FR2692345A1 - System for automatic temp. control of vessels - includes modular unit having all equipment required for distribution of hot and cold water to heat exchangers - Google Patents

System for automatic temp. control of vessels - includes modular unit having all equipment required for distribution of hot and cold water to heat exchangers Download PDF

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Abstract

Module for control of temperature of treatment vessels automatically distributes hot and cold fluids to obtain controlled temp. in at least two exchangers operated simultaneously. The rise or fall of the temp. of the exchangers is obtained simultaneously or independently. Single module (26), or series of interconnecting modules, incorporates all automated units, e.g. valves, pumps, filters, purgers, manometers, filling and emptying cocks. Moduleis connected directly to energy supply and to exchangers (A,B,C,D) via rigid or pref. flexible pipes. The hot and cold flows can be switched in each exchanger. Individual modules are made in two forms, equivalent to left and right mirror images, which combine to form module controlling temp. of any number of exchangers. Installation for temp. control comprises module (26), connected to supplies of hot (28) and cold (27) water via large diameter pipe (29), and to the exchangers (A,B,C,D) via flexible pipes (30). The modules is also connected to a programmer (33) and computer (34), and to temp. probes via cable (35). USE/ADVANTAGE - Temp. control by circulation of hot and cold fluid through exchangers in food, fine chemical and pharmaceutical industries (claimed) Temp. control of wine vessels. (claimed)

Description

SYSTEME DE TRANSFERT DE FLUIDE POUR
POUR LA REGULATION EN TRMPERATURE DE CUVES DE TRAITEMENT
La présente invention concerne un dispositif pour réguler la température de diverses cuves de traitement chimique ou biologique. I1 est particulièrement adapté aux cuves de vinification.FLUID TRANSFER SYSTEM FOR
FOR REGULATION IN TRMPERATURE OF TREATMENT TANKS
The present invention relates to a device for regulating the temperature of various chemical or biological treatment tanks. It is particularly suitable for winemaking tanks.

I1 est connu, dans les installations de cuveries pour la vinification, qu il est nécessaire pour maîtriser les problèmes thermiques rencontrés dans les exploitations vinicoles de disposer de flux chaud et froid, à partir de source de chaleur (chau dières d'eau chaude) ou de source de froid (générateur d'eau glacée), eau chaude et eau froide étant utilisées séparément, et/ ou simultanément; ces flux alimentent ensemble ou séparément des échangeurs équipant les cuves de traitement de la vendange
Ces besoins conduisent à l'installation de 2 centrales d'énergie, l'une constituant la source froide, l'autre la source chaude, et de deux boucles de circulation des fluides, avec également au niveau des branchements sur les échangeurs équipant chaque cuve ( anneaux extérieurs ou échangeurs immergés) d'un jeu d' électrovannes permettant non seulement la régulation de température, mais aussi de permuter ces flux chaud et froid alimentant les échangeurs, suivant les besoins déclenchés par le régulateur
I1 est donc nécessaire d'installer des tuyauteries pour les circuits en boucles, ainsi que des supports convenables pour fixer les électrovannes, les pompes de circulation, filtres, purgeurs, robinetteries de charge et de vidange, ainsi que les va ses d'expansion; il est également nécessaire d'installer des chemins de cibles pour les divers branchements électriques de ces organes, et des sondes de prise de température dans les cuves
La mise en place de ces éléments induisent des frais de main-d'oeuvre sur chantiers dont le coût se révèle important par rapport à celui de l'appareillage proprement dit
La présente invention est caractérisée par la réalisation d'un appareillage, dit "bloc hydraulique", qui placé immédiatement en aval des sources d'énergie, constitue un module de distribution des fluides thermiques, groupant en un seul meuble la totalité des organes activeurs cités plus haut, un tel système permettant de s'affranchir de toutes les difficultés et coûts liés au chantier
En effet le "bloc hydraulique" réalisé selon l'invention groupe dans un même bâti, les électrovannes de permutation des flux et de régulation, et leurs clapets anti-retour si nécessaire, les pompes de circulation des fluides, les pur geurs, filtres, soupapes de sûreté, robinetterie de charge et de vidange, les manomètres,defivatn E et vases d'expansion.It is known in the winery facilities for winemaking that it is necessary to control the thermal problems encountered in the wineries to have hot and cold flow, from heat source (hot water boilers) or cold source (chilled water generator), hot and cold water being used separately, and / or simultaneously; these flows supply together or separately exchangers equipping the vats of treatment of the vintage
These requirements lead to the installation of two power plants, one constituting the cold source, the other the hot source, and two loops of fluid circulation, also with connections to the exchangers equipping each tank. (external rings or immersed exchangers) of a set of solenoid valves allowing not only the regulation of temperature, but also of permuting these hot and cold flows supplying the exchangers, according to the needs triggered by the regulator
It is therefore necessary to install piping for loop circuits, as well as suitable supports for securing solenoid valves, circulation pumps, filters, traps, charge and drain fittings, and expansion chambers; it is also necessary to install target paths for the various electrical connections of these organs, and temperature probes in the tanks
The introduction of these elements induces labor costs on building sites, the cost of which is significant compared to that of the equipment itself.
The present invention is characterized by the realization of an apparatus, called "hydraulic block", which placed immediately downstream of the energy sources, constitutes a distribution module of the thermal fluids, grouping in a single piece of furniture all the aforementioned activating organs above, such a system to overcome all the difficulties and costs associated with construction
Indeed the "hydraulic block" made according to the invention group in the same frame, the solenoid valves permutation flow and regulation, and their check valves if necessary, fluid circulation pumps, pur geurs, filters, safety valves, load and drain valves, manometers, E-risers and expansion vessels.

