Brevet FR2250938A1 — publié le 19750606

La présente invention concerne les vannes destinées à équiper les appareils adoucisseurs d'eau de type d'automatique, semi-automati- que ou manuel. Bes vannes de ce genre comportent en général un passage de by pass permettant d'assurer la continuité d1alimentation en eau sans passer par le réservoir de l'appareil pendant que steffectuent les diverses opérations accompagnant la régénération des résinez échangeuses d'ions. Ces vannes présentent également un conduit de vidange pour lsévacuation de l'eau du réservoir lors du rinçage ainsi qu'un canal d'aspiration de la saumure de régénération contenue dans un récipient annexe. Or les enmmunications de ces différents passages et canaux doivent être modifiées suivant la nature des différentes opérations du cycle de réglementation de régéneration. A cet- effet, il est en général prévu un ou plusieurs pistons de commande ou autres organes de côtrole appropriés tels que par exemple une membrane pour assurer la commande de la mise en vidange. Ces organes sont eux-mêmes commandés par des mécanismes relativement complexes, ce qui grève le prix de revient des vannes de ce genre. Par ailleurs ceci a l'inconvénient de compliquer, le cas échéant, les opérations de dépannage. Bes vannes actuelles de ce genre ont également l'inconvénient dfentratner une perte de charge importante. De plus, leur fonctionnement est en général impossible aus basses pressions. C'est pourquoi la présente invention a pour objet une vanne con- çue de façon à éliminer ces divers inconvénients et à comporter un certain nombre d'avantages importants par rapport aux appareils actuels. Cette vanne est earactérisée en ce que son premier piston contrôle, non seulement le canal de by-pass et le passage d'eau vers le réservoir, mais également un conduit de communication vers une partie du second canal principal susceptible de communiquer avec un ca nsl de vidange à l'égout et ce, en fonction de la position du second piston placé dans ce canal, le premier piston étant traversé sur toute sa longueur par un alésage permettant létiblissement dlune circulation d'eau en sens inverse pour l'opération de détassage. Selon une autre caractéristique, le second piston contrôle non seulement la sortie du réservoir et la liaison du premier canal avec l'orifice de vidange à llégout, mais également une communication directo éventuelle de cet orifice avec ltextrémité du second canal principal de la vanne, opposée à celle communiquant avec le réser voir, le second piston étant traversé sur toute sa longueur par un alésage permettant ltétablissement d'une circulation directe entre le réservoir et l'orifice de vidange lors de ltopération de rinçage rapide du réservoir. D'autres particularités et avantages de la présente vanne appa rateront au cours de la description suivante d'un exemple de réali- sation de celle-ci. Cette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel :: Be figures 1 et 2 sont des vues en élevation, respectivement de la face avant et de la face arrière d'une telle vanne La figure 3 en est une vue en élévation de côté La figure 4 est une vue en plan de dessus du mécanisme de commande de la présente vanne La figure 5 est une vue schématique en élévation de la roue dentée de ee mécanisme qui engrène avec le pignon dlentratne- ment ;; Les figs. 6 et 7 sont des vues schématiques en élévation des deux autres roues dentées assurant les déplacements des deux pistons de commande La figure 8 en est une vue en coupe suivant la ligne VIIIw I de la fig. 5 représentant la présente vanne dans sa position de service normal de l'appareil adoucisseur d'eau cor respondant ;; Bes figs. 9, 10 et 11 sont des vues similaires reDrésentant cette vanne dan trois positions diérentes correspondant à diverses opérations successives du cycle de régénéra tison. Be corps 1 de la présente vanne porte une platine 2 servant de support au mécanisme de commande de celle-ci ainsi qu'à la minuterie corre pondante. Ce corps de vanne comprend deux canaux principaux 3 et 4 corres pondant respectivement au circuit d'entrée et au circuit de sortie de l'eau traitée. Du reste, ces canaux communiquent avec deux orifices 5 et 