Brevet FR2440577A1 — publié le 19800530

La présente invention concerne un dispositif pour la régulation au- tomatique du débit d'adduction d'eau dans des bains de rinçage. L'invention s'applique dans tous les cas où on utilise de l'eau pour effectuer des opérations de rinçage, et notamment dans les industries de la galvanoplastie et des traitements et revSteients de surface, des teinturcs, de la tannerie, de l'alimentation, de l'élaboration des textiles et des fibres synthétiques, des peintures et vernis, et autres. On sait que le problème du rinçage industriel réside en ce que les bacs de rinçage ne font, en général, pas l'objet d'une utilisation rigu- lière dans le temps. Ainsi, des pièces à rincer peuvent se présenter è des cadences très variables au cours d'une réne journée. Pour que le rin çage soit efficace, l'eau de rinçage doit présenter un degré de pureté mi- nimum. On élève le degré de pureté de l'eau de rinçage par une adduction contre d'eau pure dans les bacs, et par un rejet simultané d'eau pol- luxée. Un procédé connu consiste à renouveler l'eau n en permenence, le d4- bit d'eau pure déversée étant tel que le degré de pureté iiniiua soit rew peeté au cours des périodes de production sasimwm. Ce procédé, qui est le plus employé actuellement, conduit à des consoneations d'eau excessive et inutiles. On connatt des dispositifs permettant d'adapter le débit d'eau pure au débit réel de la production, le degré de pureté de l'eau de rinçage restant alors théoriquement constant. toutefois, ces dispositions s sont révélées d'une fiabilité plus limitée, ce qui est da nota ent :: - à l'usure des conponants, ces dispositifs cosportant des contacts à relais électro agnétiques d'une durée de vie limitée g - aux variations de température affectant les circuits électroniques des dispositifs, et faussant la mesure du degré de pureté - aux parasites électriques d'origine industrielle qui pavent af- fecter eux aussi lesdits circuits électroniques. En outre, ces dispositifs doivent être multipliés lorsqu'on utilise un grand nombre de bacs de rinçage, ce qui se traduit par une augienta- tion de cotit. L'invention a pour but de réaliser un dispositif d'adaptation auto pratique du débit d'adduction sur les bassins de rinçage permettant ainsi une économie d'eau, de réactifs et de neutralisation, et permettant d'offrir un fonctionnement fiable, en toute sécurité, face aux risques électriques, dans un esprit de tranquilité pour l'utilisateur, ce dispositif étant en outre démuni d'organes de réglage de sensibilité extérieurs. Un dispositif suivant l'invention, pour la régulation automatique du débit d'adduction d'eau dans des bains de rinçage, comprend au moins une unité de régulation munie d'un étage électrique b haute fréquence qui mesure en permanence le taux de pollution des eaux de rinçage par l'inter- ordinaire d'un capteur, et qui commande l'ouverture et la fermeture d'une électro-vanne d'arrivée d'eau pure, et il est caractérisé en ce que cette unité est constituée par une sonde monobloc qui est immergée au moins en partie dans l'eau de rinçage. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispo datif comprend une série de sondes en liaison avec une même unité centrale située b distance desdites sondes, cette unité centrale étant constituée par un circuit d'alimentation alimentant les sondes en basse tension alternative. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la sonde monobloc est en forme de canne, le capteur étant placé à l'extrémité li bre du corps rectiligne de la canne renfermant par ailleurs l'étage électronique, et un dispositif de raccordement étanche étant placé à l'extré- mité libre de la partie coudée de la canne, cette partie coudée étant destinée à rester accrochée à un bord d'une cuve de rinçage tandis que le corps rectiligne plonge dans cette cuve. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la sonde renferme en outre un lest en sable et en gel de silice, tous les organes placés à l'intérieur de ladite sonde étant noyés dans une résine. