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PERFECTIONNEMENTS AU POMPAGE CONTINU, PAR DES FLUIDES, PAR DEPRESSION.
On connait déjà des procédés et des dispositifs de refoulement, à l'aide du vide, c'est-à-dire pour le déplacement par pompage de fluides purs, procédés et dispostifs dans lesquels le fluide, un liquide par exemple, est d'abord aspiré par une pompe à air vers un récipient étanche à l'air et surélevé, à une hauteur au plus égale à la propre colonne barométrique du liquide. L'arrivée du liquide dans le récipient et l'aspiration de l'air hors du dit récipient sont ensuite interrompuess a l'aide de fermetures et divers mécanismes.
Le liquide contenu dans ce récipient est ensuite refoulé soit dans un milieu à la pression atmosphérique, soit dans un autre récipient disposé de même et encore plus haut, de façon telle que de l'air comprimé (fourni par un compresseur) ou de l'air à la pression atmosphérique soit envoyé dans le premier récipient (inférieur), de l'air étant aspiré en même temps hors du deuxième récipient (supérieur), qui a été entre-temps relié à la pompe à air par des mécanismes auxiliaires ou des dispositifs d'arrêt.
En fait les dispositifs mentionnés ne sont réellement ni des n installations à vide réelles ni des dispositifs continus, et ils sont compliqués par toute une série d'organes de fermeture et de mécanismes auxiliaires.
Un autre dispositif analogue utilisé dans le même but est monté de manière telle que seullecrécipient étanche supérieur, soit relié à la pompe à air, de l'air à la pression atmosphérique normale étant admis dans la tubulure d'aspiration en même temps que le liquide aspiré. Dans le récipient étanche situé le plus bas, l'air est séparé de la matière à pomper et, sous une pression inférieure à la pression atmosphérique, il est aspiré de nouveau, en mélange avec le liqilde à pomper, dans un autre récipient hermétique et situé plus haut. A partir du récipient supérieur étanche, la pompe à air, n'aspire alors que l'air séparé,dans ce récipient, du liquide pompé, et le liquide sortant des divers récipients étanches ne peut pas, au cours du pompage, être évacué dans un espace à la pression atmosphérique.
Ce n'est
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qu'après pompage, jusqu'à l'ouverture d'aspiration, du liquide hors du récipient, le plus bas et ouvert, et après pénétration de l'air environnant par le tuyau d'aspiration dans le dit récipient, que le liquide pompe dans ce récipient peut être évacué, après ouverture de la fermeture, dans un milieu à la pression atmosphérique, ou aspiré dans un récipient hermétique situé plus haut. Le liquide contenu dans ce récipient ou dans tout autre situé plus haut, ne peut pas être évacué hors du récipient le plus bas et envoyé dans le récipient le plus haut avant que, dans le récipient étanche précédent, le niveau du liquide soit descendu jusqu'à l'ouverture d'aspiration du tuyau d'aspiration débouchant dans ledit récipient, et que la pression atmosphérique Be soit établie par le tuyau d'aspiration vidé.
Un tel procédé permet de pomper un liquide, à l'aide du vide, jusqu'à une hauteur supérieure à celle de la colonne barométrique du liquide à pomper, mais uniquement d'une manière discontinue et en utilisant des organes de fermeture.
Un autre procédé analogue, où l'on utilise L'admission de l'air ambiant dans le tuyau d'aspiration, permet un pompage continu du liquide, mais seulement jusqu'à une hauteur insignifiante, qui n'atteint même pas la hauteur de la colonne barométrique propre au liquide à pomper.
En raison de tous ces inconvénients,les procédés de pompage décrits ci-dessus servent d'expédients dans l'industrie (par exemple pour pomper de l'eau relativement pure dans un puits profond).
De même, la simple mise en circulation par pompage à refoulement, au moyen d'appareils dits monte-jus et de pompes Mammouth, n'a pas.donné de bons résultats dans l'industrie, car les monte-jus ne fonctionnent pas en continu et parce que la hauteur d'élévation des pompes Mammouth est limitée ; (le tuyau d'aspiration ou le coude d'aspiration de la pompe Mammouth doit être prolongé, au-dessous du niveau du liquide à pomper, jusqu'à une profondeur correspondant à la hauteur de refoulement du liquide).
Tous ces inconvénients des dispositifs qui viennent d'être décrits sont supprimés conformément à la présente invention, qui a pour objet un procédé et un dispositif permettant, au moyen du vide, d'assurer un pompage effectif et continu jusqu'a une hauteur quelconque, sans emploi d'aucune fermeture ou mécanismes pour l'étranglement ou l'interruption de l'écou- lement du liquide à pomper.
La présente invention peut donc être utilisée non seulement pour le pompage de liquides purs, mais aussi et sans modifications, pour le pompage de liquides souillés, denses, ayant une activité chimique, et tout particulièrement pour le pompage de matières solides entrainées par des liquides (telles que, par exemple, du sable, des cendres, du coke, du laitier, des matières fibreuses, de la boue, des cossettes, des pommes de terre, des racines, etc...).
Conformément à la présente invention on laisse pénétrer continuellement l'air ambiant sous sa pression atmosphérique, non seulement dans le tuyau d'aspiration le plus bas, mais en même temps dans tous les tuyaux d'aspiration disposés entre tous les récipients de dégazéificationo L'air extrait, par des trop pleins individuels, par pompage dans les différents récipients et-séparé du liquide à pomper, est.aspiré continuellement hors de chaque récipient individuel et amené en même temps à la pompe à air par une tuyauterie particulière.
