FR2960638A1 - Systeme de controle de debit d'un fluide - Google Patents
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Abstract
Selon l'invention, ce système comprend : - un générateur de courant comprenant un rotor (D) et un stator (C) ; - une turbine (E) agencée dans ladite canalisation (A) et reliée au rotor (D) dudit générateur de courant, ladite turbine (E) étant apte à être entraînée par ledit fluide ; - un circuit de détection comprenant un émetteur agencé sur ledit rotor (D) et un récepteur (I) agencé sur le stator (C) correspondant dudit générateur de courant, ledit circuit de détection étant apte à mesurer la vitesse de rotation dudit rotor (D), et - une unité de contrôle (H) comprenant un microcontrôleur et étant apte à : o déduire le débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) à partir de la vitesse de rotation dudit rotor (D) ; o à comparer la valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) à une valeur prédéterminée, et o à commander l'ouverture / la fermeture d'une vanne (G) d'alimentation en fluide ; ladite unité de contrôle (H) étant agencée de manière à commander la fermeture de ladite vanne (G) lorsque ladite valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) est supérieure à ladite valeur prédéterminée.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système de contrôle de débit d'un fluide, notamment de contrôle de débit d'eau dans une canalisation d'alimentation en eau, ce système permettant de contrôler un débit de fluide passant au travers d'une canalisation, et ainsi de protéger un habitat ou un local d'un éventuel dégât des eaux.
ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION De nombreux foyers peuvent rencontrer des problèmes de dégâts des eaux. Les dommages peuvent provenir de la rupture de conduites d'eau, d'un éclatement de conduites dû au gel, d'une étanchéité défectueuse des tuyaux reliés à des appareils électroménagers, d'un écoulement continu de l'eau des toilettes, de l'explosion ou de la rupture d'un chauffe-eau, ou tout simplement d'un robinet involontairement laissé ouvert.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION L'invention consiste en un système de contrôle autonome agencé sur une conduite d'alimentation en eau, ce système étant apte à éviter des dégâts des eaux avant même qu'ils ne se produisent. Le système selon la présente invention est totalement innovant par rapport à d'autres systèmes qui sont actuellement présents sur le marché puisque, d'une part il permet de couper l'alimentation en eau lorsqu'une valeur prédéterminée a été atteinte, et d'autre part il ne requiert pas de source d'alimentation extérieure. Ce système ne nécessite donc aucun câble et peut ainsi être très facilement installé sur tout type de canalisation de manière complètement autonome. Un utilisateur peut également être averti de tout dépassement de la valeur limite prédéterminée, de la valeur du débit d'eau ayant traversé le système de contrôle à tout moment et actionner la fermeture (ou l'ouverture) de la vanne que comprend le système de manière à couper l'alimentation en eau au moyen de son téléphone portable. 1 DESCRIPTION DE L'INVENTION L'eau s'écoulant dans une canalisation d'alimentation en eau entraîne une turbine, qui à son tour entraîne en rotation le rotor d'un générateur de courant. Un circuit de détection agencé à l'extérieur du générateur de courant mesure la vitesse de rotation du rotor et transmet cette information à une unité de contrôle. L'unité de contrôle surveille le débit et, dans le cas où ce débit atteint une valeur limite prédéterminée, cette unité provoque la fermeture d'une vanne électromagnétique agencée sur la conduite d'alimentation en eau et l'affichage d'un message d'avertissement. Un message peut également être envoyé sous forme de SMS à un numéro de téléphone portable prédéfini. La valeur limite de débit d'eau à ne pas dépasser est préréglée sur l'unité de contrôle. L'unité de contrôle est automatiquement remise à zéro lorsque l'écoulement d'eau est interrompu dans la canalisation. L'unité de contrôle ne nécessite pas d'être reliée à une source d'électricité extérieure. En effet, elle peut comprendre une batterie interne rechargeable par un générateur de courant convertissant l'énergie mécanique provenant de la rotation de la turbine en énergie électrique.
