EP3914828A1 - Système de pompage et installation de refoulement de fluide - Google Patents

Système de pompage et installation de refoulement de fluide

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EP3914828A1
EP3914828A1 EP19712256.7A EP19712256A EP3914828A1 EP 3914828 A1 EP3914828 A1 EP 3914828A1 EP 19712256 A EP19712256 A EP 19712256A EP 3914828 A1 EP3914828 A1 EP 3914828A1
Authority
EP
European Patent Office
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fluid
chamber
piston
multiplier
trigger
Prior art date
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Application number
EP19712256.7A
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German (de)
English (en)
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EP3914828B1 (fr
EP3914828C0 (fr
Inventor
Pierre Bignon
Armand WAN-HOI
Anton BOUWER
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Wan Hoi Armand
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3914828A1 publication Critical patent/EP3914828A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3914828B1 publication Critical patent/EP3914828B1/fr
Publication of EP3914828C0 publication Critical patent/EP3914828C0/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/109—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers
    • F04B9/111—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members
    • F04B9/113—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers with two mechanically connected pumping members reciprocating movement of the pumping members being obtained by a double-acting liquid motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/007—Reciprocating-piston liquid engines with single cylinder, double-acting piston
    • F03C1/0073—Reciprocating-piston liquid engines with single cylinder, double-acting piston one side of the double-acting piston being always under the influence of the liquid under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1095—Valves linked to another valve of another pumping chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F7/00—Pumps displacing fluids by using inertia thereof, e.g. by generating vibrations therein
    • F04F7/02—Hydraulic rams

Definitions

  • the invention relates generally to a system for delivering a fluid.
  • the invention relates more particularly to a pumping system which ensures the delivery of a fluid, such as water, from a low altitude area to a higher altitude area.
  • the principle of a hydraulic ram is based on the use of a phenomenon called "water hammer" which corresponds to an overpressure created when a fluid flowing in a column at a certain speed, is suddenly interrupted by a valve.
  • the overpressure allows a certain quantity of fluid to rise much higher than the height of the initial column.
  • such a hydromechanical pump 1000 comprises a motor chamber 280 inside which slides a motor piston 220.
  • the motor piston 220 is integral with a central shaft 340 which extends in a first multiplier chamber 300 and in a second multiplier chamber 320 arranged on either side of the motor chamber 280.
  • the first multiplier chamber 300 and the second multiplier chamber 320 comprise an inlet 400, 360 and an outlet 420, 380 for, respectively , receive a fluid and evacuate a fluid under pressure.
  • the pump 1000 comprises a device for alternating the direction of distribution of a pressurized fluid on either side of the motor piston 220.
  • the device for alternating the direction of distribution of the fluid comprises a distribution carriage 340, 460, 480, 500 sliding inside a distribution chamber 200 so as to close and / or release a network of inlet and outlet ducts 520, 540, 560, 680 , 600, 620 communicating with the motor chamber 280 as well as with the inlets 400, 360 of the multiplier chambers 300, 320.
  • the introduction of pressurized fluid into the engine chamber 280 by the network of intake and discharge ducts 520, 540, 560, 680, 600, 620 causes the sliding of the engine piston 220 in the engine chamber 1080, 280 and therefore of the central shaft 340 in the multiplier chambers 300, 360.
  • the sliding of the central shaft 340 in the multiplier chambers 300, 360 ensures the compression of the fluid present inside one of the multiplier chambers 300, 360 which causes the discharge of the pressurized fluid through the outlet 360, 380 of said multiplier chamber 300, 360.
  • the distribution carriage 340, 460, 480, 500 of the distribution chamber 200 is set in motion by actuators which are controlled by mechanical or hydraulic devices, by feedback depending on the position of the motor piston 220 in the motor chamber 280.
  • the setting in motion of the distribution 340, 460, 480, 500 in the distribution chamber 200 ensures the reversal of the direction of circulation of the pressurized fluid in the motor chamber 280.
  • the invention thus aims to provide a pumping system exhibiting increased reliability at high fluid pressures, and in fact generating a sufficiently high fluid discharge pressure to allow in particular applications aimed at treating the discharged fluid.
  • the invention relates to a pumping system for the delivery of a pressurized fluid, comprising:
  • a driving chamber inside which is positioned a driving piston configured to slide therein along a longitudinal axis of said driving chamber between first and second end positions under the action of an operating fluid under pressure, the piston motor separating said driving chamber into a first driving chamber and into a second driving chamber,
  • a first multiplier chamber and a second multiplier chamber comprising an inlet and an outlet for, respectively, receiving and discharging a delivery fluid
  • a first multiplier piston connected to the driving piston and configured to slide inside the first multiplier chamber, the sliding of the first multiplier piston ensuring the compression of the delivery fluid inside the first multiplier chamber of so that the pressure of the delivery fluid at the outlet is greater than the pressure of the delivery fluid at the inlet of the first multiplier chamber,
  • a second multiplier piston connected to the driving piston and configured to slide inside the second multiplier chamber, the sliding of the second multiplier piston ensuring the compression of the delivery fluid inside the second multiplier chamber so that the pressure of the delivery fluid at the outlet is greater than the pressure at the inlet of the second multiplier chamber,
  • an alternate fluid distribution device for alternating the direction of circulation of the operating fluid in the driving chamber
  • the pumping system being characterized in that it comprises a first fluid inlet opening into the first driving chamber and a first outlet fluid from the second driving chamber for, respectively, receiving and discharging the operating fluid during a first dispensing cycle, in that it comprises a second fluid inlet opening into the second driving chamber and a second fluid outlet from the first drive chamber, for, respectively, receiving and discharging the operating fluid during a second distribution cycle
  • the alternate distribution device comprises at least one closure device comprising four movable closure members first and second inputs and first and second outputs of the pumping system and at least one trigger configured to ac actuate said shut-off members between two respectively closed and open positions, which alternate distribution device is operable between:
  • the pumping system of the invention can also include the following optional characteristics considered in isolation or in all possible technical combinations:
  • the trigger is configured to be actuated by the motor piston at least when the latter is in one of its end positions.
  • the alternate distribution system includes:
  • a first trigger configured to bring the alternating distribution device into its first arrangement when the driving piston reaches its first end position
  • a second trigger configured to bring the alternating distribution device into its second arrangement when the driving piston reaches its second end position.
  • the movable closure members of the closure device are formed by movable slide valves between at least two positions of closure and opening respectively.
  • each trigger is arranged on either side of the drive chamber relative to a transverse axis of said chamber, each trigger comprising a rod which can be actuated by the drive piston, and movable between a rest position and a position of actuation of an activation member connected to the movable members and configured to actuate them.
  • the alternate distribution system includes:
  • a first activation member configured to simultaneously actuate the guillotine valves of the first and second fluid inlets arranged on the same side of the driving chamber, said valves being connected longitudinally to one another so that the driving of one valves to one of its closed or open positions drives the other valve to the opposite position, and
  • a second activation member configured to actuate the guillotine valves of the first and second fluid outlets arranged on the same side of the driving chamber, said valves being connected longitudinally to one another so that the driving of one of the valves to one of its closed or open positions drives the other valve to the opposite position.
  • Each activation member comprises a piston movable in a compression chamber provided with two air inlets connected respectively to the first and second trigger, and in that each trigger comprises a piston which is mechanically connected to the relevant rod and movable in a compression chamber between a rest position and an actuating position of the piston of the activation member considered, which compression chamber of the trigger comprises two outlets connected respectively to the first and second activation members.
  • Each trigger includes means for indexing the position of the movable shutters.
  • the rod of each trigger comprises means for returning said rod to its rest position.
  • the multiplier pistons of the first and second multiplier chambers are arranged on respective first ends of a first shaft and of a second shaft, with second ends of the respective first and second shafts being connected to the driving piston via hinges.
  • cardan type or flexible links are arranged on respective first ends of a first shaft and of a second shaft, with second ends of the respective first and second shafts being connected to the driving piston via hinges.
  • the drive enclosure is generally cylindrical in shape and includes rounded ends formed to withstand high pressures.
  • the invention also relates to a fluid delivery installation provided in a body of water subjected to a current of the river or river type, comprising a Venturi tube immersed in the body of water so that the fluid pressure at the inlet of the tube is less than the fluid pressure at the outlet of the tube, at least one reach-type structure arranged to channel and generate a laminar flow at the inlet and outlet of the Venturi tube, and a pumping system according to any one of the preceding claims arranged so that the first and second fluid inlets of the pumping system are connected to the inlet of the Venturi tube and that the first and second fluid outlets of the pumping system are connected to the outlet of the Venturi tube.
  • Figure 1 is a sectional view of a hydromechanical pump according to the prior art
  • Figure 2 is a sectional view of a pumping system according to a first embodiment
  • Figure 3 is a sectional view of a detail of the pumping system of Figure 1, showing the trigger;
  • Figure 4 is a sectional view of a pumping system according to a second embodiment
  • Figure 5 is a view along arrow V shown in Figure 4.
  • Figure 6 is a schematic view of a delivery installation comprising the pumping system of the invention.
  • the pumping system 1, 1a of the invention finds particular application in the field of the delivery of a fluid such as water, using the motive energy of a static or dynamic manometric column.
  • the pumping system 1, 1 a thus makes it possible to discharge this fluid from an area located at low altitude, called the low point, to an area at higher altitude, called the high point.
  • the pumping system 1, 1a is thus driven by renewable energy.
  • the pumping system 1, 1 a can also be integrated into a discharge installation 128 specially adapted to a river or river FL at low current speed.
  • the term “pump” will denote the pumping system 1, 1 a of the invention.
  • delivery fluid will also denote a fluid circulating in this pump 1, 1 a and which is intended to be discharged towards the high point.
  • the term “operating fluid” will denote a fluid circulating in the pump 1, 1 a to enable it to be actuated, but this operating fluid is not intended to be delivered by the pump 1, 1 a to the point high.
  • the pump 1 comprises a drive chamber 2, preferably of generally cylindrical shape, extending along a longitudinal axis X.
  • This drive chamber 2 is closed at these axial ends by closing elements of the flange type 22, 23.
  • these two flanges 22, 23 are curved to better withstand the pressures exerted by the operating fluid moving in the driving chamber 2.
  • the driving chamber 2 is thus formed of a cylindrical wall 15, the ends of which are closed by the curved walls 22, 23.
