Brevet FR2933531A1 — publié le 20100108

L'invention concerne un dispositif de détection de niveau de liquide et un système de pompage comprenant un tel dispositif. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de détection du type comprenant : - un flotteur destiné à être placé dans un réservoir, capable de se déplacer en suivant le niveau de liquide dans le réservoir, - un bras pivotant entraîné par le mouvement dudit flotteur, - un premier microrupteur ayant un premier bouton poussoir mobile entre une position relevée stable et une position enfoncée instable, le bras pivotant appuyant plus ou moins sur le premier bouton poussoir lorsque le niveau de liquide varie, de sorte que le premier microrupteur change d'état lorsque le niveau de liquide atteint un niveau maximum autorisé. Des exemples connus de dispositif de ce type sont décrits dans les documents EP 1 531 486 A, US 2,945,102 et US 6,559,397 B1. Un dispositif de ce type peut, en particulier, être utilisé dans un système de climatisation dans lequel on souhaite évacuer régulièrement par pompage le liquide (ou condensat) qui résulte de la condensation de la vapeur d'eau présente dans l'air ambiant que l'on refroidit et qui est récupéré dans un réservoir. Ceci permet, d'une part, d'éviter le débordement de ce réservoir et, d'autre part, de limiter la quantité d'eau stagnante dans ce réservoir. Ainsi, dans un système de climatisation comprenant un dispositif de détection du type précité, lorsque la hauteur de liquide augmente jusqu'au niveau maximum autorisé, le flotteur monte et entraîne le bras pivotant qui enfonce ou relâche le premier bouton poussoir du premier microrupteur. Le premier microrupteur change alors d'état et commande la mise en marche d'une pompe qui pompe le liquide dans le réservoir. La pompe refoule ensuite généralement ce liquide vers une tuyauterie d'eaux usées. Toutefois, dans ce type d'installation, il arrive par exemple que la pompe soit bouchée ou hors d'usage, qu'une tuyauterie soit bouchée ou pincée, que le premier microrupteur soit hors d'usage, ou que l'afflux de liquide dans le réservoir soit anormalement élevé. Dans ce genre de situation, le liquide n'est plus pompé, ou pas assez rapidement, et la hauteur de liquide à l'intérieur du réservoir augmente au delà du niveau maximum autorisé. Le liquide risque alors de déborder du réservoir. L'invention a pour but de proposer un dispositif de détection et un système de pompage qui permettent de limiter ce risque de débordement. L'invention a pour objet un dispositif de détection de niveau de liquide du type précité comprenant, en outre, un deuxième microrupteur ayant un deuxième bouton poussoir mobile entre une position relevée stable et une position enfoncée instable, dans lequel ledit bras pivotant appuie plus ou moins sur le deuxième bouton poussoir lorsque le niveau de liquide dans le réservoir varie, de sorte que le deuxième microrupteur change d'état lorsque le niveau de liquide atteint un niveau de sécurité, supérieur au niveau maximum autorisé, L'invention a également pour objet un système de pompage de liquide comprenant - une pompe capable de pomper un liquide dans un réservoir, - un système de sécurité, - un dispositif de détection du niveau de liquide dans ledit réservoir selon l'invention, et dans lequel : - le premier microrupteur commande la mise en marche de la pompe lorsque le niveau de liquide atteint un niveau maximum autorisé, et - le deuxième microrupteur commande l'activation du système de sécurité lorsque le niveau de liquide atteint un niveau de sécurité, supérieur au niveau maximum autorisé. Ainsi, selon l'invention, lorsque la hauteur de liquide augmente au-delà du niveau maximum autorisé, le flotteur monte et entraîne le bras pivotant qui enfonce ou relâche le deuxième bouton poussoir. Une fois le niveau de sécurité atteint, le deuxième microrupteur change d'état et commande l'activation du système de sécurité. Dans le cas ou l'invention est appliquée à un système de climatisation, le système de sécurité peut, par exemple, prévenir une personne du risque de débordement du réservoir et/ou couper l'arrivée d'eau froide dans l'échangeur de chaleur du système de climatisation et/ou couper l'alimentation électrique du système de