CA3159294A1 - Systeme de collecte d'eau d'erable, reseau pourvu d'un tel systeme, kit pour assembler, et methodes d'assemblage, d'operation et d'utilisation correspondantes - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne le domaine de la production de sirop d'étable.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un système de collecte d'eau d'érable, et concerne également un réseau pourvu d'un tel système, ainsi qu'un kit destiné à l'assembler, et des méthodes d'assemblage, d'opération et/ou d'utilisation correspondantes. La présente invention est particulièrement différente et avantageuse, dans la mesure où elle permet de changer le contrôle des pompes vacuum et de modifier leur utilisation afin de maximiser l'utilisation efficace des pompes dans le but d'atteindre le meilleur vide possible tout en permettant d'exploiter les caractéristiques de débit de pompe à vide de moins grandes capacités en pression.

Description

SYSTEME DE COLLECTE D'EAU D'ÉRABLE, RÉSEAU POURVU D'UN TEL
SYSTEME, KIT POUR ASSEMBLER, ET MÉTHODES D'ASSEMBLAGE, D'OPÉRATION ET D'UTILISATION CORRESPONDANTES
.. Domaine de l'invention:
La présente invention concerne le domaine de la production de sirop, tel que le sirop d'érable, par exemple, et/ou tout autre type de sirop. Plus particulièrement, la présente invention concerne un système de collecte d'eau d'érable, et concerne également un réseau pourvu d'un tel système, ainsi qu'un kit destiné à
l'assembler, et des méthodes d'assemblage, d'opération et/ou d'utilisation correspondantes.
Description de l'art antérieur:
Il est connu dans l'art qu'une érablière moderne peut se séparer en trois (3) grandes phases "distinctes": a) la collecte de l'eau d'érable, b) le traitement de l'eau d'érable et c) l'évaporation.
Un réseau de collecte conventionnel est normalement constitué d'un ensemble de tuyaux déployés dans une érablière pour assurer le transport de l'eau de l'arbre jusqu'à la station de traitement, la cabane à sucre. Les érablières modernes utilisent des raccords en plastique appelés chalumeaux insérés dans les trous percés dans les érables pour relier les arbres au réseau de collecte. Le réseau de collecte est typiquement maintenu sous un vide partiel pour assurer le bon déplacement de l'eau d'érable et pour maximiser la récolte. Le réseau de collecte est installé pour que la gravité aide les tuyaux à se vider. Ces tuyaux vont arriver dans une station Date Reçue/Date Received 2022-05-18

2 intermédiaire ou dans la cabane à sucre et vont se raccorder à un autre équipement appelé extracteur , qui permet de sortir l'eau d'érable du vide partiel du reste du réseau de collecte. C'est généralement sur un extracteur que la ou les pompes vacuum servant à faire le vide partiel sont raccordées.
Malgré ces façons de faire conventionnelles, il y a toujours un besoin d'améliorer et/ou d'innover, et donc, il serait donc grandement avantageux de trouver une nouvelle façon de gestionner et/ou collecter du liquide (ex. eau d'érable, etc.) au sein d'un réseau hydraulique correspondant, tel que dans le domaine de la production de sirop, par exemple, et de pouvoir le faire de façon plus rapide, plus simple, plus précise, plus efficace, plus économique, plus fiable, plus ajustable, plus polyvalente, plus adaptable, plus durable, plus consciencieuse de l'environnement, plus souhaitable, et/ou de façon améliorée, de ce qui est possible avec la façon actuelle de faire.
Sommaire de l'invention:
Un objet de la présente invention est donc de fournir un système de collecte d'érable (et/ou un réseau comportant un tel système, etc.) qui grâce à sa conception et ses composantes modulables et/ou programmables, satisferait à certains des besoins susmentionnés et serait donc une amélioration par rapport à d'autres systèmes, contrôleurs, réseaux et/ou méthodes connexes connus dans l'art antérieur.
L'objet susmentionné est atteint, tel que sera mieux compris ci-après, par un système de collecte d'érable (et/ou un réseau comportant un tel système, etc.) tel que Date Reçue/Date Received 2022-05-18

