Brevet FR2781049A1 — publié le 20000114

La présente invention se rapporte au domaine des procédés et dispositifs de détection et de prévention de consommation excessive de fluide en fonction du temps. Le but de ce genre de dispositif reliant un détecteur de flux à un système temporisateur et un système d'alarme est de prévenir, au bout d'un laps de temps donné, lorsqu'une consommation d'une durée excessive, par exemple d'eau, est constatée suite à la rupture d'une canalisation, à une fuite ou encore à un oubli. Il permet de prévenir notamment les dégâts des eaux ou les factures d'eau d'un montant anormalement élevé lorsque le système d'alarme est relié à une électrovanne ayant pour but de stopper le flux de fluide.10 Le dispositif réalise alors ce que l'on peut appeler un disjoncteur de fluide. Le dispositif selon l'invention est simple à installer, compact, simple d'utilisation,peu onéreux et très précis. En effet, la majorité des détecteurs de flux commercialisés acceptant des débits maximum supérieurs à 3 m3 ont une faible précision, de l'ordre de 900 litres/heure. Le procédé selon l'invention permet d'atteindre une grande précision de détection, de 1 5 l'ordre de 10 litres/heure. Il repose sur le principe suivant: Une électrovanne à membrane comportant deux chambres, l'une supérieure, l'autre inférieure, séparées par une membrane, est disposée sur la canalisation qui véhicule le fluide. Le fluide transite dans la canalisation grâce au principe des vases communiquants.20 Lorsqu'il y a une consommation de fluide en aval du dispositif, la chambre supérieure subit une décompression; cette décompression provoque ensuite le mouvement de la membrane libérant ainsi le passage du fluide à travers la chambre inférieure. Le passage du fluide entraîne alors un détecteur de débit ou de flux et le système temporisateur commence à décompter le temps programmé. Si la consommation présente une durée inférieure à celle programmée, le dispositif n'engendre aucun effet et se réinitialise automatiquement dès qu'il est mis fin à la consommation. Dès que la durée de la consommation atteint la durée programmée, le système temporisateur provoque la mise en oeuvre du système d'alarme qui peut comporter une sonnerie ou un voyant. Le système temporisateur peut en outre ou alternativement provoquer la mise en oeuvre de l'électrovanne qui stoppera le flux. Le dispositif comporte par ailleurs un système de réarmement aisé permettant, par une simple pression sur un bouton, de réinitialiser le dispositif et autoriser ainsi à nouveau la consommation dans le cas o le flux a été arrêté par l'électrovanne. Le laps de temps au bout duquel le système d'alarme et/ou d'interruption du flux est mis en oeuvre peut bien sûr être programmé. Le dispositif selon l'invention permet en outre de régler la sensibilité de déclenchement du détecteur de flux. De plus, le dispositif peut être branché sur le secteur ou sur une batterie et est concu de manière à diminuer au maximum la consommation en énergie. Il en en outre adaptable à tout type de fluide présentant une faible viscosité. Il est donc susceptible d'intéresser les particuliers mais aussi les éleveurs, les industriels, les collectivités, les compagnies de distribution de l'eau.. et d'une manière générale tous les consommateurs d'eau. D'autres avantages ressortiront de la description faite ci-après de l'invention à titre purement explicatif en référence aux figures annexées: - la figure I illustre une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention, - la figure 2 illustre le disjoncteur de fluide selon l'invention en phase réseau fermé (à solenoYde placé dans la partie amont de l'électrovanne), - la figure 3 illustre le disjoncteur de fluide selon l'invention en phase réseau ouvert avec consommation de fluide (à solenoide placé dans la partie amont de l'électrovanne), - la figure 4 illustre le disjoncteur de fluide selon l'invention en phase réseau ouvert, sans consommation de fluide, le solenoïde placé dans la partie amont de l'électrovanne bloquant le flux, la figure 5 illustre une variante de la figure 4 selon laquelle le contact du capteur de débit se fait sous la rondelle d'obturation, - la figure 6 illustre le disjoncteur de fluide selon l'invention en phase réseau ouvert, sans consommation de fluide, le solenoïde placé