FR2680393A1

FR2680393A1 - Procede et dispositif de commande d'une installation de pompage.

Info

Publication number: FR2680393A1
Application number: FR9110379A
Authority: FR
Inventors: Kernours Michel; Amand Roger
Original assignee: Salmson Pompes
Current assignee: Salmson Pompes
Priority date: 1991-08-16
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1993-02-19
Also published as: EP0528726B1; EP0528726A1; DE69209746D1; DE69209746T2; ATE136626T1; FR2680393B1

Abstract

Le dispositif de commande de l'installation de pompage comporte au moins une pompe entraînée par un moteur, un capteur de la pression de refoulement de la pompe ou du niveau d'une capacité et un capteur de débit minimal de refoulement de la pompe susceptible de déclencher l'arrêt du moteur. Le capteur de débit minimal 12 est d'un type ne provoquant pas de perte de charge sensible lorsque la pompe est en service normal et est constitué, par exemple par une palette oscillante 14, immergée dans la conduite de refoulement 1 de la pompe et reliée à un interrupteur 10' de commande du moteur susceptible de provoquer l'arrêt de ce moteur. Application à la commande de la marche des pompes susceptibles de subir des variations brutales de débit.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE D'UNE

INSTALLATION DE POMPAGE

La présente invention se rapporte à un procédé de commande d'une installation de pompage comportant au moins une pompe entraînée par un moteur, par exemple un moteur électrique, un capteur de la pression de refoulement de la pompe ou du niveau d'une capacité remplie ou vidée par la pompe, dans lequel on déclenche la mise en marche du moteur de la pompe si le capteur de pression de refoulement ou de niveau indique une pression inférieure à une valeur minimale

de seuil ou bien, de façon correspondante, un niveau respec-

tivement inférieur (en remplissage) ou-supérieur (en vidange)

à un niveau de seuil et on arrête le moteur de pompe lors-

qu'un capteur de pression maximale de refoulement ou de ni-

veau maximal ou respectivement minimal est excité Elle concerne également le dispositif de commande correspondant d'une installation de pompage comportant au moins une pompe entraînée par un moteur, par exemple un moteur électrique, un

capteur de la pression de refoulement de la pompe ou du ni-

veau d'une capacité remplie ou vidée par la pompe, ledit capteur de pression ou de niveau étant relié à un organe de commande du moteur de pompe, ainsi qu'un capteur de débit minimal de refoulement de pompe relié à l'organe de commande du moteur de pompe pour déclencher l'arrêt dudit moteur après sa mise en marche pendant un délai de temporisation si ledit capteur de débit n'indique pas l'établissement dudit débit minimal. Les asservissements pression-débit de la marche des pompes sont bien connus Ils consistent en général à utiliser un principe d'asservissement selon lequel:

la pompe est mise en marche lorsque la pression d'uti-

lisation ou du réseau devient inférieure à une valeur de seuil; la mise en marche est confirmée à condition que l'on constate l'apparition d'un débit de refoulement après un délai de temporisation prédéterminé; et la pompe est arrêtée lorsque le débit de refoulement

devient inférieur à une valeur prédéterminée corres-

pondant normalement à un quasi-équilibre entre la pres-

sion du réseau alimenté par la pompe et la pression

maximale de refoulement de la pompe.

Malheureusement, ce principe d'asservissement s'accom-

mode mal de l'utilisation des types de pompe les plus perfor-

mants qui présentent soit des rendements excellents, soit une

très grande résistance en cas de passage des particules soli-

des, car ces types de pompe performants sont en général dotés d'une caractéristique pression-débit très plate En d'autres termes, lorsque de telles pompes atteignent leur pression totale de refoulement maximale, leur débit est instable et varie considérablement pour de très faibles variations de la pression de refoulement L'arrêt de sécurité de telles pompes doit donc s'effectuer dès que la pompe n'atteint pas un débit

minimal, sous peine de voir la pompe subir de graves dégra-

dations par suite de la rotation du rotor de pompe sans écou-

lement de liquide.

On connaît déjà un dispositif de commande de ce genre

pour des pompes, dans lequel on surveille la mise à l'ouver-

ture du clapet de refoulement de la pompe et on arrête la pompe après un délai de temporisation au démarrage si le clapet de refoulement ne s'ouvre pas Un tel dispositif ne peut pas être utilisé lorsqu'il n'existe pas de clapet de refoulement ou lorsque celui-ci n'est pas accessible et,

d'une manière générale, lorsqu'il est nécessaire de pas in-

duire de pertes de charge supplémentaires dans la conduite de

refoulement du fait de l'installation d'un système de régu-

lation de la marche de la pompe L'expérience a également

montré que le maintien de l'ouverture du clapet de refoule-

ment ne constitue pas un critère absolu de refoulement de la

pompe En effet, les clapets de refoulement de pompe, lors-

qu'ils sont encrassés ou corrodés après une longue durée de

marche de la pompe, tendent à présenter une très forte hysté-

résis et à rester en position d'ouverture aussi longtemps qu'un débit opposé au refoulement ne se manifeste pas, ce qui conduit à maintenir en position de marche des pompes d'exhaure après la vidange du ou des bassins qu'elles contrôlent et

donc à la dégradation rapide des pompes ainsi régulées.

