Brevet FR2540189A1 — publié le 19840803

La présente invention est relative à un dispositif de pompage spécialement prévu pour une commande à distance. Parmi d'autres applications possibles, le dispositif selon ltinvention est prévu pour pomper de l'eau, par exemple dans des pays désertiques. On sait que pour pomper l'eau d'une nappe souterraine et la ramener au niveau du sol, les installateurs rencontrent frequemment un difficile problème technique, du fait de la commande à distance nécessaire pour de tels appareils. En effet, lorsque la profondeur du puits dépasse une dizaine de mètres (ce qui est largement le cas, la plupart du temps), il est nécessai- re de prévoir une pompe immergée. Cela conduit tout d'abord à réaliser une pompe spéciale. De plus, pour entratner cette pompe, on pré- voit généralement une transmission électrique qui conduit à immerger dans le puits des cibles électriques de grandes longueurs. Bien entendu, cela suppose de toute façon qu'on dispose en sur facedun générateur électrique dont il faut assurer le ravitaillement en combustible ou autre. Pour éviter ces inconvénients, on pourrait penser actionner à partir d'un poste central, un dispositif d entratnement dont le mouvement serait transmis par une transmission hydraulique, à la pompe immergée au fond du puits.Les systèmes de ce type connusà ce jour présentent le grave inconvénient d'ère isensibles au poids de la colonne liquide définie entre la pompe immergée et le poste de commande situé au sol, cgest-à-dire à la hauteur de charge entre ces deux appareils. I1 n'est donc pas question d'utiliser une telle transmission hydraulique de type connu, pour actionner une pompe immergée à plusieurs centaines de mètres au fond d'un puits, pour l'actionner à partir d'un poste de commande situé au sol, voire même surélevé par rapport au niveau du sol. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant un dispositif de pompage à commande à distance, qui soit pratiquement insensible à la différence des niveaux entre le poste de commande et la pompe réceptrice. Bien mieux, l'invention vise à actionner de cette façon une pompe d'un type nouveau, à partir d'un poste de commande particulièrement bien adapté à un entraSnement par une roue éolienne. Par un dispositif selon ltinvention comprend d'une part une pompe, d'autre part un poste de commande à distance, tous deux reliés par une commande à distance, et il est caracté- risé en ce qu'il comprend en combinaison, au moins les caractéristiques suivantes a) la pompe est du type à commande alternative volumétrique double, c1est-à-dire qu'elle comprend un piston libre situé entre une première et une deuxième chambres de commande à volume variable dont les variations de volume provoquent ses déplacements alternatifs t b) un poste de commande actionnant au synchronisme mais en opposition de phases deux pistons de commande ;; c) une transmission à distance reliant le poste de commande à la pompe, et constituée par deux canalisation hydrauliques, dont la première relie la première chambre de commende de la pompe au premier piston de commande qui s'y déplace, alors que la seconde canalisation relie la seconde chambre de commande de la pompe au second piston de commande qui s'y déplace. On voit qu'avec cette disposition, les deux canalisations de la transmission à distance travaillent en opposition de phases mais exercent toutes deux la même hauteur de charge sur les deux extrémités de la pompe, laquelle se trouve ainsi hydrauliquement en équilibre, sensible uniquement aux mouvements des deux pistons du poste de commande. On compense donc ainsi automatiquement la hauteur de la colonne dteau, si bien qu'une telle transmission hydraulique peut être utilisée sans inconvénients entre une pompe et un poste de commande séparés par une grande distance et une importante dénivellation. Suivant une autre caractéristique de l'in- ventionS ehaeune des deux de de commande de la pompe est constituée par un soufflet déformable lié de façon étanche à la face correspondante du piston de la pompe. Grâce à cette disposition, aucun organe d'étanchéité n'est nécessaire gour les déplacements du piston à l'intérieur du-corps de pompe. On obtient ainsi une pompe d'un type extrêmement robuste et ne nécessitant aucun entretien, ce qui convient particulièrement à une pompe destinte à être immergée à grande profondeur, ou placée dans des endroits peu accessibles. Suivant une autre caractéristiques de l'invention, le poste de commande comprend un balancier dont les extrémités sont articulées chacune sur l'un des deux pistons de commande, Si bien qu'il suffit d'entretenii un mouvement d'oscillation du balancier pour actionner à distance la pompe immergée. Un tel poste de commande à balancier est particulièrement bien adapté pour être en tratné par la roue d'une éolienne.Dans ce cas, on voit que l'ensem- ble de l'installation constitue une unité indépendante, capable de travailler pendant de longues périodes, sans aucun ravitaillement en énergie autre que l'exposition au vent de la roue de l'éolienne0 Une telle unité de pompage simple, robuste et autonome convient particulièrement bien pour assurer le ravitaillement en eau ou lt irrigation dans les pays désertiques. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention et les avantages qu elle est susceptible de procurer. Figure 1 illustre schématiquement une installation de pompage -selon l'invention. Figure 2 montre une variante où cette installation est utilisée pour pomper l'eau au fond d'un puits profond, à partir d'un poste de commande entratn par une éolienne. On a représenté sur la figure 1 un poste de commande 1 qui, par l'intermédiaire dune transmission à distance 2, actionne une pompe 3. Le corps 4 de la pompe 3 est partagé par une cloison médiane fixe 5 que traverse une tige étanche coulissante 6. A ses extrémités, cette tige 6 est solidaire de deux plaques transversales référencées respectivement 7 et 8. L'ensemble 6, 7, 8 constitue l'attelage mobile, ou piston libre de la pompe 3. La plaque mobile 7 est reliée par un soufflet 9 déformable, au corps de pompe 4 sur lequel le soufflet 9 se raccorde de façon étanche. Ainsi, à l'intérieur du soufflet 9 et derrieère la plaque 7 se trouve définie une première chambre de commande 10 à volume variable. De même, la plaque 8 du piston est reliée de façon étanche par un soufflet déformable 11, à la partie correspondante du corps 4, définissant ainsi une seconde chambre de commande 12 a volume variable. antre la plaque 7 du piston et la cloison fixe 5, se trouve définie une première chambre de travail 13 munie d'un clapet d'aspiration 14 et d'un clapet de refoulent 15. De même, entre la seconde plaque transversale 8 du piston et la cloison transversale 5, se trouve définie une seconde chambre de travail 16 munie d'un clapet d'aspiration 17 et d'un clapet de re foulement 18. On comprend que le coulissement alternatif de la tige 6 du piston dans la cloison Sxe5, provoque alternativement la variation de volume des chambre de travail 13 et 16 qui, alter nativement, aspirent par leurs clapets d'aspiration 14, 17 et refou lent par leurs clapets de refoulement 15, 18. La commande à distance 2 est essentiellement constituée par deux canalisations hydrauliques 19 et 20. La canalisa tion 19 est raccordée par une extrémité à 1 première chambre de commande 10 de la pompe 3. Dans son extrémité opposée, un piston 21 se déplace diun mouvement alternatif. De m8me, une des extrémité de la canalisation 20 est reliée à la seconde chambre de commande 12 de la pompe 3, alors que dans son extrémité opposée se déplace un second piston de commande 22. Des bielles 23 et 24 relient les pistons 21 et g respectivement aux extrémités d'un balancier 25 qui oscille autour d'un axe central fixe 26. Le mouvement oscillant alternatif du ba lancier 25 peut être commandé par une bielle articulée 27 qui le re lie b un bras de manivelle 28 équipant l'extrémité d'un arbre tournant 29. On voit sur la figure 1 qu'il suffit d'entratner 1' arbre 29 suivant un mouvement de rotation uniforme, pour provoquer le mouvement oscillant alternatif du balancier 25, c'est-à-dire alternativement la montée et la descente des pistons 21 et 22. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Le fonctionnement est le suivant t Les canalisations 19 et 20 sont constamment remplies d'eau. Quand le piston 21 s'abaisse, une quantité correspondante doleau est refoulée dans la chambre 10 de la pompe 3 qui tend à augmenter de volume. Simultanément, le piston 22 s'élève, si bien quil a tendance à aspirer dans la chambre 12 qui peut donc diminuer de volume. il en résulte donc pour l'ensemble du piston libre 6, 7, 8 un déplacement orienté vers 1 droite sur la figure 1. Au cours de ce déplacement, la chambre de travail 13 diminue de vo lume (si bien qu'elle refoule de lZeau par son clapet 15) alors que la chambre 16 augmente de volume (ai bien qu'elle aspire de l'eau par son clapet 17). A la phase suivante, c'stà-dire lorsque le piston 22 s'abaisse alors que le piston 21 remonte, on observe dans la pompe 3 un mouvement inverse piston 6, 7, 8 provoque une aspiration par le clapet 14 et un