Brevet FR2412110A1 — publié le 19790713

La présente invention concerne un dispositif de régulation de niveau dans un récipient, notamment pour un condenseur d'hwaxdité d'une machine à sécher le linge. Dans des récipients- alimentés en eau en permanence ou par intermittence à laide d'un circuit d'eau à faible débit commandé par une électrovanne ou un robinet, il est nécessaire, afin d'éviter les risques de débordement, par exemple en cas de défaillance du système de vidange, d'utiliser un dispositif de contrôle de niveau. On utilise dans le domaine connu l'un des systèmes suivants - un press#ostat ayant pour fonction d'interrompre direct~ment l'alimentation de l'électrovanne lorsque le niveau dans le récipient atteint la cote d'alerte - un flotteur ayant pour fonction d'enclencher, lorsqutune certaine hauteur d'eau est atteinte, un micro-contacteur qui interrompt l'alimentation de l'électrovanne - une vanne- à commande mécanique qui est actionnée par un flotteur, par exemple du type chasse d'eau. Dans le cas des systèmes à pressostat ou à flotteur, les ensembles électrovanne - pressostat ou bien électrovanne - flotteur micro-contacteur sont onéreux. D'autre part la protection contre le débordement est fonction de la commande électrique de l'électrovanne, de la commande électrique du micro-contacteur ou du pressostat ou bien de la commande hydraulique du micro-contacteur ou du pressostat. Dans le cas du système à vanne actionné par flotteur, l'étanchéité de la vanne nécessite des bras de levier importants au niveau de la liaison flotteur-vanne, compte tenu de la pression à couper dans le circuit d'eau. En outre l'ensemble du dispositif est très encombrant et le débit d'eau n'est pas constant en cours de remplissage, c'est-à-dire qu'il diminue à mesure que l'on se rapproche du niveau de coupure. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des réalisations# connues et elle concerne un dispositif de régulation de niveau dans un récipient, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne à membrane à orifices sollicitée par un noyau magnétique qui est actionné par un aimant supporté par un flotteur placé dans le récipient Suivant une autre caractéristique de l'invention, la vanne comporte une membrane pourvue d'un grand orifice central obturable par le noyau magnétique et de petits orifices intermédiaires répartis autour de l'orifice central et permettant à la pression du liquide alimentant la vanne de coopérer à son ouverture et à sa fermeture, suivant le principe du "délestage hydraulique d'appoint". Le dispositif de régulation selon l'invention présente les avantages suivants - les électro-aimants de commande de vannes et les manostats utilisés dans les systemes classiques sont remplacés par un flotteur et un aimant d'un faible coût ne nécessitant pas de câblage électrique, ce qui permet d'obtenir une grande sécurité d'utilisation - la pression du réseau d'alimentation en eau est utilisée pour assurer l'étanchéité de la vanne - par comparaison à un système à flotteur du type chasse d'eau, la commande de la vanne magnétique est bien plus simple ; L l'encombrement est très réduit. Il est possible d'appliquer le dispositif de l'invention à tous récipients où il est nécessaire d'assurer une régulation du niveau de liquide. Ainsi le dispositif est applicable à la régulation du niveau d'eau dans un condenseur d'humidité d'une machine à sécher le linge, comme cela sera décrit de façon plus détaillée dans la suite. Il est également possible d'appliquer le dispositif de régulation de niveau selon l'invention à des chasses d'eau, des abreuvoirs pour animaux, des aquariums et piscines, des bacs à fleurs, etc. 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 le dispositif de régulation de niveau selon l'invention, la vanne étant en position de fermeture la Fig. 2 est une vue semblable à la Fig. 1 mais azec la ±na*=me en position d'ouverture la Fig. 3 montre l'application du dis#sitif selon 1'inven-'on à un condenseur d'humidité d'une machine à sécher le linga ; la Fig. 4 montre schématiquement l'application de l'invention a : a) des bacs à fleurs b) un aquarium c) un humidificateur d'air. Sur les Figs 1 et 2, on a représenté une varve 1 de type magnétique qui est reliée au réseau d'alimentation en eau par l'intermédiaire d'un robinet 2 et qui fournit de l'eau par 1'interXédiaire d'un tuyau 3 à un récipient R pourvu d'un conduit de décharge 4. La vanne I comporte une membrane 5 pourvue d'un orifice central 6 et de plusieurs petits orifices 7 répartis sur un cercle autour de l'orifice central 6. Un noyau magnétique 8 coulisse à l'intérieur du corps de-vanne de manière à assurer l'obturation de