FR2465518A1

FR2465518A1 - Dispositif de commande electronique de la regeneration du lit de resine d'un appareil de conditionnement d'eau

Info

Publication number: FR2465518A1
Application number: FR8008436A
Authority: FR
Inventors: Stanley Frank Rak; Donald Paul De Vale
Original assignee: Culligan International Co
Current assignee: Culligan International Co
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1980-04-15
Publication date: 1981-03-27
Also published as: AU531206B2; FR2465518B1; BE882834A; GB2060219A; CA1136088A; AU5711680A; GB2060219B; US4257887A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE COMMANDE D'UN APPAREIL D'ADOUCISSEMENT DE L'EAU. LE DISPOSITIF26 COMPREND DEUX PAIRES DE CELLULES ESPACEES R, R, INTRODUITES DANS UNE SONDE DANS LE LIT DE RESINE A SURVEILLER ET RELIEES EN UN CIRCUIT EN PONT33, MONTE DE FACON A FERMER UN CIRCUIT D'EXCITATION ET DE GARDE JUSQU'AU MOMENT DE LA REGENERATION DU LIT, LAQUELLE EST COMMANDEE DE FACON A NE SE PRODUIRE QU'A DES PERIODES PREDETERMINEES COMME, PAR EXEMPLE, DURANT LA NUIT POUR QUE LA REGENERATION NE GENE PAS L'UTILISATION NORMALE DE L'EAU TRAITEE.

Description

La présente invention concerne en général des ap-

pareils de conditionnement d'eau et, en particulier, un nou-

veau dispositif de détection et de commande pour un appareil

de conditionnement d'eau.

Des sondes destinées à indiquer des variations de la résistance apparaissant dans une matière d'échange d'ions présente dans des adoucisseurs d'eau sont connues, comme le montre le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 373 351, et des dispositifs à sonde de détection d'une résistance sont

décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NM 3 159 573.

Cependant, ces appareillages de l'art antérieur sont destinés à immédiatement régénérer et remettre en état la résine

d'échange d'ions, ce qui peut se produire lorsqu'il est sou-

haitable qu'un tel appareillage fournisse de l'eau.

Ainsi, dans l'art antérieur, on connait divers appareillages destines à provoquer la régénération du lit de résine d'un adoucisseur d'eau, comme une régénération manuelle ou une régénération fondée sur un dispositif de commande qui amorce la régénération à des intervalles de temps donnés et fixés. Le problème soulevé par ces deux appareillages est que la régénération risque de se produire avant qu'elle ne soit nécessaire ou, en variante, que cette régénération risque de ne pas se produire assez rapidement et que l'eau n'est pas adoucie de façon appropriée vers la fin de l'intervalle. Le fonctionnement d'un troisième appareillage d'adoucissement de l'eau se fonde sur une commande provoquant l'adoucissement de

l'eau lorsque l'état de l'eau obtenue à la sortie de l'appa-

reil et/ou du lit de la résine indique qu'une régénération doit être réalisée. Le problème existant dans le cas de ce type d'appareillage est qu'une régénération peut se produire à des moments o il existe une forte demande d'eau douce et, pendant la régénération, l'eau douce n'est généralement pas

disponible et l'eau non adoucie évite la traversée de l'adou-

cisseur d'eau.

D'autres appareillages comportent deux appareils

d'adoucissement ou de conditionnement de l'eau dont cha-

cun possède des organes séparés de commande, ces organes étant interconnectés par des dispositifs de blocage destinés à éviter que les deux organes ne se trouvent en position de

régénération en même temps, et un exemple de ce type d'appa-

reillage est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 675 041. Bien entendu, ce type d'appareillage est onéreux

du fait qu'il exige deux appareils complets.

La présente invention concerne un appareillage de conditionnement de l'eau et un dispositif de commande

dans lesquels une sonde de détection de la valeur d'une résis-

tance, et qui comprend deux paires d'électrodes espacées, est montée dans le lit d'échange d'ions formé par la matière granulaire comportant les ions de conditionnement ou d'adoucissement de l'eau afin de déceler l'état de celit,et lorsque cet état est

tel qu'une régénération doit se produire, un circuit de com-

mande est placé en un état de blocage afin de commander la régénération. Cependant, le circuit de commande reste à l'état bloqué et la régénération ne se produit pas tant que n'est pas atteint un moment prédéterminé dans la journée comme, par exemple, au cours de la nuit, afin de garantir que l'usage normal de l'eau n'est pas interrompu en période diurne. Une fois la régénération réalisée, le circuit est remis à un état le rendant Drêt à déceler à nouveau un état

exigeant une régénération.

