Brevet FR2919936A1 — publié le 20090213

549FR Dispositif pour contrôler l'écoulement d'un liquide et procédé mettant en oeuvre ce dispositif [0001]. L'invention concerne un dispositif pour contrôler l'écoulement d'un liquide et un procédé mettant en oeuvre ce dispositif. L'invention permet d'arrêter automatiquement l'écoulement d'un liquide lorsqu'un volume désiré est atteint, ce volume ayant été préalablement appris au dispositif au cours d'une phase d'apprentissage. L'invention a notamment pour but de remplir de liquide un récipient sans surveillance. io [0002]. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine domestique, pour le remplissage d'une baignoire ou d'un lavabo, d'un réservoir, d'un jerrican, ou d'un abreuvoir. [0003]. On connaît un pistolet d'arrosage décrit dans la demande de brevet EP-1655584, qui permet de mesurer la quantité d'eau consommée 15 lors de l'arrosage. Toutefois, il est nécessaire de connaître précisément la valeur du volume à verser afin d'obtenir un arrosage souhaité. [0004]. On connaît également des dispositifs d'arrosage automatique qui permettent d'effectuer un arrosage de jardin à intervalle régulier (par exemple tous les jours) pendant une durée choisie par l'utilisateur. Toutefois, 20 de tels dispositifs ne permettent pas de garantir que le même volume d'eau sera consommé d'un arrosage à l'autre. En effet, le débit de l'écoulement peut varier suivant par exemple le nombre de personnes prélevant de l'eau sur le réseau. Or si le débit varie pour une même durée d'arrosage, la quantité d'eau sera différente. L'invention permet de s'affranchir du facteur 25 de variation de débit par le calcul du volume permettant ainsi de délivrer une quantité précise de liquide. [0005]. L'invention permet de répéter très précisément le remplissage d'un récipient à un volume souhaité, sans connaître a priori la quantité de liquide à verser dans ce récipient et sans avoir à surveiller ce remplissage. 30 [0006]. A cet effet, lors d'une phase d'apprentissage, l'utilisateur remplit un récipient pendant que le dispositif mesure le volume de liquide consommé. 1 2 Lorsque le niveau de liquide souhaité par l'utilisateur est atteint, l'utilisateur actionne le dispositif, de sorte que le volume correspondant à ce niveau est mémorisé, en tant que volume de référence (consigne), à l'intérieur du dispositif. [0007]. Ensuite, dans une phase d'utilisation, le dispositif mesure le volume écoulé et dès que la valeur du volume de référence est atteinte, le dispositif coupe automatiquement le débit d'eau. Ainsi l'utilisateur pourra répéter le remplissage du récipient toujours à un même niveau (celui correspondant au volume de référence enregistré dans la phase io d'apprentissage) sans avoir à surveiller l'écoulement du liquide. [0008]. Le réglage du volume de référence est transparent pour l'utilisateur qui n'a pas à connaître a priori la valeur du volume de liquide correspondant au niveau désiré. En effet, pour configurer le dispositif, l'utilisateur a juste à indiquer le commencement et la fin de la période d'apprentissage, le volume 15 de référence étant calculé à partir du débit mesuré pendant la phase d'apprentissage et de la durée de cette phase d'apprentissage. [0009]. Bien entendu, plusieurs volumes de référence peuvent être mémorisés, ces volumes de référence pouvant être associés à un utilisateur et/ou à un récipient afin de faciliter leur identification. Par exemple, pour une 20 baignoire, un premier volume de référence peut correspondre au volume de remplissage du bain du bébé, tandis qu'un deuxième volume de référence peut correspondre au volume de remplissage du bain des parents. Un troisième volume pourra par exemple correspondre au remplissage d'un autre récipient, tel qu'un lavabo. 