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1. WO2020115609 - GAS NETWORK AND METHOD FOR THE SIMULTANEOUS DETECTION OF LEAKS AND OBSTRUCTIONS IN A GAS NETWORK UNDER PRESSURE OR VACUUM

Publication Number WO/2020/115609
Publication Date 11.06.2020
International Application No. PCT/IB2019/060165
International Filing Date 26.11.2019
IPC
G01M 3/28 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
3Investigating fluid tightness of structures
02by using fluid or vacuum
26by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
28for pipes, cables, or tubes; for pipe joints or seals; for valves
F15B 19/00 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
19Testing fluid-pressure actuator systems or apparatus, so far as not provided for elsewhere
F17D 5/00 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
5Protection or supervision of installations
F17D 5/06 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
5Protection or supervision of installations
02Preventing, monitoring, or locating loss
06using electric or acoustic means
CPC
F15B 11/06
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
11Servomotor systems without provision for follow-up action; ; Circuits therefor
06involving features specific to the use of a compressible medium, e.g. air, steam
F15B 19/002
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
19Testing; ; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of; fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
002Calibrating
F15B 19/005
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
19Testing; ; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of; fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
005Fault detection or monitoring
F15B 19/007
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
19Testing; ; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of; fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
007Simulation or modelling
F15B 20/005
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
20Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
005Leakage; Spillage; Hose burst
F15B 2211/20576
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
2211Circuits for servomotor systems
20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
205Systems with pumps
20576with multiple pumps
Applicants
  • ATLAS COPCO AIRPOWER, NAAMLOZE VENNOOTSCHAP [BE]/[BE]
Inventors
  • GEUENS, Phillipe
  • LOUARROUDI, Ebrahim
Agents
  • VAN VARENBERG, Patrick
  • DONNÉ, Eddy
Priority Data
2018/586207.12.2018BE
Publication Language English (EN)
Filing Language Dutch (NL)
Designated States
Title
(EN) GAS NETWORK AND METHOD FOR THE SIMULTANEOUS DETECTION OF LEAKS AND OBSTRUCTIONS IN A GAS NETWORK UNDER PRESSURE OR VACUUM
(FR) RÉSEAU DE GAZ ET PROCÉDÉ DE DÉTECTION SIMULTANÉE DE FUITES ET D'OBSTRUCTIONS DANS UN RÉSEAU DE GAZ SOUS PRESSION OU SOUS VIDE
Abstract
(EN)
Method for the simultaneous detection, localization and quantification of leaks (13a) and obstructions (13b) in a gas network (1) under pressure or vacuum; the gas network (1) comprising: - one or more sources (6) of compressed gas or vacuum; - one or more consumers (7) or consumer areas of compressed gas or vacuum applications; - pipelines (5) or a network (4) of pipelines (5) to transport the compressed gas or vacuum from the sources (6) to the consumers (7), consumer areas or applications; - a plurality of sensors (9a, 9b, 9d) providing one or more physical parameters of the gas at different times and locations within the gas network (1); character!zed in that the gas network (1) is further provided with a number of controllable or adjustable relief valves (10a}, a number of controllable or adjustable throttle valves (10b) and possibly one or a plurality of sensors (9c) capable of monitoring the status or state of the relief valves (10a) and/or throttle valves (10b) and that the method comprises the following steps: - a training phase (16), in which a mathematical model is established between the measurements of a first group of sensors (9a, 9b, 9c, 9d) and a second group of sensors (9a, 9b, 9c, 9d'>t based on different measurements of these sensors (9a, 9b, 9c, 9d), wherein the controllable or adjustable relief valves (10a) and throttle valves (10b) are controlled in a predetermined sequence and according to well- designed scenarios to generate leaks (13a) and obstructions (13b) respectively; - an operational phase (17), in which the mathematical model established between the measurements of the first,group of sensors (9af 9b, 9c, 9d) and the second, group of sensors (9a, 9b, 9c, 9d) is used,to detect, locate and quantify leaks (13a) and obstructions (13b) in the gas network; wherein the operational phase (17) comprises the following steps: ~ controlling, if necessary, the relief valves and the throttle valves In a predetermined order and according to well-designed scenarios; reading out the first group of sensors (9a, 9b, 9c, 3d); - based on these readout measurements, calculating or determining the value of the second group of sensors (9a, 9b, 9c, 9d) with the help of the mathematical model; ~ comparing the calculated or determined values of the second group of sensors (9a, 9b, 9c, 3d) with the read values of the second group of sensors (9a, 9b, 9c, 9d) and determining the difference between them; determining whether there is a. leak (13a) and/or- an. obstruction (13b) in.the gas network on the basis of the aforementioned difference and any of its derivatives; - generating an alarm, if a leak (13a) or obstruction (13b) is detected and/or determining the location of the leak (13a) and/or obstruction (13b) and/or determining the flow rate of the leak (13a) and/or the degree of obstruction of the obstruction (13b) and/or generating the leakage and/or obstruction cost.
