FR2835824A1

FR2835824A1 - Water softener for softening water for dishwasher and washing machines has device indicating exhaustion of resin exchange capacity based on volume changes in layer of resin particles separate from main resin

Info

Publication number: FR2835824A1
Application number: FR0301599A
Authority: FR
Inventors: Enzo Brignone
Original assignee: Bitron SpA
Current assignee: Bitron SpA
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2003-08-15
Anticipated expiration: 2023-02-11
Also published as: ITTO20020122A0; DE10305632A1; ITTO20020122A1; FR2835824B1

Abstract

A water softener apparatus has a tank containing ion exchange resins, an inlet and outlet and indicator devices showing when the exchange capacity of the resins is exhausted. A water softener apparatus has a tank containing ion exchange resins, an inlet and outlet and indicator devices showing when the exchange capacity of the resins is exhausted. The indicator devices comprise a chamber (18) communicating hydraulically with the tank with a fixed partition (20), on which are placed several similar sized particles of resin (38) in such a way as to form a layer with a height equal to that of a single particle, a second mobile partition (22), resting on the particles and moving in accordance with their change in volume as they become exhausted and a detector capable of producing a signal indicating the movement of partition (22). The particles are essentially spherical and 50-95% of the available space. The chamber is located in the upper area of the tank. The fixed partition (20) has a number of openings (24) to allow the passage of water. Around the periphery of the fixed partition is a ledge (26) guiding the movement of the mobile partition (22). The mobile partition (22) is a disc around the periphery of which is a ring (28) with a first section (30) contiguous with the ledge (26), a second section (32) extending parallel to the disc beyond the top of the ledge (26) and a third section (34) extending transversely with respect to the disc and contiguous with the wall of the tank via a seal (36). The detector is a coil (40) in the electrical winding of which is at least part of a ferromagnetic nucleus which is mobile according to the volume of the particles. The apparatus comprises a controller to receive and process the signal from the detector and initiate the process of regeneration of the resins by washing with a regenerating saline solution. The controller is preferably programmable to memorize the hardness value of the input water and initiate the regeneration process after a pre-determined number of wash cycles dependent on the water hardness.

Description

La présente invention concerne un appareil de décalcification, en particulier pour les appareils électroménagers comme les lave-vaisselle et les lavelinge. The present invention relates to a decalcification device, in particular for household appliances such as dishwashers and washing machines.

Plus en détail, cet appareil de décalcification comprend un réservoir contenant des résines échangeuses d'ions et doté d'ouvertures respectivement pour l'entrée de l'eau à décalcifier et la sortie de l'eau décalcifiée, et des dispositifs indicateurs de l'épuisement de la capacité d'échange desdites résines. In more detail, this decalcification apparatus comprises a reservoir containing ion exchange resins and provided with openings respectively for the inlet of the water to be decalcified and the outlet of the decalcified water, and devices indicating the exhaustion of the exchange capacity of said resins.

On connaît les dispositifs indicateurs de l'épuisement des résines échangeuses d'ions basés sur le phénomène de leur variation de volume, en particulier de leur contraction, au fur et à mesure que le phénomène d'échange ionique se poursuit. We know the devices indicating the exhaustion of ion exchange resins based on the phenomenon of their volume change, in particular their contraction, as the ion exchange phenomenon continues.

Un premier groupe de ces dispositifs indicateurs est basé sur la variation de volume de l'ensemble de la masse de résines échangeuses, et en particulier sur la variation consécutive de pression exercée par leur superficie supérieure. Ces dispositifs indicateurs se sont d'ailleurs révélés peu précis. En effet, les phénomènes mentionnés ci-dessus déterminent des variations très faibles des valeurs des variables mesurées par rapport aux valeurs standards de ces dernières. Donc, des perturbations accidentelles de ces valeurs faussent gravement les mesures effectuées. A first group of these indicating devices is based on the variation in volume of the whole mass of exchange resins, and in particular on the consecutive variation of pressure exerted by their upper surface. These indicator devices have also proved to be imprecise. Indeed, the phenomena mentioned above determine very small variations in the values of the measured variables compared to the standard values of the latter. Therefore, accidental disturbances of these values seriously distort the measurements made.

