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REVENDICATIONS
1. Dispositif de surveillance dans une installation de pompage à faible débit comportant une pompe alimentée à partir d'un réservoir principal, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir tampon relié au réservoir principal et à l'entrée de la pompe, une vanne commandant la liaison entre le réservoir principal et le réservoir tampon, un instrument de mesure capable d'émettre un signal correspondant au degré de remplissage du réservoir tampon et un différenciateur produisant un signal de débit qui correspond au débit de la pompe quand la vanne est fermée.
2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un relais de seuil qui reçoit le signal de remplissage, la vanne étant commandée par le relais de seuil de manière à s'ouvrir quand le niveau dans le réservoir tampon atteint une valeur minimum et à se fermer quand il atteint une valeur maximum.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réservoir tampon est situé plus bas que le réservoir principal, de manière à se remplir par gravité.
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un comparateur qui compare un signal de consigne avec le signal de débit et fournit un signal de commande qui règle le fonctionnement de la pompe.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une mémoire qui enregistre la valeur du signal de débit à chaque ouverture de la vanne et transmet la valeur ainsi mémorisée au comparateur pendant toute la durée de l'ouverture de la vanne.
6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un organe d'alarme capable de signaler un fonctionnement anormal du dispositif.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des circuits de contrôle agencés de façon à arrêter la pompe en cas de détection d'un fonctionnement anormal du dispositif.
8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réservoir tampon est situé plus haut et à grande distance du réservoir principal et en ce qu'une pompe de remplissage est associée au réservoir tampon.
La présente invention a pour but de créer un dispositif de surveillance permettant, le cas échéant, de régler et de commander automatiquement le fonctionnement d'une pompe lorsque cette pompe doit refouler un liquide à partir d'un réservoir principal sous un débit très faible.
La commande de la pompe est effectuée en fonction du débit réel mesuré.
On connaît déjà divers types de débit-mètres. Dans leur forme de réalisation courante, ces instruments comportent une hélice qu'il convient de monter dans la canalisation dans laquelle le liquide à mesurer circule. Toutefois, ils ne permettent pas de mesurer de façon commode de très faibles débits, le signal de débit qu'ils fournissent ne présentant pas une précision qui suffit à répondre à toutes les exigences de la pratique.
La présente invention a donc pour objet un dispositif de surveillance dans une installation de pompage à faible débit comportant une pompe alimentée à partir d'un réservoir principal, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir tampon relié au réservoir principal et à l'entrée de la pompe, une vanne commandant la liaison entre le réservoir principal et le réservoir tampon, un instrument de mesure capable d'émettre un signal correspondant au degré de remplissage du réservoir tampon et un différenciateur produisant un signal de débit qui correspond au débit de la pompe quand la vanne est fermée.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'objet de l'invention en se référant au dessin annexé dont:
la fig. 1 est un schéma d'une installation de pompage équipée du dispositif selon l'invention, et
la fig. 2 un graphique montrant l'allure de la variation de niveau dans le réservoir tampon.
L'installation comporte un réservoir principal 1, une tubulure d'aspiration 2 qui part du fond du réservoir principal, une pompe 3 dont l'aspiration est connectée à la tubulure 2 et un moteur 4 d'entraînement de la pompe 3. Cette dernière peut être de différents types, mais on considérera qu'elle est de préférence une pompe rotative dont le débit et la hauteur de refoulement varient en fonction de la vitesse à laquelle l'entraîne le moteur 4. Bien entendu, entre le moteur et la pompe on peut prévoir un engrenage réducteur de vitesse.
Le dispositif proprement dit comporte tout d'abord le réservoir tampon 5 de capacité relativement petite, de forme tubulaire, disposé verticalement à un niveau plus bas que le fond du réservoir 1 et connecté par sa base, par un raccord 6, à la tubulure 2. De préférence, le réservoir tampon 5 sera ouvert à sa partie supérieure. Il peut, par exemple, être connecté à un tuyau 7 qui s'élève verticalement au moins jusqu'au niveau de la surface libre dans le réservoir 1. A l'intérieur du réservoir tampon 5 est placée une jauge 8 portant à ses deux extrémités des électrodes 9 et 10 connectées à un circuit de mesure 11. Cette sonde peut être agencée de façon à mesurer, soit le niveau, soit la différence de pression entre les électrodes 9 et 10. Des jauges de ce genre sont connues. Elles sont capables de fonctionner avec divers liquides.
