Méthode et dispositif pour déterminer une fuite de gaz
La présente invention a pour objet une méthode et un dispositif apte pour déterminer une fuite dans un système de distribution ou une partie de celui-ci.
On connaît par le brevet belge BE09600615 un procédé de surveillance d'un écoulement de fluide. Dans le procédé selon ce document, on effectue ce qui suit :
- une première mesure de débit de l'écoulement à un premier moment donné,
- si cette première mesure est supérieure à une valeur choisie, la première mesure est mémorisée et une deuxième mesure de l'écoulement est prise en un deuxième moment,
- comparaison entre les première et deuxième mesures, si la différence entre lesdites mesures est supérieure à une valeur déterminée, on recommence le processus de surveillance, tandis que si la différence est inférieure à une tolérance, un signal de fuite ou une interruption de l'arrivée du fluide est commandé.
Un tel procédé est apte pour surveiller l'écoulement de liquide.
Le dispositif de surveillance selon ce brevet belge BE09600615 ne comporte pas de chambre tampon apte à contenir une quantité de fluide variable. Un tel dispositif est dès lors inapte à déterminer une fuite de gaz, car il n'est pas possible de déterminer fréquemment des débits de gaz nuls ou sensiblement nuls. En effet, en cas de fuite de gaz, la détection de la fuite doit être rapide, de sorte qu'il est souvent impossible d'attendre la mesure de deux débits sensiblement identiques à des moments distincts.
On connaît également une méthode pour surveiller la présence d'une ou de fuites dans une installation de distribution sur laquelle sont montés des appareils ou des points de consommation (robinets, douches, bains, etc. pour l'eau, chauffage au gaz, convecteurs, cuisinière, etc. pour le gaz), dans cette méthode on arrête toute consommation par des appareils ou points de consommation (par exemple robinets en position fermée) pendant une période déterminée, par exemple 24 heures et on mesure la quantité ou perte de fluide s'étendant écoulée par l'installation de distribution sur cette période au moyen du compteur eau ou gaz. Si une quantité de gaz ou d'eau s'est écoulée dans l'installation (normalement sans consommation utile), on détermine la présence d'une fuite.
Dans le cas du gaz, une telle méthode n'est pas apte, car en cas de fuite, une quantité importante de gaz risque de se concentrer dans un local, d'où un risque important d'explosion ou d'accidents.
La présente invention vise une méthode permettant une détection rapide d'une fuite de gaz dans un système de distribution ou d'une partie de celui-ci, méthode qui est avantageusement automatique.
L'invention a pour objet une méthode pour déterminer une fuite de gaz dans un système de distribution ou d'une partie de celui-ci, et/ou pour vérifier un fonctionnement normal ou anormal dans un système de distribution ou d'une partie de celui-ci, ledit système ou portion étant relié à une source ou amenée de gaz, dans laquelle on détecte le débit de gaz s'écoulant de la source de gaz vers ledit système de distribution ou partie de celui-ci.
Ladite méthode est caractérisée en ce qu'on associe le système de distribution ou une partie de celui-ci, en particulier un ou des périphériques montés sur le système de distribution aptes à consommer du gaz, à un dispositif ou batterie dynamique comprenant au moins une chambre tampon et un moyen de contrôle apte pour interrompre l'amenée de gaz dans le dispositif lorsqu'une quantité de gaz supérieure ou égale à une première quantité prédéterminée remplit la chambre tampon, et en ce qu'on détermine le débit de gaz provenant de l'amenée ou l'absence d'un tel débit au moins lorsque le moyen de contrôle interrompt l'amenée de gaz au dispositif.
Le dispositif avec sa ou ses chambres tampons est une sorte de batterie dynamique adapté pour provoquer de manière artificielle des variations de débit de gaz amené au dispositif, tout en assurant une consommation normale de gaz dans un ou des périphériques. Cette batterie dynamique se charge en gaz et se décharge en gaz de manière successive lors de la consommation de gaz dans un ou plusieurs périphériques montés en aval de la batterie dynamique. Lors de l'utilisation de cette batterie, cette dernière commande l'arrêt de la vanne 6. La vanne 6 est en position ouverte dès que la quantité de gaz présente dans la batterie est inférieure à une quantité prédéterminée.
Cette batterie se recharge rapidement grâce à l'important surplus de pression de gaz dans la canalisation amont, par rapport au besoin spécifique de chaque périphérique ou appareils de consommation. Durant l'interruption d'écoulement de gaz par la valve de contrôle, un compteur ou détecteur de débit monté en amont de du dispositif sera à même de déterminer la présence d'une fuite située entre le compteur ou détecteur et le dispositif ou batterie dynamique. Durant la recharge de la batterie, le compteur ou détecteur déterminera soit un débit constant pendant une courte période de temps, soit une variation de débit importante pendant une courte période de temps, cette courte période de temps étant par exemple avantageusement de 1 à 10 secondes.
Dans le cas d'un système de distribution apte à amener du gaz à plusieurs périphériques, le compteur principal détectera une ou plusieurs recharges de batteries différentes, ce qui aura pour effet d'avoir des variations de débit et donc un débit non constant pendant la période de recharge.
De façon avantageuse, la méthode est une méthode dans laquelle en cas d'absence de débit nul ou sensiblement nul pendant une première période de temps déterminé et/ou en cas de débit non nul pendant une deuxième période de temps déterminé, un signal de fuite ou de fuite potentielle ou de consommation anormale est émis.