Pour assurer la circulation de la matière pompée, les divers récipients de dégazéification sont reliés entre eux par des tuyaux siphons particuliers à bras inégaux, de telle manière que la matière dégazéifiée à pomper s'écoule en continu vers le bas hors du récipient de dégazéifiostion dans le bras le plus court du siphon correspondant, et en même temps refoule par gravité, dans un récipient de dégaseification supérieur, un mélange de la matière à pomper avec l'air ambiant introduit continuellement dans le bras long.
La matière dégazéifiée à pomper s'écoule ensuite, également en continu, hors du récipient de dégazéification le plus élevé dans
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un milieu se trouvant à la pression atmosphérique normale, par le tuyau barométrique entièrement ouvert et dont l'extrémité d'écouleemnt inférieure peut être recourbée en forme de siphon et comporter une fermeture hermétique sur l'orifice d'écoulement.
Conformément à la présente invention la matière dégazéifiée à pomper peut être évacuée d'une manière continue, hors de chaque récipient étanche de dégazéification, par un tuyau barométrique dans un récipient de vidange ouvert, et hors duquel cette matière peut être en même temps aspirée continuellement et envoyée dans le récipient étanche de dégazëification immédiatement supérieur avec admission simultanée d'air ambiant, et continuellement dans chaque tuyau d'aspiration avec aspiration hors de chaque récipient de dégazéification, comme il a été décrit plus haut.
La présente invention sera expliquée en détail ci-après avec référence au dessin annexé qui en représente schématiquement des exemples de réalisation et dans lequel :
Fig. 1 est une vue d'un dispositif à un seul étage de construction très simple, avec arrivée dé l'air ambiant le long du tuyau d'aspiration et sur.tout son pourtour, le dit tuyau débouchant vers le haut dans la partie supérieure du récipient de dégazéification.
Fig. 2 représente l'orifice inférieur par lequel débouche le tuyau de descente barométrique, avec sa fermeture.
Fig. 3 est une vue d'un dispositif oomprenant un tuyau d'évacuation disposé coaxialement par rapport au tuyau d'aspiration.
Fig. 4 et Fig. 5 sont des vues d'installations à plusieurs étages pour le pompage continu, à l'aide du vide et jusqu'à des hauteurs quelconques, le récipient d'évaouation servant simultanément de récipient d'aspiration pour l'étage de pompage suivant, avec utilisation éventuelle d'un tuyau siphon à bras inégaux.
Tel qu'il est représenté à la fige 1, le dispositif est constitué par le tuyau d'aspiration 1, le récipient étanche de dégazéification 2, et le tuyau d'évacuation (ou de refoulement) 3. Le tuyau d'aspiration+1.est relié hermétiquement à la partie supérieure du récipient de dégazéification 2 de telle manière que l'extrémité supérieure ouverte du tuyau d'aspiration débouche dans la partie supérieure du récipient de dégazéification 2, dont la partie la plus haute est reliée hermétiquement à une pompe à air de type connu, au moyen de la vanne ou autres dispositifs d'arrêt 4 et de la tuyauterie 5.
Le tuyau d'évacuation 3 est relié hermétiquement, par son extrémité supérieure ouverte, à la partie inférieure du récipient de dégazéification 2, et son extrémité inférieure ouverte est soit immergée dans le récipient B au-dessous du niveau de l'eau, pour former la fermeture hydraulique inférieure,soit recourbée en forme de siphon, comme indiqué â titre d'exemple en fig. 2, et munie d'un clapet 6 pouvant être fermé hermétiquement et d'un contrepoids 7.
Dans sa partie inférieure, le tuyau d'aspiration 1 comporte audessus du niveau de l'eau dans le récipient, A, une chambre annulaire 8 hermétiquement reliée au tuyau d'aspiration et munie d'une paroi intérieure perforée dont le diamètre intérieur est à peu près égal à celui du tuyau d'aspiration et dont la paroi extérieure est pleine. La chambre 8 est reliée à l'air ambiant par un organe de fermeture 9 et éventuellement d'une tuyauterie 10.
Le récipient de dégazéification 2 est toujours monté au-dessus du niveau de la matière à pomper à une hauteur telle que la colonne baromé-
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trique de la matière à pomper, qui est aspirée par le vide à l'intérieur du tuyau d'aspiration% n'atteigne pas l'orifice supérieur d'écoulement Il du tuyau d'aspiration 1, mais que la colonne barométrique,plus longue par- ce que de densitéplus faible, du mélange de la matière à pomper avec l'air pénétrant dans le tuyau d'aspiration (par la fermeture 9) dépasse le dit orifice d'écoulement 11.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : On ferme la fermeture 9 (voir fig. 1) (et le clapet 6 (voir fig. 2); lorsqu'on prévoit une fermeture à siphon pour le tuyau d'évacuation 3) Après ou- verture de la vanne 4, de l'air, peut être aspiré hors du récipient de dégazéification 2, du tuyau-d'aspiration 1 et du tuyau de r efoulement 3.
Par suite du vide produit dans les dits espaces, de l'eau du récipient
A est aspirée dans le tuyau d'aspiration 1, dans lequel la colonne baro- métrique d'eau atteint une hauteur correspondant au vide produit dans le tuyau d-aspiration, mais non l'orifice supérieur d'écoulement 11 du tuyau d'aspiration.