3 celui brièvement décrit dans la présente description, et tel que celui exemplifié dans les figures ci-jointes.
Un réseau (ex. circuit hydraulique, montage pneumatique, etc.) doté d'un tel système de collecte d'eau d'érable permet notamment, et avantageusement, de changer le contrôle des pompes vacuum et de modifier leur utilisation afin de maximiser l'utilisation efficace des pompes dans le but d'atteindre le meilleur vide possible tout en permettant d'exploiter les caractéristiques de débit de pompe à vide de moins grandes capacités en pression, etc.
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également un kit avec des composantes correspondantes pour assembler le système et/ou le réseau susmentionné(s).
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également une méthode d'assemblage de composantes du système et/ou du réseau susmentionné(s).
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également une méthode d'opération du système et/ou du réseau susmentionné(s).
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également une méthode d'utilisation du système et/ou du réseau susmentionné(s).
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

4 Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également un jeu de composantes pour être interchangées sur le système et/ou réseau susmentionné(s).
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également une méthode de fabrication de l'une ou l'autre des composantes du système et/ou du réseau susmentionné(s).
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également un produit (ex. eau d'érable, sirop résultant, etc.) ayant été obtenu avec le système, le réseau, le kit, et/ou la(les) méthodes(s) susmentionné(e)(s).
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise également une méthode de faire des affaires avec le système, le réseau, la(les) composante(s) correspondante(s), le kit, la(les) méthodes(s), le jeu et/ou le produit susmentionné(e)(s).
Les objets, avantages, et autres caractéristiques de la présente invention deviendront plus apparents à la lecture de la description non limitative qui suit des modes de réalisation préférentiels de l'invention, montrés dans les dessins ci-joints, et donnés à titre d'exemple seulement.
Brève description des dessins annexés:
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

5 La Figure 1 représente une vue schématique d'un montage pneumatique de l'invention d'un système de collecte d'eau d'érable selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
La Figure 2 représente une vue schématique d'un contrôleur (ex. logique d'opération à deux pompes) pour système de collecte d'eau d'érable selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
Description de modes de réalisation préférentiels de l'invention:
Dans la description suivante, les mêmes repères numériques font référence à
des composantes semblables. Les modes de réalisation (géométries, dimensions, etc.) illustrés dans les figures et les caractéristiques décrites dans la demande sont préférentiels seulement, donnés à titre indicatif seulement.
De plus, bien que la présente invention soit conçue principalement pour la collecte d'eau d'érable, telle que destinée pour la production de sirop d'érable, par exemple, l'invention peut être utilisée avec tout autre type de système et/ou pour toute autre type d'application et/ou de fin utile, tel qu'évident pour une personne versée dans l'art. Par conséquent, des expressions telles que "collecte", "eau", "érable", "production", "sirop", etc., telles qu'utilisées dans la présente, et/ou toute autre référence et/ou autre expression équivalente ou semblable à ces dernières ne doivent pas être considérées comme limitant la portée de la présente invention et incluent tout autre objet/substitut et/ou toute autre application avec lesquels la présente invention peut être utilisée et peut être utile, tel qu'évident pour une personne versée dans l'art.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

6 De plus, bien que les modes de réalisation préférentiels du système illustré
comportent plusieurs composantes, toutes ces composantes ne sont pas nécessairement essentielles à l'invention et conséquemment ne doivent pas être prises dans leur sens restrictif, c'est-à-dire ne doivent pas être considérées de façon à limiter la portée de la présente invention. On doit y comprendre, tel qu'évident pour une personne versée dans l'art, que d'autres composantes et géométries appropriées et/ou d'autres coopérations possibles entre celles-ci peuvent être utilisées pour le système selon la présente invention, telles qu'elles seront décrites ci-dessous, sans départir de la portée de l'invention.
De plus, les expressions telles que "système", "contrôleur", "programme", "logiciel", "rétrofit", "panneau de contrôle", "kit", "dispositif", "ensemble", "mécanisme", "produit", "appareil", "réseau", "circuit", etc., ainsi que toute autre expression équivalente et/ou mots composés de celles-ci, pourront être utilisées de façon interchangeable dans le contexte de la présente description, tel qu'évident pour une personne versée dans l'art. Ceci s'applique également pour d'autres expressions qui sont mutuellement équivalentes, telles que, par exemple: a) "production", "transformation", "raffinement", "caramélisation", "cuisson", "densification", "modification", "évaporation", etc.; b) "fluide", "liquide", "eau", "sève", "produit", etc.; c) "réseau", "circuit", "tuyauterie", "conduit(s)", "tube(s)", etc.; d) "fluide", "hydraulique", "liquide", "pneumatique", etc.; e) "contrôleur", "commande", "ordinateur", "circuit", "hardware", "software", "logiciel", "composantes électrique(s), électronique(s) et/ou informatique(s)", etc.; ainsi que toutes autres expressions mutuellement équivalentes, reliées aux expressions susmentionnées et/ou à tous autres aspects structurels et/ou fonctionnels de la présent invention, tel qu'également évident pour une personne versée dans l'art.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