6 d'entrée et de sortie. Cependant un canal de by-pass 7 est ménagé entre ces deux canaux poux assurer la continuité d'ali mentation en eau pendant le cycle de régénération. Le canal d'entrée 3 débouche à l' ntérieur du réservoir 8 de l'appareil de traitement pat l'intermédiaire d'une crépine 9. La sortie de l'eau traitée en dehors de ce reservoir steffectue par ltintermédiaire d'un tube 1G pourvu d'une crépine et qui est raccordé au canal de sortie 4. Le canal 3 renferme un piston 11 à double colLeS destiné å commander les différentes communications prévues avec ce canal, notamment le by-pass 7. Ce piston porte une tige de manoeuvre 12 montée coulissante dans le bouchon de guidage 13 et faisant saillie à llex- trémité supérieure du corps de vanne. Par ailleurs, ce piston présente un alésage axial communiquant par de petits canaux 14 avec la partie supérieure du carat 4. En plus du by-pass 7, il est prévu un autre canal 15 faisant communiquer la partie médiane du canal 3 avec la partie correspondante du canal 4. Deux autres canaux 16 et 17 communiquent avec un h-dro-éjecteur 8 destiné à l'aspiration de la saumure par l'intermédiaire dlun conduit 18a aboutissant a un récipient accessoire 19 contenant une solution appropriée de saumure, susceptible d'assurer la régéné- ration de la résine échangeuse d'ions contenue dans le réservoir 8. De même que le canal 3, le canal de sortie 4 renferme un piston 20 destine à contrôler ses différentes commurications. Ta tige de manoeuvre 21 de ce piston est également montée coulissante dans un bouchon fize de guidage 22 et elle fait saillie à ltextrémité supé rieuse du corps de vanne. Comme le piston 11, le piston 20 présente un alésage axial com muniquant avec la partie supérieure du canal 4 par ltintermédiaire de petits canaux 23. Cependant le piston 20 se différencie du piston 11 par le fait qu'il comporte trois collets au lieu de deux. En plus des car.aus 7 et 15 déjà mentionnés, qui aboutissent dans le canal 4, celui-ci communique à sa partie supérieure avec un ori- fice 24 destiné à être raecordé à la vidange. Bes tiges de manoeuvre 12 et 21 des deux pistons de la présente vanne sont actionnéespar un méeanisme comportant deux roues dentées 25 et 26 susceptibles de commander l'un et llautre de ces pistons. Ces deux roues sont solidaires dlune troisième roue dentée 27 engrè nant avec un pignon dfentralnement 28 prévu à la sortie d'un moto réducteur 29. Les deux roues dentées 25 et 26 sont destinées à engréner res pectivement avec deux pignons 30 et 51 dont les axes de rotation 32 et 33 sont excentrés et portés par deux bielles 34 et 35 qui starti- culent sur les tiges de manoeuvre 12 et 21 des deux pistons de la vanne. La denture de la roue 27, angrénant avec le pignon dlentraSne- ment 28, présente une interruption 36 qui se trouve en regard de ce pignon durant la phase normale de l'utilisation de l'appareil. Dans ces conditions 1'ensemble des trois roues dentées reste alors immo- bile et les deux pistons sont maintenus fixes dans leurs positions respectives assurant les communications qui seront décrites par la suite. Pendant ce temps, l'arbre de sortie 28 du moteur contir.ue à tourner en entraînant un pignon 37 accouplé avec une roue 58 elle meme solidaire d'un autre pignon 39 engrénant avec une roue 40 portant une graduation angulaire de O à 24 heures.Cette roue porte une languette 41 susceptible d'être déplacée pour être amenée en face de l'heure désirée. Or cette languette est destinée à imprimer, à la fin de chaque tour de la roue 40, une fraction de tour à un disque 42 correspondant aux jours de la semaine. A cet effet ce disque porte sis vis 43, sur la tête de chacune d'elles la languette 41 peut agir lorsqu'elle se trouve en regard de la vis considérée. L'une et l'autre de ce6 vis est susceptible d'agir sur un levier 44 monté pivotant autour d'un axe 45. Dans ce but, il suffit de visser à fond la vis a) correspondant au jour au cours duquel on désire obtenir la mise en résénération automatique de l'appareil adoucis seur d'eau.En effet, lorsque les vis sont dans leur position nornale dévissée elles ne peuvent pas agir sur l'extrémité correspondante du levier 44 et seule, la vis 