Vanne à boisseau et son utilisation La présente invention a pour objet une vanne à boisseau.
Cette vanne est caractérisée par le fait que ledit boisseau présente, sur au moins une partie de sa longueur, un conduit longitudinal divisé en au moins deux tronçons ne communiquant pas directement l'un avec l'autre, sur lesquels ouvrent des passages radiaux situés dans des plans normaux différents et communiquant partiellement les uns avec les autres par lesdits tronçons du conduit longitudinal, le tout de manière que la vanne permette d'assurer la com mande simultanée d'au moins deux circuits de fluide dont les fonctions sont interdépendantes.
L'invention a également pour objet l'utilisation d'une telle vanne dans une installation pour l'adou cissage d'eau fonctionnant par échange d'ions catio- niques permettant la commande, par la manoeuvre du seul boisseau, des différentes fonctions de l'ins tallation, à savoir : marche normale, détassage des résines, aspiration d'un produit de régénération, et rinçage.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, et illus tre un exemple de son utilisation.
La fig. 1 est une vue schématique d'une instal lation pour l'adoucissage de l'eau, à la commande de laquelle la présente vanne convient particulièrement.
La fig. 2 est une vue en perspective d'une forme d'exécution de la vanne à boisseau suivant l'invention. Les fig. 3 et 4 sont des coupes, en perspective, du corps de vanne et du boisseau, respectivement, et les fig. 5 à 8 illustrent schématiquement le fonc tionnement de la vanne dans quatre positions dif férentes. L'installation d'adoucissage d'eau représentée à la fig. 1 fonctionne par échange d'ions cationiques. Elle comprend une cuve 1 enfermant des résines destinées à fixer l'ion calcium, dans laquelle débouchent deux canalisations, l'une d'admission, désignée par 2, dans laquelle l'eau non traitée pénètre en E, et l'autre de sortie, désignée par 3, par laquelle l'eau traitée s'écoule en S.
La première aboutit au haut de la cuve 1 et la seconde plonge jusqu'au voisinage du fond de celle-ci.
Un canal 4 relie les conduites 2 et 3 et fonctionne comme by-pass par rapport à la cuve 1 ; la conduite 2 est munie d'une vanne à trois voies 5 à son inter section avec le canal 4.
Un tuyau de vidange 6 est branché sur la conduite 3, au moyen d'une vanne à trois voies 7.
Une conduite 8 est branchée sur la conduite 2, en by-pass par rapport à la vanne 5. Cette conduite 8 est en outre reliée au tuyau de vidange 6 par un embranchement 9. Deux vannes 10 et 11 sont mon tées l'une sur l'embranchement 9 et l'autre sur l'extrémité du tuyau de vidange 6. Cette dernière constitue une vanne de sécurité utile au cas où la vanne 7, à boisseau, viendrait à perdre.
La conduite de by-pass 8 est munie d'un hydro- éjecteur 12 destiné à aspirer, par une conduite 13, de la saumure diluée provenant d'un bac à sel 14 muni d'un doseur de saumure 15.
Le fonctionnement d'une telle installation est le suivant En marche normale, les deux vannes 5 et 7 sont placées de manière à permettre la libre circu lation de l'eau dans les conduites 2 et 3 : l'eau à traiter, provenant de l'entrée E, pénètre par la con duite 2 dans le haut de la cuve 1 où elle est traitée par les résines que celle-ci contient. L'eau traitée ressort de l'installation par la conduite 3, en S. Le by-pass 4 et la vidange 6 sont alors fermés par les vannes 5 et 7 respectivement. Aucune saumure n'est aspirée par l'hydro-éjecteur 12 du fait de la trop faible quantité d'eau qui circule dans le by-pass 8. Les vannes 10 et 11 sont fermées.
Les opérations de régénération des résines débu tent par un détassage de celles-ci obtenu en ouvrant les vannes 10 et 11 en en manoeuvrant la vanne à trois voies 5 de manière à fermer la conduite 2 et à ouvrir le by-pass 4 ; la vanne 7 reste en position inchangée. L'eau pénétrant en E est alors dérivée par le by-pass 4 pour pénétrer dans la cuve 1 par la conduite 3 et s'en échapper par la conduite 2 et rejoindre la vidange 6 par les conduites 8 et 9 successivement. Ainsi, le sens dans lequel circule l'eau dans la cuve est inversé par rapport au sens de marche normale, ce qui soulève et nettoie les résines.
