Brevet FR2840725A1 — publié le 20031212

traitement thermique des deux ressorts (7,15). 1 2840725 GROUPE MOTOPOMPE ANTIDEFLAGRANT A ALIMENTATION D'UN CAPTEUR DE NIVEAU PAR LE CABLE D'ALIMENTATION DU MOTEUR s Un groupe motopompe comprend une pompe entranee par un moteur electrique. Le moteur electrique est alimente par une source de courant alternatif par l'intermediaire d'un c3ble d'alimentation dans lequel passent des firs. Ce vent notamment les fils de phase, les fils d'etat de capteurs integres a la pompe et le fil de terre. Un capteur de niveau permet de o mettre la pompe en route ou de l'arreter suivant le niveau de ['effluent a relever dans le puisard dans lequel est montee la pompe. Le capteur de niveau necessite un dispositif d'alimentation en energie electrique pour manceuvrer un interrupteur de commande de la pompe. Ce dispositif d'alimentation en energie electrique necessite, lorsque le groupe motopompe s est antideflagrant, un c3ble supplementaire d'equipotentialite mettant au potentiel de terre tous les accessoires et la pompe. Un groupe mGtopompe antideflagrant est coGteux par le nombre des connecteurs a chicane qui doivent etre utilises et par la longueur des c3bles d'alimentation et d'equipotentialite qu'il faut utiliser. o L'invention remedie a ces inconvenients par un groupe motopompe antideflagrant qui permet de diminuer la longueur de c3ble a utiliser. L'invention a done pour objet un groupe motopompe antideflagrant comprenant une pompe entranee par un moteur electrique s alimente par une source de courant alternatif par l'intermediaire d'un c3ble d'alimentation a fils et un capteur de niveau necessitant un dispositif d'alimentation en energie electrique, caracterise en ce que le dispositif d'alimentation en energie electrique comprend un premier circuit magnetique annulaire entourant une premiere ouverture dans laquelle passe le cable et o comportant un premier bobinage dont les deux lignes de sortie vent reliees au 2 2840725 capteur et l'une des lignes du cable est alimentee par un generateur de trains d'impulsions. Le capteur est maintenant alimente non pas par une ligne speciale, mais par l'un des fils du cable d'alimentation lors des trains d'impulsions qui vent produits avec entre eux des pauses. La longueur de cable a utiliser est moindre qu'auparavant. L'utilisation du cable d'alimentation a fil pour alimenter egalement le capteur de niveau permet de se dispenser de firer un cable special pour alimenter ce capteur. Grace au premier circuit magnetique qui peut etre notamment un tore, on supprime tout contact o electrique et done toute possibilite d'etincelle. Suivant un perfectionnement de ['invention, les deux lignes et le capteur vent enfermes dans une enveloppe antideflagrante. On peut ainsi se dispenser d'un connecteur coOteux pour le capteur. Par precaution supplementaire pour eviter les etincelles, I'energie sortant des deux lignes est inferieure a 50 milliwatts. De preference, les deux lignes de sortie du premier bobinage vent reliees au capteur par l'intermediaire d'un condensateur d'emmagasinage d'energie. On emmagasine ainsi de l'energie pendant la presence des trains d'impulsions, en sorte qu'il est possible, pendant les pauses entre les trains o d'impulsions, d'utiliser cette energie pour que le capteur puisse envoyer ['information de niveau a l'interrupteur de commande de la pompe. Le courant alternatif provenant du premier circuit magnetique est transforme en courant continu par le convertisseur courant alternatif/courant continu, notamment par une diode, avant d'aller au condensateur d'emmagasinage d'energie. De preference, les deux lignes, le convertisseur, le condensateur et le capteur vent enfermes dans l'enveloppe. Afin de pouvoir envoyer ['information donnee par le capteur soit directement a la pompe dans le cas d'une pompe intelligente munie soimeme d'un interrupteur de commande, soit a un interrupteur de commande se so trouvant a l'exterieur de la zone antideflagrante, tout en utilisant une partie du circuit ayant permis d'apporter de l'energie au capteur de niveau, il est prevu que les deux lignes de sortie du bobinage solent reliees au capteur par l'intermediaire d'un premier multiplexeur monte en amont du condensateur d'emmagasinage d'energie, il