Brevet FR2331087A1 — publié le 19770603

La présente invention concerne un dispositif pour limiter l'écoulement de fluides dans des conduites. On connait déåà des dispositifs de ce genre qui comportent respectivement à l'entrée et à la sortie de la conduite des appareils pour la mesure des débits, dont les valeurs sont comparées en permanence. Si les valeurs de mesure diffèrent entre elles, par exemple par suite d'une rupture de la conduite, un signal est produit, et celui-ci ferme une vanne ou un robinet principal monté dans la conduite.Indépendamment du fait que de tels dispositifs ou installations sont compares -dulpoint de l'appareillage et de ce fait onéreux, iO ne se prêtent pas à la surveillance de conduites qui mènent à un grand nombre d'utilisateurs, à moins que l'on surveille séparément chacune de ces conduites de dérivation La présente invention a pour objet une telle installation pour limiter I1 écoulement, et à l'aide de laquelle la conduite principale d'un ré seau de conduites menant à un grand nombre d'utilisateurs,peut être surveillée de façon utile. A cet effet, l'installation conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que l'on prévoit, dans la conduite, un instrument de mesure qui, au commencement, est à nouveau remis en marche et qui, après un certain temps ou après un débit déterminé, à partir du commencement de l'écoulement, ferme un dispositif d'obturation monté dans la conduite. A l'aide de l'installation conforme à l'invention, il est possible de limiter l'écoulement à une quantité déterminée et réglable, tout dépassement conduisant une obturation de la conduite. La mise en service n'intervient pas si l'on prélève une quantité qui est inférieure à celle qui a été préréglée et qu'ensuite Itécoulement est arreté passagèrement. Dans le cadre d'un prélèvement de ce genre, on peut prélever autant de fois qu'on le souhaite une quantité qui se situe en dessous de la quantité limite réglée, La seule condition à respecter réside dans le fait que l'écoulement soit arrêté entre temps afin que l'instrument de mesure puisse revenir à sa position antérieure. Suivant une alternative, l'instruement de mesure peut déterminer une durée après le commencement de l'écoulement, au lieu du débit.Si l'écoulement cesse à nouveau dans l'intervalle de temps choisi, l'instrument de mesure est ramené à sa position zéro; si toutefois la caractéristique normale de ltécoulement est perturbée, par exemple par une rupture de la conduite et si l'écoulement se poursuit, la soupape menant au piston de commande est actionnée après qu'un certain temps se soit écoulé. La quantité qui s'écoule dans la conduite jusque la sollicita tonde l'installation, c'est à dire jusque la fermeture du dispositif d'obturation, doit être choisie à une valeur supérieure à la quantité maximale du milieu qui s'écoule habituellement et d'un seul coup, sans interruption, dans la conduite. Pour le contrôle d'une conduite d'eau menant à une habitation et y alimentant un grand nombre de prises, on peut, en utilisant l'installation selon l'invention, régler la quantité à une valeur supérieure à la quantité d'eau ou à la durée de remplissage nécessaire pour faire couler un bain. Suivant une variante de l'installation de l'invention, 1 'instru- ment de mesure peut commander après la durée déterminée ou après le passage de la quantité déterminée, une soupape disposée dans une conduite de dérivation menant à un piston de commande qui actionne un robinet principal dans la conduite, une soupape de sureté ou de trop- plein étant prévue pour le piston de commande. Avantageusement, la soupape et la soupape de sureté ou de tropplein est disposée dans un by-pass (dérivation) associé à l'instrument de mesure , alors que la conduite menant au piston de commande part de la dérivation, d'un point situé entre la soupape et la soupape de streté et ladite dérivation débouchant dans la conduite en aval du robinet principal. De ce fait, le piston de commande peut être dégagé, et on peut procéder ainsi à une réouverture du robinet principal, après commande de l'installation, sans que le fluide puisse sortir du système. Selon une autre forme de réalisation de l'objet de l'invention, la soupape est reliée, à l'aide d'un système à levier chargé par un ressort, et à point mort, avec l'instrument de mesure, et la force du ressort est dirigée à l'encontre de la direction d'actionnement dudit systeme à levier. Le dépassement du point mort correspond soit à la quantité réglée ou au temps réglé. Après la commande de la soupape, le ressort assure le retour à la position initiale du système à levier. Avantageusement, l'instruement de mesure comporte un organe de mesure du débit ou un organe de mesure du temps, entrainant, quand il y a