Titre de l'invention : sélecteur hydraulique mécanique à plusieurs entrées avec priorisation, adapté aux eaux chargées, pour l’irrigation et la gestion de l’eau, comme dispositif d’assèchement pour navire (pompe de cale), et pour l’alimentation alternative des water-closets

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un sélecteur hydraulique mécanique à au moins deux entrées, à partir d’une source qui est prioritaire lorsqu’elle est disponible ou d’une source par défaut, mécanique, autonome et autorégulé, adapté aux eaux chargées, destiné notamment à l’irrigation, à la gestion de l’eau pluviale, à l’assèchement de secours pour navires (pompe de cale) utilisant le refroidissement d’un moteur par une prise d’eau extérieure, et à l’alimentation des water-closets par une source alternative à celle du réseau.

[0002] Dans le domaine de l’irrigation, la problématique est centrée sur la sensibilité aux débris, le coût, et la fiabilité.

Pour les dispositifs d’assèchement des fonds sur un navire, l’accent est mis sur la redondance, la facilité d’installation et un coût abordable.

Concernant l’alimentation alternative des water-closets, la facilité d’installation en seconde monte est déterminante.

Technique antérieure

[0003] Comme sélecteur, on utilise traditionnellement :

- des vannes trois voies de type mécanique nécessitant une intervention humaine

- des vannes motorisées nécessitant une alimentation électrique et un système de régulation, ce qui est coûteux.

[0004] Pour l’assèchement des fonds sur un navire (pompe de cale), les moyens traditionnels sont:

- les pompes à main qui nécessitent une disponibilité humaine

- les pompes électriques qui posent des problèmes de fiabilité opérationnelle et sont coûteuses

- les pompes additionnelles attelées au moteur, peu adaptées aux petits navires

- la mise en communication, en secours, du circuit de refroidissement ouvert avec l’eau des fonds, qui si elle n’est pas régulée conduit à la détérioration rapide de la pompe et du moteur

- les motopompes qui ne peuvent pas être embarquées sur les petits navires. Concernant l’alimentation des water-closets, l’installation d’un circuit d’alimentation alternative complémentaire est complexe.

[0005] La recherche d’antériorités indique depuis longtemps, l’utilisation d’un flotteur associé à un piston ou à une vanne comme moyen de priorisation, en particulier dans le domaine de l’équipement sanitaire.

Le brevet BELSKY ROBERT US 3946694A déposé le 1974-06-24, relatif à l’assèchement des navires, utilise un piston associé à un flotteur, qui n’offre pas une bonne tolérance aux débris.

[0006] Un objet de l’invention est d’apporter une très bonne tolérance aux débris permettant son utilisation en eaux chargées.

Un objet de l’invention est d’obtenir une très bonne étanchéité du circuit principal.

Un objet de l’invention est d’apporter une solution fiable, peu onéreuse.

Un objet de l’invention est d’offrir la possibilité d’une connectivité notamment par voie hertzienne à faible coût.

Dans l’application comme pompe de cale, l’invention a pour objet complémentaire de libérer le personnel pour des actions vitales de colmatage, de ne pas avoir d’évacuation d’eau supplémentaire, d’être facile à monter.

Concernant l’alimentation des water-closets, l’invention a pour objet complémentaire la simplicité de montage en deuxième monte.

Exposé de l’invention

[0007] [Fig.l]

[0008] Le dispositif utilise un bouchon de bonde (5) fixé à un flotteur (7) qui lorsqu’une cuve (10) est remplie par un circuit d’entrée prioritaire (11), ouvre un orifice (4) à la partie inférieure d’une chambre de remplissage (1), et en même temps ferme l’entrée par défaut (3), et inversement si le circuit d’entrée prioritaire (11) n’est plus alimenté.

