WO2012071022A2 - La chasse d'eau hydropneumatique a commande electrique - Google Patents

La chasse d'eau hydropneumatique a commande electrique Download PDF

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Anouar El Guetiti
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Anouar El Guetiti
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D3/00—Flushing devices operated by pressure of the water supply system flushing valves not connected to the water-supply main, also if air is blown in the water seal for a quick flushing
    • E03D3/10—Flushing devices with pressure-operated reservoir, e.g. air chamber
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/10—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system operated electrically, e.g. by a photo-cell; also combined with devices for opening or closing shutters in the bowl outlet and/or with devices for raising/or lowering seat and cover and/or for swiveling the bowl

Definitions

  • the present invention relates to a hydropneumatic flushing device with electric control for toilet.
  • Electrically Controlled Hydropneumatic Water Hunt is composed of a hydropneumatic tank whose evacuation is controlled by a NF solenoid valve.
  • the opening and closing of the solenoid valve is electrically controlled by a push button. This makes it possible to avoid breakdowns due to the direct contact of the user with the flush.
  • a Venturi device installed in the water supply of the Electrically Controlled Hydropneumatic Water Heater allows the introduction of air with water into the tank. This allows the automatic compensation of losses of the air mass in the tank.
  • the losses of the air mass are mainly due to the dissolution of a portion of air in the water and the exhaust of another portion of air during the evacuation of water to the bowl .
  • the volume of air introduced into the tank is adjustable by means of a manual valve installed on the air intake of the venturi.
  • the excess air introduced will be evacuated with water which allows a saving of water.
  • the electrically controlled Hydropneumatic Water Hunt consists of a tank (1) provided at its output at the bottom of a tip (2) male or female. At the bottom of the tip (2) is connected a tee (3) of ⁇ 25 mm.
  • an electrovalve NF (4) 24 volts and ⁇ 25 mm, allowing the evacuation of water by electric control.
  • the choice of a low voltage solenoid valve (4) is dictated by the concern for safety.
  • the solenoid valve (4) will be connected to the mains through a transformer (5) with voltages of 220 volts / 24 volts.
  • the solenoid valve (4) will be controlled by a push button (6).
  • ⁇ solenoid valve (4) will be differential pressure, membrane, polyethylene and watering type.
  • the water supply pipe (7) of the tank (1) will be connected to the lateral opening of the tee (3).
  • a valve (8) will be connected to the supply line (7) allowing, if necessary, the cutting of the water and the isolation of the Electrically Controlled Hydropneumatic Water Hunt.
  • a check valve (9) In series with the isolation valve (8) will be connected a check valve (9) to prevent the return of water and maintain the air pressure in the tank (1).
  • the check valve (9) will be followed by a venturi device (10) allowing the introduction of air with water into the tank (1).
  • a valve (11) for adjusting the flow of air entering the tank (1).
  • the flushing effect is a function of the amount of air introduced into the tank (1). Indeed a small amount of air in the tank (1) generates a reduced hunting effect. A large amount of air in the tank (1) involves the exhaust during the evacuation of a large portion of air which also reduces the hunting effect.
  • the operating principle is as follows: The solenoid valve (4) is normally closed until it is actuated.
  • the water enters the tank (1) via the supply line (7) accompanied by a portion of air sucked by the venturi device (10).
  • the actuation of the push button (6) allows the opening of the solenoid valve (4), the compressed air then pushes the water to the bowl (12) with a high pressure.
  • the nature and thickness of the material of the tank (1) must allow resistance to high pressures up to 10 bar.
  • the tank will be made of sheet metal of 2 mm cylindrical shape and capacity about 9 liters with a diameter of 18 cm and a height of 35 cm.
  • Figure 2 illustrates a variant of Electrically Controlled Hydropneumatic Water Hunt with a bladder tank (13).
  • the flushing effect can be increased or decreased by introducing or emptying the air into the bladder tank (13) through the air valve (14).
  • the configuration for a group toilet block is illustrated in Figure 3.
  • This configuration is suitable for collective sanitary blocks with a toilet number greater than or equal to 2.
  • This configuration solves the problems of waste and water loss in the toilets.
  • collective sanitary facilities much sought after by users. Examples include: collective sanitary facilities in factories, hotels, administrative buildings, public spaces, etc.