La présente invention se propose de remédier aux in-

convénients des systèmes de régulation connus des pompes,

sans perturber néanmoins la régulation en utilisant un détec-

teur de débit minimal de sécurité pour la pompe qui soit

indépendant des clapets de refoulement de celle-ci.

A cet effet, selon l'invention, le procédé de commande d'une installation de pompage est caractérisé en ce qu'on

dispose dans la conduite de refoulement de la pompe un sys-

tème détecteur de débit minimal ne provoquant pas de perte de charge lorsque la pompe est en service et en ce qu'on arrête la pompe en position de sécurité ou d'alerte, lorsqu'après un délai de temporisation de démarrage, ledit système détecteur

de débit minimal n'est pas excité.

Selon un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on utilise dans le système détecteur de débit minimal de refoulement une palette oscillante, immergée dans la conduite de refoulement et sensible à de très faibles débits et l'on dispose ladite palette dans une position o elle est susceptible de s'escamoter presque complètement en position de débit normal de la pompe, de manière à ne pas

provoquer de perte de charge supplémentaire au refoulement.

Selon encore un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on utilise, dans le système détecteur de débit minimal de refoulement, un élément chauffant appliqué sur la paroi extérieure de la conduite de refoulement de la pompe, un premier capteur de température de la température de la paroi extérieure de la conduite de refoulement, placé

suffisamment à distance de l'élément chauffant pour ne pra-

tiquement pas être soumis à l'influence thermique de cet élément chauffant et un deuxième capteur de température de la

paroi extérieure de la conduite de refoulement, placé à proxi-

mité de l'élément chauffant pour être chauffé par cet élément en l'absence d'un débit sensible de liquide dans la conduite

de refoulement, ainsi qu'un circuit électrique et/ou électro-

nique de comparaison de l'échauffement du premier capteur par rapport au deuxième, pour indiquer l'absence de débit de

refoulement en cas d'échauffement sensible du deuxième cap-

teur par rapport au premier.

Lorsque le procédé selon l'invention est appliqué à la régulation d'une pompe d'exhaure sans clapet d'admission,

apte à réaliser la vidange d'un bassin de collecte, on pré-

voit comme système détecteur de débit un capteur de pression monté sur la conduite de refoulement et on utilise ledit capteur de pression pour détecter la hauteur de liquide dans le bassin de collecte et déclencher la mise en marche du moteur de la pompe On arrête le moteur de la pompe, après un délai de temporisation de démarrage, dans le cas o ledit capteur de pression n'indique pas une pression de refoulement

supérieure à une valeur minimale de seuil, elle-même supé-

rieure à la pression statique maximale du liquide du bassin

de collecte.

Le dispositif de commande d'une installation de pompage selon l'invention est caractérisé en ce que le capteur de débit minimal est d'un type ne provoquant pas de perte de charge sensible lorsque la pompe est en service, ou bien est disposé de manière à ne pas provoquer de perte de charge sensible lorsque la pompe est en service Le capteur de débit minimal est par exemple constitué par une palette oscillante, immergée dans le liquide de la conduite de refoulement de la pompe et reliée à un interrupteur de commande du moteur, susceptible de provoquer l'arrêt du moteur de pompe dans le cas o un débit minimal de refoulement ne s'établit pas après

un démarrage temporisé de la pompe.

Le dispositif de commande de pompe selon l'invention, applicable à la régulation d'une pompe d'exhaure sans clapet

d'admission, apte à réaliser la vidange d'un bassin de col-

lecte est caractérisé en ce que le capteur de débit minimal

est constitué par un capteur de pression monté sur la condui-

te de refoulement de la pompe et relié à un organe de commande du moteur de la pompe susceptible, d'une part, de déclencher la mise en marche de la pompe dès que la pression captée dans la conduite de refoulement dépasse une première valeur de seuil correspondant à un niveau prédéterminé dans le bassin de collecte et indicative de l'état de remplissage du bassin de collecte et, d'autre part, de déclencher l'arrêt de la

pompe lorsque la pression captée dans la conduite de refoule-

ment est inférieure à une deuxième valeur de seuil indicative de l'état de vidange du bassin de collecte et en ce que ledit capteur de pression est relié à l'organe de commande de la pompe à travers un circuit de sécurité provoquant l'arrêt du

moteur de la pompe en position de sécurité ou d'alerte lors-

que, après un délai de temporisation au démarrage du moteur

de la pompe, la pression captée dans la conduite de refoule-

ment est inférieure à une troisième valeur de seuil, elle-

même supérieure à ladite première valeur de seuil et corres-

pondant à la marche en refoulement normal de la pompe.

Lorsque l'installation de pompage comprend un détecteur de niveau, celuici comporte une résistance électrique dont

la valeur est nettement variable en fonction de la tempéra-

ture et qui est disposée sensiblement au niveau de consigne à

réguler par l'installation de pompage, la résistance électri-

que est parcourue par un courant électrique de chauffage sensiblement constant, de manière que la résistance soit chaude lorsque le liquide pompé n'a pas atteint le niveau de

consigne et soit nettement plus froide lorsqu'elle est immer-

gée dans le liquide pompé qui a atteint le niveau de consi-

gne, et un organe de comparaison des valeurs de la résistance

est apte à délivrer un signal d'écart, indiquant que le ni-

veau de consigne est atteint.