Le circuit de mesure 1 1 reçoit par les connexions des électrodes 9 et 10 un signal d'entrée qui correspond à une caractéristique électrique de la jauge 8 variant progressivement entre une valeur minimum et une valeur maximum suivant la hauteur du niveau du liquide dans le réservoir tampon.
D'autre part, la tubulure 2 est équipée d'une vanne à commande électro-magnétique 12. Lorsque cette vanne est ouverte, le liquide passe par gravité du réservoir 1 au réservoir tampon 5, dont le niveu N s'élève rapidement tandis que lorsque la vanne 12 est fermée, le niveau N baisse en fonction du débit aspiré par la pompe 3.
A la sortie S du circuit 11 de la jauge est connectée une ligne qui envoie le signal de sortie correspondant au niveau N vers un relais de seuil 13. Dans ce relais, le signal de niveau est transformé en un signal de commande transmis à la vanne 12. Ainsi, les variations du niveau N dans le réservoir 5 en fonction du temps prennent approximativement l'allure indiquée à la fig. 2. Le réservoir 5 se remplit rapidement quand la vanne 12 est ouverte et se vide au rythme imposé par la pompe 3 quand la vanne 12 est fermée.
Un circuit temporisateur 14 est également connecté à la sortie du relais 13. Il alimente un instrument d'alarme A de façon - enclencher un signal d'alarme si le relais de seuil continue à être, soit au maximum, soit au minimum après un ordre de commande envoyé à la vanne.
Le dispositif décrit comporte un instrument indicateur de débit V. Celui-ci est connecté à un circuit différenciateur 15 dont il reçoit le signal de sortie. Le signal d'entrée du différenciateur est fourni par le signal de sortie du circuit 11. Le différenciateur 15 comporte un amplificateur shunté par un condensateur et une résistance. Il élabore un signal qui correspond à la dérivée dans le temps du signal de niveau et il est évident que ce signal correspond au débit de la pompe quand la vanne 12 est fermée.
En outre, le signal de débit émis par le différenciateur 15
est transmis à un comparateur 16 qui reçoit d'autre part un signal de consigne C. La différence entre les deux signaux est intégrée dans un circuit de commande 17 puis le résultat de l'intégration est ajouté au signal de consigne lui-même de façon à former un signal de commande du moteur 4. Ainsi, dans une installation de pompage dans laquelle le débit dépend de la vitesse de la pompe, le signal de consigne C peut être un signal correspondant à une valeur de référence pour la vitesse du moteur 4. Il peut s'agir par exemple d'un réglage de la tension du moteur.
Si le signal de débit fourni à la sortie du circuit il est inférieur à une valeur de consigne prédéterminée à laquelle correspond le signal C dans des conditions normales, le traitement du signal de débit par les circuits 16 et 17 va apporter une correction au signal de consigne C, de sorte que le signal de commande agissant sur le moteur 4 sera dûment adapté au but visé.
Les circuits 15 et 17 comportent chacun, comme on le voit à la fig. I un contact d. Ces contacts peuvent faire partie d'un relais (non représenté) qui sera commandé en même temps que la vanne 12. En effet, le fonctionnement du circuit de commande décrit ci-dessus se conçoit lorsque la vanne 12 est fermée. Il est toutefois évident que pendant les périodes de remplissage du réservoir 5, le fonctionnement du circuit est perturbé. L'ouverture des contacts d évite que ces perturbations se transmettent à l'indicateur V ou à la commande du moteur 4. On peut prévoir une mémoire qui enregistre la valeur du signal de débit à la sortie du circuit 15 à chaque ouverture de la vanne 12 et continue à alimenter l'instrument
V et les circuits 16 et 17 avec cette valeur pendant la durée du remplissage.