Selon une forme de réalisation, au moins lorsque le moyen de contrôle interrompt l'amenée de gaz au dispositif, en cas d'absence de débit nul ou sensiblement nul pendant une première période de temps déterminé et/ou en cas de débit non nul pendant une deuxième période de temps déterminé et/ou en cas d'absence de variation de débit inférieure à une variation admissible déterminée, avantageusement une variation de moins de 5% en volume, de préférence de moins de 10% en volume, de préférence de moins de 15% en volume pendant une troisième période de temps déterminée, un signal de fuite ou de fuite potentielle ou de consommation anormale est émis,
ledit signal étant avantageusement utilisé pour interrompre l'amenée de gaz dans au moins une partie de circuit située en amont du dispositif ou batterie dynamique et/ou pour interrompre une amenée de gaz principale du circuit de distribution.
Selon une variante, la méthode est une méthode dans laquelle lorsqu'un débit nul ou sensiblement nul est déterminé pendant une première période de temps déterminé (par exemple de 1 à 25 secondes), un signal d'absence de fuite ou de consommation normale est émis.
Selon une particularité de variante, au moins lorsque le moyen de contrôle interrompt l'amenée de gaz au dispositif, au cas où un débit nul ou sensiblement nul est déterminé pendant une première période de temps déterminée et/ou au cas où une variation de débit supérieure à une variation de débit minimale déterminée, avantageusement une variation d'au moins 5% en volume, de préférence d'au moins 10% en volume, en particulier d'au moins 25% en volume est déterminée pendant une troisième période de temps.
Avantageusement, on commande le moyen interrompant l'amenée de gaz entre au moins une première position dans laquelle ledit moyen de contrôle permet le passage de gaz de l'amenée de gaz au dispositif ou batterie pour au moins remplir la chambre tampon, lorsque la quantité de gaz dans la chambre tampon est inférieure ou égale à une deuxième quantité déterminée, et une deuxième position pour laquelle ledit moyen de contrôle interrompt l'amenée de gaz dans le dispositif, lorsque la quantité de gaz dans la chambre tampon est supérieure ou égale à ladite première quantité déterminée.
De préférence, on utilise une chambre tampon apte à contenir une quantité de gaz correspondant au moins à la quantité de gaz moyenne utilisée sur une période de temps correspondant au moins à une fois, de préférence à au moins deux fois le temps nécessaire pour remplir, sans consommation de gaz dans ledit système de distribution ou partie de celui-ci situé en aval du dispositif, la chambre tampon d'une quantité de gaz égale ou supérieure à ladite première quantité prédéterminée. Par exemple, le temps nécessaire pour remplir la chambre tampon est de moins de 30 secondes, tandis que la chambre tampon est apte à contenir une quantité de gaz correspondant à au moins 30 secondes de consommation normale, en particulier au moins 1 minute de consommation normale.
La chambre tampon est donc utilisée pour permettre l'interruption de débit de gaz vers le dispositif pendant des périodes de temps, tout en assurant une consommation normale de gaz via le système de distribution. Les périodes d'interruption de débit sont séparées l'une de l'autre par une période de remplissage de la chambre tampon.
Il est clair que la chambre tampon peut comprendre plusieurs sous chambres tampons.
Selon une forme de réalisation, on utilise une chambre tampon de volume variable. Par exemple, le volume de la chambre peut varier entre un volume minimum et un volume maximum.
Selon un détail avantageux, on utilise une chambre tampon placée en parallèle par rapport à une conduite associée au système de distribution ou partie de celui-ci ou périphérique, avantageusement située en aval du système de distribution, en particulier en amont du périphérique ou d'une partie de celui-ci, par exemple en parallèle d'une conduite du périphérique.
Selon une autre caractéristique avantageuse, la chambre tampon est adaptée pour contenir une quantité de gaz correspondant à une consommation, avantageusement une consommation moyenne normale, pendant une période de temps déterminée. On interrompt l'amenée de gaz par le dispositif de contrôle si pour au moins un moment pendant cette période de temps, un débit nul ou sensiblement nul de gaz vers le dispositif n'est pas détecté et/ou si un débit de constant est détecté pendant cette période de temps ou une partie de cette période.
L'invention a également pour objet un dispositif ou batterie dynamique apte à créer des variations de débit de gaz utiles pour déterminer une fuite de gaz dans un système de distribution ou d'une partie de celui-ci, par exemple vers un ou des périphériques ou pour déterminer un fonctionnement normal ou anormal d'un système de distribution ou partie de celui-ci, ledit système ou portion étant relié à une source ou amenée de gaz, ledit dispositif ou batterie dynamique étant adapté pour être monté en aval d'un système de distribution ou d'une partie d'un tel système ou être associé à un ou des périphériques aptes à consommer du gaz.
Le dispositif ou batterie comprend un moyen de connexion adaptée pour former une connexion avec un moyen de détection de débit ou de non débit de gaz s'écoulant de la source de gaz vers ledit système de distribution ou partie de celui-ci, ledit moyen de détection étant associé à un moyen apte à émettre un signal de fuite ou de fuite potentielle ou de non fuite.
Ledit dispositif ou batterie comprend en outre au moins une chambre tampon apte pour recevoir du gaz du système de distribution ou d'une partie de celui-ci et un moyen de contrôle apte pour interrompre l'amenée de gaz dans le dispositif ou batterie lorsqu'une quantité de gaz supérieure ou égale à une première quantité prédéterminée remplit la chambre tampon, le moyen de détection étant adapté pour déterminer la présence ou l'absence d'un débit de gaz provenant de l'amenée ou de la source qui est amené audit dispositif.
La connexion entre le dispositif ou batterie dynamique et le moyen de détection d'un débit ou de non débit peut être opérée par une onde, par exemple par une onde radio, un signal électrique, etc.