Si le vide produit est maintenu par la pompe,à air et si l'on ferme l'organe 9, l'air ambiant, qui est à la pression atmosphérique nor- male, traverse la paroi intérieure perforée de la chambre 8 et pénètre dans la colonne d'eau barométrique du tuyau d'aspiration 1, puis s'élève sous forme de bulles dans cette colonne et arrive dans le récipient de dégazéi- fication 2. Il se forme ainsi dans le tuyau d'aspiration 1 une colonne ba- rométrique d'un mélange d'eau et d'air dont la densité est inférieure à cel- ' le de la colonne barométrique initiale, uniquement formée d'eau, et qui a par conséquent une hauteur (longueur) plus grande, suivant la quantité d'air introduite dans le tuyau d'aspiration.
L'orifice d'écoulement supérieur étant, comme indiqué ci-dessus,disposé de manière à être dépassé par la co- lonne barométrique du mélange d'eau et d'air, le dit mélange retombe for- cément par l'ouverture supérieure du tuyau,-d'aspiration dans le récipient de dégazéification 2. L'air et les vapeurs s'échappent de l'eau pompée se sé- parent alors de l'eau et se dégagent vers le haut, où ils sont aspirés par la pompe à air.
L'eau débarrassée des gaz tombe dans la partie inférieure du récipient de dégazéification et dans le tuyau d'évacuation 3 ; la longueur de ce tuyau étant telle que l'éau dégazéifiée peut être envoyée hors du ré- cipient inférieur dans un milieu se trouvant à la pression atmosphérique normale, par exemple dans le récipient ouvert B (voir fig. 1), soit par voie barométrique soit dans le cas d'un dispositif à siphon, après ouverture du clapet 6 (voir fig. 2).
Pendant toute la durée du fonctionnement de la pom- pe à air, la circulation de l'air ambiant dans le tuyau d'aspiration, dans le récipient de dégazéification, continue avec retour à l'atmosphère à trac- vers la pompe à air, de même qu'est maintenu le pompage automatique et con- tinu d'eau hors du récipient A, sans qu'il y ait jamais contact de l'eau à pomper avec la machine de pompage, c'est-à-dire avec la pompe à air.
La vitesse d'écoulement vers le haut, du mélange d'eau et d'air dans le tuyau d'aspiration est proportionnelle à la valeur donnée au dépasse- ment, au-dessus de l'orifice supérieur d'écoulement du tuyau d'aspiration, de la colonne barométrique du dit mélange lorsque la section d'écoulement de cette colonne, la 'pression barométrique de l'air ambiant, et le vide pro- duit dans le récipient de dégazéification restent constants.
Dans le tuyau barométrique d'évacuation 3, la vitesse d'écoule- ment de l'eau dégazéifiée est proportionnelle, dans les mêmes conditions, à la quantité d'eau venant du tuyau d'aspiration et entrant dans la partie inférieure du récipient de dégazéificationo
Le débit de ce nouveau dispositif de pompage est facilement ré- glable de zéro à-son maximum, et réciproquement, en faisant varier la quan- tité d'air ambiant à la pression atmosphérique normale admis dans la condui- te de refoulement ou encore aspiré hors du récipient de dégazéification, sans aucune modification des sections d'écoulement pour la matière à pomper.
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Conformément à la présente invention, le tuyau d'aspiration et le tuyau d'évacuation peuvent être coaxiaux., comme représenté schématiquement à la fig. 3. Le tuyau d'évacuation 3 est alors relié hermétiquement, par son extrémité supérieure ouverte au fond inférieur du récipient de dégazéi- fication et par son extrémité inférieure au tuyau d'aspiration 1; et il est muni d'une tubulure d'écoulement en forme de siphon 13, ainsi que d'un clapet 6 avec un contrepoids 7. Le liquide dégazéifié est évacué hors du récipient de dégazéification 2 de la manière décrite, par l'orifice d'évacuation 13,par l'espace compris entre le tuyau d'aspiration 1 et le tuyau d'évacuation 3 et par la tubulure d'écoulement 13.
Pour, selon le procédé de pompage ci-dessus, mieux débarrasser de l'air la matière à pomper tombant dans le récipient de dégazéification, on peut l'évacuer dans une partie inférieure par des trop pleins disposés en cascade de différentes manières, par exemple par l'intermédiaire de déversoirs à plateaux coniques 14 (voir figo 3) disposés à l'extrémité supérieure d'écoulement du tuyau d'aspiration 1 et dont les bases vont en croissant dans le sens de l'écoulement de la matière pompée qui tombe.
Dans le dispositif de pompage par le vide, suivant la présente invention, le débit fixé peut être maintenu automatiquement constant, même lorsque le niveau du liquide varie dans le récipient hors duquel le liquide est pompé ; cet effet, le dispositif de pompage est muni de régulateurs de type connu actionnéspar les fluctuations du niveau du liquide, par exemple au moyen d'un dispositif à flotteur connu, ces régulateurs étranglant les dispositifs d'admission et d'aspiration de l'air lorsque le niveau du liquide monte dans le récipient, et ouvrant ces dispositifs dès que le niveau du liquide baisse dans le récipient hors duquel le liquide est pompé.
Lorsque l'on désire élever la matière à pomper, par l'installation de pompage décrite, jusqu'à une hauteur ne pouvant pas être atteinte par l'installation décrite-de pompage par le vide à un seul étage, la présente invention permet d'obtenir ce résultat en répétant simplement le procédé décrit ci-dessus, comme on l'a représenté schématiquement en fig. 4.
