), ladite au moins une deuxième durée d'ouverture (D2) et ledit au moins un deuxième intervalle de temps (T2) sont variables. 20
3. Dispositif de mélange (1) selon la revendication 2, dans lequel l'unité de pilotage (20) est configurée pour piloter la première vanne (11) et la deuxième vanne (12) de sorte que : - ladite au moins une première durée d'ouverture (D1) est comprise entre 2 ms et 1000 ms, 25 - ledit au moins un premier intervalle de temps (T1) est compris entre 4 ms et 2000 ms, - ladite au moins une deuxième durée d'ouverture (D2) est comprise entre 2 ms et 1000 ms, et - ledit au moins un deuxième intervalle de temps (T2) est compris entre 30 4 ms et 2000 ms.
4. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de pilotage (20) est configurée pour piloter la première vanne (11) et la deuxième vanne (12) de sorte que ledit 35 mélange a une concentration volumique du gaz traceur dans le gaz porteur comprise entre 0,5% et 30%, de préférence comprise entre 1`)/0 et 20%.
5. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de pilotage (20) comprend une interface de commande (20.1) configurée pour une commande par un utilisateur, et dans lequel l'unité de pilotage (20) est configurée pour piloter la première vanne (11) et la deuxième vanne (12) de sorte que ledit mélange a, successivement et en fonction de ladite commande, des concentrations volumiques du gaz traceur dans le gaz porteur de 1%, 5%, 10% et 20%.
6. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de pilotage (20) est configurée pour piloter la première vanne (11) et la deuxième vanne (12) de sorte que le gaz traceur présent en aval de la première vanne (11) et en amont de la chambre de mélange (10) est en surpression, de préférence d'au moins 0,5 bar, par rapport au gaz porteur présent en aval de la deuxième vanne (12) et en amont de la chambre de mélange (10).
7. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de pilotage (20) est configurée pour piloter la première vanne (11) et la deuxième vanne (12) de manière alternée de sorte que le premier organe d'obturation (11.2) est en position d'ouverture lorsque le deuxième organe d'obturation (12.2) est en position de fermeture et que le premier organe d'obturation (11.2) est en position de fermeture lorsque le deuxième organe d'obturation (12.2) est en position d'ouverture.
8. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une première vanne (11) est une vanne à actionnement électromagnétique, et dans lequel ladite au moins une deuxième vanne (12) est une vanne à actionnement électromagnétique, par exemple un électro-distributeur à haute fréquence.
9. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre : - un premier restricteur de débit (41) disposé en aval de l'entrée de gaz traceur (2) et en amont de la chambre de mélange (10), le premierrestricteur de débit (41) étant configuré pour permettre le passage d'un débit de gaz traceur compris entre 5 NL/min et 200 NL/min, de préférence compris entre 10 NL/min et 100 NL/min, et - un deuxième restricteur de débit (42) disposé en aval de l'entrée de gaz porteur (6) et en amont de la chambre de mélange (10), le deuxième restricteur de débit (42) étant configuré pour permettre le passage d'un débit de gaz porteur compris entre 5 NL/min et 200 NL/min, de préférence compris entre 10 NL/min et 100 NL/min.
10. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un capteur de pression (44) agencé pour mesurer la pression dudit mélange, le capteur de pression (44) étant configuré pour communiquer à l'unité de pilotage (20) des signaux représentatifs de la pression dudit mélange, l'unité de pilotage (20) étant configurée pour faire varier, en fonction desdits signaux représentatifs de la pression, ladite au moins une première durée d'ouverture (D1), ledit au moins un premier intervalle de temps (T1), ladite au moins une deuxième durée d'ouverture (D2) et ledit au moins un deuxième intervalle de temps (T2).
11. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un capteur de concentration (46) agencé pour mesurer la concentration volumique dudit mélange en gaz traceur, le capteur de concentration (46) étant configuré pour communiquer à l'unité de pilotage (20) des signaux représentatifs de la concentration volumique dudit mélange en gaz traceur, l'unité de pilotage (20) étant configurée pour ajuster, en fonction desdits signaux représentatifs de ladite concentration volumique dudit mélange en gaz traceur, ladite au moins une première durée d'ouverture (D1), ledit au moins un premier intervalle de temps (T1), ladite au moins une deuxième durée d'ouverture (D2) et ledite au moins un deuxième intervalle de temps (T2).
12. Dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un boîtier (22) dans lequel sont logées au moins ladite au moins une chambre de mélange (10), ladite au moins une première vanne (11), ladite au moins une deuxième vanne (12) et ladite au moins une unité de pilotage (20), le boîtier (22) comportant desmoyens de manutention (24) configurés pour permettre le transport et l'installation du dispositif de mélange (1).
13. Procédé de mélange (100), pour mélanger un gaz traceur, par 5 exemple de l'hélium, et un gaz porteur, par exemple de l'air comprimé, le procédé de mélange comprenant au moins les étapes : - 101) prévoir un dispositif de mélange (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, - 102) relier ladite au moins une entrée de gaz traceur (2) à la 10 source de gaz traceur (4), - 103) relier ladite au moins une entrée de gaz porteur (6) à la source de gaz porteur (8), - 104) relier la sortie de mélange (9) à une conduite aval de façon à conduire le mélange vers le site d'utilisation, 15 - 105) piloter, au moyen de ladite au moins une unité de pilotage (20) : - la première vanne (11) de façon à déplacer le premier organe d'obturation (11.2) en position de fermeture et en position d'ouverture suivant une première séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une première 20 durée d'ouverture (D1) du premier organe d'obturation (11.2) et au moins un premier intervalle de temps (T1) entre deux ouvertures consécutives du premier organe d'obturation (11.2), et - la deuxième vanne (12) de façon à déplacer le deuxième organe d'obturation (12.2) en position de fermeture et en position d'ouverture suivant 25 une deuxième séquence d'ouvertures et de fermetures définie par au moins une deuxième durée d'ouverture (D2) du deuxième organe d'obturation (12.2) et au moins un deuxième intervalle de temps (T2) entre deux ouvertures consécutives du deuxième organe d'obturation (12.2), de façon à obtenir dans la chambre de mélange (10) un mélange de gaz 30 traceur et de gaz porteur ayant une concentration volumique prédéterminée du gaz traceur dans le gaz porteur.
14. Procédé de mélange selon la revendication 13, dans lequel, au cours de l'étape de pilotage : 35 l'unité de pilotage (20) pilote la première vanne (11) et la deuxième vanne (12) de sorte que la pression du gaz traceur mesurée en aval du premierorgane d'obturation (11.2) et en amont de la chambre de mélange (10) est réglée entre 2 barA et 11 barA, et l'unité de pilotage (20) pilote la première vanne (11) et la deuxième vanne (12) de sorte que la pression du gaz traceur mesurée en aval du deuxième 5 organe d'obturation (12.2) et en amont de la chambre de mélange (10) est réglée entre 2 barA et 11 barA.