Brevet FR2574493A1 — publié le 19860613

POMPE DE PUISAGE La présente invention a pour objet une pompe de puisage, et plus spécialement une pompe destinée à remonter de l'eau d'une nappe phréatique à la surface du sol. Le but de l'invention est de fournir une pompe de conception simple, qui permette un puisage à des profondeurs importantes, qui fonctionne manuellement sans nécessiter d'autres sources d'énergie, et qui soit d'une bonne fiabilité afin de pouvoir être utilisée durablement dans des conditions difficiles telles que celles que l'on peut rencontrer en brousse. A cet effet, la pompe qu'elle concerne comprend un corps disposé au lieu de prélèvement de liquide, comprenant deux cylindres coaxiaux de même longueur et même section, à l'intérieur de chacun desquels est monté un piston, ces deux cylindres étant disposés de part et d'autre d'un troisième cylindre à l'intérieur duquel est monté un piston dont sont solidaires les pistons disposés dans les deux premiers cylindres, le troisième cylindre étant alimenté alternativement de part et d'autre de son piston par un fluide incompressible sous pression, et les chambres situées de part et d'autre des pistons des deux premiers cylindres étant reliées chacune d'une part, à la masse fluide à puiser, et d'autre part, à une tubulure d'amenée du fluide au point d'utilisation, la tubulure d'admission de fluide étant fermée quand la tubulure de sortie est ouverte, et inversement. Un déplacement du piston dans un sens dans le cylindre central se traduit par un déplacement des pistons dans le même sens dans les deux autres cylindres. Au cours du mouvement du piston dans chacun de ces cylindres, il se produit une augmentation de la pression de fluide dans la chambre située en avant dans le sens de déplacement du piston, qui se traduit par une sortie de liquide hors de ce compartiment vers la tubulure d'amenée au point d'utilisation, et une dépression dans la chambre située en arrière du piston, se traduisant par le remplissage de celle-ci en liquide à puiser. En fin de course, il est procédé à une inversion du sens de déplacement des pistons assurant le remplissage des premières chambres et la vidange des secondes. La structure de cette pompe comportant trois pistons, est très intéressante, car lui permettant de s'auto-équi- librer en pression. Avantageusement, les tubulures d'entrée et de sortie de liquide dans les chambres des deux cylindres sont commu nen ces deux tubulures débouchant en aval des deux cylindres dans une tubulure unique d'amenée du liquide au point d'utilisation, chacune des deux tubulures étant équipée de deux clapets anti-retour, disposés respectivement en amont et en aval des deux cylindres, et permettant le passage de liquide de la masse liquide à puiser vers le lieu d'utilisation. Selon une forme d'exécution, la pompe immergée comprend sept éléments de même diamètre extérieur assemblés axialement, à savoir un élément central contenant le cylindre de commande, de part et d'autre duquel sont montés avec interposition de deux entretoises équipées de pièces d'étanchéité, les deux éléments contenant les deux cylindres assurant l'aspiration et le refoulement du liquide, et deux éléments d'extrémité, dont celui inférieur est équipé d'une crépine et de deux clapets d'aspiration, et dont celui supérieur est équipé de deux clapets de refoulement et d'un raccord de connexion à la tubulure d'évacuation de liquide. Compte tenu de sa structure, la pompe immergée est de section faible, et nécessite un trou de forage de diamètre plus petit, que celui pratiqué pour les pompes traditionnelles. Sa conception lui permet d'être démontée facilement, ce qui facilite son transport et son entretien. En outre, par simple changement des diamètres des cylindres d'aspiration et de refoulement, et des diamètres des pistons équipés de joints à lèvres, il est possible de changer rapidement la cylindrée de la pompe immergée, tout en conservant le même circuit de commande. Selon une autre caractéristique de l'invention, la source de fluide sous pression alimentant la pompe immergée comprend deux cylindres coaxiaux qui, équipés chacun d'un piston, sont montés à l'intérieur d'un tube en acier servant au guidage d'une pièce sur laquelle sont fixées les tiges des deux pistons, et qui est entraînée en translation par un levier actionné manuellement, chaque cylindre étant relié par une tubulure à une chambre du cylindre central de la pompe immergée, et les pistons à l'intérieur des cylindres étant montés de façon telle que