Le capteur de débit minimal peut être constitué par un élément chauffant appliqué sur la paroi extérieure de la conduite de refoulement de la pompe, par un premier capteur de la température de la paroi extérieure de la conduite de refoulement, placé à une distance de l'élément chauffant suffisante pour ne pratiquement pas mesurer d'échauffement même en l'absence de circulation de liquide dans la conduite de refoulement, par un deuxième capteur de la température de la paroi extérieure de la conduite de refoulement, placé à proximité de l'élément chauffant pour être chauffé par ce dernier lorsqu'aucun liquide ne circule dans la conduite de refoulement, et par un circuit électrique et/ou électronique

de comparaison de l'échauffement du premier capteur par rap-

port au deuxième, apte à déterminer par cette comparaison l'établissement d'un débit minimal de refoulement de la pompe Le premier capteur de température peut être placé dans une position qui est sensiblement diamétralement opposée à l'élément chauffant et/ou au deuxième capteur sur la paroi extérieure de la conduite de refoulement Le deuxième capteur de température est placé à proximité de l'élément chauffant et en aval de celui-ci par rapport au sens de refoulement

normal du liquide de la pompe, de manière à détecter le re-

foulement turbulent de la pompe.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le

premier capteur de température est placé à proximité de l'é-

lément chauffant et en amont de celui-ci par rapport au sens de refoulement normal de la pompe, de manière à détecter un

faible débit de refoulement de la pompe.

D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaî-

tront à la lecture de la description de divers modes de réa-

lisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente schématiquement la conduite de

refoulement d'une pompe équipée d'un dis-

positif de commande à palette de détection de débit selon l'invention; la figure 2 représente graphiquement le diagramme pression-débit de la pompe utilisée en

combinaison avec le dispositif de régula-

tion de la figure 1; la figure 3 représente schématiquement un système capteur de débit minimal de refoulement de la pompe, complètement extérieur à la conduite de refoulement et utilisant un élément chauffant, ce système constituant un élément de contrôle d'une variante du dispositif de commande selon l'invention; la figure 4 représente schématiquement une variante du système capteur de débit minimal de refou- lement de la figure 3;

la figure 5 représente, en coupe schématique, une ins-

tallation de pompage pour un bassin de ré-

tention, équipée du dispositif de commande

selon l'invention.

Le dispositif de régulation de la marche d'une pompe (non représentée) est illustré schématiquement à la figure 1, installé sur un tronçon 1 de la conduite de refoulement de la pompe raccordée à un flasque 2 de ce tronçon Il comporte un capteur de pression 3, représenté ici schématiquement par un passage 4 de transfert de pression, par un soufflet 5 portant

un plateau de commutation électrique 6 repoussé par un res-

sort taré 7 à l'encontre de l'effet de la pression de refou-

lement de la pompe Des contacts électriques 8 et 9 sont reliés à un organe de commande 10 du moteur électrique (non représenté) de la pompe dans une disposition établissant le circuit électrique aussi longtemps que la pression de la

pompe ne dépasse pas une valeur prédéterminée.

-Selon l'invention, le dispositif de régulation 11 de la marche de la pompe comporte un capteur 12 de débit minimal de refoulement de la pompe qui ne provoque pas de perte de charge sensible au cours de la marche de la pompe Le capteur 12 est relié, par un câble 13 à deux conducteurs, à l'organe de commande 10 du moteur électrique de la pompe, via un organe de temporisation 10 ' qui ne déclenche l'arrêt éventuel du moteur de pompe qu'après un délai de démarrage de quelques secondes, dans le cas o le circuit du câble 13 n'est pas fermé. Le capteur de débit 12 à grande sensibilité comporte ici une palette 14 montée suspendue oscillante autour d'un axe 15 et qui fait saillie à l'intérieur de la conduite de refoulement 1 lorsqu'aucun débit ne parcourt cette conduite ou lorsque le débit qui traverse cette conduite est très

faible La palette 14 est montée à l'intérieur d'un loge-

ment 16 sensiblement en forme générale de segment de cercle s'étendant ici sensiblement sur un huitième de cercle Afin

de permettre également le fonctionnement correct de la pa-

lette dans des positions o elle n'est pas disposée vertica-

lement, un ressort 17 peut être disposé en appui sur le loge-

ment 16 pour repousser la palette 14 vers la position repré-

sentée à la figure 1 lorsqu'elle est sollicitée vers la posi-

tion 14 ', représentée en pointillés, par le débit de refou-

lement qui s'écoule dans la conduite 1 selon la flèche 18.

