Brevet FR2497122A1 — publié le 19820702

La présente invention concerne de façon générale les adoucisseurs d'eau et en particulier un circuit d'un appareil d'adoucissement. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 373 351 décrit des sondes destinées à indiquer des changements de résistance dans une matière échangeuse d'ions d'un appareil d'adoucissement d'eau, et le brevet des Etats-Unis d'Améri- que no 3 159 573 décrit des appareils ayant des sondes dé- tectricesde résistance. Ces systèmes connus sont destinés à un renouvellement et une remise en condition immédiate de la résine échangeuse d'ions, pouvant avoir lieu parfois lorsqu'il est souhaitable que de l'eau soit transmise par l'appareil. Ainsi, on connaît déjà divers systèmes destinés à provoquer la régénération du lit de résine d'un adoucis- seur d'eau, par exemple une régénération manuelle ou une régénération commandée par un dispositif qui déclenche l'opération à des intervalles déterminés de temps. Le pro- blème posé par ces deux types de système est que la régéné- ration peut avoir lieu avant qu'elle soit nécessaire ou au contraire elle peut ne pas être suffisamment rapide et l'eau peut ne pas subir un adoucissement convenable, vers la fin d'un tel intervalle. Un troisième type de système d'adou- cissement d'eau met en oeuvre une commande qui provoque un adoucissement de l'eau lorsque l'état de l'eau fournie et/ou du lit de résine indique que la régénération est néces- saire. Le problème posé par ce genre de système est que la régénération peut avoir lieu parfois lorsqu'on a besoin d'une grande quantité d'eau adoucie et, pendant la régéné- ration, l'eau adoucie n'est pas disponible en général et de l'eau non adoucie est transmise en dérivation par rapport à l'adoucisseur. On connaît aussi d'autres systèmes mettant en oeuvre deux appareils d'adoucissement ou de préparation de l'eau ayant chacun des ensembles séparés de commande qui sont interconnectés à des dispositifs convenables em- pêchant que les deux ensembles soient en phase de régéné- ration simultanément, le brevet des Etats-Unis d'Amérique nG 3 675 041 décrivant un exemple de ce type d'appareil. Celui-ci est coûteux car il nécessite deux ensembles com- plets. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 079 072 déposée le 26 septembre 1979 par S.F. Rak et ai décrit un dispositif perfectionné de commande de la régéné- ration d'un lit de résine échangeuse d'ions. L'invention concerne un appareil adoucisseur d'eau et sa commande, comprenant une sonde de détection de ràsis- tance comportant deux paires d'électrodes distantes montées dans le lit d7échange d'ions formé d'une matière granulaire portant les ions d'adoucissement d'eau afin que l'état du lit d'échange d'ions soit détecté; lorsque l'état détecté est tel qu'un renouvellement doit avoir lieu, un circuit de commnande est verrouillé afin aulil commande le renouvelle- ment. Le dispositif de commande reste dans cette condition verrouillee et le renouvellement n'a pas lieu tant qu'il ne s'est pas écoul! un temps préréglé si bien que l'utilisation normale de l'eau n'est pas interrormpue pendant cet arrêt. Lorsque le renouvellement a eu lieu, le circuit est prépare à nouveau en vue de la détection à nouveau de l'état qui nécessite un renouvellements L'appareil selon l'invention comporte un circuit en pont ayant des électrodes de réfé- rence et détectrices et le circuit en pont transmet un si- gnal au circuit de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui.va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une él. évation avec des parties arrachées d'un appareil d'adoucissement d'eau selon l'in- vention; et - la figure 2 est un schéma électrique du circuit de commande de l'appareil selon l'invention. La figure 1 représente un appareil d'adoucissement d'eau portant la référence générale 10 et comportant un ensemble 11 de commande. L'appareil 10 de traitement ou d'adoucissement 249712t d'eau comporte un réservoir 12 qui contient un lit 13 d'une résine échangeuse d'ions convenable. Une canalisation 14 d'amenée d'eau destinée à transmettre l'eau au réservoir est reliée au bottier 16 d'une soupape qui transmet l'eau à une canalisation 17 qui pénètre dans le réservoir 12. L'eau descend dans le lit 13 et en est retirée par une