l'orifice central. Ce noyau magnétique est actionné par un aimant 9 placé au dessus du corps de vanne et supporté par un flotteur 10 par l'intermédiaire d'une tige il cette tige coulisse dans un fourreau 12 solidaire au récipient. Le dispositif de régulation de niveau est constitué par la combinaison de la vanne magnétique 1 et du système d'entranement se composant de l'aimant 9 et du flotteur 10. Avant de décrire le fonctionnement du dispositif de régulation de niveau selon l'invention, on va d'abord préciser comment fonctionne la vanne magnétique. Cette vanne utilise le principe du "délestage hydraulique d'appoint", c' est-à-dire que la pression P régnant dans le réseau d'alimentation en eau coopère à l'ouverture et à la fermeture de la vanne. Quand le noyau 8 est en position basse (fig. 1), la vanne est fermée. Du fait de la prévision des petits orifices 7 dans la membrane, la pression P peut s'établir également du côté opposé à la tubulure de sortie et elle applique, avec une force qui lui est proportionnelle, la membrane 5 contre le siège 13 prévu dans le corps de vanne.L'orifice central 6 prévu au centre de la membrane 5 est obturé sous l'action du poids du noyau 8 de sorte qu'il ne peut se produire un équilibrage de pression vers la tubulure de sortie 14. Lorsque le noyau 8 passe en position haute, l'orifice central 6 de la membrane 5 est dégagé. Ainsi la pression d'eau qui existe en aval de la vanne peut se détendre vers la tubulure de sortie 14 et la pression P régnant en amont de la membrane pousse celle-ci en l'écartant de son siège de sorte que la vanne s'ouvre. Ce principe de vanne est connu. Habituellement la commande du noyau s'effectue par un moyen électromagnétique. La nouveauté du système selon l'invention consiste en ce que la commande du noyau 8 est assurée à l'aide d'un flotteur 10 supportant un aimant 9. Quand le flotteur 10 est en position basse, l'aimant 9 attire le noyau 8 en position haute, l'orifice central 6 de la membrane 5 est dégagé et la vanne s'ouvre comme décrit ci-dessus. Lorsque le niveau atteint la cote définie par la ligne 15, la distance d'espacement entre le noyau 8 et l'aimant 9 ne permet plus à ce dernier de maintenir le noyau en position haute, ce dernier descend par gravité et vient obturer l'orifice central 6 de la membrane, la vanne se fermart alors comme décrit-ci-dessus. En supposant que l'eau se trouvant dans le récipient R est consommée en vue de remplir certaines fonctions qui dépendent des applications envisagées, on voit que la baisse dulniveau dans le récipient fait diminuer la distance d'espacement entre l'aimant et le noyau et, quand le niveau est descendu à une cote correspondant à la ligne 16, l'aimant 9 peut réattirer le noyau magnétique et produire ainsi une nouvelle ouverture de la vanne qui assure la réalimentation en eau du récipient, ce cycle étant répété automatiquement par la suite. Ce sys#tème correspond à une régulation automatique du nivea#u entre deux cotes 15 et 16 qu'on peut respectivement désigner par niveau de coupure" et "niveau d'ouverture". Ce principe de régulation automatique de niveau peut être appliqué à tous récipients dans lesquels le niveau doit être maintenu automatiquement. Ainsi on a représenté sur la Fig. 4a plusieurs bacs à fleurs Bl, B2, B3 reliés en série et ali#f#ltés en eau à partir d'un robinet 2. Un bac est agencé de façon à reconstituer le récipient R de la Fig. 1, dans lequel sont logées d'une part la vanne magnétique 1 et la commande à flotteur 10. Sur la Fig. 4b, on a indiqué schématiquement l'application du dispositif de régulation selon l'invention 1, 10 au maintien automatique de niveau dans un aquarium, une piscine ou un abreuvoir pour animaux. Au titre d'un autre exemple d'application de l'invention on a indiqué sur la Fig. 4c l'utilisation du système à vanne magnétique et à flotteur dans un humidificateur d'air. Sur la figure, on a désigné à nouveau par I la vanne magnétique et par 10 le flotteur d'actionnement. L'air sec pénètre en E, il traverse un réanauifeur d'air C avant de balayer la surface de la masse d'eau placée dans le récipient R et dont le niveau est maintenu automatiquement par la vanne magnétique. L'air passe ensuite dans un ventilateur qui est alimenté lorsque l'humidité de la pièce tombe en dessous d'un seuil contrôle par un hygromètre. Il existe des applications où, après enclenchement de l'installation, il est intéressant de stabiliser le niveau à une certaine hauteur dans le récipient C'est le cas par exemple du condenseur d'humidité d'une machine à sécher le linge. On a représenté une telle application sur la figure 3 où on a adopté les memes références numériques pour