Avantageusement, le dispositif est associé à un moyen de détection de débit, - dans lequel le moyen associé au moyen de détection apte pour émettre un signal de fuite ou de fuite potentielle ou de consommation anormale au moins lorsque le moyen de contrôle interrompt l'amenée de gaz au dispositif, en cas d'absence de débit nul ou sensiblement nul pendant une première période de temps déterminé et/ou en cas de débit non nul pendant une deuxième période de temps déterminé et/ou en cas de variation de débit inférieure à une variation admissible déterminée, avantageusement de moins de 5% en volume, de préférence de moins de 10% en volume, de préférence de moins de 15% en volume pendant une troisième période déterminée,
et/ou - dans lequel le moyen associé au moyen de détection est adapté pour émettre un signal de non fuite ou de consommation normale au moins lorsque le moyen de contrôle interrompt l'amenée de gaz au dispositif, au cas où un débit nul ou sensiblement nul est déterminé pendant une première période de temps déterminée et/ou au cas où une variation de débit supérieure à une variation de débit minimale déterminée, avantageusement d'au moins 5% en volume, de préférence d'au moins 10%o en volume, en particulier d'au moins 25% en volume est déterminée pendant une troisième période de temps.
De façon avantageuse, le moyen de contrôle est adapté pour commander le moyen interrompant l'amenée de gaz entre au moins une première position permettant le passage de gaz de l'amenée de gaz ou source au dispositif pour au moins remplir la chambre tampon, lorsque la quantité de gaz dans la chambre tampon est inférieure ou égale à une deuxième quantité déterminée, et une deuxième position pour laquelle l'amenée de gaz dans le dispositif est interrompue, lorsque la quantité de gaz dans la chambre tampon est supérieure ou égale à ladite première quantité déterminée.
De préférence, le moyen de contrôle comporte au moins un capteur adapté pour déterminer ou estimer la quantité de gaz présente dans la chambre tampon, et en ce que le moyen de contrôle est adapté pour commander le moyen interrompant l'amenée de gaz entre au moins une première position permettant le passage de gaz de l'amenée de gaz ou source au dispositif pour au moins remplir la chambre tampon, lorsque un ou le capteur détermine une quantité de gaz dans la chambre tampon inférieure à une deuxième quantité déterminée, et une deuxième position pour laquelle l'amenée de gaz dans le dispositif est interrompue, lorsque un ou le capteur détermine une quantité de gaz dans la chambre tampon supérieure ou égale à ladite première quantité déterminée.
Selon une particularité d'une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention, la chambre tampon est adaptée pour contenir une quantité de gaz correspondant au moins à la quantité de gaz moyenne utilisée via le système de distribution ou partie de celui-ci sur une période de temps correspondant au moins à une fois, avantageusement à au moins deux fois le temps nécessaire pour remplir, sans consommation de gaz dans ledit système de distribution ou partie de celui-ci situé en aval du dispositif, une quantité de gaz supérieure ou égale à la première quantité déterminée dans la chambre tampon.
Selon un détail d'une forme de réalisation avantageuse, la chambre tampon est une chambre de volume variable. De préférence, le dispositif comporte un premier capteur adapté pour déterminer une position de la chambre correspondant à un volume inférieur à un volume minimal déterminé et un deuxième capteur adapté pour déterminer une position de la chambre correspondant à un volume maximal déterminé.
Selon un détail de réalisation, la chambre tampon est placée en parallèle par rapport à une conduite adaptée pour relier le système de distribution ou partie de celui-ci à la source ou amenée de gaz.
Selon un autre détail avantageux, la chambre tampon est adaptée pour contenir une quantité de gaz correspondant à une consommation, avantageusement une consommation moyenne normale, pendant une période de temps déterminée, par exemple pendant une période de moins de 5 minutes, en particulier de moins de 2 minutes, de préférence de moins de 1 minute, par exemple de 5 secondes à environ 1 minute, en particulier de moins de 15 secondes. Ceci permet d'assurer un contrôle quasi instantané de l'absence de fuite. Selon une autre particularité avantageuse, au moins un moyen agit sur la chambre tampon pour exercer un effort s'opposant au remplissage de la chambre tampon.
Selon toujours une autre particularité avantageuse, la chambre tampon est associée à une valve contrôlant le remplissage de la chambre tampon, ladite valve étant avantageusement une valve anti-retour, et à une autre valve contrôlant la décharge de gaz hors de la chambre tampon.
L'invention a encore pour objet un système de distribution de gaz avec avantageusement un ou plusieurs périphériques, ledit système et/ou un ou des périphériques étant associés à un dispositif ou batterie dynamique suivant l'invention. Le système de distribution comprend avantageusement en outre un détecteur de débit ou un compteur apte à déterminer au moins des variations de débit quasi en continu. L'invention a aussi pour objet un système de distribution comprenant une série de canalisations destinées chacune pour amener du gaz vers un ou des périphériques aptes à consommer du gaz, dans lequel au moins deux canalisations ou deux périphériques sont associés chacun à un dispositif ou batterie dynamique suivant l'invention.
L'invention a également pour objet l'utilisation d'un dispositif suivant l'invention dans une installation existante, pour rechercher la présence ou non de fuite ou pour confirmer un fonctionnement normal ou anormal. Dans cette utilisation on monte un dispositif suivant l'invention sur le circuit ou partie de circuit de gaz à contrôler. Après le contrôle, on enlève le dispositif pour tester un autre circuit. Dans cette utilisation, on emploie avantageusement une méthode suivant l'invention.
L'invention a enfin encore pour objet un périphérique destiné à consommer du gaz, ledit périphérique comprenant une conduite d'alimentation associée à un dispositif ou batterie dynamique suivant l'invention. Des particularités et détails de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée, dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés.
Dans ces dessins, la figure 1 est une vue schématique d'une installation de distribution de gaz muni d'un dispositif suivant l'invention, la chambre tampon présentant son volume minimal, tandis que la figure 2 est une vue de l'installation de la figure 1 avec la chambre tampon présentant son volume maximal. La figure 3 est une vue schématique d'une autre installation suivant l'invention.