Un second groupe de ces dispositifs indicateurs est par contre basé sur la variation de volume d'une seule particule échantillon de résine échangeuse, qui est moins soumise à des perturbations accidentelles. On a d'ailleurs noté que cette particule échantillon pouvait être soumise à des phénomènes de désintégration imprévue, qui rendent A second group of these indicator devices is on the other hand based on the variation in volume of a single sample particle of exchange resin, which is less subject to accidental disturbances. It has also been noted that this sample particle could be subjected to unforeseen decay phenomena, which make

évidemment impossible la mesure ultérieure de sa variation de volume progressive. obviously impossible the subsequent measurement of its gradual change in volume.

Le but de la présente invention consiste à fournir un appareil de décalcification muni de dispositifs indicateurs de l'épuisement des résines échangeuses d'ions exempt des inconvénients décrits ci-dessus des appareils connus. The object of the present invention is to provide a decalcification device provided with devices indicating the exhaustion of ion exchange resins free from the drawbacks described above of the known devices.

Selon l'invention, cet objectif est atteint grâce à un appareil de décalcification du type indiqué au début de la présente description et caractérisé par le fait que lesdits dispositifs indicateurs comprennent : une chambre communiquant hydrauliquement avec ledit réservoir et présentant une première paroi fixe, sur laquelle sont placées plusieurs particules de résine échangeuse d'ions substantiellement équidimensionnées, de façon à former une couche de hauteur égale à celle d'une seule particule, et une seconde paroi appuyée sur lesdites particules et mobile en fonction de leur variation de volume due à leur épuisement progressif et un organe de détection en mesure de produire un signal indicatif du mouvement de ladite paroi mobile. According to the invention, this objective is achieved by means of a decalcification device of the type indicated at the start of this description and characterized by the fact that said indicating devices comprise: a chamber communicating hydraulically with said reservoir and having a first fixed wall, on which are placed several particles of ion exchange resin substantially equidimensioned, so as to form a layer of height equal to that of a single particle, and a second wall supported on said particles and movable according to their variation in volume due to their progressive exhaustion and a detection member capable of producing a signal indicative of the movement of said movable wall.

La variation de volume de toutes les particules étant substantiellement identique et non influencée par celle des autres particules, les dispositifs indicateurs de l'appareil de l'invention produisent des résultats ayant une précision analogue à celle du second groupe des dispositifs indicateurs connus. En même temps, si une des particules se désintègre pour des raisons accidentelles, cela n'a pas de répercussions substantielles sur le fonctionnement des dispositifs indicateurs, puisque le mouvement de la paroi mobile est en règle générale The variation in volume of all the particles being substantially identical and not influenced by that of the other particles, the indicating devices of the apparatus of the invention produce results having a precision similar to that of the second group of known indicating devices. At the same time, if one of the particles decays for accidental reasons, this does not have a substantial impact on the functioning of the indicating devices, since the movement of the movable wall is generally

indépendante d'une diminution localisée de la densité de particules dans la couche. independent of a localized decrease in particle density in the layer.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront évidents dans la description détaillée qui suit, fournie à simple titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins joints dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation frontale d'un appareil de décalcification selon l'invention et
La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Other advantages and characteristics of the present invention will be evident in the detailed description which follows, provided by way of nonlimiting example with reference to the accompanying drawings in which:
FIG. 1 is a front elevation view of a decalcification apparatus according to the invention and
Figure 2 is a sectional view along line II-II of Figure 1.

Un appareil de décalcification comprend un réservoir de forme cylindrique 10 contenant des résines échangeuses d'ions 12 et muni d'ouvertures 14,16 respectivement pour l'entrée de l'eau à décalcifier et la sortie de l'eau décalcifiée. A decalcification apparatus comprises a cylindrical tank 10 containing ion exchange resins 12 and provided with openings 14, 16 respectively for the inlet of the water to be decalcified and the outlet of the decalcified water.

