"Procédé pour élever un. liquide situé sous le niveau du sol et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé" "Procédé pour élever un liquide situé sous le niveau du sol et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé pour élever un liquide, en particulier de l'eau, d'une nappe de liquide située sous le niveau du sol au moins jusqu'au niveau de ce dernier.
L'invention a pour but de fournir un procédé permettant d'élever un liquide, tel que de l'eau, soit situé en surface sous le niveau du sol environnant, soit enfoui dans le sol, à l'aide de la pression hydraulique régnant à la base d'un réservoir de liquide situé au niveau du sol.
<EMI ID=1.1>
dé consiste à animer d'un mouvement alternatif au moins un piston libre dans un premier cylindre grâce
à la pression d'un liquide, contenu dans un réservoir situé au niveau ou au-dessus du sol, alternativement introduit dans une des chambres de ce premier cylindre et évacuée de cette dernière vers l'atmosphère et alternativement introduit dans la seconde chambre du premier cylindre et évacué de celle-ci pour exercer une pression sur une colonne de liquide reliant cette seconde chambre du premier cylindre à la première chambre d'un second cylindre situé à un niveau inférieur
à celui de la surface de la nappe précitée de liquide pour déplacer d'un mouvement alternatif un piston libre
<EMI ID=2.1>
étant admis dans la seconde chambre du second cylindre lors de l'évacuation vers l'atmosphère du liquide
contenu dans la chambre susdite du premier cylindre
pour être refoulé au moins jusqu'au niveau du sol
lorsque la pression précitée est exercée sur la colonne de liquide, le liquide étant évacué de la première chambre du second cylindre lors de l'admission du liquide de la nappe dans la seconde chambre .
Suivant l'invention,le réservoir peut être, par exemple. alimenté par un liquide pris à la surface du sol à un niveau supérieur à celui du liquide à élever, tel que de l'eau provenant d'un cours d'eau ou encore
de l'eau de mer remplissant ledit réservoir à marée haute.
Le procédé suivant l'invention peut également être mis en oeuvre d'une manière particulièrement intéressante dans des endroits où il n'existe pas de liquide en
<EMI ID=3.1>
supérieur à celui eu liquide à élever. Dans ce cas, le réservoir susdit est alimenté parle liquide élevé de la nappe jus-
<EMI ID=4.1>
jusqu'au niveau du sol dans le réservoir précité.
A cet effet, suivant l'invention, le liquide utilisé pour mouvoir le piston du premier cylindre
est le liquide ref oulé de la nappe de liquide, ce dernier étant déversé au sommet du réservoir précité de manière à fournir l'énergie nécessaire au mouvement
du piston du premier cylindre avant d'être utilisé après son évacuation vers l'atmosphère de la chambre précitée du premier cylindre, le liquide évacué de la première chambre du second cylindre étant déversé audessus du niveau de la surface de la nappe de liquide, les pistons et les chambres des premier et second cylindres étant agencés pour que le volume de liquide refoulé de la nappe dans le réservoir, à chaque mouvement du piston du second cylindre sous l'action de la pression exercée sur la colonne da liquide susdite, soit au moins égal au volume de liquide utilisé dans le premier cylindre pour exercer la pression susdite sur cette colonne de liquide, la mise en oeuvre du procédé impliquant un remplissage préalable, par pompage, du réservoir précité jusqu'à un niveau suffisant pour que la pression
<EMI ID=5.1>
dre soit atteinte.
L'invention a également pour objet un dispositif, de construction simple et peu onéreuse, pour la mise en oeuvre du procédé susdit.