25 [00010]. Le dispositif peut comporter en outre un compteur de volume qui mesure le volume global consommé depuis sa dernière remise à zéro. [00011]. Le dispositif peut également comporter des compteurs partiels associés à chacun des volumes de référence mémorisés, ces compteurs mesurant la consommation de liquide pour atteindre chacune des valeurs de 30 référence. Ainsi, il est possible de mesurer la consommation engendrée par chaque utilisateur (parents, bébé) correspondant à chaque volume de référence. 3 [00012]. En variante, l'utilisateur pourra par affichage indiquer au préalable un volume connu qui sera délivré en tant que volume de référence. [00013]. Le dispositif est de préférence accroché à un canal d'arrivée de liquide par l'intermédiaire d'une liaison rotule afin de permettre l'orientation du jet de liquide sortant du dispositif. En outre, en cas de choc, la liaison rotule évite une rupture entre le dispositif et le canal, puisqu'elle autorise un déplacement relatif de l'un par rapport à l'autre. [00014]. Pour les utilisations avec une baignoire notamment, le dispositif est relié à une extrémité du robinet au moyen d'un filetage. De préférence, un io jeu d'embouts filetés est prévu, afin que le dispositif puisse s'adapter à plusieurs types de robinets. Pour les utilisations en extérieur, l'accrochage du dispositif à des tuyaux d'arrosage peut être effectué au moyen d'attaches classiques de type gardena (marque déposée). [00015]. Pour relier le canal d'arrivée de liquide avec le dispositif, on peut 15 en variante utiliser un embout universel, par exemple en caoutchouc, qui s'adapte par compression au canal d'arrivée de liquide. [00016]. L'invention peut également être utilisée pour l'arrosage, le dispositif assurant alors le contrôle du volume d'eau à déverser, par exemple pour arroser un type de plante particulier. Dans ce cas, on ne cherche plus à 20 contrôler le remplissage d'un récipient mais à contrôler la quantité d'eau écoulée pour avoir toujours, quelles que soient les variations de débit, un arrosage de même qualité. [00017]. L'invention concerne donc un dispositif de contrôle d'écoulement d'un liquide caractérisé en ce qu'il comporte : 25 - des moyens pour mesurer le débit de liquide sur une période de temps donnée, et une interface permettant à l'utilisateur d'indiquer le commencement et la fin de cette période de temps, - des moyens pour mesurer le volume de liquide écoulé sur ladite période de temps à partir du débit mesuré sur cette période de temps et de la 30 durée de la période de temps, - des moyens pour mémoriser, en tant que volume de référence, cette valeur du volume de liquide écoulé sur la période de temps, et 4 - des moyens pour arrêter l'écoulement du liquide lorsque la valeur du volume mesuré atteint la valeur du volume de référence. [00018]. Selon une réalisation, les moyens pour mesurer le débit de liquide comportent un débitmètre de type optique ou électromagnétique. [00019]. Selon une réalisation, les moyens pour mémoriser sont aptes à mémoriser plusieurs valeurs de référence. [00020]. Selon une réalisation, une étiquette correspondant à un utilisateur est associée à chacun des volumes de référence mémorisés, afin de faciliter leur identification. io [00021]. Selon une réalisation, il comporte en outre un capteur de température pour mesurer la température du liquide lors de son écoulement. [00022]. Selon une réalisation, il comporte des moyens pour déclencher une alarme lorsqu'un écart de température supérieur à une valeur seuil, par exemple 0.5 degré, est détecté. 15 [00023]. Selon une réalisation, les moyens pour arrêter l'écoulement du liquide comportent une vanne en forme de boule munie d'une cavité traversante, cette vanne étant entraînée en rotation par un moteur. [00024]. Selon une réalisation, il comporte un embout à liaison rotule destiné à être relié à un canal d'arrivée de liquide. 20 [00025]. Selon une réalisation, l'embout présente un filetage de manière à entrer en coopération avec des canaux d'arrivée de liquide, tels que des robinets de baignoire, présentant des taraudages. [00026]. Selon une réalisation, il comporte des moyens lui permettant d'être commandé à distance par une télécommande. 