Au sommet du réservoir 10, en communication hydraulique avec sa portion contenant les résines 12, se trouve une chambre 18, entre une première paroi fixe inférieure 20 et une seconde paroi mobile supérieure 22. At the top of the reservoir 10, in hydraulic communication with its portion containing the resins 12, there is a chamber 18, between a first lower fixed wall 20 and a second upper movable wall 22.

La chambre 18 est située à l'intérieur du réservoir 10 au niveau de sa partie supérieure. The chamber 18 is located inside the tank 10 at its upper part.

La paroi fixe 20 est formée d'une première plaque discoïdale présentant plusieurs fentes 24 en mesure de permettre le passage de l'eau et bloquée par interférence contre la paroi interne du réservoir 10. De façon adjacente à la périphérie de la première plaque discoïdale se dresse transversalement une saillie circonférentielle 26 permettant de guider le mouvement de la paroi mobile 22. The fixed wall 20 is formed of a first discoid plate having several slots 24 able to allow the passage of water and blocked by interference against the internal wall of the reservoir 10. Adjacent to the periphery of the first disc plate is transversely erects a circumferential projection 26 for guiding the movement of the movable wall 22.

Cette dernière est formée d'une seconde plaque discoïdale, de la périphérie de laquelle se dresse un collier circonférentiel 28 présentant un premier tronçon 30 s'étendant transversalement par rapport à la plaque et qui est contigu à la saillie 26, un second tronçon 32 s'étendant parallèlement par rapport à la plaque au-delà du sommet de la saillie 26 et un troisième tronçon 34 The latter is formed of a second disc plate, the periphery of which stands a circumferential collar 28 having a first section 30 extending transversely relative to the plate and which is contiguous with the projection 26, a second section 32 s extending parallel to the plate beyond the top of the projection 26 and a third section 34

s'étendant transversalement par rapport à la plaque et qui est contigu à la paroi interne du réservoir 10. Entre le troisième tronçon 34 du collier circonférentiel 28 et la paroi interne du réservoir 10 se trouve un joint d'étanchéité 36. extending transversely with respect to the plate and which is contiguous with the internal wall of the reservoir 10. Between the third section 34 of the circumferential collar 28 and the internal wall of the reservoir 10 is a seal 36.

Sur la paroi fixe 20 se trouvent plusieurs particules 38 de résine échangeuse d'ions substantiellement équidimensionnées, sur lesquelles s'appuie à son tour la paroi mobile 22. Les particules 38 forment une couche de hauteur égale à celle d'une particule seule 38. Elles sont substantiellement sphériques et sont disposées dans la couche, espacées entre elles et en occupant de préférence entre 50% et 95% de l'espace disponible. On the fixed wall 20 are several particles 38 of substantially equidimensional ion exchange resin, on which the moving wall 22 in turn rests. The particles 38 form a layer of height equal to that of a single particle 38. They are substantially spherical and are arranged in the layer, spaced apart and preferably occupying between 50% and 95% of the available space.

Une bobine 40 formant ledit organe de détection, présente un enroulement électrique 42 dans lequel se trouve au moins une partie d'un noyau 44 de matériau ferromagnétique, mobile en fonction de la variation du volume desdites particules 38. A coil 40 forming said detection member has an electrical winding 42 in which there is at least part of a core 44 of ferromagnetic material, movable as a function of the variation in the volume of said particles 38.

La bobine 40 comprend l'enroulement électrique 42 qui est situé au-dessus du réservoir 10 contenant les résines échangeuses d'ions 12 et auquel est associé le noyau 44 de matériau ferromagnétique. Ce dernier présente une portion de base appuyée sur la face supérieure de la seconde plaque de la paroi mobile 22, une portion intermédiaire passant à travers un orifice 46 pratiqué dans l'enveloppe du réservoir 10 et une partie supérieure située dans l'espace 48 délimité par l'enroulement électrique 42. La portion de base du noyau 44 est entourée d'un socle circonférentiel 50 qui ressort au-centre de la face supérieure de la seconde plaque de la paroi mobile 22. The coil 40 comprises the electrical winding 42 which is located above the reservoir 10 containing the ion exchange resins 12 and with which the core 44 of ferromagnetic material is associated. The latter has a base portion supported on the upper face of the second plate of the movable wall 22, an intermediate portion passing through an orifice 46 formed in the envelope of the reservoir 10 and an upper part located in the space 48 delimited by the electrical winding 42. The base portion of the core 44 is surrounded by a circumferential base 50 which emerges at the center of the upper face of the second plate of the movable wall 22.

