Brevet FR2673686A1 — publié le 19920911

L'invention concerne la commande des pompes submersibles utilisées pour le relevage et l'évacuation de l'eau, et plus particulièrement le problème de l'amorçage d'une telle pompe en présence d'air dans le corps de pompe. Dans la plupart des applications courantes on s'efforce en fin de cycle de pompage d'arrêter la pompe avant que le niveau d'eau ne descende plus bas que le haut de la turbine, de telle sorte que cette dernière reste entièrement noyée à l'arrêt Cela peut s'obtenir de façon automatique par l'action d'un flotteur bien réglé, mais cette solution présente l'inconvé- nient de laisser au sol une grande quantité d'eau si l'on n'utilise pas de puisard. Il existe une solution automatique pour le pompage sur sol plat, que l'on connait par le brevet français N O 2 582 417 et qui présente l'avan- tage de vider toute l'eau jusqu'au moment o de l'air pénètre dans la tur- bine, entraînant l'arrêt de la pompe Mais dans ce cas il faut utiliser un dispositif de purge d'air pour que le niveau d'eau remonte à l'intérieur au fur et à mesure qu'il remonte à l'extérieur. Un tel dispositif est surtout nécessaire lorsque la pompe est équipée à sa sortie d'un clapet anti-retour empêchant l'air de sortir par cette voie. Le dispositif de purge d'air suivant l'invention est particulièrement adapté au types de pompes submersibles dont la sortie d'eau s'effectue horizontalement au ras du sol, comme c'est souhaitable pour l'évacuation sur un sol plat et dans ce cas l'utilisation d'un clapet de purge de type classique n'est pas possible. Le dispositif selon l'invention est une sorte de clapet intégré à l'enveloppe du corps de pompe. La description détaillée de l'invention est la suivante en se repor- tant au dessin annexé, qui représente pour l'essentiel une partie péri- phérique du corps de pompe tandis que la partie supérieure comportant le moteur n'est pas représentée La figure 1 correspond à une coupe dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation vertical XSA de la pompe, et la figure 2 montre une autre coupe du corps de pompe selon le plan vertical passant par l'axe de rotation XY et le rayon AB de la figure 1. Sur la figure 1 est montrée la partie périphérique de l'enveloppe 1, située entre deux rayons correspondant à deux trous de fixation de la crépine de filtrage Cette partie est évidée de façon à former une cavité cylindrique aplatie 2 entre les deux parois intérieure 3 et extérieure 4. La-paroi 3 communique avec l'intérieur du corps de pompe par un orifice , ainsi que la paroi 4 avec l'extérieur par un orifice 6. Dans la cavité 2 se trouve une membrane plane semi-rigide 7, de forme rectangulaire dont les dimensions sont légèrement inférieures à celles de la cavité Cela permet à l'air ou à l'eau de contourner la membrane, entre les orifices 5 et 6, quand elle garde sa forme plane, c'est à dire tant que la pompe ne tourne pas car dans ce cas les différences de pression entre l'intérieur et l'extérieur du corps de pompe sont faibles lorsque les ni- veaux d'eau varient et elles s'annulent rapidement grâce aux flux d'air et d'eau à travers les orifices. La membrane doit être assez rigide pour ne pas se courber, en particu- lier lorsque l'on plonge rapidement la pompe dans l'eau, c'est à dire avec une surpression d'air interne égale à la hauteur d'eau entre l'entrée sous la cloison 4 et la sortie de l'orifice 6 de ladite cloison. On voit sur la figure 2 que les orifices 5 et 6 sont situés assez haut dans le corps de pompe et notamment plus haut que le sommet de la turbine 8 de sorte que cette dernière est largement noyée lorsque la purge d'air est terminée L'ensemble se complète par le joint d'étanchéité 9 et la plaque d'aspiration 10 habituels sur ce type de pompe. Lorsque la pompe est mise en marche, la haute pression de l'eau à l'in- térieur se transmet par l'orifice 5 à la membrane qui se courbe jusqu'à la paroi 4 et ferme l'orifice 6 évitant tout jet d'eau à l'extérieur L'étan- chéité en ce point n'est pas critique, ce qui facilite le choix du matériau de la membrane: une feuille de plastique de 0,2 à 0 3 mm