D'autres objets, caractéristiques et avantages

de l'invention apparaîtront aisément à l'examen de la descrip-

tion suivante des exemples nullement limitatifs, fait en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un appareillage

de conditionnement d'eau dont certaines parties ont été ar-

rachées; et la figure 2 est un schéma électrique du dispositif

de commande de l'invention.

La figure lillustre un appareil ou dispositif de conditionnement ou d'adoucissement de l'eau, indiqué par le repère général 10, et qui comporte un dispositif de commande 11. L'appareil 10 de conditionnement de l'eau comprend un réservoir 12 contenant un lit 13 d'une résine convenable

d'échange d'ions.

Afin d'alimenter le réservoir en eau, une canali-

sation 14 d'alimentation en eau est reliée au boîtier du

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distributeur 16 qui envoie l'eau dans un tube 17 se prolon-

geant vers le réservoir 12. L'eau descend à travers le lit 13 et elle en est enlevée par un tube 18 pour traverser le boîtier du distributeur 16 et parvenir à une canalisation 19 qui alimente en eau adoucie ou conditionnée le circuit de distribution de cette eau. Un conduit 21 part du distributeur pour parvenir à un réservoir 22 contenant du sel pour former une saumure. Un conduit 23 de vidange est également relié au boîtier de distributeur 16 et à un dispositif de vidange

convenable.

La structure du distributeur 16 peut être d'un type classique comme, par exemple, décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 926 071. Il peut s'agir d'un type à deux ou cinq cycles, et ces dispositifs sont bien connus des experts en ce domaine. Le dispositif 24 commande le recyclage et peut, par exemple, être tel que décrit dans le brevet

précité des Etats-Unis d'Amérique NO 3 926 071 et, dans la pré-

sente invention, il comprend un dispositif de commande électronique 26 garantissant que le recyclage ne se produit qu'à des moments déterminés au préalable comme, par exemple, entre deux heures et six heures du matin, de façon qu'une régénération ne se produise pas à d'autres moments o l'on désire pouvoir utiliser de l'eau conditionnée ou adoucie

fournie par l'appareil.

Le dispositif de commande électronique 26 de la présente invention décèle le moment o une régénération du lit de résine doit s'effectuer. A cet effet, le dispositif

26 comporte deux paires d'électrode Rs et Rr montées vertica-

lement dans un ensemble de maintien approprié 27,qui descend dans le réservoir 12, et verticalement espacées. En détectant la résistivité, le dispositif 26 détermine le moment o une

régénération doit se produire et il excite un circuit de blo-

cage. Cependant, dans la présente invention, la régénération du lit de résine ne commence pas immédiatement au moment o est décelé l'état indiquant qu'une régénération doit être effectuée, mais le circuit de l'invention reste au contraire à un état bloqué jusqu'à un moment, établi au préalable et pendant lequel on souhaite régénérer la résine. A ce moment,

la régénération aura lieu et le circuit de détection revien-

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dra, après cette régénération, à son état initial jusqu'à ce

qu'une nouvelle régénération soit nécessaire. En d'autres ter-

mes, dans la présente invention, dès que la différence de résistivité entre les électrodes détectrices R et Rr est telle qu'une régénération doit être effectuée, le circuit de l'in-

vention est placé en un état bloqué et reste en cet état jus-

qu'à régénération de la résine. Cependant, la régénération ne sera pas amorçée avant la période établie au préalable comme,

par exemple, entre deux heures et six heures du matin, de sor-

te qu'une régénération ne se produit pas au cours des périodes pendant lesquellesil existe une demande d'utilisation de l'eau

adoucie ou cônditionnée.

Deux bornes 28 et 28' d'alimentation en courant de

Hz sont reliées à l'enroulement primaire29 d'un transforma-

teur T1 qui comporte des enroulements secondaires 31 et 32.

