Installation pour pomper des liquides Cette invention est relative à une installation pour pomper des liquides, par exemple des, eaux d'égout.
Il était d'usage dans les appareils pour pomper les eaux d'égout de prévoir un système à courant simple comprenant une pompe et une vanne de by- pass de la pompe disposées de telle façon que des eaux d'égout alimentant le système à travers un conduit d'arrivée principal des eaux d'égout puissent s'écou ler à travers le système en contournant la pompe pour arriver au bassin lorsque la pompe ne fonctionne pas.
Dans de tels systèmes la pompe était souvent construite pour donner une plus grande hauteur d'élévation que celle que nécessitaient les conditions régnantes, et la pression de refoulement variait en suite des variations de la charge de fonctionnement. Les variations de la pression d'écoulement de la pompe créent des pressions différentielles plus ou moins grandes des côtés amont et aval de la vanne de by-pass. Ces pressions différentielles affectent la vanne de by-pass de manière à provoquer un fonc tionnement instable de la vanne de by-pass, et il en résulte des fuites et une perte de pression de l'écou lement de la pompe.
Conformément à la présente invention, l'instal- lation pour pomper des liquides comprend un bas sin, au moins une pompe qui, lorsqu'elle fonctionne reçoit du liquide du bassin et le décharge à travers un conduit d'évacuation, une ligne de by-pass me nant du conduit d'évacuation au bassin,
une vanne sensible à l'écoulement venant de la pompe pour fermer la ligne de by-pass lorsque la pompe fonc tionne et pour ouvrir la ligne de by-pass lorsque la pompe ne fonctionne pas pour permettre à du liquide de s'écouler d'un conduit d'arrivée principal à tra vers le conduit d'évacuation dans la direction oppo- sée à celle dans laquelle le liquide est pompé à tra vers celui-ci et ensuite à travers la ligne de by-pass jusqu'au bassin. Elle est caractérisée par des, moyens permettant à du liquide de s'écouler du conduit d'ar rivée principal dans le bassin lorsque la pompe fonc tionne.
Ainsi la pompe peut pomper des eaux d'égout provenant du bassin sans entraver l'écoulement des eaux d'égout vers le bassin.
Pour plus de commodité, l'invention sera décrite appliquée à une installation à deux pompes, mais on comprendra qu'elle n'est pas limitée à deux pom pes, mais peut être utilisée avec une seule pompe ou avec plus de deux pompes.
Une forme d'exécution de l'objet de l'invention va maintenant être décrite à titre d'exemple en réfé rence aux dessins ci-joints, dans lesquels La fig. 1 est une vue en coupe verticale trans versale suivant la ligne 1-1 de la fig. 2, illustrant une installation pour pomper les eaux d'égout, cer taines. parties. étant arrachées pour faciliter la com préhension.
La fig. 2 est une vue en élévation en regardant depuis la gauche à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan, et la fig. 4 est une vue en coupe à plus grande échelle de l'un des dispositifs de by-pass de pompe. Se référant maintenant aux dessins. ci-joints, il est prévu un bassin collecteur d'eaux d'égout 11 dans lequel par exemple des eaux d'égout sont amenées pour être subséquemment pompées à un endroit con venable pour s'en débarrasser au moyen de l'appa reil de pompage.
Des eaux d'égout ou un autre li quide contenant des matières solides ou abrasives pénètrent dans le système par un conduit d'arrivée principal des eaux d'égout 12. Le liquide qui arrive passe à travers un dispositif de dérivation 13, une paire de conduits 14, 15 pourvus chacun d'une vanne de service 16 normalement ouverte et d'une vanne de retenue 17 et parvient dans des conduits d'évacuation 18 et 19 de deux pompes 31 et 33.
Un écran ou crépine conique 21 est prévu dans cha cun des conduits 18, 19 pour retenir les matières solides contenues dans le liquide arrivant s'écoulant à travers lesdits conduits. Le liquide s'écoule ensuite dans des dispositifs de by-pass de pompe à com mande par vannes 22, 23 respectivement. Chacun de ces dispositifs de by-pass présente une branche 24 en communication d'écoulement directe avec un raccord en Y 25 relié à un conduit 26 menant à l'intérieur du bassin. 11 à proximité de son fond.
Une vanne de service 27 normalement ouverte est inter calée dans le conduit 26.