  • the driving chamber 2 is also made of a metallic or composite material designed to withstand fluid pressures at least equal to three times the pressure of the pressure column.
  • annular flanges 160 - 163 are interconnected by annular flanges 160 - 163.
  • annular flanges 160 - 163 are shown in Figure 2: two flanges 160, 163 respectively secured to the ends of circular section of the curved flanges 22, 23 and two flanges 161, 162 respectively secured to the opposite ends of the cylindrical part 15.
  • the annular flanges 160 - 163 are made of furthermore connected to each other by means of tie rods 17 connecting the opposite flanges 160 - 163 of the cylindrical part 15 of the driving chamber 2.
  • these tie rods 17 are made of metallic material.
  • the driving chamber 2 comprises first and second inputs E1, E2 of operating fluid opposite relative to a transverse axis Y, as well as first and second outputs S1, S2 of operating fluid opposite relative to the transverse axis Y.
  • These inputs E1, E2 and outputs S1, S2 are provided in the cylindrical wall 15 of the enclosure 2.
  • the inputs E1, E2 and the outputs S1, S2 are respectively provided on opposite edges of the motor enclosure 2 with respect to the longitudinal axis X.
  • the pump 1 comprises a motor piston 13 positioned inside the motor enclosure 2 and configured to slide therein along the longitudinal axis X between first and second end positions P1, P2 under the action of the operating fluid under pressure.
  • the drive piston 13 thus separates the drive chamber 2 into a first 3 and a second 4 drive chamber, the first and second operating fluid inlets E1, E2 opening respectively into the first and second drive chambers 3, 4, while the operating fluid is discharged from the first and second drive chambers 3, 4 respectively by the second and first fluid outlets S2, S1.
  • the static manometric column is the water column whose height is expressed by the difference between the altitude at which the fluid inlets E1, E2 are fluidly connected by at least a first duct (reference 129 in the figure 6) and the altitude at which the fluid outlets e S1, S2 are fluidly connected by at least one second duct (reference 130 in FIG. 6).
  • the second duct 130 is connected to water located in a low altitude zone while the first duct is connected to water located at a higher altitude, this difference in altitude having to be sufficient to generate a column of water capable of setting the motor piston 13 in motion.
  • a static manometric column is particularly feasible in mountainous rivers, which flow along steep slopes.
  • An advantage of the pump 1, 1 a of the invention lies in particular in the possibility of adapting the height of the pressure column (static or dynamic) according to the desired operating fluid pressure.
  • the movement of the motor piston 13 towards its first end position P1 or its second end position P2 depends on the operating fluid distribution cycle circulating in the motor enclosure 2.
  • the operating fluid circulates in the driving chamber 2 from the first fluid inlet E1 opening into the first driving chamber 3, and is discharged through the first fluid outlet S1 from the second drive chamber 4.
  • the drive piston 13 Under the pressure of the operating fluid during this first distribution cycle, the drive piston 13 then moves towards its second end position P2.
  • the operating fluid circulates in the driving chamber 2 from the second fluid inlet E2 opening into the second driving chamber 4, and is discharged through the second fluid outlet S2 from the first chamber drive 3. Under the pressure of the operating fluid during this second distribution cycle, the drive piston 13 then moves towards its first end position P1.
  • a seal (not shown), for example made of polytetrafluoroethylene, is mounted around the driving piston 13 so as to prevent the passage of the operating fluid from one driving chamber to the other 3, 4.
  • the pump comprises a first and a second multiplier chambers 5, 6 arranged on either side of the drive chamber 2 coaxially with the latter.
  • Each drive chamber 5, 6 is therefore integral with the curved flange considered 22, 23 by means of a flange 18, 20.
  • the first multiplier chamber 5 is adjacent to the first drive chamber 3, while the second multiplier chamber 6 is adjacent to the second drive chamber 4.
  • the multiplier chambers 5, 6 are cylindrical.
  • Each multiplier chamber 5, 6 comprises a multiplier piston 52, 62 configured to slide in said chamber along its longitudinal axis, that is to say along the longitudinal axis X.
  • the multiplier piston of each multiplier chamber 5, 6 is integral with the end of a shaft 12, 12 ', which shaft is connected in a non-rigid manner by its end opposite to the motor piston 13, for example via a flexible connection or a cardan joint 14, 14'.
  • the flanges 18, 20 securing the multiplier chambers 5, 6 to the motor enclosure 2, as well as the end wall 54, 64 of each multiplier chamber 5, 6 integral with the considered flange 18, 20, are drilled for the passage respective shafts 12, 12 '.
  • the bores of the flanges 18, 20 and considered end walls of multiplier chambers 5, 6 each comprise a sealed bearing (not shown) formed around the shaft in question 12, 12 ', to prevent fluid leaks between the motor enclosure 2 and multiplier chambers 5, 6.
  • a seal (not shown), for example made of polytetrafluoroethylene, is mounted around each multiplier piston 52, 62 of the multiplier chambers 5, 6.
  • the motor piston 13 being connected to the two shafts 12, 12 'respectively integral with the pistons 52, 62 of the first and second multiplier chambers 5, 6, this motor piston 13 subjected to the operating fluid pressure makes it possible to set in motion the multiplier pistons 5, 6 of the multiplier chambers 5, 6 to allow the delivery of water outside said multiplier chambers 5, 6, as will be specified later.
  • the first multiplier chamber 5 comprises a first inlet 50 and a first outlet 51 for delivery fluid
  • the second multiplier chamber 6 comprises a second inlet 60 and a second outlet 61 for delivery fluid.
  • the first inlets 50, 60 of delivery fluid are preferably connected to the first conduit 129 allowing the admission of operating fluid into the driving chamber 2, but may also be connected to another source of fluid, in particular the effluents of a wastewater treatment plant connected to pump 1.
  • the inlet 50, 60 and the outlet 51, 61 are preferably provided on the free end wall 53, 63 of the multiplier chamber considered 5, 6, to allow filling or the emptying of the part of the multiplier chamber 5, 6 between the piston 52, 62 and the end wall 53, 63.
  • the inlets 50, 60 and outlets 51, 61 for the delivery fluid comprise check valves return, for example ball valves 55, 65.
  • the area of the cross section of the multiplier chambers 5, 6 is less than the area of the cross section of the cylindrical wall 15 of the drive chamber 2. In this way, the pressure of delivery fluid at the outlet 51, 61 of each multiplier chamber 5, 6 is much higher than the operating fluid pressure exerted on the driving piston 13. It is this high fluid pressure at the outlet 51, 61 of the multiplier chambers 5 , 6 which allows the discharge of the fluid to a high point whose altitude is greater than that of the manometric column.
  • the ratio between the two cross sections respectively of the multiplier chambers 5, 6 and of the motor enclosure 2 is chosen according to the desired application. For example, it is necessary to obtain a delivery fluid pressure of the order of 15 to 20 bars to enable the implementation of the membrane nanofiltration process, while a delivery fluid pressure included between 50 and 80 bars is necessary for the implementation of reverse osmosis processes.
  • the dimensions of the drive chamber 2 and of the drive piston 13 will be chosen according to the gauge water column, and the ratio between the two sections will be chosen according to the desired application.
  • account is taken, for this dimensioning, of the pressure losses caused by friction dissipating the mechanical energy of the moving fluid.
  • account is taken of the preeminence of thrust that the engine piston 13 must have, to prevent the opposite force generated by the pushing or compression work generated by the multiplier pistons 52, 62 canceling the pushing force of the engine pison 13, and this in order to ultimately allow the sliding of said motor piston 13 in the motor enclosure 2.
  • the design of the pumping system 1, 1 a of the invention can be adapted according to the desired manometric column, it is conceivable to design such a pump 1, 1 a of large size, allowing water production under pressure of several tens of thousands of cubic meters per day, representing the consumption of equivalent-inhabitants of an average city.
  • the alternate distribution device will now be described.
  • the alternate distribution device comprises a closure device 7 comprising four closure members 70-73, respectively provided at the first and second operating fluid inlets E1, E2 and the first and second fluid outlets of S1, S2 operation.
  • Each shutter member 70-73 is formed of a guillotine valve movable between a closed position and an open position.
  • the valves 70, 71 of the inputs E1, E2 of the driving chamber 2 are connected longitudinally to each other, for example using a cable or a rod 28, so that the driving of one valves 70, 71 towards one of its closed or open positions drives the other valve 70, 71 into the opposite position.
  • the valves 72, 73 of the outputs S1, S2 of the motor enclosure are connected longitudinally to one another, for example by means of a cable or a rod 29.
  • each guillotine valve 70 - 73 includes a shovel (references 700, 710, 720 and 730 in figure 4), that is to say a through hole, which is aligned with the input E1, E2 or the output S1, S2 considered when said valve 70 - 73 is in the open position.
  • a shovel references 700, 710, 720 and 730 in figure 4
  • valve 70-73 the shovel of which 700, 71, 720, 730 crosses perpendicularly through the flow of liquid in the open position, has better resistance to the static or dynamic pressure of the fluid.
  • the closure device 7 comprises a first and a second activation member 10, 11.
  • the first activation member 10 is configured to simultaneously actuate the valves 70, 71 of the first and second inputs E1, E2 of the driving chamber 2, while the second activation member 1 1 is configured to simultaneously actuate the valves 72 , 73 of the first and second outputs S1, S2 of the driving chamber 2.
  • the first activation member 10, respectively the second activation member 1 1, comprises a first, respectively a second, cylindrical activation chamber closed at its ends and in which slides a first 103, respectively a second 1 13, activation piston.
  • each activation member 10, 1 1 comprises first 101, 102 and second 1 1 1, 1 12 pneumatic inlets formed on the cylindrical wall of the activation chamber, in the vicinity of the opposite ends of the member of activation considered 10, 1 1.
  • the activation piston 103 is integral with the longitudinal link 28 between the two guillotine valves considered 70, 71, so that the movement of the piston 103 towards the first pneumatic inlet 101 of the The activation member simultaneously induces the closing of the first input E1 of the driving chamber 2 and the opening of the second input E2 of the driving chamber 2.
  • the activation piston 1 13 is also integral with the longitudinal link 29 between the two guillotine valves considered 72, 73, so that the movement of the piston 1 13 to the first inlet pneumatic 1 12 of the activation member 1 1 simultaneously induces the closing of the first outlet S1 of the driving chamber 2 and the opening of the second outlet S2 of the driving chamber 2.
