Brevet FR2187676A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne les systèmes de détection des fuites. Plus précisément, mais non limitativement, l'invention a pour objet un détecteur de fuites perfectionné pouvant être incorporé dans un système de distribution d'un combustible liquide. Des systèmes de détection des fuites de type similaire ont été construits antérieurement. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 952 387 délivré Le 13 septem@re 1960 à K. Fowler et autres, décrit un tel système de canstruction antérieure. Bien que les systèmes du type de celui décrit danç ce brevet aient en général donné satisfaction, ils comprennent un détecteur de fuites qui peut, après qu'une fuite a été détectée, être manoeuvré par la personne en eliarge de la distribution qui peut ainsi rétablir 7e débit normal du combustible dans le système de distribution. Il a été observé que la personne en charge de la distribution hésite parfois effectuer les réparations importantes et coûteuses nécessaires et peut ainsi poursuivre à plein débit la distribution dii combustible sans effectuer ces répara t ions. Par suite, l'un des objets de l'invention est la réalisation d'un système et d'un appareil de détection des fuites dans @esquels le débit normal de Livraison du combustible ne peut pas être rétabli après qu'une fuite a été détectée sans que les réparations nécessaires aieilt été effectuées. Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un système et d'un appareil perfectionnés de détection des fuites, de construction simple et comportant un nombre d'éléments constitutifs moindre que les systèmes et appareils de détection des fuites de eonstruction antérieure. Un autre objet de 11 invention est la réalisation d'un détecteur de fuites perfectionné de constructien et de fonctionne men@ relativement simples et qui ne nécessite que peu ou pas d'entretien pendant toute sa durée de vie utile. Un autre objet de l'invention e@t la @éalisation d'un détectour de fuites perfertionné qu@ déte@te automatiquement toute fuite immédiatemen@ apr@s l@ fin de @haque opération de distribu- tion mais qui agit avec un court retard pour éviter toute fausse indication de fuite qui pourrait être due aux variations de volume du combustible empris@nné provenant de variations de sa température. L'invention a pour objet s un système et un appareil perfectionnés de détection des fuites comprenant : - un corps. formant un passage du combustible - un siège de clapet annulaire encerclant ce passage - une première et une deuxième chambres à combustible en communication avec ledit passage respectivement en amont et en aval du siège de clapet ; et - un conduit faisant communiquer ces deux chambres. Un clapet logé dans le corps de l'appareil et pouvant effectuer des mouvements qui le rapprochent et l'éloignent dudit siège, est muni d'un élément de rappel élastique qui tend constamment à le repousser vers ce siège. Un piston logé dans le conduit qui relie les deux chambres est disposé de façon à être sotimis à la différence des pressions qui existent dans l'une et l'autre chambre, ce piston pouvant se déplacer entre une position pour laquelle il permet au clapet d'effectuer librement sa course qui l'éloigne de son siège, et permet ainsi lè passage du combustible à plein débit, et une position pour laquelle le clapet entre en contact avec lui, ne peut pas effectuer complètement sa course qui l'éloigne de son siège et, par suite, restreint le débit de combustible passant lorsqu'une fuite a été détectée dans le système. La descript-on qui va suivre, et les dessins annexés donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. Sur les dessins annexes - la figure 1 représente schématiquement la structure d'un systène perfectionné de détection des fuites conforme à l'invention - la figure 2 est une vue de détail schématique et des sinée à plus grande échelle d'une partie d'un détecteur de fuites de 1'invention inc@rporé audit système - la figure 3 est un graphique montrant la relation qui existe entre les pressions dans le système de distribution en l'absence de toute fuite - la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 2, mais montrant le détecteur de fuites après qu'une fuite s'est produite dans le système - la figure 5 est un graphique qui montre la relation entre les pressions dans le système après détection d'une fuite - la figure 6 est une vue semblable à celles des figures 2 et 4 mais montrant la position des di vers éléments du détecteur de fuites après qu'une fuite a été réparée et que le dé tecteur a été remis automatiquement sur sa position normale de distribution ; et - la figure 7 est un graphique qui