tu- yauterie 18 rejoignant le bottier 16 de soupape et parve- nant à une canalisation qui transmet l'eau adoucie au cir- cuit de distribution d'eau. Un conduit 21 part de la com- mande de soupape et rejoint un réservoir 22 de saumure qui contient un sel destiné à former la saumure. Un conduit 23 de purge est aussi relié au bottier 16 et à une purge convenable. La structure 16 à soupape de commande peut être de type classique, par exemple comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 926 071, et peut être d'un type à deux ou cinq cycles, ces systèmes étant bien connus des hommes du métier. La commande 24 de recyclage peut être par exemple du type décrit dans ce même brevet et, selon l'invention, elle comporte une commande électronique 26 telle que le recyclage n'a pas lieu sauf à des moments pré- déterminés, par exemple entré 2 et 6 h du matin, si bien que le renouvellement n'a pas lieu à d'autres moments, aux- quels on peut souhaiter obtenir de l'eau adoucie. La commande électronique 26 selon l'invention dé- tecte le moment o le renouvellement du lit de résine doit avoir lieu, à l'aide de deux électrodes disposées verticale- ment R et Rr, montées dans un ensemble convenable 27'de maintien qui pénètre dans le réservoir 12 et elles sont distantes verticalement l'une par rapport à l'autre afin qu'elles détectent la résistivité et déterminent ainsi le moment o un renouvellement doit avoir lieu, par commande d'un circuit de verrouillage.Cependant, selon l'invention, le renouvellement du lit de résine n'est pas entrepris im- médiatement lorsque la condition indiquant le renouvelle- ment nécessaire est indiquée, mais le circuit selon l'in- vention reste en position verrouillée jusqu'au moment pré- réglé pour le renouvellement, et le circuit détecteur est remis à O après le renouvellement, et jusqu'à ce qu'un nou- veau renouvellement soit nécessaire. En d'autres termes, selon l'invention, dès que la différence de résistivités entre les électrodes détectrices R set Rr est telle qu'un renouvellement doit avoir lieu, le circuit selon l'inven- tion est mis en condition verrouillée et reste dans cette condition jusqu'à ce que la résine soit renouvelée. Ce- pendant, le renouvellement n'est pas commandé avant une période préréglée, par exemple entre 2 et 6 h du matin, afin que le renouvellement n'ait pas lieu au cours des pé- riodes dans lesquelles il existe une demande d'eau adoucie. Deux bornes 27 et 28 d'alimentation alternative sont reliées au primaire 29 d'un transformateur Tl qui a deux secondaires 31 et 32. Un circuit 33 en pont comporte deux résistances RI et R2 ainsi qu'une cellule R de réfé- r rence et une cellule Rs de détection, le tout ayant une configuration de pont. La connexion des résistances Ri et R2 est reliée à une première extrémité du secondaire 32 et l'autre extrémité de ce secondaire est reliée à la connexion des deux cellules Rs et Rr. Un comparateur Al a son entrée négative Vi reliée à un fil 36 qui est lui-même relié à la connexion des ré- sistances Rs et R2. L'entrée positive du comparateur Al est appelée V2 et elle est reliée par un fil 34 à la connexion de la résistance Ri et de l'impédance Rr du pont 33. Le si- gnal de sortie du comparateur Al, appelé V3, est transmis par une diode D3 à une résistance R4 qui est reliée à l'en- trée positive d'un second comparateur A2. L'autre entrée de ce comparateur reçoit une tension V6 par un fil 41 qui est relié à la sortie d'un régulateur 58 de tension. Une résistance R5 est montée entre la sortie du comparateur A2 et l'entrée positive V4. Un troisième comparateur A3 a son entrée positive V5 reliée à-la sortie du comparateur A2. L'entrée négative du comparateur A3 est reliée au fil 41. La sortie du comparateur A3 est reliée à une résistance RS et, par un commutateur S2 de remise à À, à la connexion de 249712; la diode D3 et de la résistance R4. Une première extrémité du secondaire 32 est reliée par un fil 39 à une sortie du régulateur 58 de tension. Un commutateur Si de régénération supplémentaire est monté entre le fil 38 et la connexion de la diode D3 et de la résistance R4. Un condensateur Ci et une résistance R6 sont montés en parallèle avec le commu- tateur Si comme représenté. Un condensateur C2 est monté entre les fils 38 et 60, ce dernier étant aussi