L'unité de distribution 1 comprend une ou plusieurs conduites 2 destinées à amener du gaz à différents appareils ou périphériques 10 consommant du gaz, tels que chauffe-eau, appareils de chauffage, etc., ces périphériques sont avantageusement adjacents et sont proches du dispositif ou batterie dynamique 4.
Entre l'arrivée de gaz et les périphériques 10, s'étend une installation de distribution 3 (par exemple pour distribuer du gaz dans une maison ou un appartement). Un dispositif ou batterie dynamique 4 apte à créer des variations de débit de gaz utiles pour déterminer une fuite de gaz dans un système de distribution ou d'une partie de celui-ci est disposé en amont de la conduite 2 et des périphériques 10, mais en aval de la canalisation 3. L'arrivée de gaz 5 est munie d'une vanne de coupure 5 à commande manuelle (par exemple vanne du compteur d'utilisation, par exemple avec dispositif ou système de détection de débit constant), mais également à commande automatique.
Une vanne de coupure 6 à commande automatique ou vanne de sécurité, ladite vanne étant avantageusement également à commande manuelle est quant à elle montée en amont des périphériques, par exemple à l'extrémité de la conduite 3. La vanne de coupure comporte un boîtier de commande 6A.
Le dispositif ou batterie dynamique 4 monté entre la vanne de coupure 5 et les périphériques 10, après le circuit de distribution 3 comprend : - un moyen de détection ou de mesure 50 de débit de gaz s'écoulant de la source de gaz 5 vers ledit système de distribution 3, ce moyen détectant ou mesurant un débit dans la conduite 3 en amont de la vanne automatique 6,
- un moyen 8 associé audit moyen de détection de débit de gaz 50 qui est apte à émettre un signal de fuite ou de fuite potentielle en cas d'absence de débit nul ou sensiblement nul ou de variations de débit supérieures à une valeur déterminée pendant une première période de temps déterminée et/ou en cas de débit non nul pendant une deuxième période de temps déterminé, un signal de fuite ou de fuite potentielle, Ce moyen 8 est avantageusement adapté pour déterminer rapidement des débits constants importants pendant une certaine période de temps, de manière à détecter rapidement des pertes de gaz importantes.
- un moyen 9, tel que des fils électriques, pour transférer un signal de fuite pour commander la vanne 5 de manière à amener cette dernière en position fermée en cas de fuite et éventuellement (mais avantageusement la vanne 6 ou des vannes intermédiaires (7 à l'entrée d'une canalisation d'un embranchement), et
- une chambre tampon 11 montée en parallèle sur une conduite 12 reliant la vanne 6 à l'unité de distribution 1 et les périphériques. Cette chambre tampon 11 a un volume variable entre un volume minimal montré à la figure 1 , et un volume maximal montré à la figure 2. La chambre tampon est par exemple réalisée au moyen d'un ballon 13 apte à se gonfler ou se dégonfler dans une enceinte 14. L'enceinte 14 comporte avantageusement une portion 12A de la conduite 12 et comporte avantageusement des moyens de couplage ou de montage rapide pour la connecter à l'unité de distribution et éventuellement à une autre portion de la conduite 12B ou à l'extrémité de la conduite 3. L'enceinte 14 comporte un capteur 15,16 pour déterminer la position du ballon avec son volume minimal et la position dans son volume maximal.
Les capteurs 15 et 16 envoient des signaux vers le dispositif de commande 6A de la vanne 6. Lorsque le capteur 15 reçoit une impulsion du ballon correspondant à l'état dégonflé du ballon 13, le capteur envoie un signal vers le dispositif de commande 6A pour assurer l'ouverture de vanne 6 et permettre au gaz de l'amenée 3 de passer dans le dispositif 4 et dans le réseau ou circuit de distribution 2. Le gaz entrant dans le dispositif 4 est utilisé partiellement pour remplir le ballon 13. Le ballon se gonfle ainsi pour atteindre sa position de volume maximal. A ce moment, le capteur 16 envoie un signal vers le dispositif de commande de la vanne 6 pour la fermer.
Les appareils 10 sont alors alimentés en gaz grâce au gaz présent dans le ballon 13. Pour faciliter le gaz du ballon de s'évacuer dans l'unité de distribution 1 lorsque la vanne 6 est fermée, un moyen peut être prévu dans l'enceinte pour ramener le ballon dans sa position de volume minimal. Un tel moyen peut être un ressort ou un gaz sous pression s'étendant dans l'enceinte hors du ballon 13.
Lorsque la vanne 6 est fermée, le moyen de mesure 50 de débit détermine un débit nul ou une variation de débit pendant une période de temps. Le boîtier de commande 6A de la vanne 6 est donc adapté pour envoyer un signal vers le moyen de mesure 50 ou au moyen 8. Si la période de temps de débit nul est supérieure à une période de temps minimale déterminée (par exemple une période de temps correspondant à au moins 0,5 fois le temps nécessaire pour remplir le ballon 13) ou si une variation de débit supérieure à une valeur déterminée (par exemple un pourcentage ou un multiple de la consommation normale par les périphériques) est détectée dans une période de temps déterminée, le moyen de mesure 50 détermine qu'il n'y a pas de fuite,
tandis que lorsque la période de temps de débit nul est inférieure à ladite période de temps déterminée ou si ladite variation de débit minimale n'est pas détectée dans une période de temps déterminée, le moyen 50 envoie un signal de fuite vers le dispositif de commande pour commander la fermeture de la vanne 5, et éventuellement 7. Un signal lumineux ou un signal radio est avantageusement émis pour signaler une fuite ou une fuite potentielle.
Bien que le dispositif de mesure de débit 50 ne reçoit avantageusement qu'une information quant à la fermeture ou non de la vanne 6 par la conduite 3 et le comportement du gaz de cette conduite 3, il peut être utile et avantageux dans des systèmes plus complexes de prévoir la transmission d'information entre le boîtier de commande 6 A et le boîtier de commande 8.