Le "bloc hydraulique" est muni, d'une part des tubulures d'entrées et sorties des fluides chaud et froid en provenance des centrales d'énergie, et de 2 tubulures par voie d'utilisation, permettant le branchement direct, au moyen de tubes rigides, ou préférentiellement souples, des échangeurs équipant les cuves
Un tel type d'appareillage peut être construit et contr8lé en usine, fabriqué en série, car pouvant s'adapter à de nombreuses variantes de cuveries
Les liaisons fluides sont réalisées par des raccords instantanés ou à vis, et les liaisons électriques, par des connecteurs blindés avec détrompeurs, entre"bloc hydraulique" et pupitre de pilotage électronique; il en est de même des liaisons avec les sondes de température
L'automatisation d'une cuverie au moyen des appareillages construits suivant l'invention est extrêmement facilitée,et peut être exécutée dans de très courts délais, et d'une façon économique, y compris avec les moyens propres de ltex- ploitation, les travaux se limitant en effet à de simples raccordements d'élements prêts
Un tel appareillage, constituant la base d'un système ex tensible à de nombreuses voies de pilotage/ddee Jcfivteesm,P aéaak suivant l'invention, est représenté par les schémas et figures donnés à titre d'exemple, et non limitativement
Sur le schéma Fig. 1, Planche 1, sont représentés: en (1) et (2) les entrée et sortie de fluidesdisposées à gauche de l'appareil, vers la cuve A; en (3) et (4) les mêmes vers la cuve B; (17) est la pompe - PG -, de mise en circulation du fluide vers les sorties à gauche (cuve A) et (18) la même- PD- vers les sorties à droite (cuve B). (19) représente le réservoir-tampon d'eau froide relié à la centrale d'eau glacée, et (20) le même lié à la chaudière ; en (5) et en (6) les robinets respectivement de charge et de vidange des circuits
En (21) les filtres sur les circuits de fluides; (22) les purgeurs automatiques; (23) les soupapes tarées de sécurité et (24) les vases d'expansion; (25) les manomètres de controle des charges des circuits
Les électrovannes de l'automatisation sont repérées par les numéros : I, II, III, IV, VII, VIII,IX, X, XI, XII, XIII,XIV,
XV et XVI.The "hydraulic block" is equipped, on the one hand, with inlet and outlet pipes for hot and cold fluids from power plants, and two pipes for use, allowing direct connection, by means of rigid or preferably flexible tubes, exchangers equipping the tanks
Such a type of equipment can be built and controlled at the factory, manufactured in series, because it can be adapted to many variants of vats
The fluid connections are made by instantaneous or screw connections, and the electrical connections, by shielded connectors with keys, between "hydraulic block" and electronic control console; it is the same for the connections with the temperature probes
The automation of a winery using the apparatuses constructed according to the invention is extremely facilitated, and can be executed in a very short time, and in an economical way, including with the own means of the exploitation, the works limiting itself to simple connections of ready elements
Such an apparatus, constituting the basis of a system that is ex tensible to many piloting channels, can be represented by the diagrams and figures given by way of example, and not by way of limitation.
In the diagram Fig. 1, Plate 1, are represented in: (1) and (2) the inlet and outlet of fluids placed on the left side of the apparatus, towards the tank A; in (3) and (4) the same to the tank B; (17) is the pump - PG -, circulating the fluid to the outlets on the left (tank A) and (18) the same - PD- to the outlets on the right (tank B). (19) represents the cold water buffer tank connected to the chilled water plant, and (20) the same connected to the boiler; in (5) and (6) respectively the valves of load and drain of the circuits
In (21) the filters on the fluid circuits; (22) automatic steam traps; (23) calibrated safety valves and (24) expansion vessels; (25) pressure gauges for control of circuit loads
The solenoid valves of the automation are identified by the numbers: I, II, III, IV, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV,
XV and XVI.