Dans ce cas, la matière à pomper est d'abord pompée hors du récipient ouvert A dans le récipient ouvert B, qui constitue simultanément le récipient d'évacuation du premier étage de pompe et en même temps le récipient d'aspiration du deuxième étage de pompage de cette installation à deux étages. Le liquide est ensuite pompé hors du récipient B dans le récipient ouvert C, comme il a été décrit plus haut. Le récipient de dégazéification 2 du premier étage, peut comme celui 2a du deuxième étage, être relié à la pompe à air commune par l'intermédiaire des vannes 4,4a, des branchements 5,5a et d'une tuyauterie commune 6. L'air ambiant à la pression atmosphérique normale peut être admis dans les tuyaux d'aspiration 1, la, soit directement à travers les organes d'arrêt 9, 9a, soit au moyen d'une tuyauterie commune 10, par les branchements 11, 11a.
Si la hauteur d'élévation est encore plus grande, on l'atteint en utilisant des étages supplémentaires de pompage.
La présente invention permet également d'atteindre une hauteur d'élévation quelconque sans réservoirs ouverts de pompe et de transvasement entre les différents étages de l'installation de pompage par le vide, comme cela est représenté schématiquement à la figo 5, pour une installation à trois étages. La matière à pomper aspirée comme il a été indiqué, hors du réservoir ouvert A, et tombant dans le récipient de dégazéification B du premier étage est continuellement repompée dans les récipients (situés plus haut) de dégazéification 2a, 2b des deuxième et troisième étage, au moyen des tuyaux 15, 15a recourbés en forme de siphon et dont les bras les plus courts 16, 16a sont reliés hermétiquement aux tubulures d'évacuation 17, 17a des récipients de dégazéification 2, 2a.
Les bras les plus longs 18, 18a débouchent par leur extrémité supérieure ouverte dans la partie supérieure des récipients de dégazéification 2,2a, reliés hermétiquement aux dits bras longs et qui
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comportent dans leur partie inférieure, au-dessus des coudes (parties recourbées), des chambres 8a, 8b comprenant des dispositifs d'arrêt 9a, 9b pour l'admission de l'air ambiant dans ces bras, ces dispositifs étant du même type que ceux de la chambre 8 et du dispositif d'arrêt 9 du tuyau d'aspiration 1. L'air ambiant peut être admis dans les chambres 2, 2a directement ou par une tuyauterie commune 10 et des branchements 11. lla, llb.
Les récipients de dégazéification 2, 2a, 2b sont reliés par des vannes 4, 4a, 4b des branchements 5a, 5b,5c et les tuyauteries 3, à la pompe à air commune, qui est extérieure à l'ensemble de pompage. Le tuyau barométrique d'évacuation 3,comportant le clapet 6 et le contrepoids 7, est hermétiquement relié à la partie inférieureadurnécipient de dégazéification 2b le plus élevé.
Lorsque les vannes 4, 4a, 4b sont ouvertes, les dispositifs d'arrêt 9, 9a, 9b et le clapet 6 étant fermés, la pompe à air peut aspirer de l'air hors de l'ensemble de l'installation de pompage décrite. Du fait du vide ainsi produit, la matière à pomper est d'abord aspirée hors du récipient ouvert A (voir fig 5) dans le tuyau d'aspiration 1, ainsi que après ouverture de l'organe 9, dans le récipient de dégazéification 2, d'où le liquide dégazéifié tombe par la tubulure 17 dans le tuyau siphon 15, dont il remplit totalement le bras le plus court 16, pour s'élever dans le bras long 18 jusqu'au niveau du liquide accumulé dans la partie inférieure du récipient de dégazéification 2.
Si l'on ouvre l'organe 9a, l'air ambiant pénètre par la chambre 8a dans la colonne de matière à pomper contenue dans le bras long 18, par lequel cet air s'élève sous forme de bulles dans le récipient de dégazéification 2a. La densité du mélange de matière à pomper et d'air contenu dans le bras long (au-dessus de la chambre 8a) diminue proportionnellement à la quantité d'air admise,, de sorte que la colonne plus lourde de matière à pomper contenue dans le bras court équilibre seule la colonne - plus légère et plus longue - de mélange de matière à pomper et d'air contenue dans le bras long, proportionnellement à la quantité d'air admise.
On choisit la longueur du bras court de telle manière que la colonne de matière pompée dégazéifiée et contenue dans ce bras équilibre le mélange de matière pompée et d'air contenu dans le bras long et ayant à peu près la même longueur que la colonne de mélange de matière pompée et d'air contenue dans le tuyau d'aspiration, l'extrémité supérieure, c'est-à-dire l'extrémité d'écoulement, du bras long au-dessus de la chambre 8a se trouvant à peu près à la même hauteur que l'extrémité supérieure d'écoulement du tuyau d'aspiration au-dessus de la chambre 8, pour un même diamètre du tuyau d'aspiration 1 et du tuyau siphon 15. Dans ces conditions, le mélange de matière pompée et d'air tombe obligatoirement par l'extrémité supérieure ouverte du bras long 18 dans le récipient de dégazéification 2a.
La matière pompée contenue dans le dit récipient s'écoule de même par le tuyau 15a recourbé en siphon, après ouverture de l'organe 9b, dans le récipient de dégazéification, 2b, puis hors du dit récipient dans le bac ouvert B comme décrit après ouverture du clapet 6, par le tuyau barométrique d'évacuation 30
Pendant tout le fonctionnement de la pompe à, air, la matière à pomper s'écoule ensuite automatiquement en continu, de la manière décrite, hors du récipient A et dans le bac B.
