Brevet FR2692345A1 — publié le 19931217

SYSTEME DE TRANSFERT DE FLUIDE POUR POUR LA REGULATION EN TRMPERATURE DE CUVES DE TRAITEMENT La présente invention concerne un dispositif pour réguler la température de diverses cuves de traitement chimique ou biologique. I1 est particulièrement adapté aux cuves de vinification. I1 est connu, dans les installations de cuveries pour la vinification, qu il est nécessaire pour maîtriser les problèmes thermiques rencontrés dans les exploitations vinicoles de disposer de flux chaud et froid, à partir de source de chaleur (chau dières d'eau chaude) ou de source de froid (générateur d'eau glacée), eau chaude et eau froide étant utilisées séparément, et/ ou simultanément; ces flux alimentent ensemble ou séparément des échangeurs équipant les cuves de traitement de la vendange Ces besoins conduisent à l'installation de 2 centrales d'énergie, l'une constituant la source froide, l'autre la source chaude, et de deux boucles de circulation des fluides, avec également au niveau des branchements sur les échangeurs équipant chaque cuve ( anneaux extérieurs ou échangeurs immergés) d'un jeu d' électrovannes permettant non seulement la régulation de température, mais aussi de permuter ces flux chaud et froid alimentant les échangeurs, suivant les besoins déclenchés par le régulateur I1 est donc nécessaire d'installer des tuyauteries pour les circuits en boucles, ainsi que des supports convenables pour fixer les électrovannes, les pompes de circulation, filtres, purgeurs, robinetteries de charge et de vidange, ainsi que les va ses d'expansion; il est également nécessaire d'installer des chemins de cibles pour les divers branchements électriques de ces organes, et des sondes de prise de température dans les cuves La mise en place de ces éléments induisent des frais de main-d'oeuvre sur chantiers dont le coût se révèle important par rapport à celui de l'appareillage proprement dit La présente invention est caractérisée par la réalisation d'un appareillage, dit "bloc hydraulique", qui placé immédiatement en aval des sources d'énergie, constitue un module de distribution des fluides thermiques, groupant en un seul meuble la totalité des organes activeurs cités plus haut, un tel système permettant de s'affranchir de toutes les difficultés et coûts liés au chantier En effet le "bloc hydraulique" réalisé selon l'invention groupe dans un même bâti, les électrovannes de permutation des flux et de régulation, et leurs clapets anti-retour si nécessaire, les pompes de circulation des fluides, les pur geurs, filtres, soupapes de sûreté, robinetterie de charge et de vidange, les manomètres,defivatn E et vases d'expansion. Le "bloc hydraulique" est muni, d'une part des tubulures d'entrées et sorties des fluides chaud et froid en provenance des centrales d'énergie, et de 2 tubulures par voie d'utilisation, permettant le branchement direct, au moyen de tubes rigides, ou préférentiellement souples, des échangeurs équipant les cuves Un tel type d'appareillage peut être construit et contr8lé en usine, fabriqué en série, car pouvant s'adapter à de nombreuses variantes de cuveries Les liaisons fluides sont réalisées par des raccords instantanés ou à vis, et les liaisons électriques, par des connecteurs blindés avec détrompeurs, entre"bloc hydraulique" et pupitre de pilotage électronique; il en est de même des liaisons avec les sondes de température L'automatisation d'une cuverie au moyen des appareillages construits suivant l'invention est extrêmement facilitée,et peut être exécutée dans de très courts délais, et d'une façon économique, y compris avec les moyens propres de ltex- ploitation, les travaux se limitant en effet à de simples raccordements d'élements prêts Un tel appareillage, constituant la base d'un système ex tensible à de nombreuses voies de pilotage/ddee Jcfivteesm,P aéaak suivant l'invention, est représenté par les schémas et figures donnés à titre d'exemple, et non limitativement Sur le schéma Fig. 1, Planche 1, sont représentés: en (1) et (2) les entrée et sortie de fluidesdisposées à gauche de l'appareil, vers la cuve A; en (3) et (4) les mêmes vers la cuve B; (17) est la pompe - PG -, de mise en circulation du fluide vers les sorties à gauche (cuve A) et (18) la même- PD- vers les sorties à droite (cuve B). (19) représente le réservoir-tampon d'eau froide relié à la centrale d'eau glacée, et (20) le même lié à la chaudière ; en (5) et en (6) les robinets respectivement de charge et de vidange des circuits En (21) les filtres sur les circuits de fluides; (22) les purgeurs automatiques; (23) les soupapes tarées de sécurité et (24) les vases d'expansion; (25) les manomètres de controle des charges des circuits Les électrovannes de l'automatisation sont repérées par les numéros : I, II, III, IV, VII, VIII,IX, X, XI, XII, XIII,XIV, XV et XVI. La Fig. 2, P1.2, représente une illustration pratique d'un "bloc hydraulique" à titre d'exemple , (les organes cités cidessus sont représentés mécaniquement et repérés de la même façon ). Un système suivant l'invention permet d'obtenir des flux utilisables selon le dessin, à Gauche -G- et à Droite - D - sur le tableau ci-dessous, suivant les combinaisons ci-après détaillées, tableau dans lequel C , Chaud, étant la miseen circuit de l'eau chaude, et F , Froid, la mise en circuit de l'eau froide Tableau des combinaisons Sortie 1 ( à Gauche : G) Sortie 2 ( à Droite : D) avec :C et arrêt arrêt et C C et C C et F F et C F et F arrêt et F F et arrêt arrêt et arrêt La Fig. -3 et la Fig. 4 , PI. 2, représentent respective ment deux modes de fonctionnements, le