  • the alternate distribution device comprises first and second triggers 8, 9 configured to actuate the first and second activation member 10, 11.
  • the triggers 8, 9 are provided on either side of the drive chamber 2 relative to the transverse axis Y and are respectively integral with the curved flanges 22, 23 by means of flanges 19, 21 provided for this purpose.
  • Each trigger 8, 9 comprises a pneumatic compression chamber 83, 93 in which a trigger piston 84, 94 is provided to slide along the longitudinal axis of the compression chamber 83, 93, between a rest position and a trigger position .
  • the compression chamber 83, 93 of each trigger 8, 9 further comprises two gas outlets 81, 82, 91, 92, preferably air, connected to the pneumatic inlets 101, 102, 1 1 1, 1 12 of the components d 'activation 10, 1 1.
  • the compression chamber 83, 93 comprises at least one exhaust port (references 121, 121 'in FIG. 3) forming a vent formed in the cylindrical wall of the chamber 83, 93 to allow the circulation of air between said chamber 83, 93 and the outside when the piston 84, 94 moves. This avoids creating an overpressure and a mechanical opposition to the movement of the piston 84, 94.
  • the air outlets 81, 82 of the first trigger 8 are respectively connected to the first pneumatic inlets 101, 1 12 of the first and second activation members 10, 1 1.
  • the air outlets 91, 92 of the second trigger 9 are respectively connected to the second pneumatic inlets 102, 1 1 1 of the first and second activation members.
  • Each trigger 8, 9 further comprises a rod 80, 90 actuable by the motor piston 13, which rod 80, 90 is movable between a rest position in which the trigger considered 8, 9 is inactive, and a position of 'actuation of the activation member 10, 11.
  • the motor piston 13 induces the movement of the rod 80, 90 towards its actuating position, the piston 83, 93, 84, 94 of the associated trigger 8, 9 is then moves to its trigger position.
  • valves 70, 73 of the first inlet and outlet E1, S1 of the motor enclosure 2 are in their position. opening while the valves 71, 72 of the second input and output E2, S2 of the motor enclosure 2 are in their closed position.
  • the operating fluid pressure in the driving chamber 2 then induces the movement of the driving piston 13 towards its second end position P2. Delivery fluid then leaves the second multiplier chamber 6.
  • the alternate distribution device is then found in its second arrangement associated with the second operating fluid distribution cycle.
  • the operating fluid pressure in the enclosure 2 then induces the displacement of the motor piston 13 towards its first end position P1. Delivery fluid then leaves the first multiplier chamber 5.
  • the alternate distribution device is then found in its first arrangement associated with the first operating fluid distribution cycle, then the alternation of cycles begins again.
  • the alternate distribution device is therefore operable between a first arrangement associated with the first fluid distribution cycle, and a second arrangement associated with the second fluid distribution cycle .
  • the trigger 8, 9 comprises a parallelepipedal body 31, an end wall 310 of which is secured to the drive chamber 2 via the flange described above.
  • this parallelepipedal body is directly bolted 32 on the flange 22, 23 of the drive enclosure 2.
  • the flange 22, 23 or the flange include a bore to allow the passage of the rod 80 , 90 in the motor enclosure 2.
  • a first free end of the rod comprises a flange 42 intended to come into contact with the motor piston 13.
  • the rod 80, 90 comprises a means return 44 to its rest position, which return means 44 is formed for example by a helical spring mounted around the rod 80, 90 coaxially and the ends of which bear against the flange 22, 23 respectively of the motor enclosure 2 and the shoulder surface formed by the collar 42.
  • the rod 80, 90 comprises at its free end a guide 43 in the form of a plate which extends transversely to the axis of the rod 80, 90, on either side of the latter.
  • the trigger 8, 9 comprises two plates 39, 39 "formed in the parallelepiped body 31 on either side of the rod 80, 90, parallel to the latter.
  • Each plate 39, 39” thus comprises at least one longitudinal slot 42, 42 “formed between its ends 40, 41; 40 ’, 41’ to ensure the passage of the free ends of the guide 43 and allow the sliding of the rod 80, 90 between its rest and actuation positions.
  • the two plates thus form guides 39, 39 ’.
  • the first ends 40, 40 ’of the slideways are integral with the end wall 310 of the parallelepipedal body 31.
  • the trigger 8, 9 comprises two unlocking elements 34, 34 'mounted movably to slide longitudinally in the parallelepipedic body 31, on either side of the rod 80, 90, between a rest position (shown in the figure 3) and an unlocking position.
  • Each unlocking element 34, 34 ’ has a plate shape which is slidable between one of the longitudinal walls of the parallelepiped body 31 and one of the slides 39, 39’.
  • Each unlocking element 34, 34 "further comprises a longitudinal slot 37, 37" to allow the passage of the free ends of the guide 43 and the longitudinal displacement of the rod 80, 90.
  • the trigger 8, 9 comprises return means 38, 38 'of the unlocking elements 34, 34' in their rest position, that is to say away from the end wall of the parallelepipedal body 31 integral with the compression chamber 83, 93.
  • return means 38, 38 ' are for example helical springs. In its unlocked position, the unlocking element 34, 34 ’is therefore closest to the aforementioned end wall because the spring 38, 38’ is in a compressed state.
  • the guide 43 of the rod 80, 90 of the trigger 8, 9 is configured to move the unlocking elements 34, 34 'to their unlocked position. Indeed, when the rod 80, 90 moves towards its actuating position, the guide 43 exerts a pressure on the first free ends 35, 35 'of the respective unlocking elements 34, 34', inducing the movement of said unlocking elements 34, 34 'towards their unlocked position.
  • the trigger 8, 9 further comprises a drive element 45 preferably of parallelepiped shape mounted around the rod 80, 90, in sliding contact with the slides 39, 39 ’.
  • This drive element 45 is movable between an inactive position (shown in Figure 2) and a trigger position.
  • This element 45 is made of an anti-friction material of the polytetrafluoroethylene (PTFE) type, or even of metal covered with an anti-friction material.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the drive element 45 In the inactive position, the drive element 45 is pressed against the relevant flange 22, 23 of the drive chamber 2, or where appropriate against the flange connecting the trigger 8, 9 to the drive chamber 2. In the triggered position, the drive element 45 is in a position remote from the flange 22, 23 or from the aforementioned flange.
  • the trigger 8, 9 comprises two pins 33, 33 'integral with the drive element 45 and extending longitudinally on either side of the rod 80, 90. These pins 33, 33' pass through through drilling formed in the guide 43 and in the end wall of the parallelepipedic body 31 to open into the compression chamber 83, 93 of the trigger 8, 9. The free ends of these pins 33, 33 ′ are integral with the pneumatic piston 84, 94 of the trigger 8, 9. The movement of the drive element 45 towards its trigger position therefore causes the movement of the pneumatic piston 84, 94 towards its trigger position.
  • the trigger 8, 9 further comprises a return member 120 of the drive element 45 to its trigger position.
  • This return member is, for example, a helical spring mounted around the rod 80, 90 in a coaxial manner and the ends of which are secured respectively to the drive element 45 and to the guide 43.
  • the guide 43 exerts a tension on the return spring 120 which is then in relaxation and which tends to bring the element d 'drive 45 towards its trigger position.
  • the trigger 8, 9 comprises indexing means 46 which will now be described with reference to FIG. 3.
  • the indexing means 46 comprise at least two indexes 47, 47 'formed by tongues mounted to pivot about pivot points 49, 49' on a lateral face of the drive element 45, which face s' extends in a plane parallel to the transverse axis Y.
  • Each index 47, 47 ' comprises a first free end 470, 470' facing the aforementioned lateral face, and a second free end 471, 471 's' away from the driving element 45 and extending in the direction of the slides 39, 39 '.
  • first free ends 470, 470 'of the indexes 47, 47' are interconnected by a return member 100 of said indexes in a so-called spaced position (as shown in Figure 2): this return member 46, for example a spring, exerts a tension which brings the first free ends together
  • a portion comprising the second free end 471, 471 ’of each index 47, 47’ is included in a housing provided in each slide 39, 39 ’.
  • the second free end 471, 471 ’of each index 47, 47’ bears against a free end 41, 41 ’forming a stop of each slide 39, 39’.
  • indexes 47, 47 are housed in the openings 37, 37 ’of the unlocking elements considered 34, 34’. In this way, in the spread position, the indexes 47, 47 ’block the drive element 45 in its inactive position.
  • each second free end 471, 471 'of the indexes 47, 47' includes a bearing 48, 48 '.
  • the slide stops 41, 41 'and the seconds free ends 36, 36 'of the unlocking elements also include bearings 410, 410', 420, 420 '.
  • the driving piston 13 which moves to its second end position P2 moves the rod 90 of the second trigger 9 towards its trigger position.
  • This induces the release of the indexes 47, 47 ’towards their approach position and the abrupt sliding of the driving element 45 towards its release position.
  • the piston 94 of the trigger 9 moves to its trigger position.
  • the alternate distribution device is then found, following the actuation of the activation members 10, 11 which cause the displacement of the guillotine valves 70 - 73, in its second arrangement associated with the second operating fluid distribution cycle.
  • the guide 43 exerts a compressive force on the return spring 120 of the drive element 45, which induces the movement of said drive element 45 to its inactive position then the movement of the indexes 47, 47 'towards their separated position, locking the drive element 45 in its inactive position as soon as the second free ends 471, 471' of the indexes 47, 47 'are housed in the housings of the slides 39 , 39 'provided for this purpose.
  • the motor piston 13 reaches its first end position P1 and actuates the rod 80 of the first trigger 8, which is actuated in the same way as the second trigger 9.
  • the alternate distribution device is then found in its first arrangement associated with the first operating fluid distribution cycle, then the alternation of cycles begins again.
  • the driving enclosure 2a in this second embodiment has an identical shape, with the difference that the flanges 22a, 23a are preferably flat walls.
  • the main difference in this second embodiment lies in the activation members 10a, 11a which are in this case two tilting lever-type members arranged at the level of the flanges 22a, 23a of the driving chamber 2a on both sides and the other of a transverse axis Y of said driving chamber 2a.
  • each rocking lever 10a, 11a comprises a main part of substantially oval shape, with two parallel rectilinear arms 121, 121 'extending in the plane containing the transverse axis Y, on both sides the other of the multiplier chamber considered 5a, 6a.