Pendant le fonctionnement normal de l'appareil, l'eau entre dans le réservoir 10 par l'ouverture 14, elle est décalcifiée en passant à travers les résines échangeuses 12 et sort par l'ouverture 16. Tant que les résines 12 conservent une capacité suffisante d'échange ionique, le contact entre l'eau qui passe à travers les fentes 24 et During normal operation of the device, water enters the tank 10 through the opening 14, it is decalcified by passing through the exchange resins 12 and leaves through the opening 16. As long as the resins 12 retain a capacity sufficient ion exchange, the contact between the water which passes through the slots 24 and

les particules 38 ne produit substantiellement aucun effet, puisque cette eau a déjà été décalcifiée. the particles 38 produce substantially no effect, since this water has already been decalcified.

Quand, toutefois, la capacité d'échange ionique des résines 12 commence à s'épuiser, l'eau qui entre dans la chambre 18 et entre en contact avec les particules 38 n'est plus décalcifiée, de sorte qu'il se vérifie des réactions d'échange ionique avec ces dernières. Par conséquent, le volume des particules 38 commence à diminuer, en provoquant un abaissement de la paroi mobile 22 qui est appuyée sur elles et du noyau 44 qui est soutenu par la paroi 22. Donc, le noyau 44 tend à sortir davantage de l'espace 48 délimité par l'enroulement électrique 42 avec une variation du champ électromagnétique correspondant. La bobine 40 génère ainsi un signal qui est exploité par une centrale de contrôle permettant de commander le début d'un processus de régénération des résines 12, en particulier leur lavage avec une solution saline régénérante. Ainsi, l'appareil de décalcification selon l'invention comprend une centrale de contrôle en mesure de recevoir et de traiter le signal produit par l'organe de détection, afin de commander le début d'un processus de régénération des résines 12, en particulier leur lavage avec une solution saline régénérante. Avantageusement, cette centrale peut être programmée de façon à mémoriser la valeur de la dureté de l'eau alimentée par le réseau au lieu d'installation de l'appareil électroménager et à commander de toutes façons le début du processus de régénération après un nombre préétabli de cycles de lavage dépendant de la valeur de dureté mémorisée. Ainsi, les éventuelles avaries d'un ou plusieurs composants du système de détection de l'épuisement des résines ne peuvent pas bloquer le déroulement du processus de régénération, en permettant d'éviter les dommages qui y sont liés. When, however, the ion exchange capacity of the resins 12 begins to run out, the water which enters the chamber 18 and comes into contact with the particles 38 is no longer decalcified, so that ion exchange reactions with these. Consequently, the volume of the particles 38 begins to decrease, causing a lowering of the movable wall 22 which is supported on them and of the core 44 which is supported by the wall 22. Therefore, the core 44 tends to come out more from the space 48 delimited by the electric winding 42 with a variation of the corresponding electromagnetic field. The coil 40 thus generates a signal which is exploited by a control center making it possible to control the start of a process of regeneration of the resins 12, in particular their washing with a regenerating saline solution. Thus, the decalcification apparatus according to the invention comprises a central control unit capable of receiving and processing the signal produced by the detection member, in order to control the start of a process for regenerating the resins 12, in particular washing them with a regenerating saline solution. Advantageously, this central unit can be programmed so as to memorize the value of the hardness of the water supplied by the network instead of installing the household appliance and to anyway order the start of the regeneration process after a preset number. of washing cycles depending on the stored hardness value. Thus, possible damage to one or more components of the resin depletion detection system cannot block the progress of the regeneration process, thereby avoiding the damage associated therewith.

La chambre 18 avec la couche de particules 38 et la bobine 40 servent ainsi, dans leur ensemble, de The chamber 18 with the layer of particles 38 and the coil 40 thus serve, as a whole, to

dispositifs indicateurs de l'épuisement de la capacité d'échange des résines 12 de l'appareil. indicating devices of the exhaustion of the exchange capacity of resins 12 of the device.