relié à une troisième entrée du régulateur 58. Un enroulement d'un relais RY1 est monté entre le fil 60 et une résistance R7 dont l'autre côté est relié à l'entrée positive du compa- rateur A3. Une diode D4 est montée en parallèle avec l'en- roulement RY1. Une diode D2 est reliée d'un côté au secon- daire 31, du côté du fil 37, et de l'autre côté au fil 60. Une diode DI est montée entre le fil 37 et une résistance R3 dont l'autre côté est relié à la sortie du comparateur Ai. Un moteur 51 d'horloge reçoit de l'énergie par des bor- nes 56 et 57 et a un arbre de sortie qui porte des cames 53 et 43. La came 53 a une partie en saillie 54 destinée à coopérer avec un commutateur S2 qui est ouvert et remet le circuit à 0 après la fin de la régénération. La came 43 a une saillie 40 qui coopère avec le commutateur 44 qui est ainsi fermé afin qu'il soit en contact avec une borne 46. Celle-ci ci est reliée au commutateur 47 qui est commandé par le relais RY1 si bien que, lorsque ce dernier est ali- menté, le commutateur 47 est fermé par l'armature 49 du re- lais et le fil 48 est relié à la borne 46. Le fil 48 est relié à une commande 42 de recyclage si bien que, lorsque les commutateurs 47 et 44 sont fermés, la régénération du lit d'échange d'ions de l'adoucisseur d'eau a lieu. Lorsque le circuit 33 en pont est déséquilibré si bien que la résistance Rs est supérieure à la résistance Rrt le pont est déséquilibré et transmet une tension alternati- ve Vi parvenant au comparateur Ai. La tension Vi est en phase avec la tension V3 à la sortie.du comparateur. Le comparateur Ai qui reçoit une tension régulée V2 et une tension variable Vi due à la variation de la résistance RS est tel que, lorsque V1 est inférieur à V2, le demi-cycle positif de la tension V3 charge le condensateur C1 à tra- vers la résistance R3 et la diode D3. Le comparateur A2 qui reçoit la tension V4 re- présentant essentiellement la tension aux bornes du con- densateur Ci, ainsi que la tension V6 qui est une tension régulée d'environ 5 V est tel que, lorsque la tension V4 dépasse la tension V6, le relais RY7 n'est pas alimenté. Le comparateur A3 qui reçoit une tension V5 d'environ 14 V lorsque le relais n'est pas alimenté, re- *oit aussi la tension V6 provenant du régulateur 58 et qui est égale à 3 V environ. Lorsque V5 dépasse V6, il n2y a pas de blocage de la tension V4 qui est transmise à l'en- trée du comparateur A2. La diode D2 et le condensateur C2 assurent le re- dressement et le filtrage. Lorsque la résistance R de la sonde augmente, s le circuit 23 en pont est déséquilibré si bien que les demi-cycles positifs de la tension V1 dépassent la tension réglée V2 et le comparateur AI fixe la tension V3 pendant les demi-cycles positifs de la tension V!. Comme les ten- sions VI1 et V3 sont en phase et comme les demi-cycles po- sitifs de la tension V3 chargent le condensateur Ci à tra- vers la dicde D3, la tension V3 est maintenue par le comn- parateur A1 pendant les demi-cycles positifs de la tension V3 qui maintiennent le condensateur C1 normalement chargé. La tension aux bornes du condensateur Ci (V4) commence à diminuer puisque ce condensateur se décharge à travers la résistance R6 vers la masse et à travers la ré- sistance R4 par l'intermédiaire de l'entrée du comparateur A2. Lorsque la tension V4 devient inférieure à la tension V6, le condensateur A2 maintient le relais RYI à la tension de la masse (V5 est égal à 0) si bien que le relais est alimenté. A ce moment, la tension V5 est inférieure à la tension V6 et le comparateur Ai maintient le condensateur C1 à la masse si bien que le relais reste alimenté. Le relais ferme le commutateur 47 et le moteur 51 et une partie 40 de la came 43 ferment le commutateur 44 à un moment convenable afin que le lit de résine soit régénéré. La came 53 a une saillie 54 qui ouvre le commutateur S2 et remet le circuit à 0, si bien que le relais RY1 n'est plus alimenté au moment o Rs devient égal à Rr, par ouverture temporaire du commu- tateur S2. Le temps de décharge du condensateur C1 est réglé par la résistance R6 à une valeur d'environ 30 s afin que les blocages prématurés ou erronés soient évités. Il faut noter que, lorsque le pont 33 est désé- quilibré en sens inverse si bien que la résistance Rr est supérieure à la résistance Rs, il