L'autre branche 28 du dispositif de by-pass 22 est reliée à la volute de refoulement 29 d'une pompe 31, tandis que la branche correspondante 28 du dis positif de by-pass 23 est reliée à la volute de refou lement 32 d'une pompe 33.
Ces pompes 31 et 33 peuvent être de construction conventionnelle, et cha- cune est associée avec un moteur électrique ou autre moteur convenable 34, 35 respectivement, dont l'ar bre est relié au rotor de la pompe correspondante afin d'entraîner celui-ci. Les orifices d'aspiration des- dites pompes sont reliés à des tuyaux 36, 37 respec tivement (fig. 3) qui sont en communication d7écou- lement directe avec l'intérieur du bassin 11, égale ment au voisinage du fond de celui-ci.
Lorsque les deux pompes 31, 33 ne fonctionnent ni l'une ni l'autre, le liquide qui arrive passe libre ment à travers les deux dispositifs de by-pass des pompes 22 et 23, le raccord en Y 25 et de là dans le bassin. Les dispositifs de by-pass 22 et 23 sont identiques, et par conséquent la description spécifi que de l'un qui va suivre est également applicable à l'autre. Comme le montre plus clairement la fig. 4, le dispositif de by-pass de pompe 23 présente un élé ment de vanne 38 monté à proximité d'un orifice de by-pass 39 ménagé dans une plaque 41 fixée à l'ex trémité de sa branche 24.
L'élément de vanne 38 a la forme d'un disque présentant une paroi de fond 42 et un rebord 43 qui s'applique sur un siège de vanne constitué par une pièce annulaire 44 engagée à force dans ledit orifice 39. La paroi de fond 42 a de préférence la forme d'une cuvette, et son côté concave se trouve directement dans le chemin d'écou lement venant de la pompe lorsque l'élément de vanne est dans la position ouverte représentée.
L'élément de vanne 38 est monté à pivot sur un côté sur un boulon ou une goupille formant pivot 45 pour pouvoir osciller de la position ouverte à la position fermée et vice-versa. Une jupe incurvée ou partie formant écran 46 dudit élément de vanne recouvre un ressort hélicoidal 47, qui entoure la goupille formant pivot. Le ressort 47 a une extré mité 48 ancrée dans la plaque 41 et son autre extré mité 49 est engagée dans une ouverture 51 de l'élé ment de vanne.
L'écran 46 protège le ressort contre l'accumulation sur celui-ci de petites particules so lides qui auraient pu passer à travers la crépine 21 et ainsi entraver le fonctionnement efficace de la vanne. Le ressort 47 est un ressort de torsion et est adapté en premier lieu pour maintenir l'élément de vanne 38 normalement en position ouverte, comme représenté. Il fonctionne également comme dispositif antichoc lorsque l'écoulement à travers le dispo sitif est brusquement inversé, lorsque par exemple la pompe associée est mise en marche.
Le fonctionnement est tel que lorsque le liquide dans le bassin 11 se trouve à un niveau inférieur donné, comme montré en 52, les moteurs et les pom pes ne fonctionnent pas. Le liquide arrivant qui pé nètre dans les conduits 18 et 19 passe dans ces conduits à travers la crépine 21. Les matières soli des contenues dans le liquide sont interceptées par les crépines et commencent à s'accumuler autour de celles-ci. Le liquide qui est ainsi filtré passe à tra vers les dispositifs de by-pass respectifs 22 et 23 et pénètre dans le bassin par le conduit 26.
Dès que le liquide dans le bassin atteint un niveau donné plus élevé, un flotteur 53 disposé dans le bassin monte suffisamment pour qu'une butée 54 sur sa tige 55 engage et ferme un interrupteur 56 normalement ouvert, qui commande le fonctionnement de l'un des moteurs 34 ou 35 des pompes.
La mise en marche de l'un desdits moteurs et de sa pompe aura pour effet de provoquer la ferme ture des vannes de retenue et de by-pass correspon- dantes,, d'une manière qui sera décrite ci-après tan dis que la pompe retire du liquide du bassin pour le décharger en un endroit convenable où l'on s'en débarrasse. Toutefois, du moment que seule l'une des pompes fonctionne, les eaux d'égout qui arrivent continueront à pénétrer dans le bassin à travers le système de conduits d'entrée associé avec la pompe qui est au repos.