dans le sens du flux bloquant le flux et, - la figure 7 illustre le disjoncteur de fluide selon l'invention muni d'un contacteur manométrique. La présente invention se rapporte à un procédé de détection de consommation excessive d'un fluide (1) réalisant un flux (2) de consommation dans une canalisation (3). La détection de la consommation excessive de fluide est déterminée par rapport à un temps programmé qui s'écoule depuis la création du flux (2) grâce à une électrovanne (4) à membrane disposée sur ladite canalisation (3) séparant ladite canalisation en une partie de canalisation amont (3a) située avant la vanne (4) et une partie de canalisation aval (3b) située après la vanne (4) par rapport au sens du flux (2). Ladite électrovanne (4) à membrane présente deux chambres, l'une inférieure (5), dont l'entrée (5a) est en relation avec la partie de canalisation amont (3a), l'autre supérieure (6) en relation avec la partie de canalisation aval (3b), les deux chambres étant séparées par une membrane (7) mobile comportant deux positions, l'une (7a) bloquant le passage du flux (2) à 5 travers ladite chambre inférieure (5), l'autre (7b) permettant le passage du flux (2) à travers ladite chambre inférieure (5). Ladite chambre supérieure (6) est aussi en relation avec la partie de canalisation amont (3a) grâce à une conduite (8) à très faible débit. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on détecte à l'entrée (Sa) de la chambre inférieure (5) la création du flux (2) de consommation grâce à un détecteur de flux (9). Le procédé est également caractérisé en ce que lorsque la durée pendant laquelle le flux est établi atteint le temps programmé, on réalise alternativement ou cumulativement la mise en oeuvre de moyens d'alarme visuels et/ou sonores et/ou la mise en oeuvre.de moyens d'interruption du flux (2). Selon l'invention, la mise en oeuvre des moyens d'interruption du flux (2) provoque la ] 5 mise à la pression amont de la chambre supérieure (6) et entraîne la fermeture de la sortie (5b) de la chambre inférieure (5) par la membrane (7). Pour permettre le rétablissement du flux (2), une possibilité consiste en l'arrêt de la mise à la pression amont de la chambre supérieure (6). La présente invention se rapporte également au dispositif réalisant la mise en oeuvre du procédé. Le dispositif selon l'invention, illustré figure 1, comporte une électrovanne (4) à membrane destinée à être disposée sur la canalisation (3) dans laquelle passe le flux (2) de fluide (1), ainsi qu'un détecteur de flux (9) et un boîtier de commande (10). Le détecteur de flux (9) est un organe muni d'une rondelle d'obturation (15) aimantée, ou munie d'un aimant (12), positionnée sur une tige (16). La rondelle (15) est libre de se mouvoir entre une position (15a) et une position (15b). En position (15a), la rondelle vient fermer l'entrée (5a) de la chambre inférieure (5) et en position (15b), elle permet le passage du flux (2) à travers ladite chambre inférieure (5). Le boîtier de commande (10) comporte un ou plusieurs circuits électroniques dont le rôle est de recevoir les informations envoyées par le détecteur de flux (9), traiter ces informations, et mettre en oeuvre alternativement ou cumulativement les moyens d'alarme et/ou les moyens d'interruption du flux. Le boîtier de commande (10) est alimenté en énergie, soit par le réseau électrique, soit par une batterie. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens d'interruption du flux (2), c'est-à-dire les moyens destinés à provoquer la mise à la pression amont de la chambre supérieure (6) et les moyens pour arrêter cette mise à la pression amont sont constitués par un solénoïde (11). De préférence, le solénoïde (11) est un solénoïde à impulsion comportant un aimant obturateur (13) afin de limiter la consommation en énergie du dispositif. Le principe de fonctionnement de ce genre de solénoïde est le suivant: il suffit d'une impulsion pour provoquer le mouvement de l'aimant obturateur, c'est-à-dire pour ouvrir ou fermer le circuit sur lequel est installé le solénoïde. Le principal avantage est la diminution de la consommation d'énergie par rapport aux solénoïdes traditionnels qui, pour rester ouverts ou fermés, doivent être maintenus sous tension.1 0 La figure 2 illustre le dispositif selon l'invention en phase réseau