Brevet FR2718858A1 — publié le 19951020

La présente invention se réfère aux dispositifs de régulation de la pression régnant dans un réseau de distribution de fluide, notamment d'eau, en fonction du débit demandé au niveau de L'abonné Le plus éloigné. Pour effectuer cette régulation, il existe déjà des systèmes à Venturi ou à diaphagme qui engendrent une pression différentielle aboutissant à un régulateur de pression à membrane chargé par un ressort et quelquefois associé à une chambre de compensation. Pour être fiables, de tels dispositifs doivent développer une pression différentielle motrice suffisante pour permettre la commande du réguLateur de pression à membrane. ILs génèrent donc une perte de charge en ligne importante. En outre, le réglage s'effectue par adaptation (modification de La forme du Venturi), ce qui est peu pratique et coûteux. De plus, à faible débit, la différence de pression que le Venturi engendre est faible, alors que la correction doit être importante et qu'elle entrain bien entendu une force d'actionnement assez éLevée que la différence de pression en question ne peut pas toujours atteindre. IL existe aussi des systèmes électriques ou électroniques de commande du régulateur de pression par une action sur sa membrane. Ces systèmes sont complexes et peu économiques et nécessitent bien entendu l'existence d'une source électrique. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier aux inconvénients des systèmes connus et à permettre la réalisation d'un dispositif de modulation de la pression permettant d'asservir le régulateur de pression en fonction de l'état d'ouverture de la vanne de base du réseau de distribution. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est un diagramme illustrant, en L'absence d'un dispositif de modulation de la pression, La différence de pression régnant au niveau de la vanne de base et à celui de la partie la plus éloignée du réseau de distribution pour un débit maximal et pour un débit nul. Fig. 2 et un diagramme semblable à celui de fig. 1, mais correspondant à l'utilisation de moyens de modulation de la pression conformes à l'invention. Fig. 3 est un schéma d'un premier moyen de modulation de la pression réalisé suivant l'invention. Fig. 4 est un schéma d'un second moyen de modulation de La pression suivant l'invention. Fig. 5 est un schéma d'un troisième moyen de modulation de la pression conforme à l'invention. En raisonnant pour une altitude constante, lorsqu'on ne module pas la pression de distribution, mais qu'on la régule seulement, le diagramme de fig. 1 montre que pour un débit important au niveau des utilisateurs, la pression régulée PR au niveau de La vanne de base est beaucoup plus importante que celle souhaitée P5 à une certaine distance d1, c'est-à-dire au lieu de l'utilisation, d'ou la création à ce lieu d'une différentielle de pression A P très grande. Pour un faible débit, voire nul, au niveau de l'utilisation, la pression disponible n'est que légèrement plus faible que la pression régulée PR, mais elle est largement plus importante que la pression souhaitée P5. Dans ces conditions, il existe un excès de pression dans le réseau. Cet excès entraine des pertes d'eau importantes si le réseau n'est pas parfaitement étanche et ces pertes s'étalent sur une période de temps importante, c'est-à-dire la durée de la nuit au cours de laquelle le débit au niveau de l'utilisation est le plus faible. En fig. 2, on a illustré dans un diagramme semblable à celui de fig. 1 la courbe de variation de la pression modulée P M et P' M à des débits respectivement très importants ou faibles, voire nuls, la pression modulée P M et P'M correspondant à la pression qui existe au niveau de la vanne de base. On constate que grâce à la modulation suivant l'invention, La pression PS souhaitée au niveau de l'abonné le plus éloigné est la même quel que soit le débit, tandis que la pression au niveau de la vanne de base est fonction