Brevet FR2518181A1 — publié le 19830617

La présente invention concerne une pompe à eau immergée à mouvement alternatif. Dans les dispositions connues de ce genre, un piston muni d'un clapet refoule à chaque remontée de la tige de commande, un volume fonction du diamètre intérieur du tube de- pompage et de la course du dit piston, moins les inévitables pertes doues aux défauts d'étanchéité. Ce piston travaille près de la crépine d'aspiration située à-l'extrémité inférieure du tube de pompage. Ces dispositifs d'étanchéité et de non-retour ont donc à supporter la totalité de la colonne d'eau séparant le point bas de la course du piston du point de refoulement de l'installation. La pression totale de la colonne d'eau appliquée sur un seul piston inflige des contraintes importantes au eorps du piston, au(x) joint(s) d'étanchéité et au système anti-retour. La présente invention a pour but de réaliser un ensemble de pompage d'un coût minimum, en utilisant des matériaux de grande diffusion, et de permettre une mise en oeuvre facile, par une main d'oeuvre non spécialisée ou (et) ne disposant pas de grands moyens. L'originalité du système consiste en l'utilisation diun train de pistons, appelés pistons-clapets, munis chacun d'un dispositif anti-retour, et commandés simultanément par le mouvement alternatif d'une tige centrale. Ce système divise la charge de la colonne d'eau par le nombre de pistons, ce qui a pour avantage de faire travailler chaque piston à faible pression et de permettre ainsi une fabrication plus économique de ces de-rniers. Dans le même esprit, le tube de pompage dans lequel coulisse par un mouvement alternatif le train des pistons-clapets sera en matière semi-rigide : plastique ou caoutchouc.(armé ou non). Dans l'exemple décrit dans le présent brevet, le tube de pompage est réalisé à partir d'un tuyau en matière plastique, genre utilisé en irrigation ou en adduction d'eau. La grande diffusion de ce type de tube, son coût acceptable, son faible poids, sa faculté de s'enrouler pour en permettre le transport et sa mise en oeuvre aisée, en font un matériau adapté pour cette utilisation. Dans l'exemple décrit dans le présent brevet, la commande alternative centrale est constituée d'un câble rigide en acier galvanisé gainé de matière plastique, ou d'une tige métallique. Ces commandes peuvent être en un ou plusieurs morceaux : éventuellement un tronçon entre chaque piston. La montée du train de pistons est obtenue par tout système convenable agissant en traction sur l'extrémité supérieure de la tige de commande. La descente du train de pistons est obtenue par un dispositif de rappel agissant en traction sur l'extrémité inférieure de la tige de commande. Ce dispositif de rappel peut être un poids, un sandow en caoutchouc, ou un ressort métallique de traction choisi pour illustrer la présente invention. Dans l'exemple de réalisation, chaque piston est constitué par deux demi-pistons moulés dans une matière plastique choisie pour sa souplesse. Cette qualité lui permet de s'adapter aux différentes ovalisations du tube de pompage et de faire office de clapet grâce à une forme appropriée. La solution de réaliser ces pistons-clapets en deux parties semblables a été motivée par la facilité de mise en place des dits pistons-clapets sur une tige de commande de plusieurs dizaines de mètres ainsi que pour la facilité de moulage de ces pièces en une matière plastique possédant une grande résistance à l'abrasion dans une eau plùs ou moins chargée de minéraux. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode-de réalisation conforme à l'invention. La Fig. I représente l'ensemble de pompage lors de la des; cente du train de pistons - Position voisLne du point bas La Fig. 2 représente l'ensemble de pompage lors de la remontée du train de pistons - Position voisine du point haut La Fig. 3 - Détail de la Fig. I - représente un des pistons clapets lors de sa descente, illustrant le passage de l'eau à travers les lèvres formant clapet. La Fig. 4 - Détail de la Fig.2 - représente un des pistons clapets lors de sa remontée, illustrant l'impossibilité de l'eau à redescendre. Les Fig. 5 , 6 et 7 représentent un demi-piston clapet selon un autre mode de réalisation conforme à l'invention. La Fig. 8 - Détail de la Fig. I - représente un des pistons clapets lors de sa descente, illustrant le passage de l'eau à travers le dispositif particulier de clapet figuré sur les Fig. 5,6 et 7. Sur les Fig. I et 2, représentant l'ensemble de pompage, le dispositif mécanique (I) transmet un mouvement alternatif à une tige de commande centrale (2). Celle-ci est constituée dans l'exemple de réalisation choisi pour illustrer la pré- sente invention, par un cible semi-rigide en acier galvanisé garni de polypropylène. Elle passe à travaers un dispositif d'étanchéité (3), situé à la partie haute du corps de pompe (4) Cette tige de commande (2) est fixée à sa partie- haute sur le dispositif mécanique (I) en un point (5) et en sa partie basse à un système de rappel en un point (6). Le dispositif de rappel représenté par les Fig. I et 2 est constitué d'un ressort de traction (7).Mais il peut aussi bien être constitué d'un sandow en caoutchouc, d'un poids , ou de tout autre dispositif connu, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Sur cet exemple de réalisation, le ressort de rappel (7) est fixé en un point (8) de la crépine (9) comprenant un système anti-retour, illustré sur ces figures par un boulet (10). Sur la tige de commande (2) sont fixés, à une eertaine distance les uns des autres, des pistons-clapets (II). L'originalité de ces pistons-clapets (II) sera mise en évidence sur les Fig. 3,4 et les Fig. 5,6,7,8. Ces pistons clapets (II) mus d'une manière alternative par l'action de va et vient de la tige de commande (2) coulissent dans un tube de pompage (12) constitué dans cet exemple de réalisation par un tuyau semi-rigide en matière plastique, tel que ceux.uti- lisés en irrigation ou en adduction d'eau, mais il peut autre également constitué par un tuyau en caoutchoute ou autre élas tolère armé ou non. Sur la Fig. I : Par l'action du dispositif (I) la tige de commande (2) se laisse rappeler par le ressort (7) en entrainant son train de pistons-clapets (II) vers le bas de l'installation. Dans ce sens, les pistons-clapets (II)laissent passer l'eau figurée à leur niveau par les petites flèches les traversant. Le boulet (10) est plaqué sur le siège de la crépine (9) et l'eau ne peut donc pas sortir du tube de pompage (12). Sur la Fig. 2 : Par'l'action contraire, le dispositif mécantique (1) fait remonter la tige de commande (2). Celle-ci entraine son train de pistons-clapets (il vers le haut ainsi ainsi que la masse d'eau comprise entre ces pistons-clapets (11). L'eau repoussée vers le haut s'écoule suivant la flèche noire (13) tandis que l'effet de succion provoquée par la remontée du piston-clapet inférieur (11') aspire l'eau à traversa crépine (9) suivant les flèches noires (14). Un des avantages de ce procédé multi-pistons consiste à ne faire. subir comme pression à chacun des pistons-clapets ( que la pression de la colonne d'eau le sé-parant du piston immédiatement supérieur, et ainsi éviter la pression totale de la colonne d'eau de l'installation par le nombre de pistons clapets (II) espacés sur 1a tige de commande (2). Sur la. fig. 3 et la Fig. 4, l'on distingue la tige de commande (2) concrétisant l'axe longitudinal du tube de pompage (12) - Représenté en coupe sur ces vues - suivant le mode de réalisation particulier illustrant ce brevet, le piston-clapet (1I) est constitué de deux demi parties similaires, boulonnées ensemble autour de la tige de commande (2) par des boulons (15) renforcés par des contre-plaquettes (16). Ces pistons-clapets ont donc dans cet exemple non limitatif de réalisation, deux lèvres souples (17) servant de clapet à un ensemble de barettes de centrage (18) destiné à guider le piston-clapet dans ses mouvements de va et vient à l'in- térieur du tube de pompage (12). Sur la Fig. 3 - Détail de la Fig. 1 - le piston-clapet (11) descend - flèches blanches (I9) - L'eau bloquée en bas par le boulet (10) ne peut redescendre. Elle exerce alors une pression sous les lèvres(17), les soulève et traverse alors le piston-clapet (II) en suivant les flèches noires (20). Sur la Fi. 4.