Brevet FR2835824A1 — publié le 20030815

La présente invention concerne un appareil de décalcification, en particulier pour les appareils électroménagers comme les lave-vaisselle et les lavelinge. Plus en détail, cet appareil de décalcification comprend un réservoir contenant des résines échangeuses d'ions et doté d'ouvertures respectivement pour l'entrée de l'eau à décalcifier et la sortie de l'eau décalcifiée, et des dispositifs indicateurs de l'épuisement de la capacité d'échange desdites résines. On connaît les dispositifs indicateurs de l'épuisement des résines échangeuses d'ions basés sur le phénomène de leur variation de volume, en particulier de leur contraction, au fur et à mesure que le phénomène d'échange ionique se poursuit. Un premier groupe de ces dispositifs indicateurs est basé sur la variation de volume de l'ensemble de la masse de résines échangeuses, et en particulier sur la variation consécutive de pression exercée par leur superficie supérieure. Ces dispositifs indicateurs se sont d'ailleurs révélés peu précis. En effet, les phénomènes mentionnés ci-dessus déterminent des variations très faibles des valeurs des variables mesurées par rapport aux valeurs standards de ces dernières. Donc, des perturbations accidentelles de ces valeurs faussent gravement les mesures effectuées. Un second groupe de ces dispositifs indicateurs est par contre basé sur la variation de volume d'une seule particule échantillon de résine échangeuse, qui est moins soumise à des perturbations accidentelles. On a d'ailleurs noté que cette particule échantillon pouvait être soumise à des phénomènes de désintégration imprévue, qui rendent évidemment impossible la mesure ultérieure de sa variation de volume progressive. Le but de la présente invention consiste à fournir un appareil de décalcification muni de dispositifs indicateurs de l'épuisement des résines échangeuses d'ions exempt des inconvénients décrits ci-dessus des appareils connus. Selon l'invention, cet objectif est atteint grâce à un appareil de décalcification du type indiqué au début de la présente description et caractérisé par le fait que lesdits dispositifs indicateurs comprennent : une chambre communiquant hydrauliquement avec ledit réservoir et présentant une première paroi fixe, sur laquelle sont placées plusieurs particules de résine échangeuse d'ions substantiellement équidimensionnées, de façon à former une couche de hauteur égale à celle d'une seule particule, et une seconde paroi appuyée sur lesdites particules et mobile en fonction de leur variation de volume due à leur épuisement progressif et un organe de détection en mesure de produire un signal indicatif du mouvement de ladite paroi mobile. La variation de volume de toutes les particules étant substantiellement identique et non influencée par celle des autres particules, les dispositifs indicateurs de l'appareil de l'invention produisent des résultats ayant une précision analogue à celle du second groupe des dispositifs indicateurs connus. En même temps, si une des particules se désintègre pour des raisons accidentelles, cela n'a pas de répercussions substantielles sur le fonctionnement des dispositifs indicateurs, puisque le mouvement de la paroi mobile est en règle générale indépendante d'une diminution localisée de la densité de particules dans la couche. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront évidents dans la description détaillée qui suit, fournie à simple titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins joints dans lesquels : La figure 1 est une vue en élévation frontale d'un appareil de décalcification selon l'invention et La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Un appareil de décalcification comprend un réservoir de forme cylindrique 10 contenant des résines échangeuses d'ions 12 et muni d'ouvertures 14,16 respectivement pour l'entrée de l'eau à décalcifier et la sortie de l'eau décalcifiée. Au sommet du réservoir 10, en communication hydraulique avec sa portion contenant les résines 12, se trouve une chambre 18, entre une première paroi fixe inférieure 20 et une seconde paroi mobile supérieure 22. La chambre 18 est située à l'intérieur du réservoir 10 au niveau de sa partie supérieure. La paroi fixe 20 est formée d'une première plaque discoïdale présentant plusieurs fentes 24 en mesure de permettre le passage de l'eau et bloquée par interférence contre la paroi interne du réservoir 10. De façon adjacente à la périphérie de la première plaque discoïdale se dresse transversalement une saillie circonférentielle 26 permettant de guider le mouvement de la paroi mobile 22. Cette dernière est formée d'une seconde plaque discoïdale, de la périphérie de laquelle se dresse un collier