du débit : plus basse pour un débit faible, plus élevée pour un débit important. On a illustré en fig. 3 un premier mode d'exécution de l'invention. Une conduite amont 1 est reliée à une conduite aval 2 par un robinet de régulation appelé ci-après vanne de base 3 usuelle comprenant un corps 30 renfermant une membrane 31 associée à un clapet 32 propre à etre séparé d'un siège 33 ou à être appliqué sur celui-ci pour fermer l'écoulement du fluide. On ne reviendra pas plus en détail sur la structure d'une vanne qui est bien connue dans La technique. On a repéré 4 un dispositif ou vanne pilote connue dont l'équipage mobile 40, chargé par un ressort 41, est associé à une membrane 42 déterminant un compartimentintérieur 43. L'équipage mobile de la vanne 4 est associé à une seconde membrane 44 disposée dans un corps creux 45 faisant partie de la vanne 4. La membrane 44 détermine dans le corps creux une chambre de compensation 46. L'espace situé au-dessus de la membrane dans le corps 45 peut être mis à l'air libre ou à la pression aval. Lorsque la vanne pilote 4 régule la pression aval sans modulation, un tuyau 5 provenant de la zone amont de la vanne 3 aboutit au compartiment 43 de la vanne pilote 4, reliée par un tube 6 à La zone aval de la vanne 3, de telle sorte que la pression aval est amenée dans ledit compartiment 43. Une tubulure 7 relie la chambre 30a du corps 30 de la vanne 3 à un tronçon du tuyau 5 situé en aval d'un diaphragme fixe 8 inséré dans ce tuyau. On observe la présence d'une vis de réglage 47 de la tension du ressort 41. Conformément à l'invention, la membrane 31 de la vanne 3 est solidaire d'une tige 34 s'étendant dans l'axe géométrique du clapet 32 et dont l'extrémité libre est constituée par un pointeau 34a. Cette tige est guidée dans un fourreau 35 dont le débouché de l'alésage 35a est fermé par un siège 35b prolongé par un manchon 36 relié à la chambre de compensation 46 de la vanne 4 par un tuyau 9. Entre ce tuyau 9 et le tube 6, on a prévu un tronçon de tube 10 dans lequel est inséré un diaphagme à ouverture fixe 11. On observe encore que La pression amont régnant dans le tuyau 5 est amenée dans l'alésage 35a par une conduite 12. Le fonctionnement est le suivant : Lorsqu'un débit apparait dans la conduite aval 2, la pression aval baisse, de telle sorte que la membrane 42 descend Légèrement pour augmenter le débit dans la vanne pilote 4, de telle sorte que ce déplacement entraîne l'ouverture de la vanne de base 3 par déplacement de son équipage mobile vers le haut. Ceci provoque la pénétration du pointeau 34a dans le siège 35b, de sorte que la pression dans la chambre 46 baisse. Le ressort de La vanne 4 devient prépondérant, de telle sorte que la membrane 42, l'équipage mobile 40 et la membrane 44 descendent un peu plus que la position naturelle donnée par Le ressort 41 et par le circuit pilote. On obtient donc plus de pression qu'en fonctionnement normal du pilote, de sorte que la différence de pression est bien liée au débit appelé dans la conduite 2. A l'inverse, s'il n'y a plus de tirage dans la conduite aval 2 ou si le débit dans cette conduite diminue considérablement, la pression sous la membrane 44 s'élève, de telle sorte que l'équipage mobile 40 lié à cette membrane et à celle 42 est déplacé vers le haut à l'encontre de la réaction du ressort 41 de la vanne pilote 4. La pression dans la chambre 30a de la vanne 3 augmente et son clapet 32 a tendance à se refermer. Le pointeau 34a est donc plus ouvert que dans la position à fort débit et en coopération avec le diaphragme 11, la pression dans la chambre 46 augmente pour corriger l'effort appliqué sur La membrane par le ressort 41 qui donne la consigne de base. On a illustré en fig. 4 un autre mode d'exécution suivant l'inven- tion suivant lequel la tige 34 est rendue solidaire d'un poussoir 13 se déplaçant dans le fourreau 35 et dont l'extrémité qui sort de ce fourreau comporte une coupelle 13a. La vanne pilote 