De même, en l'absence de débit nul pendant une période de temps maximale déterminée (par exemple, une période de temps correspondant à plus de deux fois le temps nécessaire pour remplir le ballon 13, en particulier plus de 3 fois le temps nécessaire pour remplir le ballon 1 ) ou en l'absence de la fermeture de la vanne 6 pendant une période de temps déterminé, le dispositif 6 A détermine la présence d'une fuite ou d'une fuite potentielle ou de problème de consommation au niveau des périphériques.
Le moyen de commande 6A envoie alors un signal de commande de la fermeture de la vanne 6 et/ou un signal de fermeture vers un dispositif de commande de la vanne 5 ou de la vanne 7 (pour arrêter le passage de gaz dans l'installation de distribution de gaz 3 et éventuellement pour arrêter le passage de gaz dans une installation de distribution Ibis connecté à la conduite 3 en amont de la vanne 6 et de la vanne 7. Un signal lumineux ou un signal radio est avantageusement émis pour signaler une fuite ou une fuite potentielle et/ou un problème de consommation. Un tel signal est par exemple envoyé vers une personne chargée du contrôle des installations, vers le distributeur de gaz, vers les pompiers, vers le concierge d'un bâtiment, vers un service d'urgence, etc.
Un tel signal est émis par exemple sur le dispositif ayant détecté une fuite et/ou sur le boîtier de commande de la vanne principale et/ou sur le détecteur de débit constant directement en aval de la vanne principale.
Le volume maximal de la chambre tampon ou ballon est avantageusement déterminé en fonction de la consommation moyenne des appareils 10. Ce volume maximal ne doit pas être trop important pour éviter qu'en cas de fuite, un volume trop important de gaz provenant du ballon puisse s'échapper et pour assurer un contrôle à intervalles réguliers et rapprochés de la présence ou non d'une fuite dans le réseau de distribution et/ou de problèmes de consommation à un ou plusieurs appareils 10. Ce volume maximal est par exemple compris entre 2 et 4 fois la quantité de gaz moyenne utilisée pendant une période de temps déterminée, par exemple comprise entre 30 secondes et 5 minutes. Une période courte est avantageuse, car elle permet de raccourcir le temps entre deux contrôles successifs.
La vanne 5 ou 7 est avantageusement une vanne qui en position de repos ou non activé est en position fermée. La vanne est donc maintenue en position ouverte, par exemple par un électro-aimant. Dès qu'une fuite ou fuite potentielle ou une surconsommation est détectée, l'électro-aimant n'est plus alimenté, de sorte que la vanne se remet automatiquement en position fermée.
Un dispositif de détection de débit constant 50 est avantageusement monté directement en aval de la vanne principale 5. Ce dispositif permet de détecter des fuites dans la canalisation 3. En effet, lorsque la vanne 6 est en position fermée, normalement aucun débit de gaz devrait être déterminé par le dispositif 50. Si un débit constant ou continu venait à être déterminé, un tel débit signifierait la présence d'une fuite.
La batterie dynamique se charge et se décharge de manière successive, en fonction de la consommation de gaz opérée par un ou des périphériques montés en aval de la batterie dynamique. Lors de l'utilisation du gaz de la batterie dynamique ou lors de la décharge de la batterie dynamique, la batterie dynamique commande la fermeture de la vanne 6.
La figure 3 est une vue schématique d'une autre installation comprenant une série de périphériques 10 montés en parallèle par rapport à la conduite 3. Chaque périphérique est associé à un dispositif ou batterie dynamique suivant l'invention comprenant une chambre tampon 10 et apte à se charger et se décharger de manière successive en fonction de la consommation de gaz.
Method and device for determining a gas leak
The present invention relates to a method and a device adapted to determine a leak in a distribution system or a part thereof.
Belgian patent BE09600615 discloses a method for monitoring a fluid flow. In the process according to this document, the following is carried out:
a first flow rate measurement of the flow at a first given moment,
if this first measurement is greater than a chosen value, the first measurement is stored and a second measurement of the flow is taken at a second time,
- comparison between the first and second measurements, if the difference between said measurements is greater than a determined value, the monitoring process is restarted, whereas if the difference is less than a tolerance, a leak signal or an interruption of the arrival of the fluid is controlled.
Such a method is suitable for monitoring the flow of liquid.
The monitoring device according to this Belgian patent BE09600615 does not include a buffer chamber capable of containing a variable amount of fluid. Such a device is therefore unable to determine a gas leak, because it is not possible to frequently determine zero or substantially zero gas flow rates. Indeed, in case of gas leakage, the detection of the leak must be fast, so that it is often impossible to wait for the measurement of two substantially identical flow rates at different times.
There is also known a method for monitoring the presence of a leak or leaks in a distribution installation on which are mounted devices or points of consumption (taps, showers, baths, etc. for water, gas heating, convectors , stove, etc. for the gas), in this method all consumption is stopped by devices or points of consumption (for example taps in the closed position) for a given period, for example 24 hours and the quantity or loss of fluid is measured. extending through the distribution facility over this period using the water or gas meter. If a quantity of gas or water has flowed into the installation (normally without useful consumption), the presence of a leak is determined.
In the case of gas, such a method is not suitable, because in case of leakage, a large amount of gas may be concentrated in a room, resulting in a significant risk of explosion or accidents.
The present invention provides a method for rapid detection of a gas leak in a distribution system or part thereof, which method is advantageously automatic.
The invention relates to a method for determining a gas leak in a distribution system or a part thereof, and / or for verifying normal or abnormal operation in a dispensing system or part thereof. it, said system or portion being connected to a source or gas supply, wherein the flow of gas flowing from the gas source to the distribution system or part thereof is detected.