Si le débit du liquide qui arrive dépasse le débit de la pompe qui est en marche, le niveau du liquide continuera à monter dans le bas sin, le flotteur montera davantage et la butée 54 de sa tige viendra en engagement avec et fermera un deuxième interrupteur 57 normalement ouvert com mandant le fonctionnement de la deuxième pompe de façon à mettre cette pompe en marche. Avec les deux pompes en marche pour retirer du liquide du bassin, les deux vannes de retenue et les deux van nes de by-pass sont fermées et le courant de- liquide entrant à travers le système d'écoulement est inter rompu.
Lorsque le niveau du liquide dans le bassin baisse, le flotteur retourne à sa position inférieure, en ouvrant successivement les interrupteurs 57 et 56 et interrompant ainsi le fonctionnement des pompes.
La fermeture des vannes de by-pass provoquée par la mise en marche des pompes 31 et 33, est effectuée par le courant venant de la pompe qui pé nètre dans les dispositifs de by-pass, ce courant exerçant une pression sur les éléments de vanne de by-pass en forme de cuvette 38 disposés à l'intérieur de ceux-ci et les forçant ainsi à se fermer. Le liquide déchargé par les pompes passe à travers les disposi tifs de by-pass respectifs 22, 23, et les crépines, en emportant avec lui les matières solides accumulées autour des crépines, et est déchargé avec les matiè res solides par les tuyaux de décharge respectifs 58 et 59 (fig. 2).
Si on le désire, une vanne d'arrêt de service 61 peut être intercalée dans chacun des tuyaux 36, 37.
La pression de refoulement de la pompe dans les conduits 18 et 19 pendant le fonctionnement des pompes provoque la fermeture de la vanne de rete nue 17 (dont une est montrée à la fig. 1) montée dans les conduits d'entrée respectifs 14 et 15, et empêche ainsi l'écoulement sous pression de pénétrer dans les dispositifs de dérivation 13.
Lorsque ces vannes de retenue sont toutes deux fermées, l'écoulement d'en trée du liquide à travers le système d'écoulement est interrompu, ce qui provoque un refoulement des eaux d'égout qui arrivent vers l'amont dans le conduit d'arrivée principal 12 des eaux d'égout, ces eaux se déversant alors par-dessus les côtés formant déver soirs d'une boîte de trop-plein 62 montée dans ledit conduit pour tomber dans le bassin. La boîte 62 est pourvue d'une grille 63 empêchant des solides de dimensions inacceptables, de passer par-dessus les côtés de la boîte et de tomber dans le bassin 11.
Lorsque les pompes s'arrêtent, et les, eaux d'égout reprennent leur écoulement normal, le liquide s'écou lant à travers, le conduit d'entrée principal emporte les matières solides arrêtées du côté inférieur de l'écran 63 et les amène à travers les conduits 18 ou 19 aux crépines 21.
Par suite de l'utilisation de deux ou de plus de deux pompes et de leurs systèmes d'écoulement cor respondants, la capacité de débit et la puissance élé vatoire de chaque pompe peuvent être beaucoup plus petites que celles qui seraient requises dans le cas d'une seule pompe, à cause des nécessités périodi- ques de fonctionnement dues aux volumes variables de liquide devant être retirés du bassin. Il en résulte une usure moindre des pompes et de leurs moteurs, ce qui réduit les dépenses d'entretien et d'exploita tion.
En outre, la limite inférieure du niveau dans le bassin est au-dessus des, éléments de vanne de by- pass de façon à fournir un joint liquide pour les van nes de by-pass lorsque leurs pompes correspondantes fonctionnent. Ceci réduit la possibilité de fuites dans les vannes, de vibration des vannes et d'un fonction nement instable des pompes dû à une perte de pres sion de leur côté de refoulement.
On remarquera que l'on pourrait supprimer l'une des pompes, ainsi que le conduit d'admission, le conduit d'évacuation et le dispositif de by-pass qui lui sont associés, sans que l'installation sorte du ca dre de l'invention. Dans ce cas, les moyens permet- tant à du liquide de s'écouler du conduit d'arrivée principal dans le bassin pendant le fonctionnement de l'unique pompe consisteraient uniquement dans la boîte à grille 62.