- Détail de la Fig. 2 - le piston=elapet remonte - Flèches blanches (21) - L'eau exerce une pression sur les faces supérieures des lèvres (17) suivant les flèches noires (22) et ne pouvant pas passer dans ce sens, temonte avec celui-ci vers la surface. Sur la Fig. 5, l'on voit en élévation une variante de réalisation de piston-clapet en matière plastique, toujours conçue suivant le principe d'assemblage de deux parties semblables. La Fig. 6 - vue de dessus de cette variante - nous montre l'orifice (23) qui permet à l'eau de passer du bas vers le haut de la languette d'obturation (24) destinée à clore l'ori- fice (23) de l'autre demi-piston accolé à celui-ci. La Fig. 7 représente une coupe de la Fig. 5 à travers l'axe du trou d'obturation (23). Sur la Fig. 8, le piston clapet fonctionne comme sur la Fig. 3 - étail de la Fig. I - Le piston-clapet (II) descend - Flèches blanches (19) - L'eau, bloquée en bas par le boulet(10) ne peut redescendre. Elle exerce une pression sous les languettes d'obturation (24) , les soulève et traverse alors le pistonclapet (11) 'par les orifices (23) en suivant les flèches noires (25). R E V E N D I C A T I ü N S I. Ensemble de pompage caractérisé par l'utilisation d'un tube semi-rigide en matière plastique ou en caoutchoue ( armé ou non ) dans lequel va et vient, à l'aide d'une tige de commande, un train de pis-tons munis chacun d'un dispositif anti-retour. 2. Ensemble de pompagesuivant revendication I, caractérisé par une tige de commande constituée par un câble métallique (gainé ou non), un jonc en matière plastique ou une tige métallique ,en un ou plusieurs morceaux. 3. Ensemble de pompage suivant revendication I ou 2, caractérisé par un système de rappel vers le bas de la tige de commande munie de son train de pistons, par exemple poids sandow en. caoutchouc, ou un ressort métallique. 4. Ensemble de pompage suivant revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les pistons destinés à être fixés sur latige de commande sont munis d'un dispositif d'étanchéité qui frotte sur la paroi interne du tube de pompage et d'un ou plusieurs clapets permettant le passage de liteau de bas en haut, et d'un système de fixation pour l'assujettir à la tige de commande. 5. Ensemble de pompage suivant revendieation I ou 2 caractérisées en ce que les pistons destinés à être fixés à la tige de commande sont des pistons-clapets fabriqués en deux parties semblables et complémentaires. Ces deux demi-pistons sont assemblés sur la tige de commande , par exemple, à l'aide de vis ou de boulons. 6. Ensemble de pompage selon revendication 5 caractérisé en ce que chaque demi-piston est muni d'une lèvre souple prenant appui sur l'autre demi-piston, obturant de la sorte les deux fentes diamétralement opposées par lesquelles l'eau ne peut redescendre et pouvant facilement se soulever et permettre le passage de lteau du bas vers le haut. La partie de ces lèvres formant clapet en contact avec la paroi interne du tube de pompage semi-rigide forme joint d'étanchéité et permet une certaine ovalisation. Ainsi la partie périphérique du piston formant joint d'-étanchéité reste en contact avec la paroi interne du tube de pompage, malgré l'ovalisation prévisible de celui-ci. 7. Ensemble de pompage selon revendication 5 caractérisé en ce que chaque demi-piston est muni d'une languette d'obturation souple qui prend appui sur les bords de l'orifice d l'autre demi-piston, obstruant ainsi ces orifices par lesquels l'eau ne peut redescendre. Par contre, lors de la descente du piston d-ans le tube de pompage, ces deux languettes peuvent facilement se soulever et permettre le passage vers le haut.