Said method is characterized by associating the distribution system or a part thereof, in particular one or more peripherals mounted on the distribution system capable of consuming gas, with a dynamic device or battery comprising at least one buffer chamber and control means adapted to interrupt the supply of gas into the device when a quantity of gas greater than or equal to a first predetermined quantity fills the buffer chamber, and in that the flow rate of gas from the supply or absence of such a flow at least when the control means interrupts the supply of gas to the device.
The device with its buffer chamber or chambers is a kind of dynamic battery adapted to artificially cause gas flow variations brought to the device, while ensuring normal consumption of gas in one or more devices. This dynamic battery is charged with gas and discharges into gas successively during the consumption of gas in one or more peripherals mounted downstream of the dynamic battery. When using this battery, the latter commands the stop of the valve 6. The valve 6 is in the open position as soon as the quantity of gas present in the battery is less than a predetermined quantity.
This battery is recharged quickly thanks to the significant excess of gas pressure in the upstream pipe, compared to the specific need of each device or consumer devices. During the interruption of gas flow by the control valve, a meter or flow detector mounted upstream of the device will be able to determine the presence of a leak located between the meter or detector and the device or dynamic battery . During recharging of the battery, the meter or detector will determine either a constant flow for a short period of time, or a large flow rate variation for a short period of time, this short period of time being for example advantageously from 1 to 10 seconds .
In the case of a distribution system capable of supplying gas to several peripherals, the main counter will detect one or more different recharges of batteries, which will have the effect of having variations in flow rate and therefore a non-constant flow during the recharge period.
Advantageously, the method is a method in which in the absence of zero or substantially zero flow during a first determined period of time and / or in the case of non-zero flow during a second determined period of time, a leakage signal or potential leakage or abnormal consumption is emitted.
According to one embodiment, at least when the control means interrupts the supply of gas to the device, in case of absence of zero or substantially zero flow during a first fixed period of time and / or in case of non-zero flow during a second determined period of time and / or in the absence of a change in flow rate less than a given acceptable variation, advantageously a variation of less than 5% by volume, preferably less than 10% by volume, preferably less than 15% by volume during a third determined period of time, a signal of leakage or potential leakage or abnormal consumption is emitted,
said signal being advantageously used to interrupt the supply of gas into at least one circuit portion upstream of the dynamic device or battery and / or to interrupt a main gas supply of the distribution circuit.
According to a variant, the method is a method in which when a zero or substantially zero flow is determined during a first determined period of time (for example from 1 to 25 seconds), a signal of absence of leakage or of normal consumption is issued.
According to a variant feature, at least when the control means interrupts the supply of gas to the device, in the case where a zero or substantially zero flow rate is determined during a first determined period of time and / or in the case where a variation of flow rate greater than a determined minimum flow variation, advantageously a variation of at least 5% by volume, preferably at least 10% by volume, in particular by at least 25% by volume, is determined during a third period of time .
Advantageously, the means interrupting the supply of gas is controlled between at least a first position in which said control means allows the passage of gas from the gas supply to the device or battery to at least fill the buffer chamber, when the quantity of gas in the buffer chamber is less than or equal to a second predetermined quantity, and a second position for which said control means interrupts the supply of gas into the device, when the quantity of gas in the buffer chamber is greater than or equal to said first quantity determined.
Preferably, a buffer chamber is used capable of containing a quantity of gas corresponding to at least the amount of average gas used over a period of time corresponding to at least one time, preferably to at least twice the time required to fill, without gas consumption in said distribution system or part thereof downstream of the device, the buffer chamber of a quantity of gas equal to or greater than said first predetermined quantity. For example, the time required to fill the buffer chamber is less than 30 seconds, while the buffer chamber is capable of containing a quantity of gas corresponding to at least 30 seconds of normal consumption, in particular at least 1 minute of normal consumption. .
The buffer chamber is therefore used to allow the interruption of gas flow to the device for periods of time, while ensuring normal consumption of gas via the distribution system. The flow interruption periods are separated from each other by a filling period of the buffer chamber.
It is clear that the buffer chamber may comprise several sub-buffer chambers.
According to one embodiment, a buffer chamber of variable volume is used. For example, the volume of the chamber can vary between a minimum volume and a maximum volume.
According to an advantageous detail, a buffer chamber is used placed in parallel with a pipe associated with the distribution system or part thereof or peripherally, advantageously located downstream of the distribution system, in particular upstream of the device or part of it, for example in parallel with a pipe of the device.
According to another advantageous characteristic, the buffer chamber is adapted to contain a quantity of gas corresponding to a consumption, advantageously a normal average consumption, for a determined period of time. The supply of gas is interrupted by the control device if for at least one moment during this period of time, a zero or substantially zero flow of gas to the device is not detected and / or if a constant flow rate is detected. during that period of time or part of that period.
The invention also relates to a device or dynamic battery capable of creating variations in gas flow rate useful for determining a gas leak in a distribution system or a part thereof, for example to one or more peripherals. or to determine a normal or abnormal operation of a distribution system or part thereof, said system or portion being connected to a source or supply of gas, said dynamic device or battery being adapted to be mounted downstream of a distribution system or part of such a system or be associated with one or more devices able to consume gas.
The device or battery comprises a connection means adapted to form a connection with a means for detecting a flow rate or non-flow rate of gas flowing from the gas source to said distribution system or part thereof, said means for detection being associated with means capable of emitting a leak or potential leak or leakage signal.
Said device or battery further comprises at least one buffer chamber adapted to receive gas from the distribution system or a part thereof and control means adapted to interrupt the supply of gas into the device or battery when a quantity of gas greater than or equal to a first predetermined quantity fills the buffer chamber, the detection means being adapted to determine the presence or absence of a flow of gas from the feed or the source which is fed to said device.
The connection between the dynamic device or battery and the means for detecting a flow rate or non-flow rate can be operated by a wave, for example by a radio wave, an electrical signal, etc.