circonférentiel 28 présentant un premier tronçon 30 s'étendant transversalement par rapport à la plaque et qui est contigu à la saillie 26, un second tronçon 32 s'étendant parallèlement par rapport à la plaque au-delà du sommet de la saillie 26 et un troisième tronçon 34 s'étendant transversalement par rapport à la plaque et qui est contigu à la paroi interne du réservoir 10. Entre le troisième tronçon 34 du collier circonférentiel 28 et la paroi interne du réservoir 10 se trouve un joint d'étanchéité 36. Sur la paroi fixe 20 se trouvent plusieurs particules 38 de résine échangeuse d'ions substantiellement équidimensionnées, sur lesquelles s'appuie à son tour la paroi mobile 22. Les particules 38 forment une couche de hauteur égale à celle d'une particule seule 38. Elles sont substantiellement sphériques et sont disposées dans la couche, espacées entre elles et en occupant de préférence entre 50% et 95% de l'espace disponible. Une bobine 40 formant ledit organe de détection, présente un enroulement électrique 42 dans lequel se trouve au moins une partie d'un noyau 44 de matériau ferromagnétique, mobile en fonction de la variation du volume desdites particules 38. La bobine 40 comprend l'enroulement électrique 42 qui est situé au-dessus du réservoir 10 contenant les résines échangeuses d'ions 12 et auquel est associé le noyau 44 de matériau ferromagnétique. Ce dernier présente une portion de base appuyée sur la face supérieure de la seconde plaque de la paroi mobile 22, une portion intermédiaire passant à travers un orifice 46 pratiqué dans l'enveloppe du réservoir 10 et une partie supérieure située dans l'espace 48 délimité par l'enroulement électrique 42. La portion de base du noyau 44 est entourée d'un socle circonférentiel 50 qui ressort au-centre de la face supérieure de la seconde plaque de la paroi mobile 22. Pendant le fonctionnement normal de l'appareil, l'eau entre dans le réservoir 10 par l'ouverture 14, elle est décalcifiée en passant à travers les résines échangeuses 12 et sort par l'ouverture 16. Tant que les résines 12 conservent une capacité suffisante d'échange ionique, le contact entre l'eau qui passe à travers les fentes 24 et les particules 38 ne produit substantiellement aucun effet, puisque cette eau a déjà été décalcifiée. Quand, toutefois, la capacité d'échange ionique des résines 12 commence à s'épuiser, l'eau qui entre dans la chambre 18 et entre en contact avec les particules 38 n'est plus décalcifiée, de sorte qu'il se vérifie des réactions d'échange ionique avec ces dernières. Par conséquent, le volume des particules 38 commence à diminuer, en provoquant un abaissement de la paroi mobile 22 qui est appuyée sur elles et du noyau 44 qui est soutenu par la paroi 22. Donc, le noyau 44 tend à sortir davantage de l'espace 48 délimité par l'enroulement électrique 42 avec une variation du champ électromagnétique correspondant. La bobine 40 génère ainsi un signal qui est exploité par une centrale de contrôle permettant de commander le début d'un processus de régénération des résines 12, en particulier leur lavage avec une solution saline régénérante. Ainsi, l'appareil de décalcification selon l'invention comprend une centrale de contrôle en mesure de recevoir et de traiter le signal produit par l'organe de détection, afin de commander le début d'un processus de régénération des résines 12, en particulier leur lavage avec une solution saline régénérante. Avantageusement, cette centrale peut être programmée de façon à mémoriser la valeur de la dureté de l'eau alimentée par le réseau au lieu d'installation de l'appareil électroménager et à commander de toutes façons le début du processus de régénération après un nombre préétabli de cycles de lavage dépendant de la valeur de dureté mémorisée. Ainsi, les éventuelles avaries d'un ou plusieurs composants du système de détection de l'épuisement des résines ne peuvent pas bloquer le déroulement du processus de régénération, en permettant d'éviter les dommages qui y sont liés. La chambre 18 avec la couche de particules 38 et la bobine 40 servent ainsi, dans leur ensemble, de dispositifs indicateurs de l'épuisement de la capacité d'échange des résines 12 de l'appareil. Il convient de noter que le fonctionnement de ces dispositifs indicateurs est identique, du point de vue de sa conception, à celui que l'on aurait si l'on exploitait la contraction d'une seule particule 38. Cela permet d'obtenir une précision élevée de mesure. En même temps, dans le cas toujours possible de désintégration d'une particule 38 (ou à la limite d'un nombre limité de cellesci), la fonctionnalité des dispositifs indicateurs reste inchangée, puisque le mouvement de la paroi mobile 22 n'est évidemment pas