Un circuit en pont 33 comprend deux résistances R1 et R2 et

deux cellules, l'une Rr de référence et l'autre Rs de détec-

tion, reliées en pont. La jonction entre les résistances R1 et R2 est reliée à une extrémité de l'enroulement secondaire 32 dont l'autre extrémité est reliée à la jonction entre les cellules R de détection et R de référence. Une extrémité s r de l'autre enroulement secondaire 3] du transformateur T1 est reliée à la jonction entre la résistance R2 et la cellule R r et l'autre extrémité est reliée à une diode D1 dont l'autre côté est relié à une borne d'entrée d'un régulateur de tension 34. La jonction entre les résistances R1 et R est reliée à la borne d'entrée négative d'un amplificateur opérationnel A1, qui est ou comprend un comparateur et reçoit une tension régulée V provenant d'un comtact réglable 41 glissant sur

une résistance R4 dont une extrémité est reliée à un conduc-

teur 42. Ce conducteur 42 est relié à l'autre extrémité de

l'enroulement secondaire 31 du transformateur T1 et à une en-

trée du régulateur de tension 34. Une résistance R5 est mon-

tée entre l'autre extrémité de la résistance R4 et le conduc-

teur 43 de sortie du régulateur 34 de tension. La sortie du comparateur A est reliée par une résistance R à la jonction de l'enroulement secondaire 31 et de la diode D. Une diode

D est reliée à la sortie du comparateur A1, et un condensa-

teur C1 est monté entre l'autre côté de la diode D2 et le conducteur 42. Une résistance R6 est montée en parallèle avec le condensateur C. Un comparateur A2 est relié à la diode D2 par une résistance R7, comme représenté sur la figure 2, et il reçoit par l'intermédiaire d'une résistance R8 une tension d'entrée de référence V3 provenant du conducteur 43, lequel est relié à la sortie du régulateur 34 de tension. Un relais

36 est monté entre la sortie du comparateur A2 et un conduc-

teur 44 reliant la diode D1 au régulateur de tension 34. Le relais 36 commande des contacts 46 et 47 de manière que ces contacts soient connectés lorsque le relais 36 est excité. Le

contact 47 est relié au dispositif 24 de commande de recycla-

ge et le contact 46 est relié à un contact 48 normalement ouvert d'un interrupteur 49 relié au dispositif 24 de commande du recyclage. Une came 51 est entraînée par un arbre 52 d'un

moteur de minuterie 53. La came 51 comporte une oartie 56 en sail-

lie de façon à fermer les contacts 49 et 48 de l'interrupteur pendant des périodes établies au préalable comme, par exemple, entre deux heures et six heures du matin. Ainsi, si le relais 36 a été excité de façon à fermer les contacts 46 et 47, ces contacts resteront fermés et le relais 36 restera excité par un circuit de garde qui sera décrit plus loin et lorsque les contacts 46 et 47 sont actionnés par l'excitation du relais 36, la came 51 commandée par la minuterie fermera les contacts 48 et 49 de l'interrupteur en amorçant,par l'intermédiaire du dispositif 24 de commande, lerecyclage dans l'appareil de

conditionnement d'eau. Après le recyclage, la partie en sail-

lie de la came 56 va se déplacerets'éloigner des contacts 48 et 49 qui s'ouvriront. Le circuit de garde comprend un comparateur A3 relié à la sortie du comparateur A2 et qui reçoit du conducteur 43, par l'intermédiaire d'une résistance R8, un second signal d'entrée provenant du régulateur 34 de tension. La résistance R8 est également reliée au comparateur

A2. Le signal dé sortie du comparateur A3 passe par une ré-

sistance R9 et un interrupteur S5 pour parvenir à la borne

d'entrée du comparateur A2 et remettre celui-ci à l'état ini-

tial en ouvrant momentanément l'interrupteur S1 lorsque les valeurs de la résistivité sont égales pour les cellules Rs et

Rr, ce qui indique que la régénération a eu lieu. Afin d'ou-

vrir l'interrupteur S1 après la régénération, une came 61 comportant une partie 62 en saillie est également entraînée

par la minuterie 53 et elle est montée sur l'arbre 52 de sor-

tie du moteur de cette minuterie. La partie 62 en saillie est décalée dans le temps par rapport à la partie 56 en saillie de la came 51,de façon que l'interrupteur 5 ne s'ouvre

qu'après fermeture des contacts 48 et 49 pendant un'temps suf-

fisant pour permettre la régénération du lit de résine. Cette condition garantit également que les cellules Rs et Rr seront à la même résistivité de sorte que, lorsque l'interrupteur S1

est ouvert. le relais 36 est désexcité, ce qui ouvre les con-

tacts 46 et 47 et remet le circuit à son état initial jusqu'à ce qu'une régénération soit de nouveau nécessaire. Un courant

alternatif convenable alimente les bornes 67 et 68 de la minu-

terie 53.