convient bien. Quand la pompe s'arrête, la pression interne baisse et se rapproche de la pression externe ce qui permet à la membrane de reprendre sa forme plane et remet en communication les orifices 5 et 6 pour la purge d'air. Les emplacements des orifices 5 et 6 ne sont pas critiques, mais ils doivent être le plus haut possible pour évacuer le maximum d'air Pour la commodité de réalisation ils sont avantageusement alignés par une seule opération de perçage En outre on voit sur la figure 1 qu'il faut placer l'orifice 5 assez loin de la génératrice de contact entre la membrane 7 et la paroi 3 pour faciliter la sortie de l'air par cet orifice. Une variante de réalisation consiste à laisser peu de jeu pour le pas- sage d'air au dessus de la membrane afin de remonter au mieux les orifices et 6, et à percer la membrane d'un trou de même diamètre et à la même hauteur mais décalé horizontalement par rapport aux orifices 5 et 6. D'autres variantes de réalisation sont possibles en restant dans le cadre de la présente invention par exemple: La membrane peut être légèrement plus longue que la cavité de façon à prendre au repos une légère courbure et se trouver coincée par ses extrémi- tés, lui évitant de tomber lors d'un démontage. De même dans le cas o la cavité est très longue par rapport à sa lar- geur une légère courbure de la membrane au repos est obtenue par coince- de cette dernière entre les deux parois alors que sa longueur sera plus petite que celle de la cavité. Pour la ciculation de l'air de part et d'autre de la membrane, une dé- coupe appropriée de son bord supérieur peut avantageusement remplacer un éventuel trou mentionné précédemment. Le dispositif selon l'invention s'est avéré très efficace lors de nom- breux essais effectués sur plusieurs types de pompes présentant un corps de pompe avec sortie d'eau horizontale La simplicité de ses constituants lui confère en outre une excellente fiabilité et une grande longévité. REVENDICATIONS 1 Dispositif de purge d'air pour pompe centrifuge submersible consti- tué par une cavité ( 2) communiquant avec l'intérieur du corps de pompe ( 1) par un orifice ( 5) et avec l'extérieur par un orifice ( 6), ladite cavité contenant un organe mobile ( 7) laissant passer l'air par les orifices lors- que la pompe est à l'arrêt, et fermant l'orifice ( 6) sous la pression interne de l'eau lorsque la pompe est en marche, caractérisé par la combinaison suivante: la cavité ( 2) de forme aplatie et incurvée fait partie intégrante de la paroi cylindrique ( 1) du corps de pompe présentant ainsi une double paroi ( 3,4), sur une longueur circonférentielle grande par rapport à la largeur de la cavité. l'organe mobile ( 7) est une membrane semi-rigide flexible, de forme plane au repos, rectangulaire avec une longueur légèrement inférieure à la corde sous-tendant l'arc de cercle de la paroi externe ( 4) de la cavité et avec une largeur un peu plus faible que la hauteur de la cavité. les deux orifices ( 5,6) sont situés au plus haut niveau des parois ( 3, 4) mais un peu plus bas que le sommet de la membrane, et l'orifice ( 5) est décalé par rapport à la génératrice de contact entre la membrane et la paroi interne ( 3). une fermeture du bas de la cavité est réalisée par un joint plat horizon- tal ( 9 > sur lequel repose la partie inférieure de la membrane. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par l'adjonction d'un trou dans la membrane, au même niveau que les orifices ( 5,6) mais décalé horizontalement par rapport à l'orifice ( 6), pour assurer le passage de l'air. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sommet de la membrane peut recevoir une découpe facilitant le passage de l'air. 4 Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la longueur de la membrane peut être légèrement supérieure à celle de la cavi- o O té, donnant un coincement et un début de cambrage au repos. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cavité peut être suffisamment étroite par rapport à sa longueur, au point qu'une membrane de longueur inférieure puisse avoir au repos un début de cambrage par coincement entre les parois ( 3,4).