Brevet FR2540650A1 — publié le 19840810

Dispositif autonome pour la stérilisation de l'eau. La présente invention concerne un dispositif destiné A appliquer, de façon autonome et sur une période de temps relativement longue, un traitement de stérilisation sur des points d'eau se trouvant dans d lieux isolés où il est impossible de disposer d'énergie électrique à partir du réseau national. Les dispositifs de stérilisation connus de type mécanique ont l'invénient soit entre peu fiables, soit de nécessiter un entretien fréquent. Il est certes possible dtutiliser des équipements électriques classiques que l'on alimenterai par des batteries, mais l'autonomie de tels équipements ne serait que de quelques semaines, voire de quelques Jours. Or, pour qu'un tel systole soit rentable, il faut que son autonomie soit an moins de six mois. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients susmentionnés des dispositifs de sté- rilisation de la technique antérieure et propose à cet effet un dispositif de stérilisation du type comprenant d'une part, un appareil dwinjection de produit stérilisant pourvu de moyens de commande électriques qui peuvent autre excités par des batteries électriques pour provoquer une injection de produit stérilisant dans une canalisation d'eau à traiter, et diantre part, un compteur d'eau monté sur ladite canalisation et muni dune tte capable de provoquer une impulsion chaque fois que le compteur a enregistré le passage d'une quantité d'eau prédéterminée, ledit dispositif de stérilisation se caractérisant en ce qu'il comporte en outre un régulateur d'énergie électrique commandé par lesdites impulsions et qui, chaque fois qu'il reçoit une impulsion, laisse passer le courant de la batterie sous forme d'un signal de faible durée qui actionne lesdits moyens de commande pour qu'une dose de produit stérilisant soit injectée dans la canalisation le régulateur interrompant le courant de la batterie entre les impulsions émises par le compteur. Le régulateur permet donc de réduire an minimum la consommation énergétique des moyens de commande de l'appareil d'injection et de supprimer toute consommation entre deux impulsions. L'autonomie du dispositif selon l'invention se trouve de ce fait notablement prolongée. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'appareil d'injection est constitué par une pompe doseuse classique, et le produit stérilisant utilisé est-l'hypochlorite de soude. Selon une variante de réalisation, l'appareil d'injection est constitué par une vanne à commande hydraulique insérée dans une tubulure de service branchée en dérivation sur la canalisation d'eau à traiter et dans laquelle passe une faible fraction du débit de la canalisatione ladite vanne étant associée à une électrovanne de fermetureet àune électrovanne d'ouverture commandées par le rélateur, de façon que lorsqu'une impulsion est émise, celles-ci soient actionnées pour laiiser passer à travers la vanne une quantité prédéterminée d'eau de service, laquelle traverse un dispositif aspirateur, tel qu'un hydre éjecteur, où elle se mélange avec un produit stérilisant gazeux, par exemple du chlore x la solution d'eau chlorée ainsi obtenue étant introduite dans la canalisation d'eau en aval du point de branchement de la tubulure de service 3ur la canalisation d'amenée d'eau. Les moyens de commande comprennent un premier relais qui agit sur l'électrovanne d'ouverture de la vanne à commande hydraulique pendant une durée prédé- terminée, un second relais qui définit la durée d'ouver- ture de la vanne hydraulique donc la durée d'injection du produit stérilisant, un troisième relais qui soit, au bout de ladite durée, sur 12électrovanne de fermeture de la vanne hydranlique, et un dispositif de remise à zéro du systéme. Grâce à la provision du dispositif de remise à zéro, Si à la fin d'un cycle le contact électrique est resté fermé, un nouveau cycle ne peut se redéclencher, de sorte que la consommation d'énergie du systbme sera nulle et qu'une nouvelle dose de produit n'est pas distribuée. De même, ai par suite d'une défaillancê du contact électrique, une série de tops rapides est émise, un seul cycle est exécuté. Ainsi, le