Brevet FR3108381A1 — publié le 20210924

Ensemble comportant une vanne et un raccord Ensemble (1) comportant : une vanne (10) ; un circuit de surveillance (4); au moins un raccord (2) destiné à être placé en amont ou en aval de la vanne (10), comportant au moins un capteur et un circuit de communication pour transmettre au circuit de surveillance (4) des données relatives à une mesure effectuée par le capteur, le circuit de surveillance (4) étant agencé pour transmettre lesdites données à un processeur extérieur à l’ensemble et/ou générer des informations de diagnostic de fonctionnement de la vanne sur la base données transmises. Figure pour l’abrégé : Fig.1 Ensemble comportant une vanne et au moins un raccord La présente invention concerne les vannes, et plus particulièrement mais non exclusivement celles utilisées dans l’industrie, pour piloter une circulation d’un fluide, par exemple un liquide. On connaît des vannes équipées d’un boîtier de commande recevant une information permettant un pilotage de la vanne. Ces vannes sont par exemple des vannes motorisées, comportant un moteur permettant de déplacer un obturateur dans le corps de la vanne, ou des vannes à solénoïde. Le boîtier de commande peut comporter un circuit électronique de pilotage de l’actionneur de la vanne, et un ou plusieurs capteurs qui renseignent sur le fonctionnement de la vanne. Toutefois, le ou les capteurs présents peuvent s’avérer insuffisants pour fournir toutes les informations qui pourraient être utiles à la maintenance de l’installation ou à l’ajout de fonctionnalités supplémentaires, de détection par exemple. Ainsi, les possibilités de faire évoluer l’installation restent limitées, sauf à remplacer les vannes par de nouvelles ayant des fonctionnalités additionnelles. WO 2018/219408 divulgue une installation sanitaire alimentée électriquement dans le cas normal par un réseau d’alimentation électrique et configurée pour permettre un rinçage hygiénique régulier de l’installation selon un intervalle de temps prédéfini. Cette installation comporte une vanne reliée au raccord d’un robinet par la conduite d’eau. Le raccord est muni d’une vanne d’arrêt à commande électrique et d’une première unité de communication, qui communique avec une deuxième unité de communication de la vanne. Afin d’assurer le rinçage régulier en cas de coupure du réseau d’alimentation électrique, l’installation comporte de plus un capteur de pression et une alimentation électrique supplémentaire pour la vanne. Le capteur, configuré pour détecter la pression d’eau dans la conduite, peut comporter une troisième unité de communication pouvant communiquer avec la première unité de communication précitée. Lors de la coupure, lorsque la pression détectée par le capteur tombe en dessous d’une valeur prédéfinie pendant l’ouverture du robinet, l’installation commande l’ouverture de la vanne afin de permettre l’arrivée d’eau dans l’installation pour réaliser le rinçage. TWM536314 divulgue une vanne pour conduite de gaz comportant un capteur, un microprocesseur recevant des informations du capteur et un moyen de communication sans fil permettant au microprocesseur de commander un module de contrôle de la vanne. DE 197 11 937 divulgue un système pour l’approvisionnement en carburants liquides de stations-service. Le système comporte une vanne et une pompe commandées électriquement par un dispositif de contrôle. Le système comporte des capteurs reliés au dispositif de contrôle. Il existe un besoin pour faciliter l’évolution d’une installation en permettant l’ajout de nouvelles fonctionnalités, si cela est recherché. Il existe également un besoin pour disposer d’une solution permettant de réaliser une installation disposant de moyens de mesure additionnels et/ou de fiabilité accrue. L’invention vise à répondre à tout ou partie de ces besoins, et a pour objet un ensemble comportant : - une vanne, - un circuit de surveillance de la vanne, et, - au moins un raccord destiné à être placé en amont ou en aval de la vanne, comportant au moins un capteur et un circuit de communication pour transmettre au circuit de surveillance des données relatives à une mesure effectuée par le capteur, le circuit de surveillance étant agencé pour transmettre lesdites données à un processeur extérieur à l’ensemble et/ou générer au moins une information de diagnostic de fonctionnement de la vanne sur la base des données transmises par le raccord. Par « information de diagnostic » on désigne toute information permettant de détecter un dysfonctionnement de la vanne et/ou de l’installation qui la comporte, et/ou d’effectuer une maintenance préventive. Par « processeur extérieur à l’ensemble » on désigne un processeur non porté par la vanne ou le raccord. Un processeur relié au circuit de surveillance par une liaison filaire afin de permettre la transmission des données depuis le circuit de surveillance n’est pas porté par la vanne ou le raccord. Un tel processeur est par exemple présent sur un appareil nomade ou au sein d’un système de contrôle de l’installation comportant la vanne. L’invention permet d’introduire facilement au moins un capteur additionnel dans une installation en profitant de la présence du circuit de surveillance de la vanne pour traiter au moins partiellement et/ou transmettre les données de mesure. Ainsi, le raccord peut être réalisé plus simplement. De plus, l’invention convient à une conception modulaire qui permet par exemple d’avoir une vanne et un circuit de surveillance communs à plusieurs raccords équipés de capteurs différents ou de plus ou moins de capteurs. On peut ainsi, selon les cas, utiliser une même vanne avec des raccords différents, choisis parmi un ensemble de raccords disponibles, en fonction des fonctionnalités que l’on souhaite ajouter à la vanne. La vanne peut être équipée d’un circuit de surveillance qui reste le même, tandis que des raccords comportant des capteurs différents peuvent être utilisés, selon les fonctionnalités que l’on cherche à ajouter à la vanne. La vanne comporte un obturateur qui est de préférence actionnée par une unité d’actionnement. Cette dernière peut actionner la vanne de manière électrique, magnétique, thermique, pneumatique ou hydraulique. L’unité d’actionnement peut être fixée sur le corps de la vanne. Le circuit de surveillance peut être séparable de l’unité d’actionnement, le circuit de surveillance étant par exemple présent au sein d’un boîtier qui peut se fixer de manière amovible sur la vanne, ou d’une carte électronique qui peut être reçue de façon amovible au sein d’un boîtier de la vanne. L’unité d’actionnement peut être configurée pour commander la vanne en fonction au moins de la ou des informations de diagnostic générées par le circuit de surveillance. La vanne peut être une vanne à siège incliné, une vanne solénoïde, ou une vanne thermique. Le circuit de communication du raccord peut être connecté au circuit de surveillance par une liaison filaire. En variante, le circuit de communication est connecté au circuit de surveillance par une liaison sans fil. Le circuit de communication du raccord peut être alimenté par une source d’énergie interne, notamment une pile ou batterie préchargée ou un dispositif de génération d’énergie, qui tire de l’énergie par exemple de sources externes d’énergie de faible puissance, cette énergie étant emmagasinée pour servir au fonctionnement autonome du circuit de communication. La communication entre le circuit de communication du raccord et le circuit de surveillance peut s’effectuer par une technique de communication en champ proche (NFC) de basse énergie. Les données précitées comportent de préférence au moins une information concernant un paramètre du fluide traversant la vanne, le capteur étant configuré pour mesurer par exemple l’un au moins d’une température, d’une pression du fluide, d’une amplitude et/ou fréquence de vibration, notamment sonore, du fluide, du raccord ou d’une canalisation raccordée à celui-ci et/ou d’une partie de la vanne. Le circuit de surveillance peut être configuré pour mesurer l’un au moins d’une position de la vanne, d’une pression de pilotage dans le cas d’une vanne à siège incliné, d’un courant dans le cas d’une vanne solénoïde et/ou une température locale. Le circuit de surveillance comporte de préférence un processeur configuré pour traiter les données provenant du capteur et fournir, notamment à tout moyen de contrôle direct ou indirect de la vanne, par exemple à l’unité d’actionnement précitée, au moins une information sur au moins une condition de fonctionnement de la vanne, notamment une information sur le temps de réponse de la vanne et/ou le nombre de cycles de fonctionnement passé ou restant jusqu’à la maintenance. Dans une variante, le circuit de surveillance retransmet les données qui lui sont transmises par le circuit de communication du raccord