Il est à remarquer qu'une vanne se trouvant au poste d'utilisation, désignée par 16, doit alors être fermée pour que l'eau circule bien au travers de la cuve 1.
La régénération proprement dite, à savoir l'injec tion de saumure diluée dans la cuve 1, s'effectue en maintenant la vanne 5 dans une position inchangée, en fermant la vanne 10 et en manaeuvrant la vanne 7 de manière que la conduite 3 soit fermée mais que la vidange 6 soit ouverte. L'eau pénétrant en E ne peut plus circuler par le by-pass 4, pour autant que la vanne d'utilisation 16 soit alors fermée. L'eau passe alors par le by-pass 8 et aspire de la saumure à son passage dans l'hydro-éjecteur 12. La vanne 10 étant fermée, l'eau mélangée à la saumure pénètre dans la cuve 1 par la conduite 2, c'est-à-dire dans le même sens que lors de la marche normale de l'installation, et en ressort par la conduite 3 pour rejoindre la vidange 6.
L'injection de saumure est suivie d'un rinçage rapide du sel devenu, par échange, du chlorure de calcium. Le rinçage s'effectue en replaçant les diffé- rentes vannes de l'installation dans la position qu'elles occupaient lors du détassage : un flux d'eau circule alors à contresens dans l'installation qui peut ensuite être ramenée en position de marche normale.
Il est à remarquer qu'il est possible d'utiliser de l'eau, bien que non traitée, pendant les opérations de détassage, de régénération, et de rinçage, grâce au by-pass 4 qui alimente la partie de la conduite 3 située au-delà de la vanne 7 et permet ainsi à l'eau dure d'atteindre directement la sortie S lorsque la vanne 16 est ouverte.
La vanne objet de l'invention, dont une forme d'exécution est illustrée aux fig. 2 à 4, réunit en un seul appareil les différentes vannes de l'installation décrite ci-dessus.
Cette vanne comprend un corps cylindrique tubu laire 17 dans lequel est logé un boisseau cylindrique 18. Ce corps 17 présente quatre nervures longitudi- nales <I>17a, 17b,</I> 17c et 17d réparties angulairement autour du corps 17 et disposées à 900 les unes des autres. Ces nervures longitudinales constituent des gaines de chambres longitudinales dont l'une, celle de la nervure 17c, est divisée, par une paroi trans versale 17e (fig. 3), en deux chambres distinctes sans communication directe.
La paroi tubulaire 17 est percée de diverses lumières 19, dont une partie sont visibles à la fig. 3, qui font communiquer les cham bres ménagées dans les nervures 17a à 17d avec l'intérieur du corps tubulaire 17.
La chambre de la nervure 17a et la chambre inférieure de la nervure 17c, seules visibles au dessin (fig. 3), sont fermées à leur extrémité inférieure, alors qu'au contraire les chambres des nervures 17b et 17d, non visibles au dessin, sont ouvertes à leur extrémité inférieure afin de pouvoir être raccordées à la cuve 1 de l'installation décrite précédemment, ceci par simple engagement des conduites menant à la cuve.
En outre, la nervure 17a présente deux tubulures, désignées par 17f et 17g, destinées l'une à constituer la conduite d'entrée E et l'autre à être reliée à la conduite 13 menant au doseur de sau mure<B>;</B> de même, la nervure 17c présente deux tubu lures 17h et<B>171</B> dont l'une donne dans la chambre inférieure de cette nervure et constitue la sortie S de l'installation, et dont l'autre donne dans la chambre supérieure de la nervure 17c et constitue l'orifice de vidange. Cette chambre supérieure est occupée par un organe obturateur 20 qui joue le rôle de la vanne 11 de l'installation décrite ci-dessus, et qui permet de fermer la vidange 17i.
A cet effet l'organe obturateur porte un joint torique 21, dit 0-ring, qui ferme un passage 22 que présente la chambre supé rieure de la nervure 17c, lorsque cet organe obtura teur occupe la position représentée à la fig. 3. En outre l'organe obturateur présente une tige 20a, munie d'un joint torique 23, qui traverse un bouchon 24 fermant la chambre supérieure de la nervure 17c, et qui coulisse dans ce bouchon ; l'organe obturateur est commandé, à l'aide de sa tige 20a, d'une façon qui sera décrite ci-après. La chambre de la nervure 17a présente deux buses, l'une formée par un étranglement 17k de la paroi même de cette chambre, et l'autre, désignée par 25, rapportée.