25 [00027]. Selon une réalisation, il comporte une batterie ou une génératrice qui transforme l'énergie de l'écoulement de liquide en électricité afin d'assurer l'alimentation des moyens pour arrêter l'écoulement du liquide. [00028]. Selon une réalisation, il comporte des moyens pour déclencher une alarme lorsque le volume de référence est atteint. [00029]. Selon une réalisation, il est intégré à un canal de sortie de liquide. [00030]. L'invention concerne en outre un procédé pour contrôler 5 l'écoulement d'un liquide caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - dans une phase d'apprentissage, on mesure le débit de liquide sur une période de temps donnée, le commencement et la fin de cette période de temps étant indiqués par un utilisateur, et io - on calcule la valeur de volume de liquide écoulé sur ladite période de temps à partir de la durée de la période de temps et du débit mesuré sur la période de temps, et - on mémorise, en tant que valeur de référence, cette valeur de volume de liquide, de sorte que 15 - lors d'une phase d'utilisation, on mesure le volume de liquide écoulé et lorsque la valeur du volume mesuré atteint la valeur de référence, on arrête l'écoulement du liquide. [00031]. Dans une mise en oeuvre, on déclenche une alarme lorsque le volume de référence est atteint. 20 [00032]. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [00033]. Figure 1 : une vue en trois dimensions du dispositif de contrôle 25 d'écoulement de liquide selon l'invention accompagnée d'une représentation schématique de son unité de commande ; [00034]. Figures 2-3 : des représentations en trois dimensions de l'intérieur du dispositif selon l'invention suivant deux angles de vue opposés ; [00035]. Figures 4a-4c : des vues de face, de côté et de dessus du dispositif 30 selon l'invention mettant en évidence les dimensions de ce dispositif ; 6 [00036]. Figure 5 : une vue en trois dimensions d'une architecture horizontale du dispositif selon l'invention. [00037]. Les éléments identiques conservent la même référence d'une figure à l'autre. [00038]. La figure 1 montre une vue en trois dimensions du dispositif 1 de contrôle d'écoulement de liquide selon l'invention. [00039]. Le dispositif 1 comporte un carter 2 à l'intérieur duquel a été ménagé une ouverture 2.1 qui s'étend suivant l'allongement de ce boîtier. Un débitmètre 3 tubulaire est positionné à l'intérieur de cette ouverture 2.1, la io paroi du débitmètre 3 entrant en coopération de manière étanche avec les parois de l'ouverture 2.1. Ces éléments 2, 3 présentent un axe 5 de symétrie suivant lequel s'écoule le liquide à l'intérieur du dispositif. [00040]. A l'extrémité du débitmètre 3 est positionnée une vanne 7 en forme de boule susceptible de laisser passer ou de bloquer le liquide traversant le 15 dispositif 1. A cet effet, la vanne 7 comporte une cavité 8 traversante qui s'étend sur toute la longueur de son diamètre. Lorsque la cavité 8 est en face de l'ouverture 2.1 (vanne en position ouverte), le liquide passe à travers la vanne 7. Tandis que lorsque la paroi pleine de la vanne 7 se situe en face de l'ouverture 2.1 (vanne en position fermée), le liquide est bloqué. Pour passer 20 de la position ouverte à la position fermée, il suffit de faire tourner la vanne 7 d'un quart de tour. [00041]. A cet effet, le dispositif 1 comporte un moteur 13, par exemple de type à courant continu, entraînant en rotation une tige 14 sans fin. L'axe 16 de rotation du moteur 13 et de la tige 14 est orienté parallèlement à l'axe 5 25 du dispositif. [00042]. La tige 14 entre en coopération avec une roue dentée 18 reliée à la vanne 7 par l'intermédiaire d'un arbre 19 de transmission. L'axe 21 de rotation de la vanne 7 et de l'arbre 19 est perpendiculaire aux axes 5 et 16. [00043]. Ainsi lorsqu'il est actionné, le moteur 13 fait tourner la tige 14 qui 3o transmet son mouvement de rotation à la valve 7 via la roue 18 et l'arbre 19. 