Si lahauteur d'élévation exigée est encore plus grande, on utilise un nombre convenable d'étages supplémentaires, c'est-à-dire d'autres tuyaux siphon et des récipients de dégazéification construits et disposés comme déjà indiqués
Dans le cas où des quantités relativement grandes de vapeur se dégagent dans les récipients de dégazéification, (par exemple lorsque l'on pompe des liquides très chauds), on peut précipiter ces vapeurs d'une manière connue quelconque, par exemple au moyen d'un condenseur barométrique ou d'un condenseur à surface monté dans la conduite d'aspiration aboutissant à la nope h ai
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à la pompe à air.
Dans la description qui précède, on a désigné par le mot "vide" toute pression inférieure à la pression atmosphérique et par l'expression "colonne barométrique" la colonne formée dans le tuyau d'aspiration, dans lequel il règne une pression inférieure à la pression atmosphérique.
Les installations conformes à la présente invention offrent notamment les avantages suivants :
La matière à pomper ne coule en continu que dans la tuyauterie ouverte et dans les récipients ouverts servant à la dégazéification. Elle ne vient donc en contact ni avec la machine de pompage ni avec les armatures. On peut donc pomper, sans risque de corrosion, d'engorgement, d'usure par frottement, ou d'encrassement, non seulement des liquides purs, mais aussi des liquides tels que des lessives, quels que soient leur degré de souil- lère et leur densité, ainsi que des matières solides entraînées par des liquides.
Il n'est pas nécessaire non plus d'utiliser des métaux non ferreux et des aciers fins, qui sont indispensables pour les organes délicats ou pour les pompes et les armatures, dans les installations actuelles servant à pomper de telles matières.
La hauteur d'aspiration peut être aussi grande que l'on veut, ce qui permet de pomper à partir de grandes profondeurs avec des frais d'investissement sensiblement moindres.
On peut aussi pomper hors de récipients de peu de profondeur avec une hauteur de refoulement quelconque.
Le débit est facile à régler (variable), même lorsque la conduite de matière à pomper est entièrement ouverte.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé pour le pompage continu par le vide, de liquides et de matières solides entraînées par des liquides, dans lequel les matières à pomper sont aspirées par le vide en mélange avec l'air admis dans le tuyau d'aspiration, vers des récipients hermétiques et étanches situés plus haut et s'échelonnant en hauteur, caractérisé en ce que les différents récipients hermétiques (2, 2a, 2b...
Fig. 5), qui servent à l'aspiration continue de la substance à pomper, communiquent entre eux à l'aide de tuyaux (15,15a..) dont la section de passage demeure toujours complètement inobturée et qui sont établis à la manière de siphons à branches inégales, la disposition étant telle que la petite branche 1(6, 16a) de chacun de ces derniers tuyaux est raccordée à joint hermétique à la partie inférieure du récipient hermétique, tandis que la grande branche (18, 18a...) de chacun de ces tuyaux est raccordée à joint hermétique à la partie inférieure du récipient suivant situé plus haut que le premier, toutes les grandes branches étant munies d'un dispositif (8a, 8b...) pour l'admission continue et simultanée de l'air ambiant sous la pleine pression atmosphérique dans ces branches,
la disposition étant telle que les chambres de dégazéification de chacun des récipients hermétiques sont constamment raccordées par une conduite spéciale (5, 5a, 5b, 5c..) à la pompe pneumatique et au récipient étanche qui occupe la position la plus élevée, tandis que, afin de permettre l'écoulement continu de la substance à pomper et déjà dégazéifiée vers un milieu soumis à la pleine pression atmosphérique, on raccorde à joint hermétique à la partie inférieure du récipient de dégazéification occupant la position la plus élevée un tuyau barométrique (3), dont l'extrémité inférieure est éventuellement recourbée à la manière d'un siphon et munie d'une soupape (6) permettant une obturation hermétique (étanche).
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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IMPROVEMENTS IN CONTINUOUS PUMPING, BY FLUIDS, BY DEPRESSION.
Methods and delivery devices are already known, using vacuum, that is to say for the displacement by pumping of pure fluids, methods and devices in which the fluid, a liquid for example, is of first sucked by an air pump into an airtight and raised container at a height at most equal to the liquid's own barometric column. The arrival of the liquid in the container and the suction of the air out of the said container are then interrupted by means of closures and various mechanisms.
The liquid contained in this container is then discharged either into a medium at atmospheric pressure, or into another container arranged in the same way and even higher, such as compressed air (supplied by a compressor) or air at atmospheric pressure is sent into the first (lower) container, with air being sucked at the same time out of the second (upper) container, which has meanwhile been connected to the air pump by auxiliary mechanisms or shutdown devices.
In fact the devices mentioned are really neither real vacuum installations nor continuous devices, and they are complicated by a whole series of closing members and auxiliary mechanisms.
Another similar device used for the same purpose is mounted so that only the upper sealed container is connected to the air pump, air at normal atmospheric pressure being admitted into the suction pipe at the same time as the liquid. sucked. In the lowest sealed container, the air is separated from the material to be pumped and, under a pressure below atmospheric pressure, it is sucked again, mixed with the liquid to be pumped, into another sealed container and located higher. From the upper sealed container, the air pump then sucks only the air separated, in this container, from the pumped liquid, and the liquid leaving the various sealed containers cannot, during pumping, be discharged into a space at atmospheric pressure.