  • the two arms 121, 121 ’of a tilting lever 10a, 11a are interconnected at their opposite ends by two curved arms 122, 122’.
  • Each rectilinear arm 121, 121 ' is pivotally connected, at a central portion of said arm 121, 121', to the flange considered 22a, 23a of the driving chamber 2a by means of an element of rectilinear connection 124, 124 'extending perpendicular to said flange 22a, 23a.
  • Each curved arm 122, 122 ’ includes a projection 123, 123’ extending from the central portion of the convex portion of the curved arm 122, 122 ’, in the main plane of the rocking lever 10a, 11a.
  • the free end of this protrusion is pivotally connected to a rectilinear connecting member 125, 125 "; 126, 126 ’(see figure 4), integral with the guillotine valves 70a - 73a, which connecting element 125, 125’; 126, 126 ’is in the extension of the cable or the rod 28a, 29a ensuring the connection of two slide valves 70a - 73a between them.
  • each rocking lever 10a, 11 a pivotally connected to the flange considered 22a, 23a is also connected by the two opposite projections 123, 123 'to the four guillotine valves 70a - 73a, via cables or rods 28a, 29a.
  • the rocking lever 10a, 11a can thus pivot between a first position bringing the guillotine valves 70a - 73a in their positions corresponding to the first fluid distribution cycle, and a second position bringing the guillotine valves 70a - 73a in their positions corresponding to the second fluid distribution cycle.
  • the tilting of the rocking lever 10a, 11a is actuated by the trigger considered 8a, 9a.
  • the structure of this trigger 8a, 9a is slightly different in that it does not include a compression chamber, and in that the drive element 45a is connected to the rocking lever considered 10a, 1 1 a, for example by the intermediary of rods 127 integral with one of the curved arms 122 '.
  • a first rocking lever 10a is connected by one of its curved arms 122 'to the first trigger 8a, while a second rocking lever 1 1 a is connected by the 'one of its curved arms 122' to the second trigger 9a.
  • the driving piston 13a moves towards its first end position.
  • the motor piston 13a actuates the second trigger 9a.
  • This induces the displacement of the drive element 45a which actuates, via the links 127, the tilting of the second rocking lever 1 1 a.
  • This causes the displacement of the guillotine valves 70a - 73a towards their position of closing off the first inlet and outlet E1 a, S1 a of the driving chamber 2a and opening of the second input and output E2a, S2a of the driving chamber 2a .
  • the alternate distribution device is found in its arrangement associated with the second distribution cycle, the driving piston 13a then moving towards its first end position. Then the alternation of cycles begins again.
  • the tilting levers 10a, 11a can be connected to the pneumatic outlets 25, 27 of the multiplier chambers: the tilting levers 10a, 11a are then activated by pressurized air generated by the displacement of the associated multiplier piston. This compressed air is led to a valve (not shown) placed on the trigger in question 8a, 9a. By the action of the drive element 45, this valve is opened to allow compressed air to actuate the tilting lever under consideration 10a, 1 1 a.
  • the rods 127 of the triggers 8a, 9a are telescopic in order to be able to return to a rest position when the opposite trigger 8a, 9a is triggered which causes the rocking levers 10a, 11a to switch to their opposite position.
  • This installation 128 finds its application in rivers or FL rivers with a low current C, flowing along reliefs with low drops.
  • the discharge installation 128 makes it possible to create a dynamic pressure gauge, generating sufficient fluid pressure to ensure the movement of the driving piston 13, 13a and the operation of the pump 1, 1 a.
  • the installation 128 comprises a Venturi type tube 140, formed by first 141 and second frustoconical ducts 142 mounted head to tail to a cylindrical duct 143: the small bases of the first and second frustoconical ducts 141, 142 are therefore secured to the respective ends of the cylindrical duct 143.
  • the large base of the first frustoconical duct 141 is defined as being the inlet 144 of the Venturi tube 140, while the large base of the second frustoconical duct 142 is defined as the outlet 145 of the Venturi tube 140.
  • the Venturi tube is disposed in the FL river parallel to the stream C, so that the water from the FL river enters the venturi tube 140 through the first frustoconical duct 141 and leaves it through the second frustoconical duct 142.
  • the section of the large base of the first frustoconical duct 141 is greater than the cross section of the cylindrical duct 143.
  • the fluid pressure at the inlet 144 of the Venturi tube 140 is therefore greater. to the fluid pressure in the cylindrical duct 143, which fluid pressure in the cylindrical duct 143 is sufficient to allow applications implementing nanofiltration processes, that is to say between 15 bars and 20 bars, or d reverse osmosis, that is to say between 50 bars and 80 bars.
  • the angle formed between the axis of the cylindrical duct 143 and any straight line of intersection between the frustoconical wall of each duct 141, 142 and a plane passing through the axis of said cylindrical duct is 6 degrees.
  • the first conduit 129 connected to the first and second inputs E1, E2; E1 a, E2a of pump 1, 1 a collects the fluid at the inlet 144 of the Venturi tube 140, while the second duct 130 connected to the first and second outlet S1, S2; S1 a, S2a of the pump 1, 1 a is in fluid communication with the water circulating in the cylindrical duct 143.
  • the pressure difference between the inlets E1, E2; E1 a, E2a and the outputs S1, S2; S1 a, S2a of pump 1, 1 a is therefore equivalent to a dynamic pressure gauge resulting from the difference between the fluid pressure at the inlet 144 of the Venturi tube 140 and the fluid pressure in the cylindrical duct 143.
  • the fluid inlets 50, 60; 50a, 60 arranged in the end walls of the multiplier chambers 5, 6; 5a, 6a are in fluid communication with the outlet 145 of the Venturi tube 140, at the free end of the second frustoconical duct 142.
  • a masonry structure of the reach type 146 is provided at the level of the bank to channel the flow of part of the river at the inlet. 144 of the Venturi tube 140. This has the effect of making the flow more laminar at the inlet 144 of the Venturi tube 140 and to avoid the formation of vortices or other turbulence.
  • this makes it possible to further increase the fluid speed - and therefore the dynamic pressure of the fluid - at the inlet 144 of the Venturi tube 140.
  • the discharge installation 128 comprises a second masonry structure of the reach type 147 formed at the outlet of the Venturi tube 140.
  • This structure 147 makes it possible to gradually slow down the flow at the outlet 145 of the Venturi tube 140 and of gradually slow down its speed to the flow speed of the FL river. This prevents the formation of turbulence at the outlet 145 of the Venturi tube 140.

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Abstract

L'invention porte principalement sur un système de pompage (1) qui comprend un dispositif de distribution alternée comprenant au moins un dispositif d'obturation (7) comportant quatre organes mobiles d'obturation (70 –73) de première et seconde entrées (E1, E2; E1a, E2a) et de première et seconde sorties (S1, S2; S1a, S2a) du système de pompage (1) et au moins un déclencheur (8, 9) configuré pour actionner lesdits organes d'obturation (70 – 73) entre deux positions respectivement d'obturation et d'ouverture, lequel dispositif de distribution alternée est actionnable entre une première disposition associée à un premier cycle de distribution de fluide et une deuxième disposition associée à un second cycle de distribution de fluide.

Description

DESCRIPTION
Titre : Système de pompage et installation de refoulement de fluide
DOMAINE TECHNIQUE
[0001 ] L'invention concerne de manière générale un système de refoulement d’un fluide.
[0002] L’invention porte plus particulièrement sur un système de pompage qui assure le refoulement d’un fluide, tel que l’eau, depuis une zone à basse altitude vers une zone à plus haute altitude.
ART ANTERIEUR ET INCONVENIENTS DE L’ART ANTERIEUR
[0003] L’alimentation en eau de régions montagneuses ou encore de plateaux ne disposant pas de ressources en eau constitue un problème majeur pour les habitants de ces régions.
[0004] Ainsi, afin d’alimenter en eau des zones situées à plusieurs centaines de mètres d’altitude, il est connu d’utiliser des pompes à refoulement utilisant comme source motrice des moteurs thermiques ou des moteurs électriques. Ces pompes à refoulement permettent de refouler de l’eau située dans une première zone à basse altitude vers une seconde zone à plus haute altitude. Cependant, si de telles pompes à refoulement présentent un bon rendement énergétique, leur installation ainsi que leur utilisation engendrent des coûts importants.
[0005] Comme alternative aux pompes motorisées, il est connu d’utiliser des béliers hydrauliques dans la mesure où leur installation est moins coûteuse et qu’ils nécessitent peu d’entretien.
[0006] Le principe d’un bélier hydraulique repose sur l’utilisation d’un phénomène appelé « coup de bélier » qui correspond à une surpression créée lorsqu’un fluide s’écoulant dans une colonne à une certaine vitesse, est brusquement interrompu par un clapet. La surpression permet de faire remonter une certaine quantité de fluide bien plus haut que la hauteur de la colonne initiale.
[0007] Toutefois, l’utilisation d’un bélier hydraulique ne donne pas toujours satisfaction et présente quelques inconvénients comme notamment le bruit engendré par le « coup de bélier », la nécessité d’effectuer des réglages complexes lors de l’installation, ou encore l’obtention d’un débit modeste et saccadé ainsi qu’une hauteur de refoulement limitée par rapport aux pompes motorisées.
[0008] Pour remédier à ces inconvénients, des recherches ont été entreprises afin de développer différentes solutions permettant d’obtenir à la fois un bon rendement énergétique tout en limitant les coûts d’installation et d’entretien.
[0009] Parmi ces solutions, il a été proposé une pompe hydromécanique décrite notamment dans la demande de brevet FR 3039596 A1 .
[0010] Comme illustré à la figure 1 , une telle pompe hydromécanique 1000 comporte une chambre moteur 280 à l’intérieure de laquelle coulisse un piston moteur 220. Le piston moteur 220 est solidaire d’un arbre central 340 qui s’étend dans une première chambre multiplicatrice 300 et dans une seconde chambre multiplicatrice 320 agencées de part et d’autre de la chambre moteur 280. La première chambre multiplicatrice 300 et la seconde chambre multiplicatrice 320 comportent une entrée 400, 360 et une sortie 420, 380 pour, respectivement, recevoir un fluide et évacuer un fluide sous pression.