fermé, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de flux de liquide ou de gaz à circuler dans la canalisation (3). Le solénoïde (11) peut, par exemple, être installé sur le conduit (8). Il est alors positionné dans la partie amont de l'électrovanne (4) Dans cette position, la chambre supérieure (6) est à la même pression que la partie de canalisation aval (3b) grâce au conduit (14) ouvert. Dans cette position aussi, la chambre inférieure (5) est fermée d'une part par la membrane en position (7a) et d'autre part par la rondelle en position (15a) du capteur de débit (9). Dès qu'un flux (2) se crée dans la partie aval (3b) de la canalisation en raison de l'ouverture volontaire ou accidentelle de la canalisation, alors on entre dans la phase de consommation de fluide illustrée figure 3: D'abord, comme le fluide est évacué de la partie de la canalisation aval (3b), une dépression se créée dans cette partie qui est partiellement transmise à la chambre supérieure (6) grâce au conduit (14). Ensuite, sous l'effet de la dépression, la membrane (7) passe en position (7b) pour permettre le passage du fluide contenu dans la chambre inférieure (5). En effet, le conduit (8) de retour de flux est fermé par l'aimant obturateur inverse (13) du solénoïde (11). La chambre inférieure (5) subissant à son tour une dépression, la rondelle (15) du capteur de débit (9) se soulève pour permettre le passage du fluide contenu dans la partie de canalisation amont (3a), et passe ainsi de la position (15a) à la position (15b). La tige (16) comporte à l'intérieur un relais qui est ouvert lorsque la rondelle est en position (15a) et fermé lorsqu'elle est en position (15b). La fermeture du relais de la tige (16) provoque la mise sous tension du système temporisateur. De préférence, la rondelle (15) comporte sur sa face inférieure qui est en contact avec la paroi interne de la chambre inférieure (5) une ou plusieurs nervures qui viennent s'emboîter dans des nervures similaires ménagées dans ladite paroi interne de la chambre inférieure (5), dans le but d'améliorer la sensibilité de détection lorsque le débit de consommation est très faible. Ainsi, lorsque le flux (2) cesse en aval de l'électrovanne (4), la pression dans la partie (3b) de la canalisation devient équivalent à la pression dans la partie (3a) et la pression dans la chambre supérieure (6) s'équilibre avec la pression dans la chambre inférieure (5). La surface de contact entre le fluide et la membrane (7) étant supérieure dans la chambre supérieure (6) et le conduit (8) ne permettant pas le rééquilibrage des forces, la force exercée par le fluide sur la membrane (7) dans la chambre supérieure (6) est supérieure à la force exercée par le fluide sur la membrane (7) dans la chambre inférieure (5). Ainsi, la membrane (7) passe de la position (7b) à la position (7a) et vient fermer la sortie (5b) de la chambre inférieure (5). 1 5 De plus, la pression dans la chambre inférieure (5) étant équivalente à la pression dans la partie de canalisation (3a), les forces exercées sur la rondelle (15) pour la maintenir en position (15b) s'annulent et la rondelle (15) revient en position (15a) grâce à son propre poids. Lorsque la rondelle (15) revient en position (15a), elle provoque, grâce à sa partie aimantée ou à l'aimant (12), l'ouverture du relais de la tige (16) et la mise hors tension du système temporisateur. La rondelle d'obturation (15) comporte de préférence un râcleur (25) qui a pour objet de nettoyer à chaque fois que du fluide est consommé, la surface de la tige (16) et empêcher ainsi toute impureté de s'y déposer. Dans une autre version de l'invention, illustrée figure 5, le détecteur de flux (9) est un organe muni d'une tige (16) plus courte que dans la version précédente, et la rondelle d'obturation (15) n'est pas positionnée directement sur la tige, mais indirectement grâce à un support (17) comportant à sa base un aimant (12). Dans les deux versions de détecteur de flux (9), la sensibilité de détection est réglable. Elle peut être réglée par exemple en disposant à la base de la tige (16) cylindrique un joint torique (18). Ainsi, la rotation dans un sens ou dans l'autre de la tige augmente ou diminue la sensibilité de détection en déplaçant le long de l'axe de la tige (16) le point d'ouverture et de fermeture