régulateur selon l'invention utilise rationnellement l'énergie des batteries, puisque sa consommation est nulle entre les cycles et est réduite au strict minimum pendant, les cycles. On pourra ainsi calculer le circuit électrique dealimentation pour que l'énergie totale des batteries puisse être répartie en cycles sur une durée relativement longue, par exemple de l'ordre de six mois. L'invention sera à présent décrite' en détail en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma par blocs d'une channe de stérilisation d'eau - la figure 2 est un schéma du dispositif de stérilisation à l'hypochlorite de soude utilisant une pompe doseuse 4 - la figure 3 représente un schéma du dispositif de stérilisation au chlore gazeux comprenant une vanne à commande hydraulique ; et - la figure 4 est un schéma synoptique du fonctionnement du dispositif de stérilisation. Avec référence à la figure 1, le dispositif de stérilisation comprend des batteries électriques 10, éventuellement équipées de capteurs solaires intégrés 12. Ces batteries alimentent les moyens de commande d'un appareil d'injection de produit stérilisant, qui peut outre constitué soit par une pompe doseuse 14 soit par une vanne à commande hydraulique 16, soit par tout appareil connu approprié. Le produit stérilisant distribué par la pompe doreuse est de préférence l'hypochlorite de soude, tandis que celui utilisé avec la vanne & commandé hydraulique est le chlore gazeux. Conformément à l'idée de base de l'invention, entre la batterie 10 et l'appareil d'injection 14 ou 16 est interposé un régulateur économiseur d'énergie 18 piloté par un compteur d'eau 20, à teste émettrice 21, monté sur la canalisation d'eau à traiter 24.Ce compteur, qui est assimiable à un interrupteur électrique a pour fonction de fermer un contact chaque fois qu'une quantité prédéterminée d'eau est passée dans la canalisation, ledit contact provoquant l'émission par le régulateur d'une impulsion élec- trique destinée à déclencher le cycle de commande de 1 appareil d'injection pendant, un intervalle de temps très bref et réglable Ainsi, le régulateur permet de supprimer toute consommation électrique entre deux cycles de traitement et de limiter la consommation à une valeur minimale lors des séquences d'injection du produit stérilisant. La figure a montre un exemple de réalisation du dispositif de stérilisation utilisant une pompe doseuse 14 susceptible de distribuer des dose 4 d'hypochlorite de soude qu'elle puise dans un réservoir 22. Le compteur d'eau 20 est monté sur une canalisation d'arrivée d'eau à traiter 24. L'armoire de régulation 18 contient également les batteries. Lorsque la tête émettrice 21 du compteur émet un top, le régulateur envoie l'ordre à la pompe d'injecter une dose d'hypochlorite de soude dans la canalisation 24. Cette dose est injectée par l'intermédiaire d'une canne d'injection 26 qui est fixée sur la canalisation par un collier 28 et qui débouche en aval du compteur 20. La figure 3 représente un dispositif de stérili- sation utilisant une vanne à commande hydraulique. Ce dispositif comprend une canalisation d'arrivée 30 qui se ramifie en une canalisation principale 32 et en une tubulure de service 36, laquelle est reliée à la vanne à commande hydraulique 16 par l'intermédiaire d'une vanne manuelle de réglage 37 qui permet de dériver un débit de service égal à une faible fraction du débit total. Celui-ci est mesuré par le compteur à tête émettrice 20 qui est monté sur la canalisation dtar- rivée 30,en amont de la dérivation. La vanne à commande hydraulique utilisée peut être d'un type connu quelconque, à condition d'être compatible avec les électrovannes de commande. On décrira ci-après un exemple de vanne qui peut être utilisée avec le dispositif selon l'invention. La vanne 16 comprend un corps contenant une chambre de pression, non représentée, dans laquelle est monté coulissant un clapet pilote 40 et qui peut entre soit mise sous pression par l'intermédiaire d'un by-pass 42 branché sur la tubulure de service 36, le clapet pilote 40 étant alors sollicité on position de fermeture de la vanne, soit mise à l'atmosphère par l'in- termédiaire de la tubulure 43, le