Brevet FR2514862A1 — publié le 19830422

La présente invention concerne un dispositif automatique capable de déceler une fuite de gaz sur une canalisation Les dispositifs existants ne concernent pas le méme champ d'application. Il existe en effet certains dispositifs permettant de couper l'arrive générale de gaz en cas de débit anormalement important sur une installation. Ces dispositifs ne peuvent pas déceler une petite fuite. Sur les apnareils à gaz proprement dit, il existe des systèmes de sécurité qui coupent le gaz au niveau de l'appareil, en cas d'extinction de la veilleuse, par exemple. Ces systèmes protègent l'appareil lui-mame et non toute l'installation depuis le compteur jusqu'au brûleur, dans le cas d'une chaudière.Il existe enfin des appareils (explosimètres) dont la détection à infrarouges ou au laser est trés ponctuelle dans l'espace et trés coûteuse. De plus, si ces détections sont efficaces pour des gaz tels que le butane, le propane, l'air propané, le gaz naturel elles deviennent inopérantes pour des gaz tels que l'hydrogène, par exemple. Le dispositif décrit ici intervient, non pas lorsque le gaz échappé de la fuite est déjà accumulé dans le local environnant (c'est à ce stade que le danger d'explosion est le plus grand.) mais lorsqu'il quitte la canalisation. C'est-àdire que la fuite est détectée dés qu'elle apparait-, et quel que soit le gaz concerné. Si l'on veut contrôler l'étanchéité d'une canalisation, il suffit de surveiller sa pression interne grace à un manomètre. Si la pression diminue, c'est qu'il existe une fuite sur le parcours de cette canalisation. Or, un manomètre installé sur une canalisation en service, dans laquelle le gaz ne ferait que passer, ne pourrait pas donner une information exploitable car le débit d'une fuite éventuelle, mdme si ce débit vient s'ajouter à celui du brûleur d'une chaudière, serait compensé par l'arrivée constante du gaz dans la canalisation. De plus, selon les régimes du brûleur de la chaudière qui peuvent être variables en fonction des indications du thermostat de la chaudière, la pression interne d'tune canalisation en service peut varier remarquablement sans qu'il n'existe aucune fuite sur la canalisation. Rn effet, l'arrêt du brûleur en fin de cycle de chauffe fait monter la pression du gaz dans la canalisation, et son redémarrage la ftit chuter sensiblement. Il est donc indispensable de fermer hermétiquement les deux extrémités d'une canalisation pour qu'une baisse de pression interne puisse dénoncer une fuite réelle. Or, si l'on ferme hermétiquement les deux extrémités d'une canalisation alimentant un appareil, celui-ci n'est plus alimenté. T1 convient donc de disposer une seconde canalisation de même nature et de même diamètre, parallèle à la première, et desservant le même appareil de façon à ce que ce dernier soit normalement alimenté pendant qu'on isolera hermétiquement celle que l'on désire contrôler. On dispose par conséquent de deux canalisations distinctes (2) et (4) pouvant alimenter le même appareil (5). I1 va donc être possible de fermer alternativement l'une et l'autre de ces canalisations sans interrompre le fonctionnement de l'appareil à gaz. Pour cela, il est nécéssaire de disposer deux robinets inverseurs motorisés, l'un (3) à l'endroit où les deux canalisations se séparent, et l'autre (11) à l'endroit où elles se rejoignent.Une minuterie (15) commande régulièrement et de façon cyclique l'inversion de ces robinets inverseurs (3) et (11) afin qu'ils desservent ensemble une seule et meme canalisation tandis qu'ils isolent hermétiquement l'autre canalisation à des fins de controle selon le procédé suivant t Sur chacune des canalisations (2) et (4) on dispose un contacteur manométrique (9) et (10) capable de déceler une chute de pression interne de la canalisation sur laquelle il est adapté. Si la pression vient à diminuer, le rôle de ce contacteur/interrupteur est d'interrompre un contact electrique qu'il assure en situation normale.Ce contacteur reçoit une alimentation electrique depuis le bottier de la minuterie (15) pendant tout le temps que la canalisation qui le supporte est isolée hermétiquement, c'est-à-dire en situation de contrôle manométrique. Tl transmit cette alimentation electrique à une vanne à commande electromagnétique (î) située en amont de toute l'installation afin qu'elle demeure en position ouverte. C'est la vanne de sécurité générale. Si, pendant la phase de contrôle manométrique, la pression interne de la canalisation sous contrôle diminue, le contacteur manométrique