Brevet FR2947606A1 — publié le 20110107

La présente invention concerne le domaine de la maîtrise de l'eau, en 10 particulier le domaine de la fontainerie, ou de l'arrosage industriel ou agricole. Elle est fondée sur une nouvelle vanne de distribution multivoies, robuste et à commande rapide. On connaît dans la profession des distributeurs à tiroirs à trois voies, c'est-à-dire ayant un orifice d'entrée, et deux orifices de sortie. Le tiroir peut 15 avoir deux ou trois positions. A deux positions, le distributeur aiguille le flux vers l'un ou l'autre des orifices de sortie. A trois positions, le distributeur possède en plus une position d'arrêt du flux. Ces distributeurs sont à déplacement longitudinal et sont commandés par des bobines électromagnétiques. Ils sont coûteux et sensibles à l'environnement humide, ce 20 qui leur confère une trop courte longévité, notamment dans l'application fontainerie où le rythme de changement de positions peut être important et cela pendant plusieurs heures d'affilées. Aussi, il y a une demande pour avoir un distributeur simple et fiable, comportant des moyens de commande résistants à une ambiance fortement 25 humide et pouvant accepter des vitesses et des fréquences d'actionnement importants. Ainsi, la présente invention concerne un distributeur hydraulique à trois voies comportant un boisseau rotatif entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un accouplement magnétique et d'une motorisation électrique. Le boisseau peut être à deux positions correspondants à deux voies de 5 sortie, lesdites positions étant repérées par des moyens de positionnement inductifs. Le boisseau peut être monté dans un carter sans moyens d'étanchéité spécifiques pour limiter les fuites entre chacune des voies. Le boisseau peut être monté dans le carter avec un jeu fonctionnel 10 déterminé pour obtenir un guidage dudit boisseau rotatif. L'accouplement magnétique peut comporter deux disques équipés d'aimants, l'un des disques est solidaire du boisseau, l'autre étant solidaire de l'arbre menant de la motorisation électrique. Les deux disques peuvent être séparés par une paroi, de façon à isoler la 15 motorisation électrique de la cavité contenant ledit boisseau. L'invention concerne également une installation hydraulique comprenant une réserve d'eau, une pompe d'alimentation d'au moins un jet d'eau, une conduite de retour d'eau. L'installation comporte au moins un distributeur tel que décrit ci-dessus, et un automate de contrôle de la 20 commande dudit distributeur. L'automate peut contrôler les séquences d'actionnement du distributeur, la vitesse d'actionnement à l'ouverture ou à la fermeture d'une voie du distributeur. L'automate peut recevoir les informations de positionnement dudit 25 distributeur. L'automate peut contrôler le débit de la pompe. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation, nullement limitatif, et illustré par les figures ci-après annexées parmi lesquelles : les figures la et lb montrent en coupe schématique le principe du distributeur selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement un réseau de fontaines dans lequel le distributeur selon l'invention est utilisé. La figure lb montre en coupe longitudinale le distributeur 1 selon l'invention. Le corps 2 comprend trois orifices: l'orifice d'entrée ou d'alimentation en fluide 3, deux orifices de sortie 4 et 5. La cavité interne du corps 2 est séparée en deux volumes: une première cavité 6 contenant le boisseau cylindrique 7, et une deuxième cavité 8 complètement isolée de ladite première cavité par une paroi étanche 9. La deuxième cavité 8 contient des moyens d'actionnement du boisseau 7. Le boisseau cylindrique comporte un orifice d'alimentation 3' en correspondance avec l'orifice 3 du corps. Les deux orifices de sorties 5' et 4' sont disposés de façon à ce qu'une rotation d'un angle déterminé (dans le cas présent un angle de 90°) du boisseau autour de son axe fait coïncider les orifices 5' ou 4' avec respectivement les orifices 5 ou 4. Il est clair que l'invention ne se limite pas à des boisseaux cylindriques, des boisseaux sphériques, ou d'autres formes extérieures peuvent parfaitement convenir dans la mesure où la distribution entre les voies se fait par un mouvement angulaire de rotation. Le boisseau est lié à au moins un aimant 10 qui fait partie des moyens de commande. Les moyens de commande comprennent un moteur rotatif 12 dont l'arbre est relié à un autre arbre menant 11 support d'autres aimants 13 en correspondance avec les aimants 10 du boisseau. L'arbre menant 11 porte un moyen de repérage en position angulaire 14, lequel coopère avec un capteur, par exemple du type de proximité 15. Les informations d'indexation fournies par le capteur sont transmises à des moyens de commande du moteur électrique 12. Ainsi, les aimants 10 et 13 servent d'accouplement magnétique entre le boisseau et le moteur électrique. L'actionnement rotatif du moteur électrique fait tourner sur son axe le boisseau pour distribuer le fluide au choix dans l'une des deux voies de sortie. Il est clair que, ainsi, le réseau hydraulique est totalement séparé des moyens électriques de commande en rotation. La figure lb représente une section qui montre le boisseau dans le corps 2. On note que l'on a représenté un jeu j entre le boisseau et la cavité interne 6 du corps. Ce jeu fonctionnel est nécessaire au déplacement en rotation du boisseau lequel n'est pas étanché par quelque garniture que ce soit pour une fonction spécifique d'étanchéité. Cela signifie que, dans l'une ou l'autre des positions du boisseau, il n'y a pas étanchéité hydraulique, autre que le jeu fonctionnel qui procure des pertes de charge. Le fluide, principalement dirigé vers une voie, peut avoir un débit de fuite vers l'autre voie, débit