7 [00044]. Pour détecter la position ouverte ou fermée de la vanne 7, on utilise de préférence un capteur de position 23 accroché au carter fixe du moteur 13. Ce capteur 23 est destiné à repérer la position d'un repère 24 accroché à la vis 14. Lorsque le repère 24 est situé devant le capteur 23, la vanne 7 est en position ouverte ; tandis que lorsque le repère 24 n'est pas situé devant ce capteur 23 (le moteur 13 ayant fait tourner la vanne 7 d'un quart de tour), la vanne 7 est en position fermée (ou inversement). [00045]. Le dispositif 1 est relié à un canal de sortie de liquide (non représenté) au moyen d'un embout 25 formant, de préférence, une liaison io rotule entre le dispositif et le canal afin de limiter le risque de rupture en cas de choc. Cet embout 25 peut en outre être fileté pour s'adapter à un taraudage ménagé par exemple dans un robinet de baignoire. En variante, le dispositif est intégré dans le canal d'arrivée de liquide. [00046]. Le dispositif 1 comporte en outre une unité de commande 27 15 comportant un microprocesseur 28, une mémoire programme 29, une mémoire de données 30 et une interface de contrôle 31 comprenant, s'il y a lieu, un écran 31.1. Ces éléments 28-31 sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un bus 33 de communication. [00047]. Par ailleurs, le débitmètre 3 est relié à une entrée du 20 microprocesseur 28 afin de transmettre la valeur du débit mesuré à ce microprocesseur 28. Tandis que le moteur 13 est relié à une sortie du microprocesseur 28, de sorte que le microprocesseur 28 peut commander la mise en rotation du moteur 13. [00048]. Pour apprendre au dispositif 1 le volume de liquide à partir 25 duquel il doit arrêter l'écoulement, l'utilisateur actionne le dispositif via l'interface 31 de manière à exécuter le programme 29.1 qui déclenche la phase d'apprentissage. Le début de cette phase d'apprentissage est le cas échéant signifié à l'utilisateur par un signal sonore et/ou lumineux. [00049]. L'utilisateur peut alors déclencher l'écoulement de liquide à travers 30 le dispositif 1, de sorte que le débitmètre 3 mesure le débit du liquide écoulé et transmette la valeur d de mesure au microprocesseur 28 qui la stocke dans la mémoire 30. Lorsque la quantité d'eau souhaitée (dont il ne connaît a 8 priori pas le volume) a été versée, l'utilisateur indique la fin de la phase d'apprentissage, en actionnant de nouveau l'interface 31. La durée t de la phase d'apprentissage comprise entre le déclenchement et la fin de la phase d'apprentissage commandés par l'utilisateur est également stockée dans la mémoire 30. [00050]. En exécutant le programme 29.2, le microprocesseur 28 mesure alors le volume V1 correspondant à la quantité de liquide écoulée pendant la phase d'apprentissage qui est égal, pour un débit constant, au produit du débit d mesuré pendant la phase d'apprentissage et de la durée t de cette io phase d'apprentissage. La formule est bien sûr adaptée lorsque le débit varie au cours de la phase d'apprentissage, en intégrant les débits sur la période de temps sur laquelle ils ont été mesurés et cela pendant toute la période d'apprentissage. [00051]. Lors de l'exécution du programme 29.3, le microprocesseur 28 15 enregistre alors le volume V1 mesuré en tant que volume de référence à l'intérieur de la mémoire 30. Dans une réalisation, il est possible de mémoriser une étiquette d'utilisateur util1 ou de récipient auquel correspond ce volume V1 de référence. [00052]. Plusieurs volumes de référence V1-VN correspondant à plusieurs 20 utilisateurs util1-utilN (ou plusieurs récipients) peuvent être mémorisés dans la mémoire 30. Pour obtenir chacune de ces valeurs V1-VN, une phase d'apprentissage est effectuée. Toutefois, il serait possible d'entrer directement en mémoire un volume de référence V1-VN lorsqu'il est connu. [00053]. Lors d'une phase d'utilisation, l'utilisateur sélectionne le volume de 25 référence V1-VN correspondant au remplissage souhaité via l'interface 31, et actionne le dispositif de manière à exécuter le programme 29.4 qui déclenche la phase d'utilisation. L'utilisateur peut sélectionner le volume de référence V1-VN directement ou indirectement via l'étiquette d'utilisateur util1-utilN auquel il est associé. 