Brevet FR2473126A1 — publié le 19810710

- DESCRIPTION Pompe aspirante foulante permettant le pompage des liquides ss toutes les profondeurs. LB présente invention concerne les pompes à liquide et plus particulièrement les pompes aspirantes foulantes. Dans les systèmes de pompes actuellement utilisés, l'aspiration des liquides est dû à l'effet de la pression atmosphérique et par conséquent limitée en profondeur. Par ailleurs, le refoulement à des hauteurs importantes nécessite la mise en place de moteurs d'entratnement puissants et la position que ces derniers doivent avoir å l'intérieur même des puits entraîne parfois des travaux dtinfracstructure importants. Le système suivant l'invention permet d'éviter de tels inconvénients. Par celui-ci, en effet, il est possible 'e pomper tous les liqides, de l'eau en particulier, à toutes les profondeurs, sans pour autant avoir a réaliser de gros travaux d'infracstructure, car en effet après forage un simple tubage suffit à la mise en place du système qui peut etre actionné soit manuellement, soit mécaniquement. Conformément A l'invention et tel qu'il apparat sur la vue en coupe shématisée non représentée à l'échelle, annexée a la présente demande, le système de pompage est constitué de deux tubes cylindriques C et D de même capacité, reliés entre eux 9 leur extrémité inférieure qui plonge dans le liquide å pomper F. A proximité de cette extrémité et a l'intérieur de l'un des tubes se trouve placé un dispositif de pompage comportant trois pistons I, 2 et 3 dietant l'un de l'autre et rendus solidaires entre eux par un axe tubulaire qui les relie (4). Cet ensemble de trois pistons est mobile å l'intérieur de ce tube qui en l'occurence fait effet de corps de pompe. A proximité de l'extrémité opposée, deux pistons de transmission A et B sont placés respectivement à l'intérieur de chaque tube. Lors de l'utilisation les deux tubes ainsi que le système de pompage placé å l'intérieur de l'un d'eux sont remplis du même liquide que celui å pomper. Ainsi donc, les pressions qui s'exercent sur les pistons ; et 2 situés aux deux extrémités du dispositif de pompage sont sensiblement les mêmes. Tel qu'il apparat sur la vue en coupe shématisée annexée, ce dispositif de pompage comporte 3 pistons I, 2 et 3 rendus solidaires entre eux par un axe creux (4) ouvert à ses deux extrémités (I6). Ces trois pistons peuvent donc se déplacer sur un pl.i vertical sous l'effet d'un déséquilibre des pressions qui s'exercent å chaque extrémité de cet ensemble. Les deux cloisons fixes 6 et 7 intercalées entre les pistons ont pour effet de porter & quatre le nombre des chambres de l'ensemble. les clapets 12, 13 et I4 permettent lors du pompage le passage du liquide d'une chambre å l'autre. En imposant donc aux deux pistons A et B un mouvement de bascule, soit mécaniquement, soit manuellement comme shématisé sur le dessin annexé, on augmente alternativement les pressions du liquide contenu à l'intérieur des tubes (C) et (D) et l'on met ainsi le dispositif de pompage en mouvement. En effet, si dans un premier temps, le piston A est sollicité vers le bas, simultanément dans un mouvement inverse, le piston B qui est muni d'une soupape (5) montera de la même amplitude, soupape ouverte : le liquide contenu à l'intérieur des tubes transmettant aux trois pistons It 2 et 3 du dispositif de pompage, les mêmes mouvements que ceux imposés aux pistons A et B. I1 y aura donc dans ce premier temps déplacement de cet ensemble de mistons verssle bas.Ce déplacement aura pour effets simultanés I / d'augmenter le volume des chambres 9 et II. 20/ de diminuer le volume des chambres 8 et IO, d'où augmentation des pressions à l'intérieur de celles-ci, donc fermeture du clapet I2. 3 / de chasser hors des chambres 8 et IO le liquide qui s'y trouve. Ainsi donc, après être passé sur l'axe tubulaire et avoir ia ouvert le clapet IX, le liquide contenu chambre 8 sera expulsé dans le tube C. Simultanément le liquide de la chambre IO passant par le clapet 13 viendra occuper la chambre II dont le volume augmentera dans les mêmes proportions. Dans ce premier temps le mouvement ascendant du piston B étant compensé par le mouvement descendant du piston A, seul le volume du liquide expulsé de la chambre 8 passant par la suupape 5 qui est ouverte s'échappera vers I'extérieur par l'orifice E. Dans le 2e temps, l'inversion du mouvement des pistons de tranmission A et B aura pour effets simultanés Io/ de fermer la soupape 5 du piston B. Ce dernier étant relié à la biellette de commande par 11 intermédiaire de la soupape dont il est pourvu, il va de soi que tous les mouvements descendants qui seront imposés au piston B ne pourGnt se se faire que soupape fermée et inversement. 