La Fig. 2, P1.2, représente une illustration pratique d'un "bloc hydraulique" à titre d'exemple , (les organes cités cidessus sont représentés mécaniquement et repérés de la même façon ). Fig. 2, P1.2, is a practical illustration of a "hydraulic block" by way of example, (the aforementioned organs are mechanically represented and identified in the same way).

Un système suivant l'invention permet d'obtenir des flux utilisables selon le dessin, à Gauche -G- et à Droite - D - sur le tableau ci-dessous, suivant les combinaisons ci-après détaillées, tableau dans lequel C , Chaud, étant la miseen circuit de l'eau chaude, et F , Froid, la mise en circuit de l'eau froide
Tableau des combinaisons
Sortie 1 ( à Gauche : G) Sortie 2 ( à Droite : D)
avec :C et arrêt
arrêt et C
C et C
C et F
F et C
F et F
arrêt et F
F et arrêt
arrêt et arrêt
La Fig. -3 et la Fig. 4 , PI. 2, représentent respective ment deux modes de fonctionnements, le premier avec l'usage du Froid sur la cuve(A),et le Chaud sur la cuve(B > ,les circuits respectivement concernés étant représentés le premier avec des hachures, le second en grisé; le deuxième schéma, (Fig.4) ieprésente l'utilisation du Froid sur la cuve(A),si- multanément avec le Froid sur la cuve (B), (hachures)
La régulation au niveau des cuves(A)et(B)est obtenue par l'arrêt ou la mise en Mrivtxn des pompes , d'une part, et/ ou l'action sur les électrovannes concernées.A system according to the invention makes it possible to obtain usable flows according to the drawing, on the left -G- and on the right-D - on the table below, according to the following detailed combinations, table in which C, hot, being the activation of the hot water, and F, Cold, the switching on of the cold water
Combination table
Output 1 (Left: G) Output 2 (Right: D)
with: C and stop
stop and C
C and C
C and F
F and C
F and F
stop and F
F and stop
stop and stop
Fig. -3 and FIG. 4, PI. 2, respectively represent two modes of operation, the first with the use of the cold on the tank (A), and the hot on the tank (B>, the respective circuits being represented first with hatching, the second in The second diagram, (Fig.4) shows the use of the cold on the tank (A), simultaneously with the cold on the tank (B), (hatching).
The regulation at the level of the tanks (A) and (B) is obtained by stopping or putting in Mrivtxn pumps, on the one hand, and / or action on the solenoid valves concerned.