montre la relation entre les pressions dans le système pen dant la remise du détecteur de fuites sur sa position normale de distribution. La figure 1 des dessins annexés représente un système de distribution muni du détecteur de fuites de l'invention. Ce système de distribution comporte un poste de distribution 10 qui est raccordé par une tuyauterie 12 à une tuyauterie 14 d'arrivée du combustible qui part d'une tête de pompe 16 renfermant un détecteur de fuites 18 (voir figure 2). La tete de pompe 16 est en communication avec une pompe immergée 19 logée dans une cuve à combustible 20. Le poste de distribution 10 est muni d'un appareil enregistreur 22 qui, en général, indique le nombre total de litres de combustible livré ainsi que le prix- de ce combustible. L'enregistreur 22 est commandé par un compteur 24 dans lequel passe le combustible dans son trajet vers un tuyau de distribution flexible 26 muni d'un robinet de livraison à ajutage. Une soupape 28 montée sur la tuyauterie 12 entre la tuyauterie 14 et le compteur 24 permet d'établir ou d'interrompre le courant de combustible envoyé dans le tuyau de distribution flexible 26. Un levier d'interrupteur 30 mont sir le poste de distribution 10 permet d'ouvrir et de fermer la soupape 2S et de mettre en marche et d'arrêter la pompe immergée 19 lorsqu'on désire effectuer une livraison de combustible. Le poste de distribution 10 n' est représenté que schématiquement sur la figure 1, et il est sous-entendu qu'il peut comporter de nombreux autres dispositifs communément utilisés dans les appareils de ce type. Ainsi qu'on le voit sur la figure 2, le détecteur de fuites 18 comprend un corps 32 qui peut soit être constitué par une partie de la tête de pompe 16, soit titre un élément séparé rattaché , ou log dans, cette tête. Le corps 32 forme un passage de combustible 34 qui est raccordé par l'entrée 36 du détecteur à la sortie de la pompe immergée 19 et par la sortie 38 du détecteur à la tuyauterie 14. Un siège de clapet annulaire ko qui encercle le passago 34 est disposé de façon qu'il puisse Qtre obturé par un clapet 42 mobile à l'intérieur du corps 31. Ce clapet 42 est muni d'une queue verticale 44 dans un but qui sera précisé plus loin. Un ressort de compression 46 qui entoure la queue 44 du clapet s'applique par l'une de ses extrémités contre une surface intérieure du corps 32 et par son autre extrémité contre le clapet 42 sur lequel il exerce une force qui tend constamment à l'appliquer sur son siège 40. Le corps 32 du détecteur de fuites forme aussi une chambre temporisatrice 48 dans laquelle est logée une cloison mobile 50. Cette cloison 50 porte sur sa périphérie un joint annulaire 52 qui assure son étanchéité aux fluides dans le corps 32. Un ressort de compression r4, logé dans la chambre 48 et qui s'applique par l'uns de ses extrémités contre la face supérieure de la cloison 50 et par son autre extrémité contre une surface intérieure du corps 32, tend constamment à repousser cette cloison 50 vers la partie inférieure de la chambre 48 et à forcer ainsi le combustible qui peut se trouver dans cette chambre à en sortir par un conduit 56 qui part de l'extrémité inférieure de ladite chambre. Le conduit 56 est en communication avec le passage de combustible 34 on amont du siège de clapet 40. Un clapet de retenue 58 legé dans un conduit 72 permet au combustible de s'écouler par un conduit 57 du passage 34 vers la chambre 48, mais empêche l'écoulement du combustible en sens inverse. Un conduit 6@, parallèle au conduit 57, est en communication par l'une de ses extrémités avec le c@nduit 7@ et par son autre extrémité avec le passage 34. De préféren@e, le conduit 60 est d'un diamètre tel, ou forme un étranglement tel, qu'un temps prédéterminé soit nécessaire pour que le combustible qui se trouve dans la chambre 48 en soit complètement chassé. 1,e corps 32 forme une deuxième chambre 62 N débit de vidange limite', formant accumulateur hydraulique et reliée par un conduit 64 au passage 34 à proximité de sa sortie 38 en aval du siège de clapet 40.Une cloison mobile 66 logée dans la chambre 62 porte sur sa périphérie un joint annulaire 68 qui glisse contre la paroi latérale de cette chambre en faisant joint étanche dnns le corps 32. Un ressort de compression 70 logé dans la chambre 62 exerce sur la cloison mobile 66 une force de rappel qui tend constamment à la repousser vers l'extrémité inférieure de la chambre 62 et qui force ainsi le combustible qui peut se trouver dans cette chambre à en sortir par le conduit 64.Ce conduit 64 est d'un diamètre tel, ou forme un étrauglement tel, que la décharge du combustible hors de la chambre 62 s'effectuée a iin débit