directement lié aux pertes de charge provoquées par le jeu j. Mais, dans la plupart des application de fontainier, il n'est pas nécessaire d'avoir une fermeture stricte de la voie non utilisée, une fuite y est admissible. La mise en oeuvre du distributeur selon l'invention présente les 20 avantages suivants: séparation totale entre le circuit hydraulique et les moyens électriques de commande, tels que capteur de position ou de fin de course, bobine d'actionneur, connecteurs,... montage du boisseau dans le corps sans garniture d'étanchéité, 25 motorisation rotative qui autorise des vitesses et des fréquences d'actionnement importantes, maintenance simplifiée du fait de la séparation physique entre moteur d'actionnement et boisseau grâce à l'accouplement magnétique, la conception du distributeur permet sont utilisation en immersion complète dans un bassin. L'accouplement magnétique peut être constitué de deux disques (références 16 et 17 de la figure 1) sur lesquels sont disposés des aimants, de 5 préférence en couronne. Les dimensions des distributeurs peuvent être de 1", 1"1/2, 2" ou 3" (en pouce -1"=25,3 mm). La figure 2 illustre une application préférentielle du distributeur selon l'invention, à la gestion des jets d'eau d'un fontaine. 10 On a représenté ici quatre jets d'eau F alimentés par une pompe P qui aspire l'eau dans une bâche R. Pour chaque jet F, il y a un distributeur D, selon l'invention, qui conduit l'eau sous pression, soit vers le jet d'eau F, soit vers une canalisation de retour d'eau C. Un automate A est relié aux différentes motorisations en jeu : - de la 15 pompe P; - des distributeurs D. Ces liaisons peuvent être filaires 11, 12, 13, 14, ou sans fil. Les informations données par les capteurs de position de chacun des distributeurs sont aussi transmises à l'automate A, de façon filaire ou par radio. Descriptif de la boucle d'automatisme: 20 Les actionneurs des distributeurs se composent de préférence d'un moto réducteur électrique "Brushless" du type référencé 80149605 fabriqué par la société Crouzet (FR). Son moteur est piloté par un anneau automate Crouzet type millénium 3 XB10S. 25 Dans les cas d'un liaison sans fil, une passerelle BlueTooth permet la communication avec l'automatisme tout en gardant étanche l'enveloppe de la vanne. Le programme d'automatisme comprend l'algorithme de pilotage de l'ensemble des actionneurs. Il permet de gérer les sens de rotation, les courbes d'accélération/décélération, ainsi que l'accostage. Le positionnement de l'arbre du moteur est assuré par un codeur à 5 point. Le calage à 0 est effectué par un capteur inductif qui donne le point de début et de fin d'ouverture de la vanne. Les points du codeur donnent les adresses intermédiaires. Le calage sur le point 0 est géré par un auto apprentissage. A chaque nouvelle mise en service, la vanne recherche le calage de ce point 0. 10 Le programme peut exécuter une multitude de positionnements en cascades et adressables. Ces positions sont déterminées par l'utilisateur en fonctions des multiples figures possibles. L'accès à ces positions se fait par une communication bus/propriétaire en synchro-trame. La synchro trame de la vanne est calée sur une horloge externe 15 (maître communicant). Ce processus permet l'harmonisation et la synchronisation des différentes figures pendant leur exécution, sans limite du nombre de vanne. Ainsi, l'automatisme de commande est entièrement basée sur la malléabilité du "software" réalisé en langage FBD (Fonction Bloc Diagramme). 20 Son graph-set peut être modifié, ou réécrit très simplement. Sa souplesse d'utilisation offre une adaptabilité à tout type de fontaine et autres jeux d'eau, en effet chaque cas peut être traité sans nouveau développement de la partie "Hardware". REVENDICATIONS1. Distributeur hydraulique à trois voies comportant un boisseau rotatif, caractérisé en ce que ledit boisseau est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un accouplement magnétique et d'une motorisation électrique. 2. Distributeur selon la revendication 1, dans lequel le boisseau est à deux positions correspondants à deux voies de sortie, lesdites positions étant repérées par des moyens de positionnement inductifs. 3. Distributeur selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit boisseau est monté dans un carter sans moyens d'étanchéité spécifiques pour limiter les fuites entre chacune des voies. 4. Distributeur selon la revendication 3, dans lequel le boisseau est monté dans le carter avec un jeu fonctionnel déterminé pour obtenir un guidage dudit boisseau rotatif. 5. Distributeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit accouplement magnétique comporte deux disques équipés d'aimants, l'un des disques est solidaire du boisseau, l'autre étant solidaire de l'arbre menant de la motorisation électrique. 6. Distributeur selon la revendication 5, dans lequel les deux disques sont séparés par une paroi, de façon à isoler la 25 motorisation électrique de la cavité contenant ledit boisseau. 7. Installation hydraulique comprenant une réserve d'eau, une pompe d'alimentation d'au moins un jet d'eau, une conduite de retour d'eau, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins undistributeur selon l'une des revendications 1 à 6, et un automate de contrôle de la commande dudit distributeur. 8. Installation selon la revendication 7, dans laquelle l'automate contrôle les séquences d'actionnement du distributeur, la vitesse d'actionnement à l'ouverture ou à la fermeture d'une voie du distributeur. 9. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8, dans laquelle l'automate reçoit les informations de positionnement dudit distributeur. 10) Installation selon l'une des revendications 7à 9, dans laquelle l'automate contrôle le débit de la pompe.