Brevet FR2410261A1 — publié le 19790622

La présente invention concerne un dispositif de contrôle de niveau dans un récipient, applicable notamment à des appareils électro-ménagers. Dans des machines comportant une cuve où il est nécessaire d'assurer le contrôle ou la régulation d'un niveau d'eau, par exemple des machines à laver le linge, des machines à laver la vaisselle, des séchoirs à linge, etc., il est classique d'agir sur l'alimentation électrique de l'électro-vfanne de remplissage au moyen d'un commutateur manostatique. Ce commutateur comporte généralement un inverseur électrique actionné par un dispositif à membrane sensible à la pression définie par la hauteur d'eau à contrôler. Les dispositifs connus sont affectés, du fait de leur conception et de leur structure, par'des tolérances de fonctionnement telles que le niveau à contrôler est assez imprécis. D'autre part il se produit dans la transmission des signaux représentant la condition "plein" et la condition "vide" un retard ou hystérésis qui a un effet perturbateur sur la précision du système. L'invention#a pour but de remédier aux inconvénients des réalisations connues et elle concerne un dispositif de contrôle de niveau dans une cuve alimentée par une vanne, caractérisé en ce qu'il comprend - un générateur de dépression branché en série avec la vanne et relié à la cuve par un tube de prise de dépression, et - un organe de captage de la dépression créée dans ledit tube lors de l'atteinte du niveau a' contrôler et assurant la commande de la vanne à partir d'un seuil de dépression défini par un moyen de mémorisation. Suivant une caractéristique de l'invention, le générateur de dépression est une trompe à eau constituée par un tube central d'injection d'eau produisant par effet d'aspiration une dépression dans un fourreau périphérique. Par comparaison aux systèmes connus dans lesquels on contrôle le niveau de remplissage dans la cuve proprement dite, c'est à dire un récipient contenant une masse d'eau dont la surface est perturbée par des clapotis, des vagues ou autres fluctuations, le système selon l'invention, qui fait intervenir un tube de prise de dépression, présente une très grande précision. En outre, du fait de la rapidité d'établissement d'une dépression par montée de l'eau dans un tube de petite section, on élimine pratiquement complètement le phénomène d'hystérésis affectant les réalisations connues. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la Fig. 1 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans lequel la trompe à eau est branchée en aval de la vanne, l'organe de captage de dépression étant du type pneumatique, la Fig. 2 représente schématiquement un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans lequel la trompe à eau est branchée en amont de la vanne ; la Fig. 3 représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans lequel l'organe de captage de dépression est du type électrique la Fig. 4 montre l'application du dispositif selon l'invention à la cuve d'une machine à laver le linge, en correspondance au schéma de principe de la fig. 2.. Suivant l'invention, on crée à l'aide d'un générateur approprié, dans un tube partant de la cuve dont le niveau est à contrôler, une dépression qui est captée par un organe assurant la commande d'une vanne d'alimentation en eau de la cuve. Comme indiqué ci-dessus, le générateur de dépression est constitué d'une façon très simple par une trompe à eau. Sur la Fig. 1, on a représenté un schéma du dispositif de contrôle de niveau selon l'invention. La trompe à eau 1 est branchée en aval d'une vanne de type électrique 2 qui est ellemême reliée au robinet d'alimentation R et qui est actionnée par un manostat électrique 3 qui comprend un contacteur fermé dans la condition de repos et s'ouvrant lors de l'application d'une dépression au manostat. La trompe à eau 1 est reliée à la cuve C par un tube de prise de dépression 5 lui-meme raccordé à la cuve par un orifice dont le sommet définit le niveau N à contrôler. Cependant il est à noter que cet agencement de la liaison du tube avec la cuve est donné seulement à titre schématique et qu'on pourra adopter en pratique tous autres modes de définition de niveau. Un tube 6 relie le tube 5 au manostat 3 de commande de l'électrovanne 2. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif. La cuve C étant vide et le manostat 3 se trouvant dans la condition de repos, c'est à dire avec son contact fermé, on met en tension l'électrovanne -de sorte que celle-ci débite dans la trompe à eau 1. Le tube 5 se trouve alors en communication avec l'atmosphère, le manostat 3 ne constate pas de dépression et l'électrovanne est maintenue en tension. Lorsque le niveau dans la cuve C atteint la cote définie par la ligne N-N, qui correspond au sommet de l'orifice d'embouchure du tube 5, ce dernier est immergé et la trompe 1 aspire de l'eau de sorte que le manostat est soumis, par l'intermédiaire du tube 6 à une dépression égale à la hauteur d'eau h dans le tube 5. Lorsque cette dépression atteint une certaine valeur de seuil qui est suffisante pour