Brevet FR2624920A1 — publié le 19890623

La présente invention concerne les pompes et les appareils de manutention de pompes. Un appareil de manutention de pompe selon l'inven- tion comporte un tambour sur lequel un organe allongé destiné à être raccordé à la pompe peut être enroulé et dont il peut être déroulé lorsque la pompe est soulevée et abaissée par rapport au tambour, un moteur destiné à faire tourner le tambour afin qu'il enroule l'organe allongé sur le tambour, et un dispositif de commande du moteur d'après la quantité d'organe allongé déroulée afin que l'organe allongé ne présente pas de mou. Le dispositif de commande peut fonctionner d'après le poids de l'organe allongé déroulé. L'appareil peut comporter un premier tambour associé à une première tuyauterie souple destinée à transmettre du fluide à la pompe, un premier moteur destiné à faire tourner le premier tambour afin qu'il entoure la première tuyauterie souple sur le premier tambour, un second tambour associé à une seconde tuyauterie souple d'évacuation d'un fluide par la pompe, un second moteur destiné à faire tourner le second tambour afin qu'il enroule la seconde tuyauterie souple sur le second tambour, un troisième tam- bour associé à un cable électrique destiné à la pompe, et un troisième moteur destiné à faire tourner le troisième tambour afin qu'il enroule le câble sur le troisième tam- bour, le dispositif de commande étant destiné à commander le premier, le second et le troisième moteur d'après la quantité déroulée de la tuyauterie souple ou du câble respectif afin que la première et la seconde tuyauterie souple et le câble ne présentent pas de mou. Le premier, le second et le troisième moteur peuvent être des moteurs hydrauliques. L'appareil peut comprendre un support sur lequel une pompe peut être montée, et un dispositif destiné à lever et baisser le support. Le dispositif de commande peut comporter un disposi- tif destiné à maintenir la vitesse d'enroulement à une valeur pratiquement indépendante du poids du câble ou de la tuyauterie souple respectif déroulé du tambour respectif. La vitesse d'enroulement peut être maintenue par variation de l'énergie transmise au moteur respectif d'après la hauteur du support de la pompe. La transmission d'énergie peut varier par paliers. L'invention concerne aussi un ensemble comprenant un appareil de manutention de pompe tel qu'indiqué précédem- ment, et une pompe raccordée à l'appareil afin qu'elle puisse être levée et baissée. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale d'un ensemble de manutention de pompe, dont une partie a été omise; la figure 2 est une vue de droite de la figure 1, une partie étant omise; la figure 3 est une coupe par un plan vertical d'un ensemble de levage qui n'est pas représenté sur les figures 1 et 2; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2; la figure 5 représente un circuit hydraulique; et la figure 6 représente un ensemble à fibres optiques. Un ensemble 10 de manutention de pompe tel que représenté de façon générale comporte un boîtier d'une pompe submersible qui peut être baissée et levée, par exemple d'environ 14,5 m. Le fluide à pomper est localement fluidisé à l'aspiration de la pompe par une bague de pulvé- risation d'eau. De l'eau circule dans la partie supérieure du boitier, par l'intermédiaire d'une tuyauterie souple enroulée sur un tambour et vers la bague de pulvérisation. Le fluide pompé remonte à partir du refoulement de la pompe, s'écoule dans une tuyauterie souple enroulée sur un tambour d'évacuation et passe par un raccord distant jusqu'à une tuyauterie fixe ou un réservoir par exemple. De l'énergie électrique est transmise à la pompe à l'aide d'un câble, de la partie supérieure ou couvercle du boîtier à un tambour d'enroulement de câble, et à un ensemble à prise et fiche placé sur une plaque de montage de pompe. La pompe est fixée à une plaque dont le poids est supporté par deux chaînes à maillons qui sont entraînées par un réducteur d'angle commandé par un motoréducteur monté sur le cou- vercle du boîtier. La chaîne libre est collectée dans deux caissons montés à l'intérieur du boîtier. Plus