climatisation. Le risque de débordement du liquide est ainsi considérablement limité. En outre, selon l'invention, le même bras pivotant est utilisé pour 35 appuyer sur les premier et deuxième boutons poussoirs et faire changer d'état les premier et deuxième microrupteurs. Ceci a pour avantage de limiter le nombre de pièces du dispositif et donc son prix de revient et son encombrement. Selon un mode de réalisation, le dispositif est tel que - le bras pivotant pivote autour d'un pivot et comprend une première portion de bras située d'un même côté de ce pivot, - les premier et deuxième microrupteurs sont disposés de manière à définir entre leurs boutons poussoirs un interstice, la première portion de bras étant logée dans cet interstice. Cet agencement particulier a pour avantage de limiter encore l'encombrement du dispositif. Selon un mode de réalisation, les boutons poussoirs des microrupteurs sont disposés face-à-face. Cet agencement particulier a pour avantage de limiter encore l'encombrement du dispositif, ainsi que d'équilibrer les forces exercées de part et d'autre du bras pivotant, rendant ainsi moindre l'effort exercé sur le flotteur par le bras pivotant. Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième microrupteurs sont identiques ou quasi-identiques (ils peuvent, par exemple, être de couleurs différentes), ce qui permet de ne gérer qu'un seul stock de microrupteurs pour la fabrication du dispositif, de simplifier cette fabrication en limitant les risques d'erreur de montage (en évitant les problème d'inversion des premier et deuxième microrupteurs) et de limiter a priori le prix de revient du dispositif. Selon un mode de réalisation, le système de pompage est tel que : - le premier microrupteur commande la mise en marche de la pompe, lorsque le premier bouton poussoir passe en position enfoncée et commande l'arrêt de la pompe lorsque le premier bouton poussoir passe en position relevée, et - le deuxième microrupteur commande l'activation du système de sécurité lorsque le deuxième bouton poussoir passe en position relevée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de détection comprend deux éléments de butée distants l'un de l'autre et séparés par un espace vide dans lequel se situe une deuxième portion du bras pivotant, ces éléments de butée étant entraînés par le mouvement du flotteur et entraînant à leur tour le bras pivotant. Les deux éléments de butée distants l'un de l'autre permettent d'éviter, lorsque la pompe se met en marche et que le niveau de liquide dans le réservoir diminue, que le mouvement du flotteur (qui suit le niveau de liquide) entraîne immédiatement le bras pivotant et donc l'actionnement du premier microrupteur et la mise à l'arrêt de la pompe. Inversement, ces deux éléments de butée permettent d'éviter, lorsque la pompe s'arrête et que le niveau de liquide dans le réservoir augmente, que le mouvement du flotteur entraîne immédiatement la mise en marche de la pompe. Le mode de fonctionnement de ces deux éléments de butée est décrit en détail et illustré plus loin. Les deux éléments de butée sont pleinement efficaces si le bras pivotant est capable de rester dans une position transitoire lorsqu'il n'est pas entraîné par un des éléments de butée. Or, le bras pivotant est généralement soumis à des forces perturbatrices, en particulier son propre poids, qui écartent le bras pivotant de cette position transitoire. On notera que pour limiter l'influence du poids du bras pivotant, ce bras est avantageusement réalisé en un matériau léger. Pour s'opposer à ces forces perturbatrices, selon un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens de stabilisation permettant de stabiliser le bras pivotant dans une position transitoire. Lesdits moyens de stabilisation peuvent présenter diverses formes et divers modes d'action. Selon un mode de réalisation, les moyens de stabilisation freinent le déplacement du bras pivotant en générant des forces de frottement. Lorsque le bras pivotant est dans une position transitoire, ces forces de frottement s'opposent auxdites forces perturbatrices. Par exemple, les moyens de stabilisation comprennent un matériau à fort coefficient de frottement disposé entre le bras pivotant et le pivot de ce bras, de manière à générer des forces de frottement entre le bras et son pivot. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de stabilisation génèrent des forces d'ancrage qui s'opposent auxdites forces perturbatrices lorsque le bras pivotant est dans une position transitoire. Par exemple, les moyens de stabilisation comprennent un aimant disposé au niveau de ladite position transitoire et le bras pivotant est magnétique ou porte un aimant. On notera que les forces de frottement ou les forces d'ancrage précitées doivent pouvoir être surmontées par les forces d'entraînement exercées par les éléments de butée sur le bras pivotant. Le dispositif de détection et le système de pompage de l'invention peuvent être utilisés dans différentes installations et, notamment, dans un système de climatisation ou dans un système de chauffage comme une chaudière à condensation. L'invention a également pour objet un système de chauffage ou de climatisation comprenant un réservoir de récupération de liquide, ou condensat, équipé d'un système de pompage de ce liquide selon l'invention. Généralement, dans les systèmes de climatisation ou de chauffage, la place allouée au système de pompage est restreinte pour des raisons d'encombrement global du système et/ou pour des raisons esthétiques. On comprend donc l'intérêt d'avoir un système de pompage de faible encombrement (notamment de par son mouvement vertical) comme celui de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation particulier de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. Cette description se réfère aux planches de dessins annexées sur lesquelles - la figure 1 représente schématiquement un exemple de système de pompage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de détail du dispositif de détection du système de la figure 1; et - la figure 3 représente schématiquement un exemple de système de climatisation comprenant le système de pompage de la figure 1. La figure 1 représente un exemple de système de pompage 10 selon l'invention. Ce système 10 est placé à l'intérieur d'un réservoir 20 et permet de détecter et de pomper le liquide récupéré dans le réservoir 20. Le liquide entre dans le réservoir 20 via un orifice d'entrée (non représenté). Le système 10 comprend : - une pompe hydraulique 12 (il s'agit dans cet exemple d'une pompe centrifuge) capable de pomper du liquide dans le réservoir 20 via un trou d'aspiration (non représenté), cette pompe étant entraînée par un moteur électrique 13, - un système de sécurité 30, et - un dispositif 100 de détection de niveau de liquide dans le réservoir 20, représenté en détail sur la figure 2. Le dispositif 100 comprend - un flotteur 102 placé dans le réservoir 20 et capable de se déplacer de haut en bas et de bas en haut en suivant le niveau de liquide dans le réservoir 20, - un premier microrupteur 110 commandant la mise en marche/l'arrêt de la pompe 12, ce premier microrupteur ayant un premier bouton poussoir 112 mobile entre une position relevée stable et une position enfoncée instable, - un deuxième microrupteur 120 commandant l'activation du système de sécurité 30, ce deuxième microrupteur ayant un deuxième bouton poussoir 122 mobile entre une position relevée stable et une position enfoncée instable, - un bras pivotant 130 entraîné par le mouvement du flotteur 102, ce bras pivotant étant au contact des boutons poussoirs 112, 122, des premier et deuxième microrupteurs 110, 120, et exerçant sur eux une pression plus ou moins importante en fonction de la position du flotteur 102 et donc de la hauteur de liquide dans le réservoir 20. Dans la suite, la direction horizontale de référence est celle du niveau de liquide dans le réservoir 20, représenté en pointillés sur la figure 2 et repéré par la lettre N. Le flotteur 102 est solidaire d'une tige 104, guidée verticalement en translation par au moins un élément de guidage. Dans l'exemple, cet élément de guidage est un manchon de guidage 106 extérieur à la tige 104. L'élément de guidage pourrait également être un rail, ou une glissière. La tige 104 porte deux éléments de butée distants l'un de l'autre selon la direction verticale : un élément de butée bas 107 et un élément de butée haut 108. Ces éléments de butée 107, 108, définissent entre eux un espace vide, ou intervalle 