magnétique du relais par rapport à l'aimant (12). Lorsque le flux (2) est formé (cf. figure 3), le mouvement de la rondelle (15) entraîne le déclenchement du capteur de débit (9), ce qui provoque alors la mise en oeuvre des moyens temporisateurs, c'est-à- dire provoque la mise sous tension d'une plaquette électronique temporisatrice comportant un relais située dans le boîtier de commande (10). Lorsque la durée du flux atteint la durée programmée à l'aide d'un potentiomètre (19), le relais de la plaquette électronique temporisatrice se ferme, provoquant ainsi la mise en oeuvre des moyens d'alarme visuels et/ou sonores et alternativement ou cumulativement la mise en oeuvre des moyens d'interruption du flux (2). Le potentiomètre (19) peut aussi être remplacé par un programmateur électronique. Les moyens d'alarme visuels peuvent être constitués par exemple par un voyant (20) clignotant ou non, et les moyens d'alarme sonores peuvent être constitués par exemple par une sirène (21). Les moyens d'alarme peuvent aussi être reliés à un combiné téléphonique, pour 1 0 prévenir à distance, ou encore à une messagerie vocale. Dans une version de l'invention illustrée figures 4 et 5, le solénoïde étant placé dans la partie amont de l'électrovanne, l'impulsion électrique envoyée par la plaquette électronique temporisatrice va provoquer l'ouverture du conduit (8) par l'aimant obturateur (13) du solénoïde (11). 1 5 Dans cette version, la vanne (4) est munie d'un moyen de purge (22) afin de permettre l'évacuation de l'air contenu dans la chambre secondaire (6) lors de l'installation du dispositif sur la canalisation (3). Dans une autre version de l'invention illustrée figure 6 le solénoïde (11) est placé dans la partie avale de l'électrovanne, et l'impulsion électrique envoyée par la plaquette électronique temporisatrice va provoquer la fermeture du conduit (14) par l'aimant obturateur (13) du solénoïde (11). Dans ces deux version, lorsque l'on ouvre le conduit (8) ou lorsque l'on ferme le conduit (14), la pression dans la chambre secondaire (6) s'équilibre avec la pression dans la chambre primaire (5). Par ailleurs, le diamètre du conduit (8) est toujours supérieur au diamètre du conduit (14). La surface de contact entre le fluide et la membrane (7) étant supérieure dans la chambre supérieure (6) et le conduit (8) ne permettant pas le rééquilibrage des forces, la force exercée par le fluide sur la membrane (7) dans la chambre supérieure (6) est supérieure à la force exercée par le fluide sur la membrane (7) dans la chambre inférieure (5). Ainsi, la membrane (7) passe de la position (7b) à la position (7a) et vient fermer la sortie (5b) de la chambre inférieure (5). De plus, la pression dans la chambre inférieure (5) étant équivalente à la pression dans la partie de canalisation (3a), les forces exercées sur la rondelle (15) pour la maintenir en position (15b) s'annulent et la rondelle (15) revient en position (15a) grâce à son propre poids. Lorsque la rondelle (15) revient en position (15a), elle provoque, grâce à sa partie aimantée ou à l'aimant (12), l'ouverture du relais de la tige (16) et la mise hors tension du système temporisateur. L'avantage de la deuxième version sur la première, c'est que lorsque le solénoïde est positionnée sur le conduit (14), il n'est pas nécessaire de purger la chambre secondaire (6) à l'aide des moyens de la purge (22) lors de l'installation du dispositif Par contre, dans la première version, le conduit (14) est réalisé par un trou ménagé dans la membrane qui peut éventuellement être muni d'un filtre. Le conduit (8) peut aussi être muni d'un fitre. Ainsi, lorsque le flux est coupé, le fluide ne peut plus passer. 1 0 Pour réarmer le dispositif, c'est-à-dire pour permettre d'une part de rétablir le flux de consommation et, d'autre part, de détecter à nouveau une consommation excessive, il suffit d'envoyer par l'intermédiaire du bouton poussoir (23) situé sur le boîtier de commande (10) une impulsion électrique au solénoïde (11), afin de venir fermer le conduit (8) de retour de flux ou ouvrir le conduit (14). 