Brevet FR2317812A1 — publié le 19770204

La présente invention concerne un dispositif de régulation en valeur crête d'impulsions électriques, notamment pour appareils de traitement des fluides. Dans les appareils de traitement anti-tartre de l'eau par impulsions électriques, on a constaté que, pour un écoulement donné, l'efficacité du traitement était fonction de l'intensité crête des impulsions de traitement ; cette intensité crête dépend elle-même de l'impédance de la cellule de traitement et, par conséquent-, de l'état d'encrassement de l'électrode négative qui est la seule à s encrasser. La pratique courante consiste à prescrire le décrassage manuel de ladite électrode négative avec une périodicité difficile à déterminer, surtout lorsque la qualité et/ou le débit du liquide à traiter ne sont pas constants ; ceci amène, dans la plupart des cas, un décrassage pratiqué trop tt, alors que la nécessité ne s en imposait pas, ou trop tard, alors que la qualité du traitement s'est déjà détériorée. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant un dispositif de régulation économique. Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'un dispositif qui met en oeuvre des moyens de réglage agissant sur la valeur crête des impulsions comporte un comparateur mesurant en permanence la valeur crête des impulsions par comparaison avec une valeur de référence définissant un extremum comporte un dispositif de mémorisation bistable ou multistable alimenté par le comparateur et susceptible de commander lesdits moyens de réglage. Le dispositif de régulation, objet de l'invention, est en fait un dispositif de régulation de tension. Pour une meilleure compréhension, les explications relatives au fonctionnement du système bouclé seront données en termes "d'intensité d'impulsions" D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma fonctionnel représentant l'asso#àtion du dispositif de régulation 10 avec un générateur d'i;;n-ulsiorls 1 alimentant une cellule de traitement 2 - les figures 2 et 2a sont des schémas électriques du i-ns 10 selon un mode de réalisation, ce dispositif comportant des interrupteurs commandés qui, dans l'exemple décrit, sont des triacs , et - la figure 3 représente essentiellement la caractéristique courant-tension d'un élément électronique de référence utilisé dans le montage de la figure 2. Sur la figure 1, on peut voir la résistance 3, branchée en série avec la cellule 2, et qui joue le rôle de capteur de l'intensité des impulsions dans ladite cellule 2. t ensemble 11 contient la cellule 2 et le générateur 1 qui l'alimente, c'est-à-dire tous les moyens de réglage de l'intensité des impulsions qui traversent la cellule 2. Le potentiel de la borne la du générateur 1 est pris comme référence de tension. Entre les bornes la, lb du générateur 1, est introduite, dans le dispositif 10, la tension des impulsions engendrées par le générateur 1. Entre les bornes la et 3a de la résistance 3, est introduite, dans le dispositif 10, une tension image de l'intensité des impulsions dans la cellule 2. La ligne flèchée 12 symbolise la rétroaction du dispositif 10 vers l'ensemble 11, qui permet au dispositif 10 de jouer le rôle d'un régulateur en agissant sur un ou des moyens de réglage de l'intensité dans la cellule 2, moyens qui appartiennent à l'ensemble 11. Sur les figures 2 et 2a, on voit le détail du dispositif de régulation 10 qui comporte : a) un circuit comparateur composé d'un triac 4 associé à une résistance de charge 5 ; l'électrode de déclenchement 4a du triac 4 est alimentée par la tension présente aux bornes de la résistance 3 par l'intermédiaire d'un élément électronique de référence G ;;à cet effet, ladite électrode 4a est reliée par l'intermédiaire de l'élément 6 au point de jonction 3a de la résistance 3 et de la cellule 2 b) un circuit à mémoire mécanique, composé d'un triac 7 chargé par la bobine d'excitation 8 d'un télérupteur (relais bistable), l'électrode de déclenchement 7a du triac 7 étant alimentée par le signal de sortie du triac 4, à travers un diac 9 c) ou en variante (figure 2a), un circuit 7', 8', 9' composé des mêmes éléments avec permutation du branchement de 7', 8' par rapport à 7, 8 et adjonction d'une résistance de protection'limitant le courant dans 9'. Les éléments 4, 5, 6 constituent un comparateur destiné à fournir un signal indiquant, pour chaque impulsion fournie par le générateur 1, si l'intensité de ladite impulsion est ou n'est pas supérieure à un seuil prédéterminé défini par la grandeur de référence mentionnée. Le fonctionnement du comparateur 4, 5, 6 est le suivant Le signal d'entrée du comparateur 4, 5, 6 est constitué par la tension développée aux bornes de la résistance 3 par le passage du courant de traitement ; cette tension est proportionnelle à l'intensité des impulsions. Le comparateur 4, 5, 6 compare. cette tension d'entrée avec une tension#de -ré-rence. Afin de réduire la tension aux bornes de la résistance 3 et, par suite, la puissance dissipée dans cette résistance 3, ladite tension de référence sera choisie avantageusement la plus faible possible compte tenu de la stabilité requise. A cet effet, l'élément électronique 6 est un commutateur bilatéral ;ce composant connu sous le nom de "Silicon Bilateral Switch" dit "SBS" présente une caractéristique courant-tension dont les parties à pente négative correspondent à un basculement à tension faible, voisine de 8 Volts. De plus, cette tension de basculement reste stable quels que soient le vieillissement et/ou l'échauffement de ce composant. L'élément 6 matérialise la tension de référence. La résistance 3,parcourue par le courant des impulsions fournies par le générateur 1, est équivalente à un générateur de tension qui présente une résistance interne série faible et dont la caractéristique courant-tension est représentée sous la forme d'une droite telle que 30 ou 30a sur la figure 3. On voit sur cette figure que, selon que la tension aux bornes de la résistance 3 sera inférieure ou supérieure à la tension de bas culement V du composant 6, la caractéristique 30 ou 30a du o générateur équivalent coupera la caractéristique 31 du composant 6 dans des régions à courant pratiquement nul I ou très impor o tant Il. Lorsque la tension du générateur équivalent est suffisamment importante, c'est-à-dire lorsque le courant de traitement est supérieur à un seuil prédéterminé, on dispose, dans l'élec- trode de commande 4a, d'un courant I1 pouvant amorcer le triac 4. Ce dernier devient ainsi conducteur, de sorte que la tension à ses bornes devient pratiquement nulle. Le basculement du composant 6, c'est-à-dire l'amorçage du triac 4, ne peut avoir lieu que pendant la durée de chaque impulsion fournie par le générateur 1. Si on alimente le triac 4 et sa résistance de charge 5 par le générateur 1 lui-mme, on obtient aux bornes du triac 4 une tension qui s'annule dans les deux cas suivants a) si le courant de traitement est supérieur au seuil prédéterminé (fonctionnement normal, courant de traitement suffisamment grand) ; et b) en l'absence de tension à la sortie du générateur 1 (repos normal entre les impulsions) La tension aux bornes du triac 4 ne s'annule pas s'il y a simultanément présence d'impulsions et valeur trop faible du courant crête de ces impulsions (fonctionnement anormal, courant de traitement insuffisant). On dispose alors aux bornes du triac 4 d'un signal "d'alarme" ayant même forme que les impulsions fournies par le générateur 1. Ainsi, le signal d'alarme fourni par le comparateur 4, 5, 6 est composé d'un train d'impulsions de même forme que celles fournies par le générateur 1. Ce signal d'alarme va être utilisé pour commander des moyens de réglage de l'intensité des impulsions fournies par le générateur 1. Un dispositif à mémoire bistable ou multistable est prévu pour mettre en mémoire l'information constituée par le signal d'alarme. En effet, quel que soit le procédé choisi pour rendre au courant de traitement une intensité crête supérieure au seuil prédéterminé, c'est-à-dire rétablir le fonctionnement normal, la mise en oeuvre de ce procédé ne peut dépendre uniquement des seules impulsions d'alarme fournies par le comparateur. Car, dès que l'on utilise ledit procédé les impulsions d'alarme disparaissent, et cependant il y a encore lieu de continuer à appliquer le procédé susvisé ; sinon le retour aux conditions initiales ramènerait au courant initial, inférieur au seuil préréglé, qui a déclenché la première impulsion d'alarme. Il est donc nécessaire de mémoriser cette impulsion d'alarme. Ce dispositif est avantageusement constitué par une mémoire multistable mécanique, c'est-à-dire un système susceptible de conserver en mémoire la première alarme, et ceci même en cas d'interruption totale d'alimentation électrique, notamment par arrêt du générateur d'impulsions 1. Selon ltexemple représenté, la mémoire mécanique multistable est bistable et elle est constituée par un télérupteur (relais électromagnétique à excitation fugitive). On n'a représenté sur la figure 2 que la bobine d'excitation 8 de ce télérupteur. La bobine 8 du télérupteur est commandée par le triac 7 qui est susceptible d'être déclenché par l'application sur son électrode de commande 7a de la tension de sortie du comparateur, cette dernière tension étant celle existant aux bornes du triac 4 ; le diac 9 interposé entre le comparateur et l'électrode de commande 7a du triac 7 assure un amorçage franc dudit triac 7. Ainsi, dès que l'impulsion de traitement fournie par le générateur 1 présente une intensité crête inférieure au seuil prédéterminé, il apparait aux bornes du triac 4 une impulsion d'alarme qui, par l'intermédiaire du diac 9, fait amorcer le triac 7 et actionne le télérupteur qui garde ainsi en mémoire la première