7 De plus, dans le contexte de la présente description, on doit considérer que tous les objets allongés ont implicitement un "axe longitudinal" et/ou une "ligne de centre", tel que l'axe longitudinal d'une tige, par exemple, ou la ligne de centre d'un conduit, et que les expressions telles que "connecté(e)" et "apte à être connecté(e)", ou "pivotante" et "apte à être pivoté(e)", peuvent être interchangées et sont mutuellement équivalentes, en ce que la présente invention concerne également un kit avec des composantes correspondantes pour assembler un système, contrôleur et/ou réseau résultant pleinement assemblé(s) et opérationnel(s) pour mettre en oeuvre la présente méthode et/ou obtenir tout produit/résultat résultant et/ou dérivé.
De plus, certaines composantes du présent système et/ou étapes de la présente méthode (ex. d'assemblage, d'opération, de logique, etc.) étant décrites dans le présent mémoire descriptif peuvent être modifiées, simplifiées, omises et/ou interchangées, sans se départir de la portée de la présente invention, dépendamment des applications particulières pour lesquelles le présent système est conçu et/ou destiné, et dépendamment aussi des résultats souhaités, tel que brièvement décrit dans la présente et tel qu'évident aussi pour une personne versée dans le domaine.
De façon générale, la présente invention, telle qu'illustrée dans les figures ci-jointes, concerne le domaine de la production de sirop, tel que le sirop d'érable, par exemple, et/ou tout autre type de sirop. Plus particulièrement, la présente invention concerne un système de collecte d'eau d'érable, et concerne également un réseau pourvu d'un tel système, ainsi qu'un kit destiné à l'assembler, et des méthodes d'assemblage, d'opération et/ou d'utilisation correspondantes.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

8 La lecture des paragraphes suivants, associés aux dessins, permettra de mieux comprendre comment les avantages annoncés sont associés aux nouveautés techniques de l'invention.
Notamment, la présente invention prend sa place dans la phase de collecte d'eau d'érable, et elle est particulièrement différente et avantageuse, dans la mesure où elle a pour but et permet de changer le contrôle des pompes vacuum et de modifier leur utilisation afin de maximiser l'utilisation efficace des pompes dans le but d'atteindre le meilleur vide possible tout en permettant d'exploiter les caractéristiques de débit de pompe à vide de moins grandes capacités en pression, etc.
D'autres aspect(s), objectif(s), mode(s) de réalisation, et/ou avantage(s) de la présente invention, tous étant préférentiels et/ou optionnels, sont brièvement décrits ci-dessous et dans les sections suivantes.
1. Concernant "montages possibles du système":
Le montage visé par l'invention est à deux pompes à vide, mais il s'appliquerait autant à plus de pompes. Dans les exemples, pour fin de simplicité, deux pompes seront utilisées.
Sur la Figure 1, le montage pneumatique complet de l'invention est détaillé.
L'air aspiré du réseau de collecte entre dans le système par l'entrée notée Lignes , un capteur de vacuum appelé VS1 permet de lire le niveau de vide appliqué
sur le réseau de collecte. Un filtre est présent sur le schéma, mais il n'est pas critique pour l'opération de l'invention. L'air sortant des pompes est envoyé aux sorties Date Reçue/Date Received 2022-05-18

9 appelées Extérieur . La valve qui dévie la sortie de la pompe VAC1 appelée VPS1 est montrée dans le schéma comme étant une valve trois voies, mais deux valves coordonnées peuvent effectuer le même changement de configuration.
FE1 et FE2 sont des valves anti-retours qui permettent un niveau de sécurité
plus élevé du système comparativement à l'utilisation de valves normales.
Quand le système est en configuration de débit, l'air à pomper arrive de l'entrée Lignes et se sépare en deux pour passer dans FE2 pour aller dans VAC2 et VAC1 directement. La sortie de VAC1 passe par VSP1 qui est orientée pour envoyer l'air pompé vers la sortie Extérieur . L'air qui est pompé par est envoyée directement à l'extérieur.
Quand le système est en configuration de haut vacuum, la valve VSP1 oriente l'air de la sortie de la pompe VAC1 dans l'entrée VAC2 , ce qui partage le différentiel de pression d'air entre les deux pompes. Dans le cas où une des deux pompes aurait un problème l'empêchant d'opérer, FE1 et FE2 vont laisser passer l'air pour que le système continue l'opération sans autres problèmes.
2. Concernant "opération de l'invention" (ex. système typique/préférentiel et/ou optionnel):
L'opération typique de l'invention se divise en six (6) états distincts (certains d'entre eux étant optionnels, tel qu'expliqué ci-dessous). Le schéma à la Figure 2 illustre les changements d'états et les conditions de changement.
2.1. Concernant l'état "arrêt":
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