à un processeur extérieur à l’ensemble, ce dernier étant configuré pour générer des informations de diagnostic de fonctionnement de la vanne sur la base des données transmises, par exemple générer une consigne relative à la maintenance de la vanne. Le circuit de surveillance peut être configuré pour être connecté, notamment par une liaison sans fil, à un moyen d’affichage des informations de diagnostic de fonctionnement de la vanne, de préférence extérieur à l’ensemble. Notamment, le moyen d’affichage peut faire partie d’un appareil comportant ledit processeur extérieur à l’ensemble, configuré pour traiter lesdites données et générer des informations de diagnostic de fonctionnement de la vanne sur la base de la ou des données transmises. Cet appareil est par exemple un appareil nomade tel qu’une tablette informatique. Le circuit de surveillance peut être configuré pour fournir au moins une prévision sur au moins une variation future d’au moins une condition de fonctionnement de la vanne, notamment à partir de la corrélation desdites données et d’au moins une caractéristique de la vanne, le cas échéant en utilisant au moins un algorithme d'apprentissage automatique. L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un ensemble comportant : - une vanne, - un circuit de surveillance de la vanne, pouvant se fixer de façon amovible sur la vanne, le circuit de surveillance étant agencé pour générer au moins une information de diagnostic de fonctionnement de la vanne sur la base de données transmises par un ou plusieurs capteurs intégrés à la vanne ou présents sur au moins un raccord extérieur à la vanne, ou de transmettre à un processeur externe à l’ensemble des données permettant de générer au moins une information de diagnostic sur le fonctionnement de la vanne, ces données transmises au processeur externe étant générées par le circuit de surveillance de la vanne à partir de données transmises par un ou plusieurs capteurs intégrés à la vanne ou présents sur au moins un raccord extérieur à la vanne. Selon cet aspect de l’invention, le circuit de surveillance présente un aspect modulaire et peut recevoir des informations de tous types de capteurs, locaux ou déportés, et communiquer des informations traitées vers un appareil externe à l’ensemble, en vue d’optimiser la maintenance et/ou la sécurité de l’installation comportant la vanne. Le circuit de maintenance, la vanne, le raccord et le ou les capteurs peuvent présenter tout ou partie des caractéristiques décrites plus haut. L’invention a encore pour objet un raccord destiné à être placé en amont ou en aval d’une vanne et un circuit de surveillance, pour former un ensemble selon l’invention. L’invention a encore pour objet un procédé pour permettre la surveillance d’une vanne et/ou d’une installation comportant cette vanne par un circuit de surveillance de la vanne, ce procédé comportant l’étape consistant à disposer, au moins en amont ou en aval de la vanne, au moins un raccord comportant au moins un capteur et un circuit de communication pour transmettre au circuit de surveillance des données relatives à une mesure effectuée par le capteur, le circuit de surveillance étant agencé pour transmettre lesdites données à un processeur extérieur à l’ensemble comportant la vanne, le circuit de surveillance et le raccord et/ou pour générer au moins une information de diagnostic de fonctionnement de la vanne et/ou de l’installation sur la base des données transmises. Le circuit de surveillance peut notamment transmettre à tout système de contrôle de la vanne des données provenant de mesures effectuées par le raccord. De préférence, le procédé comporte la mesure, par le capteur, de l’un au moins d’une température, d’une pression d’un fluide traversant la vanne, et d’une vibration, notamment sonore, du fluide, du raccord ou d’une canalisation raccordée à celui-ci et/ou d’une partie de la vanne. Le procédé peut comporter la mesure, par le circuit de surveillance, d’une position de la vanne, d’une pression de pilotage dans le cas d’une vanne à siège incliné, d’un courant dans le cas d’une vanne solénoïde et/ou d’une température locale. Le procédé peut comporter le traitement, par un processeur du circuit de surveillance, des données provenant dudit capteur et la fourniture, notamment à un moyen de contrôle de la vanne et/ou de l’installation, par exemple à une unité d’actionnement de la vanne, d’au moins une information