FONCTIONNEMENT En référence à la figure 1, lorsque le système de contrôle est à l'arrêt, la vanne agencée sur la conduite d'alimentation en eau est ouverte et permet ainsi un écoulement permanent de l'eau au travers de cette canalisation. Pour activer le système de contrôle, seule une pression sur un bouton d'alimentation est nécessaire. Avant la mise en marche du système, il est nécessaire d'entrer une valeur limite de débit d'eau à ne pas dépasser sur l'unité de contrôle. La valeur limite est affichée sur un écran et peut être modifiée à l'aide de boutons de commande permettant d'augmenter ou de diminuer cette valeur. Des boutons de mémorisation des valeurs précédemment utilisées sont également agencés sur l'unité de contrôle. L'unité de contrôle comprend en outre un microcontrôleur permettant de 30 commander et de gérer l'ensemble du système. 2 L'unité de contrôle est apte à mesurer le débit d'eau s'écoulant au travers d'une canalisation d'alimentation en eau à laquelle elle est reliée. En cours de fonctionnement, l'eau s'écoule librement d'une extrémité de la canalisation d'alimentation à l'autre. L'unité de contrôle détermine le débit d'eau passant au travers de la canalisation et détecte si celui-ci est supérieur à la valeur limite préréglée. Lorsque l'unité de contrôle détecte un dépassement de cette limite, elle coupe automatiquement l'arrivée d'eau par fermeture de la vanne agencée sur la canalisation d'alimentation en eau. Si la limite n'est pas atteinte et que l'écoulement s'arrête, le compteur est remis à zéro dans l'attente d'un nouvel écoulement. Un écran affiche la quantité d'eau s'étant écoulée. Le fonctionnement du système de contrôle de débit d'un fluide selon la présente invention sera mieux compris au vu de l'organigramme de la figure 1. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est un organigramme de fonctionnement général du système de contrôle selon la présente invention ; la figure 2 est un diagramme schématique représentant l'agencement des composants du système de contrôle les uns par rapport aux autres et leur interaction ; la figure 3 est une vue de face schématique du système de contrôle agencé sur une canalisation d'alimentation en eau ; la figure 4 est une vue schématique de la turbine que comprend le système de contrôle, aménagée dans une canalisation d'alimentation en eau ; la figure 5 est une vue en coupe schématique du système de contrôle agencé sur une canalisation d'alimentation en eau, et la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un boîtier agencé sur une canalisation d'alimentation en eau et dans lequel le système de contrôle est agencé. INDEX DES RÉFÉRENCES NUMÉRIQUES A : Canalisation d'alimentation en eau B : Batterie C : Stator D : Rotor E : Turbine F : Robinet de déviation manuelle G : Vanne électromagnétique H : Unité de contrôle I : Capteur à effet Hall J : Écran LCD K : Antenne L : Boutons de commande
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FORMES DE RÉALISATION En référence à la figure 4, l'eau traversant le système de contrôle entraîne une turbine en rotation ; cette turbine tourne même dans le cas où très peu d'eau traverse le circuit de détection.
La turbine est reliée à un générateur de courant. Lorsque la turbine tourne, elle entraîne le rotor du générateur en rotation. La rotation du rotor à l'intérieur du générateur génère un courant électrique. Le générateur de courant convertit l'énergie mécanique résultant de la rotation du rotor en énergie électrique. Cette énergie électrique est utilisée pour recharger la batterie (cf. figure 2).
La batterie fournit l'énergie électrique au circuit de détection, à l'unité de contrôle et à un relais de commande de la vanne électromagnétique pour commander l'ouverture / la fermeture de celle-ci. La vitesse de rotation de la turbine est mesurée par le circuit de détection. En effet, la turbine est reliée au rotor d'un générateur de courant. Un émetteur sous forme d'aimant est agencé sur le rotor de ce générateur. Cet aimant permet au circuit de détection de mesurer précisément le nombre de tours effectués par le rotor à chaque fois que l'aimant passe en face d'un récepteur correspondant agencé sur le stator du générateur de courant, et par conséquent de déterminer le débit d'eau correspondant.
L'unité de contrôle traduit le signal émis par le circuit de détection et en déduit le débit d'eau qui passe dans le système et affiche la valeur correspondante sur un écran LCD. Par ailleurs, l'unité de contrôle compare cette valeur à la valeur limite prédéterminée.
Si la valeur limite prédéterminée est atteinte, l'unité de contrôle envoie un signal électrique au relais de commande de la vanne électromagnétique afin de fermer cette vanne et ainsi de couper l'alimentation en eau (cf. figure 2). La vanne électromagnétique est un composant bistable afin de minimiser sa consommation électrique, i.e une impulsion électrique suffit pour faire passer la vanne d'un état d'ouverture à un état de fermeture et vice versa. Elle est commandée par le microcontrôleur: lorsque le microcontrôleur détecte que la valeur limite de débit d'eau a été atteinte, il actionne la fermeture de la vanne. Lorsqu'un besoin en eau supérieur à la limite prédéterminée est requis, le système peut comprendre un robinet de déviation manuelle. Si l'unité de contrôle est défectueuse, il est toujours possible d'utiliser ce robinet de déviation manuelle. L'unité de contrôle mesure également le débit total d'eau passant par le système et l'affiche sur un écran correspondant. Selon une forme de réalisation préférée, le système de contrôle de débit d'un fluide dans une canalisation (A), notamment de contrôle de débit d'eau dans une canalisation d'alimentation en eau, comprend : - un générateur de courant comprenant un rotor (D) et un stator (C) ; - une turbine (E) agencée dans ladite canalisation (A) et reliée au rotor (D) dudit générateur de courant, ladite turbine (E) étant apte à être entraînée par ledit fluide ; - un circuit de détection comprenant un émetteur agencé sur ledit rotor (D) et un récepteur (I) agencé sur le stator (C) correspondant dudit générateur de courant, ledit circuit de détection étant apte à mesurer la vitesse de rotation dudit rotor (D), et - une unité de contrôle (H) comprenant un microcontrôleur et étant apte à : o déduire le débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) à partir de la vitesse de rotation dudit rotor (D) ; o à comparer la valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) à une valeur prédéterminée, et o à commander l'ouverture / la fermeture d'une vanne (G) d'alimentation en fluide ; ladite unité de contrôle (H) étant agencée de manière à commander la fermeture de ladite vanne (G) lorsque ladite valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) est supérieure à ladite valeur prédéterminée. Avantageusement, ledit émetteur est un aimant et ledit récepteur est un capteur à effet Hall (I) détectant chaque passage dudit aimant en face de lui.