désigner des parties identiques à celles des figures 1 et 2. Cependant, avant de préciser comment intervient le dispositif de régulation de niveau selon l'invention, il est utile, en vue d'une meilleure compréhension de l'invention, de rappeler la structure du condenseur d'humidité, qui est du type défini dans la demande de brevet français n0 76/17 818 déposée par la Demanderesse le Il Juin 1976.Le condenseur R comporte une cuve dans laquelle pénètre l'air de séchage qui a traversé le linge dans la machine à sécher et qui contient par conséquent de l'humidité. Cette humidité se condense en passant sur la masse d'eau se trouvant dans la cuve du condenseur et également au contact des parois froides de ce dernier. Pour amplifier l'effet de condensation, il est prévu un circuit de recyclage d'eau, désigné schématiquement par 20 sur la figure 3 , alimenté par l'électropompe 17 et ayant pour fonction de créer dans la cuve du condenseur un rideau d'eau servant à capter l'humidité de l'air de séchage. Le dispositif de régulation de niveau selon l'invention se présente dans ce cas également sous la forme de la vanne magnétique 1 coopérant avec l'aimant 9 porté par le flotteur 10. Lorsque la machine fonctionne dans le mode-séchage,#l'éIectropompe 17 est enclenchée, le niveau d'eau dans le condenseur R diminue jusqu'au moment où l'aimant solidaire du flotteur est capable d'attirer le noyau 8 en produisant alors l'ouverture de la vanne magnétique. Dans ces conditions, la machine admet de l'eau. Cependant il est nécessaire dans cette application de stabiliser le niveau d'eau à une certaine hauteur désignée par 18 et appelé "niveau de fonctionnement". Pour résoudre ce problème, on branche à la sortie de la vanne magnétique un organe d'étranglement 19 dont la section de passage est choisie en correspondance au débit du circuit de recy-clage d'eau 20 pour maintenir un niveau constant d'eau dans le condenseur R.En fin de programme-séchage l'alimentation de l'électropompe 17 est coupée, l'eau n'est plus évacuée et le niveau d'eau dans le condenseur monte jusqu'au niveau de coupure 15. Lorsque ce niveau est atteint, la vanne magnétique coupe l'arrivée d'eau Il est en outre à noter que le dispositif de régulation de niveau permet d'aménager très simplement un trop plein permettant l'évacuation de l'eau excédentaire en cas de défaillance du système. Lorsque dans de telles conditions l'eau monte dans le récipient jusqu'au niveau indiqué en 21, l'eau en excès peut alors s'écouler dans l'intervalle annulaire existant entre la tige de flotteur 11 et la fourreau 12. Ainsi l'invention permet d'obtenir un dispositif de régulation automatique de niveau qui est extrêmement efficace et fiable et qui est en outre d'une fabrication plus économique que les réalisations connues. REVEND I CAT IONS =====~====~=======~=== 1. Dispositif de régulation de niveau dans un récipient, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne à membrane à orifices sollicitée par un noyau magnétique qui est actionné par un aimant supporté par un flotteur placé dans le récipient. 2. Dispositif de régulation de niveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne comporte une membrane pourvue d'un grand orifice central obturable par le noyau magnétique et de petits orifices intermédiaires répartis autour de l'orifice central et permettant à la pression du liquide alimentant la vanne de coopérer à son ouverture et à sa fermeture, suivant le principe du "délestage hydraulique d'appoint". 3. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 et 2, appliqué à un condenseur d'humidité de machine à sécher le linge, caractérisé en ce que la vanne magnétique actionnée par un aimant solidaire-d'un flotteur placé dans la cuve du condenseur coopère avec un organe d'étranglement placé dans le conduit de sortie de vanne et un circuit de recyclage d'eau associé au condenseur pour assurer une stabilisation du niveau d'eau dans le condenseur. 4. Dispositif de régulation de niveau selon ltune des revendications 1 à 3, caractérisé Zn ce que, pour créer un système de sécurité aux débordements, le flotteur est relié à l'aimant d'actionnement du noyau magnétique par une tige coulissant dans un fourreau relié de façon étanche au fond du réc#ipient afin de permettre l'écoulement de l'eau en excès dans l'intervalle annulaire existant entre la tige et le fourreau. 5. Application du dispositif de régulation de niveau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, à tous récipients dans lesquels on doit contrôler un niveau de liquide, tels que chasse d'eau, aquarium, piscine, abreuvoir pour animaux, bacs à fleurs, humidificateur d'air, machine à sécher le linge.