est prevu un circuit de retour allant du capteur au premier multiplexeur et de celui-ci au premier circuit magnetique par les deux lignes de sortie et il est prevu un second circuit magnetique annulaire 3 2840725 entourant une seconde ouverture dans laquelle passe le c3ble et comportant un second bobinage. Pendant les pauses, I'energie fournie par le condensateur est. en fonction de l'etat du capteur, renvoyee en passant par le premier multiplexeur au premier bobinage. Wile cree un champ magnetique s dans le premier circuit magnetique. Le flux magnetique induit un courant dans la ligne. La ligne, en passant dans le deuxieme circuit magnetique, y cree un champ magnetique. Les seconds bobinages envolent un courant et une tension au second multiplexeur qui, pendant les pauses, envole ['information correspond ante a l'inte rru pteu r de comma nde de la pompe. o Le generateur de trains dtimpulsions peut etre relic directement a la ligne qui est utilisee dans le c3ble aux fins de ['invention mats, suivant un mode de realisation prefere, le generateur de trains d'impulsions est relic au second bobinage du second circuit magnetique par le second multiplexeur, le premier multiplexeur etant esclave du second, ce qui signifie que les trains d'impulsions passant dans le premier multiplexeur y passent de maniere synchronisee avec ceux passant dans le second multiplexeur. Le capteur de niveau statique peut Gtre a flotteur ou sans flotteur avec ou non des contacts mecaniques. Ce peut etre aussi un capteur optique. On prefere un capteur electronique, notamment capacitif a faible consommation. Pour mieux separer la frequence des impulsions que l'on envole de celles que l'on re,coit, le second multiplexeur est relic par l'intermediaire d'un discriminateur de frequences a l'interrupteur de commande de la pompe. La Figure unique du dessin annexe illustre ['invention. s Le groupe motopompe antideflagrant schematise a la Figure 1 comprend une pompe 1 entranee par un moteur 2 electrique. La pompe 1 a une tubulure 3 d'admission et une tubulure 4 de refoulement. Le moteur 2 est alimente par une source de courant alternatif symbolisee par les lignes L1, L2, L3 de phase et par une ligne de terre. Ces quatre lignes passent dans un c3ble 5 antideflagrant. Le cable 5 passe dans un second tore 6 magnetique sur lequel vent bobines des seconds bobinages 7 avant de passer dans un premier tore 8 magnetique sur lequel vent bobines des premiers bobinages 9. La distance entre la source L1, L2, L3 et le tore 8 est de 10 m. On a represente par 10 une paroi symbolique separant a gauche la zone ou on ne ss doit pas assurer une protection contre la deflagration et a droite la zone qui doit etre antideflagrante. Le premier tore 9 est enferme dans une enveloppe 4 2840725 11 antideflagrant etanche qui entoure egalement tout le circuit electronique se trouvant a droite de la paroi 10. Tous les composants a l'interieur de l'enveloppe 11 vent surmoules dans une resine de remplissage pour ameliorer la resistance aux chocs. L'enveloppe 11 est annulaire avec un trou central de passage du cable 5. Le cable 5 est connecte au moteur 2 par un connecteur 12 antideflagrant a chicane. Le moteur 1 est relib par un fil 13 d'equipotentialite a la terre qui boucle le circuit. La partie du cable 5 a droite de la paroi 10 a une longueur de 10 m. Les premiers bobinages 9 vent relies par deux lignes 14, 15 de o sortie a un multiplexeur 16 qui est relic par un conducteur 17 de sortie a une diode 18 convertissant le courant alternatif en courant continu, laquelle est reliee a un condensateur 19 d'emmagasinage d'energie dont la sortie 20 est reliee a un capteur 21 de niveau capacitif. Le capteur 21 est lui aussi, en realite, enferme dans l'enveloppe 11. Du capteur 21, un conducteur 22 mene a une logique combinatoire ET 23, tandis qutun conducteur 24 mene a un comparateur 25 de frequences. Le comparateur 25 est relic par un conducteur 26 a la logique combinatoire ET 23. Une sortie 27 de la logique combinatoire ET 23 mene a un convertisseur 28 convertissant le courant continu en courant alternatif. Un o conducteur 29 apporte l'energie du condensateur 19 au convertisseur 28. Un conducteur 30 relic le convertisseur 28 au multiplexeur 16. Du cote gauche de la