  • the installation comprises a tank with bladder (13), or in another variant illustrated in Figure 4 a tank without bladder but equipped with a venturi device (10) for the introduction of air into the tank.
  • a tee (3) At the bottom of the tank (13) and at its outlet will be connected a tee (3). On the side opening of the tee (3) will be connected the supply line (7) of the tank (13). A valve (8) will be connected to the supply line (7) allowing, if necessary, the shutdown of the water and the isolation of the flushing circuit. In series with the isolation valve (8) will be connected a check valve (9) preventing the return of water and the loss of pressure in the tank (13).
  • the volume of the bladder tank (13) is a function of the number of cuvettes (12) to be fed. Indeed, the tank (13) must allow sufficient pressure to cause the flushing effect at the bowls (12) to feed.
  • the volume of the tank will be equal to the sum of the volumes of the cisterns of the individual hunts multiplied by a coefficient of simultaneity.
  • Each bowl (12) will be equipped with a column of ⁇ 25 mm (15) at the top of which will be installed a solenoid valve (4) NF 24 volts.
  • the diameter of the main distribution line (16) is a function of the number of cuvettes (12) to be fed.
  • the minimum recommended diameter of the main distribution line (16) is 32 mm.
  • the electric supply of the solenoid valves (4) can be provided by a single transformer (5) 220volts / 24volts housed in an electrical cabinet (17).
  • the electrical cabinet (17) will also house:
  • the installation can be totally or partially built-in.
  • the electrical circuits (19) and (21) and the solenoid valves (4) will preferably be recessed.
  • the solenoid valves (4) can each be housed in a small recess box (22).
  • the electrical supply of the solenoid valves will be made through branch boxes (23).
  • the main distribution pipe (16) may be apparent, but the flushing columns (15) on which the solenoid valves (4) will be connected will preferably be embedded and opening directly into the bowls (12).
  • An isolation valve (24) will be installed downstream of the bladder tank (13) for ease of maintenance.
  • Variant 1 the push button (6) which controls the solenoid valve (4), will be replaced by a timed button, whose delay time is close to the duration of effectiveness of the flushing effect.
  • Variant 2 the installation of a pressure switch at the hydropneumatic reservoir (1) or (13) allowing the current to be cut off at the solenoid valve (4) and therefore its closure when the value of the pressure at the level of the hydropneumatic reservoir becomes insufficient and does not allow for an effective hunting effect.
  • the power supply to the circuit of the solenoid valve (4) will be made as soon as the pressure in the tank becomes strong enough to ensure the efficiency of the flushing effect.
  • Variant 3 the installation of a NO solenoid valve on the supply line (7) of the tank. This solenoid valve must close when the NC solenoid valve (4) installed on the evacuation opens and vice versa. If the discharge solenoid valve NF (4) is at differential pressure its closing will be automatic when the flushing effect becomes low.

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Abstract

Dispositif de Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique pour toilette. L'invention concerne un réservoir hydropneumatique (1) dont l'évacuation en bas est raccordée à un Té (3). En bas du Té (3) sera raccordée une électrovanne (4), permettant l'évacuation de l'eau par commande électrique. L'absence de contact direct de l'usager avec la chasse d'eau réduit énormément les pannes dues aux mauvaises manœuvres. Sur la conduite d'alimentation en eau (7) du réservoir (1) sera raccordé un dispositif venturi (10) permettant l'introduction de l'air avec l'eau dans le réservoir (1). Cela permet la compensation des pertes d'air dans le réservoir (1) et l'évacuation avec l'eau d'une portion d'air vers la cuvette (12). Ce dispositif peut s'étendre à une installation sanitaire collective. L'installation sera composée d'un seul réservoir permettant l'alimentation de plusieurs colonnes de chasse d'eau. Chaque colonne sera équipée à sa tête par une électrovanne (4).

Description

DESCRIPTION
LA CHASSE D'EAU HYDROPNEUMATIQUE
A COMMANDE ELECTRIQUE
La présente invention concerne un dispositif de chasse d'eau hydropneumatique à commande électrique pour toilette.
La Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique utilise le principe de l'Hydro-chasse GRIFFON inventé et développé en 1950 par le Français Claudius GRIFFON. L'actionnement de l'Hydro-chasse GRIFFON se fait manuellement à l'aide de la manette. L'actionnement fréquent de la manette et les manœuvres énergiques engendrent souvent des pannes de l'Hydro-chasse GRIFFON (dé logement de la boule, pannes mécaniques de la cuivrerie, vibration due à des effets de chasse puissants, etc.).
La Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique est composée d'un réservoir hydropneumatique dont l'évacuation est contrôlée par une électrovanne NF. L'ouverture et la fermeture de Γ électrovanne est commandée électriquement par un bouton poussoir. Cela permet d'éviter les pannes dues au contact direct de l'usager avec la chasse d'eau.
Un dispositif Venturi installé à l'alimentation en eau de la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique permet l'introduction de l'air avec l'eau dans le réservoir. Cela permet la compensation automatique des pertes de la masse d'air dans le réservoir. Les pertes de la masse d'air sont dues essentiellement à la dissolution d'une portion d'air dans l'eau et à l'échappement d'une autre portion d'air lors de l'évacuation de l'eau vers la cuvette.
Le volume d'air introduit dans le réservoir est réglable à l'aide d'une vanne manuelle installée sur l'aspiration d'air du venturi. L'excédent d'air introduit sera évacuée avec l'eau ce qui permet une économie d'eau.
En cas de perte complète de la nappe d'air dans le réservoir de la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique, sa régénération se fait automatiquement grâce au dispositif Venturi sans besoin de démonter la chasse d'eau. La Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique ne comporte pas des joints d'étanchéité cela permet aussi d'éviter les problèmes des fuites d'eau rencontrées dans les Hydro-chasse GRIFFON et les chasses à réservoirs à évacuation gravitaire dont le mécanisme et les jointures sont des sources de problèmes très fréquents.
Dans une autre variante de la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique, il est possible de remplacer le réservoir hydropneumatique par un réservoir à vessie. Dans ce cas, le dispositif venturi n'est plus utile car la vessie permet la conservation de la masse d'air dans le réservoir. Dans cette variante, le bruit engendré par l'aspiration de l'air dans le dispositif venturi est éliminé.
Dans une autre variante, il est possible de remplacer la commande électrique filaire à bouton poussoir de électrovanne par une commande à distance type infrarouge. La commande à distance de la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique répond aux exigences hygiéniques dans les sanitaires de certains établissements tels que les hôpitaux, les usines de agroalimentaire, les usines des médicaments, etc.
Nous proposons deux configurations pour la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique: une configuration pour une toilette individuelle et une autre configuration pour un ensemble de toilettes collectives.
La configuration pour une toilette individuelle est illustrée dans la figure 1, la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique est composée d'un réservoir (1) muni à sa sortie en bas d'un embout (2) maie ou femelle. En bas de l'embout (2) est raccordé un Té (3) de Φ25 mm.
A l'ouverture en bas du Té (3) est raccordée une électrovanne NF (4) de 24 volts et de Φ25 mm, permettant l'évacuation de l'eau par commande électrique. Le choix d'un faible voltage de électrovanne (4) est dicté par le souci de sécurité.
L' électrovanne (4) sera branchée au secteur à travers un transformateur (5) de tensions de 220 volts / 24 volts. L' électrovanne (4) sera commandée par un bouton poussoir (6). A titre d'exemple non limitatif Γ électrovanne (4) sera à pression différentielle, à membrane, en polyéthylène et de type arrosage.
La conduite (7) d'alimentation en eau du réservoir (1) sera raccordée à l'ouverture latérale du Té (3). Une vanne (8) sera raccordée sur la conduite d'alimentation (7) permettant en cas de besoin la coupure de l'eau et l'isolement de la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique. En série avec la vanne d'isolement (8) sera raccordé un clapet de retenue (9) pour empêcher le retour d'eau et maintenir la pression d'air dans le réservoir (1).
Le clapet de retenu (9) sera suivi d'un dispositif venturi (10) permettant l'introduction de l'air avec l'eau dans le réservoir (1).
A l'aspiration d'air du venturi (10) sera raccordée une vanne (11) pour le réglage du débit d'air entrant dans le réservoir (1).
L'effet de chasse est fonction de la quantité d'air introduite dans le réservoir (1). En effet une faible quantité d'air dans le réservoir (1) engendre un effet de chasse réduit. Une grande quantité d'air dans le réservoir (1) implique l'échappement lors de l'évacuation d'une grande portion d'air ce qui réduit aussi l'effet de chasse.