Lorsqu'un débit important, correspondant au débit nor-

mal de refoulement de la pompe, s'écoule selon la flèche 18, la palette 14 est repoussée en appui sur une butée 19 dans la position 14 ' et vient pratiquement s'effacer complètement dans le logement 16 en supprimant ainsi la quasi-totalité des pertes de charge supplémentaires provoquées par le capteur de débit 12 La palette 14 est prolongée hors du logement 16 par une lame de contact 20 qui est susceptible d'établir la

continuité du circuit électrique entre deux contacts élec-

triques glissants 21 et 22, reliés chacuni à un fil distinct du câble conducteur 13 Un boîtier 23 recouvre l'ensemble du capteur de pression 3 et du capteur de débit 12 en laissant traverser, le cas échéant de façon étanche, les câbles de

liaison vers l'organe de commande 10 du moteur électrique.

Cet organe 10 peut être placé à distance du dispositif de régulation 11 et à proximité du moteur électrique et être relié à un ensemble de régulation complexe, à un ordinateur

par exemple, ainsi qu'à des moyens de télésignalisation d'in-

cident. Le fonctionnement du dispositif de régulation de pompe 11 représenté sur la figure 1 va maintenant être explicité en

relation avec le diagramme de la figure 2 Le moteur élec-

trique de la pompe est mis sous tension pour permettre son démarrage lorsque la pression d'utilisation du réseau de liquide sur lequel refoule la pompe est inférieure à une valeur prédéterminée Cette valeur de pression minimale qui déclenche la mise en marche du moteur est en fait déterminée par le tarage du ressort 7 qui provoque l'appui du plateau de commutation 6 sur les deux contacts 8 et 9 pour établir la

continuité du circuit de démarrage du moteur de pompe à l'in-

térieur de l'organe de commande 10 L'organe de temporisation ' est alors excité et assure l'excitation du relais de marche de pompe pendant quelques secondes correspondant à la

durée de mise en vitesse du rotor de la pompe Si le démar-

rage de la pompe est correct, il s'établit très rapidement un débit de liquide normal selon la flèche 18 et le diagramme de

la pression de refoulement de la pompe P en fonction du dé-

bit Q s'établit sur la valeur de débit normal QN pour une pression de refoulement PN' Le débit qui s'écoule selon la flèche 18 fait pivoter la palette 14 vers sa position 14 ' à l'encontre de l'effort de rappel de la gravité et du ressort de rappel 17 La palette 14 en appui sur la butée 19 s'efface pratiquement du circuit d'écoulement sans provoquer de perte de charge supplémentaire et établit, par la lame de contact , la continuité du circuit électrique entre les contacts

glissants 21 et 22 Le circuit du câble conducteur 13 main-

tient alors l'excitation du relais de l'organe de temporisa-

tion 10 ' et la pompe continue à fonctionner après son démar-

rage.

Lorsque la contre-pression du réseau de liquide aug-

mente, la pompe qui travaillait au point de coordonnée QNPN sur le diagramme de fonctionnement représenté à la figure 2,

tend à déplacer son point de fonctionnement vers les pres-

sions plus élevées Comme on le voit sur le diagramme de la

figure 2, pour une très faible augmentation AP de la contre-

pression de refoulement, le débit de la pompe s'effondre complètement Une telle situation correspond par exemple à l'arrêt brutal des consommations sur un réseau d'eau, le débit décroissant qui s'écoule avant l'arrêt complet du débit

correspondant est dû, par exemple, à la dilatation des condui-

tes et réservoirs d'eau sous l'effet de la surpression et à la compressibilité du volume d'eau mis sous pression Lorsque le débit du refoulement devient inférieur à un débit minimal Qmj la palette 14 sollicitée par la gravité et par le ressort de rappel 17, retombe dans la position de la figure 1, ce qui coupe le circuit entre les contacts 21 et 22 et provoque

l'arrêt de sécurité du moteur de la pompe.

En cas d'incident au démarrage de la pompe, par exemple si les clapets d'aspiration de la pompe restent collés à la fermeture ou obturés par des matières solides, le débit mi- nimal Qm ne s'établit pas et, après le délai de temporisation de démarrage de l'organe de temporisation 10 ', la mise sous tension du moteur de la pompe est interrompue et un signal

d'alerte ou d'incident est déclenché.

Le capteur de débit à palette 12 ne provoquant pas de pertes de charge sensibles au cours de la marche de la pompe

peut être remplacé par un capteur de débit statique, fonction-

nant par exemple selon le principe des jauges de contrainte à

mesure électrique et/ou électronique Dans certaines instal-

lations de pompage d'un fluide à température peu variable, tel que de l'eau potable, on peut utiliser un capteur de

débit plus simple et plus fiable, fonctionnant par dissipa-

tion thermique Un tel capteur représenté schématiquement sur les figures 3 et 4 ne présente aucune entrée sur le circuit de fluide qui soit susceptible d'induire une fuite ou une corrosion Ces capteurs de débit à dissipation thermique sont en général constitués d'un élément chauffant A à puissance thermique sensiblement constante et comportant, en général,

une résistance électrique alimentée par un circuit 25 déga-

geant une puissance thermique sensiblement constante et qui est appliquée sur la paroi extérieure métallique du tuyau de refoulement de la pompe, par exemple à l'aide d'un collier 24

entourant la conduite de refoulement 1 Deux organes de me-

sure (ou capteurs) de température B et B' sont disposés sur ladite paroi extérieure, respectivement un premier organe B à