ne se passe rien puisque les tensions V1 et V2 ont alors tendance à être déphasées. La résistance R8 protège le comparateur A3 contre le courant élevé de mise sous tension mais elle est suffi- samment faible pour que la tension V4 reste inférieure à la tension V6. Dans une construction particulière du circuit se- lon l'invention, les composants ont les valeurs suivantes. Référence Description T1 120 V/12 V/2,5 V Ri 200 Q 1 % M.F. R2 215 2 1 % M.F. R3 4,7 kn 5 % C.F. R4 4,7 kQ 5 % C.F. R5 10 M 5 % C.F. R6 1 Mn 5 % C.F. R7 680 2 5 % C.F. R8 4,7 kP 5 % C.F. Rr cellule de référence R cellule de détection s C1 22 pF 35 V C2 100 pF 25 V D1 1N4001 D2 1N4001 D3 1N4001 Référence Description D4 1N4001 AI 1/4 CA 339G A2 1/4 CA 339G A3 1/4 CA 339G VR Régulateur de tension 78L05A Si SPST (régénération supplémentaire) S2 SPST (remise à zéro) RY1 relais "Electrol" R7310-1 Le circuit selon l'invention est plus simple que celui qui est décrit dans la demande précitée de brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 079 072, et le potentiomètre de référence n'est pas nécessaire à l'établissement d'une ten- sion de référence pour le comparateur Ai. Selon l'invention, la référence est appliquée par le fil 36 provenant du cir- cuit 33 en pont. Il est bien entendu que l'invention n'a été dé- crite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre 249712; REVENDICATIONS 1. Appareil de régénération d'un lit de résine échangeuse d'ions d'un adoucisseur d'eau comprenant un dispositif de régénération et une commande de recyclage (42) destinée à commander le dispositif de régénération, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une première paire de résistances (Ri, R2), deux paires d'électrodes distantes (R r, Rs) dont une électrode au moins de chaque paire est montée dans le lit de résine échangeuse d'ions, une paire formant une référence et l'autre assurant une détection, un circuit (33) en pont comprenant des paires d'électrodes et la première paire de résistances, un si- gnal alternatif d'alimentation étant transmis au circuit en pont, un premier comparateur (Ai) qui reçoit un pre- mier signal d'entrée du circuit en pont (33) en provenance de la connexion des électrodes de référence et de l'une des résistances de la première paire, et un second signal d'entrée du circuit en pont provenant de la connexion de l'autre des résistances de la première paire et des élec- trodes de détection, un relais (RYl) ayant des contacts (47) de commutation, commandé par le premier comparateur, un circuit de verrouillage relié au relais (RY1) afin que celui-ci reste alimenté, un dispositif de rythme (51) des- tiné à être réglé de manière qu'il fixe des périodes choi- sies, et un commutateur (44) de recyclage commandé par le dispositif de rythme, le commutateur de recyclage et les contacts du relais étant montés en circuit avec la commande de recyclage qui comprend un commutateur (S2) de remise à zéro relié au circuit de verrouillage afin qu'il remette celui-ci à zéro, le commutateur (S2) de remiseà zéro étant commandé par le dispositif de rythme (51) afin qu'il remette à zéro le circuit de verrouillage lorsque le lit de résine échangeuse a été régénéré et comprenant un circuit à retard monté entre le premier comparateur (AI) et le relais (RY1) afin que le relais ne soit commandé que lorsque le signal de sortie du premier comparateur indique que la régénéra- tion doit avoir lieu pendant une période déterminée. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un second comparateur (A2) qui reçoit le signal de sortie du circuit à retard et un signal de référence, sa sortie étant reliée au relais (RYl). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de verrouillage comporte un troisième comparateur (A3) qui reçoit un signal de ràférence et le signal de sortie du second colmparateur (A2) et qui trans- met un signal à l'entrée du second comparateur (A2) par l'intermédiaire du cormmutateur de remise zro (S2). 4. Appareil selon la revendcation 1 caractérisé en ce que le circuit à retard comprend un condensateur (Cl) et une résistance (R6). 5. Appareil selon la revendication 1! caractérisé en ce qu'il ccmprend un dispositif (D3) de conduction unidi- rectionnelle du courant placé entre le condensateur (C1) et le premier comiparateur (A1i).