Les différentes électrovannes et pompes sont commandées par un ensemble de relais électromécaniques,embrochables préférentiellement, montés sur un circuit imprimé de connes xion, ou encore par circuit de commutation électronique par C.I.; ce circuit assure automatiquement à partir de l'information du besoin en C ou en F provenant du régulateur, les commutations des vannes nécessaires à la permutation des fluides
Un autre mode de commutation suivant l'invention est représenté sur la Fig. 5, Pi 3 ,utilisant aux mêmes fins,non plus un jeu de 14 électrovannes, mais 8 électrovannes accompagnées de 4 clapets anti-retour. Comme sur la plache 2, les flux sont illustrés respectivement par des circuits hachurés, orientation -F- sur la cuve(A),et grisés pour -C- sur la cuve(B). The various solenoid valves and pumps are controlled by a set of electromechanical relays, preferably pluggable, mounted on a printed circuit board connion xion, or alternatively by electronic switching circuit by CI; this circuit ensures automatically from the information of the need in C or F coming from the regulator, the commutations of the valves necessary for the permutation of the fluids
Another switching mode according to the invention is shown in FIG. 5, Pi 3, using the same purpose, no longer a set of 14 solenoid valves, but 8 solenoid valves accompanied by 4 check valves. As on the plate 2, the flows are illustrated respectively by hatched circuits, orientation -F- on the tank (A), and greyed out for -C- on the tank (B).

Des "blocs hydrauliques identiques peuvent être assemblés: 2 modules, permettant le pilotage de 4 cuves simultanément, ou 4 modules permettant de traiter 8 cuves,les modu 1 'etants dans un meuble constituant l'appareillage complet; suivant le dessin (Fig. 6, P1 4 ) sur lequel l'ensemble (26) est relié d'une part à une source d'eau froide, CEF (27), et chaude, CEC (28), par des tubes flexibles de gros diamètres ( 29 ), l'ensemble (26) alimentant directement les échan geurs de chacune des cuves A, B, C, D, .... au moyens des tubes flexibles (30), (30).... "Identical hydraulic blocks can be assembled: 2 modules, allowing the control of 4 tanks simultaneously, or 4 modules for treating 8 tanks, the modu 1 'in a piece of furniture constituting the complete apparatus, according to the drawing (Fig 6 , P1 4) on which the assembly (26) is connected on the one hand to a source of cold water, CEF (27), and hot, CEC (28), by flexible tubes of large diameters (29), the assembly (26) directly feeding the exchangers of each of the tanks A, B, C, D, .... by means of the flexible tubes (30), (30) ....

Un connecteur relie directement l'ensemble (26) au boîtier des régulateurs (32), ou au boîtier électronique de programmation (33) et au micro-ordinateur (34) relié par un câble bus; (35) représente les câbles de liaison des sondes de température avec l'ensemble (26) du"bloc hydraulique"
La planche 5 représente, en profil et en coupe ( Fig. 7) une réalisation d'un " bloc hydraulique" à 4 afimentations simultanées, dans laquelle, (34) est le bloc hydraulique alimentant 2 cuves à gauche (tubulures de circulation 1/2/5 et 6 ) et d'autre part à droite (tubulures de circulation 3/4/7/8 ) , permettant la régulation de 4 cuves; (36) et (37) sont les tubulures de liaison evec les centrales d'énergie (27) et (28), (38) la pompe de circulation d'eau chaude en provenance de la chaudière extérieure.A connector directly connects the assembly (26) to the controller housing (32), or to the programming computer (33) and to the microcomputer (34) connected by a bus cable; (35) represents the connecting cables of the temperature probes with the assembly (26) of the "hydraulic block"
The plate 5 shows, in profile and in section (FIG 7) an embodiment of a "hydraulic unit" with 4 simultaneous feeding, in which (34) is the hydraulic block feeding 2 tanks on the left (circulation tubes 1 / 2/5 and 6) and on the other hand to the right (circulation pipes 3/4/7/8), allowing the regulation of 4 tanks; (36) and (37) are the connecting pipes with the power plants (27) and (28), (38) the hot water circulating pump from the outdoor boiler.

On retrouve dans ces illustrations, les organes complémentaires du "bloc hydraulique" : (17) et 18), pompes de circulation: (24) vases d'expansion; (39) est la grille électrique incorporant le circuit imprimé supportant les relais
La Fig. 8, PI. 5 représente en perspective les " les blocs hydrauliques" permettant l'alimentation de 4 cuves ( Fig.In these illustrations, the complementary components of the "hydraulic block": (17) and 18), circulation pumps: (24) expansion vessels; (39) is the electrical grid incorporating the printed circuit supporting the relays
Fig. 8, PI. 5 shows in perspective the "hydraulic blocks" for feeding 4 tanks (Fig.