Ces deux buses forment ensemble un tube de Venturi constituant l'hydro-éjecteur 12 de l'installation décrite ci-dessus.
Le boisseau 18 est percé, sur une partie de sa longueur, d'un passage axial (fig. 4) séparé en deux chambres 26 et 27 par une paroi transversale 18a. Il est percé de lumières radiales 28, de section droite circulaire, aboutissant dans la chambre 26, et de lumières 29 et 30, de section droite circulaire, res pectivement allongée, aboutissant dans la chambre 27. Enfin, la partie supérieure du boisseau 18, située au-delà de la chambre supérieure 27 du passage axial, est percée de passages radiaux 31 et 32 com muniquant les uns avec les autres, par paires, par leur extrémité intérieure.
Ces lumières et passages 28 à 32 sont tous distribués suivant deux plans longitudinaux perpendiculaires l'un à l'autre, de manière à pouvoir être amenés à coïncider avec les unes ou les autres des lumières 19 du corps 17, également situées dans deux plans longitudinaux per pendiculaires l'un à l'autre puisque situées en regard des nervures 17a à 17d, lesquelles sont disposées, comme cela a été dit, à 900 les unes par rapport aux autres.
Cet arrangement particulier présente l'avan tage que la manoeuvre de la vanne s'effectue par des rotations successives du boisseau, toutes de valeur égale, à savoir de 90,1, et toujours dans le même sens. Enfin, les lumières du boisseau sont réparties dans divers plans normaux du boisseau constituant des étages de la vanne, lesquels ont été représentés schématiquement aux fig. 5 à 8 et désignés par les chiffres I à VII.
Les différents tronçons du boisseau définis par les deux chambres 26 et 27 et par la partie supé rieure dépourvue de passage longitudinal sont sépa rés par des joints toriques 33, dont un seul a été représenté à la fig. 4, logés dans des gorges annu laires 34 ménagées dans le tore et qui coopèrent avec la paroi du corps tubulaire 17 afin d'empêcher toute fuite interstitielle.
Le boisseau 18 est solidaire d'une came en clo che 35 agissant sur l'extrémité de la tige 20a de l'organe obturateur 20 pour amener ce dernier en position de fermeture, telle que représentée à la fig. 3. Il est à remarquer que les mouvements de retour de l'organe obturateur sont assurés par la pression de l'eau s'exerçant de bas en haut. A cet effet, la partie inférieure, désignée par 20b, de l'organe obtu rateur 20 présente des nervures de manière à assurer le guidage de l'organe obturateur tout en permettant à l'eau de passer sous celui-ci et d'exercer ainsi la pression assurant son ouverture.
Le fonctionnement de la vanne, illustré schéma tiquement aux fig. 5 à 8, est le suivant Lorsque l'installation d'adoucissage doit fonction ner normalement, la vanne occupe la position repré sentée à la fig. 5. Dans cette position, l'eau pénétrant en E, à l'étage II, n'a pas d'autre issue que celle lui permettant de pénétrer, à ce même étage, dans la chambre centrale 26 du boisseau. De là, sa seule issue se trouve à l'étage III où se présente une liaison avec la chambre longitudinale de la nervure 17d reliée à la conduite 2 aboutissant à la cuve 1.
L'eau traitée provenant de la cuve, et passant par la con duite 3, pénètre dans la chambre de la nervure l7b et trouve sa seule issue à l'étage V, la faisant pénétrer dans la chambre centrale 27 du boisseau 18 pour rejoindre l'étage IV d'où elle parvient à la sortie S.
Il est à remarquer qu'une fuite interstitielle se produit généralement, à l'étage I, entre les lumières 28 du boisseau et la lumière 19 du corps 17 située à cet étage, en raison de leur grande proximité, et ceci malgré une grande précision de fabrication des éléments de la vanne.
Toutefois, une telle fuite non seulement ne pré sente pas d'inconvénients, mais est même désirée en effet elle constitue un léger by-pass permanent, grâce auquel une très faible quantité, au maximum 5 0/0, d'eau dure se mélange à l'eau traitée. Ainsi l'eau traitée présente toujours un très léger taux cal caire, ce qui est avantageux, les eaux totalement dou ces présentant divers inconvénients : pas de culottage des conduites neuves, production exagérée de mousse de savon, etc.