109. Le bras pivotant 130 pivote autour d'un pivot cylindrique 132. II a une forme générale en � L � avec une petite branche 133 et une grande branche 134 sensiblement perpendiculaires. La petite branche 133 est orientée plutôt verticalement, la grande branche 134 étant par conséquent orienté plutôt horizontalement. Le pivot 132 traverse la partie centrale de la petite branche 133. Le bras pivotant 130 présente une première portion de bras 135 située d'un même côté du pivot 132, au dessus de celui-ci. Cette première portion de bras 135 appartient à la petite branche 133. Le bras pivotant 130 présente également une deuxième portion de bras 136 située entre les éléments de butée 107, 108, dans l'intervalle 109. Cette deuxième portion de bras 136 correspond à la portion d'extrémité de la grande branche 134. La petite branche 133 est réalisée en un matériau à fort coefficient de frottement, par exemple en caoutchouc, de sorte que des forces de frottement apparaissent lorsque le bras pivotant 130 bouge par rapport au pivot 132, ce qui freine le mouvement du bras pivotant 130 et permet de le stabiliser dans une position transitoire lorsqu'il n'est pas entraîné par un des éléments de butée 107, 108. La petite branche 133 du bras pivotant 130 forme donc des moyens de stabilisation au sens de l'invention, du fait qu'elle est réalisée en un matériau à fort coefficient de frottement. Les premier et deuxième microrupteurs 110, 120, sont tous les deux montés sur une plaque 101 réalisée d'un seul tenant avec ledit élément de guidage (i.e. le manchon de guidage 106). Ces microrupteurs 110, 120 sont disposés de manière à définir entre leurs boutons poussoirs 112, 122, un interstice 111. La première portion de bras 135 est logée dans cet interstice 111. Les boutons poussoirs 112, 122 des premier et deuxième microrupteurs 110, 120, sont disposés face-à-face, la première portion de bras 135 étant centrée par rapport à ces microrupteurs lorsqu'elle est dans une position sensiblement verticale. Concrètement, en référence à la figure 2, le bouton poussoir 112 du premier microrupteur 110 se situe en bas à gauche du boîtier 113 du microrupteur 110, tandis que le bouton poussoir 122 du deuxième microrupteur 120 est en bas à droite du boîtier 123 du microrupteur 120. Les premiers et deuxièmes microrupteurs 110, 120 étant, dans l'exemple, identiques ou quasi-identiques, on comprend que ce sont les faces avant et arrière respectives des boîtier 113, 123 des microrupteurs, qui apparaissent sur la figure 2. Dans l'exemple, lorsque la première portion de bras 135 est orientée verticalement, elle est en contact avec les deux boutons poussoirs 112, 122. En d'autres termes, la distance entre les deux boutons poussoirs 112, 122, lorsqu'ils sont tous les deux dans leur position relevée, est inférieure à la largeur de la première portion de bras 135. Le premier microrupteur 110 est connecté au moteur électrique 13 et commande la mise en marche du moteur 13, et donc de la pompe 12, lorsque le premier bouton poussoir 112 passe en position enfoncée. De plus, il commande l'arrêt du moteur 13, et donc de la pompe 12, lorsque le premier bouton poussoir 112 passe en position relevée. Le deuxième microrupteur 120 commande l'activation du système de sécurité 30 lorsque le deuxième bouton 122 poussoir passe en position relevée. En référence à la figure 2, on va maintenant décrire le fonctionnement 10 du dispositif de détection 100 et du système de pompage 10. Lorsque le niveau de liquide N monte, le flotteur 102 monte et l'élément de butée bas 107 vient pousser vers le haut la deuxième portion 136 du bras pivotant 130. La force exercée par l'élément de butée 107 étant supérieure aux forces de frottement entre le bras pivotant 130 et son pivot 132, le bras 15 130 pivote. La première portion 135 du bras pivotant 130 se déplace alors vers la gauche (en référence à la figure 2) et appuie sur le premier bouton poussoir 112 qui s'enfonce. Lorsque le niveau de liquide N atteint un niveau maximum autorisé Ma, le premier microrupteur 110 change d'état et commande la mise en marche du moteur 13 et de la pompe 12. 