8A) et 8 cuves ( Fig 8B) simultanément
L'appareillage suivant l'invention est particulièrement destiné à la régulation en température des cuves de vi
nification 8A) and 8 tanks (Fig 8B) simultaneously
The apparatus according to the invention is particularly intended for the temperature regulation of the vats of vi
ning

Claims (8)

REVENDICATIONS 1) Appareillage d'apport énergétique pour la régulation en température de cuves de traitement, caractérisé en ce qu' il réalise la distribution automatique de flux chaud et froid, en vue d'obtenir une température régulée dans des échangeurs ( au moins 2) mis en oeuvre simultanément, et obtenir simultanément ou séparément , soit la montée, soit la descente en température des dits échangeurs1) Energy supply apparatus for temperature regulation of treatment tanks, characterized in that it realizes the automatic distribution of hot and cold flow, in order to obtain a controlled temperature in exchangers (at least 2) put simultaneously, or simultaneously or separately, either the rise or fall in temperature of said exchangers 2) Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que/chancun des échangeurs qui lui sont reliés,les flux Chaud ou Froid peuvent être permutés2) Apparatus according to claim 1, characterized in that / chancun exchangers connected thereto, hot or cold flows can be switched 3) Appareillage selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il permet le pilotage en température ré gulée de 1 et 2, ou de 1,2,3,4 ou encore de 1,2,3,4,5..3) Apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that it allows controlled temperature control of 1 and 2, or 1,2,3,4 or 1,2,3,4,5 .. échangeurs ou plus sans limitationexchangers or more without limitation 4) Appareillage suivant les revendications 1, -2 et 3 caractérisé par le fait qu'il peut comporter on non des centrales d'énergie intégrées, (cas de l'utilisation de "bloc hy raulique associé à des centrales de faibles puissances), ou au contraire les dites centrales peuvent être disposées extérieurement à l'appareillage4) Apparatus according to claims 1, -2 and 3 characterized in that it may include one or not integrated power plants, (case of the use of "hyululic block associated with low power plants), or on the contrary, said central units can be arranged externally to the apparatus 5) Appareillage selon les revendications 1, 2, 3, et 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un meuble unique, ou plusieurs meubles convenablement reliés entre eux et incorporant tous les organes d'automatisme (électrovannes,pompes,filtres, purgeurs, manomètres, robinetterie de charge et de vidange) et qu'il est lui-même relié directement, d' une part aux centrales d'énergie, d'autre part aux échangeurs à réguler, par le moyen de tuyauteries rigides ou préférentiellement souples, et de raccords automatiques ou à vis5) Apparatus according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that it comprises a single piece of furniture, or several pieces of furniture properly interconnected and incorporating all the automation components (solenoid valves, pumps, filters, traps , gauges, charge and drain valves) and that it is itself directly connected, on the one hand to the power stations, and on the other hand to the exchangers to be regulated, by means of rigid or preferably flexible pipes, and automatic or screw connections 6) Appareillage selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que sa construction est réalisée à partir de modules identiques de préférence à 2 sorties (Droite et Gauche ) et que la combinaison de plusieurs de ces mo dules permet, par leur association, de fabriquer/blocs de pilotage en température de 1, 2, 3, .. 8, 16, 24 cuves, ou plus6) Apparatus according to claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that its construction is carried out from identical modules preferably 2 outputs (Right and Left) and the combination of several of these modules allows, through their association, to manufacture / control blocks in temperature of 1, 2, 3, .. 8, 16, 24 tanks, or more 7) Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'appareillage est directement applicable à des équipements industriels variés, notamment en agro-alimentaire, en chimie-fine, ou en pharmacie, exigeant des systèmes de régulation de températures multiples par fluide caloporteur, circulant à partir de centrales thermiques pour le chaud et pour le froid7) Device according to any one of the preceding claims characterized in that the apparatus is directly applicable to various industrial equipment, especially in the food industry, fine chemicals, or pharmacy, requiring systems of multiple temperature control by heat transfer fluid, circulating from thermal power stations for hot and cold 8) Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'appareillage est particulièrement destiné à la régulation en température des cuves de vinification 8) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the apparatus is particularly intended for temperature regulation winemaking tanks
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