prédéterminé suffisant polir compenser le combustible perdu dans le systéme de distribution à un débit inférieur au débit de fuite minimum que l'on désire détecter. Un conduit 72 relie le conduit 5G et le conduit 6n. Ce conduit comporte une partie de plus grand diamètre 74 dans la paroi de laquelle est encastré un joint annulaire 78 dans lequel glisse en y faisant joint étanche un pistion 76. Ce piston 76 se déplace sous l'action de la diffé@ence des pressions qui existent respectivement dans le conduit 56 et dans le conduit 64. Un orifice letéral 80 pa@tant de la partie de plus grand diamètre 74 du @nduit 72 dé@euche dans le passage princi pal 84. Cet or@f@e @ est d'un d@amètre suffi@ant pour que le queue 44 du clapet @@ @al@ e pa@@ei librement. @n noteia d'autre part que cet crifice laté@al 8@ est s@tué relativement près de l'extrémité de la partie de plus grand diamètre 74 du conduit 72, c'est-à-dire à proximité du conduit 64, de sorte que, lorsque le pistion 76 est sur sa position de gauohe de la figure 2, la quene 44 du clapet pent se déplacer vers le Laut dans la partio de grand diamètre 74 du conduit 72 saus entrer en contact avec lui. Le fonctionnement de ce mode de réalisation préféré de l'invention est le suivant. Le détecteur de fuites de l'invention étant installé dans un système de distribution comme décrit plus haut, et en l'absence de toute fuite dans ce système, une manoenvre du levior d'interrupteur 30 permet d'ouvrir la soupape 28 et de mettre en marelle la pompe immergée 19. Le combustible en prove- nance de la cuve 20 est refoulé dans 1 le passage 34 par les tuyauteries 16 4 et 12, soulève le clapet 42 au-dessus de son siège 40, passe darus la soupape 28 et dans le compteur 24 et sort finalement par le tuyau de distribution flexible 26 pour etre livré à un consommateur. Lorsque l'opération de livraison du combustible est terminée, le levier d'interrupteur 30 est ramené sur sa position pour laquelle il ferme la soupape 28 et arrête la pompe immergée 19. Le clapet 42, sous l'action de son ressort de charge 46, revient sur sa position pour laquelle il fat t joint étanche sur son siège 40 et emprisonne ainsi le combustible qui se trouve à ce moment dans les tuyauteries 14 et 12 entre lui-même et la soupape 28. Qu cours de l'opération de livraison, le combustible arrivaiit par le passage 34 s'écoulait par les conduits 57 et Go et a pénétré d'un mouvement ascendant dans la chambre temporisatrice 48 en déplaçant la cloison 50 vers le liant malgré la resis- tance opposée par le ressort 54. Simultanément, le combustible arrivant par le passage 34 circulait d'un mouvement ascendant dans le conduit 64 et est venu remplir la chambre de compensation des fuites légères, ou chambre-accumulateur, 62 cn repoussant vers le baut la cloison mobile 66 malgré la résistance opposée par le ressort 70. Ainsi qu'il a été précédemment supposé, il n'existait alors aucune fuite dans le système de distribution et, par couse- quent, le piston 76 était soumis à des pressions égales ri l'une et l'autre de ses extrémités. Aucune différence de pressions ne s'exerçant sur ce piston 76, il était demeuré sur sa position de la figure 2 et une nouvelle opération de livraison du combustible à débit normal pouvait être effectuée e tout moment désiré. Lorsque l'opération de distribution en cours est terminée, le clapet 58 logé dans le conduit 56 se ferme, ce qui force le combustible qui a pénétré dans la chambre 48 à en sertir par le conduit de dérivation 60 et à s'écouler dans le passage 34 en amont du siège de clapet 40. Du fait que le conduit 60 limite le débit de décharge du combustible hors de la chambre 48, la vidange de cette chambre demande un certain temps, de préférence environ 20 secondes, comme le montre le graphique de la figure 3. Sur ce graphique, on voit que la pression de temporisation accumulée, c'est-à-dire la pression qui existe dans la chambre 48, décroît de 2,100 kg/cm2 environ à 0,350 kg/cm2 environ en l'espace de 20 secondes. Sur la figure 3, on voit aussi que la pression dans le système de distribution, c'est-à-dire la pression retenue prisonnière dans les tuyauteries 14 et 12, se maintient à une valeur relativement stable et nettement supérieure à la pression-de temporisation en décroissance. On voit donc qu'il existe alors entre les deux extrémités du piston 76 une différence de pressions dirigée de la droite vers la gauche de la figure 2 et qui le maintient sur sa position de cette figure. En supposant qu'une fuite se produise pendant ltopéra- tion de livraison, aucune indication n'en est donnée tant que la pompe immergée 19 fonctionne. Après terminaison de l'opération de livraison en cours, la