45a qui est vissée à fond peut venir actionner ce levier (voir fig. ). Ceci provoque le pivotement de celui-ci dans le sens de la flèche 21 de sorte que l'extrémité oppo sée de ce levier vient agir sur un téton 46 porté par la roue dentée 27.Cette action est suffisante pour provoquer la mise en engrènement du début de la denture de cette roue avec le Pignon d'entrainement 28 et par suite, le fonetiownement automatique ultérieur de la présente vanne. Ainsi cette mise en fonctiomxement peut être réglée à l'avance poux intervenir le jour voulu d'une semaine et à ltheuxe désirée. Cependant ce fonctionnement neut également être obtenu par une commande manuelle. A cet effet il suffit d'agir sur le levier 44 poux le faire pivoter dans le sens de la flèche F1. Dans un cas comle dans l'autre, un ressort 47 ramène ensuite ce levier dans sa position normale de repos. Par ailleurs, il convient de noter que le levier 44 peut coulis- ser le long de son axe de pivotement 45 a l'encontre de l'action d'un ressort de rappel 48. Ce mode de montage permet à ltergot 40 d'écarter le levier 44 pour venir réoccuper sa position initiale à la fin du cycle complet de fonctionnement de la vanne. La conception de celle-ci est telle qu'elle puisse assurer au cours d'un cycle complet de régénération les sept opérations suivan- tes : 1 - Mise en régénération. 2 - Mise en service du conduit de by-pass 7. 5 - Tnversion de circulation à l'intérieur du réservoir 6. 4 - Envoi de saumure à l'intérieur de celui-ci. 5 - Rinçage lent de ce réservoir. 6 - Rinçage à grande eau. 7 - Remise en service normal de 11appareil. Pour commander les différents déplacements nécessaires des deux pistons 11 et 20, les deux roues 25 et Z6 comprennent successivement des parties dentées et des parties lisses, les premières correspon dant à un déplacement du piston respectif dans un sens et dans l'au- tre, tandis que les secondes correspondent à une immobilisation de celui-ci dans la position atteinte. Ainsi, à partir du rayon R1 passant par le point de contact avec le pignon 30 dans sa position de repos, la roue 25 comporte succes- sivement :: - une première partie dentée 25a sur une zone angulaire S 1 correspondant À l'ouverture du by-pass 7 - deux parties lisses successives s'étendant sur deux zones an gulaire &alpha;2 et &alpha;3, correspondant respectivement à l'inversion du sens de circulation dans le réservoir, puis à l'aspiration de saumu re et au rinçage lent - ensuite, une seconde partie dentée 25b sur une zone angulaire &alpha;; 4, correspondat au déplacement du piston 11 dans sa position permettant le rinçage rapide - une partie lisse sur une zone angulaire &alpha; 5 correspondat a ltoperation de rincage rapide - une troisième partie dentée 25c sur une zone angulaire &alpha; 6 correspondant au retour du piston 11 dans sa position de service normal de l'appareil - et enfin, une partie lisse s'étendant sur une zone angulaire &alpha; 7 qui correspond au service normal de Stapparei7. Quant à la roue 26, elle comprend elle-même plusieurs parties qui sont alternativement pourvues de denture et non. Ainsi elle comporte successirement : - une partie lisse s'étendant sur une zone angulaire ss 1 qui correspond à l'ouverture du by-pass par l'autre piston 11 - une première partie dentée 26a s'étendant sur ne zone angu- laire ss 2 correspondant au déplacement du second piston 20 pour l'invention du sens de circulation dans le réservoir - deux parties lisses successives s'étendant sur deux zones an- gulaires ss 3 et ss 4, correspondant respectivement à 1'aspiration de saumure dans le réservoire et au rinçage lent, puis au rinçage ra pide - une seconde partie dentée 26b s'étendant sur une zone angulaire ss 5 correspondant au retour du second piston 20 vers sa position initiale - et enfin, une partie lisse s'étendant sur une zone angulaire 6. Les différentes opérations effectuées au cours d'un cycle complet de régénération, de même que le fonctionnement en service normal, sont décrites ci-après : O. Fonctionnement normal de L'appareil (Pig. 8) : L'eau dure à traiter entre par l'orifice 5 et pénètre à l'inté- rieur du réservoir 8 par la crépine 9. Après avoire traversé la résine contenue