distance de l'élément chauffant A par rapport au sens d'écou-

lement 26 du liquide à l'intérieur du tuyau métallique 1 de refoulement de la pompe et un deuxième organe B' placé à l'aval ou à l'amont mais à proximité de l'élément chauffant A

pour mesurer le chauffage de proximité provoqué par cet élé-

ment chauffant A. Grâce à cette disposition de l'élément chauffant A et des deux organes B, B' de mesure de la température, lorsque

le débit de refoulement de la pompe est important, la dissi-

pation de la chaleur apportée par l'élément chauffant, par

l'intermédiaire du fluide refoulé par la pompe, est impor-

tante et l'écart entre les température mesurées par le pre-

mier B et le deuxième B' organes de mesure de température est faible Par contre, lorsque le débit de refoulement de la pompe est faible ou nul, la chaleur fournie par l'élément chauffant A ne se dissipe que lentement et sur une grande surface autour de cet élément chauffant et la différence entre la température mesurée par le premier organe B et celle

mesurée par le deuxième organe de mesure B' devient impor-

tante, ce qui indique le non-établissement du débit de refou-

lement normal de la pompe.

Le premier organe de mesure de température B peut, pour des conduites de refoulement de diamètre important, être diamétralement opposé à l'élément chauffant, comme représenté en pointillés sur la figure avec l'indice (B) ce qui permet

de réduire l'encombrement selon l'axe de la conduite de refou-

lement de la pompe des capteurs extérieurs rapportés par des colliers ou d'autres moyens sur cette conduite Les organes de mesure de température B, B' peuvent être de tout type, notamment être constitués par des résistances à coefficient de température négatif ou positif qui présentent l'avantage de bien s'intégrer dans le système de détermination du débit

minimal L'élément A à résistance électrique (de faible puis-

sance, par exemple 3 W) peut être isolé thermiquement de l'ambiance extérieure et appliqué directement au contact de

la paroi de la conduite de refoulement.

On remarque également sur la figure 3 que le second capteur B' est placé à l'amont de l'élément chauffant A par

rapport au sens d'écoulement normal 26 dans cette conduite.

Ceci a pour conséquence que, dès qu'un faible débit de refou-

lement se manifeste dans la conduite de refoulement 1, la

surface de la conduite 1 au voisinage du capteur B' est re-

froidie par l'écoulement (en principe encore laminaire) du liquide refoulé par la pompe On suppose bien entendu que la conduite de refoulement 1 est métallique, par exemple en acier, et présente une faible épaisseur, ce qui lui assure une bonne conductibilité thermique Une telle disposition du capteur B' convient donc particulièrement pour capter de faibles débits de refoulement Si le liquide refoulé par la pompe est plus chaud que la conduite de refoulement 1, ce qui peut être le cas par exemple dans les installations de chauf- fage central, l'indication de l'établissement d'un débit de

refoulement est temporisée de la durée nécessaire pour chauf-

fer la surface extérieure de la conduite de refoulement au niveau du premier capteur B Inversement, sur la figure 4, le capteur B' est placé en aval de l'élément chauffant, ce qui a pour effet, pour des faibles débits de refoulement (avec un écoulement en principe laminaire et non turbulent), d'amener

à l'intérieur de la conduite 1, à l'opposé du second cap-

teur B', du fluide chauffé par l'élément chauffant A et re-

tarde donc le refroidissement du deuxième capteur B' jusqu'à

l'établissement d'un régime de refoulement turbulent ou ra-

pide (pour des fluides très visqueux, le régime laminaire

persiste jusqu'à des débits importants) Le système de cap-

teurs selon la figure 4 est donc à même d'assurer qu'un régime de refoulement franc s'est établi à la sortie de la pompe. Lorsque la pompe est susceptible de refouler un liquide chaud (cas du chauffage central par exemple) sur une conduite de refoulement 1 froide, les délais de temporisation pour l'égalisation des températures mesurées par les capteurs B et

B' sont moindres que dans le système représenté sur la figu-

re 3 On court par contre le risque, en cas d'établissement d'un très faible débit de refoulement, de voir le premier

capteur B réchauffé par le fluide refoulé chaud à la tempé-

rature du deuxième capteur B' avant que celui-ci ne soit influencé par la température du liquide chaud refoulé On peut en conclure que le système de capteur de débit minimal représenté à la figure 4 est préférable lorsque la pompe ne risque pas de refouler du liquide chaud prenant la place d'un liquide froid, auquel cas, il est préférable d'utiliser le

système représenté à la figure 3.