1 5 Dans une version de l'invention illustrée figure 7, le dispositif comporte en outre un contacteur manométrique (24) relié au boîtier (10). I1 permet de détecter de grandes variations de pression en aval du dispositif en cas de rupture brutale de la canalisation (3) par exemple. Le contacteur manométrique (24) comporte en outre une vis de réglage permettant de régler la variation de pression tolérée. Ainsi, lors de la rupture d'une canalisation, le contacteur manométrique commande directement le solénoïde (11) afin de stopper le flux, sans attendre que le temps programmé ne s'écoule. Cette fonction impose de ne pas placer de moyens d'amortissement de la pression de fluide en aval du dispositif. Pour une meilleure fermeture de la membrane (7), on peut en outre disposer un ressort dans la chambre (6). Dans une version préférée de l'invention, le dispositif comporte en outre un ou plusieurs moyens de visualisation de la création et de l'existence du flux (2). Pour cela, le boîtier peut par exemple comporter un voyant lumineux branché en parallèle avec le système temporisateur, qui s'allume lorsque le système temporisateur est sous tension. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de consommation excessive d'un fluide (1) réalisant un flux (2) de consommation dans une canalisation (3), la détection de la consommation excessive étant déterminée par rapport à un temps programmé qui s'écoule depuis la création du flux (2) grâce à une électrovanne (4) à membrane disposée sur ladite canalisation (3), ladite électrovanne (4) présentant deux chambres, l'une inférieure (5) en relation avec la partie de canalisation amont (3a), l'autre supérieure (6) en relation avec la partie de canalisation aval (3b), les deux chambres étant séparées par une membrane (7) mobile comportant deux positions, l'une (7a) bloquant le passage du flux (2) à travers ladite chambre inférieure (5), l'autre (7b) permettant le passage du flux (2) à travers ladite chambre inférieure (5), caractérisé en ce que l'on détecte à l'entrée (5a) de la chambre inférieure (5) la création du flux (2) de consommation, grâce à un détecteur de flux (9). 2. Procédé de détection de consommation excessive d'un fluide (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque la durée pendant laquelle le flux (2) est établi atteint le temps programmé on réalise alternativement ou cumulativement la mise en oeuvre de moyens ] 5 d'alarme visuels et/ou sonores et/ou la mise en oeuvre de moyens d'interruption du flux (2). 3. Procédé de détection de consommation excessive d'un fluide (1) réalisant un flux (2) de consommation dans une canalisation (3), du type comportant une électrovanne (4) à membrane disposée sur ladite canalisation (3), ladite électrovanne (4) présentant deux chambres, l'une inférieure (5) en relation avec la partie de canalisation amont (3a), l'autre supérieure (6) en relation avec la partie de canalisation aval (3b), les deux chambres étant séparées par une membrane (7) mobile comportant deux positions, l'une (7a) bloquant le passage du flux (2) à travers ladite chambre inférieure (5), l'autre (7b) permettant le passage du flux (2) à travers ladite chambre inférieure (5) ainsi que des moyens d'interruption du flux (2) caractérisé en ce que l'entrée (5a) de la chambre inférieure (5) comporte un détecteur de flux (9) détectant la création du flux (2) de consommation. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'interruption du flux sont constitués par un solénoïde (11) à impulsion. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le détecteur de flux (9) est un organe muni d'une rondelle d'obturation (15), libre de se mouvoir entre une position (15a) fermant l'entrée (5a) de la chambre inférieure (5) et une positon (15b) permettant le passage du flux (2) à travers ladite chambre inférieure (5). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le détecteur de flux (9) comporte un joint torique (18). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la chambre supérieure (6) comporte en outre un contacteur manométrique (24). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ladite rondelle d'obturation (15) est munie d'un râcleur (25). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la rondelle (15) comporte, sur sa face inférieure, une ou plusieurs nervures qui viennent s'emboîter dans des nervures similaires ménagées dans la paroi interne de la chambre10 inférieure (5). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs moyens de visualisation de la création et de l'existence du flux (2).