Pour que s'effectue l'opération de détassage, la vanne est amenée dans la position représentée à la fig. 6 par une rotation de 901, du boisseau dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre. Dans cette position, l'eau pénétrant par l'entrée E et parvenant dans la chambre centrale 26 du boisseau trouve sa seule issue à l'étage I, l'amenant dans la chambre de la nervure 17c.
De là, elle parvient à la sortie S, dont la vanne d'utilisation, placée au poste de l'utilisateur, est alors normalement fermée. L'eau pénètre alors dans la chambre 27 du boisseau, à l'étage IV, et monte à l'étage V d'où elle parvient dans la chambre de la nervure l7b reliée à la cuve 1 par la conduite 3. Ainsi, l'eau pénètre dans la cuve à contresens, produisant le détassage des résines.
L'eau ressortant de la cuve par la conduite 2 pénètre dans la chambre de la nervure l7d et trouve sa seule issue à l'étage VI, cette issue la conduisant à la vidange V qui, alors, est partiellement ouverte, l'organe obturateur 20 étant maintenu dans une posi tion intermédiaire par la came en cloche 35.
Il est à remarquer que, lors du détassage, comme aussi lors du rinçage décrit ci-après, une certaine quantité d'eau peut rejoindre directement la vidange V en montant dans la chambre de la nervure 17a jusqu'à l'étage VII. Toutefois cette eau doit traverser l'hydro-éjecteur, dont la section est faible, de sorte que sa quantité est négligeable.
La position de la vanne correspondant à la régé nération est représentée à la fig. 7. Dans cette posi tion, obtenue par une nouvelle rotation du boisseau de 90% dans le même sens que précédemment, l'eau pénétrant en E, et qui parvient dans la chambre centrale 26 du boisseau, ne peut dépasser l'étage IV après avoir pénétré dans la chambre de la nervure 17c à l'étage I. Ce parcours étant sans issue, l'eau provenant de l'entrée E ne peut que passer dans la chambre de la nervure l7a ; elle aspire de la sau mure 17g au passage dans l'hydro-éjecteur et rejoint la chambre de la nervure 17d par les passages 32 du boisseau situés à l'étage VII.
Ainsi, l'eau addi tionnée de saumure pénètre-t-elle dans la cuve 1 par la conduite 2. Elle en ressort par la conduite 3, pénètre dans la chambre de la nervure l7b, et trouve sa seule issue à l'étage VI, par les passages 31 du boisseau, conduisant à la vidange V, alors entière ment ouverte. Il est en effet nécessaire que la vidange soit entièrement ouverte pour que la vitesse de passage de l'eau dans l'hydro-éjecteur soit suffi sante pour produire une aspiration convenable de saumure. Dans la pratique, des dépressions de l'ordre de 0,9 kg/ce sont obtenues pour une pres sion d'entrée de l'eau de 3 kg/cm2.
Il est à remarquer que le profil de la came 35 est tel qu'entre ses positions mi-ouverte et ouverte, l'obturateur est ramené en position fermée, afin que la pression de l'eau soit suffisante pour produire son ouverture complète.
Enfin, le rinçage est obtenu par une troisième rotation de 90,) du boisseau, toujours dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre. Comme cela a été dit lors de la description du fonctionne ment de l'installation d'adoueissage, les fonctions de rinçage sont les mêmes que celles du détassage. Cette identité se vérifie par une comparaison entre les fig. 6 et 8.
Toutefois, on remarque que la liaison entre la chambre de la nervure 17d et la chambre supé rieure de la nervure 17c, assurée à l'étage VI dans la position de la fig. 6, est assurée à l'étage VII dans la position de la fig. 8.
Bien qu'une communication doive exister entre les chambres des nervures 17c et 17d lors des opé rations de détassage et de rinçage, il n'a pas été nécessaire de munir la vanne d'un circuit ad hoc, tel qu'une gouttière circulaire dans le boisseau ou dans le corps de vanne, ce qui aurait allongé d'autant la vanne : en effet, les temps morts des étages supé rieurs ont été utilisés (étage VI pour le détassage et étage VII pour le rinçage), pour assurer cette liaison, réduisant ainsi la hauteur de la vanne.