Résumé de l’invention

[0009] Le dispositif concerne un sélecteur hydraulique mécanique autonome avec priorisation d’un circuit d’entrée (11), régulé par un bouchon de bonde (5) solidaire d’un flotteur (7), en fonction du remplissage d’une cuve (10) par un circuit d’entrée prioritaire (11).

Brève description des dessins

[0010] [Fig.l] illustre de façon schématique le dispositif qui comporte un circuit d’entrée prioritaire (11), un circuit d’entrée par défaut (3), un circuit de sortie (2), un bouchon de bonde (5) qui obture une chambre de remplissage (1) en position basse ou le circuit d’entrée par défaut (3) en position haute, un flotteur (7) lié au bouchon de bonde (5).

[0011] [Fig.2] illustre de façon schématique le principe du dispositif en montrant l’alimentation, réalisée (schéma A) par le circuit d’entrée par défaut (3) ou (schéma B), par le circuit d’ entré prioritaire (11) qui soulève le flotteur (7) et ouvre le bouchon de bonde (5).

[0012] [Fig.3] illustre le schéma d’une variante comportant en plus un obturateur solidaire du dessus de la bonde (31) qui obstrue le circuit d’entrée par défaut (3).

[0013] [Fig.4] illustre le schéma d’une variante comportant un mécanisme débrayable et escamotable (32).

[0014] [Fig.5] illustre un exemple de montage réalisé avec plusieurs dispositifs, destiné à l’irrigation.

[0015] [Fig.6] illustre un dispositif d’assèchement pour navires.

[0016] [Fig.7][Fig.8][Fig.9] illustrent des exemples de montage de dispositifs d’assèchement pour navires.

[0017] [Fig.10] illustre le schéma d’une application destinée à l’alimentation alternative des water-closets.

Description détaillée

[0018] [Fig.l] illustre de façon schématique le dispositif.

Ce dispositif comporte

- un bouchon de bonde (5) coulissant dans un orifice inférieur (4) d’une chambre de remplissage (1), qui l’obture hermétiquement en position basse, et qui l’ouvre en position haute

- un circuit d’entrée par défaut (3) et un circuit de sortie (2) branchés sur une chambre de remplissage (1)

- au moins un obturateur, solidaire du bouchon de bonde (5), en particulier un obturateur situé sous ce bouchon de bonde, nommé obturateur inférieur du bouchon de bonde (6), qui lorsque le bouchon de bonde (5) est en position haute, ferme le circuit d’entrée par défaut (3)

- des orifices laissés par l’obturateur inférieur du bouchon de bonde (6), communiquant entre eux, un orifice inférieur du bouchon de bonde (9) et un orifice latéral du bouchon de bonde (8), qui lorsque le bouchon de bonde (5) est en position haute, permettent le passage de liquide depuis la cuve (10) vers la chambre de remplissage (1)

- un flotteur (7) mobile, solidaire du bouchon de bonde (5), qui le fait monter ou descendre selon le remplissage de la cuve (10)

- un circuit d’entrée prioritaire (11) qui alimente la cuve (10), fermée, pouvant être muni d’un système de filtration à type de crépine

- au moins un orifice de vidange (12) au fond de la cuve (10) qui entraine la vidange lente de la cuve (10) et la descente du flotteur (7)

- un dispositif de guidage qui assure le glissement vertical du bouchon de bonde (5)

- un système optionnel de fixation au bouchon de bonde (5) d’un lest ou d’un flotteur additionnel qui permet d’ajuster le niveau de déclenchement de la montée de cet ensemble

- un contacteur électrique du bouchon de bonde (54) optionnel, mis, en action par un changement de position du bouchon de bonde (5), capable de déclencher une alarme, une alerte, éventuellement par voie hertzienne, une action.

[0019] Notons que :

Les circuits (2) (3) peuvent fonctionner par écoulement ou par aspiration.

Le circuit d’entrée prioritaire (11) peut être connecté à un circuit d’eau de récupération, pluviale, de lavage,...

Peuvent être ajoutés, un piège à bulles, des clapets anti-retour, des vannes.