dans le réservoir, l'eau ressort adoucie par l'intermé- diaire du tube 10 et du canal 4. Ainsi outil a déjà été indiqué, l'arbre de sortie du moteur tourne constamment pendant ce temps, mais sans entraîner le mécanisme de commande de la vanne puisque le pignon 28 se trouve alors situé en regard de l'interruption 56 de la denture de la roue 27. . Mise en régéneration : Pendant toute la durée du service normal, la roue 40 portant la graduation des heures tourne sur elle-m8me et vient agir après chaque tour sur le disque 42 correspondant aux différentes 7ours de la semaine. La commande de régénération a lieu automatiquement au moment choisi par mise en engrènement de la roue dentée 27 avec le piston 28. 2. Mise en service duwb.Y-ass : DèS que l'ensembles des roues dentées 25, 26, 27 est mis en rotation, la première partie dentée 25a de la roue 25 fait tourner le piston 50 et provoque par là même la descente de Blase 32 et du piston correspondant, ctest-à-dire le premier piston 11 de la vanne. Celui-ci se trouve abaissé dans une position dans laquelle son collet inférieur obture le passage d'eau vers le réservoir. Par con- tre, la descente de ce collet permet désormais à l'eau provenant de l'orifice 5 de gagner le ty-pasB 7 pour atteindre directement l'ori- fice de sortie 6. Il convient de noter que pendant ce temps, le second piston 20 reste dans sa position initiale. l. Inversion du sens de circulation dans le réservoir (Fig. 9) : Lorsque le premier piston 11 a atteint sa position inférieure, il cesse d'8tre actionné, car la zone angulaire lisse s 2 de la roue dentée 25 se trouve alors en regard du pignon 30. Mais par contre, la partie dentée 26a de la zone 26 est pour sa part venue en engrènement avec le pignon 51, ce qui provoque la des cente de l'ase 33, et par la suite, celle du second piston 2Q. Le collet médian de celui-ci descend alors au-dessous du niveau du canal 15, ce qui permet la mise en communication de ce dernier avec 1'orifice de vidange 24. Or, dans la position atteinte par les deux pistons (voir f 9), une partie de l'eau provenant de llorifice d'entrée ressort immédia tement par }'orifice de sortie, comme déjà décrit; mais une autre partie pénètre dans le réservoir par l'lntermédiaire du tube 10 en circulant en sens inverse du sens normal. L'eau ressort du réservoir à travers la crépine 9 pour gagner le premier canal 3 du corps de vanne.Cette circulation d'eau s'écoule alors à travers l'alésage axial du piston 11, puis dans les canaux 14 pour gagner la partie supérieure du canal 3 et ensuite le canal de communication 15 qui se trouve alors relié avec l'orifice de vidange 24. I1 s'établit ainsi une circulation d'eau en sens inverse à ltin- térieur du réservoir 87 ce qui assure le détassage de la résine contenue dans celui-ci. 4. Envoi de saumure vers le réservoir (Fig. 1G) - Tandis que le premier piston 11 reste immobile, le second pis ton 20 continue à descendre. Son collet inférieur vient ainsi obtu rer le passage d'eau vers le tube 10. En conséquence, la circulation d'eau en sens inverse se trouve interrompue. Cependant une partie de l'eau entrant war llorifice 5 passe dans le canal 16 aboutissant à lthydro-éjecteur 16. Ceci provoque une as piration de saumure par le conduit 18a et cette saumure passe par le conduit 17 pour gagner llintérieur du réservoir & 'eau qui traverse ainsi le réservoir ressort par le tube 1Q, puis passe dans l'alé- sage du piston 20 et à travers les carwaux 23 de celui-ci pour magner l'orifice de vidage 24. 5. Rinçage lent : Lorsque la saumure contenue dans le récipient 19 a diminué d'une certaine quantité, le clapet 19a de celui-ci se ferme automatiquement, ce qui interrompt 1'aspiration de saumure. Cependant une partie de l'eau provenant de ltorifice d'entrée 5 continue a passer à travers les conduits 16 et 17 et peut ainsi ga- gner le réservoir 8, ce qui assure un rinçage lent en direction de l'orifice de vidage 24. 