10 L'état d'arrêt est le premier état du système. En état d'arrêt, les multiples pompes sont toutes en arrêt et la valve VPS1 est mise en position prête pour être mise en opération. Le système va changer d'état et aller en marche parallèle lors d'une demande de démarrage si aucune condition d'erreur n'est détectée.
2.2. Concernant l'état "marche parallèle":
L'état de marche en parallèle est le premier état de pompage du système, où
le niveau de vide sur le réseau ne dépasse pas les capacités des pompes du système.
Les pompes sont mises en parallèle par le positionnement de la valve VPS1 dans un état laissant l'air sortir de la pompe VAC1 directement à l'extérieur.
Le pompage en parallèle va continuer jusqu'à l'atteinte d'un seuil de vide sur le système qui est déterminé par la pompe la plus limitée du système, à quel point la transition vers un montage en série va s'effectuer. En cas d'erreur, le système pourrait aller en état d'alarme pour continuer à fonctionner de façon limitée.
2.3. Concernant l'état "transition série":
La transition série est un état intermédiaire non-essentiel. Dans un système qui permettrait le contrôle de vitesse des pompes, il permettrait de gérer la transition à
l'aide d'une vitesse ou d'une courbe de vitesse à respecter pour effectuer une transition fluide entre l'état série et parallèle. Quand le circuit pneumatique a terminé
son transfert, la transition est considérée terminée. Un délai pourrait être ajouté pour des systèmes imparfaits qui auraient des caractéristiques de pompes causant une baisse du niveau de vide à la transition.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

11 2.4. Concernant l'état "marche série":
L'état de marche en série est l'état d'opération nominale du système. Les multiples pompes sont en fonction lors de cet état, et dans les cas où un contrôle du niveau de vide est désiré, il contrôle un ou des éléments de contrôle (valve, variateur de vitesse, autre) pour maintenir le niveau de vide désiré. Cet état va se terminer en cas d'alarme, de demande d'arrêt ou par un seuil de niveau de vide.
2.5. Concernant l'état "transition parallèle":
L'état de transition parallèle est non-essentiel. Dans un système qui permettrait le contrôle de vitesse des pompes, il permettrait de gérer la transition à
l'aide d'une vitesse ou d'une courbe de vitesse à respecter pour effectuer une transition fluide entre l'état parallèle et série. Quand le circuit pneumatique a terminé son transfert, la transition est considérée terminée. Un délai pourrait être ajouté pour les systèmes où
le passage en parallèle ferait momentanément monter le niveau de vide au-dessus du seuil de transfert.
2.6. Concernant l'état "alarme":
L'état d'alarme est non-essentiel. Il est représenté car la plupart des pompes utilisées vont devoir avoir un ou des points de mesure d'état pour confirmer que son opération peut continuer (température, vibration, différentiel de pression, autres). Il représente un état de gestion d'erreur où le système peut continuer son opération dans un état sécuritaire, ou qui garde le système en arrêt en cas de faute grave.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

12 Encore une fois, la lecture des paragraphes suivants, associés aux dessins, permettra de mieux comprendre comment les avantages annoncés sont associés aux nouveautés techniques de l'invention.
Notamment, le présent système de collecte d'eau d'érable (et les différents aspects inventifs de celui-ci) peut(peuvent) se matérialiser sous différentes formes et/ou expressions, comportant une et/ou plusieurs des composantes et caractéristiques décrites et/ou illustrées dans le présent mémoire descriptif (et/ou différente(s) combinaison(s) et/ou permutation(s) de celles-ci), données à
titre de mode(s) de réalisation(s) préférentiel(s) et/ou optionnel(s) seulement.
De plus, plusieurs changements, ajouts, modifications et/ou altérations peuvent être apportés au présent système de collecte, sans changer ni altérer la nature et la portée de la présente invention.
Par exemple, et bien que de façon générale, tel que mieux qu'illustré dans les figures ci-jointes, le présent système de collecte d'eau d'érable est utilisé
pour la production de sirop d'érable, il est à noter que l'expression "sirop d'érable"
dans la cadre du présent mémoire descriptif doit être interprétée de façon "large"
dans la mesure où le présent système peut être utilisé pour la production de d'autres types de sirops et/ou avec d'autres types de fluide(s), tel qu'évident pour une personne versée dans le domaine.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