écoulement, une roue tournant lentement et qui agit sur le système à levier. Cette action peut s'effectuer soit par l'intermédiaire d'une crémaillère ou encore par l'intermédiaire d'un système à câble. Suivant une autre forme de réalisation de l'objet de l'invention, le dispositif servant à la mesure du débit est constitué par une roue à aubes à rotation élevée, roue à aubes qui entrain un arbre tournant lentement et qui est relié à la roue tournant lentement par l'intermédiaire d'un accouplement à friction ou à force centrifuge. De préférence, la roue tournant rapide ment comprend une came sur laquelle roule un galet suiveur fixé à l'extrémi- té libre d'un levier basculant, et, par l'intermédiaire d'un levier d'accouplement, ladite roue est accouplée à l'arbre par le débattement angulaire du levier basculant.On est ainsi assuré , par des moyens simples, qu'en présence d'un écoulement la roue tournant lentement est entraînée de façon correspondante , mais qu'à l'arrêt de l'écoulement, l'accouplement par transmission de forces entre la roue du compteur et la roue tournant lente ment est supprimé, ce qui permet par exemple de ramener dans sa position ini tiale le système à levier. Il est avantageux que le débattement angulaire du levier bascu lant ne soit pas amorti et que le mouvement de remise à l'état initial, s'opérant sous la force du ressort, soit amorti. Le débattement angulaire et rapide du levier basculant par la roue à aubes tournant rapidement conduit au maintien du débattement angulaire tant que la roue à aubes continue à tourner. L'amortissement est de préférence opéré de telle façon que le débattement du levier basculant se fasse à l'encontre de la force d'un système à cylindre et à piston soumis à la force d'un ressort, et dont la remise à l'état initial se trouve être ralentie par un organe de friction. D'autres avantages de l'installation conforme à l'invention ré sident dans le fait qu'elle peut être prévue soit suivant une disposition centrale soit individuellement pour des sections déterminées de conduites. Dans ce dernier cas, les débits à assurer peuvent être adaptés de meilleure façon aux quantités de liquide à prélever. L'installation décrite peut également être utilisée pour des milieux gazeux, en fonction de la réalisation du dispositif de mesure des quantités ou du temps. A titre d'exemple, on a décrit et représenté schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation d'une installation de limitation d'écoulement selon l'invention. Dans la conduite 10 est monté un dispositif de mesure de lté- écoulement (débit mètre 12) de type connu, par exemple un compteur à eau. Dans le sens de l'écoulement, on prévoit, en aval du débit-mètre, un robinet prin cipal 14 qui permet d'interrompre le passage de l'eau, ou un autre produit liquide -ou gazeux dans la conduite 10. En parallèle sur le débit-mètre 12 est prévue une dérivation 16 dont le point de départ se situe en amont du dé bit-mètre et débouche dans la conduite en aval du robinet principal 14. A la conduite de dérivation 16 est reliée une autre conduite 18 qui mène dans un cylindre dont le piston 20 est chargé par un ressort 21, la tige du piston 20 permettant d'ouvrir ou de fermer le robinet principal 14. En amont de l'embranchement de la conduite 18 sur la conduite 16 est prévue une soupape 22 qui est commandée à l'aide d'un système à leviers 24. En amont de l'emplacement auquel la dérivation 16 débouche dans la conduite principale 10 est prévue une soupape de streté 26 pouvant, par exemple, être commandée manuellement. Immédiatement à l'embouchure de la dérivation 16 dans la conduite 10, on a également prévu une soupape de retenue 28. Le système ou la transmission à levier 24 est chargé par un ressort 30, à l'encontre de la direction d'actionnement. L'extrémité inférieure du système à levier 24 est par exemple guidé dans une boutonnière qui est disposée de telle façon que peu de temps avant que soit atteinte la position extrême inférieure du levier, la soupape 22, fermée jusque là, soit ouverte. La longueur de la boutonnière ou la course de l'extrémité inférieure du système de levier24 qui doit être parcourue avant qu'intervienne, en partant de la position de repos supérieur du système de leviez 24, l'ouver- ture de la soupape, correspond à une mesure pour la quantité réglée ou pour le temps réglé auquel répond l'installation. Le débit-mètre comprend une roue à aubes 32 tournant rapidement, et pouvant être réalisée comme la roue à aubes ou à réglette de compteurs à eau connus. A la périphérie de la roue à aubes est rattachée une came 34 avec laquelle coagit un galet 36 qui est fixé à l'extrémité libre d'un levier basculant 38. Au levier basculant 38 est fixé un levier d'attelage 40 qui agit sur une roue 42 