(FR)
Procédé de détection, localisation et quantification simultanées de fuites (13a) et d'obstructions (13b) dans un réseau de gaz (1) sous pression ou sous vide; le réseau de gaz (1) comprenant : - au moins une source (6) de gaz comprimé ou de vide; - au moins un consommateur (7) ou au moins une zone de consommation d'applications de gaz comprimé ou de vide; des pipelines (5) ou un réseau (4) de pipelines (5) permettant de transporter le gaz comprimé ou le vide des sources (6) jusqu'aux consommateurs (7), zones de consommation ou applications; - une pluralité de capteurs (9a, 9b, 9d) fournissant au moins un paramètre physique du gaz à différents instants et emplacements dans le réseau de gaz (1); caractérisé en ce que le réseau de gaz (1) est en outre pourvu d'un certain nombre de soupapes de sécurité (10a) commandables ou réglables, d'un certain nombre de vannes d'étranglement (10b) commandables ou réglables et éventuellement au moins d'un capteur (9c) apte à surveiller la position ou l'état des soupapes de sécurité (10a) et/ou des vannes d'étrangelement (10b) et en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : - une phase d'apprentissage (16) dans laquelle un modèle mathématique est établi entre les mesures d'un premier groupe de capteurs (9a, 9b, 9c, 9d) et d'un second groupe de capteurs (9a, 9b, 9c, 9d) sur la base de différentes mesures de ces capteurs (9a, 9b, 9c, 9d), les soupapes de sécurité (10a) commandables ou réglables et les vannes d'étranglement (10b) étant commandées selon une séquence prédéterminée et selon des scénarios bien conçus pour générer respectivement des fuites (13a) et des obstructions (13b); - une phase opérationnelle (17) dans laquelle le modèle mathématique établi entre les mesures du premier groupe de capteurs (9 af 9b, 9c, 9d) et du second groupe de capteurs (9a, 9b, 9c, 9d) est utilisé pour détecter, localiser et quantifier des fuites (13a) et des obstructions (13b) dans le réseau de gaz; la phase opérationnelle (17) comprenant les étapes suivantes : - commande, si nécessaire, des soupapes de sécurité et des vannes d'étranglement dans un ordre prédéterminé et selon des scénarios bien conçus; - lecture du premier groupe de capteurs (9a, 9b, 9c, 3d); - sur la base de ces mesures de lecture, calcul ou détermination de la valeur du second groupe de capteurs (9a, 9b, 9c, 9d) à l'aide du modèle mathématique; - comparaison des valeurs calculées ou déterminées du second groupe de capteurs (9a, 9b, 9c, 3d) avec les valeurs lues du second groupe de capteurs (9a, 9b, 9c, 9d) et détermination de la différence entre eux; détermination de l'éventuelle présence d'une fuite (13a) et/ou d'une obstruction (13b) dans le réseau de gaz sur la base de la différence susmentionnée et de l'un quelconque de ses dérivés; - génération d'une alarme, si une fuite (13a) ou une obstruction (13b) est détectée et/ou détermination de l'emplacement de la fuite (13a) et/ou de l'obstruction (13b) et/ou détermination du débit de fuite (13a) et/ou du degré d'obstruction de l'obstruction (13b) et/ou génération du coût de la fuite et/ou de l'obstruction.
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