6. Zincage à grande eau (Pig. 11) : Lorsque la seconde partie dentée 25b de la roue 25 parvient en regard du pignon 50, elle provoque la remontée du piston 11 dans la position représentée à la figure 11. Une partie de l'éau er;trant par ltorifice 5 continue à passer par le by-pass 7 pour la poursuite de l'alimentation en eau; mais une autre partie passe désormais directement dans la crépine 9 pour pénétrer dans le réservoir et ressortir en direction de l'orifice de vidange 24 vers les égouts. A son passage à travers la résine contenue d ns le réservoir, l'eau lave ainsi celle-ci de la saumure. Cependant il convient de noter qu'une autre partie encore de l'eau provenant de l'orifice 5 passe par le conduit 1t, puis dans le conduit 18a pour assurer le remplissage du bac à saumure 19. 7. Remise en service normal de l'appareil : La seconde partie 20b de la roue 26 assure la remontée du piston 2C en un seul mouvement dans sa position initiale. Quant à la dernière partie dentée 25c de la roue 25, elle assure llachèvement du mouvement de remontée du premier piston 11. Ceci provoque donc respectivement la fermeture de la mise à la vidange et celle du by-pass 7. La vanne se trouve alors à nouveau en position correspondant au fonctionrement normal de l'appareil. Lorsque cette position est atteinte, l'interruption 56 de la denture de la roue 27 parvient en regard du piston dtentralriement 28, ce qui provoque à nouveau l'arrêt du mécanisme de commande de la vanne pendant une nouvelle période d'utilisation normale. Comme on peut le constater, le fonctionnement de la présente vanne est commandé de façon antièrement mécr.ique sans faire inter- venir des difQérences de pression entre certaines parties de ceile- ci. e fonctionnement est donc parfaitement sur. La conception générale de cette vanne est beaucoup plus simple que celle des vannes actuelles du même genre. I1 convient également de noter que cette vanne peut fonctionner pour de très faibles pressions et qu'elle peut être aisément adaptée à des débits différents. De plus, il est possible de modifier facilement les durées respectives des différentes opérations dtun cycle complet de régénération en changeant l'importance des zones angulaires sur lesquelles s'étendent les parties dentées et lisses des deuz roues 25 et 26 commandant les deux pistons. REVE-DICATIONS . -Vnne pour l'appareil adoucisseur d'eau comprenant deux pistons de commande,disposés dans le canal d'entrée vers le réservoir et dans le second canal principal assurant la sortie de celui ci, pour contrôler respectivement un passage de by-pass entre ces deux canaux et un passage d'évacuation vers la vidange,ca- ractérisée en ce que son premier piston contrôle, non seulement le canal de by-pass et le passage d'eau vers le réservoir, mais également un conduit de communication vers une partie du second canal principal susceptible de communiquer avec un canal de vi dange à l'égout et ce, en fonction de la position du second pis ton placé dans ce canal, le premier piston étant traversé sur toute sa longueur par un alésage permettant ltétablissement d' une circulation d'eau en sens inverse pour ltopération de détas sage. 2.- Une vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second piston contrôle non seulement la sortie du réservoir et la liaison du premier canal avec l'orifice !t vidange à ltégout, mais également une communication directe éventuelle de cet ori fice avee l'estrémité du second canal principal de la vanne, p- posée à celle communiquant avec le réservoir, le second piston étant traversé sur toute sa longueur par un alésage permettant ltétablissement d'une circulation directe entre le réservoir et ltorifice de vidange lors de ltopération de rinçage rapide du réservoir. D.- Une vanne selon l'une des revendications précédentes,caractéri- sée en ce que le premier piston comporte deux collets délimitant une chambre annulaire permettant le passage de l'eau d'alimerta- tion vers le canal de by-pass durant toute la durée du cycle de régénération. 4.- Une vanne selon l'une des revendications précédentes, caractéri- sée en ce que le second piston comporte trois collets délimitant deux chambres annulaires dont l'une permet la communication du canal de by-pass avec la sortie de la varve durant toute la du rée du cycle de régénérationceperdant que l'autre assure la comunication de l'orifice de vidange avec le conduit de liai "son du premier canal principal durant ltoEération de détassage.