Brevet FR2441070A1 — publié le 19800606

La présente invention concerne une pompe voluiétrique utilisable notamment pour pomper l'eau de puits ou de forages,et comportant un mécanisme de surface qui transmet un mouvement alternatif au mécanisme de fond comportant en particulier un piston mobile dans un cylindre fixé au bas de la conduite de refoulement. Le mécanisme de surface habituellement utilisé comporte un balancier ou un volant articulés autour d'un axe horizontal et ce mécanise transforme le mouvement d'oscillation ou de rotation du balancier ou du volant en un mouvement alternatif qui est transmis au piston mobile du mécanisme de fond et qui donne à ce dernier piston un mouvement alternatif rectiligne. Le mécanisme de surface habituello- ment utilisé comporte l'arbre horizontal, des supports, bagues ou paliers, et le balancier ou le volant. I1 peut Titre avantageux, au point de vue de la simplicité et de la robustesseb de supprimer ce mécanisme et d'actionner directement, à la main, en un mouvement rectilige alternatif, une poignée ou toute autre pièce liée à la tringlerie, et de donner ainsi à cette pièce de commande la mOse course que celle qui sera donnée au piston. Les dispositions du présent brevet concernent la réalisation d'une pompe à traction directe, de la poignée de commande au piston, et comportant des perfectionnements pour la faciliter de manoeuvre, pour la robustesse, pour la construction et pour faciliter la aise en place et le réglage de l'ensemble. Le mécanisme de surface est ramené à un simple dtspositif de gui dage rectiligne placé dans l'axe du réservoir qui reçoit lte u élevée par la pompe. La pièce guidée en mouvement rectiligne alternatif est un tube permettant d'obtenir une rigidit suffisante pour un faible postas Ce tube est guidé, à sa partie inférieure, dans le socle de la pe et, b Sa partie supérieurs, par une bague logée dans le besoin placé au sommet du réservoir. Ce réservoir, qui sert également de corps protégeant le mécanisme supérieure n'a pas de fond et il est posé sur le socle de la pompe avec interposition d'une feuille de caoutchouc ou tout autre joint plastique et élastique assurant l'étanchéité du fond.Par la suite de cette disposition et de l'abj- ence dé fond du réservoir, le tube de commande peut titre lis en place et la butée de fin de course de descente est parfaiteaent accessible pour le réglage de la course. Après ce réglage, le réser i voir peut être posé et il vient coiffer et protéger le mécanique. La tringlerie de commande comporte en particulier des tringles *n bois léger de forte section produisant, quand la pompe est en service, (tube de refoulement rempli d'eau), l'allégement de l'ens- emble par la poussée de l'eau sur le volume important du bois de faible dansité. La poussée ascenaionnelle peut, dans certains cas, être suffisante pour dépasser le poids apparent de toute la partie mobile et dans ce cas il faut exercer un effort pour enfoncer la poignée ou la pièce de commande de la pompe. Le travail ainsi fourni est ensuit restitué, celà diminue l'effort à exercer ensuite pour soulever la tringlerie et le piston. La butée en fin de course de descente sefait sur une bague réglable placée au fond du réservoir ; la butée en fin de course de monté se fait sur le dessous de la même butée, par l'appui d'un manchon de liaison placé entre le bas du tube et le haut de la tringlerie bois. Ainsi il n'existe pas de butée en haut du réservoir et aucune pièce ne peut venir pincer ou serrer les mains ou les doigts lors de la descente de la poignée ou de la pièce de commande. Le tube de commande comporte deux éléments réunis par un manchon. L'élément supérieur est icelui qui apparait à l'extérieur lors de l'ascension de la tringlerie. L'élément inférieur, percé de trous pour permettre la circulation de l'eau demeure cachédans le réservoir ou dans le tube de refoulement. A sa partie supérieure, l'lé- ment supérieur est fermé par un bouchon sur lequel est vissé ou soudé la partie inférieure de la poignée ou de la pièce de commande du mécanisme.L'eau s'écoule librement du réservoir par un tuyau sensiblemement horisontal ou