relative à au moins une condition de fonctionnement de la vanne, notamment une information sur le temps de réponse de la vanne et/ou le nombre de cycles de fonctionnement passé ou restant jusqu’à la maintenance, le procédé comportant de préférence la fourniture, par le processeur, d’au moins une prévision sur au moins une variation future d’au moins une condition de fonctionnement de la vanne, notamment à partir de la corrélation desdites données et d’au moins une caractéristique de la vanne, le cas échéant en utilisant au moins un algorithme d'apprentissage automatique. L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel : la figure 1 représente de façon schématique et partielle un exemple d’ensemble selon l’invention, la figure 2 représente de manière schématique et partielle, en coupe axiale, un exemple de raccord selon l’invention, la figure 3 représente de façon schématique et partielle un exemple d’une variante d’ensemble selon l’invention. Description détaillée On a représenté à la figure 1 un exemple d’ensemble 1 selon l’invention, comportant une vanne 10, un boîtier 40 logeant un circuit de surveillance de la vanne 4 et deux raccords 2, respectivement en amont et en aval de la vanne 10. Dans une variante, l’ensemble ne comporte qu’un seul raccord 2, par exemple monté en amont ou en aval de la vanne 10, tel qu’illustré à la figure 2. Dans l’exemple illustré à la figure 1, la vanne 10 est une vanne à siège inclinée, l’invention n’étant toutefois pas limitée à un type de vanne particulier et pouvant s’appliquer à d’autres types de vannes, par exemple une vanne solénoïde ou thermique. Dans l’exemple illustré à la figure 2, le raccord 2 est placé en amont de la vanne 10, entre la canalisation d’amenée ou de départ du fluide, et le siège de la vanne 10. La vanne 10 comporte une unité d’actionnement de l’obturateur qui est par exemple logée au moins partiellement dans le boîtier précité 40. Cette unité d’actionnement traduit par exemple un signal de consigne d’ouverture ou de fermeture de la vanne en un mouvement de l’obturateur de la vanne. Chaque raccord 2 peut comporter un filetage, mâle ou femelle, qui est vissé à un filetage correspondant, femelle ou mâle, du corps de la vanne 10. Chaque raccord 2 présente de préférence deux embouts mâles, deux embouts femelles ou un embout mâle et un embout femelle pour le raccordement à une canalisation et à la vanne 10. Ces embouts sont de préférence munis de filetages standards, par exemple coniques ou cylindriques, par exemple de type métrique, notamment 5x10, 8x13, 12x17, 15x21, 20x27, 26x34, 33x42, 40x49 ou 50x60, l’invention n’étant toutefois pas limitée à un type d’embout ni à une dimension particulière de filetage. Le corps de la vanne 10 est de préférence métallique, de même que les embouts de raccordement de chaque raccord 2, mais en variante ceux-ci sont en matière plastique. Le cas échéant, la vanne et le raccord sont équipés d’embouts de raccordement rapide ou à serrage conique. La connexion peut se faire à l’aide d’une bague qui est vissée. Comme illustré à la figure 2, le raccord 2 comporte au moins un capteur 21 et un circuit de communication 22 pour transmettre au circuit de surveillance 4 des données relatives à une mesure effectuée par le capteur 21. Ces données sont de préférence liées au fluide qui circule. Le circuit de surveillance 4 est agencé pour générer des informations de diagnostic de fonctionnement de la vanne sur la base des données transmises. L’ensemble peut comporter un moyen d’affichage 3 des informations de diagnostic de fonctionnement de la vanne générées, tel qu’illustré à la figure 1. Chaque raccord 2 peut comporter plus d’un capteur 21. Dans l’exemple illustré à la figure 2, le raccord 2 comporte quatre capteurs pour mesurer respectivement la température, la pression du fluide, une vibration et un son. Le circuit de communication 22 peut être connecté au circuit de surveillance 4 par une liaison sans fil, comme illustré aux figures 1 et 2. Ceci peut notamment être réalisé avec des technologies de connexion sans fil en champ proche, de type NFC. Le circuit de surveillance 4 peut être configuré pour renseigner sur un paramètre de fonctionnement de la vanne 10, et par exemple mesurer une position de l’obturateur de la vanne, une pression de pilotage dans le cas d’une vanne à siège incliné, un courant dans le cas d’une vanne solénoïde et/ou une température locale. Le