Le régulateur de tension 34 peut être d'un type LM 34 OT produisant par exemple à sa sortie une tension de volts appliquée au conducteur 43. Les comparateurs A,, A2 et A3 de tension peuvent être du type du comparateur de tension CA339 QUAD dans lequel l'un des comparateur présent n'est pas

utilisé.

En service, lorsque l'impédance de la cellule R de détection augmente, la tension V1 à la sortie du pont 33 augmente, et les demi-périodes positives de la tension V1 appliquée par le pont 33 au comparateur A1 va excéder le niveau Vs de référence provenant du contact réglable ou potentiomètre

41,de sorte que le comparateur A1 bloque la tension V2 à l'en-

roulement secondaire 31 pendant les demi-périodes positives de la tension V1. Puisque les tension V1 et V2 sont eh phase et que les demi-périodes positives de V2 chargent le condensateur C1 par l'intermédiaire de la diode D2, lorsque la tension V2 est bloquée par le comparateur A1 pendant les demi-périodes positives, le condensateur C1 commence à se décharger. Au contraire, lorsque le comparateur A1 ne bloque

pas la tension V2, le condensateur C] est maintenu chargé.

La tension aux bornes du condensateur C1 va commen-

cer à diminuer, la diminution s'effectuant par passage dans la résistance R6 jusqu'à la masse, et la tension aux bornes de ce condensateur C1 alimente par l'intermédiaire de la résistance R7 le comparateur A2. Lorsque la tension V4 à l'entrée du comparateur A2 devient inférieure à la tension V3 de référence provenant par la résistance R8 du régulateur 34, le comparateur A2 va bloquer l'extrémité du relais 36 à la tension V5 (masse) en excitant ce relais. La tension V5 va être inférieure à la tension V3 de référence et le comparateur A3 va mettre le condensateur C1 à la masse en bloquant le relais 36 à l'état excité,dans lequel ce relais va rester

jusqu'à l'ouverture de l'interrupteur S1 au moment o la cel-

lule de détection et la cellule de référence ont la même im-

pédance.

Le choix de la résistance R6 permet de régler à une valeur d'environ 30 secondes la durée de la décharge du condensateur C1 de façon à éviter des arrêts prématurés ou

résultant d'une fausse manoeuvre.

Si le pont est déséquilibré en sens inverse, de façon que Rr devient supérieure à Rs, il ne se passe rien

puisque les tensions V] et V2 seront alors déphasées.

La résistance R9 protège le comparateur A3 contre

une forte arrivée de courant, mais la valeur de cette résis-

tance R est assez faible pour maintenir la tension V4 au-

dessous de la tension V3.

Le circuit en pont formé par les résistances R1, R2, Rs et Rr est relié aux enroulements secondaires 31 et 32 du transformateur T1 de façon que, lorsque la résistance de la cellule Rs de détection devient supérieure à celle de la

cellule Rr de référence, le pont se déséquilibre en produi-

sant une tension alternative V1 qui est en phase avec la tension V2. L-e comparateur A1 reçoit la tension régulée Vs et la tension variable V1, de sorte que, lorsque la tension V1 est inférieure à Vs, la demi-période positive de la tension V2

charge le condensateur C1 par l'intermédiaire de la résistan-

ce R3 et de la diode D2. Le comparateur A2 reçoit la tension appliquée V4qui est essentiellement la tension aux bornes du condensateur C1, et la tension V3 est la tension de référence

provenant du régulateur 34 et peut, par exemple, être d'envi-

ron 5,0 volts. Lorsque la tension V4 est supérieure à V3, le

relais 36 n'est pas excité.

Le comparateur A3 reçoit la tension appliquée V5 qui est-élevée et peut, par exemple, être d'environ 12 à 14 volts lorsque le relais 36 n'est pas excité et, lorsque la tension V5 est supérieure à V3, il ne se produit pas d'action de blocage ou de mise à la masse à la sortie du comparateur A3. La diode D1 et le condensateur C2 assurent un re-

dressement et un filtrage.

On voit que la présente invention propose un nou-

veau circuit de commande électronique de garde pour un ap-

pareil de conditionnement d'eau. Ce circuit garantit qu'une régénération du lit de résine ne se produit que lorsque cette régénération est nécessaire. En outre, la came 51 a pour effet de ne provoquer un recyclage que pendant la période établie au préalable comme, par exemple, entre deux heures et six heures du matin. La came 61 de remise à l'état initial n'ouvre

momentanément l'interrupteur S1 qu'après achèvement du recy-

clage, en supposant qu'un recyclage a été commandé par le

relais 36-.