clapet étant alors appelé vers sa position d'ouverture, ce qui permet à liteau de service de s'écouler à travers la vanne. Sur le by-pass 42 sont montés une électrovanne de fermeture 44, un filtre 45 et un robinet manuel réglable 46 qui permet de dériver vers le by-pass un débit moteur égal à une faible fraction du débit de service. Sur la tubulure 43 est montée une électrovanne d'ouverture 48. La tubulure 52 qui sort de la vanne 16 traverse un hydro-éjecteur 54 à l'entrée duquel débouche la tubulure 56 d'un chlormètre à dépression 58. La canalisation principale 32 est équipée d'un diaphragme eu stabilisateur de pression 55 destiné à maintenir une pression suffisante dans la canalisa- tion 36 pour que l'hydre-éjecteur 54 fonctionne correctement. Les électrovannes 44 et 48 sont commandées par le régulateur 18 qui est lui-même piloté par les impulsions provoquées par le compteur 20 à tête émettrice. A chaque impulsion, un cycle de chloration est enclenché. Ce cycle comprend trois temps. fer temps : L'électrovanne d'ouverture 48 est excitée pendant un temps variable, compris entre 0,5 et 1 seconde. L'eau sous pression qui est prisonnière dola chambre de pression de la vanne est alors évacuée à l'atmosphère et la vanne s'ouvre. L'eau de service commence à passer dans l'hydre-éjecteur 54 où elle se mélange avec du chlore gazeux qui est aspiré par la dépression qui règne à l'entrée de l'hydre-éjecteur. 2ème temps : une temporisation comprise entre O et 40 secondes permet de maintenir la vanne ainsi ouverte. Cette temporisation règle donc la durée de la chloratien. La dose d'eau chlorée ainsi formée est injectée dans la canalisation 32. 5rne tennis s l'électrovanne 44 est excitée pendant un temps variable, compris entre 0,5 et 1 seconde. La pression de la tubulure de service 36 est alors communiquée au clapet pilote 40 de la vanne 16 ce qui provoque la fermeture de celle-ci et donc l'arrêt de la chloration. Le dispositif est alors revenu à son état initial et il attend une nouvelle impulsion pour recommencer un nouveau cycle. On décrira à présent le fonctionnement du dispositif en regard du schéma de principe de la figure 4. Le compteur à tête émettrice est schématisé sur cette figure par un contact électrique 20 qui peut être soit en position ouverte, soit en position fermée. Le contact est normalement en position ouverte et il se ferme chaque fois qu'une quantité prédéterminée d'eau est passée dans la canalisation d'eau à traiter. Lorsque le contact 20 est ouvert, le régulateur ne consomme aucune énergie et le traitement est à l'arrêt. Lorsque le contact se ferme 9 un courant traverse pendant un court instant le bobinage d'un premier relais, non représenté, qui enclenche le cycle de traitement. Ce courant est transformé dans un circuit de mise en forme 6o en signal de forme carrée, lequel agit sur un dispositif de mise en service 62. Si l'appareil d'injection est constitué par une vanne à commande hydraulique, deux relais 69, 66 sont sollicités simultanément, le premier agissant sur l'électrovanne d'ouverture 48 de la vanne à commande hydraulique (figure 3) pendant une durée #1 qui peut être réglée à 0,5 seconde environ, le second définissant la durée 92 d1 injection de l'eau chlorée. A la fin du temps #2, un troisième relais 68 est sollicité de façon à agir sur l'électrovanne de fermeture 44 de la vanne hydraulique pendant un temps réglable #3 de 0,5 seconde environ, puis un dispositif de remise à zéro 70 est actionod. Dans cette position, si à la fin du cycle le contact 20 est resté fermé, un nouveau cycle ne peut se déclencher. De même, si une série de tops rapides est mise par le contact, seul un cycle sera exécuté. S'il swagit d'une pompe doseuse, seul le relais 66 est sollicité pendant une durée réglable #2 comprise entre 0,5 et 1 seconde, durée qui est nécessaire pour l'injection du produit stérilisant, puis le dispositif de remise à zéro 70 est actionné. On calculera le bilan énergétique du dispositif de stérilisation selon l'invention dans le cas particulier de l'application numérique suivante s Tension des batteries 24 volts Intensité du régulateur sous 24 volts 200 mA Intensité de la pompe doseuse sous 24 volts 1 A Intensité dtune électrovanne sous 24 volts 85 mA A partir de ces données, le bilan s'établit comme suit Bilan énergétique pour une pompe doseuse. Durée d'un cyle #2 = 0,5 secode Consommation du régulateur 100 mA.s Consommation de la pompe 500 mA.s doseuse Soit au total 600 mA.s, ce qui équivaut à 0,6 = = 0,166.10- 3 Ah sous 24 volts. 