Suivant l'invention, ce dispositif comprend un réservoir à liquide agencé au niveau ou au-dessus du sol, au moins un premier cylindre dans lequel est agencé un piston libre, une ouverture d'admission du liquide dans une des chambres du premier cylindre communiquant avec le réservoir dans la zone de ce dernier où la pression du liquide est la plus forte, une ouverture d'échappement du liquide mettant cette chambre du premier cylindre en communication avec l'atmosphère, des vannes d'admission et d'échappement du liquide dans cette chambre commandées pour que la vanne d'admission soit ouverte quand la vanne d'échappement est fermée et vice-versa,
une ouverture d'admission dans la seconde chambre du premier cylindre communiquant avec le réservoir dans une zone de ce dernier où la pression est moins élevée que celle de la zone avec laquelle communique l'autre chambre susdite du premier cylindre, un chpet antiretour agencé pour couper l'admission du liquide dans cette seconde chambre du premier cylindre quand le volune de cette dernière diminue et pour l'admission du liquide quand
<EMI ID=6.1>
quide de cette seconde chambre, un second cylindre
à piston libre situé à un niveau inférieur à celui
de la surface de la nappe de liquide ,
un conduit mettant en communication l'ouverture d'échappement de la seconde chambre du premier cylindre avec l'ouverture d'admission de la première chambre du second cylindre, un clapet antiretour agencé pour fermer l'ouverture d'échappement de la seconde chambre du premier cylindre quand le volume de cette dernière augmente et pour ouvrir cette ouverture d'échappement quand ledit volume diminue pour exercer une pression sur la colonne de liquide contenue dans le conduit précité mettant en communication l'ouverture d'échappement de la seconde chambre du premier cylindre avec l'ouverture d'admission, de la première chambre du second cylindre, un.
conduit mettant en communication avec l'atmosphère l'ouverture d'échappement de la première chambre du second cylindre, des vannes d'admission et d'échappement du liquide dans cette première chambre du second cylindre commandées pour que la vanne d'admission soit ouverte quand la vanne d'échappement est fermée et vice-versa, une ouverture d'admission dans la seconde chambre du second cylindre communiquant avec le liquide de la nappe, un clapet antiretour agencé sur cette ouverture d'admission pour que cette dernière soit ouverte quand le volume de la seconde chambre du second cylindre augmente et pour la fermer quand ce volume diminue.
une ouverture d'échappement de cette seconde chambre du second cylindre, un conduit raccordé à cette ouverture d'échappement et s'étendant au moins jusqu'au niveau du sol et un clapet antiretour agencé dans ce conduit, à proximité de l'ouverture d' échappement, pour permettre l'échappement du liquide de ladite seconde chambre du second cylindre quand le volume de cette chambre diminue et pour obturer ladite ouverture d'échappement quand ce volume augmente.
Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de ]-'invention, l'extrémité du conduit raccordé à l'ouverture d'échappement de la seconde chambre du second cylindre débouche à l'intérieur du réservoir susdit, au sommet de ce dernier, le conduit raccordé à l'ouverture d'échappement de la première chambre du second cylindre débouchant au-dessus de la nappe de liquide.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description du dessin annexé au présent mémoire, qui, à titre d'exemple non limitatif, illustre le procédé précité et représente une forme de réalisation particulière du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le dessin est une vue schématique en élé- vation, en coupe et avec brisures partielles, d'un dispositif suivant l'invention permettant d'élever de l'eau, à partir d'une nappe phréatique, jusqu'audessus du niveau du sol.
Le procédé suivant l'invention et illustré au dessin consiste, pour élever de l'eau d'une nappe 1 enfouie dans le sol au moins jusqu'au niveau de ce dernier, consiste à animer d'un mouvement alternatif au moins un piston libre 2 dans un premier cylindre 3 par l'intermédiaire de la pression d'un liquide , tel que de l'eau prélevée à la base d'un réservoir 4 situé au niveau ou au-dessus du sol, alternativement introduit dans la chambre 5 de ce cylindre
3 et évacuée de cette dernière, en 6, vers l'atmosphère et alternativement introduit à partir du réservoir 4 et à un niveau supérieur au niveau du prélèvement du liquide introduit dans la chambre 5, dans la seconde
<EMI ID=7.1>
exercer une pression sur une colonne de liquide 8
reliant cette seconde chambre 7 du cylindre 3 à la première chambre 9 d'un second cylindre 10 situé à
un niveau inférieur à celui de la surface 11 de la
nappe 1 de liquide pour déplacer d'un mouvement alternatif un piston libre- 12 agencé dans ce cylindre 10,
le liquide de la nappe étant admis dans la seconde chambre
13 du cylindre 10, lors de l'évacuation vers l'atmosphère, en 6, du liquide contenu dans la chambre 5 du
<EMI ID=8.1>
du sol lorsque la pression précitée est exercée sur
la colonne 8 de liquide, le liquide étant évacué de la chambre 9 du cylindre 10, vers. l'atmosphère , en 14, lors de l'admission du liquide de la nappe dans la chambre 13 précitée.