interrompt le contact et la vanne de sécurité (1) se ferme, stoppant l'arrivée du gaz. Une fuite entrain donc automatiquement la coupure du gaz. Les différentes phases alternatives de contrôle manométrique et de service normal, déterminées par la position alternative des deux inverseurs (3) et (11) commandés par la minuterie (15) sont programmées comme suit: PHASE 1 s ReprésentOe par la figure 2. - Le gaz arrive à l'electrovanne (1) ouverte qu'il franchit. - Le bottier de minuterie (15) commande les inverseurs (3) et (11) de telle façon que l'inverseur (3) ouvre ses orifices (6) et (8) desservant la canalisation Nord (2) tandis qu'il ferme hermétiquement son orifice (7) correspondant à la canalisation Sud (4) ; pendant que l'inverseur (11) ouvre ses orifices (14) et (12) desservant la canalisation Nord (2) et ferme hermétiquement son orifice (13) correspondant à la canalisation Sud (4) - La canalisation (2) est donc en service et laisse passer le gaz Jusqu'à l'appareil (5) consommateur. - La canalisation (4) est hermétiquement isolée entre les ori fices fermés : (7) de l'inverseur (3) et (13) pour l'inver seur (11). - Le contacteur manométrique Nord (10) ne reçoit aucun courant. - Le contacteur manométrique Sud (9) placé sur la canalisation en situation de contrôle (4) reçoit du courant depuis le boîtier de minuterie (15) qu'il conduit jusqu'à la vanne de sécurité générale (1) qui reste par conséquent ouverte. La durée de cette phase est égale a celle de la seconde phase et mesure la moitié du temps du cycle complet. La fréquence des cycles est réglable, en fonction du danger représenté par le gaz concerné ou du choix de l'utilis?teur. Dans cette phase, ou la canalisation Nord est en service, c'est la canalisation Sud qui est sous surveillance isobare, et par conséquent, une fuite sera décelée si elle se doclare sur cette dernière. Il faut attendre la seconde phase du cycle pour doce- ler une fuite situee sur l'autre canalisat:i'on (2). PHASE 2 s Représentée par la figure 3. - Le gaz arrive toujours à l'eletrovanne (1) ouverte qutil franchit. - Le boîtier de minuterie (15) modifie les positions respec tives précédentes des inverseurs (3) amont et (11) aval de. telle façon que l'inverseur amont (3) ouvre ses orifices (6) et (7) tandis qu'il ferme hermétiquement son orifice (8) t pendant que l'inverseur aval (11) ouvre ses orifices (13) et (12) tandis qu'il ferme hermétiquement son orifice (14). - La canalisation Sud (4) est donc en service et laisse passer le gaz jusqu'à l'appareil concommateur (5). - La canalisation Nord (2) est hermétiquement isolée entre l'orifice fermé (8) de l'inverseur amont (3) et l'orifice fermé (14) de l'inverseur aval (11). - Le contacteur manométrique Sud (9) ne reçoit aucun coursant. - Le contacteur manométrique Nord (10) placé sur la canalisa tion Nord (2) en situation de contrôle reçoit du courant depuis le boîtier de minuterie (15) qu'il conduit jusqu' à l'electrovanne de sécurité générale (1) qui reste par consé quent ouverte. La durée de cette seconde phase du cycle est égale à celle de la première phase et mesure la moitié du temns du cycle complet. Dans cette forme de réalisation préférentielle, l'installation protégée par ce dispositif est mise en panne complète en cas de fuite. Selon une variante de ce dispositif, le boîtier de minuterie (15) peut maintenir en service constant une canalisation unique en cas de fuite sur l'autre canalisation. Sous cette forme, le dispositif peut alors continuer à faire fonctionner l'appareil consommateur tout en ayant supprimé le phénomène de fuite0 Dans ce cas, la canalisation unique n'est plus contrôlé manométriquement et ne peut constituer qu'une solution de dépannage, pour le cas où l'arrêt de l'appareil à gaz présenterait un caractère de gravité. Selon une autre variante de ce dispositif, le nombre de canalisatioz peut être augmenté de façon à ce que lorsqu'une canalisation est mise hors service par la suite d'une fuite, deux autres canalisations puissent supnorter le fonctionnement alternatif du dispositif. (Figure 6) Selon une autre variante, et compatible avec les trois types de réalisation déjà cités, le déclenchement de la fermeture de l'electrovanne de sécurité (1) peut être exploité pour déclencher simultanément un système d'alarme visuel (17) et/ou sonore (18) ainsi qu'un appareil de ventilation puissant (19) capable de renouveler rapidement l'air du local abritant l'installation défectueuse. (Figure 4). Selon une cinquième variante, et dans le cas de canalisations très longues, pouvant