précisément, un boîtier 11 a un couvercle ou partie supérieure 12 et contient une pompe 13 qui peut être levée dans le boîtier ou descendue à partir de celui-ci, par exemple dans un réservoir contenant un fluide qui doit être pompé. La pompe 13 est commandée électriquement par l'intermédiaire d'un câble 14 qui est conservé sur un tambour 15 monté afin qu'il tourne dans le boîtier 11, sur un châssis 16. Le fluide refoulé par la pompe 13 s'écoule dans une tuyauterie 17 d'évacuation enroulée sur un tambour 18 monté afin qu'il puisse tourner dans le boîtier 11, sur un support 19. La fluidisation du fluide qui doit être pompé est facilitée par de l'eau transmise à une bague 20 de pulvéri- sation ayant des buses 20a disposées autour de l'aspiration de la pompe 13, par l'intermédiaire d'une tuyauterie souple d'alimentation 21 emmagasinée sur un tambour 22. Ce dernier est monté dans le boîtier 11 afin qu'il puisse tourner, sur un arbre dont les deux extrémités sont logées dans des paliers portés par des équerres 9 disposées sur le support 23. La pompe 13 est montée sur une plaque 24 qui peut être levée et baissée par l'intermédiaire de deux chaînes placées de part et d'autre de l'axe 26 du boîtier. L'axe 27 de rotation du tambour 15 est parallèle à l'axe 28 de rotation du tambour 22 et perpendiculaire à l'axe 29 de rotation du tambour 18. L'extrémité supérieure de la tuyauterie souple 21 d'alimentation est reliée à un raccord 30 monté sur le tambour 22. Le raccord 30 est raccordé à une tuyauterie souple 31 qui passe dans le tambour 22 et est raccordée à un coude 39 par un raccord tournant, à une première extré- mité du tambour et sur l'axe de rotation. Le coude 39 est lui-même raccordé à une tuyauterie 38 d'alimentation qui traverse le couvercle 12. Le tambour 22 d'alimentation est entraîné en rota- tion par un moteur hydraulique 32 par l'intermédiaire d'une transmission 33. Le tambour 15 de support de câble est entraîné en rotation par un moteur hydraulique 34, par l'intermédiaire d'une transmission 35. Le tambour 18 d'évacuation est entraîné en rotation par un moteur hydraulique 36, par l'intermédiaire d'une transmission 37. La figure 5 représente un circuit hydraulique uti- lisé avec les moteurs qui ont chacun des canalisations d'alimentation et de retour 100', 101'. La pompe 13 est entraînée par un moteur électrique qui fait tourner un rotor à plusieurs palettes. Le fluide pompé est fluidisé par des buses de pulvérisation fixées à la bague 20 de pulvérisation boulonnée sur la base 13a de la pompe. Le fluide fluidisé est refoulé par la pompe par l'intermédiaire de la tuyauterie 17 d'évacuation. La pompe 13 est fixée à la plaque 24 de montage par l'intermédiaire de montants d'entretoise. La tuyauterie souple 21 de pulvérisation se loge dans une gorge spiralée formée à la surface du tambour 22. Un galet rotatif concave 46 (figure 4) placé sur une broche 46a et mobile le long de celle-ci qui est disposée entre des équerres 45 assure le maintien de la tuyauterie souple dans la gorge spiralée lors de l'enroulement et du dérou- lement. La tuyauterie souple 21 de pulvérisation est raccor- dée, à l'extrémité inférieure et par un raccord démontable 41, à une tuyauterie 47 portée par la plaque 24 et rejoi- gnant la bague de pulvérisation 20. La tuyauterie 17 de refoulement est raccordée par un raccord rapide 48 à une tuyauterie 49 de refoulement fixée sur la pompe. La tuyauterie souple 17 d'enroule sur le tambour 18 d'évacuation et se loge dans une gorge spiralée formée sur l'enveloppe du tambour. Un galet concave 50 qui peut tourner sur une broche 50a et qui peut se déplacer le long de celle-ci qui est supportée par des équerres 50b, assure un enroulement serré de la tuyauterie souple 17 sur le tambour 18. L'autre extrémité de la tuyauterie d'évacua- tion est raccordée par un raccord 51 placé à une première extrémité du tambour, à une tuyauterie souple 51a qui passe dans le tambour et qui est raccordée par un raccord tour- nant à un coude 53 placé à l'autre extrémité du tambour. Le tambour 18 d'évacuation a un arbre central monté dans des paliers aux deux extrémités. Les paliers sont fixes aux