L’orifice de vidange (12) peut être branché sur le circuit de sortie (2) par l’intermédiaire d’un système antiretour évitant le flux vers la cuve (10).

Les différents circuits peuvent être montés avec une fonctionnalité différente de celle définie selon la description, ouvrant la possibilité à de nombreux montages.

[0020] Ainsi, le dispositif permet la régulation automatisée d’une alimentation priorisée par exemple pour l’irrigation agricole ou domestique, l’assèchement des fonds sur un navire, l’alimentation alternative des water-closets dans l’habitat collectif ou individuel.

Principe de fonctionnement

[0021] [Fig.2] illustre de façon schématique le fonctionnement du dispositif :

- lorsque le circuit d’entrée prioritaire (11) n’est pas alimenté, (schéma A), le flotteur (7) est en position basse ainsi que le bouchon de bonde (5) qui lui est liée, fermant l’orifice inférieur (4) de la chambre de remplissage (1) ; ainsi, le circuit d’entrée par défaut (3) alimente la chambre de remplissage (1), puis le circuit de sortie (2)

- lorsque circuit d’entrée prioritaire (11) est alimenté, (schéma B), la cuve (10) se remplit, le flotteur (7) monte sous l’effet de la poussée d’Archimède, entrainant vers le haut le bouchon de bonde (5), le liquide passe par l’orifice inférieur du bouchon de bonde (9), par l’orifice latéral du bouchon de bonde (8) et par l’orifice inférieur (4) de la chambre de remplissage (1) pour remplir la chambre de remplissage (1), en même temps que l’obturateur inférieur de bonde (6) réduit, puis obstrue le circuit d’entrée par défaut (3) ; ainsi, le circuit d’entrée prioritaire (11) devient alors la seule source d’alimentation lorsque le flotteur est en position maximale haute

- lorsque l’alimentation par le circuit d’entrée prioritaire (11) s’arrête, le niveau dans la cuve (10) baisse, le flotteur (7) redescend, et en position basse, le bouchon de bonde (5) obstrue l’orifice inférieur (4) de la chambre de remplissage (1), en même temps que l’obturateur inférieur de bonde (6) descend et ouvre le circuit d’entrée par défaut (3) qui devient la source d’alimentation

- l’orifice de vidange (12) vide de la cuve (10) pour assurer la descente du flotteur (7).

[0022] Selon un mode de réalisation, pour permettre l’accès à ses éléments, le dispositif peut comporter un joint de bonde souple permettant en traction et en poussée forcée l’extraction et la remise en place du bouchon de bonde (5), un bouchon démontable fermant la chambre de remplissage (1), une cuve (10) réalisée en deux parties donnant accès au joint de bonde.

Variante 1

[0023] [Fig.3] illustre une variante du dispositif telle que

- le branchement du circuit d’entrée par défaut (3) dans la chambre de remplissage

(1) est positionné plus haut que celui du circuit de sortie (2)

- est ajouté un obturateur solidaire du dessus de la bonde (31) qui obstrue le circuit d’entrée par défaut (3) lorsque le bouchon de bonde (5) est en position haute et le laisse ouvert en position basse.

[0024] Cette variante améliore l’étanchéité du circuit d’entrée par défaut (3).

Variante 2

[0025] [Fig.4] illustre une variante du dispositif qui comporte un mécanisme débrayable et escamotable (32) avec un dispositif d’assemblage (33) en relation avec le bouchon de bonde (5), dissociable de celui-ci, permettant la rotation du bouchon de bonde (5), son blocage dans une position choisie en hauteur et en rotation, ou de le laisser libre, des mécanismes qui limitent la course du bouchon de bonde (5).