fermeture de la soupape 28 et l'arrêt de la pompe 19 ont pour effet, comme précédemment indiqué, de retenir le combustible prisonnier Du fait qu'une fuite est apparue, la pression dans ces tuyauteries iit et 12 commence à diminuer. Si le débit de la fuite apparue est supérieur à celui qui peut être compensé par la décharge de la chambre-accumulateur 62 par le conduit 64, la pression dans la chambre 48 et dais lo conduit 56 demeure supérieure à celle qui existe dans le conduit 64. il en résulte une différence de pressions qui exerce sur le piston 76 une force qui le fait déplacer vers la droite et le met sur sa position de la figure 4.Ce mouvement du piston 76 le place immédiatement au-dessus de la queue 44 du clapet 42 pour laquelle il empoche ce clapet d'effectuer sa pleine course de remontée. Il en résulte que, si l'on désire alors effectuer une livraison de combustible, le débit auquel peut être effectuée cette livraison est très réduit du fait que le clapet 42 est arrêté dans son mouvement d'ouverture par le piston 76 et maintient ainsi le siège de clapet 44 partiellement fermé, de sorte que le combustible ne peut plus s'écouler à son débit normal. Lorsque la personne en charge de la livraison constate cette réduction du débit d'écoulement du combustible, elle est avertie que le détecteur 18 a signalé la présence d'une fuite dans le système. Le graphique de la figure 5 montre la relation qui existe entre les pressions dans le système lorsqu'une fuite est apparue. Ainsi qu'on le voit sur ce graphique, la pression dans le système a diminué très rapidement et est devenue inférieure à la pression progressivement décroissante qui existe dans l'accumulateur temporisateur, c'est-à-dire dans la chambre 46, de sorte que la différence de pressions résultante qui stapplique sur le piston 76 est dirigée de la gauche vers la droite de la figure 4. Une livraison subséquente de combustible effectuée à ce débit réduit ne modifie pas la position du piston 76 puisque la chambre 48 et la chambre 62 se remplissent de combustible à la même pression au cours d'une telle opération et que les pressions qui stexercent sur chacune des extrémités du piston 76 sont égales. En l'absence d'une différence de pressions s'exer çant sur lui, le piston 7-6 demeure sur sa position de droite de la figure 4 pour laquelle il bloque le mouvement de levée du clapet 42. Le détecteur 18 de l'invention ne peut pas être remis dans son état initial tant qu'une fuite est présente dans le système. Ce détecteur est agencé de manière qu'il reprenne automatiquement sa position de fonctionnement normal après que la fuite détectée a été réparée. Après réparation de la fuite et après qu'une opération de livraison a été effectuée à débit restreint, le détecteur se ferme en retenant prisonnier le combus tible qui se trouve à ce moment dans les tuyauteries 12 et 14. Les chambres 48 et 62 se sont remplies de combustible au cours de cette opération de livraison de la façon précédemment décrite. Du fait que la fuite signalée a été répare, le combustible emprisonné dans les tuyauteries 12 et 14 est à une pression d'environ 2,100 kg/cm , laquelle, par le conduit 64, applique contre la cloison mobile 66 logée dans la chambre 62. Le clapet 42 est alors sur sa position de fermeture de la figure G. Lorsque le combustible est chassé hors de la--chambre 68 par un mouvement descendant de la cloison 50 ii stécoule par le conduit 60 et pénètre dans le passage 34 en amont du siège de clapet 40. Lorsque le combustible s'écoule ainsi, la pression qui s'exerce sur l'extrémité de gauche du piston 76 tel qu'il est vu sur la figure 6 décrott comme le montre le graphique de la figure 7. La pression du système étant maintenue sur le côté droit du piston 76, celui-ci se déplace vers la gauche et se met sur sa position pour laquelle il permet à la queue de clapet 44 d'effectuer librement ses mouvements normaux au cours des opérations de livraison subséquentes. Ce déplacement du piston 76 a pour effet d'augmenter légèrement le volume du système de circulation du combustible, et il en résulte une légère diminution de pression comme le montre le graphique de la figure 7. Mais, la cloison mobile 66, par l'action de son ressort de rappel 70, chasse le combustible hors de la chambre 62 par le conduit 64 et maintient ainsi dans le système en amont du siège de clapet 42 une pression suffisante pour compenser l'effet de ce déplacement du piston 76. Ainsi qu'on le voit clairement sur le graphique de la figure 7, la pression dans le système demeure constamment supérieure à celle qui existe dans la chambre-accumulateur de temporisation, c'est-a-dire à la pression qui s'exerce sur