lors du déplacement dans un sens, un cylindre se vide tandis que l'autre se remplit. Cette pompe de commande présente l'avantage, du fait de ses deux pistons se déplaçant dans deux cylindres identiques, de fournir une pression sensiblement plus élevée qu'une pompe à un piston. Avantageusement, cette installation comprend un bac situé au-dessus de la pompe de commande et dans le fond duquel débouchent d'une part, la tubulure d'amenée de liquide depuis la pompe immergée, et d'autre part, deux tubulures débouchant dans les deux cylindres de la pompe de commande et dans les deux chambres du cylindre central de la pompe immergée, deux clapets anti-retour étant montés sur ces deux tubulures qui permettent le passage de liquide du bac vers les cylindres. I1 suffit pour amorcer le circuit de commande de verser une quantité suffisante de liquide dans le bac. Par la suite, le circuit de commande est auto-alimenté par la remontée du fluide pompé qui remplit le bac. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette installation de puisage Figure 1 en est une vue très schématique de côté Figures 2 et 3 en sont des vues en coupe longitudi nale au cours de deux phases de fonctionnement. Cette installation de puisage comprend, comme montré à la figure 1, d'une part, une partie posée sur le sol (2), comprenant une pompe de commande (3), un système (4) d'entraînement de la pompe de commande et un bac (5) formant réservoir, et d'autre part, une pompe immergée (6) dans la nappe phréatique (7) dont l'eau est à puiser. La pompe de commande (3) représentée plus en détail aux figures 2 et 3 comprend un tube en acier (8) à l'intérieur duquel sont disposés deux cylindres (9a) et (9b) coaxiaux, équipés chacun d'un piston (10a, 10b) le tube (8) servant au guidage d'une pièce (12) centrale sur laquelle sont fixées les tiges (13a, 13b) des deux pistons. La pièce (12) est entraînée successivement en translation dans un sens et dans l'autre par une biellette (14) ellemême entraînée par une pièce pivotante (15), à laquelle un mouvement de rotation alternatif est communiqué par un levier (16). Dans les cylindres (9a, 9b) débouchent deux tubulures (17a, 17b) qui communiquent avec le fond du bac (5). Sur ces tubulures sont montés deux clapets anti-retour (18a, 18b) permettant le passage de liquide du bac vers les cylindres. La pompe immergée (6) comprend sept éléments de même diamètre extérieur, assemblés axialement par exemple à l'aide de tiges filetées, à savoir un élément central (19) contenant un cylindre de commande (20) de part et d'autre duquel sont montés avec interposition de deux entretoises (22) formant éléments d'étanchéité, deux éléments (23a) et (23b) contenant deux cylindres A l'intérieur du cylindre de commande (20) de la pompe immergé. est monté un piston (30) duquel sont solidaires deux tiges (32a, 32b) aux extrémités desquelles sont fixés deux pistons (33a, 33b) disposés respectivement dans les cylindres (24a, 24b). Les pistons (33a, 33b) partagent chaque cylindre en deux chambres. Chaque chambre communique avec l'extérieur par une tubulure portant la référence (34) pour la tubulure débouchant dans les chambres supérieures des cylindres (24a, 24b) et la référence (35) pour la tubulure débouchant dans les chambres inférieures des cylindres (24a, 24b). I1 est à noter que les tubulures (34) et (35) servent à la fois à l'alimentation des chambres à partir de l'eau de la nappe phréatique lorsqu'une dépression est créée dans la chambre considérée et à l'évacuation de l'eau vers la chambre (5) lorsqu'une surpression est créée dans la chambre considérée. Afin de permettre ce double fonctionnement les tubulures (34) et (35) sont équipées chacune de deux clapets anti-retour disposés au niveau des éléments d'extrémité (26) et (27), permettant le passage de l'eau de la nappe phréatique vers le bac, mais non en sens inverse. Les clapets associés à la tubulure (34) portent les références (36) et (37) et les clapets associés à la tubulure (35) portent les références (38) et (39). Il est à noter que les tubulures (34) et (35) convergent dans l'élément supérieur (27) et débouchent dans la tubulure (28) d'amenée de liquides au bac (5). Le fonctionnement de cette installation est le suivant : le circuit de commande est mis en charge à partir de l'eau contenue dans le bac (5). Par actionnement du levier (16), la pièce (12) et les pistons cloua, lOb) se déplacent alternativement dans un sens et dans l'autre, en- voyant du fluide sous pression alternativement de part et d'autre