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, l'étage électronique de la sonde comprend - un oscillateur à haute fréquence, qui alimente le capteur en cou rant à haute fréquence - un filtre passe-haut qui recueille le courant à haute fréquence en provenance du capteur 3 - un aiplificateur-redresseur branché à la sortie du filtre passehaut, - un trigger auquel est appliqué la tension de sortie de l'amplificateur-redresseur, et qui présente deux états de sortie, "O" et "1" - un circuit de coupure statique qui reçoit le signal de sortie du trigger par l'intermédiaire d'un photocoupleur, et qui commande l'alixen- tation de l'électro-vanne. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le circuit de coupure statique comprend principalement un triac. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la son- de comporte en outre, dans la partie coudée de la canne - des voyante de contrôle, visualisant l'état ouvert ou fermé de l'électrowvanne ; - des organes de réglage qui sont réglée en usine et qui sont inac- cessibles lorsque la sonde est en service. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. - Figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation de rinçage équipée d'un dispositif suivant l'invention. - Figure 2 est une vue en section par un plan vertical d'un bac de rinçage de cette installation. - Figure 3 est une vue montrant une sonde du dispositif suivant l'invention. - Figure 4 est une vue schématique du circuit électronique de cette sonde. - Figure 5 est une vue schématique de l'unité centrale du dispositif suivant l'invention. On a représenté sur la figure 1 une installation de rinçage coipre- nant une série de bacs de rinçage 1. Ces bacs renferment un bain d'eau de rinçage ou l'on plonge des pièces à rincer. Suivant une disposition connue, on opère un renouvellement continu de cette eau de rinçage en déversant de l'eau pure par l'intermédiaire d'une canalisation d'arrivée d'eau 2 et en laissant le trop-plein du bain s'écouler dans une canalisation d'évacuation 3. Le niveau supérieur du bain reste toujours le mime, étant fixé par la position de l'embouchure de la canalisation d'évacuation 3 (voir figure 2). Le dispositif de régulation suivant l'invention comprend d'une part une unité centrale 4 et d'autre part une série d'unités de régulation 5 associées aux différents bacs. Une unité de régulation constituée par une sonde monobloc est reprb- sentée sur la figure 3, son circuit électronique 6 étant représenté ché- matiquement sur la figure 4. La sonde est en forme de canne. Un capteur 7 sensible à la salinité de l'eau de rinçage est placé à l'extrémité libre du corps rectiligne de la canne, ce corps renfermant par ailleurs le cir- cuit électronique 6. Un dispositif de raccordement électrique étanche 8 est placé à l'extrémité libre de la partie coudée de la canne, cette partie étant destinée à rester accrochée à un bord 9 d'une cuve 1 tandis qas le corps rectiligne plonge dans le bain de cette cuve cuve. La sonde colporte en outre, au niveau de la partie coudée de la canne, des voyants de con trssle et des organes de réglage groupés dans un ensemble 10, ces organes de réglage étant réglés en usine et étant par la suite inaccessibles lorsque la sonde est en service. D'une manière générale, tous les organes planée à l'intérieur de la sonde sont noyés dans une résine, la sonde renfermant par ailleurs un lest en sable et en gel de silice. Le circuit électronique de la sonde est représenté schématiquement sur la figure 4. Ce circuit comprend un oscillateur à haute fréquence 11 qui envoie une tension à haute fréquence en direction d'une électrode du capteur 7. L'autre électrode du capteur 7 est reliée à l'entrée d'un filtre passe-haut 12 par l'intermédiaire d'un organe de réglage 13 inclus dans l'ensemble 10 précité. Les deux dlectrodes du capteur 7 sont de préférence en graphite. Du fait que ces électrodes ne sont traversées que par un courant à haute fr*- quence, on ne risque pas de les voir se recouvrir de dépôts métalliques, m8m si le bain de rinçage renferme des sels métalliques en solution. Un amplificateur-redresseur 14 est branché à la sortie du filtre 12, pour alimenter à son tour un trigger 15 dont l'état de sortie est "0t ou "1". Le signal de sortie de ce trigger 15 est appliqué à un circuit de coupure 16 par l'intermédiaire d'un photocoupleur 17. Le photocoupleur 17 réalise une isolation galvanique absolue entre le circuit de coupure 16, qui est un circuit susceptible d'être le siège de surtension, et les autres composants électroniques fragiles du circuit. Le circuit de coupure 16, qui utilise un triac, est un circuit statique jouant le r81e d'un relais