Le principe de fonctionnement est le suivant : L' électrovanne (4) est normalement fermée tant qu'elle n'est pas actionnée. L'eau entre dans le réservoir (1) par la conduite d'alimentation (7) accompagnée d'une portion d'air aspirée par le dispositif venturi (10). L'eau comprime la nappe d'air emprisonnée en haut du réservoir (1) jusqu'à l'équilibre : Pression air =Pression eau.
L'actionnement du bouton poussoir (6) permet l'ouverture de l'électrovanne (4), l'air comprimé pousse alors l'eau vers la cuvette (12) avec une forte pression.
Une portion d'air s'échappe avec l'eau lors de l'évacuation, ce qui permet une économie d'eau.
Le calcul physique montre, qu'avec une pression d'alimentation de 3 bars, le volume d'eau à l'équilibre est de l'ordre de 2/3 du volume total du réservoir (1). C'est à dire un réservoir (1) de capacité 9 litres permet l'évacuation de 6 litres d'eau au maximum avec un effet de chasse assez fort.
D'autre part, la nature et l'épaisseur du matériau du réservoir (1) doivent permettre une résistance à des fortes pressions allant jusqu'à 10 bars.
Il n'y'a pas de limitation quand à la forme du réservoir (1), à titre d'exemple, le réservoir sera en tôle de 2 mm de forme cylindrique et de capacité 9 litres environ avec un diamètre de 18 cm et une hauteur de 35 cm.
La figure 2 illustre une variante de la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique avec un réservoir à vessie (13). Dans cette variante l'effet de chasse d'eau peut être augmenté ou diminué par l'introduction ou la vidange de l'air dans le réservoir à vessie (13) à travers la valve d'air (14). La configuration pour un bloc de toilettes collectives est illustrée dans la figure 3. Cette configuration est adaptée aux blocs sanitaires collectifs dont le nombre de toilettes est supérieure ou égal à 2. Cette configuration résous les problèmes de gaspillage et des pertes d'eau dans les sanitaires collectifs très sollicités par les usagers. Nous citons par exemples : les sanitaires collectifs des usines, des hôtels, des bâtiments administratifs, des espaces publics, etc.
En effet, cette configuration élimine tout contact direct des usagers avec les chasses d'eau et réduit aussi le volume élémentaire d'eau utilisée à chaque usage.
L'installation comporte un réservoir à vessie (13), ou dans une autre variante illustrée dans la figure 4 un réservoir sans vessie mais équipé d'un dispositif venturi (10) pour l'introduction de l'air dans le réservoir.
En bas du réservoir (13) et à sa sortie sera raccordée un Té (3). Sur l'ouverture latérale du Té (3) sera raccordée la conduite d'alimentation (7) du réservoir (13). Une vanne (8) sera raccordée sur la conduite d'alimentation (7) permettant en cas de besoin la coupure de l'eau et l'isolement du circuit des chasses d'eau. En série avec la vanne d'isolement (8) sera raccordé un clapet de retenue (9) empêchant le retour d'eau et la perte de la pression dans le réservoir (13).
Le volume du réservoir à vessie (13) est fonction du nombre de cuvettes (12) à alimenter. En effet, le réservoir (13) doit permettre une pression assez suffisante pour provoquer l'effet de chasse au niveau des cuvettes (12) à alimenter. Le volume du réservoir sera égal à la somme des volumes des réservoirs des chasses individuelles multipliée par un coefficient de simultanéité.
Chaque cuvette (12) sera équipée d'une colonne de Φ25 mm (15) à la tête duquel sera installée une électrovanne (4) NF de 24 volts.
Le diamètre de la conduite principale de distribution (16) est fonction du nombre de cuvettes (12) à alimenter. La valeur minimale recommandée du diamètre de la conduite principale de distribution (16) est de 32 mm.
L'alimentation électrique des électrovannes (4) peut être assurée par un seul transformateur (5) de 220volts /24volts abrité dans une armoire électrique (17).
L'armoire électrique (17) abritera aussi :
• l'interrupteur (18) sur le circuit électrique 220 volts (19);
• l'interrupteur (20) sur le circuit électrique 24 volts (21). L'installation peut être totalement ou partiellement encastrée. Les circuits électriques (19) et (21) et les électrovannes (4) seront de préférence encastrés. Les électrovannes (4) peuvent être abritées chacune dans une petite boite d'encastrement (22). L'alimentation électrique des électrovannes sera faite à travers des boites de branchement (23).