[001 1 ] En outre, la pompe 1000 comporte un dispositif permettant d’alterner le sens de distribution d’un fluide sous pression de part et d’autre du piston moteur 220. Le dispositif permettant d’alterner le sens de distribution du fluide comporte un chariot de distribution 340, 460, 480, 500 coulissant à l’intérieur d’une chambre de distribution 200 de manière à obturer et/ou à dégager un réseau de conduits d’admission et de refoulement 520, 540, 560, 680, 600, 620 communiquant avec la chambre moteur 280 ainsi qu’avec les entrées 400, 360 des chambres multiplicatrices 300, 320.
[0012] L’introduction du fluide sous pression dans la chambre moteur 280 par le réseau de conduits d’admission et de refoulement 520, 540, 560, 680, 600, 620 entraîne le coulissement du piston moteur 220 dans la chambre moteur 1080, 280 et donc de l’arbre central 340 dans les chambres multiplicatrices 300, 360. Le coulissement de l’arbre central 340 dans les chambres multiplicatrices 300, 360 assure la compression du fluide présent à l’intérieur d’une des chambres multiplicatrices 300, 360 ce qui entraîne l’évacuation du fluide sous pression par la sortie 360, 380 de ladite chambre multiplicatrice 300, 360.
[0013] Le chariot de distribution 340, 460, 480, 500 de la chambre distribution 200 est mis en mouvement par des actionneurs qui sont pilotés par des dispositifs mécaniques, ou hydraulique, par retour d’information en fonction de la position du piston moteur 220 dans la chambre moteur 280. La mise en mouvement du chariot de distribution 340, 460, 480, 500 dans la chambre de distribution 200 assure l’inversion du sens de circulation du fluide sous pression dans la chambre moteur 280.
[0014] Ce principe permet à la pompe 1000 de fonctionner de manière autonome avec très peu d’énergie et d’assurer une mise en pression suffisante du fluide pour un refoulement dans une zone située en altitude.
[0015] Toutefois, une telle pompe 1000 présente des inconvénients, notamment au regard de ses conditions d’utilisation.
[0016] En effet, il est difficile d’assurer une parfaite étanchéité des conduits d’admission et de refoulement 520, 540, 560, 680, 600, 620 par le chariot de distribution, en particulier lorsque la pression de fluide devient importante. De fait, la pression de refoulement du fluide reste limitée.
OBJECTIF DE L’INVENTION
[0017] L’invention vise ainsi à proposer un système de pompage présentant une fiabilité accrue aux fortes pressions de fluide, et générant de fait une pression de refoulement de fluide suffisamment élevée pour permettre notamment des applications visant à traiter le fluide refoulé.
EXPOSE DE L’INVENTION
[0018] À cet effet, l’invention vise un système de pompage pour le refoulement d’un fluide sous pression, comportant :
une enceinte motrice à l’intérieur de laquelle est positionné un piston moteur configuré pour y coulisser selon un axe longitudinal de ladite enceinte motrice entre des première et seconde positions d’extrémité sous l’action d’un fluide de fonctionnement sous pression, le piston moteur séparant ladite enceinte motrice en une première chambre motrice et en une seconde chambre motrice,
une première chambre multiplicatrice et une seconde chambre multiplicatrice comportant une entrée et une sortie pour, respectivement, recevoir et évacuer un fluide de refoulement,
un premier piston multiplicateur, relié au piston moteur et configuré pour coulisser à l’intérieur de la première chambre multiplicatrice, le coulissement du premier piston multiplicateur assurant la compression du fluide de refoulement à l’intérieur de la première chambre multiplicatrice de sorte que la pression du fluide de refoulement en sortie soit supérieure à la pression du fluide de refoulement en entrée de la première chambre multiplicatrice,
un second piston multiplicateur, relié au piston moteur et configuré pour coulisser à l’intérieur de la seconde chambre multiplicatrice, le coulissement du second piston multiplicateur assurant la compression du fluide de refoulement à l’intérieur de la seconde chambre multiplicatrice de sorte que la pression du fluide de refoulement en sortie soit supérieure à la pression en entrée de la seconde chambre multiplicatrice,
un dispositif de distribution alternée de fluide pour alterner le sens de circulation du fluide de fonctionnement dans l’enceinte motrice, le système de pompage étant caractérisé en ce qu’il comporte une première entrée de fluide débouchant dans la première chambre motrice et une première sortie de fluide depuis la seconde chambre motrice pour, respectivement, recevoir et évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un premier cycle de distribution, en ce qu’il comporte une seconde entrée de fluide débouchant dans la seconde chambre motrice et une seconde sortie de fluide depuis la première chambre motrice, pour, respectivement, recevoir et évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un second cycle de distribution, et en ce que le dispositif de distribution alternée comprend au moins un dispositif d’obturation comportant quatre organes mobiles d’obturation des première et seconde entrées et des première et seconde sorties du système de pompage et au moins un déclencheur configuré pour actionner lesdits organes d’obturation entre deux positions respectivement d’obturation et d’ouverture, lequel dispositif de distribution alternée est actionnable entre :
• une première disposition associée au premier cycle de distribution dans laquelle le piston moteur se déplace vers sa seconde position d’extrémité, deux des organes mobiles obturent respectivement la seconde entrée et la seconde sortie de fluide, et les deux autres organes mobiles ouvrent respectivement la première entrée et la première sortie de fluide pour assurer l’introduction et l’évacuation du fluide de fonctionnement,
• une deuxième disposition associée au second cycle de distribution dans laquelle le piston moteur se déplace vers sa première position d’extrémité, deux des organes mobiles obturent respectivement la première entrée et la première sortie, et les deux autres organes mobiles ouvrent respectivement la seconde entrée et la seconde sortie pour assurer l’introduction et l’évacuation du fluide de fonctionnement.
[0019] Le système de pompage de l’invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
Le déclencheur est configuré pour être actionné par le piston moteur au moins lorsque ce dernier est dans l’une de ses positions d’extrémité.
Le dispositif de distribution alternée comprend :
• un premier déclencheur configuré pour amener le dispositif de distribution alternée dans sa première disposition lorsque le piston moteur atteint sa première position d’extrémité, et
• un second déclencheur configuré pour amener le dispositif de distribution alternée dans sa seconde disposition lorsque le piston moteur atteint sa seconde position d’extrémité.
Les organes mobiles d’obturation du dispositif de d’obturation sont formés de vannes guillotines mobiles entre au moins deux positions respectivement d’obturation et d’ouverture.
Les deux déclencheurs sont agencés de part et d’autre de l’enceinte motrice par rapport à un axe transversal de ladite enceinte, chaque déclencheur comprenant une tige qui est actionnable par le piston moteur, et mobile entre une position de repos et une position d’actionnement d’un organe d’activation relié aux organes mobiles et configuré pour les actionner.
Le dispositif de distribution alternée comprend :
• un premier organe d’activation configuré pour actionner simultanément les vannes guillotines des première et seconde entrées de fluide disposées d’un même côté de l’enceinte motrice, lesdites vannes étant reliées longitudinalement entre elle de sorte que l’entrainement de l’une des vannes vers l’une de ses positions d’obturation ou d’ouverture entraîne l’autre vanne dans la position opposée, et
• un second organe d’activation configuré pour actionner les vannes guillotines des première et seconde sorties de fluide disposées d’un même côté de l’enceinte motrice, lesdites vannes étant reliées longitudinalement entre elle de sorte que l’entrainement de l’une des vannes vers l’une de ses positions d’obturation ou d’ouverture entraîne l’autre vanne dans la position opposée.
Chaque organe d’activation comprend un piston mobile dans une chambre de compression munie de deux entrées d’air reliées respectivement au premier et second déclencheur, et en ce que chaque déclencheur comprend un piston qui est mécaniquement relié à la tige considérée et mobile dans une chambre de compression entre une position de repos et une position d’actionnement du piston de l’organe d’activation considéré, laquelle chambre de compression du déclencheur comprend deux sorties reliées respectivement aux premier et second organes d’activation.
Chaque déclencheur comprend des moyens d’indexation de la position des organes d’obturation mobiles.
La tige de chaque déclencheur comprend des moyens de rappel de ladite tige vers sa position de repos.
Les pistons multiplicateurs des première et seconde chambres multiplicatrices sont agencés sur des premières extrémités respectives d’un premier arbre et d’un second arbre, des deuxièmes extrémités des premier et second arbres respectifs étant reliées au piston moteur par l’intermédiaire d’articulations de type cardan ou de liaisons souples
L’enceinte motrice est de forme générale cylindrique et comprend des extrémités bombées ménagées pour résister aux fortes pressions.
[0020] L’invention vise également une installation de refoulement de fluide ménagée dans une étendue d’eau soumise à un courant du type rivière ou fleuve, comprenant un tube Venturi plongé dans l’étendue d’eau de sorte que la pression de fluide en entrée du tube est inférieure à la pression de fluide en sortie du tube, au moins une structure de type bief ménagée pour canaliser et générer un flux laminaire au niveau de l’entrée et de la sortie du tube Venturi, et un système de pompage selon l’une quelconque des revendications précédentes ménagé de sorte que les première et seconde entrées de fluide du système de pompage sont reliées à l’entrée du tube Venturi et que les première et seconde sorties de fluide du système de pompage sont reliées à la sortie du tube Venturi.
PRESENTATION DES FIGURES [0021 ] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
[0022] [Fig. 1 ] La figure 1 est une vue en coupe d’une pompe hydromécanique selon l’art antérieur ;
[0023] [Fig. 2] La figure 2 est une vue en coupe d’un système de pompage selon un premier mode de réalisation ;
[0024] [Fig. 3] La figure 3 est une vue en coupe d’un détail du système de pompage de la figure 1 , représentant le déclencheur ;
[0025] [Fig. 4] La figure 4 est une vue en coupe d’un système de pompage selon un second mode de réalisation ;
[0026] [Fig. 5] La figure 5 est une vue selon la flèche V représenté sur la figure 4 ;
[0027] [Fig. 6] La figure 6 est une vue schématique d’une installation de refoulement comprenant le système de pompage de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
[0028] Il est tout d’abord précisé que sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l’une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure.
[0029] Il est également précisé que les figures représentent essentiellement deux modes de réalisation de l’objet de l’invention mais qu’il peut exister d’autres modes de réalisation qui répondent à la définition de l’invention.
[0030] Le système de pompage 1 , 1 a de l’invention trouve notamment application dans le domaine du refoulement d’un fluide tel que l’eau, en utilisant l’énergie motrice d’une colonne manométrique statique ou dynamique. Le système de pompage 1 , 1 a permet ainsi de refouler ce fluide d’une zone située à basse altitude, appelée point bas, vers une zone à plus haute altitude, appelée point haut. Le système de pompage 1 , 1 a est ainsi animé par une énergie renouvelable.