Advantageously, the device is associated with a flow detection means, - in which the means associated with the detection means adapted to emit a potential leak or leakage signal or abnormal consumption at least when the control means interrupts the supply of gas to the device, in the case of absence of zero flow or substantially zero during a first determined period of time and / or in case of non-zero flow during a second determined period of time and / or in case of a flow variation less than a given acceptable variation, advantageously less than 5% by volume, preferably less than 10% by volume, preferably less than 15% by volume during a third determined period,
and / or - in which the means associated with the detection means is adapted to emit a non-leak or normal consumption signal at least when the control means interrupts the supply of gas to the device, in the case where a zero or substantially zero flow rate zero is determined during a first determined period of time and / or in the case of a flow variation greater than a determined minimum flow variation, advantageously of at least 5% by volume, preferably of at least 10% by volume in particular at least 25% by volume is determined for a third period of time.
Advantageously, the control means is adapted to control the means interrupting the supply of gas between at least a first position allowing the passage of gas from the supply of gas or source to the device for at least filling the buffer chamber, when the quantity of gas in the buffer chamber is less than or equal to a second predetermined quantity, and a second position for which the supply of gas into the device is interrupted, when the quantity of gas in the buffer chamber is greater than or equal to said first quantity determined.
Preferably, the control means comprises at least one sensor adapted to determine or estimate the quantity of gas present in the buffer chamber, and in that the control means is adapted to control the means interrupting the supply of gas between at least a first position allowing the passage of gas from the supply of gas or source to the device for at least filling the buffer chamber, when one or the sensor determines a quantity of gas in the buffer chamber less than a second determined quantity, and a second position for which the supply of gas into the device is interrupted, when one or the sensor determines a quantity of gas in the buffer chamber greater than or equal to said first determined quantity.
According to a feature of an embodiment of the device according to the invention, the buffer chamber is adapted to contain a quantity of gas corresponding at least to the amount of average gas used via the distribution system or part thereof on a a period of time corresponding to at least one time, advantageously to at least twice the time necessary to fill, without consumption of gas in said distribution system or part thereof downstream of the device, a quantity of gas greater than or equal to at the first quantity determined in the buffer chamber.
According to a detail of an advantageous embodiment, the buffer chamber is a variable volume chamber. Preferably, the device comprises a first sensor adapted to determine a position of the chamber corresponding to a volume less than a determined minimum volume and a second sensor adapted to determine a position of the chamber corresponding to a determined maximum volume.
According to a detail of embodiment, the buffer chamber is placed in parallel with a conduit adapted to connect the distribution system or part thereof to the source or gas supply.
According to another advantageous detail, the buffer chamber is adapted to contain a quantity of gas corresponding to a consumption, advantageously a normal average consumption, during a determined period of time, for example during a period of less than 5 minutes, in particular less than 2 minutes, preferably less than 1 minute, for example from 5 seconds to about 1 minute, in particular less than 15 seconds. This ensures almost instantaneous control of the absence of leakage. According to another advantageous feature, at least one means acts on the buffer chamber to exert a force opposing the filling of the buffer chamber.
According to another advantageous feature, the buffer chamber is associated with a valve controlling the filling of the buffer chamber, said valve being advantageously a non-return valve, and another valve controlling the discharge of gas out of the buffer chamber.
The invention also relates to a gas distribution system with advantageously one or more peripherals, said system and / or one or more peripherals being associated with a dynamic device or battery according to the invention. The distribution system advantageously further comprises a flow detector or a meter capable of determining at least almost continuously flow rate variations. The subject of the invention is also a distribution system comprising a series of ducts each intended to supply gas to one or more devices able to consume gas, in which at least two ducts or two peripherals are each associated with a device or battery dynamic according to the invention.
The invention also relates to the use of a device according to the invention in an existing installation, to find the presence or absence of leakage or to confirm normal or abnormal operation. In this use, a device according to the invention is mounted on the circuit or portion of the gas circuit to be controlled. After the check, the device is removed to test another circuit. In this use, a method according to the invention is advantageously employed.
Finally, another object of the invention is a device intended to consume gas, said device comprising a supply line associated with a dynamic device or battery according to the invention. Features and details of the invention will become apparent from the following detailed description of a preferred embodiment, in which reference is made to the accompanying drawings.
In these drawings, FIG. 1 is a schematic view of a gas distribution installation provided with a device according to the invention, the buffer chamber having its minimum volume, while FIG. 2 is a view of the installation of Figure 1 with the buffer chamber having its maximum volume. Figure 3 is a schematic view of another installation according to the invention.
The dispensing unit 1 comprises one or more lines 2 for supplying gas to various gas-consuming apparatuses or devices 10 such as water heaters, heaters, etc., these peripherals are advantageously adjacent and are close to the device. or dynamic battery 4.
Between the gas inlet and the peripherals 10, extends a distribution installation 3 (for example to distribute gas in a house or apartment). A dynamic device or battery 4 able to create variations in gas flow rate that is useful for determining a gas leak in a distribution system or a part thereof is disposed upstream of the pipe 2 and the peripherals 10, but downstream of the pipe 3. The gas inlet 5 is provided with a manually operated shut-off valve 5 (for example, a valve for the use meter, for example with a device or system for constant flow detection), but also with automatic control.
A shut-off valve 6 with automatic control or safety valve, said valve being advantageously also manually controlled, is in turn mounted upstream of the peripherals, for example at the end of the pipe 3. The shut-off valve comprises a housing of command 6A.