Enfin, il convient de mentionner que des circuits de contrôle tels que 18 et 19 peuvent également être prévus pour actionner des signaux d'alarme et, le cas échéant, arrêter la pompe 3 en cas de fonctionnement anormal, par exemple si la valeur du signal de débit descend intempestivement au dessous d'un minimum ou au contraire, si la correction imposée au signal de consigne prend une valeur anormalement élevée.
Les moyens décrits ci-dessus permettent donc de réaliser, soit une mesure du débit, soit une commande d'une pompe par une réalisation très simple et ayant un prix de revient minimum et qui permet de contrôler avec une précision supérieure à ce que permettaient les moyens d'un coût analogue connus jusqu'à maintenant une pompe qui doit débiter de façon continue un liquide sous des débits très faibles.
Le réservoir principal peut être situé plus bas ou à grande distance du réservoir tampon et comprend une pompe pour le remplissage du réservoir tampon.
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CLAIMS
1. Monitoring device in a low-flow pumping installation comprising a pump supplied from a main tank, characterized in that it comprises a buffer tank connected to the main tank and to the inlet of the pump, a valve controlling the connection between the main tank and the buffer tank, a measuring instrument capable of emitting a signal corresponding to the degree of filling of the buffer tank and a differentiator producing a flow signal which corresponds to the pump flow when the valve is closed .
2. Device according to claim I, characterized in that it further comprises a threshold relay which receives the filling signal, the valve being controlled by the threshold relay so as to open when the level in the buffer tank reaches a minimum value and to close when it reaches a maximum value.
3. Device according to claim 2, characterized in that the buffer tank is located lower than the main tank, so as to fill by gravity.
4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a comparator which compares a setpoint signal with the flow signal and provides a control signal which regulates the operation of the pump.
5. Device according to claim 4, characterized in that it further comprises a memory which records the value of the flow signal at each opening of the valve and transmits the value thus memorized to the comparator throughout the duration of the opening of valve.
6. Device according to claim 2, characterized in that it further comprises an alarm device capable of signaling an abnormal operation of the device.
7. Device according to claim 6, characterized in that it comprises control circuits arranged so as to stop the pump in the event of detection of an abnormal operation of the device.
8. Device according to claim 2, characterized in that the buffer tank is located higher and at a great distance from the main tank and in that a filling pump is associated with the buffer tank.
The object of the present invention is to create a monitoring device making it possible, if necessary, to regulate and automatically control the operation of a pump when this pump has to deliver a liquid from a main tank under a very low flow rate.
The pump is controlled according to the actual measured flow.
Various types of flow meter are already known. In their current embodiment, these instruments include a propeller which must be fitted in the pipe in which the liquid to be measured circulates. However, they do not make it possible to conveniently measure very low bit rates, the bit rate signal which they provide not having an accuracy which is sufficient to meet all the requirements of practice.
The present invention therefore relates to a monitoring device in a low flow pumping installation comprising a pump supplied from a main tank, characterized in that it comprises a buffer tank connected to the main tank and to the inlet of the pump, a valve controlling the connection between the main tank and the buffer tank, a measuring instrument capable of emitting a signal corresponding to the degree of filling of the buffer tank and a differentiator producing a flow signal which corresponds to the flow of the pump when the valve is closed.
An embodiment of the object of the invention will be described below, by way of example, with reference to the attached drawing, in which:
fig. 1 is a diagram of a pumping installation equipped with the device according to the invention, and
fig. 2 a graph showing the shape of the level variation in the buffer tank.
The installation comprises a main tank 1, a suction pipe 2 which starts from the bottom of the main tank, a pump 3 whose suction is connected to the pipe 2 and a motor 4 for driving the pump 3. The latter can be of different types, but we will consider that it is preferably a rotary pump whose flow rate and delivery head vary according to the speed at which the motor drives it 4. Of course, between the motor and the pump a speed reducing gear can be provided.