4 est placée en position inversée au-dessus de la vanne 3 à laquelle elle est assemblée par des jambes 14. La vis de réglage 47 du ressort 41 est remplacée par une douille 48 de réglage du ressort 41 laissant passer un poussoir 15 dont l'extrémité libre porte une coupelle 15a disposée rigoureusement en vis-à-vis de celle 13a précitée. Entre lesdites coupelles est disposé un ressort de compression 16. Le poussoir 15 est en appui par son extrémité opposée à la coupelle 15a contre l'équipage mobile 40. Lorsqu'il y a un tirage de liquide dans La canalisation 2, la membrane 42 s'élève légèrement de manière à ouvrir l'équipage mobile 40 et par conséquent le clapet de cette vanne, de telle sorte que la pression dans la chambre 30a diminue du fait de sa communication avec le compartiment 43 par l'intermédiaire de la tubulure 7. Dans ces conditions, la tige 34 s'élève ainsi que le poussoir 13 qui agit sur le ressort 16 et par son intermédiaire sur le poussoir 15 qui repousse légère- ment l'équipage mobile 40 vers le haut, de telle sorte que L'ouverture du clapet disposé dans La vanne + se pou suit en iia I appropriée de la canalisation aval en fonction de la demande. Là encore, la correction de la consigne est fonction de L'état d'ouverture de la vanne de base, comme pour le cas de fig. 3. On a illustré en fig. 5 un troisième mode d'exécution suivant lequel la tige 34 est articulée à L'une des extrémités d'un levier basculant 17, dont l'autre extrémité est associée à la vis de réglage 47 de la tension du ressort 41 du dispositif ou vanne pilote 4. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'å titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de L'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de modulation de la valeur de consigne du dispositif pilote (4) d'une vanne de base (3) d'un réseau de distribution de fluide, caractérisé en ce qu'iL comporte des moyens d'asservir Le dispositif pilote (4) en fonction de l'état d'ouverture de la vanne de base (3). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de générer dans une chambre de compensation (46) du dispositif pilote (4) une pression fonction de la position du clapet (32) de la vanne de base (3). 3. Dispositif suivant la revendication 2, dont le clapet (32) de la vanne de base (3) est commandé par une membrane (31) fermant une chambre interne (30a) reliée hydrauliquement à la vanne pilote (4) qui régule la pression dans ladite chambre, caractérisé en ce que ladite membrane (31) est assemblée à un pointeau (34a) situé dans l'alésage (35a) d'un fourreau (35) et relié à la membrane (31), le fourreau étant muni d'un siège (35b) avec lequel coopère le pointeau (34a), en ce que la pression amont est amenée dans l'alésage (35a) par une conduite (12) en amont du siège (35b), en ce que l'aval du siège est relié à la chambre de compensation (46) par un tuyau (9) à partir duquel part un tronçon de tube (10) dans lequel est ancré un diaphragme (11), lequel tronçon débouche dans le tube (6) reliant la vanne (4) à la conduite aval (2). 4. Dispositif suivant la revendication 1, dont le clapet (32) de La vanne de base (3) est commandé par une membrane (31) fermant une chambre interne (30a) reliée hydrauliquement à la vanne pilote (4) qui régule la pression dans ladite chambre, caractérisé en ce que la membrane (31) est solidaire d'une tige (34) propre à agir sur l'équipage mobile (40) du dispositif pilote (4). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la tige (34) est assemblée à un poussoir (13), en ce que le ressort (41) du dispositif pilote est en appui contre un poussoir (15) coaxial à celui (13) et en ce qu'un dispositif élastique est disposé entre les deux poussoirs. 6. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la tige (34) est articulée à l'une des extrémités d'un levier basculant (17) dont l'autre extrémité est associée à la vis de réglage (47) de la tension du ressort (41) du dispositif pilote (4).