Il est à remarquer que, dans le boisseau 18, les étages I à III servent au passage de l'eau non traitée, dure, les étages IV et V reçoivent de l'eau traitée, et les étages VI et VII la saumure. Les joints tori- ques 33 logés dans les gorges 32 évitent tout mélange de ces trois qualités d'eau par des fuites interstitielles qui pourraient se produire entre le boisseau 18 et le corps tubulaire 17.
Il convient également de remarquer que la fonc tion de by-pass mentionnée lors de la description du fonctionnement de l'installation, qui permet à l'utilisateur de recevoir de l'eau à la vanne d'utilisa tion 16 en tout temps, même pendant les différentes opérations de régénération, est bien assurée par la présente vanne: en effet, en tout temps la sortie S est alimentée en eau, traitée lorsque l'installation fonctionne normalement et dure pendant les diffé rentes opérations du cycle de régénération.
La rotation du boisseau peut être commandée électriquement, à l'aide d'un micromoteur par exem ple. Dans ce cas, la came 35 pourra porter, latéralement, des saillies agissant sur des contacts électriques pour produire l'arrêt du moteur dans les quatre positions de travail du boisseau. La mise en marche du moteur, après des temps d'arrêt déter minés par la durée de chaque phase du cycle de régénération et par la durée de marche normale que l'on assigne à l'installation, sera commandée auto- matiquement, par exemple par un contacteur rotatif.
Dans le cas de consommation d'eau réduite, la fréquence des cycles de régénération peut être très faible : il y a alors intérêt, plutôt que de faire tourner le contacteur à une vitesse exagérément lente, à le faire tourner par intermittence, en alimentant son moteur par un second contacteur tournant lui-même à une vitesse normale. Cela présente le double avan tage de permettre des durées, pour chaque opération de régénération, relativement courtes, ce qui n'est pas le cas avec un contacteur tournant trop lente ment, et de permettre que le cycle de régénération débute à heures fixes, ce qui est également difficile à obtenir avec un contacteur tournant très lentement.
Il est à remarquer qu'en cas de panne de courant lors de la régénération la vanne reste dans la position où elle s'est arrêtée, et que l'on n'a pas d'eau salée lors de l'utilisation, comme c'est le cas dans les installations d'adoucissage connues ; quand le cou rant est rétabli, la régénération se termine norma lement.
La présente vanne ne comporte que très peu d'éléments dont deux seulement sont en mouvement. Elle pourra être réalisée aisément en matière plas tique et, ne présentant ni solénoïde ni membrane, non plus qu'aucun autre organe délicat, ne demande pratiquement aucun entretien.
Ball valve and its use The present invention relates to a ball valve.
This valve is characterized in that said plug has, over at least part of its length, a longitudinal duct divided into at least two sections not communicating directly with one another, onto which open radial passages located in different normal planes and partially communicating with each other via said sections of the longitudinal duct, the whole in such a way that the valve makes it possible to ensure the simultaneous control of at least two fluid circuits whose functions are interdependent.
The subject of the invention is also the use of such a valve in an installation for softening water operating by exchange of cationic ions allowing the control, by the operation of the single valve, of the various functions of the valve. the installation, namely: normal operation, backwashing of the resins, suction of a regeneration product, and rinsing.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention, and illustrates an example of its use.
Fig. 1 is a schematic view of an installation for softening water, to the control of which the present valve is particularly suitable.
Fig. 2 is a perspective view of an embodiment of the ball valve according to the invention. Figs. 3 and 4 are perspective cross-sections of the valve body and the plug, respectively, and FIGS. 5 to 8 schematically illustrate the operation of the valve in four dif ferent positions. The water softening installation shown in fig. 1 works by cationic ion exchange. It comprises a tank 1 enclosing resins intended to fix the calcium ion, into which two pipes emerge, one inlet, designated by 2, into which the untreated water enters at E, and the other outlet , denoted by 3, through which the treated water flows in S.
The first ends at the top of the tank 1 and the second plunges to the vicinity of the bottom thereof.
A channel 4 connects pipes 2 and 3 and functions as a bypass with respect to tank 1; line 2 is fitted with a three-way valve 5 at its intersection with channel 4.