Lorsque le liquide utilisé pour animer le piston 2 de son mouvement alternatif afin d'élever
le liquide de la nappe 1 est le liquide refoulé de cette nappe jusqu'au-dessus du. niveau du sol, ce liquide refoulé est déversé au sommet du réservoir 4 de manière à fournir l'énergie nécessaire au mouvement
du piston 2 du cylindre 3 avant d'être utilisé après son évacuation vers l'atmosphère, en 6, de la chambre 5 du cylindre 3, le liquide évacué, en 14, de la chambre 9 du cylindre 10 étant déversé au-dessus du niveau de
la surface 11 de la nappe de liquide 1, les pistons
2 et 12 et les chambres 5, 7 et 9, 13 dés cylindres
3 et 10 étant agencés pour que le volume de liquide refoulé de la nappe 1 dans le réservoir 4 à chaque mouvement du piston 12 du cylindre 10, sous l'action de
la pression exercée sur la colonne 8 de liquide soit
au moins égal au volume de liquide utilisé dans la chambre 5 du cylindre 3 pour exercer la pression susdite sur cette colonne 8 de liquide . La mise en oeuvre du procédé implique, bien entendu, un remplissage préalable, par pompage, du réservoir 4 jusqu'à un niveau suffisant pour que la pression nécessaire à l'entraînement du piston 2 du cylindre 3 soit atte inte .
Suivant l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé susdit et représenté au dessin comprend deux cylindres 2 et 10 à pistons
libres 2 et 12 se déplaçant chacun suivant un axe vertical, la course active du piston s'effectuant de bas en haut sous l'action d'une pression hydraulique tandis que .la course des pistons de haut en bas s'effectue par gravité . Le cylindre 2 ainsi que le réservoir 4 sont situés au niveau du sol, tandis que le cylindre 10 est fixé à l'intérieur d'un puits 15 creusé jusqu' à un niveau inférieur à celui de la surface 11 de la nappe
de liquide 1, ledit cylindre 10 étant plongé dans cette dernière. La chambre 5 du cylindre 2 présente, d'une part, une ouverture d'admission da liquide 16 qui communique, par un conduit 17, avec le réservoir 4 dans la zone de ce dernier où la pression du liquide est la plus forte et d'autre part, une ouverture d'échappement 18 mettant cette chambre 5 en communication avec l'atmos- <EMI ID=9.1>
20 et d'échappement 21 du liquide dans la chambre 5 sont respectivement prévues sur les conduits 17 et 19 et sont commandées pour que la vanne d'admission 20 soit ouverte quand la vanne d'échappement 21 est fermée et vice-versa. La chambre 7 du cylindre 3 présente une ouverture d'admission de liquide 22 qui communique, par un conduit
<EMI ID=10.1>
une zone du réservoir où la pression est moins élevée que celle de la zone où aboutit le conduit 17 connecté à l'ouverture d'admission 16 de la chambre 5. Un clapet antiretour 24 est agencé dans le conduit 23 pour couper l'admission du liquide dans la chambre 7 quand son volume diminue et pour permettre l'admission du liquide quand ledit volume augmente. La chambre 7 présente une ouverture d'échappement 25 qui communique, par un conduit 26 renfermant la colonne de liquide 8 susdite. avec l'ouverture d'admission 27 de la chambre 9 du cylindre 10.
Un clapet antiretour 28 est agencé dans le conduit 26, à proximité de l'ouverture 25, pour fermer cette dernière quand le volume de la chambre 7 augmente et pour ouvrir l'ouverture 25 quand ce volume diminue afin d'exercer la pression susdite sur la colonne de liquide 8 qui assure le refoulement, vers la surface du sol, du liquide contenu dans la chambre 13 du cylindre 10. La chambre 9 du cylindre 10 est mise en communication avec l'atmosphère par une ouverture d'échappement 28' débouchant dans un conduit 29. Des vannes d'admission 31 et d'échappement 32 du liquide dans la chambre 9 sont respectivement prévues sur les conduits 26 et 29 et sont commandées pour que la vanne d'admission 31 soit ouverte quand la vanne d'échappement 32 est fermée et vice-versa.