Il convient de noter que le fonctionnement de ces dispositifs indicateurs est identique, du point de vue de sa conception, à celui que l'on aurait si l'on exploitait la contraction d'une seule particule 38. Cela permet d'obtenir une précision élevée de mesure. En même temps, dans le cas toujours possible de désintégration d'une particule 38 (ou à la limite d'un nombre limité de cellesci), la fonctionnalité des dispositifs indicateurs reste inchangée, puisque le mouvement de la paroi mobile 22 n'est évidemment pas influencé par une diminution localisée de la densité des particules 38. It should be noted that the operation of these indicating devices is identical, from the point of view of its design, to that which one would have if one exploited the contraction of a single particle 38. This makes it possible to obtain a precision high measurement. At the same time, in the always possible case of disintegration of a particle 38 (or at the limit of a limited number thereof), the functionality of the indicator devices remains unchanged, since the movement of the movable wall 22 is obviously not influenced by a localized decrease in particle density 38.

Naturellement, tout en maintenant le principe de l'invention, les détails de réalisation et les formes de mise en oeuvre pourront largement changer par rapport à ce qui a été décrit à simple titre d'exemple, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. Naturally, while maintaining the principle of the invention, the details of embodiment and the forms of implementation may vary greatly from what has been described simply by way of example, without however departing from the scope of said invention. .

Claims

1. Decalcification apparatus comprising a reservoir (10) containing ion exchange resins (12) and provided with openings (14,16) respectively for the inlet of the water to be decalcified and the outlet of the decalcified water , and devices indicating the exhaustion of the exchange capacity of said resins (12), said apparatus being characterized in that said indicator devices comprise: a chamber (18) communicating hydraulically with said tank (10) and having a first fixed wall (20) on which are placed several particles (38) of substantially equidimensional ion exchange resin, so as to form a layer of height equal to that of a single particle (38) and a second wall (22) supported on said particles (38) and mobile as a function of their variation in volume due to their gradual exhaustion and a detection member capable of producing a signal indicative of the movement of said moving wall the 22nd).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that said particles (38) are substantially spherical.

3. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said particles (38) are spaced apart in the layer, occupying between 50% and 95% of the available space.

4. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said chamber (18) is located inside the tank (10) at its upper part.

5. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said reservoir (10) has a cylindrical shape and said fixed wall (20) of the chamber (18) is formed of a first discoid plate having several slots ( 24) able to allow the passage of water and blocked by interference against the internal wall of the tank (10).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that, adjacent to the periphery of said first discoid plate, stands transversely a circumferential projection (26) for guiding the movement of said movable wall (22).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that said movable wall (22) is formed of a second discoid plate, from the periphery of which stands a circumferential collar (28) having a first section (30) extending transversely to the plate and which is contiguous to said projection (26), a second section (32) extending parallel to the plate beyond the top of said projection (26) and a third section (34) extending transversely with respect to the plate and which turns out to be contiguous with the internal wall of said reservoir (10).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that between said third section (34) of the circumferential collar (28) and the internal wall of the reservoir (10) is a seal (36).

9. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said detection member is a coil (40), in the electrical winding (42) of which there is at least part of a core (44) of ferromagnetic material, mobile as a function of the variation in volume of said particles (38).

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that said electrical winding (42) is located above the reservoir (10) containing the ion exchange resins (12) and said core (44) of ferromagnetic material has a base portion supported on the upper face of the second plate of the movable wall (22), an intermediate portion passing through an orifice (46) formed in the shell of the tank (10) and an upper part located in the space (48) delimited by said electrical winding (42).

11. Apparatus according to claim 10, characterized in that it emerges from the upper face of the second plate of the movable wall (22), in the center, a circumferential base (50) which surrounds the base portion of the core ( 44).

12. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control center capable of receiving and processing said signal produced by the detection member, in order to control the start of a process of regeneration of the resins (12), in particular their washing with a regenerating saline solution.

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that said central control unit is programmable so as to memorize the value of the hardness of the water

supplied by the network and anyway to order the start of the regeneration process after a preset number of washing cycles depending on said hardness value.