également disposée dans le débitmètre 12 et attelant ou reliant, lors d'un basculement du levier 38 sous l'influence de la came 42, ladite roue 42 à un arbre 44 tournant lentement. L'arbre 44 est relié à la roue à aubes 32, de préférence par un réducteur non représenté, mais il peut également être entraîné de toute autre manière. Le mouvement de rotation de la roue 42 est transmis à une crémaillère 46 qui constitue une partie du système à leviers 24. La transformation du mouvement de rotation en un mouvement linéaire peut également être opérée à l'aide d'autres moyens, par exemple à l'aide d'un système à câble. Au débattement angulaire du levier basculant 38 s'oppose la tige de piston d'un système à cylindre 48 comportant un piston sur lequel agit un ressort 50, et dont le déplacement, à l'encontre du ressort 50, s'o père sans amortissement, alors que son retour dans sa position initiale, c'est à dire la décampression du ressort 50, est amortie par des moyens de friction 52. Par son te du déplacement rapide de la came, dû à la rotation de la roue à aubes 32, le levier basculant 38 reste dans sa position basculée, car le retour en arrière du levier basculant 38 est ralenti par les organes de friction 52. Ce n'est que l'arrêt de la roue à aubes 32 qui provoque le retour du levier basculant 38, sous l'influence du ressort 50. L'accouplement de la roue à aubes 32 avec la roue 42 peut se faire, à la place de l'accouplement à friction représenté, à l'aide d'un accouplement centrifuge; ce qui est important c'est que pendant un écoulement qui a lieu dans la conduite ou pendant une rotation de la roue à aubes 32, l'arbre 44 tournant lentement soit accouplé à la roue 42, l'accouplement devenant inopérant à l'arrêt de la roue à aubes 32. L'installation qui vient d'être décrite fonctionne comme suit Si, en aval du robinet principal 14, une soupape ou un point d'eau non représenté, par exemple un robinet d'eau est ouvert, le milieu qui se trouve sous pression dans la conduite 10 commence à s'écouler de la gauche vers la droite dans le dessin. Le milieu qui traverse la conduite entrain la roue à aubes 32 suivant un mouvement de rotation rapide. La came 36 qui est mise en position de travail relie l'arbre 44 qui tourne lentement avec la roue 42 dont la rotation est transformée, par la crémaillère 42, en un déplacement du système de leviers 24. Celui-ci lui se déplace vers le bas, contre la force du ressort 30, et pour un nombre de tours déterminés de la roue 42, la soupape 22 est ouverte par le système de levier 24.La soupape de sureté 26 est fermée, en sorte que la pression qui s'établit dans la dérivation 16 charge, par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 18, le piston du dispositif à cylindre et à piston 20. Le piston se déplace contre l'action du ressort 21 vers la droite du dessin, et ferme, par l'intermédiaire d'une tringler#ie, le robinet principal 14 qui était ouvert jusque là. Ceci conduit à une interruption de l'écoulement dans la conduite 10. La roue à aubes 32 s'immobilise, en sorte que le levier basculant 38 est ramené dans sa position initiale par le ressort 50, ce qui conduit à l'ouverture de l'accouplement entre l'arbre 44 et la roue 42. Le système à levier 24 est renvoyé par le ressort 30 dans sa position initiale, ce qui conduit à la fermeture de la soupape 22. La pression qui règne dans la conduite de dérivation 18 se maintient, étant donné que la soupape 22 de même que la soupape de sureté 26 sont fermées. Le robinet principal 14 reste ferme. Une remise en route de l'installation est obtenue par une ouverture de courte durée de la soupape de sûreté 26. Etant donné que la section de la conduite entre le robinet principal 14 et la soupape de sûreté 26 est pratiquement sans pression, le ressort 21 du système à cylindre et à piston 20 peut ramener le piston dans sa position initiale et refouler la quantité de liquide correspondante de la conduite 18, par l1in- termédiaire de la soupape de retenue 28, dans la conduite principale 10, ce qui conduit à une nouvelle ouverture du robinet principal 14. L'installation est ainsi prête pour être à nouveau mise en service. Normalement le système de sécurité n'est pas sollicité; mais, par la roue 42, la crémaillère 46 est déplacée vers la bas sur une distance qui correspond à une quantité prélevée qui se situe en dessous d'une quantité limite déterminée. Le système à levier 24 n'est pas déplacé jusqu'à la butée inférieure de la boutonnière 31, en sorte que la soupape 22 n'est pas ouverte. Par l'arrêt de l'écoulement dans la conduite 12, à la fin d'un prélèvement du fluide au liquide, la roue 42 est isolée de l'arbre 44, comme cela a déjà été décrit, grâce à quoi il est possible de ramener le dispositif à levier 24 dans sa