[0026] Ainsi, cette variante permet d’ajouter de nouvelles fonctionnalités, en particulier :

- en plaçant l’obturateur solidaire du dessus de la bonde (31) du côté du circuit d’entrée par défaut (3) et en bloquant le bouchon de bonde (5) en bas, on a le passage flux dans les deux sens entre les deux circuits (3) et (2) quel que soit l’alimentation du circuit d’ entré prioritaire (11)

- en plaçant l’obturateur solidaire du dessus de la bonde (31) du côté du circuit d’entrée par défaut (3), et en bloquant le bouchon de la bonde (5) en haut, on a le passage dans les deux sens entre le circuit d’entrée prioritaire (11) et le circuit de sortie

(2)

- en plaçant l’obturateur solidaire du dessus de la bonde (31) en face de l’orifice du circuit de sortie (2) et en bloquant le bouchon de bonde (5) en bas, on a le blocage de tout flux

- en bloquant le bouchon de bonde (5) et ou l’obturateur solidaire du dessus de la bonde (31) en position intermédiaire, on gère les flux entre les circuits.

[0027] Sont créés en plus des fonctions de gestion de flux, de réducteur, de vanne de fermeture.

Variante 3 [0028] Selon une variante complétant la précédente, le dispositif comporte

- un mécanisme débrayable double escamotable avec blocage qui permet de dissocier la position de l’obturateur solidaire du dessus de la bonde (31) de celle de l’obturateur inférieur de bonde (6)

- un obturateur inférieur du bouchon de bonde (6) capable de fermer le circuit de sortie (2) lorsque le bouchon de bonde (5) est en position haute.

[0029] Ainsi, cette variante offre de nombreuses combinaisons additionnelles.

Variante 4

[0030] Une série de variantes comporte un ou plusieurs des éléments suivants :

- plusieurs tuyaux branchés sur la chambre de remplissage (1)

- plusieurs étages de bouchons de bonde (5)

- des dispositifs additionnels de fermeture des circuits.

[0031] Ainsi, sont élargies les possibilités de montage.

Variante 5

[0032] Une série de variantes de montages réalisés avec plusieurs dispositifs utilise un ou plusieurs principes suivants :

- le sens des flux dans la chambre de remplissage (1) est fonction de la pression relative entre les circuits

- le dispositif permet un blocage du flux dans la chambre de remplissage (1) conditionné par l’alimentation du circuit d’entrée prioritaire (11)

- un système de blocage du bouchon de bonde (5) peut déterminer l’ouverture ou la fermeture des circuits (2) et (3)

- un circuit d’entrée prioritaire (11) peut être branché sur un des circuits d’un autre dispositif

- le seuil de déclenchement est lié à différents facteurs, le niveau d’eau dans un réservoir, la hauteur du dispositif et les caractéristiques du bouchon de bonde (5) éventuellement complété par un lest ou un flotteur.

[0033] Ainsi, sont réalisés des montages de plusieurs dispositifs dont les circuits peuvent être branchés de diverses façons, en série, en parallèle ou de façon mixte, utilisant des dispositifs antiretour, avec une disposition des dispositifs à des hauteurs différentes, avec des sélecteurs de circuits montés sur un réservoir à des hauteurs différentes.

[0034] [Fig.5] illustre à titre d’exemple non limitatif une variante du dispositif dans le domaine de l’irrigation, destinée à l’utilisation priorisée de l’eau de pluie, constitué par

- un réservoir (41) branché sur le circuit (42) du dispositif, celui situé du côté de l’orifice latéral du bouchon de bonde (8), précédemment décrit comme circuit de sortie (2), communicant à travers la chambre de remplissage (1) avec le circuit (43), précédemment décrit comme le circuit d’entrée par défaut (3) - un deuxième dispositif dont le circuit d’entrée prioritaire (11 bis) est branché sur le circuit (43) du premier dispositif

- le branchement d’une source d’alimentation (44), par exemple le réseau d’eau, sur le circuit décrit comme l’entrée par défaut du deuxième dispositif (3 bis)- le branchement de l’arrosage sur le circuit de sortie du deuxième dispositif (2 bis).