un bec fixé dans la partie haute de ce réservoir Par suite de l'allègement de l'ensemble en mouvement alternatif lié su piston et de la flottabilité de la tringlerie bois, l'effort de traction à exercer sur le piston pour élever l'eau est inférieur à celui cul résulterait de l'emploi d'une tringlerie métallique et il est sensiblement constant durant toute la course de montée du 'ston. Mais, dans le cas d'utilisati n de la pompe pr de jeunes enfants de moins de 10 ans com e celà se produit fréquement dans les villages, l'effort minimum de traction peut encore demeurer trop élevé et d'autre part, toute la co rse ne peut as être utili sée. Pour remédier à cet inconvenient sa.s reluire le débit possible, un ressort travail ant en compression peut être logé dens le réservoir et peut ttre comprimé par une partie de la fin de course de descente et restituer cet effort pour diminuer ou annuler l'effort de tracnécessaire pour une partie de 1 course de monte du piston. ba circulation de l'eau entre le cylindre et le réservoir du mécanisme me de surface se fait dans le tube de refoulement dans lequel est logé la tringlerie. La tringle en bois occupe une partie importante de la section du tube de refoulement et la circulation d'eau se fait dans les espaces compris entre la section carrée ou rectangulai re de la tringle et la surface cylindrique intérieure du tube de refoulement. Le cylindre placé au bas de la conduite de refoulement a un alesage moindre que celui des pompes à main commandées par levier ou volant mais la course est plus grande. Pour faciliter l'amorçage et la remise en marche de la pompe, l'espace nuisible est réduit et le clapet de refoulement est placé aussi près que possible du clapet d'aspiration. Le piston, de petit diamètre, peut circuler dans la conduite de refoulement et l'ensemble du piston et de la tringlerie peut être retiré après un simple de-rntsge démontage d du bouchon du réservoir ou ou du réservoir lui-mtme. Dans la planche unique annexée, la figure I représente le mécanisme de surface et la partie supérieure du tube refoulement et de la tringlerie ; la figure 2 est une coupe AA de la tringlerie et du tube de refoulement ; la figure 3, montre le mécanisme de fond et la partie inférieure du tusse de refoulement sert à la fois de réservoir d'eau et porte le bec d'écoulement 2. Ise fond de ce réservoir I est ouvert et il repose par l'intermédiaire d'une feuille élastique et plastique 3, qui assure l'étanchéité, sur le socle 4 qui est une feuille de tôle épais ou éventuellement une plaque de fonte.Le socle 4 porte un manchon 5, taru:ié, oui reçoit à sa partie supérieure une bague 6 oui coupe le rôle de guide et de butée pour le tube 7 qui est relié à sa partie intérieure, par un manchon 8 à la tringlerie bois. re manchon vient tuter, en fin de course de montée, sur la partie inférieure de la bague 6 oui joue ainsi le rôle de butée en course de descente et en course ue montée. Cette bague o peut être regrée en hauteur peser vissage ou dévissage dans le menchon > . Le manchon 8 reçoit à sa partie supérieure le tube 9 qui est guide a sa partie supérieure dans la bague 10 fixée dans le bouchon Il oui est lui même vissé (ou fixé par tout autre moyen) dans le corps I. Le tube inférieure 7 qui estplacé sous le corps I est percé de trous pour faciliter la circutation de l'eau élevée par le piston; au contraire le tube 9 qui est dans le corps I est lisse. Un ressort de compression I2 peut outre placé au fond du réservoir I, s'appuyant, dans le fond de ce réservoir I entre la paroi du réservoir et la surface cylindrique extérieure du manchon 5. Ce ressort I2 e'appuie , à sa partie supérieure, sur un plateau I3 percé de trous, ou sur une étoile solidaire du tube 9. Les trous ou ouvertures de ce plateau 13 ou de cette étoile 13 doivent réduire la résistance opposée par l'eau au mouvement de va et vient dans le réservoir I. Le ressort I2 a une hauteur relativement faible et son effet ne s'exerce pas pendant la totalité de la course du plateau I3. Le ressort I2 emmagasine le travail produit pour le comprimer, il réduit éventuellement le choc de fin de course et restitue