influencé par une diminution localisée de la densité des particules 38. Naturellement, tout en maintenant le principe de l'invention, les détails de réalisation et les formes de mise en oeuvre pourront largement changer par rapport à ce qui a été décrit à simple titre d'exemple, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de décalcification comprenant un réservoir (10) contenant des résines échangeuses d'ions (12) et doté d'ouvertures (14,16) respectivement pour l'entrée de l'eau à décalcifier et la sortie de l'eau décalcifiée, et des dispositifs indicateurs de l'épuisement de la capacité d'échange desdites résines (12), ledit appareil étant caractérisé en ce que lesdits dispositifs indicateurs comprennent : une chambre (18) communiquant hydrauliquement avec ledit réservoir (10) et présentant une première paroi fixe (20) sur laquelle sont placées plusieurs particules (38) de résine échangeuse d'ions substantiellement équidimensionnées, de façon à former une couche de hauteur égale à celle d'une particule simple (38) et une seconde paroi (22) appuyée sur lesdites particules (38) et mobile en fonction de leur variation de volume due à leur épuisement progressif et un organe de détection en mesure de produire un signal indicatif du mouvement de ladite paroi mobile (22). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites particules (38) sont substantiellement sphériques. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites particules (38) sont disposées de façon espacées dans la couche, en occupant entre 50% et 95% de l'espace disponible. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chambre (18) est située à l'intérieur du réservoir (10) au niveau de sa partie supérieure. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit réservoir (10) a une forme cylindrique et ladite paroi fixe (20) de la chambre (18) est formée d'une première plaque discoïdale présentant plusieurs fentes (24) en mesure de permettre le passage de l'eau et bloquée par interférence contre la paroi interne du réservoir (10). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que, de façon adjacente à la périphérie de ladite première plaque discoïdale, se dresse transversalement une saillie circonférentielle (26) permettant de guider le mouvement de ladite paroi mobile (22). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite paroi mobile (22) est formée d'une seconde plaque discoïdale, de la périphérie de laquelle se dresse un collier circonférentiel (28) présentant un premier tronçon (30) s'étendant transversalement par rapport à la plaque et qui est contigu à ladite saillie (26), un second tronçon (32) s'étendant parallèlement par rapport à la plaque au-delà du sommet de ladite saillie (26) et un troisième tronçon (34) s'étendant transversalement par rapport à la plaque et qui s'avère contigu à la paroi interne dudit réservoir (10). 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'entre ledit troisième tronçon (34) du collier circonférentiel (28) et la paroi interne du réservoir (10) se trouve un joint d'étanchéité (36). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe de détection est une bobine (40), dans l'enroulement électrique (42) de laquelle se trouve au moins une partie d'un noyau (44) de matériau ferromagnétique, mobile en fonction de la variation de volume desdites particules (38). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit enroulement électrique (42) est situé audessus du réservoir (10) contenant les résines échangeuses d'ions (12) et ledit noyau (44) en matériau ferromagnétique présente une portion de base appuyée sur la face supérieure de la seconde plaque de la paroi mobile (22), une portion intermédiaire passant à travers un orifice (46) pratiqué dans l'enveloppe du réservoir (10) et une partie supérieure située dans l'espace (48) délimité par ledit enroulement électrique (42). 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il ressort, de la face supérieure de la seconde plaque de la paroi mobile (22), au centre, un socle circonférentiel (50) qui entoure la portion de base du noyau (44). 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une centrale de contrôle en mesure de recevoir et de traiter ledit signal produit par l'organe de détection, afin de commander le début d'un processus de régénération des résines (12), en particulier leur lavage avec une solution saline régénérante. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite centrale de contrôle est programmable de façon à mémoriser la valeur de la dureté de l'eau alimentée par le réseau et à commander de toutes façons le début du processus de régénération après un nombre préétabli de cycles de lavage dépendant de ladite valeur de dureté.