Les informations électriques ou électroniques (impul-

sions, tensions, etc) des deux capteurs de température B et B' sont transmises à un circuit électrique et/ou électronique de comparaison 27 qui transmet au dispositif de commande de l'installation de pompage une information d'établissement ou de non-établissement du débit analogue à celle transmise par le câble 13 représenté à la figure 1. La figure 5 représente l'application du dispositif de commande de pompe à la régulation de niveau d'un bassin 30 susceptible de recevoir des matières solides en suspension dans un liquide 31 à évacuer ou à refouler et qui peut être, dans le pire des cas, un liquide aussi agressif que du lisier ou du liquide de vidange La pompe de vidange 32 est immergée

au fond du bassin 30 et est ici entraînée par un moteur élec-

trique monté par exemple accessible au-dessus d'un couver-

cle 34 du bassin, son rotor étant relié au moteur par un

arbre vertical 35 Afin de parer le mieux possible aux ris-

ques d'obstruction, la pompe d'exhaure 32 est montée sans clapet d'aspiration et est, par exemple, posée sur le fond du

bassin 30, selon son axe vertical, par une crépine d'aspira-

tion en couronne 35 munie d'ouvertures de grande section 35 '. La conduite de refoulement 36 de la pompe est, par exemple, raccordée de

façon amovible à un circuit de refoulement 37 monté à demeure et de section importante, c'est-à-dire ne

risquant pas l'obturation par des matières solides enchevê-

trées. Sur le circuit de refoulement, est monté de façon étanche et fiable un capteur de pression 38 relié à un organe

de commande 39 du moteur de pompe 33 Un clapet de refoule-

ment, notamment un clapet de refoulement simplifié à rappel par gravité tel qu'un clapet à boule 40 peut être prévu sur le circuit de refoulement 37 à l'amont d'une conduite de déversement 41 vers une évacuation (à l'égout ou vers des

citernes de vidange) Un regard amovible 42 permet par exem-

ple d'accéder au clapet à boule 40 pour procéder à son entre-

tien.

La pompe 32 ne comportant pas de clapet(s) d'aspira-

tion, le liquide du bassin 30 la traverse librement et le niveau N du bassin se retrouve pratiquement inchangé dans le circuit de refoulement 37 Le capteur 38, qui est par exemple un capteur statique étanche et de précision, est en fait capable, en mesurant la pression régnant dans le circuit 37, d'indiquer le niveau du bassin 30 lorsque la pompe 32 ne fonctionne pas L'organe de commande 39 du moteur 33 de la pompe peut être associé à un circuit logique 42 qui est sus- ceptible d'adresser, par un câble 43, un signal d'alerte

lorsque, pendant une période d'arrêt du moteur 33, la pres-

sion au capteur 38 dépasse celle correspondant au niveau normal N.

On va maintenant décrire le fonctionnement du disposi-

tif de commande de pompe associé au bassin de rétention 30.

Lorsque le niveau du liquide 31 dans le bassin de rétention dépasse le niveau normal N, le capteur de pression 38 indique

à l'organe de commande 39 du moteur de pompe 33 le dépasse-

ment d'une première valeur de seuil, ce qui provoque le dé-

marrage du moteur à travers un relais temporisé 44 Ce relais temporisé 44 constitue un circuit de sécurité qui provoque l'arrêt du moteur de pompe 38 en position de sécurité (à réitération uniquement manuelle) ou d'alerte lorsque, après

l'expiration du délai de temporisation (une dizaine de se-

condes par exemple) au démarrage du moteur 33, la pression au capteur 38 dans le circuit de refoulement 37, en amont du clapet à boule 40, n'atteint pas une troisième valeur de seuil correspondant à la pression de refoulement normale de la pompe, cette troisième valeur de seuil étant nettement supérieure à celle correspondant au niveau normal N, par suite des pertes de charge Une deuxième valeur de seuil est constituée par une valeur très faible ou nulle de la pression

au capteur 38.

Lorsque le bassin de collecte 30 est presque complète-

ment vidé, des bouffées alternées d'air, de matières liquides et parfois de matières quasi-solides ou visqueuses, sont aspirées à travers les ouvertures d'aspiration 35 et sont refoulées par le rotor de la pompe à travers le clapet à boule 40 en une émulsion qui se déverse à la sortie 41 ' de la conduite 41, jusqu'au moment o la pression chute brusquement dans le circuit de refoulement 37 par suite d'un excès d'air conduisant à la décohésion de l'émulsion La poursuite du fonctionnement de la pompe 32 conduirait alors à un grippage des paliers de celle-ci mais, heureusement, le capteur 38 enregistre une pression nulle ou négative (après la fermeture

du clapet à boule 40, la chute de l'émulsion peut provisoi-

rement mettre le haut du circuit de refoulement 37 en dépres-

sion) qui accélère et confirme la fermeture du clapet à bou-

le 40.

La pompe est alors maintenue à l'arrêt puis, au fur et à mesure du remplissage du bassin 30, le niveau de ce dernier se transmet à travers la pompe au circuit de refoulement 37 pour venir à nouveau solliciter le capteur de pression 38 lorsqu'il atteint ce dernier Grâce au circuit de commande et de régulation de pompe selon la figure 3, il est possible d'utiliser un seul capteur de pression, le nombre de capteur

doit être réduit car ceux-ci sont toujours onéreux à instal-

ler et à entretenir en bon état de marche et de précision, à

la fois pour surveiller le niveau du bassin et le fonction-

nement de la pompe en refoulement Dans le cas o le bassin 30 ne serait destiné à contenir que des liquides peu ou pas chargés en produits solides, il serait possible d'utiliser le dispositif de commande de pompe représenté à la figure 1 pour contrôler son niveau de façon automatique, en assurant le

démarrage de sécurité de la pompe.