It's not
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that after pumping, to the suction opening, the liquid out of the container, the lowest and open, and after penetration of the surrounding air through the suction pipe into said container, that the liquid pumps in this container can be evacuated, after opening the closure, in a medium at atmospheric pressure, or sucked into an airtight container located above. The liquid contained in this receptacle or in any other located higher, cannot be evacuated out of the lower receptacle and sent to the higher receptacle before, in the preceding sealed receptacle, the level of the liquid has fallen to the suction opening of the suction pipe opening into said container, and that the atmospheric pressure Be is established by the empty suction pipe.
Such a method makes it possible to pump a liquid, using a vacuum, up to a height greater than that of the barometric column of the liquid to be pumped, but only in a discontinuous manner and by using closure members.
Another similar process, where one uses the admission of ambient air in the suction pipe, allows continuous pumping of the liquid, but only to an insignificant height, which does not even reach the height of the barometric column specific to the liquid to be pumped.
Because of all these drawbacks, the pumping methods described above serve as expedients in industry (eg, for pumping relatively pure water from a deep well).
Likewise, the simple circulation by back-pumping, using so-called juice lifts and Mammoth pumps, has not given good results in industry, because juice lifts do not work in continuous and because the lifting height of the Mammoth pumps is limited; (the suction pipe or the suction elbow of the Mammoth pump must be extended, below the level of the liquid to be pumped, to a depth corresponding to the delivery height of the liquid).
All these drawbacks of the devices which have just been described are eliminated in accordance with the present invention, which relates to a method and a device making it possible, by means of a vacuum, to ensure effective and continuous pumping up to any height, without the use of any closure or mechanisms to restrict or interrupt the flow of the liquid to be pumped.
The present invention can therefore be used not only for the pumping of pure liquids, but also and without modification, for the pumping of dirty, dense liquids having chemical activity, and most particularly for the pumping of solids entrained by liquids ( such as, for example, sand, ash, coke, slag, fibrous materials, mud, chips, potatoes, roots, etc.).
In accordance with the present invention, the ambient air is allowed to penetrate continuously under its atmospheric pressure, not only in the lowest suction pipe, but at the same time in all the suction pipes arranged between all the degasification vessels. air extracted, by individual overflows, by pumping into the different receptacles and separated from the liquid to be pumped, is continuously sucked out of each individual receptacle and at the same time brought to the air pump by a special pipe.
To ensure the circulation of the pumped material, the various degassing vessels are connected to each other by special siphons with unequal arms, so that the degassed material to be pumped flows continuously downwards out of the degassing vessel into the shorter arm of the corresponding siphon, and at the same time discharges by gravity, into an upper degaseing vessel, a mixture of the material to be pumped with the ambient air continuously introduced into the long arm.
The degassed material to be pumped then flows, also continuously, out of the highest degassing vessel into the
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a medium at normal atmospheric pressure, through the barometric pipe fully open and the lower flow end of which can be bent into a siphon shape and have a hermetic seal on the flow orifice.
In accordance with the present invention the degassed material to be pumped can be discharged continuously, out of each sealed degassing vessel, through a barometric pipe into an open drainage vessel, and out of which at the same time this material can be continuously sucked. and sent to the next upper sealed degassing vessel with simultaneous admission of ambient air, and continuously into each suction pipe with suction out of each degassing vessel, as described above.
The present invention will be explained in detail below with reference to the appended drawing which schematically represents embodiments thereof and in which:
Fig. 1 is a view of a single-stage device of very simple construction, with ambient air coming along the suction pipe and all around its periphery, said pipe opening upwards in the upper part of the degassing vessel.
Fig. 2 shows the lower orifice through which the barometric downpipe opens, with its closure.
Fig. 3 is a view of a device comprising an evacuation pipe arranged coaxially with respect to the suction pipe.
Fig. 4 and Fig. 5 are views of multi-stage installations for continuous pumping, using vacuum and up to any heights, the evaouation vessel simultaneously serving as a suction vessel for the next pumping stage, with possible use of a siphon pipe with unequal arms.
As shown in fig 1, the device consists of the suction pipe 1, the sealed degassing container 2, and the evacuation (or delivery) pipe 3. The suction pipe + 1 . is hermetically connected to the upper part of the degassing vessel 2 so that the open upper end of the suction pipe opens into the upper part of the degassing vessel 2, the uppermost part of which is hermetically connected to a pump air of known type, by means of the valve or other shut-off devices 4 and the piping 5.
The discharge pipe 3 is hermetically connected, by its open upper end, to the lower part of the degassing vessel 2, and its open lower end is either immersed in the vessel B below the water level, to form the lower hydraulic closure is bent in the form of a siphon, as shown by way of example in fig. 2, and provided with a valve 6 which can be hermetically closed and with a counterweight 7.
In its lower part, the suction pipe 1 comprises above the level of the water in the container, A, an annular chamber 8 hermetically connected to the suction pipe and provided with a perforated inner wall, the inner diameter of which is at approximately equal to that of the suction pipe and the outer wall of which is solid. The chamber 8 is connected to the ambient air by a closure member 9 and possibly by a pipe 10.
The degassing vessel 2 is always mounted above the level of the material to be pumped at a height such that the baromic column
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material to be pumped, which is sucked by the vacuum inside the suction pipe% does not reach the upper discharge opening II of the suction pipe 1, but the barometric column, longer because of a lower density of the mixture of the material to be pumped with the air entering the suction pipe (through the closure 9) exceeds the said outlet opening 11.