premier avec l'usage du Froid sur la cuve(A),et le Chaud sur la cuve(B > ,les circuits respectivement concernés étant représentés le premier avec des hachures, le second en grisé; le deuxième schéma, (Fig.4) ieprésente l'utilisation du Froid sur la cuve(A),si- multanément avec le Froid sur la cuve (B), (hachures) La régulation au niveau des cuves(A)et(B)est obtenue par l'arrêt ou la mise en Mrivtxn des pompes , d'une part, et/ ou l'action sur les électrovannes concernées. Les différentes électrovannes et pompes sont commandées par un ensemble de relais électromécaniques,embrochables préférentiellement, montés sur un circuit imprimé de connes xion, ou encore par circuit de commutation électronique par C.I.; ce circuit assure automatiquement à partir de l'information du besoin en C ou en F provenant du régulateur, les commutations des vannes nécessaires à la permutation des fluides Un autre mode de commutation suivant l'invention est représenté sur la Fig. 5, Pi 3 ,utilisant aux mêmes fins,non plus un jeu de 14 électrovannes, mais 8 électrovannes accompagnées de 4 clapets anti-retour. Comme sur la plache 2, les flux sont illustrés respectivement par des circuits hachurés, orientation -F- sur la cuve(A),et grisés pour -C- sur la cuve(B). Des "blocs hydrauliques identiques peuvent être assemblés: 2 modules, permettant le pilotage de 4 cuves simultanément, ou 4 modules permettant de traiter 8 cuves,les modu 1 'etants dans un meuble constituant l'appareillage complet; suivant le dessin (Fig. 6, P1 4 ) sur lequel l'ensemble (26) est relié d'une part à une source d'eau froide, CEF (27), et chaude, CEC (28), par des tubes flexibles de gros diamètres ( 29 ), l'ensemble (26) alimentant directement les échan geurs de chacune des cuves A, B, C, D, .... au moyens des tubes flexibles (30), (30).... Un connecteur relie directement l'ensemble (26) au boîtier des régulateurs (32), ou au boîtier électronique de programmation (33) et au micro-ordinateur (34) relié par un câble bus; (35) représente les câbles de liaison des sondes de température avec l'ensemble (26) du"bloc hydraulique" La planche 5 représente, en profil et en coupe ( Fig. 7) une réalisation d'un " bloc hydraulique" à 4 afimentations simultanées, dans laquelle, (34) est le bloc hydraulique alimentant 2 cuves à gauche (tubulures de circulation 1/2/5 et 6 ) et d'autre part à droite (tubulures de circulation 3/4/7/8 ) , permettant la régulation de 4 cuves; (36) et (37) sont les tubulures de liaison evec les centrales d'énergie (27) et (28), (38) la pompe de circulation d'eau chaude en provenance de la chaudière extérieure. On retrouve dans ces illustrations, les organes complémentaires du "bloc hydraulique" : (17) et 18), pompes de circulation: (24) vases d'expansion; (39) est la grille électrique incorporant le circuit imprimé supportant les relais La Fig. 8, PI. 5 représente en perspective les " les blocs hydrauliques" permettant l'alimentation de 4 cuves ( Fig. 8A) et 8 cuves ( Fig 8B) simultanément L'appareillage suivant l'invention est particulièrement destiné à la régulation en température des cuves de vi nification REVENDICATIONS 1) Appareillage d'apport énergétique pour la régulation en température de cuves de traitement, caractérisé en ce qu' il réalise la distribution automatique de flux chaud et froid, en vue d'obtenir une température régulée dans des échangeurs ( au moins 2) mis en oeuvre simultanément, et obtenir simultanément ou séparément , soit la montée, soit la descente en température des dits échangeurs 2) Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que/chancun des échangeurs qui lui sont reliés,les flux Chaud ou Froid peuvent être permutés 3) Appareillage selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il permet le pilotage en température ré gulée de 1 et 2, ou de 1,2,3,4 ou encore de 1,2,3,4,5.. échangeurs ou plus sans limitation 4) Appareillage suivant les revendications 1, -2 et 3 caractérisé par le fait qu'il peut comporter on non des centrales d'énergie intégrées, (cas de l'utilisation de "bloc hy raulique associé à des centrales de faibles puissances), ou au contraire les dites centrales peuvent être disposées extérieurement à l'appareillage 5) Appareillage selon les revendications 1, 2, 3, et 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un meuble unique, ou plusieurs meubles convenablement reliés entre eux et incorporant tous les organes d'automatisme (électrovannes,pompes,filtres, purgeurs, manomètres, robinetterie de charge et de vidange) et qu'il est lui-même relié directement, d' une part aux centrales d'énergie, d'autre part aux échangeurs à réguler, par le moyen de tuyauteries rigides ou préférentiellement souples, et de raccords automatiques ou à vis 6) Appareillage selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que sa construction est réalisée à partir de modules identiques de préférence à 2 sorties (Droite et Gauche ) et que la combinaison de plusieurs de ces mo dules permet, par leur association, de fabriquer/blocs de pilotage en température de 1, 2, 3, .. 8, 16, 24 cuves, ou plus 7) Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'appareillage est directement applicable à des équipements industriels variés, notamment en agro-alimentaire, en chimie-fine, ou en pharmacie, exigeant des systèmes de régulation de températures multiples par fluide caloporteur, circulant à partir de centrales thermiques pour le chaud et pour le froid 8) Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'appareillage est particulièrement destiné à la régulation en température des cuves de vinification