[0035] Ainsi, le circuit d’entrée prioritaire (11) du premier dispositif, lorsqu’il est alimenté par exemple par un réservoir collecteur, remplit la cuve (10), le bouchon de bonde (5) monte, le circuit d’entrée par défaut (43) est fermé, le flux se dirige vers le circuit (42), puis vers le réservoir (41).

Après arrêt de l’alimentation du circuit prioritaire (11), le bouchon de bonde (5) descend, le réservoir (41) alimente les circuits (42), (43), et (11 bis), et finalement le circuit de sortie (2 bis).

Lorsque le réservoir (41) est vide, le circuit d’entrée prioritaire (11 bis) n’est plus alimenté, le bouchon de bonde (5) du deuxième dispositif descend, et la source d’alimentation (44) alimente le circuit de sortie (2 bis), en charge de l’arrosage.

Variante 6

[0036] [Fig.6] illustre une variante du dispositif concernant une pompe de cale de secours intégrée au circuit de refroidissement à eau du moteur ouvert (provenant de l’extérieur), qui aspire l’eau des fonds éventuelle au lieu de celle provenant de l’extérieur.

[0037] L’invention fait suite à l’analyse suivante :

- le circuit de refroidissement comporte une pompe, un circuit d’entrée et un circuit de sortie constitué par le circuit d’échappement du moteur

- son débit est significatif

- la mise en marche du moteur fait partie des procédures usuelles pour orienter le bateau par rapport à la mer, rejoindre un port, recharger les batteries

- le dispositif bénéficie des qualités de la bonde : sa résistance aux débris, l’étanchéité du circuit principal et sa fiabilité.

[0038] Le dispositif dans cette application est caractérisé en ce que :

- le circuit de sortie (2) est branché sur la pompe d’aspiration du circuit de refroidissement ouvert d’un moteur marin (14)

- le circuit d’entrée par défaut (3) est branché sur l’entrée d’eau extérieure (15) du circuit de refroidissement du moteur

- le circuit d’entrée prioritaire (11) est constitué par l’eau des fonds éventuelle qui remplit la cuve (10) par une ou des ouverture (s) (16) à la partie supérieure de la cuve, munie d’un dispositif de filtration de type d’une crépine

- l’orifice de vidange (12) est constitué par des perforations à la partie inférieure de la cuve (10) - le flotteur (7) est composé de deux éléments reliés par un support, se déplaçant sur les côtés de la chambre de remplissage

- une goupille amovible ou cassante, ou un élément de fixation réalise un blocage réversible du bouchon de bonde (5) en position basse, éventuellement liée à une cordelette ou à câble inséré dans une gaine relié à une tirette.

[0039] Le principe de fonctionnement, illustré par la [Fig.6] est le suivant :

- en fonctionnement habituel, le circuit de refroidissement traverse la chambre de remplissage (1)

- en présence d’eau dans les fonds, la cuve (10) se remplit, le flotteur (7) soulève le bouchon de bonde (5), entrainant le remplissage de la chambre de remplissage (1) et la fermeture l’orifice d’entrée par défaut (3), et ce de façon réversible, autorégulée.

[0040] Ainsi, la pompe du circuit de refroidissement aspire l’eau des fonds au lieu de l’eau venant de la prise d’eau extérieure sans rupture de la continuité de l’alimentation en eau du circuit de refroidissement, condition indispensable au bon fonctionnement du moteur.

La cuve (10), par son ouverture supérieure collecte l’eau des fonds relativement indépendamment de la gite, donnant de la souplesse au fonctionnement du dispositif.

Le filtre à type de crépine filtre les grosses particules.

Un mécanisme de blocage fiabilise l’étanchéité de la bonde selon les mouvements du bateau. Une tirette permet un désengagement rapide sans avoir à ouvrir le coffre moteur.