The operation of this device is as follows: Close the closure 9 (see fig. 1) (and the valve 6 (see fig. 2); when a siphon closure is provided for the drain pipe 3) After or - opening of the valve 4, air can be sucked out of the degassing vessel 2, the suction pipe 1 and the return pipe 3.
As a result of the vacuum produced in said spaces, water in the container
A is sucked into the suction pipe 1, in which the barometric column of water reaches a height corresponding to the vacuum produced in the suction pipe, but not the upper outlet 11 of the suction pipe .
If the vacuum produced is maintained by the air pump and if component 9 is closed, the ambient air, which is at normal atmospheric pressure, passes through the perforated inner wall of chamber 8 and enters the chamber. the barometric water column of the suction pipe 1, then rises in the form of bubbles in this column and arrives in the degasification vessel 2. This forms in the suction pipe 1 a ba column. rometric of a mixture of water and air whose density is lower than that of the initial barometric column, formed only of water, and which therefore has a greater height (length), depending on the quantity of air introduced into the suction pipe.
The upper flow orifice being, as indicated above, arranged so as to be protruded by the barometric column of the water and air mixture, the said mixture inevitably falls through the upper opening of the. suction hose, into the degassing vessel 2. The air and vapors escaping from the pumped water then separate from the water and flow upwards, where they are sucked in by the pump air.
The gas-free water falls into the lower part of the degassing vessel and into the discharge pipe 3; the length of this pipe being such that the degassed water can be sent out of the lower receptacle into a medium at normal atmospheric pressure, for example in the open receptacle B (see fig. 1), or by barometric means or in the case of a siphon device, after opening the valve 6 (see fig. 2).
Throughout the operation of the air pump, the circulation of the ambient air in the suction pipe, in the degassing vessel, continues with return to the atmosphere through the air pump, in the same way is maintained the automatic and continuous pumping of water out of the receptacle A, without any contact of the water to be pumped with the pumping machine, that is to say with the air pump.
The upward flow velocity of the water and air mixture in the suction pipe is proportional to the value given to the overshoot, above the upper flow orifice of the suction pipe. suction, from the barometric column of said mixture when the flow section of this column, the barometric pressure of the ambient air, and the vacuum produced in the degassing vessel remain constant.
In the barometric discharge pipe 3, the flow velocity of the degassed water is proportional, under the same conditions, to the quantity of water coming from the suction pipe and entering the lower part of the container. degasification
The flow rate of this new pumping device is easily adjustable from zero to its maximum, and vice versa, by varying the quantity of ambient air at normal atmospheric pressure admitted into the discharge pipe or else sucked in. out of the degassing vessel, without any modification of the flow sections for the material to be pumped.
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According to the present invention, the suction pipe and the discharge pipe may be coaxial, as shown schematically in fig. 3. The discharge pipe 3 is then hermetically connected, by its open upper end to the lower bottom of the degassing vessel and by its lower end to the suction pipe 1; and it is provided with a siphon-shaped outlet pipe 13, as well as a valve 6 with a counterweight 7. The degassed liquid is discharged out of the degassing vessel 2 in the manner described, through the orifice d 'discharge 13, through the space between the suction pipe 1 and the discharge pipe 3 and through the discharge pipe 13.
In order, according to the above pumping method, to better rid the material to be pumped falling into the degassing vessel of the air, it can be discharged into a lower part through overflows arranged in cascade in different ways, for example by means of weirs with conical plates 14 (see fig. 3) arranged at the upper flow end of the suction pipe 1 and whose bases increase in the direction of the flow of the pumped material which falls .
In the vacuum pumping device, according to the present invention, the set flow rate can be automatically kept constant, even when the level of the liquid varies in the container from which the liquid is pumped; To this end, the pumping device is provided with regulators of known type actuated by fluctuations in the level of the liquid, for example by means of a known float device, these regulators throttling the air intake and suction devices. when the level of the liquid rises in the container, and opening these devices as soon as the level of the liquid falls in the container out of which the liquid is pumped.
When it is desired to raise the material to be pumped, by the described pumping installation, to a height that cannot be reached by the described single-stage vacuum pumping installation, the present invention makes it possible to 'obtain this result by simply repeating the process described above, as shown schematically in FIG. 4.
In this case, the material to be pumped is first pumped out of the open container A into the open container B, which simultaneously constitutes the discharge container of the first pump stage and at the same time the suction container of the second pump stage. pumping of this two-stage installation. The liquid is then pumped out of container B into open container C, as described above. The degassing vessel 2 of the first stage, like that 2a of the second stage, can be connected to the common air pump by means of the valves 4.4a, the connections 5.5a and a common pipe 6. The ambient air at normal atmospheric pressure can be admitted into the suction pipes 1, la, either directly through the shut-off members 9, 9a, or by means of a common pipe 10, through the connections 11, 11a.
If the lift is even greater, it is achieved by using additional pump stages.
The present invention also makes it possible to reach any height of elevation without open pump and transfer tanks between the different stages of the vacuum pumping installation, as is shown schematically in Fig. 5, for an installation at three floors. The material to be pumped sucked as indicated, out of the open tank A, and falling into the degasification container B of the first stage, is continuously pumped back into the degasification containers (located above) 2a, 2b of the second and third stages, by means of pipes 15, 15a curved in the form of a siphon and whose shorter arms 16, 16a are hermetically connected to the discharge pipes 17, 17a of the degassing vessels 2, 2a.