[0031 ] Le système de pompage 1 , 1 a peut en outre être intégré dans une installation de refoulement 128 spécialement adaptée à un fleuve ou rivière FL à faible vitesse de courant. [0032] Dans la suite de la description, on désignera par « pompe » le système de pompage 1 , 1 a de l’invention. On désignera également par « fluide de refoulement » un fluide circulant dans cette pompe 1 , 1 a et qui est destiné à être refoulé vers le point haut. Enfin, on désignera par « fluide de fonctionnement » un fluide circulant dans la pompe 1 , 1 a pour en permettre l’actionnement, mais ce fluide de fonctionnement n’est pas destiné à être refoulé par la pompe 1 , 1 a vers le point haut.
[0033] En référence aux figures 2 et 3, la pompe 1 dans un premier mode de réalisation va maintenant être décrit.
[0034] La pompe 1 comprend une enceinte motrice 2, préférentiellement de forme générale cylindrique, s’étendant selon un axe longitudinal X. Cette enceinte motrice 2 est fermée à ces extrémités axiales par des éléments de fermeture du type flasque 22, 23. De manière préférentielle, comme cela est représenté sur la figure 2, ces deux flasques 22, 23 sont bombés pour mieux résister aux pressions exercées par le fluide de fonctionnement se déplaçant dans l’enceinte motrice 2. L’enceinte motrice 2 est ainsi formée d’une paroi cylindrique 15 dont les extrémités sont fermées par les parois bombées 22, 23.
[0035] L’enceinte motrice 2 est en outre réalisée dans un matériau métallique ou composite prévu pour résister à des pressions de fluide au moins égales à trois fois la pression de la colonne manométrique.
[0036] Les flasques bombés 22, 23 et la partie cylindrique 15 de l’enceinte motrice 2 sont reliés entre eux par des brides annulaires 160 - 163. Quatre brides annulaires 160 - 163 sont représentées sur la figure 2 : deux brides 160, 163 respectivement solidaires des extrémités à section circulaire des flasques bombés 22, 23 et deux brides 161 , 162 respectivement solidaires des extrémités opposées de la partie cylindrique 15. Enfin, pour renforcer la structure de l’enceinte 2, les brides annulaires 160 - 163 sont en outre reliées entre elles par l’intermédiaire de tirants 17 reliant les brides opposées 160 - 163 de la partie cylindrique 15 de l’enceinte motrice 2. Préférentiellement, ces tirants 17 sont réalisés en matériau métallique.
[0037] L’enceinte motrice 2 comprend des première et seconde entrées E1 , E2 de fluide de fonctionnement opposées par rapport à un axe transversal Y, ainsi que des première et seconde sorties S1 , S2 de fluide de fonctionnement opposées par rapport à l’axe transversal Y. Ces entrées E1 , E2 et sorties S1 , S2 sont ménagées dans la paroi cylindrique 15 de l’enceinte 2. En outre, les entrées E1 , E2 et les sorties S1 , S2 sont respectivement ménagées sur des bords opposés de l’enceinte motrice 2 par rapport à l’axe longitudinal X.
[0038] La pompe 1 comprend un piston moteur 13 positionné à l’intérieur de l’enceinte motrice 2 et configuré pour y coulisser selon l’axe longitudinal X entre des première et seconde positions d’extrémité P1 , P2 sous l’action du fluide de fonctionnement sous pression.
[0039] Le piston moteur 13 sépare ainsi l’enceinte motrice 2 en une première 3 et une seconde 4 chambre motrice, les première et seconde entrées de fluide de fonctionnement E1 , E2 débouchant respectivement dans les première et seconde chambres motrices 3, 4, tandis que le fluide de fonctionnement est évacué des première et seconde chambres motrices 3, 4 respectivement par les seconde et première sorties de fluide S2, S1 .
[0040] Pour que le fluide de fonctionnement exerce une pression sur le piston moteur 13, il est nécessaire que la pression de fluide au niveau des première et seconde entrées de fluide E1 , E2 soit alternativement supérieure à la pression de fluide au niveau des première et seconde sorties de fluide S1 , S2. Cette différence de pression entre les entrées E1 , E2 et les sorties S1 , S2 de fluide est égale à la colonne manométrique précitée. Cette colonne manométrique peut être statique ou dynamique.
[0041 ] La colonne manométrique statique est la colonne d’eau dont la hauteur s’exprime par la différence entre l’altitude à laquelle les entrées de fluide E1 , E2 sont fluidiquement reliées par au moins un premier conduit (référence 129 sur la figure 6) et l’altitude à laquelle les sorties de fluide e S1 , S2 sont fluidiquement reliées par au moins un second conduit (référence 130 sur la figure 6). Typiquement, le second conduit 130 est relié à de l’eau située en zone de basse altitude tandis que le premier conduit est relié à de l’eau située à plus haute altitude, cette différence d’altitude devant être suffisante pour générer une colonne d’eau capable de mettre le piston moteur 13 en mouvement.
[0042] Une colonne manométrique statique est notamment réalisable dans les cours d’eau montagneux, qui s’écoulent le long de pentes à forts dénivelés.
[0043] Lorsque le cours d’eau s’écoule sur une pente à faible dénivelée, il peut être difficile, voire impossible de créer une colonne manométrique statique suffisamment haute pour permettre le coulissement du piston moteur 13. Il est donc nécessaire dans ce cas précis de générer une colonne manométrique dynamique. Cela sera abordé plus loin dans la description, en lien avec l’installation de refoulement 128 représentée à la figure 6.
[0044] Un avantage de la pompe 1 , 1 a de l’invention réside en particulier dans la possibilité d’adapter la hauteur de la colonne manométrique (statique ou dynamique) en fonction de la pression de fluide de fonctionnement désirée. Selon la hauteur de la colonne manométrique désirée, il est prévu d’adapter les dimensions du piston moteur 13, de l’enceinte motrice 2 et des autres élément de la pompe 1 , afin d’obtenir une pression de fluide de refoulement suffisante et nécessaire à l’application choisie, par exemple filtrer de l’eau par nano filtration membranaire au sein d’une station d’épuration d’eau, ou mettre en œuvre des procédés de filtration par osmose inverse, qui permettent notamment de dessaler l’eau de mer.
[0045] Ces méthodes de filtration (nano filtration et osmose inverse) réclament traditionnellement une importante quantité d’énergie pour fonctionner. La pompe 1 , 1 a selon l’invention, fonctionnant à l’aide d’une énergie renouvelable, permet d’éviter l’utilisation d’énergies non renouvelables et en particulier d’énergies fossiles.
[0046] Le déplacement du piston moteur 13 vers sa première position d’extrémité P1 ou sa seconde position d’extrémité P2 dépend du cycle de distribution de fluide de fonctionnement circulant dans l’enceinte motrice 2.
[0047] En effet, selon un premier cycle de distribution, le fluide de fonctionnement circule dans l’enceinte motrice 2 depuis la première entrée de fluide E1 débouchant dans la première chambre motrice 3, et est évacué par la première sortie de fluide S1 depuis la seconde chambre motrice 4. Sous la pression du fluide de fonctionnement durant ce premier cycle de distribution, le piston moteur 13 se déplace alors vers sa seconde position d’extrémité P2.
[0048] Selon un second cycle de distribution, le fluide de fonctionnement circule dans l’enceinte motrice 2 depuis la seconde entrée de fluide E2 débouchant dans la seconde chambre motrice 4, et est évacué par la seconde sortie de fluide S2 depuis la première chambre motrice 3. Sous la pression du fluide de fonctionnement durant ce second cycle de distribution, le piston moteur 13 se déplace alors vers sa première position d’extrémité P1 .
[0049] Pour que ces cycles de distribution et surtout leur alternance soient rendus possible, il est nécessaire de commander selon au moins une séquence déterminée l’obturation et l’ouverture des entrées E1 , E2 et sorties de fluide S1 , S2 à l’aide d’un système de distribution alternée. On reviendra sur ce point ultérieurement. [0050] De manière avantageuse, un joint d’étanchéité (non représenté), par exemple en polytétrafluoroéthylène, est monté autour du piston moteur 13 de manière à empêcher le passage du fluide de fonctionnement d’une chambre motrice à l’autre 3, 4.
[0051 ] La pompe comprend une première et une seconde chambres multiplicatrices 5, 6 disposées de part et d’autre de l’enceinte motrice 2 coaxialement à cette dernière. Chaque chambre motrice 5, 6 est donc solidaire du flasque bombé considéré 22, 23 par l’intermédiaire d’une bride 18, 20. La première chambre multiplicatrice 5 est adjacente à la première chambre motrice 3, tandis que la seconde chambre multiplicatrice 6 est adjacente à la seconde chambre motrice 4. De manière avantageuse, les chambres multiplicatrices 5, 6 sont cylindriques.
[0052] Chaque chambre multiplicatrice 5, 6 comprend un piston multiplicateur 52, 62 configuré pour coulisser dans ladite chambre selon son axe longitudinal, c’est-à- dire selon l’axe longitudinal X. Le piston multiplicateur de chaque chambre multiplicatrice 5, 6 est solidaire de l’extrémité d’un arbre 12, 12’, lequel arbre est relié de manière non rigide par son extrémité opposée au piston moteur 13, par exemple via une liaison souple ou une liaison à cardan 14, 14’. Les brides 18, 20 solidarisant les chambres multiplicatrices 5, 6 à l’enceinte motrice 2, ainsi que la paroi d’extrémité 54, 64 de chaque chambre multiplicatrice 5, 6 solidaire de la bride considérée 18, 20, sont percées pour le passage des arbres respectifs 12, 12’. Avantageusement, les perçages des brides 18, 20 et parois d’extrémité considérées de chambres multiplicatrices 5, 6 comprennent chacun un palier étanche (non représenté) ménagé autour de l’arbre considéré 12, 12’, pour éviter les fuites de fluide entre l’enceinte motrice 2 et les chambres multiplicatrices 5, 6.
[0053] De manière avantageuse, un joint d’étanchéité (non représenté), par exemple en polytétrafluoroéthylène, est monté autour de chaque piston multiplicateur 52, 62 des chambres multiplicatrices 5, 6.