20 On notera que, dans le même temps, la première portion 135 du bras pivotant 130 relâche la pression exercée sur le deuxième bouton poussoir 122 qui remonte spontanément vers sa position relevée sous l'effet de moyens de rappel travaillant en compression, logés dans le boîtier 123, mais elle ne relâche pas suffisamment ce bouton poussoir 122 pour que le deuxième 25 microrupteur 120 change d'état. La pompe 12 étant en marche, le niveau de liquide N et le flotteur 102 redescendent. Tant que l'élément de butée haut 108 ne vient pas au contact de la portion de bras 136, le bras pivotant 130 reste dans la position qu'il avait, cette position étant une position transitoire au sens de l'invention. Ceci 30 est possible grâce aux forces de frottement entre le bras 130 et son pivot 132 qui s'opposent, en particulier, au poids du bras 130. Par ailleurs, on notera que les forces exercées par les boutons poussoirs 112 et 122 sur le bras 130 s'opposent entre elles, au moins en partie, ce qui permet de limiter l'effet perturbateur de ces forces. Lorsque l'élément de butée haut 108 vient pousser vers le bas la deuxième portion 136 du bras pivotant 130, la force exercée par l'élément de butée 108 est supérieure aux forces de frottement et le bras 130 pivote. La première portion 135 du bras pivotant 130 se déplace alors vers la droite (en référence à la figure 2) et relâche le premier bouton poussoir 112 qui remonte alors spontanément vers sa position relevée sous l'effet de moyens de rappel travaillant en compression, logés dans le boîtier 113. Lorsque le niveau de liquide N atteint un niveau minimum autorisé Mi, le premier microrupteur 110 change d'état et commande l'arrêt du moteur 13 et de la pompe 12. Le niveau de liquide N va alors augmenter, le bras pivotant 130 restant dans une position transitoire, tant qu'il n'est pas entraîné par l'élément de butée bas 107. Un nouveau cycle de remplissage/pompage débute. Comme indiqué précédemment, il est possible de rencontrer un problème de dysfonctionnement (i.e. pas de pompage, ou pompage insuffisant par rapport au volume de liquide arrivant dans le réservoir) entraînant la montée du niveau de liquide N au dessus du niveau maximum autorisé Ma. Dans un tel cas, le flotteur 102 et l'élément de butée bas 107 poussent la deuxième portion de bras 136 vers le haut de sorte que la bras 130 pivote. La première portion de bras 135 se déplace ainsi vers la gauche et relâche de plus en plus le deuxième bouton poussoir 122 qui remonte alors spontanément vers sa position relevée. Lorsque le niveau de liquide N atteint un niveau de sécurité Ns, la première portion de bras 135 relâche suffisamment le bouton poussoir 122 pour que le deuxième microrupteur 120 change d'état et commande l'activation de l'alarme 30. La figure 3 représente un exemple de système de climatisation 1 selon l'invention comprenant un échangeur de chaleur 2 à l'intérieur duquel circule un fluide froid (par exemple de l'eau) ou réfrigérant, utilisé comme source froide de l'échangeur 2, un ventilateur 3 destiné à mettre l'air ambiant en mouvement pour l'amener au contact de l'échangeur 2, et un bac de récupération principal 4 de liquide 6 disposé sous l'échangeur 2. Lorsque l'air ambiant plus ou moins humide est refroidi au contact de l'échangeur 2, la vapeur d'eau contenue dans l'air se condense et des gouttelettes 6' se forment sur les parois extérieures de l'échangeur 2. Ces gouttelettes 6' tombent ensuite par gravité dans le bac de récupération principal 4. Pour pomper le liquide de condensation 6, le système de climatisation 1 est équipé d'un système de pompage 10 comme celui de la figure 1. Ce système de pompage 10 est placé dans un réservoir 20 qui communique avec le bac de récupération 4 par l'intermédiaire d'un conduit 5. Le liquide 6 récupéré dans le bac principal 4 passe dans le réservoir 20 où il est pompé par la pompe 12 et évacué via un conduit d'évacuation 7. On notera que le système de pompage 10 pourrait être placé directement dans le bac de récupération 4 qui, dans ce cas, serait considéré comme un réservoir au sens de l'invention. Dans cet exemple, le système de sécurité 30 est un système de coupure de l'alimentation électrique du système de climatisation, ce qui permet d'arrêter, en particulier, le ventilateur 3. Ce système de sécurité 30 est intégré au système de climatisation 1. Ce système de sécurité 30 pourrait être associé ou remplacé par d'autres types de systèmes de sécurité et, notamment, par un système d'alerte lumineuse ou sonore et/ou un système de coupure de l'alimentation en fluide de l'échangeur 2. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection de niveau de liquide, comprenant : - un flotteur (102) destiné à être placé dans un réservoir (20), capable de se déplacer en suivant le niveau de liquide dans le réservoir, - un bras pivotant (130) entraîné par le mouvement dudit flotteur (102), - un premier microrupteur (110) ayant un premier bouton poussoir (112) mobile entre une position relevée stable et une position enfoncée instable, le bras pivotant (130) appuyant plus ou moins sur le premier bouton poussoir (112) lorsque le niveau de liquide varie, de sorte que le premier microrupteur (110) change d'état lorsque le niveau de liquide atteint un niveau maximum autorisé (Ma), ce dispositif (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un deuxième microrupteur (120) ayant un deuxième bouton poussoir (122) mobile entre une position relevée stable et une position enfoncée instable, et en ce que ledit bras pivotant (130) appuie plus ou moins sur le deuxième bouton poussoir (122) lorsque le niveau de liquide varie, de sorte que le deuxième microrupteur (120) change d'état lorsque le niveau de liquide atteint un niveau de sécurité (Ns), supérieur au niveau maximum autorisé (Ma). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel : - le bras pivotant (130) pivote autour d'un pivot (132) et comprend une première portion de bras (135) située d'un même côté de ce pivot, - les premier et deuxième microrupteurs (110, 120) définissent entre leurs boutons poussoirs (112, 122) un interstice (111), la première portion de bras (135) étant logée dans cet interstice. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les premier et deuxième boutons poussoirs (112, 122) sont disposés face-à-face. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les premier et deuxième microrupteurs (110, 120) sont identiques ou quasi- identiques. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant deux éléments de butée (107, 108) distants l'un de l'autre et séparés par un espace vide (109) dans lequel se situe une deuxième portion (136) du bras pivotant, ces éléments de butée (107, 108) étant entraînés par le mouvement du flotteur (102) et entraînant à leur tour le bras pivotant (130). 6. Dispositif selon la revendication 5, comprenant des moyens de stabilisation permettant de stabiliser le bras pivotant (130) dans une position transitoire lorsqu'il n'est pas entraîné par un des éléments de butée (107, 108). 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le bras pivotant (130) pivote autour d'un pivot (132) et dans lequel les moyens de stabilisation comprennent un matériau à fort coefficient de frottement disposé entre le bras pivotant (130) et le pivot (132) de manière à générer des forces de frottement entre le bras pivotant et le pivot. 8. Système de pompage comprenant : - une pompe (12) capable de pomper un liquide contenu dans un réservoir (20), - un système de sécurité (30), - un dispositif de détection du niveau de liquide dans le réservoir (20), 25 selon l'une quelconque des revendications précédentes, et dans lequel : - le premier microrupteur (110) commande la mise en marche de la pompe (12) lorsque le niveau de liquide atteint un niveau maximum autorisé (Ma), et 30 - le deuxième microrupteur (120) commande l'activation du système de sécurité (30) lorsque le niveau de liquide atteint un niveau de sécurité (Ns), supérieur au niveau maximum autorisé (Ma). 9. Système selon la revendication 8, dans lequel : 35 - le premier microrupteur (110) commande la mise en marche de lapompe (12) lorsque le premier bouton poussoir (112) passe en position enfoncée, et commande l'arrêt de la pompe (12) lorsque le premier bouton poussoir (112) passe en position relevée, et - le deuxième microrupteur (120) commande l'activation du système de 5 sécurité (30) lorsque le deuxième bouton poussoir (120) passe en position relevée. 10. Système de climatisation ou de chauffage comprenant un réservoir (20) de récupération de liquide, équipé d'un système de pompage (10) de ce 10 liquide selon la revendication 8 ou 9.