alarme. Dans l'exemple décrit, le dispositif de régulation 10 intervient pour augmenter l'intensité des impulsions dès que l'une d'entre elles est inférieure à un seuil prédéterminé. En utilisant le dispositif de mémorisation inversé 7', 8', 9', on obtient un dispositif de régulation qui intervient au contraire pour diminuer l'intensité des impulsions dès que celle-ci est supérieure à un seuil prédéterminé. La bobine 8' est actionnée lorsque le triac 7' a été déclenché, par l'intermédiaire du diac 9', au moyen de de la tension existant aux bornes de la résistance 5. Ladite tension n'existe que s'il y a simultanément présence d'impulsions et triac 4 amorcé, c'est-à-dire courant supérieur au seuil préréglé. L'association des dispositifs 10 et 10' à un même ensemble 11 permet d'obtenir un véritable asservissement du courant entre deux seuils préréglés. Les moyens de réglage à mettre en oeuvre pour restaurer l'efficacité du traitement comprennent ceux qui permettent de régler l'intensité nominale du courant dans la cellule de traitement 2. Ces moyens sont avantageusement constitués par des moyens classiques, permettant d'ajuster la tension d'alimentation du générateur 1. En outre, on prévoit avantageusement des moyens d'alarme lumineuse ou sonore capables d'avertir l'usager d'avoir à intervenir manuellement. Il est également possible de restaurer le courant initial sans modifier la tension crête des impulsions, en restaurant à la cellule son impédance initiale, ce qu'on peut réaliser au moyen d'un commutateur susceptible de commuter sur la borne "moins" lb du générateur -1, une ou plusieurs électrodes propres et, à la masse générale, la ou les électrodes encrassées afin que ces dernières subissent de la part du liquide-même en traitement un nettoyage automatique. Il est, en effet, connu depuis longtemps que le liquide traité présente la propriété de désagréger les dépôts existants sur les parois internes des récipients et tuyauteries qu'il traversé ainsi que sur les électrodes hors fonctionnement, La couche de tartre recouvrant ces parois ou électrodes est attaquée dans toute sa masse par le liquide en traitement et s'effrite rapidement.Ce phénomène est défavorable dans la mesure où l'on a laissé s'accumuler sur lesdites parois ou électrodes une couche de tartre importante en épaisseur qui, en se désagrégeant par plaques, produit des fragments de tartre risquant d'obstruer ou de bloquer les éléments du circuit hydraulique situés en aval de la cellule- 2. Ce phénomène peut, au contraire, être considéré comme très avantageux et contribuer à rendre l'appareil de traitement entièrement automatique lorsque le courant de traitement minimal est préréglé à une valeur suffisamment proche de la valeur nominale de ce courant. Dans ce cas, la couche de tartre déposée sur une électrode négative en service est toujours assez mince pour donner lieu, par sa désagrégation, à des boues de granulation très fine non susceptibles de détériorer ou de gêner le fonctionnement de tous organes aval, Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportons par l'homme de l'art aux dispositifs~~ou EXocédés qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif de régulation en valeur crête d'impulsionc électriques fournies par un générateur d'impulsions, notamment pour appareils de traitement des fluides, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre des moyens de réglage 8, 12 susceptibles d'agir sur la valeur crdte desdites impulsions et comporte un comparateur 4, 5, 6 comparant la valeur crête des impulsions avec une valeur de référence définissant un extrdvmum, et un dispositif de mémorisation bistable ou multistable 7, 8, 9 qui est alimenté par le signal de sortie du comparateur et qui est susceptible de commander lesdits moyens de réglage 8, 12. 2) Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le comparateur 4, 5, 6 comprend un interrupteur commandé 4, alimenté par le générateur d'impulsions 1, et dont l'électrode de commande 4a est alimentée par le signal résultant de la comparaison entre la valeur crête des impulsions et une grandeur de référence. 3) Dispositif de régulation selon la revendication 2, caractérisé en- ce que l'élément de référence du comparateur est un commutateur bilatéral 6. 4) Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de mémorisation 7, 8, 9 comporte une mémoire mécanique 8, 12. 5) Dispositif de régulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la mémoire mécanique 8, 12 est bistable. 6) Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de-réglage de l'intensité des impulsions comprennent des moyens connus en soi de modification automatique de la tension crête des impulsions fournies par le générateur 1. 7) Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'intensité initiale des impulsions est restaurée par substitution automatique d'électrodes dans la cellule 2.