La chambre 13 du cylindre
10 comprend une ouverture d'admission 33 communiquant avec le liquide de la nappe contenu dans le puits, cette ouverture étant pourvue d'un clapet antiretour 34 agencé pour que l'ouverture d'admission 33 soit ouverte quand le volume de la chambre 13 augmente et pour fermer cette" ouverture quand ce volume diminue. La chambre 13 est également pourvue d'une ouverture d'échappement 35 raccordée à un conduit 36 à travers lequel le liquide est refoulé, au moins jusqu'au niveau du sol. Dans le cas, comme représenté au dessin, où le liquide utilisé pour élever le liquide contenu dans le puits 15 est le liquide provenant de ce puits, l'extrémité 37 du conduit
36 débouche dans le réservoir 4, au sommet de ce dernier et l'extrémité 30 du conduit 29 débouche dans le puits
15 au-dessus de la surface 11 de la nappe de liquide 1.
Un clapet antiretour 38 est prévu dans le conduit 36,
à proximité de l'ouverture d'échappement 35 de la chambre 13, et agencé pour autoriser l'échappement du liquide de cette chambre quand le volume de cette dernière diminue et pour obturer ladite ouverture 35 quand ce volume augmente.
Comme représenté au dessin, les sections des deux chambres de chacun des cylindres 2 et 10 ainsi que celles des pistons coopérant avec ces chambres
sont différentes, les sections des chambres 7 et 9 étant inférieures aux sections des chambres 5 et 13. Les sections des chambres 7 et 9 et celles des chambres
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
<EMI ID=13.1> 36 soit, compte tenu des pertes,au moins égale à la quantité de liquide utiliséedans la chambre 5 du cylindre 3 pour exercer,à l'aide du piston 2,la pression sus-
<EMI ID=14.1>
Pour éviter la création d'une contre-pression d'air dans des volumes 39 compris respectivement entre les parois des cylindres 3 et 10 et les pistons 2 et 12, ces volumes sont mis en communication avec l'atmosphère. C'est ainsi que, pour le cylindre 3, ledit volume communique avec l'atmosphère par des lumières 40 ménagées dans le cylindre, tandis que pour le cylindre 10, ce volume communique avec l'atmosphère grâce à un évent 41 dont l'extrémité 42 débouche dans le puits 15 au-dessus de la surface 11 de la nappe de liquide 1.
Les vannes 20, 21 et 31, 32 sont avantageusement commandées par le déplacement des pistons 2 et 12. Cette commande peut être soit hydraulique, comme celle des vannes 20 et 21, soit mécanique, comme celle des vannes 31 et 32. Dans le cas de la commande hydraulique, le piston 2 présente, comme montré au dessin, deux tiges horizontales 43 faisant saillie par rapport au cylindre
3 à travers les lumières 40, ces tiges 43 commandant chacune alternativement des pistons 44 et 44' envoyant le liquide dans le corps des vannes 20 et 21 pour que les plongeurs 20' et 21' perforés agencés dans ces corps de vanne soient déplacés de manière telle que le plongeur 21' libère le conduit 19 quand le plongeur 20' obture le conduit 17 et vice-versa. Dans le cas de la commande mécanique, les plongeurs perforés 31' et 32' des vannes 31 et 32 sont suspendus par des tiges verticales 45 au piston 12, ces plongeurs étant guidés de manière à ce qu'ils effectuent, au cours de leur translation suivant l'axe des tiges 45, une rotation de 90[deg.] autour de cet axe pour libérer le conduit 26 quand le conduit 29 est obturé et vice-versa.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent être apportées à cette dernière sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour élever un liquide, en parti-
<EMI ID=15.1>
sol au moins jusqu'au niveau de ce dernier, caractérisé en ce qu'il consiste à animer d'un mouvement alternatif au moins un piston libre dans un premier cylindre grâce à la pression d'un liquide, contenu dans un réservoir situé au niveau ou au-dessus du sol, alternativement introduit dans -une des chambres de ce premier cylindre et évacuée de cette dernière vers l'atmosphère et alternativement introduit dans la seconde chambre du premier cylindre et évacué de celle-ci pour exercer une pression sur une colonne de liquide reliant cette seconde chambre du premier cylindre à la première chambre d'un second cylindre situé à un niveau inférieur à celui de la surface de la nappe précitée de liquide pour déplacer d'un mouvement alternatif un piston libre agencé dans ce second cylindre,
le liquide de la nappe étant admis dans la seconde chambre du second cylindre lors de l'évacuation vers l'atmosphère du liquide contenu dans la chambre susdite du premier cylindre pour être refoulé au moins jusqu'au niveau du sol lorsque la pression précitée est exercée sur la colonne de liquide, le liquide étant évacué de la première chambre du second cylindre lors de l'admission du liquide de la nappe dans la seconde chambre.