paroi 10, c'est-a-dire en pratique dans une armoire, avec toutefois egalement la possibilite que cela se trouve soit dans la pompe 1, soit dans le moteur 2, qui doivent etre consideres en raison de leur etancheite comme n'etant pas du cote droit de la paroi 10 bien qu'en fait ils s'y trouvent, est prevu un oscillateur 31 pilote servant d'horloge. L'horloge est reliee par un conducteur 32 a un diviseur 33 moyenne frequence, lequel est relic par un conducteur 34 a une commande 35 de convertisseur. La commande 35 de convertisseur est reliee par un conducteur 36 a un so convertisseur 37 qui convertit du courant continu en du courant alternatif. II stagit d'un convertisseur de puissance dont l'intensite peut etre de 3 amperes. Du convertisseur 37, un conducteur 38 mene a un multiplexeur 39 qui est relic aux deux lignes 40,41 de sortie des seconds bobinages 7. Du multiplexeur 39, part un conducteur 42 qui mene a un amplificateur 43 de signal, lequel envole des signaux amplifies par un conducteur 44 a un discriminateur 45 de frequences. Le discriminateur 45 2840725 envoie par un conducteur 46 un signal a un amplificateur de mesure 47 qui attaque par un conducteur 48 un interrupteur 49 de commande de la pompe, cet interrupteur pouvant etre, comme il est represente a la figure, a gauche de la paroi 10, mais aussi, en cas de pompe intelligente, a l'interieur de la pompe 1 OU du moteur 2. Du diviseur 33, un conducteur 50 mene a ['entree d'un sequenceur 51 de multiplexage. Du diviseur 33, un conducteur 52 mene au discriminateur 45. Du sequenceur 51, un conducteur 53 mene au second multiplexeur 39. o Le premier multiplexeur 16, la diode 18, le condensateur 19, le capteur 21, la logique ET 23, le comparateur 25, la logique ET 26 et le convertisseur 28 vent montes en un meme circuit integre. Le groupe motopompe fonctionne de la maniere suivante: I'oscillateur 31 fournit des trains d'impulsions a 23,5 kHz au diviseur 33 qui fournit luimeme deux types de trains d'impulsions, a savoir, d'une part, des trains d'impulsions a 50 Hz passant par le conducteur 34 et, d'autre part, des trains d'impulsions a 2,4 Hz passant par le conducteur 50. Les trains d'impulsions a 50 Hz vont au second multiplexeur 39 en passant par la commande 35 de convertisseur et par le convertisseur 37 et le o conducteur 38 pendant 400 millisecondes. Les trains d'impulsions a 2,4 Hz vont, d'une part, par le conducteur 52 au discriminateur 45 et, d'autre part, en passant par le sequenceur 51 et par le conducteur 53, au second multiplexeur 39 pendant une duree de 50 millisecondes. Pendant 400 millisecondes, de l'energie passe par les lignes 40 s et 41 dans les seconds bobinages 7 du tore 6 magnetique. ll cree ainsi un flux magnetique dans le cable 5, ce qui y cree un courant pulse qui, lorsque le cable passe dans le premier tore 8 magnetique, cree dans ses bobinages 9 un courant alternatif. Ce courant alternatif passe par les lignes 14 et 15 dans le multiplexeur 16 qui, pendant cette premiere duree de 400 millisecondes, est so dans une position telle qu'il alimente le conducteur 17, de sorte que le courant est redresse par la diode 18 et est emmagasine dans le condensateur 19 d'emmagasinage d'energie. II alimente pendant ces 400 millisecondes egalement le capteur 21, mais l'energie dont il dispose est bien superieure a celle dont a besoin le capteur 21. Le capteur 21 se trouve ainsi alimente sans cable d'alimentation special ni connecteur special. Pendant les 50 millisecondes venant apres les premieres 6 2840725 400 millisecondes et representant un premier intervalle entre les trains d'impulsions, le premier multiplexeur 16 ne met plus en liaison les lignes 14 et avec le conducteur 17, mais met ses lignes 14, 15 en liaison avec le conducteur 30, en sorte qu'un signal fourni par le capteur 21 va par le conducteur 24 au comparateur de frequences 25. Ce comparateur prend l'etat zero si la frequence du signal qu'il re,coit par le conducteur 24 est superieure a ,6,us, mais prend l'etat un si cette valeur est inferieure a 35,6 ps, ce qui correspond au cas ou il y a respectivement de l'eau au niveau du capteur ou il n'y en a pas. Le signal correspondent du comparateur 25 est envoye par le o conducteur 26 a la logique 23, laquelle re,coit dans le meme