13 De plus, concernant le "contrôleur", et/ou la gestion du "contrôle" du système de collecte d'eau d'érable, il est important de mentionner que tout autre type de "contrôleur" que celui décrit dans la présente demande pourrait être utilisé
pour le présent système de collecte, dans la mesure où ce "contrôleur" peut être un mécanisme mécanique, électromécanique, électronique, mécatronique, processeur et/ou ordinateur qui peut être programmé avec des paramètres devant être maintenus comme lors de l'opération du système de collecte d'eau d'érable, tel qu'également évident pour une personne versée dans le domaine.
Tel que peut être maintenant mieux apprécié au vu de ce qui précède, la présente invention est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet notamment de changer le contrôle des pompes vacuum et de modifier leur utilisation afin de maximiser l'utilisation efficace des pompes dans le but d'atteindre le meilleur vide possible tout en permettant d'exploiter les caractéristiques de débit de pompe à
vide de moins grandes capacités en pression, etc.
En effet, le présent système permet de gestionner et/ou collecter du liquide (ex. eau d'érable, etc.) au sein d'un réseau hydraulique correspondant, tel que dans le domaine de la production de sirop, par exemple, et de pouvoir le faire de façon, plus rapide, plus simple, plus précise, plus efficace, plus économique, plus fiable, plus ajustable, plus polyvalente, plus adaptable, plus durable, plus consciencieuse de l'environnement, plus souhaitable, et/ou de façon améliorée, de ce qui est possible avec la façon actuelle de faire.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

14 Notamment, parmi les différents avantages et/ou diverses composantes/caractéristiques préférentielles de la présente invention, celle-ci permet, par exemple, et entre autres, ce qui suit:
a) les deux (ou plusieurs) pompes peuvent être raccordées en série lorsqu'un haut niveau de vide est requis, ou en parallèle lorsqu'une importante masse d'air, à faible niveau de vide, a besoin d'être déplacé;
b) la transformation du raccordement de série à parallèle et vice-versa peut être effectué manuellement, mécaniquement, et/ou électro-mécaniquement;
c) la consommation énergétique des pompes peut être optimisée par le changement de raccordement, de vitesse de pompe en fonction des caractéristiques des pompes et du niveau de vide visé; et d) le débit de chaque pompe à vide peut être modulé mécaniquement et/ou par variation de la vitesse de la pompe - le débit de chaque pompe peut être modulé selon les besoins et indépendamment ou non d'une pompe à
l'autre - au besoin, les pompes peuvent être arrêtées et démarrées indépendamment.
Finalement, et selon la présente invention, le système, contrôleur (et/ou réseau résultant) et ses composantes correspondantes sont préférablement faites de matériaux substantiellement rigides, tels que des matériaux métalliques (acier inoxydable, etc.), des polymères endurcis, des matériaux composites, et/ou tout autre matériau adéquat, tandis que les autres composantes du système selon la présente invention, dans le but d'obtenir les avantages discutés ci-dessus, peuvent être faits de tout autre matériau approprié, tels que des matériaux polymériques (plastique, caoutchouc, etc.), et/ou tout autre matériau convenable, dépendamment des Date Reçue/Date Received 2022-05-18

15 applications particulières pour lesquelles le système est conçu et les différents paramètres en cause, tel qu'évident pour une personne versée dans l'art.
Bien que la présente invention ait été précédemment expliquée par le biais de réalisations préférentielles de celle-ci, il doit être précisé que toute modification à ces réalisations préférentielles n'est pas considérée changer ni altérer la nature et la portée de la présente invention. En effet, la(es) revendication(s) ci-jointe(s) ne doit(doivent) pas être limitée(s) dans sa(leur) portée(s) par les réalisations préférentielles illustrées dans les exemples, mais doit(doivent) recevoir l'interprétation la plus large qui soit conforme à la description dans son ensemble.
Date Reçue/Date Received 2022-05-18

Claims (4)

Revendications:

1. Un système de collecte d'eau d'érable comprenant au moins une composante et/ou caractéristique telle que décrite dans le présent mémoire descriptif.

2. Un réseau de collecte d'eau d'érable étant pourvu d'un système selon la revendication 1.

3. Un kit avec des composantes correspondantes afin d'assembler un système de collecte d'eau d'érable selon la revendication 1.

4. Un kit avec des composantes correspondantes afin d'assembler un réseau de collecte d'eau d'érable selon la revendication 1.