Installation for pumping liquids This invention relates to an installation for pumping liquids, for example, sewage.
It was customary in apparatus for pumping sewage to provide a single current system comprising a pump and a pump bypass valve so arranged that sewage supplying the system through. a main sewage inlet pipe can flow through the system bypassing the pump to reach the basin when the pump is not running.
In such systems the pump was often constructed to provide a greater lift head than required by the prevailing conditions, and the discharge pressure varied as a result of variations in the operating load. Variations in the pump flow pressure create greater or lesser differential pressures on the upstream and downstream sides of the bypass valve. These differential pressures affect the bypass valve in such a way as to cause unstable operation of the bypass valve, resulting in leaks and loss of pressure in the pump flow.
In accordance with the present invention, the installation for pumping liquids comprises a bottom, at least one pump which, when in operation, receives liquid from the basin and discharges it through a discharge duct, a by-line. -pass from the evacuation duct to the pool,
a valve responsive to the flow from the pump to close the bypass line when the pump is running and to open the bypass line when the pump is not running to allow liquid to flow from a main inlet duct through to the discharge duct in the direction opposite to that in which the liquid is pumped therethrough and then through the bypass line to the basin. It is characterized by means allowing liquid to flow from the main inlet duct into the basin when the pump is operating.
Thus the pump can pump sewage from the basin without obstructing the flow of sewage to the basin.
For convenience, the invention will be described applied to an installation with two pumps, but it will be understood that it is not limited to two pumps, but can be used with a single pump or with more than two pumps.
An embodiment of the object of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a transverse vertical sectional view taken along line 1-1 of FIG. 2, illustrating an installation for pumping sewage, some. parts. being torn off to facilitate understanding.
Fig. 2 is an elevational view looking from the left in FIG. 1.
Fig. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a sectional view on a larger scale of one of the pump bypass devices. Referring now to the drawings. attached, there is provided a sewage collection basin 11 in which, for example, sewage is brought in to be subsequently pumped to a suitable place for disposal by means of the apparatus of pumping.
Sewage or other liquid containing solids or abrasives enters the system through a main sewage inlet pipe 12. The incoming liquid passes through a bypass device 13, a pair of conduits 14, 15 each provided with a normally open service valve 16 and with a check valve 17 and reaches discharge conduits 18 and 19 of two pumps 31 and 33.
A conical screen or strainer 21 is provided in each of the conduits 18, 19 to retain the solids contained in the incoming liquid flowing through said conduits. The liquid then flows into pump bypass devices controlled by valves 22, 23 respectively. Each of these bypass devices has a branch 24 in direct flow communication with a Y connector 25 connected to a conduit 26 leading inside the basin. 11 near its bottom.
A normally open service valve 27 is wedged in line 26.
The other branch 28 of the bypass device 22 is connected to the delivery volute 29 of a pump 31, while the corresponding branch 28 of the bypass device 23 is connected to the delivery volute 32 of 'a pump 33.
These pumps 31 and 33 may be of conventional construction, and each is associated with an electric motor or other suitable motor 34, 35 respectively, the shaft of which is connected to the rotor of the corresponding pump in order to drive the latter. . The suction ports of said pumps are connected to pipes 36, 37 respectively (fig. 3) which are in direct flow communication with the interior of the basin 11, also in the vicinity of the bottom of the latter. .
When the two pumps 31, 33 are not operating either, the incoming liquid passes freely through the two bypass devices of the pumps 22 and 23, the Y-connector 25 and from there into the pool. The bypass devices 22 and 23 are identical, and therefore the specific description of one which follows is also applicable to the other. As shown more clearly in fig. 4, the pump bypass device 23 has a valve element 38 mounted near a bypass orifice 39 formed in a plate 41 fixed to the end of its branch 24.
The valve element 38 has the form of a disc having a bottom wall 42 and a flange 43 which is applied to a valve seat constituted by an annular part 44 forcibly engaged in said orifice 39. The bottom wall 42 is preferably in the shape of a cup, and its concave side lies directly in the flow path from the pump when the valve member is in the open position shown.
The valve element 38 is pivotally mounted on one side on a pivot bolt or pin 45 to be able to oscillate from the open position to the closed position and vice versa. A curved skirt or shielding portion 46 of said valve member covers a coil spring 47, which surrounds the pivot pin. The spring 47 has one end 48 anchored in the plate 41 and its other end 49 is engaged in an opening 51 of the valve element.