pour la commande d'une électro-vanne 18 placée sur la canalisation d'arrivée d'eau 2 (fig 2). Toutes les sondes ou unités de régulation 5 sont alimentées en courant alternatif à basse tension par l'unité centrale 4. Cette unité, qui est représentée schématiquement sur la figure 5, comprend à cet effet un transformateur de courant alternatif 19 alimenté par le secteur lectri- que 20. L'unité centrale 4 comprend également un transformateur 2i qui fournit un courant à basse tension alimentant les électro-vannes 18 par l'intermédiaire des circuits de coupure 16 correspondants. Le fonctionnement est le suivant Dès que la salinité du bain d'une cuve de rinçage dépasse un indice prédéterminé, la sonde correspondante déclenche l'ouverture de l'électro- vanne 18 associée à cette cuve de rinçage, ce qui permet un renouvellement de l'eau. Lorsque la salinité redevient acceptable, l'électro-vanne 18 se referme en interrompant l'arrivée d'eau pure. De cette manière, l'adduction d'eau est exactement fonction des besoins réels de l'installation, la quantité d'eau pure consommée étant exactement proportionnelle aux entratn ment dis à la production des pièces à rincer. Par rapport aux dispositifs connus, le dispositif de régulation m:i vant l'invention présente notamment les avantages suivants - Quel que soient le scbent le nombre de cuves de rinçage de l'installation et la distance séparant ces cuves les unes des autres, il n'y a qu'un seul circuit de puissance qui alimente une ou plusieurs sondes : c'est l'unité centrale 4. Cette disposition est particulièrement économique du point de vue du cotit de l'installation. - Les câbles assurant les différentes liaisons entre l'unité centrale et les sondes ne véhiculent que du courant à basse fréquence : ces Ctbles ne sont pas sensibles aux parasites industriels. Ils sont peu col- tens, car ils ne doivent pas entre blindés, laême s'ils sont de grande ion- gueur. - Les circuits à haute fréquence sont très compacts, puisqu'ils ne s'étendent pas hors des sondes. Ils sont donc très bien protégés contre les parasites industriels. Les éventuels parasites pouvant malgré tout atteindre ces circuits sont stoppés dans le filtre passe-haut 12. En effet, ce filtre ne laisse passer que des courants à haute fréquence alors que les parasites sont en général dans la gamme des basses freauenoes. - Les circuits de coupure 16, qui sont statiques, ne souffrent d'au- cune usure, ce qui ne serait pas le cas des relais de coupure électro-m6- cantiques équipant les dispositifs connus. Ici, la sonde est pratiquoient inusable, et le fabricant peut sans risques fournir une garantie de fonotionnement. - Toute la partie électronique de mesure du degré de pollution de l'eau se trouve dans une portion de la sonde qui est immergée dans l'eau de rinçage. La température de cette eau variant au grand maximum de 5- au cours d'une année entière, bien que la sonde soit étudiée pour fonctionner entre 0 et 500C, on ne risque pas de dérives par variations des ca ractéristiques des composants électroniques sous l'effet des variation de température. Cela permet une bonne précision de mesure Sans aucun r4- étalonnage des circuits. - L'appareil n'ayant aucun réglage accessibze, les réglages en usi- ne permettent de réaliser une économie maximale d'eau ou de réactifs (a- près étude des problèmes des clients), ainsi, grâce à l'inaccessibilit6 des réglages, les réglages ne sont pas détruits par des manoeuvres de sonnes incompétentes. Le dispositif suivant l'invention comporte en outre de préférence les caractéristiques suivantes - Chaque sonde est protégée séparément, dans le coffret de pUiBoxn- ce ou unité centrale 4, par une série de trois coupe-circuits à fusible. Ainsi, un défaut apparaissant sur l'une des sondes n'affecte en rien le fonctionnement des autres sondes. - Une signalisation très détaillée par voyants sur le coffret de puissance indique l'état bon ou mauvais des coupe-circuits de chaque sonde t l'extinction d'un voyant indique que le ooupe-circuit correspondant est mauvais, ce qui permet un dépannage rapide à ce niveau. - L'intervention dans le coffret pour changer un coupe-circuit peut se faire en toute sécurité, car l'alimentation secteur est coupée automa tique nit par un contact bipolaire dès qu'on ouvre le capot du coffret de paissance. - L'emploi d'intérrupteurs à lame souple commandés