[0054] Le piston moteur 13 étant relié aux deux arbres 12, 12’ respectivement solidaire des pistons 52, 62 des première et seconde chambres multiplicatrices 5, 6, ce piston moteur 13 soumis à la pression de fluide de fonctionnement permet de mettre en mouvement les pistons multiplicateurs 5, 6 des chambres multiplicatrices 5, 6 pour permettre le refoulement d’eau en dehors desdites chambres multiplicatrices 5, 6, comme cela sera précisé plus loin. [0055] La première chambre multiplicatrice 5 comprend une première entrée 50 et une première sortie 51 de fluide de refoulement, tandis que la seconde chambre multiplicatrice 6 comprend une seconde entrée 60 et une seconde sortie 61 de fluide de refoulement. Les premières entrées 50, 60 de fluide de refoulement sont préférentiellement reliées au premier conduit 129 permettant l’admission de fluide de fonctionnement dans l’enceinte motrice 2, mais peuvent également être reliées à une autre source de fluide, notamment les effluents d’une station d’épuration reliée à la pompe 1 .
[0056] Pour chaque chambre multiplicatrice 5, 6, l’entrée 50, 60 et la sortie 51 , 61 sont préférentiellement ménagées sur la paroi d’extrémité libre 53, 63 de la chambre multiplicatrice considérée 5, 6, pour permettre le remplissage ou le vidage de la partie de la chambre multiplicatrice 5, 6 comprise entre le piston 52, 62 et la paroi d’extrémité 53, 63. Préférentiellement, les entrées 50, 60 et sorties 51 , 61 de fluide de refoulement comprennent des clapets anti-retour, par exemple des clapets à bille 55, 65.
[0057] En outre, pour permettre le mouvement du piston multiplicateur 52, 62 de chaque chambre multiplicatrice 5, 6, il est nécessaire de prévoir des entrées 24, 26 et sorties pneumatiques 25, 27 pour chaque chambre multiplicatrice 5, 6, préférentiellement ménagées dans la paroi cylindrique 56, 66 de chaque chambre 5, 6 au voisinage de la bride considérée 18, 20. En effet, la partie de la chambre multiplicatrice comprise entre le piston multiplicateur 52, 62 et la paroi d’extrémité 54, 64 de la chambre multiplicatrice considérée 5, 6 est remplie de gaz, en particulier d’air. Les entrées 24, 26 et sorties pneumatiques 25, 27 permettent d’éviter les surpressions et dépressions lors du mouvement du piston multiplicateur considéré 52, 62, permettant un mouvement sans contraintes dudit piston considéré 52, 62.
[0058] Ainsi, lorsque le piston 52, 62 de la première chambre multiplicatrice 5, respectivement de la seconde chambre multiplicatrice 6, se déplace vers l’enceinte motrice 2, du gaz sort de la chambre multiplicatrice considérée 5, 6 par la sortie pneumatique considérée 25, 27 et du fluide de refoulement entre dans cette chambre 5, 6 par la première entrée 50, respectivement la seconde entrée 60, ménagée sur la paroi d’extrémité 53, 63 de la chambre multiplicatrice considérée 5, 6.
[0059] A l’inverse, quand le piston 52, 62 de la première chambre multiplicatrice 5, respectivement la seconde chambre multiplicatrice 6, se déplace en s’éloignant de l’enceinte motrice 2 pour refouler du fluide de refoulement, du gaz entre dans la chambre multiplicatrice considérée 5, 6 par l’entrée pneumatique considérée 24, 26 et du fluide de refoulement sort de cette chambre 5, 6 par la première sortie 51 , respectivement la seconde sortie 61 , ménagée sur la paroi d’extrémité 53, 63 de la chambre multiplicatrice considérée 5, 6.
[0060] Comme illustré sur la figure 2, la surface de la section transversale des chambres multiplicatrices 5, 6 est inférieure à la surface de la section transversale de la paroi cylindrique 15 de l’enceinte motrice 2. De la sorte, la pression de fluide de refoulement en sortie 51 , 61 de chaque chambre multiplicatrice 5, 6 est bien plus élevée que la pression de fluide de fonctionnement exercée sur le piston moteur 13. C’est cette forte pression de fluide en sortie 51 , 61 des chambres multiplicatrices 5, 6 qui permet le refoulement du fluide à un point haut dont l’altitude est supérieure à celle de la colonne manométrique.
[0061 ] Le rapport entre les deux sections transversales respectivement des chambres multiplicatrices 5, 6 et de l’enceinte motrice 2 est choisi en fonction de l’application désirée. A titre d’exemple, il est nécessaire d’obtenir une pression de fluide de refoulement de l’ordre de 15 à 20 bars pour permettre la mise en œuvre de procédé de nano filtration membranaire, tandis qu’une pression de fluide de refoulement comprise entre 50 et 80 bars est nécessaire pour la mise en œuvre de procédés d’osmose inverse.
[0062] Ainsi, les dimensions de la chambre motrice 2 et du piston moteur 13 seront choisies en fonction de la colonne d’eau manométrique, et le rapport entre les deux sections sera choisi en fonction de l’application désirée. Il est en outre tenu compte, pour ce dimensionnement, des pertes de charges occasionnées par les frottements dissipant l’énergie mécanique du fluide en mouvement. Enfin, il est tenu compte de la prééminence de poussée que doit avoir le piston moteur 13, pour éviter que la force opposée engendrée par le travail de refoulement ou de compression généré par les pistons multiplicateurs 52, 62 annule la force de poussée du pison moteur 13, et cela afin de permettre in fine le coulissement dudit piston moteur 13 dans l’enceinte motrice 2.
[0063] La conception du système de pompage 1 , 1 a de l’invention pouvant être adaptée en fonction de la colonne manométrique désirée, il est envisageable de concevoir une telle pompe 1 , 1 a de grande dimension, permettant une production d’eau sous pression de plusieurs dizaines de milliers de mètres cube par jour, représentant la consommation d’équivalent-habitants d’une ville moyenne. [0064] En référence à la figure 2 et selon l’invention, le dispositif de distribution alternée va maintenant être décrit.
[0065] Le dispositif de distribution alternée comprend un dispositif d’obturation 7 comportant quatre organes d’obturation 70 - 73, respectivement ménagés au niveau des première et seconde entrées de fluide de fonctionnement E1 , E2 et des première et seconde sorties de fluide de fonctionnement S1 , S2.
[0066] Chaque organe d’obturation 70 - 73 est formé d’une vanne guillotine mobile entre une position d’obturation et une position d’ouverture. Les vannes 70, 71 des entrées E1 , E2 de l’enceinte motrice 2 sont reliées longitudinalement entre-elles, par exemple à l’aide d’un câble ou d’une biellette 28, de sorte que l’entrainement de l’une des vannes 70, 71 vers l’une de ses positions d’obturation ou d’ouverture entraîne l’autre vanne 70, 71 dans la position opposée. De la même manière, les vannes 72, 73 des sorties S1 , S2 de l’enceinte motrice sont reliées longitudinalement entre-elles, par exemple à l’aide d’un câble ou d’une biellette 29. De préférence, chaque vanne guillotine 70 - 73 comprend une pelle (références 700, 710, 720 et 730 sur la figure 4), c’est-à-dire un orifice traversant, qui est aligné avec l’entrée E1 , E2 ou la sortie S1 , S2 considérée lorsque ladite vanne 70 - 73 est en position d’ouverture.
[0067] Ce type de vanne 70 - 73, dont la pelle 700, 71 , 720, 730 traverse perpendiculairement le flux de liquide en position d’ouverture, présente une meilleure résistance à la pression statique ou dynamique du fluide.
[0068] Le dispositif d’obturation 7 comprend un premier et un second organes d’activation 10, 1 1 . Le premier organe d’activation 10 est configuré pour actionner simultanément les vannes 70, 71 des première et seconde entrées E1 , E2 de l’enceinte motrice 2, tandis que le second organe d’activation 1 1 est configuré pour actionner simultanément les vannes 72, 73 des première et seconde sorties S1 , S2 de l’enceinte motrice 2.
[0069] Le premier organe d’activation 10, respectivement le second organe d’activation 1 1 , comprend une première, respectivement une seconde, chambre d’activation cylindrique fermée à ses extrémités et dans laquelle coulisse un premier 103, respectivement un second 1 13, piston d’activation. Enfin, chaque organe d’activation 10, 1 1 comprend des premières 101 , 102 et seconde 1 1 1 , 1 12 entrées pneumatiques ménagées sur la paroi cylindrique de la chambre d’activation, au voisinage des extrémités opposées de l’organe d’activation considéré 10, 1 1 . [0070] Pour le premier organe d’activation 10, le piston d’activation 103 est solidaire du lien longitudinal 28 entre les deux vannes guillotines considérées 70, 71 , si bien que le déplacement du piston 103 vers la première entrée pneumatique 101 de l’organe d’activation induit simultanément l’obturation de la première entrée E1 de l’enceinte motrice 2 et l’ouverture de la seconde entrée E2 de l’enceinte motrice 2.
[0071 ] Pour le second organe d’obturation 1 1 , le piston d’activation 1 13 est également solidaire du lien longitudinal 29 entre les deux vannes guillotines considérées 72, 73, si bien que le déplacement du piston 1 13 vers la première entrée pneumatique 1 12 de l’organe d’activation 1 1 induit simultanément l’obturation de la première sortie S1 de l’enceinte motrice 2 et l’ouverture de la seconde sortie S2 de l’enceinte motrice 2.
[0072] Enfin, le dispositif de distribution alternée comprend des premier et second déclencheurs 8, 9 configurés pour actionner les premier et second organe d’activation 10, 1 1 .
[0073] Les déclencheurs 8, 9 sont ménagés de part et d’autre de l’enceinte motrice 2 par rapport à l’axe transversal Y et sont respectivement solidaire des flasques bombés 22, 23 par l’intermédiaire de brides 19, 21 prévues à cet effet. Chaque déclencheur 8, 9 comprend une chambre de compression pneumatique 83, 93 dans laquelle un piston déclencheur 84, 94 est ménagé pour coulisser selon l’axe longitudinal de la chambre de compression 83, 93, entre une position de repos et une position de déclenchement. La chambre de compression 83, 93 de chaque déclencheur 8, 9 comprend en outre deux sorties de gaz 81 , 82, 91 , 92, préférentiellement d’air, reliées aux entrées pneumatiques 101 , 102, 1 1 1 , 1 12 des organes d’activation 10, 1 1 . Enfin, la chambre de compression 83, 93 comprend au moins un orifice d’échappement (références 121 , 121’ sur la figure 3) formant évent ménagé dans la paroi cylindrique de la chambre 83, 93 pour permettre la circulation d’air entre ladite chambre 83, 93 et l’extérieur lorsque le piston 84, 94 se déplace. On évite ainsi de créer une surpression et une opposition mécanique au déplacement du piston 84, 94.