De préférence, l'unité de contrôle (H) est apte à afficher un message d'avertissement sur un écran (J) lorsque ladite valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) est supérieure à ladite valeur prédéterminée. De préférence encore, l'unité de contrôle (H) comprend des moyens de transmission (K) aptes à envoyer un message d'avertissement sous forme de SMS à un numéro de téléphone portable prédéfini lorsque ladite valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) est supérieure à ladite valeur prédéterminée. Avantageusement, l'unité de contrôle (H) comprend des moyens de transmissions (K) aptes à recevoir des instructions de commande par l'intermédiaire d'un téléphone portable. Selon une forme de réalisation préférée, le système de contrôle de débit comprend une batterie (B) rechargeable par ledit générateur de courant, ladite batterie (B) permettant de faire fonctionner ledit système de manière autonome. Selon encore une forme de réalisation préférée, le système de contrôle de 25 débit comprend un robinet de déviation manuelle (F) agencé en parallèle avec ladite vanne (G) d'alimentation en fluide, ledit robinet de déviation manuelle (F) permettant de forcer l'écoulement dudit fluide. Selon encore une forme de réalisation préférée, le microcontrôleur que comprend ladite unité de contrôle (H) est préréglé pour remettre à zéro la valeur 30 dudit débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) lorsque cette turbine (E) est arrêtée20 Il va de soi que l'invention ne doit pas être limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus mais qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisations couvertes par les revendications ci-annexées.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1 - Système de contrôle de débit d'un fluide, notamment de contrôle de débit d'eau dans une canalisation d'alimentation en eau, caractérisé en ce qu'il comprend : - un générateur de courant comprenant un rotor (D) et un stator (C) ; - une turbine (E) agencée dans une canalisation (A) et reliée au rotor (D) dudit générateur de courant, ladite turbine (E) étant apte à être entraînée par ledit fluide ; - un circuit de détection comprenant un émetteur agencé sur ledit rotor (D) et un récepteur (I) agencé sur le stator (C) correspondant dudit générateur de courant, ledit circuit de détection étant apte à mesurer la vitesse de rotation dudit rotor (D), et - une unité de contrôle (H) comprenant un microcontrôleur et étant apte à : o déduire le débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) à partir de la vitesse de rotation dudit rotor (D) ; o à comparer la valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) à une valeur prédéterminée, et o à commander l'ouverture / la fermeture d'une vanne (G) d'alimentation en fluide ; ladite unité de contrôle (H) étant agencée de manière à commander la fermeture de ladite vanne (G) lorsque ladite valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) est supérieure à ladite valeur prédéterminée.
- 2 - Système de contrôle de débit d'un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit émetteur est un aimant et ledit récepteur est un capteur à effet Hall (I) détectant chaque passage dudit aimant en face de lui.
- 3 - Système de contrôle de débit d'un fluide selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (H) est apte à afficher un message d'avertissement sur un écran (J) lorsque ladite valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) est supérieure à ladite valeur prédéterminée.
- 4 - Système de contrôle de débit d'un fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (H) comprend des moyens detransmission (K) aptes à envoyer un message d'avertissement sous forme de SMS à un numéro de téléphone portable prédéfini lorsque ladite valeur du débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) est supérieure à ladite valeur prédéterminée. - Système de contrôle de débit d'un fluide selon l'une des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (H) comprend des moyens de transmissions (K) aptes à recevoir des instructions de commande par l'intermédiaire d'un téléphone portable. 6 - Système de contrôle de débit d'un fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une batterie (B) rechargeable par ledit générateur de courant, ladite batterie (B) permettant de faire fonctionner ledit système de manière autonome. 7 - Système de contrôle de débit d'un fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un robinet de déviation manuelle (F) agencé en parallèle avec ladite vanne (G) d'alimentation en fluide, ledit robinet de déviation manuelle (F) permettant de forcer l'écoulement dudit fluide. 8 - Système de contrôle de débit d'un fluide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le microcontrôleur que comprend ladite unité de contrôle (H) est préréglé pour remettre à zéro la valeur dudit débit de fluide déplacé par ladite turbine (E) lorsque cette turbine (E) est arrêtée.20
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Effective date: 20160129 |