le tra vail en facilitant le début de la course de mQLtdé du plateau 13, du tube 9, de la tringlerie et du piston. Il permet à des enfants d'utiliser la pompe par une course réduite et avec un faible effort de traction.Le manchon & fixé à la partie in-ferieure du tube7, reçoit, i sa partie inférieure, la tringle I4, contituant un volume de densité inférieure à I, cette tringle peut outre homogène, en bois par exemple, ou hétérogène, par exemple composée d'une enveloppe résistante remplie d'air ou de mousse plastique et imper- mé & lê légère. L'extrémité supérieure de la tringle I4 est tournée et filetée auxmêmes dimensions que les extrémités du tube 7. La tringle I4 comporte quatre surface d'apnui composant les éléments d'une surface cylindrique de diamètre légèrement inférieure au diamètre intérieur du tube de refoulement 15 dans lequel elle circule. Dans l'exemple de la figure de la tringle I4 est en bois, de section carrée avec les angles tournés suivant un cylindre de diamètre inférieur à l'alésage du tube de refoulement I5; ceci permet le guidage de I4 dans 15. La figure 2 de la plaiche unique montre, en coupe, le cylindre 15 et la tringle I4, de section carre avec ses angles tournés cylindriques. L'eau pompée circule dans les espaces compris entre la tringle et le cylindre, ensuite par les trous du cylindre 7 et par les jeux ménagés dans les guidages. La figure 3 est une coupe du mécanisme de fond. Dans cette figure la tringle 14 est visse dans un manchon Io qui reçoit à son ext rémité inférieure le tube de liaison I7 qui est vissé ou collé dans le manchon 16. Une pointe torsadée inoxydable 18 est enfoncée, (par un trou préalablement percé dans le manchon) dans la partie de la tringle 14 qui est vissée dans le manchon 16. Cette pointe 18 est destinée à empêcher un dévissage accidentel de la tringle 14 par rapport au manchon 15. Le même dispositif de sécurité, avec une pointe 18 peut être utilisé partout oû la tringle bois 14 est vissée dans un manchon.Le manchon 16 peut reposer, par un appui conique 19, comme dans la figure, ou par un appui plan, sur l'extrémité ou sur une butée du cylindre 20 qui est relié au tube de refoulement 15 par un manchon 21 ; la liaison avec ce manchon peut être vissée, soudée ou collée. Le cylindre 20 peut entre en une seule pièce comme dans la figure, ou en deux pièces reliées par entretoises annulaires vissées, soudées ou collées. Le cylindre 20 reçoit à sa partie inférieure un manchon à l'extrémité inférieure duquel peut Titre fixé le tube d'aspiration avec ou sans crépine, non représenté. Un siège 23 est fixé à la base du cylindre 20, ou pincé entre le cylindre 20 et l'extrémité du tube d'aspiration, ou vissé ou collé dans le manchon 22. Ce siège porte un clapet d'aspiration 24 qui peut être conique, ou à ailettes comme dans la figure, ou plat, ou composé d'une ogive avec joint torique. Sur le tub de liaison 17 est fixé la garniture ou Joint de piston qui peut être à chevrons comme dans la figure ou de tout autre modèle, et qui peut être logée dans une boite à garniture liée à 17. Au dessous de cette garniture est placée la boite à clapet 27 portant le clapet de refoulement analogue au clapet d'aspiration 24. La disposition du clapet de refoulement au dessous des garnitures ou du Joint du piston réduit l'espace nuisible compris entre le clapet d'aspiration et le clapet de refoulement. Ceci facilite l'amorçage de la pompe et améliore le rendement. Le tube de liaison 17 est percé de trous permettant la circulation de l'eau vers le tube de refoulement 15. Par suite de l'existence le la butée sur l'appui 19, la boite à clapet de refoulement 27 ne peut venir frapper sur le siège 23 du clapet d'aspiration. Le Jeu et le volume libres entre 27 et 23 peuvent être réduits suivant les conditions d'usinage et de montage. L'extrémité inférieure de la boite 23 comporte une partie conique ou un chanfrein destinés à faciliter l'engagement du bloc lié au piston lors de la descente de l'ensemble du piston et de la tringlerie pour montage ou après réparation. REVENDIÁTIONS. I.Pompe comportant un mécanisme de surface transmettant une oscillation