30 [00054]. Le contrôleur 28 indique ensuite, s'il y a lieu, par un signal sonore et/ou lumineux à l'utilisateur qu'il est prêt pour le remplissage, la vanne 7 étant en position ouverte. 9 [00055]. L'utilisateur peut alors déclencher l'écoulement de liquide, de sorte que le microprocesseur 28 calcule le volume de liquide V écoulé en intégrant le débit de liquide mesuré via le débitmètre sur la période de temps sur laquelle il a été mesuré. En exécutant le programme 29.5, le microprocesseur 28 compare le volume V mesuré avec le volume de référence V1-VN. Lorsque le volume de liquide écoulé V atteint le volume de référence V1-VN, le contrôleur 27 exécute le programme 29.6 et commande le moteur 13 de manière à positionner la vanne 7 en position fermée. [00056]. Le dispositif émet alors un signal lumineux et/ou sonore pour io avertir l'utilisateur que le cycle d'utilisation est terminé. [00057]. L'utilisateur peut alors éteindre le dispositif 1 et couper l'arrivée de liquide à la source, de manière que la vanne 7 se déplace en position ouverte. En effet, de préférence, la vanne 7 est positionnée par défaut en position ouverte, de sorte que lorsque le dispositif est à l'arrêt le liquide peut 15 passer à travers le dispositif sans problème. [00058]. Dans une réalisation, un compteur CT de volume stocke en mémoire 30 le volume global de liquide consommé depuis sa dernière remise à zéro. Le dispositif peut également stocker en mémoire 30 des compteurs partiels C1-CN associés à chacun des volumes de référence V1- 20 VN mémorisés. Ces compteurs C1-CN stockent la consommation engendrée par chaque utilisateur utill-utilN correspondant à chaque volume de référence Vl-VN. Les valeurs de ces compteurs CT, C1-CN peuvent être affichées sur l'écran 31.1 à la demande de l'utilisateur. [00059]. Par ailleurs, le dispositif 1 peut comporter un capteur 26 de 25 température positionné à l'intérieur de la cavité 2.1 et relié à une entrée du microprocesseur 28. Ainsi lorsque le programme 29.7 est exécuté, la valeur de température Temp transmise au microprocesseur 28 et stockée dans la mémoire 30 est affichée sur l'écran 31.1. [00060]. Dans une réalisation, on prévoit un programme qui déclenche une 30 alarme lorsqu'un écart de température supérieur à une valeur seuil, par exemple 0.5 degré, est détecté. 10 [00061]. L'utilisateur communique avec le dispositif via une interface sonore ou visuelle, telle que des LEDS ou un écran indiquant des informations, telles que le volume (mesuré V ou de référence V1-VN ou cumulé CT, C1-CN), et/ou la température et/ou l'utilisateur (util1-utilN). [00062]. La vue de face représentée sur la figure 4a montre que le dispositif présente une longueur L de 11 cm environ et une largeur I de 7 cm environ. Par ailleurs, la vue de côté représentée sur la figure 4b montre que le dispositif présente une profondeur p d'environ 6 cm. [00063]. La figure 5 montre une architecture horizontale du dispositif 1 dans io laquelle l'axe de rotation 16 du moteur est perpendiculaire à l'axe 5 de symétrie du carter 2, le moteur 13 s'étendant alors suivant une direction horizontale par rapport au carter 2 qui s'étend suivant une direction verticale. [00064]. La batterie 34 assurant l'alimentation du moteur 13 est positionnée derrière la plaque portant le contrôleur 27. En variante, la batterie 34 est 15 remplacée par une génératrice positionnée à l'intérieur de la cavité 2.1 qui transforme l'énergie de l'écoulement du liquide en énergie électrique pour l'alimentation du moteur 13. [00065]. En outre, le dispositif 1 selon l'invention peut être commandé à distance par une télécommande 35 pour enclencher les phases 20 d'apprentissage et d'utilisation. A cet effet, le contrôleur 27 et la télécommande 35 sont équipés chacun d'un module 37, 38 de type bluetooth qui échangent entre eux des données via une liaison radio 40. [00066]. En variante, le moteur actionne directement la vanne 7 ou est relié à cette vanne 7 par un ensemble d'engrenages coniques. 