A drain pipe 6 is connected to line 3, by means of a three-way valve 7.
A pipe 8 is connected to the pipe 2, bypassing the valve 5. This pipe 8 is also connected to the drain pipe 6 by a branch 9. Two valves 10 and 11 are mounted one on the branch 9 and the other on the end of the drain pipe 6. The latter constitutes a useful safety valve in case the valve 7, with a plug, should lose.
The bypass line 8 is provided with an hydro-ejector 12 intended to suck, through a line 13, diluted brine coming from a brine tank 14 fitted with a brine metering device 15.
The operation of such an installation is as follows.In normal operation, the two valves 5 and 7 are placed so as to allow the free circulation of the water in the pipes 2 and 3: the water to be treated, coming from the 'inlet E, enters through the duct 2 in the top of the tank 1 where it is treated with the resins that it contains. The treated water leaves the installation through line 3, in S. The bypass 4 and the drain 6 are then closed by the valves 5 and 7 respectively. No brine is sucked up by the hydro-ejector 12 because of the insufficient quantity of water circulating in the bypass 8. The valves 10 and 11 are closed.
The operations for regenerating the resins begin with a backwashing thereof obtained by opening the valves 10 and 11 by operating the three-way valve 5 so as to close the pipe 2 and to open the bypass 4; valve 7 remains in the unchanged position. The water entering at E is then diverted through bypass 4 to enter tank 1 through line 3 and escape through line 2 and join the drain 6 through lines 8 and 9 successively. Thus, the direction in which the water circulates in the tank is reversed compared to the direction of normal operation, which lifts and cleans the resins.
It should be noted that a valve located at the user station, designated by 16, must then be closed so that the water can circulate properly through the tank 1.
The actual regeneration, namely the injection of diluted brine into the tank 1, is carried out by keeping the valve 5 in an unchanged position, by closing the valve 10 and by operating the valve 7 so that the line 3 is closed but the drain 6 is open. The water entering E can no longer circulate through bypass 4, provided that the user valve 16 is then closed. The water then passes through bypass 8 and sucks in brine as it passes through the hydro-ejector 12. The valve 10 being closed, the water mixed with the brine enters the tank 1 through the pipe 2, that is to say in the same direction as during normal operation of the installation, and comes out via pipe 3 to join the drain 6.
The brine injection is followed by a rapid rinsing of the salt which, by exchange, has become calcium chloride. Rinsing is carried out by replacing the various valves of the installation in the position they occupied during backwashing: a flow of water then circulates in the opposite direction in the installation which can then be returned to the normal operating position. .
It should be noted that it is possible to use water, although untreated, during the backwashing, regeneration and rinsing operations, thanks to the bypass 4 which supplies the part of the pipe 3 located beyond the valve 7 and thus allows the hard water to directly reach the outlet S when the valve 16 is open.
The valve that is the subject of the invention, one embodiment of which is illustrated in FIGS. 2 to 4, combines the various valves of the installation described above in a single device.
This valve comprises a tubular cylindrical body 17 in which is housed a cylindrical plug 18. This body 17 has four longitudinal ribs <I> 17a, 17b, </I> 17c and 17d distributed angularly around the body 17 and arranged at an angle. 900 from each other. These longitudinal ribs constitute sheaths of longitudinal chambers, one of which, that of the rib 17c, is divided, by a transverse wall 17th (FIG. 3), into two distinct chambers without direct communication.
The tubular wall 17 is pierced with various slots 19, part of which can be seen in FIG. 3, which communicate the chambers formed in the ribs 17a to 17d with the interior of the tubular body 17.
The chamber of the rib 17a and the lower chamber of the rib 17c, only visible in the drawing (fig. 3), are closed at their lower end, whereas on the contrary the chambers of the ribs 17b and 17d, not visible in the drawing, are open at their lower end in order to be able to be connected to the tank 1 of the installation described above, by simple engagement of the pipes leading to the tank.
In addition, the rib 17a has two pipes, designated by 17f and 17g, one intended to constitute the inlet pipe E and the other to be connected to the pipe 13 leading to the brine metering device <B>; < / B> similarly, the rib 17c has two tubes 17h and <B> 171 </B>, one of which opens into the lower chamber of this rib and constitutes the outlet S of the installation, and the other of which gives into the upper chamber of the rib 17c and constitutes the drain orifice. This upper chamber is occupied by a shutter member 20 which acts as the valve 11 of the installation described above, and which makes it possible to close the drain 17i.