verticale au piston du mécanisme de fond par une liaison rigide comprenant en particulier une tringlerie légère. Cette pompe est caractérisée par le fait que la tringlerie bois ou en une autre matière, de section et de volume suffisants, reçoit, dans la conduite de refoulement normalement remplie d'eau, une poussée ascensionnelle (poussée d'Archimède) au moins suffisante pour équilibreur le poids apparent du piston et de tous les éléments liés au piston et à la tringlerie et que, de ce fait, la tririglerie, le piston et les éléments qui leur sont liés ont tendance à monter ou au moins à rester en équilibre dans la pompe en fonctionnement. 2.Pompe suivant I caractérisée par le fait que le guidage de la tringlerie est assuré par le profil des éléments qui la composent, c'est à dire que la tringlerie ne porte pas d'éléments spéciaux fixés sur elle destinés à son guidage, mais que Sa propre forme permet le guidage dans la conduite de refoulement de section circulaire, tout en laissant libre une section de passage suffisante pour la circulation de l'eau. 3.Pompe suivant Iet2 caractérisée par le fait que la manoeuvre est assurée par une pièce ou une poignée exerçant une traction directe sur le piston. Cette poignée peut être fixée sur la tringlerie légère elle mime, ou sur un tube cylindrique qui la surmonte 4.Pompe suivant 3 caractérisée par le fait que la butée de fin de course supérieure et de fin de course inférieure est assurée par une même bague fixée au socle de la pompe, et dans laquelle coulisse un tube lié à la tringlerie, ce tube portant deux manchons qui viennent buter l'un sur le haut de la bague, l'autre sur le bas de la baguez à l'intérieur de la pompe et hors de portée de 1'opérateur. 5.Pompe suivant 4 comportant des tringles en bois léger, et caractérisée par le fait que la liaison entre tringles e t saurée par des manchons taraudés sur une section circulaire plus petite que celle de la tringle, et duns laquelle le desserrage du filetage est empêché par une pointe torsadée inoxydable enfoncée radialement dans le bois de la tringle en passant par un trou préalablement percé dans le manchon 6.Pompe suivant 4 et 5 caractérisée par le fait que le réservoir portant le bec d'écoulement d'eau de la pompe n'a pas de fond, l'étancléité étant assurée par une feuille dlestioue et plastique ou un Joint interposé entre le pied de ce réservoir et le socle, ce gui permet d'effectuer les opérations de démontage et de renon- tage et de réglage de course sans être géné par ce réservoir qui peut être remis en place sans nécessiter de nouveau réglage. 7.Pompe suivant 1,2 et 5, caractérisée par le fait que les diamètres d'encombrement du cylindre, de la tringlerie et de toutes les pièces qui sont liées sont moindres que le diamètre intérieur de la conduite de refoulement ; ceci permet de démonter le piston et le clapet de refoulement sans démonter ni déplacer la conduite de refoulenent. 8.Pompe suivant 1 et 4 caractérisée par le fait qu'un ressort de compression logé dans le réservoir formant corps de pompe, est comprimé en fin de course de descente et se détend, en diminuant l'effort d'élévation de l'eau durant une partie de la course de pompage. Ceci facilite la manoeuvre pour les enfants qui peuvent comprimer le ressort en fin de course de descente et remonter plus facilement l'eau avec l'aide du ressort durant le début de la course de tondSho-(eareKsde pawpage). 9.Pompe suivant l'ensemble des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le clapet de refoulement est placé au dessous du piston et que le refoulement s'effectue par une conduite tubulaire passant à 11 intérieur du piston. Le clapet de refoulement est très proche du clapet d'aspiration et la chambre existant entre les deux clapets est de faible volume, ce qui réduit l'espace nuisible et facilite l'amorçage. 10.Pompe suivant 9, caractérisée par le fait que la boite du clapet d'aspiration, placée sous le piston et constituant la pièce inférieure de tout l'ensemble mobile lié au piston est chanfreinée suffisamment à sa pertie inférieure pour éviter tout accrochage lors de la descente de l'ensemble lié au piston.