équerres 52 qui sont montées sur le support 19. Le coude 53 est lui-même raccordé par une tuyauterie souple 55 à un raccord supplémentaire 54. Une tuyauterie 40 de dérivation transmet de l'eau de lavage à une buse 40a de pulvérisation, à proximité du raccord 54, afin que l'exté- rieur du raccord soit lavé. Le raccord 54 comporte un cône mâle 56 destiné à coopérer de façon étanche avec une cuvette femelle 57 qui communique avec une sortie 58 qui rejoint par exemple un réservoir d'évacuation. Le cône mâle est fixé au boitier 11 par un ensemble 59 de liaison. Le cône mâle 56 est porté à l'extrémité de la tuyau- - terie souple 55. Le guidage axial est réalisé par un palier de guidage raccordé à l'ensemble 59 de liaison. Ce dernier peut comporter un joint de cardan 59a donnant une certaine liberté de déplacement dans le plan horizontal. Un ressort de compression placé entre le cône et le palier de guidage assure le rappel du cône en coopération étanche avec la cuvette 57 lorsque le boitier est descendu en position. Un transducteur 61 de pression est monté à l'endroit o le cône se raccorde à la tuyauterie souple et transmet, par une canalisation 62, la pression du fluide d'évacuation à un panneau 63 de commande placé au-dessus du couvercle 12. Lorsque la machine de manutention de pompe est des- cendue en position de travail, le cône mâle se centre automatiquement dans la cuvette femelle. Lorsque la machine est en place, le ressort 60 de compression applique une force suffisante pour qu'il assure l'étanchéité du raccord à la pression normale de fonctionnement. Une connexion 14a d'alimentation de la pompe 13 passe à travers le couvercle 12 et rejoint le tambour 15 d'enroulement de câble qui tourne sur des paliers 65, autour d'un arbre fixe et creux monté en porte-à-faux, supporté par une équerre 66 dépassant sur le support 23. La connexion d'alimentation passe dans l'arbre 64 jusqu'à un ensemble à bague collectrice. Le câble 14 d'ali- mentation qui est connecté à une première extrémité à la bague collectrice, est placé dans une gorge spiralée formée sur l'enveloppe du tambour 15. Un rouleau concave 15a qui peut tourner sur une broche et se déplacer le long de celle-ci assure un enroulement serré du câble sur le tam- bour. L'autre extrémité du câble 14 est connectée à un ensemble à prise et fiche étanches 67 disposé sur la plaque de montage 24 de la pompe afin que de l'énergie parvienne à la pompe. Le tambour 15 est fermé de manière étanche afin que la pulvérisation d'eau ne puisse pas y pénétrer. Les transmissions 33, 35, 37 comportent des chaines dont la tension est réglable par un boulon tel que 33a placé sur un support de montage du moteur hydraulique respectif. Un boîtier 33b contenant deux paires de fils 33c, 33d à fibres optiques (une seule paire est représen- tée) et destiné au contrôle de la rotation est boulonné sur le support respectif de moteur. Un faisceau infrarouge provenant d'un fil et dirigé vers l'autre de la paire de fils est interrompu par les maillons de la chaine 33 et permet la création de signaux provenant de la chaine et rejoignant le panneau de commande par l'intermédiaire d'un boîtier optique 63a. Une seconde paire de fils est disposée à titre de rechange. Ceci permet la confirmation du fait que le moteur fonctionne et donne une indication sur la vitesse d'enroulement. La commande compare cette valeur à une vitesse voulue et modifie la pression hydraulique transmise au moteur le cas échéant. Les autres moteurs sont disposés de la même manière. Des embouts 101 de raccord rapide placés sur le couvercle de l'ensemble transmettent du fluide hydraulique provenant d'un ensemble 100 d'alimentation aux moteurs hydrauliques et assurent le retour vers l'ensemble d'ali- mentation. La plaque 24 de montage de pompe est supportée par deux chaînes 25 à maillons ayant des ridoirs 70 permettant le réglage de l'horizontalité de la plaque. Des plaques de guidage placées des deux côtés des ridoirs assurent le position de la pompe dans le boîtier sans coincement. Les chaînes 25 passent dans des tubes 38 de guidage fixés au tronçon central du boitier afin que le mouvement de la pompe