For this purpose, the shutter member carries an O-ring 21, called 0-ring, which closes a passage 22 presented by the upper chamber of the rib 17c, when this shutter member occupies the position shown in FIG. 3. In addition, the shutter member has a rod 20a, provided with an O-ring 23, which passes through a plug 24 closing the upper chamber of the rib 17c, and which slides in this plug; the shutter member is controlled, using its rod 20a, in a manner which will be described below. The chamber of the rib 17a has two nozzles, one formed by a constriction 17k of the wall of this chamber itself, and the other, designated by 25, attached.
These two nozzles together form a Venturi tube constituting the hydro-ejector 12 of the installation described above.
The plug 18 is pierced, over part of its length, with an axial passage (FIG. 4) separated into two chambers 26 and 27 by a transverse wall 18a. It is pierced with radial openings 28, of circular cross section, ending in the chamber 26, and openings 29 and 30, of circular cross section, respectively elongated, ending in the chamber 27. Finally, the upper part of the valve 18, located beyond the upper chamber 27 of the axial passage, is pierced with radial passages 31 and 32 communicating with each other, in pairs, by their inner end.
These slots and passages 28 to 32 are all distributed along two longitudinal planes perpendicular to one another, so as to be able to be brought to coincide with one or the other of the slots 19 of the body 17, also located in two longitudinal planes. per pendicular to each other since located opposite the ribs 17a to 17d, which are arranged, as has been said, at 900 to each other.
This particular arrangement has the advantage that the valve is operated by successive rotations of the plug, all of equal value, namely 90.1, and always in the same direction. Finally, the slots in the plug are distributed in various normal planes of the plug constituting stages of the valve, which have been shown schematically in FIGS. 5 to 8 and designated by the numbers I to VII.
The various sections of the plug defined by the two chambers 26 and 27 and by the upper part devoid of longitudinal passage are separated by O-rings 33, only one of which has been shown in FIG. 4, housed in annular grooves 34 formed in the torus and which cooperate with the wall of the tubular body 17 in order to prevent any interstitial leakage.
The plug 18 is integral with a bell-shaped cam 35 acting on the end of the rod 20a of the shutter member 20 to bring the latter into the closed position, as shown in FIG. 3. It should be noted that the return movements of the obturator member are provided by the water pressure exerted from the bottom up. To this end, the lower part, designated by 20b, of the shutter member 20 has ribs so as to guide the shutter member while allowing water to pass under it and to exert thus the pressure ensuring its opening.
The operation of the valve, schematically illustrated in fig. 5 to 8, is as follows When the softening installation should function normally, the valve occupies the position shown in fig. 5. In this position, the water entering E, on stage II, has no other outlet than that allowing it to enter, on this same stage, into the central chamber 26 of the valve. From there, its only exit is on stage III where there is a connection with the longitudinal chamber of the rib 17d connected to the pipe 2 leading to the tank 1.
The treated water coming from the tank, and passing through the pipe 3, enters the chamber of the rib 17b and finds its only outlet on the floor V, causing it to enter the central chamber 27 of the valve 18 to join the stage IV from where it arrives at exit S.
It should be noted that an interstitial leakage generally occurs, on stage I, between the ports 28 of the plug and the light 19 of the body 17 located on this stage, due to their close proximity, and this despite great precision. of the valve components.
However, such a leak not only does not present any drawbacks, but is even desired in fact it constitutes a slight permanent bypass, thanks to which a very small quantity, at most 5%, of hard water is mixed. with treated water. The treated water therefore always has a very light cal cary rate, which is advantageous, totally soft water having various drawbacks: no seasoning of new pipes, excessive production of soap foam, etc.
In order for the backwashing operation to be carried out, the valve is brought into the position shown in fig. 6 by a rotation of 901, of the bushel in an anti-clockwise direction. In this position, the water entering through the inlet E and arriving in the central chamber 26 of the plug finds its only outlet on the floor I, bringing it into the chamber of the rib 17c.
From there, it reaches the outlet S, whose utilization valve, placed at the user's station, is then normally closed. The water then enters the chamber 27 of the valve, on stage IV, and rises to stage V from where it arrives in the chamber of the rib 17b connected to the tank 1 by line 3. Thus, The water enters the tank in the opposite direction, producing the backwashing of the resins.