temps par le conducteur 22 une frequence de 1,7 kHz. Comme on a a la fois dans la logique 23 et une frequence 1,7 kHz et l'etat un, la logique 23 envole par le conducteur 27 un signal correspondent de commande au convertisseur 28, lequel re,coit de l'energie par le conducteur 29 et transforme ce courant continu en un courant alternatif de 5 volts et de 5 milliamperes, soit 1,7 kHz, pendant les 50millisecondes qui ont fait suite aux premieres 400 millisecondes. Ce courant est reinjecte par le conducteur 30 dans le premier multiplexeur 16 et va par les lignes 14, 15 dans les premiers bobinages 9 du tore 8.11s y creent un flux magnetique qui fait qu'il passe un o courant dans les fils du cable 5 allant vers le second tore 6 magnetique. Le courant passant dans les fils du cable 5, qui lui-meme passe a l'interieur du tore 6, fait qu'il se cree un courant dans les seconds bobinages 7. Ce courant est envoye par les lignes 40, 41 au second multiplexeur 39. Pendant ces millisecondes, le deuxieme multiplexeur 39 est en une position telle qu'il transmet le courant provenant des lignes 40, 41 par le conducteur 42 a l'amplificateur 43 et par le conducteur 44 au discriminateur 45. Le discriminateur 45 discrimine la frequence a 50 Hz de celle a 1,7 kHz et, stil volt cette frequence de 1,7 kHz, il donne l'ordre par le conducteur 46 a l'amplificateur de mesure 47 de modifier l'etat de l'interrupteur 49. so Pendant les 400 millisecondes suivantes, les operations qui ont eu lieu pendant les premieres 400 millisecondes se repetent, et ainsi de suite. 7 2840725 REVENDICATIONS 1. Groupe motopompe antideflagrant comprenant une pompe (1) entranee par un moteur (2) electrique alimente par une source (L1, L2, L3) de s courant alternatif par l'intermediaire d'un cable (5) d'alimentation a fils et un capteur (21) de niveau necessitant un dispositif d'alimentation en energie electrique, caracterise en ce que le dispositif d'alimentation en energie electrique comprend un premier circuit magnetique (8) annulaire entourant une premiere ouverture dans laquelle passe le cable (5) et comportant un o premier bobinage (9) dont les deux lignes (14, 15) de sortie vent reliees au capteur (21) et l'une des lignes du cable (5) est alimentee par un generateur (37) de trains d'impulsions. 2. Groupe motopompe suivant le revendication 1, caracterise en ce que les deux lignes (14,15) et le capteur (21) vent enfermes dans une enveloppe (11) antideflagrante. 3. Groupe motopompe suivant l'une des revendications 1 ou 2, caracterise en ce que l'energie sortant par les deux lignes (14,15) est inferieure a 50 milliwatts. 4. Groupe motopompe antideflagrant suivant l'une des o revendications 1 a 3, caracterise en ce que les deux lignes (14, 15) de sortie du premier bobinage (9) vent reliees au capteur (21) par l'intermediaire d'un convertisseur de courant alternatif en courant continu et d'un condensateur (19) d'emmagasinage d'energie. 5. Groupe motopompe suivant la revendication 4, caracterise en s ce les deux lignes (14,15), le convertisseur (18), le condensateur (19) et le capteur (21) vent enfermes dans l'enveloppe. 6. Groupe motopompe antideflagrant suivant l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que les deux lignes (14, 15) de sortie du premier bobinage (9) vent reliees au capteur (21) par l'intermediaire o d'un premier multiplexeur (16) monte en amont du condensateur (19) d'emmagasinage d'energie, il est prevu un circuit de retour (23, 25, 28) allant du capteur (21) au premier multiplexeur (16) et de celui-ci (16) au premier circuit magnetique (8) par les deux lignes (14, 15) de sortie et il est prevu un second circuit magnetique (6) annulaire entourant une seconde ouverture s dans laquelle passe le cable (5) et comportant un second bobinage (7). 7. Groupe motopompe antideflagrant suivant la revendication 6, caracterise en ce que le generateur (37) de trains d'impulsions est relic au second bobinage (7) du second circuit magnetique (6) par le second multiplexeur (39), le premier multiplexeur etant esclave du second. o 8. Groupe motopompe antideflagrant suivant la revendication 6 ou 7, caracterise en ce que le second multiplexeur (39) est relic par l'intermediaire d'un discriminateur (45) de frequences a un interrupteur (49) de