2e effet- Augmentation de la pression à l'intérieur au tube C, d'où transmission d'un mouvement inverse au précédent aux pistons du dispositif de pompage. Ce mouvement ascendant des trois pistons du dispositif de pompage provoquera d'une part la remontée de la colonne de liquide contenu dans le tube D, d'autre part modifiera simultanément le volume des quatre chambres du dispositif de pompage. Ainsi le volume des chambres 8 et IO augmentera et le volume des chambres 9 et II diminuera. De ce fait, l'augmentation de la pression du liquide occupant la chambre II provoquera la fermeture du clapet I3 et l'expulsion de ce liquide ne pourra se faire que par l'axe tubulaire vers la chambre 8. L'augmentation du volume de la chambre IO aura pour conséquence de produire un effet de succion ouvrant le clapet I2 et permettant l'entrée du liquide pompé à l'intérieur de cette chambre. Ainsi, en agissant à nouveau sur le dispositif de commande p, un deuxième cycle de pompage s'amorcera. Remarquons que la modification du volume de la chambre 9 n'influe pas directement sur le pompage, cette dernière étant reliée à l'air libre par l'orifice I5. Notons que dans ce s stème de pompage quelle que soit la profondeur où se trouve le liquide à pomper, la colonne du liquide refoulé s'équilibre en poids avec la colonne du liquide de transmission qui occupe le tube D. Cet équilibre pourrait être éguelement atteint en remplaçant le liquide constituant la colonne de transmission par une commande rigide de même poids. Notons également qu'en fonction des profondeurs de pompage, ou en fonction de l'énergie disponible au pompage, il suffit de faire varier le diamètre. des tubes et des pistons de transmission situés en partie haute pour obtenir dans un même mouvement de ces derniers, un débit plus faible ou plus grand que celui précédemment décrit. Notons enfin que la vue en coupe annexée qui pour une meilleure compréhension a été shématisée, ne repé--ente pas une vue exclusive de montage et q;'il est donc possible, voire conseillé, d'envisager le montage par la mise e place de deux tubes concentriques en logeant le dispositif de pompage da s le tube du plus fsible diamètre. Un tel montage aurait l'avantage de réduire considérablement le volume de l'ensemble. - REVENDICATIONS I- Système permettant le pompage des liquides à toutes les pro fondeurs. Caractérisé par le fait qu'il comporte deux tubes de même capacité utile parallèles ou concentriques et dans l'un desquels se trouve incorporé à proximité de la partie immergée un dispositif de pompage actionné par transmission hydraulique qui utilise le liquide pompé qui occupe les deux tubes. 2 - système selon revendication I. Caractérisé par le fait que le dispositif de pompage est constitué de trois pistons distants l'un de l'autre et solidaires entre eux par l'intermédiaire d'un axe tubulaire. 3 - Système selon revendication I Caractérisé par le fait que le dispositif de pompage comporte deux cloisons fixes intercalées entre les trois pistons créant ainsi quatre chambres dont le volume varie en fonction du déplacement simultané des trois pistons et créant ainsi soit un refoulement, soit un effet de pompage. 4 - Système selon revendication 3. Caractérisé par le fait que la cloison fixe située en partie basse est pourvue d'une ouverture munie d'un clapet permettant le passage du liquide de I'éxtérieur du système à chambre IO. 5 - Système selon revendication 2. Caractérisé par le fait que l'axe tubulaireest perforé à ses deux extrémités, afin de permettre le passage du liquide pompé de la chambre II à la chambres. 6 - Système selon revendication 2. Caractérisé par le fait que l'axe tubulaire est pourvu d'un clapet permettant l'expulsion du liquide de la chambre 8 à la colonne de refoulement C. 7 - Système selon revendication 2. Caractérisé par le fait que le déplacement de l'ensemble des trois pistons est obtenu par le déséquilibre des pressions extérieures s'exerçant à leurs deux extrémités. 8 - Système selon revewdication 7. Caractérisé par le fait que les pressions exercées sur les deux pistons d'extrémité du dispositif de pompage ont pour origine le déplacement de deux pistons de transmission situés à l'intérieur et à l'extrémité supirieure de deux tubes remplis du même liquide que celui à pomper. 9 - Système selon revendication 8. Caractérisé par le fait que les deux pistons de transmission situés à l'intérieur et à l'extrémité supérieure des deux tubes subissent lors du pompage, un pouvement alternatif qui peut être créé par un système à bascule. IO - Système selon revendication 9. Caractérisé par le fait que le piston de transmission situé à 1 'in- térieur du tube de refoulement est pourvu d'un clapet permettant l'expulsion du liquide pompé. II - Système selon revendication IO. Caractérisé par le fait que le clapet permettant l'expulsion du liquide pompé vers l'extérieur ne peut s' ouvrir que lorsque le pis- ton qui le supporte se déplace vers l'extérieur.