traverser plusieurs locaux (Local 1 à 3), un ensemble constitué par un contacteur manométrique (Mano 1 à Mano 6) intercalé entre deux electrovannes de cloisonnement (EV 1 à EV 4) peut surveiller chaque tron çon de canalisation, local par local. Un ensemble de lampes témoins situé sur un tableau (16) peut alors indiquer avec précision le contacteur ayant décelé une chute de pression, localisant par ce moyen le tronçon défectueux. (Figure 5). Selon une sixième variante de ce dispositif, le fluide transporté peut être autre que gazeux. I1 peut être liquide. Dans ce cas, les accessoires de contrôle et de distribution du dispositif seront appropriés au fluide transporté. Selon une septième variante, un seul cycle, beaucoup plus long que les cycles ordinaires est programmé à intervalles réguliers selon les besoins, et place en phase de surveillance prolongée chacune des canalisations du dispositif. Cette disposition particulière de la minuterie permet de déceler les microfuites éventuelles, ayant échappé à la surveillance des cycles ordinaires. Le dispositif, objet de l'invention est plus particulièrement destiné à la protection des installations à gaz des locaux abritant du public, et des habitations, individuelles ou col lectivest terrestres , aériennes ou maritimes. I1 peut aussi bien remplir ce rôle pour des tuyauteries industrielles transportant des fluides particulièrement chers ou dangereux. R EV EN DI CATI ON S 1)- Dispositif automatique pour déceler une fuite de gaz sur une canalisation, caractérisé en ce qu'il obstrue momentanément les extrémités de cette canalisation (2) pour en surveiller la pression interne et qu'il assure simultanément l'alimentation normale de l'appareil (5) par une canalisation auxiliaire.(4) 2)- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il applique cette surveillance alternativement à la canalisation principale (2) et à la canalisation auxiliaire (4) par le jeu de deux robinets inverseurs motorisés amont (3) et aval (11) commandés par une minuterie (15) de telle façon qu'une canalisation alimente l'appareil pendant que l'autre est sous surveillance. 3)- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de surveillance de la pression interne d'une canalisation est un contacteur manométrique (9) et (10) qui cesse de maintenir ouverte une électrovanne de sécurité (1) alimentant toute l'installation lorsque la pression qu'il surveille diminue. 4)- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la minuterie (lr) est programmable de telle façon qu'un contacteur manométrique ayant décelé une fuite, les inverseurs (3) et (11) bloquent leur position respective de façon à desservir uniquement la canalisation intacte, en service de dépannage automatique. 5)- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détection d'une fuite par l'un ou l'utre contacteur manométrique actionne un relais commandant un système d'alarme visuel (17) et/ou sonore (18) tel qu'un voyant clignotant sur un tableau de commande et/ou un timbre électrique. 6)- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une détection de fuite par l'un ou l'autre contacteur manométrique actionne un relais commandant une ventilation mécanique (19) destinée à aérer le local contenant la canalisation défectueuse. 7)- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une troisième canalisation (2bis) peut remplacer une canalisation défectueuse, automa tiquement, par le Jeu commandé de robinets inverseurs motorisés à quatre voies (3') et (Ilr) au lieu de robinets inverseurs motorisés à trois voies (3) et (11) de telle façon que le contrôle alternatif se fasse toujours sur deux canalisations distinctes, la canalisation défectueuse étant tenue à l'écart du service jjsqu'à réparation et remise en service manuelle. 8)- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ensemble constitué d'un contacteur manométrique supplémentaire ( tfano 1 à mano 6 ) intercalé entre deux électrovannes ( Evl à Ev4 ) est placé sur chaque tronçon de canalisation situé dans un local différent, ce contacteur manométrique supplémentaire étant relié à une lampe témoin placée sur un tableau centralisé(l6 dont l'exctinction permet de localiser le tronçon défectueux 9)- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la minuterie (15) comport un cycle facultatif de surveillance prolongée destiné à déceler d'éventuelles microfuites ayant échappé aux cycles de surveillance ordinaires. 10)- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qutil peut surveiller des canalisations transportant des liquides.