La conduite principale de distribution (16) peut être apparente, mais les colonnes des chasses (15) sur laquelle seront branchées les électrovannes (4) seront de préférence encastrées et débouchant directement dans les cuvettes (12).
Une vanne (24) d'isolement sera installée à l'aval du réservoir à vessie (13) pour faciliter son entretien.
Optimisation de la durée d'usage de la Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique
Après usage de la chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique, l'air comprimé dans le réservoir (1) ou (13) se détend et l'effet de chasse devient faible. L'eau continue de couler à faible pression tant que électrovanne (4) est ouverte. Cela génère un gaspillage d'eau puisque l'effet de chasse a perdu son efficacité de nettoyage. Pour réduire ce gaspillage, il faut limiter la durée d'usage aux fortes pressions d'évacuation, pour cela nous proposons trois variantes :
Variante 1 : le bouton poussoir (6) qui commande l'électrovanne (4), sera remplacé par un bouton temporisé, dont la durée de temporisation est voisine de la durée d'efficacité de l'effet de chasse.
Variante 2 : l'installation d'un pressostat au niveau du réservoir hydropneumatique (1) ou (13) permettant la coupure du courant à l'électrovanne (4) donc sa fermeture quand la valeur de la pression au niveau du réservoir hydropneumatique devient insuffisante et ne permet pas un effet de chasse efficace. La remise du courant au circuit de l'électrovanne (4) sera faite dès que la pression dans le réservoir devient assez forte pour assurer l'efficacité de l'effet de chasse.
Variante 3 : l'installation d'une électrovanne NO sur la conduite d'alimentation (7) du réservoir. Cette électrovanne doit se fermer lorsque l'électrovanne NF (4) installée sur l'évacuation s'ouvre et vice versa. Si l'électrovanne NF (4) d'évacuation est à pression différentielle sa fermeture sera automatique lorsque l'effet de chasse devient faible.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif de Chasse d'Eau Hydropneumatique à Commande Electrique comporte un réservoir hydropneumatique (1) caractérisé par en ce qu'il comporte une électrovanne NF (4) raccordée à l'évacuation du réservoir (1) et commandée par un bouton poussoir (6).
2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alimentation en eau (7) du réservoir hydropneumatique (1) est équipée d'un dispositif venturi (10) permettant l'introduction de l'air avec l'eau. Le débit d'air introduit dans le réservoir (1) à travers le venturi (10) est réglable à l'aide d'une vanne manuelle (11).
3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réservoir hydropneumatique (1) est remplacé par un réservoir à vessie.
4) Dispositif pour bloc de toilettes collectives composé d'une canalisation principale de distribution (16) alimentée à partir d'un réservoir à vessie (13) caractérisé en ce que chaque colonne de chasse (15) dérivant de la canalisation principale (16) est équipée à sa tête d'une électrovanne NF (4) et commandée par un bouton poussoir (6).
5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le réservoir à vessie (13) est remplacé par un réservoir hydropneumatique mais dont l'alimentation en eau est équipé d'un dispositif venturi (10) permettant l'introduction d'air dans le réservoir.
6) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 4 caractérisé en ce que la commande électrique filaire à bouton poussoir (6) de l'électro vanne (4) sera remplacée par une commande à distance de type infrarouge par exemple.
7) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 4 caractérisé en ce que la commande de l'électro vanne (4) sera assurée par un bouton électrique temporisé (6), permettant de limiter l'usage de la chasse d'eau aux fortes pressions d'évacuation.
8) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 4 caractérisé en ce qu'une électrovanne NO sera raccordée à l'alimentation du réservoir (1) et (13). L' électrovanne NO se ferme lorsque celle de l'évacuation s'ouvre permettant ainsi de limiter l'usage de la chasse d'eau aux fortes pressions d'évacuation. 9) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 4 caractérisé en ce qu'un pressostat sera piqué sur le réservoir hydropneumatique ou à sa sortie permettant la coupure du courant à électrovanne (4) donc sa fermeture quand la valeur de la pression dans le réservoir devient insuffisante pour assurer l'efficacité de l'effet de chasse.
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