The water leaving the tank through line 2 enters the chamber of the rib 17d and finds its only outlet on stage VI, this outlet leading to the drain V which, then, is partially open, the shutter member 20 being held in an intermediate position by the bell cam 35.
It should be noted that, during backwashing, as also during the rinsing described below, a certain quantity of water can directly reach the drain V by rising in the chamber of the rib 17a up to the stage VII. However, this water must pass through the hydro-ejector, the cross section of which is small, so that its quantity is negligible.
The position of the valve corresponding to the regeneration is shown in fig. 7. In this position, obtained by a further rotation of the plug by 90% in the same direction as before, the water entering E, and which reaches the central chamber 26 of the plug, cannot exceed stage IV afterwards. have entered the chamber of the rib 17c on the floor I. This path being without exit, the water coming from the entrance E can only pass into the chamber of the rib l7a; it sucks up brine 17g as it passes through the hydro-ejector and joins the chamber of the rib 17d through the passages 32 of the valve located on stage VII.
Thus, the water with added brine enters the tank 1 through line 2. It comes out through line 3, enters the chamber of rib 17b, and finds its only outlet at stage VI. , through the passages 31 of the valve, leading to the drain V, then fully open. It is in fact necessary for the drain to be fully open so that the speed at which the water passes through the injector is sufficient to produce a suitable suction of brine. In practice, depressions of the order of 0.9 kg / cc are obtained for a water inlet pressure of 3 kg / cm2.
It should be noted that the profile of the cam 35 is such that between its half-open and open positions, the shutter is returned to the closed position, so that the water pressure is sufficient to produce its complete opening.
Finally, the rinsing is obtained by a third rotation of 90,) of the plug, still in the opposite direction to that of clockwise. As has been said during the description of the operation of the softening installation, the rinsing functions are the same as those of the backwash. This identity is verified by a comparison between FIGS. 6 and 8.
However, it is noted that the connection between the chamber of the rib 17d and the upper chamber of the rib 17c, provided at stage VI in the position of FIG. 6, is provided on stage VII in the position of FIG. 8.
Although communication must exist between the chambers of the ribs 17c and 17d during backwashing and rinsing operations, it was not necessary to provide the valve with an ad hoc circuit, such as a circular gutter in the the plug or in the valve body, which would have lengthened the valve by the same amount: in fact, the dead times of the upper stages were used (stage VI for backwashing and stage VII for rinsing), to ensure this connection , thus reducing the height of the valve.
It should be noted that, in bushel 18, stages I to III are used for the passage of untreated, hard water, stages IV and V receive treated water, and stages VI and VII the brine. The O-rings 33 housed in the grooves 32 prevent any mixing of these three qualities of water by interstitial leaks which could occur between the plug 18 and the tubular body 17.
It should also be noted that the bypass function mentioned during the description of the operation of the installation, which allows the user to receive water at the use valve 16 at all times, even during the various regeneration operations, is ensured by this valve: in fact, outlet S is supplied with water at all times, treated when the installation is operating normally and lasts during the various operations of the regeneration cycle.
The rotation of the plug can be controlled electrically, using a micromotor for example. In this case, the cam 35 may carry, laterally, projections acting on electrical contacts to stop the motor in the four working positions of the plug. The starting of the engine, after stopping times determined by the duration of each phase of the regeneration cycle and by the normal running time assigned to the installation, will be controlled automatically, for example. by a rotary switch.
In the case of reduced water consumption, the frequency of the regeneration cycles can be very low: it is then advisable, rather than turning the contactor at an excessively slow speed, to make it turn intermittently, by supplying its engine by a second contactor itself rotating at normal speed. This has the double advantage of allowing relatively short durations for each regeneration operation, which is not the case with a contactor turning too slowly, and of allowing the regeneration cycle to start at fixed times. which is also difficult to achieve with a very slow turning switch.
It should be noted that in the event of a power failure during regeneration, the valve remains in the position where it was stopped, and that there is no salt water during use, as in this case. This is the case in known softening installations; when the power is restored, regeneration ends normally.
The present valve has very few elements of which only two are in motion. It can easily be produced from a plastic material and, having neither solenoid nor membrane, nor any other delicate component, requires practically no maintenance.