* En plus du capteur de pression 38, on peut utiliser pour le capteur de niveau N d'un bassin de collecte ou de

réserve des capteurs de tout type, électro-mécanique ou pure-

ment électrique ou électronique Un type de capteur qui s'est révélé présenter une grande fiabilité pour des équipements de pompage selon l'invention est constitué par une résistance

électrique 45 dont la valeur est nettement variable en fonc-

tion de la température et qui est logée par exemple dans un

tube de protection 46 ouvert aux deux extrémités pour per-

mettre la libre montée du liquide à l'intérieur du tube La résistance 45 est disposée juste au niveau N souhaité pour le

liquide et est maintenue à une température supérieure à l'am-

biante par un circuit électrique à réglage électronique an-

nexe ou à autorégulation La résistance électrique 45 peut être alimentée en basse tension et être susceptible de venir en contact direct avec le liquide refoulé par la pompe si celui-ci n'est pas très conducteur, ou bien elle est protégée

dans une gaine isolante qui assure néanmoins un refroidisse-

ment énergique lorsque la résistance 45 est immergée dans le liquide La valeur de la résistance est nettement différente lorsqu'elle se trouve dans l'air (niveau du réservoir 30 inférieur au niveau N par exemple) ou dans un liquide tel que l'eau qui provoque une intense dissipation thermique L'écart de la valeur de la résistance à la température ambiante par rapport à la valeur chaude de cette résistance est contrôlé par un système de détection de niveau relié à la résistance par un câble 47 et qui n'utilise pas de pièces mobiles

susceptibles d'être bloquées par la corrosion ou par le li-

quide chargé en débris qui est pompé par l'installation Un capteur de niveau à résistance électrique chauffée, immergée ou non dans le liquide refoulé par la pompe, selon que le niveau de consigne est atteint ou non, peut être appliqué à

tous les dispositifs de commande d'une installation de pom-

page qui viennent d'être décrits et aux dispositifs de régu-

lation de niveau de tout type.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de

l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande d'une installation de pompage comportant au moins une pompe entraînée par un moteur, par exemple un moteur électrique, un capteur de la pression de refoulement de la pompe ou du niveau d'une capacité remplie ou vidée par la pompe, dans lequel on déclenche la mise en marche du moteur de la pompe si le capteur de pression de refoulement ou de niveau indique une pression inférieure à

une valeur minimale de seuil ou bien, de façon correspondan-

te, un niveau respectivement inférieur (en remplissage) ou supérieur (en vidange) à un niveau de seuil et on arrête le moteur de pompe lorsqu'un capteur de pression maximale de refoulement ou de niveau maximal ou respectivement minimal est excité, caractérisé en ce qu'on dispose dans la conduite de refoulement de la pompe un système détecteur de débit minimal ne provoquant pas de perte de charge lorsque la pompe est en service et en ce qu'on arrête la pompe, en position de sécurité ou d'alerte, lorsqu'après un délai de temporisation de démarrage, ledit système détecteur de débit minimal n'est

pas excité.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise dans le système détecteur de débit minimal de refoulement une palette oscillante, immergée dans la conduite de refoulement et sensible à de très faibles débits et en ce que l'on dispose ladite palette dans une position o elle est susceptible de s'escamoter presque complètement en position de débit normal de la pompe, de manière à ne pas provoquer de

merte de charge supplémentaire au refoulement.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, dans le système détecteur de débit minimal de

refoulement, un élément chauffant appliqué sur la paroi exté-

rieure de la conduite de refoulement de la pompe, un premier

capteur de température de la température de la paroi exté-

rieure de la conduite de refoulement, placé à une distance -35 suffisante de l'élément chauffant pour ne pratiquement pas être soumis à l'influence thermique de cet élément chauffant et un deuxième capteur de température de la paroi extérieure de la conduite de refoulement, placé à proximité de l'élément chauffant pour être chauffé par ce dernier en l'absence d'un débit de liquide sensible dans la conduite de refoulement,

ainsi qu'un circuit électrique et/ou électronique de compa-

raison de l'échauffement du premier capteur par rapport au deuxième, pour indiquer l'absence de débit de refoulement en cas d'échauffement sensible du deuxième capteur par rapport

au premier.

4. Procédé selon la revendication 1 appliqué à la régulation d'une pompe d'exhaure sans clapet d'admission,

apte à réaliser la vidange d'un bassin de collecte, caracté-

risé en ce qu'on prévoit comme système détecteur de débit un capteur de pression monté sur la conduite de refoulement et en ce qu'on utilise ledit capteur de pression pour détecter

la hauteur de liquide dans le bassin de collecte et déclen-

cher la mise en marche du moteur de la pompe.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce

qu'on arrête le moteur de la pompe, après un délai de tempo-

risation de démarrage, dans le cas o ledit capteur de pres-

sion n'indique pas une pression de refoulement supérieure à

une valeur minimale de seuil, elle-même supérieure à la pres-

sion statique maximale du liquide du bassin de collecte.