manoeuvrer le manostat, celui-ci coupe l'alimentation de l'électrovanne 2. La dépression nécessaire pour conserver le manostat 3 dans sa condition de marche est maintenue par un moyen de mémorisation qui est constitué dans ce cas par le tube de sortie 9 de la trompe 1, coudé en U de façon à conserver une colonne d'eau de hauteur h gardée en réserve. Si le niveau dans la cuve C redescend en dessous de la ligne N-N, la colonne d'eau h se trouvant dans le tube 5 s'écoule dans la cuve et le tube d'aspiration de la trompe est mis en communication avec 1'atmosphère de sorte que la dépression sollicitant le manostat est supprimée. Le contacteur du manostat se referme et l'électrovanne 2 est réalimentée. La description faite ci-dessus correspond au cas où la vanne et le manostat sont du type électrique. Elle s'applique cependant également au cas où la vanne et le manostat sont du type magnétique. On utilise alors une vanne a délestage hydraulique d'appoint dont le noyau d'ouverture et de fermeture de l'orifice de membrane est actionné par un manostat magnétique, c'est à dire un organe comportant une membrane sensible à une dépression et portant un aimant. On a reprbsenté sur la Fig. 2 un schéma montrant l'application du dispositif selon l'invention dans des conditions où la trompe à eau 1 est placée en amont de la vanne 2. Dans ce cas, la seule modification concerne l'agencement du moyen de mémorisation de dépression qui est constitué dans ce cas par un clapet:4 remplissant d'ailleurs une double fonction - lorsque la machine est à l'arrêt et que la vanne est fermée, le clapet 4 est également fermé pour empêcher un passage de l'eau dans les tubes 5, 6 ; - quand la machine est en marche, il remplit la fonction d'un moyen de mémorisation de dépression. En effet, lorsque le niveau à contrôler est atteint, la dépression s'établit, le manostat ferme la vanne mais la pression du réseau s'exerçant sur le clapet assure sa fermeture de sorte qu'il maintient la dépression dans le tube 5 et que le manostat continue à être sollicité. Sur la Fig. 3, on a représenté un mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans lequel la trompe à eau 1 est branchéeen amont de l'électrovanne mais où l'organe de captage de dépression est de nature électrique et est constitué en fait par un capteur de présence d'eau. La vanne 2 est du type électrique et son enroulement d'actionnement est branché en série avec le capteur de présence d'eau ou de dépression qui est placé dans ce cas autour du tube de prise de dépression 5. Ce capteur est constitué par une résistance non linéaire, par exemple une thermistance du type à coefficient de température négatif, c'est-à-dire que sa valeur phmique est une fonction décroissante de la température. Lorsqu'on applique une tension U d'excitation de l'enroulement de l'électrovanne 2 entre les bornes a et b, il s'établit dans le circuit un courant i insuffisant pour produire l'ouverture de la vanne mais suffisant pour provoquer un échauffement de la thermistance 3.Lorsqu'en s'échauffant la résistance de la thermistance tombe en dessous d'un seuil tel que le courant i devienne suffisant pour provoquer l'ouverture de la vanne 2, la cuve C se remplit d'eau. A partir du moment où le niveau dépasse la hauteur définie par la ligne N-N, la trompe 1 aspire de l'eau par l'intermédiaire du tube 5. La thermistance 3 est refroidie par l'eau et augmente de résistance, le courant i diminue jusqu'à ce qu'il produise une fermeture de la vanne. Lorsque le radiateur de la thermistance 3 est maintenu en contact avec l'eau se trouvant dans le tube 5, cette thermistance ne peut s'élever en température car elle est d'une puissance calorifique insuffisante pour augmenter la température de l'eau de façon sensible.Lorsque le niveau dans la cuve tombe en dessous de la ligne N-N, le tube 5 est mis en communication avec l'air et la thermistance n'est alors plus refroidie par l'eau. Il faut également noter dans ce cas que l'utilisation d'une thermistance comme organe de captage de niveau dans une cuve est connue;mais le fonctionnement de la thermistance est affecté par les fluctuations du plan d'eau se trouvant dans la cuve alors que selon l'invention, lorsque la thermistance est placée autour d'un tube de petit diamètre, la montée du liquide s'effectue de façon rapide et stable et le contact eau-thermistance est correctement maintenu. Sur la Fig. 4, on a représenté un mode d'application pratique de l'invention au contrôle du niveau d'eau dans une cuve d'une machine à laver le linge. Ce mode d'application correspond au schéma de la Fig. 2, dans le cas où la trompe 1 est branchée en amont de la vanne 2 qui est du type magnétique et qui est actionnée par un manostat magnétique. Des éléments correspondants sur les deux figures ont été désignés par les memes références numériques. La cuve C est reliée par une tubulure de fond 13 à un tube de niveau 14 dont la partie supérie#ure est divisée en une tubulure verticale d'établissement de communication avec l'atmosphère et une tubulure inclinée, dont le point supérieur de raccordement N