The longest arms 18, 18a open through their open upper end into the upper part of the degassing vessels 2,2a, hermetically connected to said long arms and which
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comprise in their lower part, above the elbows (curved parts), chambers 8a, 8b comprising stop devices 9a, 9b for the admission of ambient air into these arms, these devices being of the same type as those of the chamber 8 and of the shut-off device 9 of the suction pipe 1. The ambient air can be admitted into the chambers 2, 2a directly or through a common pipe 10 and connections 11. 11a, 11b.
The degassing vessels 2, 2a, 2b are connected by valves 4, 4a, 4b of the connections 5a, 5b, 5c and the pipes 3, to the common air pump, which is external to the pumping assembly. The evacuation barometric pipe 3, comprising the valve 6 and the counterweight 7, is hermetically connected to the lower part of the degassing vessel 2b the highest.
When the valves 4, 4a, 4b are open, the shut-off devices 9, 9a, 9b and the valve 6 being closed, the air pump can suck air out of the entire pumping installation described. . Due to the vacuum thus produced, the material to be pumped is first sucked out of the open container A (see fig 5) in the suction pipe 1, as well as after opening of the member 9, in the degassing container 2 , from where the degassed liquid falls through the pipe 17 into the siphon pipe 15, with which it completely fills the shorter arm 16, to rise in the long arm 18 up to the level of the liquid accumulated in the lower part of the degassing vessel 2.
If the member 9a is opened, the ambient air enters through the chamber 8a into the column of material to be pumped contained in the long arm 18, through which this air rises in the form of bubbles in the degassing vessel 2a . The density of the mixture of material to be pumped and air contained in the long arm (above chamber 8a) decreases in proportion to the quantity of air admitted, so that the heavier column of material to be pumped contained in the short arm balances only the column - lighter and longer - of mixture of material to be pumped and air contained in the long arm, in proportion to the quantity of air admitted.
The length of the short arm is chosen such that the column of degassed pumped material contained in this arm balances the mixture of pumped material and air contained in the long arm and having approximately the same length as the mixing column of material pumped and air contained in the suction pipe, the upper end, i.e. the discharge end, of the long arm above the chamber 8a lying approximately the same height as the upper flow end of the suction pipe above the chamber 8, for the same diameter of the suction pipe 1 and of the siphon pipe 15. Under these conditions, the mixture of material pumped and air necessarily falls through the open upper end of the long arm 18 into the degassing vessel 2a.
The pumped material contained in said container flows in the same way through the pipe 15a curved into a siphon, after opening the member 9b, into the degassing container, 2b, then out of said container into the open container B as described below. opening of the valve 6, via the barometric evacuation pipe 30
During the entire operation of the air pump, the material to be pumped then flows automatically continuously, as described, out of the container A and into the tank B.
If the required lift height is even greater, a suitable number of additional stages is used, i.e. other siphon pipes and degassing vessels constructed and arranged as already indicated.
In the event that relatively large quantities of vapor are given off in the degassing vessels, (for example when pumping very hot liquids), these vapors can be precipitated in any known manner, for example by means of a barometric condenser or a surface condenser mounted in the suction line leading to the nope h ai
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to the air pump.
In the foregoing description, the word “vacuum” has designated any pressure below atmospheric pressure and the expression “barometric column” means the column formed in the suction pipe, in which there is a pressure below atmospheric pressure. atmospheric pressure.
The installations in accordance with the present invention offer in particular the following advantages:
The material to be pumped flows continuously only in the open piping and in the open vessels used for degassing. It therefore does not come into contact with the pumping machine or with the reinforcements. It is therefore possible to pump, without risk of corrosion, clogging, wear by friction or clogging, not only pure liquids, but also liquids such as detergents, whatever their degree of soiling and their density, as well as solids entrained by liquids.
It is also not necessary to use non-ferrous metals and fine steels, which are essential for delicate parts or for pumps and fittings, in current installations for pumping such materials.
The suction height can be as large as desired, which allows pumping from great depths with significantly lower investment costs.
It is also possible to pump out of shallow containers with any delivery height.
The flow rate is easy to adjust (variable), even when the material line to be pumped is fully open.
CLAIMS.
1. - Process for the continuous pumping by vacuum of liquids and solids entrained by liquids, in which the substances to be pumped are sucked by the vacuum mixed with the air admitted in the suction pipe, towards Hermetic and airtight receptacles located higher and extending in height, characterized in that the various hermetic receptacles (2, 2a, 2b ...
Fig. 5), which serve for the continuous suction of the substance to be pumped, communicate with each other by means of pipes (15,15a ..) whose passage section always remains completely unobstructed and which are established in the manner of siphons with unequal branches, the arrangement being such that the small branch 1 (6, 16a) of each of the latter pipes is connected with a hermetic seal to the lower part of the hermetic container, while the large branch (18, 18a ...) of each of these pipes is connected with a hermetic seal to the lower part of the next container located higher than the first, all the large branches being provided with a device (8a, 8b ...) for the continuous and simultaneous admission of ambient air at full atmospheric pressure in these branches,
the arrangement being such that the degassing chambers of each of the hermetic containers are constantly connected by a special pipe (5, 5a, 5b, 5c ..) to the pneumatic pump and to the sealed container which occupies the highest position, while , in order to allow the continuous flow of the substance to be pumped and already degassed into a medium subjected to full atmospheric pressure, a barometric pipe (3) is connected with a hermetic seal to the lower part of the degasification vessel occupying the highest position. ), the lower end of which is optionally curved in the manner of a siphon and provided with a valve (6) allowing hermetic sealing (tight).
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