refoulement par le clapet 18. On a représenté sur la figure 2 une variante dans laquelle la pompe 3 est immergée au fond d'un puits 30. La commande hydraulique à distance selon l'invention est constituée par les deux canalisations 19 et 20 situées à l'extérieur, au niveau du sol. L'arbre 29 qui commande les oscillations du balancier 25 est entratné en rotation par la roue d'une éolierne 31. La pompe 3 étant immergée dans la nappe dl eau 32 présente au fond du puits 30, ses clapets de refoulement, refoulent ans une canalisation 33, l'au aspirée dans la nappe 32. A son sommet, la canalisation de refoulement 33 se termine par un déversoir 34 susceptible d'alimenter en eau un bac récepteur 35 ou tout autre dispositif. On voit que l'ensemble de l'installation de la figure 2 est susceptible de fonctionner de façon autonome, la seule source d'énergie étant constituée par le mouvement qui entratne en rotation l'éolienne 31. La commande à distance 2 selon l'invention compensant les effets de la hauteur de charge hydraulique présente dans les canalisations 19 et 20, une telle installation peut etre utilisée telle me soitla proSondeur plus ou moins grande du puits 30. Cela convient donc particulièrement à une utilisation dans des pays désertiques ou du Tiers Monde. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de pompage à commande à distance, comprenant d'une part une pompe (3), d'autre part un poste de commande à distance (1), tous deux reliés par une commande à distance (2) et caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison, au moins les caractéristiques suivantes a) la pompe (3) est du type à commande alternative volumétrique double, c'est-à-dire qu'elle comprend un piston libre (6), (7), (8), situé entre une première et une deuxième chambres de commande à volumevariable (10) et (12) dont les variations de volume provoquent ses déplacements alternatifs g b) un poste de commande (1) actionnant au synchronisme mais en opposition de phases deux pistons de commande (21) et (22) ;; c) une transmission à distance (2) reliant le poste de commande (1) à la pompe (3), et constituée par deux canalisations hydrauliques (19) et (20) dont la première (19) relie la première chambre de commande (10) de la pompe (3) au premier piston de commande (21) qui s'y déplace, alors què la seconde canalisation (20) relie la seconde chambre de commande (12) de la pompe (3) au second piston de commande (22) qui s'y déplace. 2 - Dispositif de pompage suivant la revendication 1,caractérisé en ce que les deux canalisations (19) et (20) de B transmission à distance (2) travaillent en opposition de phases mais exercent toutes deux la même hauteur de charge sur les deux extrémités de la pompe (3), laquelle se trouve ainsi hydrauliquement en équilibre, sensible uniquement aux mouvements des deux pistons (21) et (22) du poste de commande (1). 3 - Dispositif de pompage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacune des deux chambres de commande (10) et (12) de la pompe (3) est constituée par un soufflet déformable (9) et (11), lié de façon étanche à la face correspondante (7) ou (8) du piston de la pompe, si bien qu'aucun organe d'étanchéité n'est nécessaire pour les déplacements du piston (6), (7), (8) à l'intérieur du corps de pompe. 4 - Dispose de poapge uuisvant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que le poste de commande (1) comprend un balancier (25) dont les extrémités sont articulées chacune sur l'un des deux pistons de commande (21) et (22), si bien qu'il suffit d'entretenir un mouvement d'oscillation du ba lancier (25) pour actionner à distance la pompe immergée (3). 5 - Dispositif de pompage suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le balancier (25) est;entratné par la roue (31) d'une éolienne, si bien que ensemble de l'installation constitue une unité indépendante, capable de travailler pendant de longues périodes, sans aucun ravitaillement en énergie autre que lespo- sition au vent de la roue (31) de l'éolienne. 6 - Dispositif de pompage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe (3) est immergée dans une nappe liquide (32) où elle aspire, pour refouler dans une canalisation (33) terminée par un déversoir (34). 7 - Dispositif de pompage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la pompe (3) est immergée dans une nappe liquide (32) située au fond aucun puits (30), alors que les canalisations (19) et (20) de la transmission (2) la relient au poste de commande (1) situé à l'air libre au-dessus du sol, le déversoir (34) étant situé lui aussi au- dessus du sol.