The device or dynamic battery 4 mounted between the shut-off valve 5 and the peripherals 10, after the distribution circuit 3 comprises: a means 50 for detecting or measuring the flow of gas flowing from the gas source 5 to said dispensing system 3, this means detecting or measuring a flow in line 3 upstream of automatic valve 6,
a means 8 associated with said gas flow detection means 50 which is capable of emitting a potential leak or leakage signal in the absence of zero or substantially zero flow or of flow variations greater than a determined value during a period of time. first time period and / or in case of non-zero flow during a second determined period of time, a potential leakage or leakage signal, This means 8 is advantageously adapted to quickly determine significant constant rates for a certain period of time , so as to quickly detect significant gas losses.
a means 9, such as electrical wires, for transferring a leakage signal for controlling the valve 5 so as to bring the latter into the closed position in case of leakage and possibly (but advantageously the valve 6 or intermediate valves (7 to the entrance of a branch line), and
- A buffer chamber 11 connected in parallel to a pipe 12 connecting the valve 6 to the distribution unit 1 and the peripherals. This buffer chamber 11 has a variable volume between a minimum volume shown in Figure 1, and a maximum volume shown in Figure 2. The buffer chamber is for example made by means of a balloon 13 adapted to inflate or deflate in an enclosure 14. The enclosure 14 advantageously comprises a portion 12A of the pipe 12 and advantageously comprises coupling or quick-mounting means for connecting it to the distribution unit and possibly to another portion of the pipe 12B or to the The end of the pipe 3. The chamber 14 comprises a sensor 15, 16 to determine the position of the balloon with its minimum volume and the position in its maximum volume.
The sensors 15 and 16 send signals to the control device 6A of the valve 6. When the sensor 15 receives a pulse from the balloon corresponding to the deflated state of the balloon 13, the sensor sends a signal to the control device 6A for ensure the opening of valve 6 and allow the gas supply 3 to pass into the device 4 and into the distribution network or circuit 2. The gas entering the device 4 is used partially to fill the balloon 13. The balloon inflates to reach its maximum volume position. At this moment, the sensor 16 sends a signal to the control device of the valve 6 to close it.
The devices 10 are then supplied with gas by means of the gas present in the balloon 13. In order to facilitate the gas from the balloon to drain into the dispensing unit 1 when the valve 6 is closed, means may be provided in the enclosure to return the balloon to its position of minimum volume. Such means may be a spring or a pressurized gas extending in the chamber from the balloon 13.
When the valve 6 is closed, the flow measurement means 50 determines a zero flow or flow variation over a period of time. The control unit 6A of the valve 6 is therefore adapted to send a signal to the measuring means 50 or to the means 8. If the period of zero flow time is greater than a minimum period of time determined (for example a period of time corresponding to at least 0.5 times the time required to fill the balloon 13) or if a variation in flow rate greater than a determined value (for example a percentage or a multiple of the normal consumption by the peripherals) is detected in a period determined time, the measuring means 50 determines that there is no leak,
while when the zero flow time period is less than said determined period of time or if said minimum flow rate variation is not detected within a specified period of time, the means 50 sends a leak signal to the controller to control the closing of the valve 5, and possibly 7. A light signal or a radio signal is advantageously emitted to indicate a leak or a potential leak.
Although the flow measurement device 50 advantageously receives only information as to the closure or not of the valve 6 by the pipe 3 and the behavior of the gas of this pipe 3, it can be useful and advantageous in more systems. complex to provide the transmission of information between the control unit 6 A and the control box 8.
Similarly, in the absence of zero flow for a given maximum period of time (for example, a period of time corresponding to more than twice the time required to fill the balloon 13, in particular more than 3 times the time required to fill the balloon 1) or in the absence of closing the valve 6 for a determined period of time, the device 6 A determines the presence of a leak or a potential leak or consumption problem at the peripherals .
The control means 6A then sends a control signal of the closure of the valve 6 and / or a closing signal to a control device of the valve 5 or the valve 7 (to stop the passage of gas in the installation 3 and optionally to stop the passage of gas in an Ibis distribution facility connected to the pipe 3 upstream of the valve 6 and the valve 7. A light signal or a radio signal is advantageously issued to signal a leak or a potential leak and / or a problem of consumption, such as a signal sent to a person in charge of the control of the installations, to the gas distributor, to the fire brigade, to the concierge of a building, to a service department. urgency, etc.
Such a signal is emitted for example on the device having detected a leak and / or on the control unit of the main valve and / or on the constant flow detector directly downstream of the main valve.
The maximum volume of the buffer chamber or balloon is advantageously determined according to the average consumption of the apparatus 10. This maximum volume must not be too great to prevent that in case of leakage, too much volume of gas from the balloon may to escape and to ensure control at regular and close intervals of the presence or absence of a leak in the distribution network and / or consumption problems to one or more devices 10. This maximum volume is for example between 2 and 4 times the amount of average gas used for a determined period of time, for example between 30 seconds and 5 minutes. A short period is advantageous because it makes it possible to shorten the time between two successive checks.
The valve 5 or 7 is advantageously a valve which in the rest position or not activated is in the closed position. The valve is thus kept in the open position, for example by an electromagnet. As soon as a leak or potential leak or overconsumption is detected, the electromagnet is no longer powered, so that the valve automatically returns to the closed position.
A constant flow detection device 50 is advantageously mounted directly downstream of the main valve 5. This device makes it possible to detect leaks in the pipe 3. Indeed, when the valve 6 is in the closed position, normally no gas flow should be determined by the device 50. If a constant or continuous flow was to be determined, such a flow would mean the presence of a leak.
The dynamic battery charges and discharges successively, depending on the gas consumption operated by one or more devices mounted downstream of the dynamic battery. When using the dynamic battery gas or when discharging the dynamic battery, the dynamic battery controls the closing of the valve 6.
FIG. 3 is a schematic view of another installation comprising a series of peripherals 10 connected in parallel with line 3. Each peripheral is associated with a dynamic device or battery according to the invention comprising a buffer chamber 10 and adapted to load and unload in succession according to the gas consumption.