soit limité lors du retour en position de repos. Les chaînes 25 sont entrainées par des roues 71 montées aux deux extrémités d'un arbre commun 72 supporté par des roulements à rouleaux. Les roulements sont boulon- nés sur un boîtier de réducteur 78 qui loge un jeu de pignons coniques, un mécanisme à roue à rochet et un cible pour un capteur de proximité. Un arbre cannelé 79 d'entraînement (figure 3) sup- porté par des roulements à rouleaux coniques, passe à travers le couvercle 12 perpendiculairement à l'arbre 72 des roues à chaine et il est raccordé à cet arbre par un réducteur d'angle. Un réducteur 80 à engrenage ayant un frein incorporé comporte un raccord 81 monté sur son arbre de sortie. Le réducteur 80 est boulonné sur un support 80a qui peut être positionné sur quatre montants 82 vissés dans le couvercle 12. Lorsque le support est abaissé sur les montants 82, à l'aide de trois manivelles d'encliquetage, le raccord 81 vient coopérer avec l'arbre cannelé 79. Lorsque le support est descendu plus loin, un cliquet 83 commandé par une came se sépare d'une roue à rochet 84 clavetée sur l'arbre 72 et permet à la pompe d'être abais- sée à l'aide d'un moteur 85 couplé au réducteur 80. L'en- semble à roue à rocher 83, 84 arrête le déroulement des chaines sous l'action du poids de la pompe et constitue un frein mécanique lorsque les moteurs ne reçoivent plus d'énergie. Deux commutateurs de proximité représentés schémati- quement par les références 72a et 83a, traversent le couvercle 12 et transmettent des signaux au panneau 63 de commande, ces signaux provenant de cibles formées sur l'arbre 72 et le cliquet 83. L'extraction et le réglage des commutateurs de proximité sont assurés à partir du cou- vercle 12. Le capteur 72a permet la confirmation du fait que l'arbre tourne et le capteur 83 permet la confirmation du fait que le cliquet est en prise avant la déconnexion du moteur 85. Un commutateur de proximité désigné schématique- ment par la référence 80b, monté sur le réducteur 80, détecte chaque tour du moteur 85 et un signal de sortie est renvoyé au panneau 63 de commande. Les deux chaines 25 à maillons passent sur des mécanismes individuels 86 de manoeuvre qui transfèrent les charges des chaînes à des jauges dynamométriques 86a pla- cées sur le couvercle 12. Des signaux provenant des jauges dynamométriques sont transmis au panneau 63 de commande. Comme les chaînes 25 passent sur les roues 71 d'en- trainement, les chaînes sont protégées par un organe 87 de protection qui guide la chaîne respective et l'empêche de sauter. Les brins de chaines qui ne sont pas soumis à une force sont collectés dans les caissons 88 boulonnés à la face inférieure du couvercle 12. Les maillons d'extrémité des chaînes 25 sont raccordés au caisson respectif par un boulon. Lorsque la pompe est levée vers la position de 2624-920 repos, deux pistons 90 montés sur des traverses placées dans le tronçon inférieur du boîtier, sont déclenchés par contact avec la plaque 24. Les pistons sont montés dans un boitier contenant deux paires de fils 89 à fibres optiques. Un faisceau infrarouge provenant d'un fil et dirigé vers l'autre de la paire est interrompu par le déplacement du piston associé si bien qu'un signal est renvoyé au panneau 63 de commande et interrompt la manoeuvre du moteur 85. L'autre paire de fils montée sur le support est une paire de rechange. Lors du fonctionnement, lorsque la pompe est soule- vée à une vitesse uniforme d'une position inférieure par le moteur 83 par l'intermédiaire des chaînes 25, le mou des tuyauteries souples 21 et 17 et du câble 14 est supprimé par le tambour respectif et le moteur hydraulique. Lorsque la pompe est soulevée, le poids des tuyauteries souples et des câbles qui ne sont pas enroulés sur le tambour respec- tif diminue et le maintien de la vitesse d'enroulement à une valeur uniforme nécessite la réduction de la pression du fluide hydraulique transmis aux moteurs. La hauteur maximale de soulèvement de la pompe est divisée en vingt pas égaux et la force de traction appli- quée aux tuyauteries et au câble, nécessaire pour la suppression du mou (mais non pour la mise des