circuit de surveillance 4 peut comporter un processeur configuré pour traiter les données provenant des capteurs 21 du raccord 2, afin de fournir des informations additionnelles au système de contrôle 3 et/ou disposer d’une information additionnelle sur le comportement de la vanne 10. Par exemple, il est possible grâce aux informations découlant des mesures effectuées par le ou chaque raccord 2 de calculer des paramètres qui autrement ne pourraient être déterminés à partir des seules informations provenant de la vanne 10 utilisée sans le raccord 2. Ce ou ces paramètres ainsi calculés concernent par exemple le temps de réponse de la vanne. Il est possible de mesurer le temps de réponse entre l’arrivée du signal de commande et la fermeture effective ou l’ouverture effective de la vanne, par exemple, et à partir de cette information de détecter une déviation éventuelle d’une valeur attendue, qui serait par exemple caractéristique d’une défaillance de la vanne et/ou d’un encrassement de celle-ci. Il est encore possible d’analyser le bruit de fonctionnement de la vanne, et de comparer une signature spectrale détectée à une signature attendue, et en cas d’écart au-delà d’un seuil prédéfini, de générer une alerte ou d’inviter à effectuer des mesures complémentaires. Il est encore possible d’effectuer des mesures à l’aide du raccord en vue de détecter une chute de pression ou une fuite, et plus généralement tout phénomène pouvant être indicatif d’un disfonctionnement de la vanne ou du système dans lequel la vanne est incluse. Les informations délivrées par le ou chaque raccord 2, combinées le cas échéant à celles provenant de la vanne 10 elle-même, peuvent être utilisées dans le cadre d’une maintenance prédictive, et renseigner par exemple sur un risque à venir d’une défaillance ou d’un écart dans les conditions de fonctionnement par rapport à une situation actuelle. Ces prévisions peuvent notamment concerner une chute de pression, une hausse de température de fonctionnement, un défaut d’obturation de la vanne, une variation de la propriété du fluide qui circule dans le raccord et la vanne, et/ou tout autre comportement de la vanne. L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d’être décrits. Par exemple, le circuit de communication 22 peut être connecté au circuit de surveillance 4 par une liaison filaire 23, tel qu’illustré à la figure 3. Ensemble (1) comportant : une vanne (10) ; un circuit de surveillance (4) de la vanne; au moins un raccord (2) destiné à être placé en amont ou en aval de la vanne (10), comportant au moins un capteur (21) et un circuit de communication (22) pour transmettre au circuit de surveillance (4) des données relatives à une mesure effectuée par le capteur (21), le circuit de surveillance (4) étant agencé pour transmettre lesdites données à un processeur (3) extérieur à l’ensemble (10, 2, 4) et/ou générer au moins une information de diagnostic de fonctionnement de la vanne sur la base des données transmises par le raccord. Ensemble selon la revendication 1, la vanne (10) étant une vanne à siège incliné, une vanne thermique ou une vanne solénoïde. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, le circuit de communication (22) du raccord (2) étant connecté au circuit de surveillance (4) par une liaison filaire (23). Ensemble selon la revendication 1 ou 2, le circuit de communication (22) du raccord (2) étant connecté au circuit de surveillance (4) par une liaison sans fil. Ensemble selon la revendication 4, le circuit de communication (22) du raccord (2) étant alimenté par une source d’énergie interne, notamment une pile ou batterie préchargée ou un dispositif de génération d’énergie. Ensemble selon la revendication 4 ou 5, la communication entre le circuit de communication (22) du raccord (2) et le circuit de surveillance (4) s’effectuant par une technique de communication en champ proche (NFC) de basse énergie. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, le circuit de surveillance (4) étant configuré pour être connecté à un moyen d’affichage (3) des informations de diagnostic de fonctionnement de la vanne, de préférence extérieur à l’ensemble (10, 2, 4). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, lesdites données comportant au moins une information concernant un paramètre du fluide traversant la vanne (21), le capteur (21) étant configuré pour mesurer l’un au moins d’une température, d’une pression du fluide, d’une amplitude et/ou fréquence de vibration, notamment sonore, du fluide, du raccord ou d’une canalisation raccordée à celui-ci et/ou d’une partie de la vanne (10). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, le circuit de surveillance (4) étant configuré pour mesurer l’un au moins d’une position de la vanne, d’une pression de pilotage dans le cas d’une vanne à siège incliné, d’un courant dans le cas d’une vanne solénoïde et/ou d’une température locale. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, le circuit de surveillance (4) comportant un processeur configuré pour traiter lesdites données provenant du capteur (21) et fournir au moins une information sur au moins une condition de fonctionnement de la vanne (10), notamment une information sur le temps de réponse de la vanne et/ou le nombre de cycles de fonctionnement passé ou restant jusqu’à la maintenance. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, le circuit de surveillance (4) étant configuré pour fournir au moins une prévision sur au moins une variation future d’au moins une condition de fonctionnement de la vanne, notamment à partir de la corrélation de ladite au moins une donnée et d’au moins une caractéristique de la vanne, le cas échéant en utilisant au moins un algorithme d'apprentissage automatique. Ensemble comportant : - une vanne (10), - un circuit de surveillance (4) de la vanne (10), pouvant se fixer de façon amovible sur la vanne (10), le circuit de surveillance (4) étant agencé pour générer au moins une information de diagnostic de fonctionnement de la vanne (10) sur la base de données transmises par un ou plusieurs capteurs (22) intégrés à la vanne (10) ou présents sur au moins un raccord (2) extérieur à la vanne (10), ou de transmettre à un processeur externe à l’ensemble (10, 4) des données permettant de générer au moins une information de diagnostic sur le fonctionnement de la vanne (10), ces données transmises au processeur externe étant générées par le circuit de surveillance (4) de la vanne (10) à partir de données transmises par un ou plusieurs capteurs (22) intégrés à la vanne (10) ou présents sur au moins un raccord (2) extérieur à la vanne (10). Procédé pour permettre la surveillance d’une vanne (10) et/ou d’une installation comportant cette vanne par un circuit de surveillance de la vanne, ce procédé comportant l’étape consistant à disposer, au moins en amont ou en aval de la vanne (10), au moins un raccord (2) comportant au moins un capteur (21) et un circuit de communication (22) pour transmettre à un circuit de surveillance (4) au moins une donnée relative à une mesure effectuée par le capteur (21), le circuit de surveillance étant agencé pour transmettre ladite au moins une donnée à un processeur (3) extérieur à l’ensemble (10, 4, 2) comportant la vanne (10), le circuit de surveillance (4) et le raccord (2) et/ou pour générer au moins une information de diagnostic de fonctionnement de la vanne (10) et/ou de l’installation sur la base de la ou des données transmises. Procédé selon la revendication 13, comportant la mesure, par le capteur (21), de l’un au moins d’une température, d’une pression d’un fluide traversant la vanne (10), et d’une vibration, notamment sonore, du fluide, du raccord ou d’une canalisation raccordée à celui-ci et/ou d’une partie de la vanne (10). Procédé selon la revendication 13 ou 14, comportant la mesure, par le circuit de surveillance (4), l’un au moins d’une position de la vanne (10), d’une pression de pilotage dans le cas d’une vanne à siège incliné, d’un courant dans le cas d’une vanne solénoïde et/ou d’une température locale. Procédé selon l’une quelconque des revendications 13 à 15, comportant le traitement, par un processeur du circuit de surveillance (4), des données provenant dudit capteur et la fourniture d’au moins une information relative à au moins une condition de fonctionnement de la vanne, notamment une information sur le temps de réponse de la vanne et/ou le nombre de cycles de fonctionnement passé ou restant jusqu’à la maintenance, le procédé comportant de préférence la fourniture, par le processeur, d’au moins une prévision sur au moins une variation future d’au moins une condition de fonctionnement de la vanne, notamment à partir de la corrélation desdites données et d’au moins une caractéristique de la vanne, le cas échéant en utilisant au moins un algorithme d'apprentissage automatique.