par aimants fixés sur la partie mobile du coffret diminue le risque de dangers électriques par rapport à des contacts mécaniques qui pourraient être manoeuvrés ma- nuellesent, le couvercle étant ouvert. - La précaution ci-d-sus est d'autant plus importante que le milieu dans lequel est utilisé l'appareil est souvent très humide. - L'ensemble coffret-sonde étant en matières isolantes , insensibles aux corrosions acides évite tout entretien extérieur, ce qui ne serait pas le cas avec l'utilisation de coffrets métalliques. REVENDICATIOBS 1. Dispositif pour la régulation automatique du débit d'adduction d'eau dans des bains de rinçage, comprenant au moins une unité de régulation surie d'un étage électronique qui mesure en permanence, par l'inter médiaire d'un courant à haute fréquence et d'un capteur, le taux de pollution des eaux de rinçage pour commander l'ouverture et la fermeture d'une electro-vanne d'arrivée d'eau pure, caractérisé en ce que cette unité est constituée par une sonde monobloc partiellement immergée dans l'eau de rinçage. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une série de sondes en liaison avec une même unité centrale située à distance desdites sondes, cette unité centrale étant constituée par un circuit d'alimentation alimentant les sondes en basse tension alternative. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité centrale comprend en outre un circuit d'alimentation en basse tension pour la commande des électro-vannes, ce circuit étant indépendant du circuit d'alimentation des étages électroniques. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sonde monobloc est en forme de canne, le capteur étant placé à l'extrémité libre du corps rectiligne de la canne renfermant par ailleurs l'étage électronique, et un dispositif étanche de raccordement électrique étant placé à l'extrémité libre de la partie coudée de la canne, cette partie coudée étant destinée à rester accrochée à un bord de la cuve de rinçage, tandis que le corps rectiligne plonge dans cette cuve. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la sonde comporte en outre, dans la partie coudée de la canne : - des voyants de contrôle des états ouvert ou fermé de l'électro- vanne - des organes de réglage qui sont réglés en usine et qui sont inaccessibles lorsque la sonde est en service. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sonde renferme en outre un lest en sable et on gel de silice absorbant la condensation à l'intérieur de la sonde, tous les organes placés à l'intérieur de ladite sonde étant noyés dans une résine pour garantir l'étanchéité. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications prEcéden- tes, caractérisé en ce que l'étage électronique de la sonde comprend - un oscillateur à haute fréquence, qui alimente le capteur en con- rant à haute fréquence - un filtre passe-haut qui recueille le courant à haute fréquence en provenance du capteur - un amplificateur-redres.eur branché à la sortie du filtre pas se haut - un trigger auquel est appliqué la tension de sortie de l'amplifi cateur-redresseur, et qui présente deux états de sortie "0" et t1" - un circuit de coupure statique qui reçoit le signal de sortie du trigger par l'intermédiaire d'un photocoupleur, et qui commande l'alimentation de l'électro-vanne. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de coupure statique comprend principalement un triac. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que chaque sonde est protégée séparément dans le coffret de paissance par une série de trois coupe-circuits à fusibles 1 un défaut apparatssant sur une sonde n'affecte en rien le fonctionnement des autres sondes. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le coffret de puissance est muni d'une signalisation très détaillée indiquant l'état bon ou mauvais des coupe-circuits de chaque sonde, l'extinc- tion d'un voyant indiquant le mauvais état du coupe-circuit correspondant. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'un interrupteur à contacts bipolaires coupe automatiquement l'ali-*ntation secteur lorsqu'on ouvre le capot du coffret de puissance, ce qui permet de changer les coupe-circuits en toute sécurité. 12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le coffret comporte des interrupteurs à lame souple commandés par des aimants montés sur la partie mobile du coffret.