[0041] Le dispositif offre les bénéfices d’une pompe immergée auto-amorçante pour eaux chargées et pallie nombre des inconvénients des systèmes traditionnels grâce à

- l’absence d’action manuelle continue

- l’absence de nécessité d’une alimentation électrique

- l’absence de prise d’eau supplémentaire

- le faible coût, la facilité d’installation

- l’adaptation quasi universelle en première ou en deuxième monte.

Variante 7

[0042] [Fig.7][Fig.8][Fig.9] illustrent de façon non limitative les principes d’une série de variantes de montage de l’application destinée à la pompe de cale utilisant la prise d’eau externe comme moyen complémentaire d’évacuation, qui comporte

- une pompe électrique (55) ou manuelle (56) ou les deux, branchée (s) entre le dispositif (51) et l’entrée d’eau extérieure (15), avec le flux dirigé vers celle-ci, selon un montage en Y (57) ou en parallèle, avec si nécessaire des dispositifs antiretour (58) intégrés ou additionnels bloquant le flux venant de l’entrée d’eau extérieure (15)

- la mise en route de la pompe électrique (55) par le contacteur électrique du bouchon de bonde (54) - l’option d’une intégration ou du montage complémentaire du dispositif sur la pompe manuelle ou électrique.

[0043] Ainsi, le dispositif permet de bénéficier d’une évacuation complémentaire par la prise d’eau extérieure (58), ce qui augmente de façon significative le débit, pallie une éventuelle panne du moteur, et, offre de plus un avantage commercial en proposant une gamme de produits.

Variante 8

[0044] [Fig.10] illustre une variante du dispositif concernant un montage du dispositif destiné à l’alimentation priorisée des water-closets par une source alternative à l’eau du réseau, qui comporte le branchement du circuit d’entrée par défaut (3) sur l’alimentation du réseau (82), le branchement du circuit de sortie (2) sur le mécanisme de gestion du remplissage (83), et le branchement du circuit d’entrée prioritaire (11) sur une source alternative à l’eau du réseau.

[0045] Ce dispositif peut être complété par un montage qui comporte

- un circuit constitué successivement par un réservoir d’eau de récupération (88), une pompe de relevage (87) si besoin, un tuyau souple (84) qui pénètre dans le conduit d’évacuation des water-closets par un bouchon avec passage de tuyau (x) inférieur (86), qui chemine à l’intérieur de ce conduit d’évacuation, qui sort par un bouchon avec passage de tuyau (x) supérieur (85), qui entre dans le réservoir du water-closets, et enfin, qui est branché sur le circuit d’entrée prioritaire (11) du dispositif (81)

- une entrée du tuyau souple (84) dans le réservoir des water-closets par l’orifice prévu pour une deuxième entrée, ou par le siège de soupape modifié pour cette fonction, ou par un trajet entre l’évacuation et le réservoir des water-closets

- des connecteurs en Y, dans le cas d’un montage de plusieurs water-closets réalisé en guirlande sur le même tuyau souple (84), intégrés à l’un des bouchons avec passage de tuyau (x) (85) ou (86), dont l’installation est facilitée par l’utilisation d’au moins un guide provisoire préalablement introduit par le conduit d’évacuation des water-closets.

[0046] Ainsi, les water-closets sont alimentés de façon prioritaire par de l’eau de pluie ou de lavage, économisant l’eau du réseau (82), grâce à un dispositif simple, sans nécessité d’un deuxième réseau de remplissage apparent, facile à monter en deuxième monte, en particulier sur plusieurs water-closets.

[0047] Les domaines d’applications du dispositif et de ses variantes sont principalement l’irrigation, la gestion de l’eau, en particulier de l’eau de récupération pluviale et de lavage, l’industrie pétrolière, l’assèchement des fonds sur un navire, l’alimentation alternative des water-closets et des circuits de refroidissement, domaines utilisant des eaux chargées.

[0048] Il est bien évident que les différentes variantes du dispositif appartiennent à la même invention sans sortir du cadre de la présente protection.