définit le niveau à contrôler dans la cuve C, la ligne de niveau étant désignée par Il sur cette figure. Cette tubulure inclinée est reliée au tube de prise de dépression 5 lui-même en liaisonrpar son extrémité, supérieure avec un raccord contenant le clapet à bille 4. Ce raccord comporte en outre une tubulure qui est reliée par l'intermédiaire du tube 6 au manostat magnétique 3 de façon à lui transmettre la dépression captée dans le tube 5. Ce manostat est pourvu d'une membrane portant un aimant 9 qui a pour fonction d'attirer, lorsque l'entrefer établi par la dépression le permet, le noyau magnétique 8 de sollicitation du diaphragme 7 de la vanne magnétique 2. Cette vanne est du type à délestage hydraulique d'appoint, c'est-à-dire que la pression du#réseau d'alimentation en eau coopère à sa fermeture et à son ouverture. A cet effet, il est prévu dans le diaphragme d'une part un orifice central destiné à etre ouvert et fermé par le noyau magnétique 8 et d'autre part de petits orifices intermédiaires répartis sur un cercle entourant le noyau et servant à transmettre la pression du réseau.La trompe à eau génératrice de dépression a été désignée dans son ensemble par la référence 1 et on voit qu'elle comporte un tube central d'injection d'eau 15 créant dans le fourreau 16 et par conséquent, par l'intermédiaire du clapet 4 en position d'ouverture, dans le tube 5, une dépression transmise par le tube 6 au manostat 3 de façon à actionner la vanne 2 à partir d'une certaine valeur de seuil qui est définie par la hauteur d'eau h. Dans tous les modes de réalisation de l'invention, au lieu de prévoir un ajustage de définition de niveau et de prise de dépression dans la paroi latérale de la cuve, comme indiqué sur les schémas des figs. 1, 2 et 3, on peut adopter la structure à tube de niveau 14 de la fig. 4 qui offre une bien plus grande souplesse d'adaptation. Alors que sur les schémas des figs 1, 2 et 3, on a représenté la vanne 2 et la trompe à eau 1 comme des éléments séparés, on a adopté, dans le mode de réalisation de la figure 4, suivant une caractéristique de l'invention, une structure dans laquelle la vanne et la trompe à eau forment un ensemble monobloc. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus et représentés sur les figures et elle est applicable à tous appareils à cuves, notamment des appareils ménagers tels que des machines à laver le linge, des machines à laver la vaisselle et des séchoirs à linge, dans lesquels il est nécessaire d'assurer un contrôle du niveau d'eau d'une manière précise, rapide et peu coûteuse. REVENDICATIONS l. Dispositif de contrôle de niveau dans une cuve alimentée par une vanne, caractérisé en ce qu'il comprend - un générateur de dépression branché en série avec la vanne et relié à la cuve par un tube de prise de dépression, et - un organe de captage de la dépression créée dans ledit tube lors de l'atteinte du niveau à contrôler et assurant la commande de la vanne à partir d'un seuil de dépression défini par un moyen de mémorisation. 2. Dispositif de contrôle de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de dépression est une trompe à eau reliée en série avec la vanne. 3. Dispositif de contrôle de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque la vanne est du type électrique, l'organe de captage de dépression est constitué par un manostat électrique de commande de la vanne. -4. Dispositif de contrôle de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque la vanne est du type magnétique, l'organe de captage de dépression est constitué par un manostat magnétique de commande de la vanne. 5. Dispositif de contrôle de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque la vanne est du type électrique, l'organe de captage de dépression est constitué par une résistance thermosensible qui est placée autour du tube de prise de dépression au niveau à contrôler de façon à agir sur llélectro-aimant de la vanne en fonction de la présence ou de l'absence d'eau, c'est-àdire de dépression, dans le tube. 6. Dispositif de contrôle de niveau selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résistance thermosensible est une thermistance. 7. Dispositif de contrôle de niveau selon la revendication I, caractérisé en ce que, lorsque la trompe à eau est branchée en aval de la vanne, le moyen de mémorisation de dépression est constitué par une partie en forme de U du tuyau de sortie de'la trompe. 8. Dispositif de contrôle de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque la trompe à eau est branchée en amont de la vanne, le moyen de mémorisation de dépres#sion est constitué par un clapet branché entre la trompe à eau et la cuve dans le conduit de prise de dépression. 9. Dispositif de contrôle de niveau selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que la vanne et la trompe à eau forment un ensemble monobloc. 10. Application du dispositif de contrôle de niveau selon l'une quelconque des revendications L à 9, à tous appareils à cuve, notamment des appareils ménagers tels que machines à laver le linge, machines à laver la vaisselle, séchoirs à linge.