du piston (30) monté dans le cylindre de commande (20) de la pompe immergée. Lorsque le piston (30) est déplacé vers le bas, il entraîne dans le même sens les pistons (33a) et (33b). Ce mouvement se traduit par une surpression dans les chambres inférieures des cylindres (24a) et (24b). Cette surpression provoque l'échappement du fluide contenu dans lesdites chambres par la tubulure (35) à travers le clapet (39) puis la tubulure (28) jusqu'au bac (5).Au cours de ce même mouvement, il se crée une dépression dans les chambres supérieures des cylindres Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une installation de puisage de conception simple, extrêmement performante, etpossèdant une grande fiabilité. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette installation décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi que les moyens d'entraînement de la pompe de commande pourraient être différents, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Pompe de puisage, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps (6) disposé au lieu de prélèvement de liquide, comprenant deux cylindres (24a, 24b) coaxiaux de même longueur et même section, à l'intérieur de chacun desquels est monté un piston (33a, 33b), ces deux cylindres étant disposés de part et d'autre d'un troisième cylindre à l'intérieur duquel est monté un piston (30) dont sont solidaires les pistons (33a, 33b) disposés dans les deux premiers cylindres, le troisième cylindre (20) étant alimenté alternativement de part et d'autre de son piston (30) par un fluide incompressible sous pression, et les chambres situées de part et d'autre des pistons des deux premiers cylindres étant reliées chacune d'une part,à la masse fluide à puiser, et d'autre part, à une tubulure d'amenée du fluide au point d'utilisation, la tubulure d'admission (34, 35) de fluide étant fermée quand la tubulure de sortie (35, 34) est ouverte, et inversement. 2 - Pompe de puisage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tubulures (34, 35) d'entrée et de sortie de liquide dans les chambres des deux cylindres sont communes, ces deux tubulures débouchant en aval des deux cylindres dans une tubulure unique (28) d'amenée du liquide au point d'utilisation, chacune des deux tubulures étant équipée de deux clapets anti-retour (36, 37) (38, 39), disposés respectivement en amont et en aval des deux cylindres et permettant le passage de liquide de la masse liquide à puiser vers le lieu d'utilisation. 3 - Pompe de puisage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la pompe immergée (6) comprend sept éléments de même diamètre extérieur assemblés axialement, à savoir un élément central (19) contenant le cylindre de commande (20), de part et d'autre duquel sont montés avec interposition de deux entretoises (22) équipées de pièces d'étanchéité, les deux éléments (23a, 23b) contenant les deux cylindres (24a, 24b) assurant l'aspiration et le refoulement du liquide, et deux éléments d'extrémité (25, 27), dont celui inférieur (25) est équipé d'une crépine (26) et de deux clapets d'aspiration (36, 38), et dont celui supérieur (27) est équipé de deux clapets de refoulement (37, 39) et d'un raccord de connexion à la tubulure (28) d'évacuation de liquide. 4 - Pompe de puisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la source de fluide sous pression alimentant la pompe immergée (6) comprend deux cylindres coaxiaux (9a, 9b) qui, équipés chacun d'un piston (10a, lOb) sont montés à l'intérieur d'un tube en acier (8) servant au guidage d'une pièce (12) sur laquelle sont fixées les tiges (13a, 13b) des deux pistons, et qui est entraînée en translation par un levier (16) actionné manuellement, chaque cylindre étant relié par une tubulure (29a, 29b) à une chambre du cylindre central de la pompe immergée, et les pistons à l'intérieur des cylindres étant montés de façon telle que lors du déplacement dans un sens, un cylindre se vide tandis que l'autre se remplit. 5 - Pompe de puisage selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un bac (5) situé audessus de la pompe de commande (3), et dans le fond duquel débouchent d'une part, la tubulure (28) d'amenée de liquide depuis la pompe immergée, et d'autre part, deux tubulures (17a, 17b) débouchant dans les deux cylindres (9a, 9b) de la pompe de commande et dans les deux chambres du cylindre central (20) de la pompe immergée, deux clapets anti-retour (18a, 18b) étant montés sur ces deux tubulures qui permettent le passage de liquide du bac vers les cylindres.