25 [00067]. En variante, la vanne 7 en forme de boule est remplacée par tout autre type de vanne apte à arrêter l'écoulement de fluide, comme par exemple une vanne à clapet. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle d'écoulement d'un liquide caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens (3) pour mesurer le débit de liquide sur une période de temps donnée, et une interface (31) permettant à l'utilisateur d'indiquer le commencement et la fin de cette période de temps, - des moyens (27-30) pour mesurer le volume de liquide écoulé sur ladite période de temps à partir du débit mesuré sur cette période de temps et de la durée de la période de temps, - des moyens (30) pour mémoriser, en tant que volume de référence (V1-VN), cette valeur du volume de liquide écoulé sur la période de temps, et - des moyens (7, 13) pour arrêter l'écoulement du liquide lorsque la valeur du volume mesuré atteint la valeur du volume de référence (V1-VN). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer le débit de liquide comportent un débitmètre (3) de type optique ou électromagnétique. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour mémoriser (30) sont aptes à mémoriser plusieurs valeurs de référence (V1-VN). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que une étiquette (util1-utilN) correspondant à un utilisateur est associée à chacun des volumes de référence (V1-VN) mémorisés, afin de faciliter leur identification. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur de température (26) pour mesurer la température du liquide lors de son écoulement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (26, 28, 29) pour déclencher une alarme lorsqu'un écart de température supérieur à une valeur seuil, par exemple 0.5 degré, est détecté. 10 15 12 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour arrêter l'écoulement du liquide comportent une vanne (7) en forme de boule munie d'une cavité (8) traversante, cette vanne (7) étant entrainée en rotation par un moteur (13). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un embout (25) à liaison rotule destiné à être relié à un canal d'arrivée de liquide. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'embout (25) présente un filetage de manière à entrer en coopération avec des canaux d'arrivée de liquide, tels que des robinets de baignoire, présentant des taraudages. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (37) lui permettant d'être commandé à distance par une télécommande (38). 20 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte une batterie (34) ou une génératrice qui transforme l'énergie de l'écoulement de liquide en électricité afin d'assurer l'alimentation des moyens (7, 13, 14) pour arrêter l'écoulement du liquide. 25 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déclencher une alarme lorsque le volume de référence (V1-VN) est atteint. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce 3o qu'il est intégré à un canal de sortie de liquide. 14. Procédé pour contrôler l'écoulement d'un liquide caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :- dans une phase d'apprentissage, on mesure le débit de liquide sur une période de temps donnée, le commencement et la fin de cette période de temps étant indiqués par un utilisateur, et - on calcule la valeur de volume de liquide écoulé sur ladite période de 5 temps à partir de la durée (t) de la période de temps et du débit mesuré sur la période de temps, et - on mémorise, en tant que valeur de référence (V1-VN), cette valeur de volume de liquide, de sorte que - lors d'une phase d'utilisation, on mesure le volume (V) de liquide lo écoulé et lorsque la valeur du volume mesuré atteint la valeur de référence (V1-VN), on arrête l'écoulement du liquide. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que on déclenche une alarme lorsque le volume de référence (V1-VN) est atteint. 15