The screen 46 protects the spring against the accumulation thereon of small solid particles which could have passed through the strainer 21 and thus hamper the efficient operation of the valve. The spring 47 is a torsion spring and is adapted primarily to maintain the valve element 38 normally in the open position, as shown. It also functions as an anti-shock device when the flow through the device is suddenly reversed, for example when the associated pump is switched on.
The operation is such that when the liquid in the basin 11 is at a given lower level, as shown at 52, the motors and pumps do not work. The incoming liquid which enters the conduits 18 and 19 passes into these conduits through the strainer 21. Solids contained in the liquid are intercepted by the strainers and begin to accumulate around them. The liquid which is thus filtered passes through the respective bypass devices 22 and 23 and enters the basin via the conduit 26.
As soon as the liquid in the basin reaches a given higher level, a float 53 disposed in the basin rises sufficiently so that a stop 54 on its rod 55 engages and closes a normally open switch 56, which controls the operation of one. motors 34 or 35 of the pumps.
The starting of one of the said motors and of its pump will have the effect of causing the closure of the corresponding check and bypass valves, in a manner which will be described hereinafter while the pump withdraws liquid from the basin to discharge it to a suitable place for disposal. However, as long as only one of the pumps is operating, the incoming sewage will continue to enter the basin through the inlet duct system associated with the pump which is at rest.
If the flow rate of the incoming liquid exceeds the flow rate of the pump which is in operation, the level of the liquid will continue to rise in the low sin, the float will rise further and the stop 54 of its rod will come into engagement with and will close a second switch. 57 normally open commanding the operation of the second pump in order to start this pump. With both pumps running to remove liquid from the basin, the two check valves and the two bypass valves are closed and the flow of liquid entering through the flow system is interrupted.
When the level of the liquid in the basin drops, the float returns to its lower position, successively opening the switches 57 and 56 and thus interrupting the operation of the pumps.
The closing of the bypass valves caused by the starting of the pumps 31 and 33, is effected by the current coming from the pump which enters the bypass devices, this current exerting a pressure on the valve elements. bowl-shaped bypass 38 disposed inside them and thus forcing them to close. The liquid discharged by the pumps passes through the respective by-pass devices 22, 23, and the strainers, taking with it the solids accumulated around the strainers, and is discharged with the solids through the discharge pipes 58 and 59 respectively (fig. 2).
If desired, a service shut-off valve 61 can be interposed in each of the pipes 36, 37.
The discharge pressure of the pump in the pipes 18 and 19 during the operation of the pumps causes the closing of the check valve 17 (one of which is shown in fig. 1) mounted in the respective inlet pipes 14 and 15 , and thus prevent pressurized flow from entering the bypass devices 13.
When these check valves are both closed, the inlet flow of liquid through the flow system is interrupted, causing a backflow of the sewage which arrives upstream in the duct. main inlet 12 for sewage, this water then flowing over the sides forming an overflow box 62 mounted in said conduit to fall into the basin. The box 62 is provided with a grid 63 preventing solids of unacceptable dimensions from passing over the sides of the box and falling into the basin 11.
When the pumps stop, and the sewage resumes its normal flow, with the liquid flowing through, the main inlet duct carries the stopped solids from the lower side of the screen 63 and brings them. through ducts 18 or 19 to strainers 21.
As a result of the use of two or more pumps and their corresponding flow systems, the flow capacity and lift power of each pump may be much smaller than would be required in the case of a single pump, because of the periodic operational requirements due to the varying volumes of liquid having to be withdrawn from the basin. This results in less wear and tear on the pumps and their motors, reducing maintenance and operating expenses.
Further, the lower limit of the level in the basin is above the bypass valve elements so as to provide a liquid seal for the bypass valves when their corresponding pumps are operating. This reduces the possibility of valve leaks, valve vibration and unstable pump operation due to loss of pressure on their discharge side.
It will be noted that one could remove one of the pumps, as well as the intake duct, the evacuation duct and the bypass device associated with it, without the installation going outside the frame of the pump. 'invention. In this case, the means for allowing liquid to flow from the main inlet pipe into the basin during the operation of the single pump would consist solely of the grid box 62.