position 0. Au lieu d'envisager la quantité comme grandeur caractéristique pour la sollicitation de la sécurité de l'installation, on peut également utiliser là durée d'écoulement comme paramètre. En intreposant un relais temporisé ou un autre dispositif similaire, analogue à un robinet de châsse d'eau que l'on disposerait entre l'arbre 44 qui tourne lentement et la roue 42, on peut obtenir le même effet. La seule différence qui existerait alors réside dans le fait que l'arbre 44 n'indique pas une quantité de liquide mais une certaine durée de l'écoulement. Un robinet de châsse d'eau utilisé comme organe à retard devrait être monté en dérivation sur la conduite principale. Si l'on dispose d'une source de courant électrique, on peut obtenir une commande analogique par voie électrique. Dans le cas où la roue à aubes 32 serait reliée à un générateur, on pourrait réaliser la commande électrique sans source de courant supplémentaire. A l'aide de la rotation de la roue à aubes ou de l'arbre 44, on pourrait charger un condensateur qui, en se déchargeant, pourrait provoquer l'ouverture de l'accouplement entre la roue 42 et l'arbre 44. R E V E N D I C A e I O X S 1 - installation pour limiter l'écoulement dans des conduites, caractérisée par le fait que l'on prévoit dans la conduite (10) un instrunent de mesure (12) qui est remis en route toutes les fois que commence un écoulement, et qui, après une certaine durée ou après un certain débit intervenant après le début de l'écoulement, ferme un dispositif d'obturation (robinet principal 14) monté dans la conduite. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée par le faut que l'instrument de mesure (12) commande, après un certain temps ou après un certain débit, une soupape (22) montée dans une dérivation (18) menant à un piston d'actionnement ou de commande (20), que ce dernier commande un robinet principal (14) monté dans la conduite (10) et qu'une soupape de u^reté (26) est prévue pour le piston de commande d'actionnement (20). 3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la soupape (22) et la soupape de sûreté (26) sont situées dans une conduite de dérivation (i 6) montée en parallèle sur l'instrument de mesure (12), que la conduite de dérivation (18) menant au piston de commande (20) est reliée à la conduite de dérivation (16) en un point se situant entre la soupape (22) et la soupape de sflreté (26), et que la conduite de dérivation (16) débouche dans la conduite (10) en aval du robinet principal (14). 4 - Installation selon l'une ou l'autre des revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait que la soupape (22) est. reliée, à l'aide d'un système à leviers (24) chargé par un ressort et présentant une course morte, à l'instrument de mesure (12), la force du ressort étant dirigée contre la direction de commande d'actionnement du système à leviers (24). 5 - Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que l'instrument de mesure (12) comprend un organe (32) servant à mesurer le débit ou une durée, ledit organe entrainant, lors d'un écoulement qui a lieu dans la conduite (10), une roue (42) tournant lentement et agissant sur le système à leviers(24). 6 - Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la roue (42) tournant lentement coagit avec le système à leviers(24) par l'intermédiaire d'une crémaillère (46). 7 - Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la roue (42) tournant lentement coagit par l'intermédiaire d'un système à câble avec le système à leviers(24). 8 - Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée par le fait qu'elle comporte, comme organe de mesure de quantité ou de débit, une roue à aubes (32) tournant rapidement et entrainant un arbre (44) tournant lentement, ledit arbre étant relié à la roue (42) tournant lentement par l'intermédiaire d'un accouplement à friction ou d'un accouplement centrifugre (34 - 40). 9- Installation selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la roue (32) tournant rapidement comporte une came (34) avec laquelle coagit un galet (36) fixé à l'extrémité libre d'un levier basculant (38), et que par l'intermédiaire d'un levier d'accouplement ou d'attelage (40), la roue (42) se trouve accouplée à l'arbre (44) par le débattement angulaire du levier basculant (38). 10 - Installation selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le débattement angulaire du levier basculant (38) n'est pas amorti alors que son mouvement de retour, se faisant sous effet d'un ressort, est amorti il - Installation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le levier basculant (38) est basculé à l'encontre de la force d'un cylindre à piston et à ressort (48), dont le mouvement de retour est ralenti par des organes ou des moyens de friction (52).