The device proper firstly comprises the buffer tank 5 of relatively small capacity, of tubular shape, arranged vertically at a level lower than the bottom of the tank 1 and connected by its base, by a connector 6, to the pipe 2 Preferably, the buffer tank 5 will be open at its upper part. It can, for example, be connected to a pipe 7 which rises vertically at least up to the level of the free surface in the tank 1. Inside the buffer tank 5 is placed a gauge 8 carrying at its two ends electrodes 9 and 10 connected to a measurement circuit 11. This probe can be arranged so as to measure either the level or the pressure difference between the electrodes 9 and 10. Gauges of this kind are known. They are able to work with various liquids.
The measurement circuit 1 1 receives by the connections of the electrodes 9 and 10 an input signal which corresponds to an electrical characteristic of the gauge 8 varying progressively between a minimum value and a maximum value according to the height of the level of the liquid in the tank buffer.
On the other hand, the tubing 2 is equipped with an electromagnetic control valve 12. When this valve is open, the liquid passes by gravity from the reservoir 1 to the buffer reservoir 5, the level N of which rises rapidly while when the valve 12 is closed, the level N decreases as a function of the flow aspirated by the pump 3.
At the output S of circuit 11 of the gauge is connected a line which sends the output signal corresponding to level N to a threshold relay 13. In this relay, the level signal is transformed into a control signal transmitted to the valve 12. Thus, the variations of the level N in the reservoir 5 as a function of time take approximately the shape indicated in FIG. 2. The reservoir 5 fills quickly when the valve 12 is open and empties at the rate imposed by the pump 3 when the valve 12 is closed.
A timer circuit 14 is also connected to the output of relay 13. It supplies an alarm instrument A so - trigger an alarm signal if the threshold relay continues to be either at the maximum or at the minimum after an order sent to the valve.
The device described comprises a flow indicator instrument V. This is connected to a differentiator circuit 15 from which it receives the output signal. The input signal of the differentiator is provided by the output signal of the circuit 11. The differentiator 15 comprises an amplifier shunted by a capacitor and a resistor. It generates a signal which corresponds to the derivative over time of the level signal and it is obvious that this signal corresponds to the flow rate of the pump when the valve 12 is closed.
In addition, the flow signal emitted by the differentiator 15
is transmitted to a comparator 16 which also receives a setpoint signal C. The difference between the two signals is integrated into a control circuit 17 then the result of the integration is added to the setpoint signal itself so to form a motor control signal 4. Thus, in a pumping installation in which the flow rate depends on the speed of the pump, the setpoint signal C can be a signal corresponding to a reference value for the speed of motor 4 This may, for example, be an adjustment of the motor voltage.
If the flow signal supplied at the output of the circuit it is less than a predetermined set value to which the signal C corresponds under normal conditions, the processing of the flow signal by circuits 16 and 17 will make a correction to the signal of setpoint C, so that the control signal acting on the motor 4 will be duly adapted to the intended purpose.
The circuits 15 and 17 each include, as seen in FIG. I a contact d. These contacts can be part of a relay (not shown) which will be controlled at the same time as the valve 12. In fact, the operation of the control circuit described above is conceived when the valve 12 is closed. It is however obvious that during the filling periods of the reservoir 5, the operation of the circuit is disturbed. The opening of the contacts d prevents these disturbances from being transmitted to the indicator V or to the control of the motor 4. A memory can be provided which records the value of the flow signal at the output of the circuit 15 each time the valve is opened. 12 and continues to power the instrument
V and circuits 16 and 17 with this value during the filling time.
Finally, it should be mentioned that control circuits such as 18 and 19 can also be provided to activate alarm signals and, if necessary, stop the pump 3 in the event of abnormal operation, for example if the value of the signal flow drops unexpectedly below a minimum or on the contrary, if the correction imposed on the setpoint signal takes an abnormally high value.
The means described above therefore make it possible to carry out either a measurement of the flow rate, or a control of a pump by a very simple embodiment and having a minimum cost price and which makes it possible to control with greater precision than allowed by the means of a similar cost known hitherto a pump which must continuously deliver a liquid at very low flow rates.
The main tank can be located lower or far away from the buffer tank and includes a pump for filling the buffer tank.