3600 Bilan énergétique pour une vanne hydraulique. Durées d'ouverture et de fermeture des électrovannes #1 1 93 = 0,5 seconde Durée d'injection du produit stérilisant 20 secondes Consommation des deux électrovannes 2 x 0,5 x 85= 85 mA05 Consommation du régulateur 20 x 200 = 4 A.s Soit au total 4,085 A0s, ce qui équivaut à 4.085 = 1,13.10- 3 A0h sous 24 volts. 3600 Si l'on utilise des batteries de 63 Ah on obtiendra donc théoriquement : - avec une pompe doseuse : 63 Vu 378.000 0,166.10- cycles possibles, et - avec une vanne hydraulique 3 63 55.000 1,13.10- cycles pour une durée d'injection de 20 secondes. Si l'on désire une autonomie de six mois, on pourra donc disposer de -2100 cycles par- jour pour la pompe doseuse et de - 300 cycles par jour pour la vanne à commande hydraulique. De même on peut tracer des courbes théoriques donnant l'autonomie du dispositif en fonction du nombre désiré de cycles par jour. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour la stérilisation de l'eau, du type comprenant d'une part,un un appareil d'injection de produit stérilisant (14 ; 16) équipé de moyens de commande électriques (44, 48) qui peuvent être excités par des batteries électriques pour provoquer une insection de produit stérilisant dans une canalisation d'eau à traiter (24), et d'autre part,un compteur d'eau (20) monté sur ladite canalisation et muni d'une tête (21) capable de provoquer une impulsion chaque fois que le compteur a enregistré le passage d'une quantité d'eau prédéterminée, ledit dispositif se caractérisant en ce qu'il comporte en outre un rdgu- lateur d'énergie électrique (18) commandé par lesdites impulsions et qui, chaque fois qu'il reçoit'une im- pulsion, laisse passer le courant de la batterie sous forme dun signal de faible durée qui actionne lesdits moyens de commande pour qutune dose de produit sté- rilisant (22 g 58) soit injectée dans la canalisation, le régulateur interrompant le courant.de la batterie entre les impulsions émises par le 'compteur. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'appareil dIinjection est constitué par une pompe doseuse classique (14), et le produit stérilisant utilisé est l'hypochlerite de soude. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que appareil d 7 inJection est constitué par une vanne à commande hydraulique (16) insérée dans une tubulure de service (36) branchée en dériva- tion sur la canalisation d'eau à traiter (30) et dans laquelle passe une faible fraction du débit de la canalisation, ladite vanne étant associée à une électrovanne de fermeture (44)et à uoeélectrovanne d'ouverture (48) commandées par le régulateur (18), de façon que lorsqu'une impulsion est émise, celles-ci soient actionnées pour laisser passer à travers la vanne une quantité prédéterminée d'eau de service, laquelle traverse un dispositif aspirateur, tel qu'un hydro-éjecteur (S4), où elle se mélange avec un produit stérilisant gazeux (58), par exemple du chlore, la solution d'eau chlorée ainsi obtenue étant introduite dans la canalisation d'eau (32) on aval du point de branchement de la tubulure de service (36) sur la canalisation d'amenée d'eau (30). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que les moyens de commande comprennent un premier relais (64) qui agit sur l'électrovanne d'ouverture (48) de la vanne i commande hydraulique pendant une durée prédéterminée, un second relais (66) qui définit la durée d'ouverture de la vanne à commande hydraulique, donc la durée d'injection du produit stérilisant, un troisième relais (68) qui agit, au bout de ladite durée, sur l'électrovanne de fermeture (44) de la vanne à commande hydraulique, et un dispositif de remise à zéro du système (70). 3.- Dispositif selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les batteries (10) sont équipées de panneaux solaires (12).