Une diode D2O est montée, comme représenté sur la figure 2, entre le conducteur 42 et le fil d'application de la tension V1. Un condensateur C20 est monté en parallèle

avec le relais ou la bobine 36.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (26) decommande de la régénération du

lit de résine d'échange d'ions d'un appareil (10) de condi-

tionnement de l'eau, cet appareil comprenant un dispositif de régénération de la résine et un dispositif (24) de commande du recycla- ge monté de façon à commander le dispositif de régénération, le dispositif (26) de commande étant caractérisé en ce qu'il comprend deux paires d'électrodes espacées (RS, Rr) montées

dans le lit (13) de résine d'échange d'ions et dont la résis-

tivité dépend de l'état de ce lit (13) de résine d'échanges

d'ions; un circuit de comparaison, relié à ces paires d'éléc-

trodes (Rr, RS), destiné à en comparer la résistivité et à émettre un signal de sortie avec changement d'état lorsque la différence de résistivité excède une valeur prédéterminée;

un circuit de garde relié au circuit de comparaison et enclen-

ché de façon à indiquer la nécessité de la régénération du

lit (13) de résine d'échange d'ions pendant une certaine pé-

riode de temps jusqu'à achèvement de cette régénération; et une minuterie (53) reliée au dispositif (24) de commande de recyclage, au dispositif (26) de commande électronique et au circuit de garde,et destinée à provoquer la régénération du

lit (13) de résine d'échange d'ions pendant une période pré-

établie lorsque le circuit de garde est enclenché.

2. Dispositif de commande électronique selon

la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dis-

positif (61, 62, S1) destiné à remettre le circuit de garde

à son état initial.

3. Dispositif de commande électronique selon

la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dis-

positif de temporisation monté entre le circuit de garde et

la ou les paires des électrodes espacées (RS, Rr).

4. Dispositif (26) de commande électronique de la régé-

nération du lit de résine d'échange d'ions d'un appareil (10) de conditionnement de l'eau comportant un dispositif de régénération et un dispositif (24) de commande de recyclage monté de façon à commander le dispositif de régénération, ce dispositif de commande électronique (26) étant caractérisé en ce qu'il comprend deux paires d'électrodes espacées (RSY R) dont l'une au moins est montée dans le lit (13) de résine r d'échange d'ions; un circuit en pont (33) comprenant la paire

d'électrodes (R S Rr); un signal de courant alternatif appli-

qué à ce circuit en pont (33); un premier comparateur (A1) recevant un premier signal d'entrée (V 1) provenant du pont (33) et recevant également un signal de référence (V); un relais (36) commandant des contacts (46, 47) et qui est actionné par le premier comparateur (A1); un circuit de garde relié à ce relais (36) pour le maintenir excité; une minuterie (53)

commandant un interrupteur (48, 49) du recyclage; et la liai-

son en un circuit du dispositif (24) de commande de recyclage avec l'interrupteur de recyclage (48, 49) et les contacts de

l'interrupteur (46, 47) du relais (36).

5. Dispositif de commande électronique selon la

revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un inter-

rupteur (S1) relié au circuit de garde et destiné à le remet-

tre à sa position initiale.

6. Dispositif de commande électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'interrupteur (S1) est commandé par la minuterie (53, 52, 61, 62) afin de remettre à son état initial le circuit de garde après la régénération du

lit (13) de résine d'échange d'ions.

7. Dispositif de commande électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de temporisation monté entre le premier comparateur (A1) et le relais (36) de façon que le relais (36) ne soit actionné

que si le signal de sortie du premier comparateur (A1) indi-

que qu'une régénération doit se produire pendant un temps fixé.

8. Dispositif de commande électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un second comparateur (A2) qui reçoit le signal de sortie du circuit de temporisation ainsi qu'un signal (V3) de référence et dont

la sortie est reliée au relais (36).

9. Dispositif de commande électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de garde comprend-un troisième comparateur (A3) qui reçoit un signal

de référence (V) -et le signal de sortie (V) du second com-

parateur (A2) et émet un signal dont l'acheminement transite par l'interrupteur (Si) de remise à l'état initial pour ill

parvenir à l'entrée du second comparateur (A2).

10. Dispositif de commande électronique selon la

revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de tempori-

sation comprend un condensateur (C1) et une résistance (R6).

11. Dispositif de commande électronique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de circulation du courant en sens unique (D2))monté entre le

condensateur c1) et le premier comparateur (A1).