l'extrémité de gauche du piston 76, d'où il s'ensuit que ce piston est soumis .i l'action d'une différence de pressions suffisante pour le déplacer et le mettre sur sa position de retrait de la figure 6. De la description détaillée qui précède, il ressort que le système et l'appareil de détection des fuites de l'invention sont d'une construction relativement simple, et ne comportent qu'un petit nombre de pièces en mouvement, de sorte que l'entretien et les réparations qu'ils nécessitent sont réduits à un minimum. De plus, on voit que le détecteur de fuites décrit signale clairement la présence d'une fuite et ne peut pas être remis en position normale d'utilisation à moins que la fuite signalée n'ait été réparée. Par conséquent, la personne en cflar- ge de la distribution est obligée de réparer cette fuite avant quelle puisse à nouveau effectuer des livraisons de combustible à débit normal. On voit aussi que le détecteur 1S comporte un dispo-. sitif temporisateur qui en fait partie intégrante et qui vérifie l'absence de fuite dans le système pendant un temps relativement court, de sorte, qu'il n'est pas laissé aux variations de température possibles un temps suffisant pour provoquer une fausse indication de fuite. REVENDICATIONS 1. Système perfectionné de distribution d'un combustible liquide, caractérisé en ce qu'il comporte - une cuve formant réservoir à combustible; - une pompe en communication avec cette cuve et qui en extrait le combustible - un poste de distribution situé à distance de ladite cuve et comprenant un dispositif de livraison du combustible et une soupape qui commande l'écoulement du combustible en direction du poste de livraison - des tuyauteries reliant la pompe et les postes de livraison ; et - un détecteur de fuites monté sur lesdites tuyauteries à distance du poste de distribution, ce détecteur de fuites comprenant un conduit de passage du combustible qui le traverse un siège de clapet annulaire encerclant ledit passage un clapet pouvant effectuer des mouvements qui l'approchent et l'éloignent dudit siège de clapet un dispositif de rappel tendant constamment à repousser ledit clapet en direction dudit siège sur sa position de fermeture dudit passage un premier dispositif accumulateur en communication avec ledit passage entre le clapet et la pompe un deuxième dispositif accumulateur en communication avec ledit passage entre le clapet et ladite soupape un conduit reliant ces deux dispositifs accumulateurs; et un piston coulissant dans ce conduit en y faisant joint étanche et pouvant se déplacer entre une première position qu'il prend lorsque la pression dans le deuxième dispositif accumulateur est la plus forte et une deuxième position pour laquelle il limite la course des mouvements du clapet qui ltéloi- gnent de son siège lorsque la pression dans le premier dispositif accumulateur est la plus forte, ce qui a pour effet de signaler une fuite par la réduction qui en résulte du débit de livraison du combustible au cours de l'opération de livraison suivante. 2. Système de distribution d'un combustible liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier dispositif accumulateur comprend - une chambre - un élément sensible aux pressions logé dans cette chambre ; et - un moyen de régulation du débit de décharge de cette chambre dont l'effet est que ladite chambre ne se vide complètement qu'un certain temps après que ledit clapet s'est fermé - et en ce que ledit piston, si une fuite de combustible se produit entre ledit clape et ladite soupape, se déplace sous l'action de la pression supérieure qui existe alors dans le premier dispositif accumulateur et se met sur une position pour laquelle il empêche la pleine ouverture du clapet. 3. Système de distribution d'un combustible liquide selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit deuxième dispositif accumulateur comprend - une chambre - un élément sensible aux pressions logé dans cette chambre t et - un moyen de régulation du débit de décharge de ladite chambre dans le conduit qui relie ledit clapet et ladite soupape ét qui empêche l'établissement d'une différence de pressions entre les deux extrémités dudit piston lorsqu'il se produit entre le clapet et la soupape une fuite dont le débit est inférieur à un débit prédéterminé. 4. Système de distribution d'un combustible liquide selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun desdits éléments sensibles aux pressions comporte - une cloison mobile coulissant en y faisant joint étanche dans ladite chambre ; et - un ressort de compression qui tend constamment à repousser cette cloison mobile dans le sens qui lui fait chasser le combustible hors de cette chambre.