6. Dispositif de commande d'une installation de pom-

page comportant au moins une pompe entraînée par un moteur, par exemple un moteur électrique, un capteur de la pression

de refoulement de la pompe ou du niveau d'une capacité rem-

plie ou vidée par la pompe, ledit capteur de pression ou de niveau étant relié à un organe de commande du moteur de pompe, ainsi qu'un capteur de débit minimal de refoulement de la pompe relié à l'organe de commande du moteur de pompe pour

déclencher l'arrêt dudit moteur après sa mise en oeuvre pen-

dant un délai de temporisation si ledit capteur de débit

n'indique pas l'établissement dudit débit minimal, caracté-

risé en ce que ledit capteur de débit minimal ( 12) est d'un type ne provoquant pas de perte de charge sensible lorsque la pompe est en service, ou bien est disposé de manière à ne pas provoquer de perte de charge sensible lorsque la pompe est en service.

7. Dispositif de commande automatique selon la reven-

dication 6, caractérisé en ce que le capteur de débit mini-

mal ( 12) est constitué par une palette oscillante ( 14), im-

mergée dans le liquide de la conduite de refoulement ( 1) de la pompe et reliée à un interrupteur ( 10 ') de commande du moteur, susceptible de provoquer l'arrêt du moteur de pompe dans le cas o un débit minimal de refoulement ne s'établit

pas après un démarrage temporisé de la pompe.

8. Dispositif de commande selon la revendication 6 l O applicable à la régulation d'une pompe d'exhaure sans clapet

d'admission, apte à réaliser la vidange d'un bassin de col-

lecte, caractérisé en ce que le capteur de débit minimal est constitué par un capteur de pression ( 38) monté sur la conduite de refoulement ( 37) de la pompe et relié à un organe de commande ( 39) du moteur de la pompe susceptible, d'une part, de déclencher la mise en marche de la pompe ( 32) dès que la pression captée dans la conduite de refoulement ( 37) dépasse une première valeur de seuil correspondant à un

niveau (N) prédéterminé dans le bassin de collecte et indi-

cative de l'état de remplissage du bassin de collecte ( 30) et, d'autre part, de déclencher l'arrêt de la pompe ( 32) lorsque la pression captée dans la conduite de refoulement ( 37) est inférieure à une deuxième valeur de seuil indicative de l'état de vidange du bassin de collecte et en ce que ledit capteur de pression ( 38) est relié à l'organe de commande de

la pompe ( 39) à travers un circuit de sécurité ( 44) provo-

quant l'arrêt du moteur ( 33) de la pompe en position de sé-

curité ou d'alerte lorsque, après un délai de temporisation au démarrage du moteur de la pompe, la pression captée dans

la conduite de refoulement ( 37) est inférieure à une troi-

sième valeur de seuil, elle-même supérieure à ladite première valeur de seuil et correspondant à la marche en refoulement

normal de la pompe.

9. Dispositif de commande selon l'une quelconque des

-revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, lorsque l'ins-

tallation de pompage comprend un détecteur de niveau, celui-

ci comporte une résistance électrique ( 45) dont la valeur est nettement variable en fonction de la température et qui est disposée sensiblement au niveau de consigne (N) à réguler par

l'installation de pompage, en ce que la résistance électri-

que ( 45) est parcourue par un courant électrique de chauffage sensiblement constant, de manière que la résistance soit chaude lorsque le liquide pompé n'a pas atteint le niveau de consigne (N) et soit nettement plus froide lorsqu'elle est immergée dans le liquide pompé qui a atteint le niveau de

consigne (N), et en ce qu'un organe de comparaison des va-

leurs de la résistance ( 45) est apte à délivrer un signal

d'écart, indiquant que le niveau de consigne (N) est atteint.

10. Dispositif de commande selon la revendication 6,

caractérisé en ce que le capteur de débit minimal est cons-

titué par un élément chauffant (A) appliqué sur la paroi extérieure de la conduite de refoulement ( 1) de la pompe, par

un premier capteur (B) de la température de la paroi exté-

rieure de la conduite de refoulement, placé à une distance de

l'élément chauffant suffisante pour ne pratiquement pas mesu-

rer d'échauffement même en l'absence de circulation de liquide dans la conduite de refoulement, par un deuxième capteur (B') de la température de la paroi extérieure de la conduite de refoulement, placé à proximité de l'élément chauffant pour être chauffé par ce dernier lorsqu'aucun liquide ne circule

dans ladite conduite de refoulement, et par un circuit élec-

trique et/ou électronique ( 27) de comparaison de l'échauffe-

ment du premier capteur (B) par rapport au deuxième (B'), apte à déterminer par cette comparaison l'établissement d'un

débit minimal de refoulement de la pompe.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier capteur de température (B) est placé dans une position qui est sensiblement diamétralement opposée à l'élément chauffant (A) et/ou au deuxième capteur (B') sur

la paroi extérieure de la conduite de refoulement ( 1).

12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, carac-

térisé en ce que le deuxième capteur de température (B') est placé à proximité de l'élément chauffant (A) et en aval de celui-ci par rapport au sens de refoulement normal ( 26) du liquide de la pompe, de manière à détecter le refoulement

turbulent de la pompe.

13. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, carac-

térisé en ce que le premier capteur de température (B) est placé à proximité de l'élément chauffant (A) et en amont de celui-ci par rapport au sens de refoulement normal ( 26) de la pompe, de manière à détecter un faible débit de refoulement

de la pompe.