tuyauteries souples et du câble sous contraintes), à chaque pas, a été déterminée expérimentalement ou empiriquement et la pres- sion hydraulique convenable a ainsi été déterminée pour chaque pas. La commande 63 comporte un calculateur logique pro- grammable (PLC) qui est programmé par ces pressions. La hauteur de la pompe à un moment donné est tirée des signaux provenant du commutateur 80b de proximité qui joue le rôle d'un compteur de profondeur, par exemple par comparaison avec une table de consultation. La hauteur comprise entre les positions la plus basse et la plus élevée de la pompe est divisée de même en vingt pas égaux. L'ensemble 63 de commande fait ainsi varier, à chaque pas, la pression hydraulique transmise aux moteurs, correspondant à la hauteur réelle de la pompe. La hauteur peut être divisée en plus de vingt pas. Pendant l'abaissement de la pompe, les tuyauteries souples et les câbles sont déroulés du tambour respectif sous l'action des forces de pesanteur. Lors du soulèvement de la pompe d'une position fixe initiale, une surpression hydraulique ou une pression hy- draulique supérieure est temporairement transmise aux mo- teurs afin que l'inertie initiale soit compensée. REVENDICATIONS 1. Appareil de manutention d'une pompe, comportant un tambour sur lequel peut être enroulé un organe allongé destiné à être raccordé à la pompe et à partir duquel cet organe peut être déroulé lorsque la pompe est soulevée et abaissée par rapport au tambour, et un moteur destiné à faire tourner le tambour afin que l'organe allongé soit enroulé sur le tambour, caractérisé en ce qu'un dispositif (63)' est destiné à commander le moteur (32, 34, 36) en fonction de la quantité d'organe allongé (21, 14, 17) qui est déroulée afin que l'organe allongé n'ait pas de mou. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande travaille d'après le poids de l'organe allongé qui est déroulé. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par un premier tambour (18) associé à une première tuyauterie souple (17) de transmission d'un fluide à la pompe (13), un premier moteur (36) destiné à faire tourner le premier tambour (18) afin qu'il enroule la première tuyauterie souple (17) sur le premier tambour (18), un second tambour (22) associé à une seconde tuyau- terie souple (21) et destiné à évacuer un fluide à l'aide de la pompe (13) , un second moteur (32) destiné à faire tourner le second tambour (22) afin que la seconde tuyau- terie souple (21) soit enroulée sur le second tambour (22), un troisième tambour (15) associé au câble électrique (14) de la pompe (13), et un troisième moteur (34) destiné à faire tourner le troisième tambour (15) afin que le câble (14) soit enroulé sur le troisième tambour (15), le dispo- sitif de commande (63) permettant la commande du premier, du second et du troisième moteur d'après la quantité dérou- lée de tuyauterie souple ou de câble respectif afin que la première et la seconde tuyauterie souple et le câble ne présentent pas de mou. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier, le second et le troisième moteur (32, 34, 36) sont des moteurs hydrauliques. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé par un support (24) sur lequel une pompe (13) peut être montée, et par un disposi- tif (85, 25) destiné à lever et baisser le support. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande (63) comporte un dispositif destiné à assurer le maintien de la vitesse d'enroulement d'une manière prati- quement indépendante du poids de la tuyauterie souple ou du câble respectif qui est déroulé du tambour respectif. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vitesse d'enroulement est maintenue par variation de la quantité d'énergie transmise au moteur respectif (34, 34, 36) en fonction de la hauteur du support de la pompe. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en par un dispositif (80b) destiné à faire varier la quantité d'énergie transmise par pas séparés. 9. Ensemble comprenant un appareil selon l'une quel- conque des revendications précédentes, et un pompe (13) raccordée à l'appareil de manière qu'elle puisse être levée et baissée.