[0074] Les sorties d’air 81 , 82 du premier déclencheur 8 sont respectivement reliées aux premières entrées pneumatiques 101 , 1 12 des premier et second organes d’activation 10, 1 1 . Les sorties d’air 91 , 92 du second déclencheur 9 sont respectivement reliées aux deuxièmes entrées pneumatiques 102, 1 1 1 des premier et second organes d’activation. [0075] Ainsi, pour provoquer l’actionnement du dispositif de distribution alternée :
• le déplacement du piston 83 du premier déclencheur 8 vers sa position de déclenchement induit l’actionnement des pistons 103, 113 des organes d’activation 10, 11 , lesquels pistons 103, 113 se déplacent et entraînent l’obturation des secondes entrée et sortie E2, S2 de l’enceinte motrice 2 et l’ouverture des premières entrée et sortie E1 , S1 de l’enceinte motrice 2. Le dispositif de distribution alterné est donc dans sa première disposition associée au premier cycle de distribution ;
• le déplacement du piston 93 du second déclencheur 9 vers sa position de déclenchement induit l’actionnement des pistons 103, 113 des organes d’activation 10, 11 , lesquels pistons 103, 113 se déplacent et entraînent l’obturation des premières entrée et sortie E1 , S1 de l’enceinte motrice 2 et l’ouverture des secondes entrée et sortie E2, S2 de l’enceinte motrice 2. Le dispositif de distribution alterné est donc dans sa seconde disposition associée au second cycle de distribution.
[0076] Chaque déclencheur 8, 9 comprend en outre une tige actionnable 80, 90 par le piston moteur 13, laquelle tige 80, 90 est mobile entre une position de repos dans laquelle le déclencheur considéré 8, 9 est inactif, et une position d’actionnement de l’organe d’activation 10, 11. Lorsque le piston moteur 13 induit le déplacement de la tige 80, 90 vers sa position d’actionnement, le piston 83, 93, 84, 94 du déclencheur associé 8, 9 se déplace alors vers sa position de déclenchement.
[0077] Ainsi, lorsque le dispositif de distribution alterné est dans sa première disposition associée au premier cycle de distribution de fluide de fonctionnement, les vannes 70, 73 des premières entrée et sortie E1 , S1 de l’enceinte motrice 2 sont dans leur position d’ouverture tandis que les vannes 71 , 72 des secondes entrée et sortie E2, S2 de l’enceinte motrice 2 sont dans leur position d’obturation. La pression de fluide de fonctionnement dans l’enceinte motrice 2 induit alors le déplacement du piston moteur 13 vers sa seconde position d’extrémité P2. Du fluide de refoulement sort alors de la seconde chambre multiplicatrice 6.
[0078] Une fois que cette seconde position d’extrémité P2 du piston moteur 13 est atteinte, ce dernier actionne la tige 90 du second déclencheur 9, ce qui induit le déplacement du piston 94 dudit second déclencheur 9 dans la chambre pneumatique 93 vers sa position de déclenchement. De l’air sous pression est envoyé vers les secondes entrées pneumatiques 102, 111 des deux organes d’activation 10, 11 , ce qui induit le déplacement des pistons 103, 1 13 desdits organes d’activation provoquant le déplacement des vannes guillotines 70 - 73 vers leur positions d’obturation des premières entrée et sortie E1 , S1 de l’enceinte motrice 2 et d’ouverture des secondes entrée et sortie E2, S2 de l’enceinte motrice 2.
[0079] Le dispositif de distribution alternée se retrouve alors dans sa seconde disposition associée au second cycle de distribution de fluide de fonctionnement. La pression de fluide de fonctionnement dans l’enceinte 2 induit alors le déplacement du piston moteur 13 vers sa première position d’extrémité P1 . Du fluide de refoulement sort alors de la première chambre multiplicatrice 5.
[0080] Une fois que cette première position d’extrémité P1 du piston moteur 13 est atteinte, ce dernier actionne la tige 80 du premier déclencheur 8, ce qui induit le déplacement du piston 84 dudit premier déclencheur 8 dans la chambre pneumatique 83 vers sa position de déclenchement. De l’air sous pression est envoyé vers les premières entrées pneumatiques 101 , 1 12 des deux organes d’activation 10, 1 1 , ce qui induit le déplacement des pistons desdits organes d’activation provoquant le déplacement des vannes guillotines 70 - 73 vers leur position d’obturation des secondes entrée et sortie E2, S2 de l’enceinte motrice 2 et d’ouverture des premières entrée et sortie E1 , S1 de l’enceinte motrice 2.
[0081 ] Le dispositif de distribution alternée se retrouve alors dans sa première disposition associée au premier cycle de distribution de fluide de fonctionnement, puis l’alternance de cycles recommence.
[0082] Grâce aux déclencheurs 8, 9 et au dispositif d’obturation 7, le dispositif de distribution alternée est donc actionnable entre une première disposition associée au premier cycle de distribution de fluide, et une seconde disposition associée au second cycle de distribution de fluide.
[0083] En référence à la figure 3, le déclencheur 8, 9 va maintenant être décrit.
[0084] Le déclencheur 8, 9 comprend un corps parallélépipédique 31 dont une paroi d’extrémité 310 est solidarisée à l’enceinte motrice 2 via la bride décrite ci- dessus. Alternativement, comme cela est représenté sur la figure 3, ce corps parallélépipédique est directement boulonné 32 sur le flasque 22, 23 de l’enceinte motrice 2. Le flasque 22, 23 ou la bride comprennent un perçage pour permettre le passage de la tige 80, 90 dans l’enceinte motrice 2.
[0085] Une première extrémité libre de la tige comprend une collerette 42 destinée à venir un contact du piston moteur 13. En outre, la tige 80, 90 comprend un moyen de rappel 44 vers sa position de repos, lequel moyen de rappel 44 est formé par exemple par un ressort hélicoïdal monté autour de la tige 80, 90 de manière coaxiale et dont les extrémité viennent en appui contre respectivement le flasque 22, 23 de l’enceinte motrice 2 et la surface d’épaulement formé par la collerette 42.
[0086] Enfin, la tige 80, 90 comprend au niveau de son extrémité libre un guide 43 en forme de plaquette qui s’étend transversalement à l’axe de la tige 80, 90, de part et d’autre de cette dernière.
[0087] Le déclencheur 8, 9 comprend deux plaques 39, 39’ ménagées dans le corps parallélépipédique 31 de part et d’autre de la tige 80, 90, parallèlement à cette dernière. La distance séparant les deux plaques 39, 39’ est inférieure à la longueur du guide 43. Chaque plaque 39, 39’ comprend ainsi au moins une lumière longitudinale 42, 42” ménagée entre ses extrémités 40, 41 ; 40’, 41’ pour assurer le passage des extrémités libres du guide 43 et permettre le coulissement de la tige 80, 90 entre ses positions de repos et d’actionnement. Les deux plaques forment ainsi des glissières 39, 39’. En outre, des premières extrémités 40, 40’ des glissières sont solidaires de la paroi d’extrémité 310 du corps parallélépipédique 31 .
[0088] Le déclencheur 8, 9 comprend deux éléments de déverrouillage 34, 34’ montés mobiles à coulissement longitudinal dans le corps parallélépipédique 31 , de part et d’autre de la tige 80, 90, entre une position de repos (représentée sur la figure 3) et une position de déverrouillage. Chaque élément de déverrouillage 34, 34’ présente une forme de plaque qui est coulissante entre l’une des parois longitudinale du corps parallélépipédique 31 et l’une des glissières 39, 39’. Chaque élément de déverrouillage 34, 34’ comprend en outre une lumière longitudinale 37, 37’ pour permettre le passage des extrémités libres du guide 43 et le déplacement longitudinal de la tige 80, 90.
[0089] En outre, le déclencheur 8, 9 comprend des moyens de rappel 38, 38’ des éléments de déverrouillage 34, 34’ dans leur position de repos, c’est-à-dire à distance de la paroi d’extrémité du corps parallélépipédique 31 solidaire de la chambre de compression 83, 93. Ces moyens de rappel 38, 38’ sont par exemple des ressorts hélicoïdaux. Dans sa position de déverrouillage, l’élément de déverrouillage 34, 34’ est donc au plus proche de la paroi d’extrémité précitée car le ressort 38, 38’ est dans un état comprimé.
[0090] Le guide 43 de la tige 80, 90 du déclencheur 8, 9 est configuré pour déplacer les éléments de déverrouillage 34, 34’ vers leur position de déverrouillage. En effet, lorsque la tige 80, 90 se déplace vers sa position d’actionnement, le guide 43 exerce une pression sur des premières extrémités libres 35, 35’ des éléments de déverrouillage respectifs 34, 34’, induisant le déplacement desdits éléments de déverrouillage 34, 34’ vers leur position de déverrouillage.
[0091 ] Le déclencheur 8, 9 comprend en outre un élément d’entrainement 45 préférentiellement de forme parallélépipédique monté autour de la tige 80, 90, en contact glissant avec les glissières 39, 39’. Cet élément d’entrainement 45 est mobile entre une position inactive (représentée sur la figure 2) et une position de déclenchement. Cet élément 45 est réalisé dans un matériau anti friction du type polytétrafluoroéthylène (PTFE), ou encore en métal recouvert d’un matériau anti friction.
[0092] En position inactive, l’élément d’entrainement 45 est plaqué contre le flasque considéré 22, 23 de l’enceinte motrice 2, ou le cas échéant contre la bride reliant le déclencheur 8, 9 à l’enceinte motrice 2. En position de déclenchement, l’élément d’entrainement 45 est dans une position éloignée du flasque 22, 23 ou de la bride précités.
[0093] Le déclencheur 8, 9 comprend deux axes 33, 33’ solidaires de l’élément d’entrainement 45 et s’étendant longitudinalement de part et d’autre de la tige 80, 90. Ces axes 33, 33’ passent au travers de perçage ménagés dans le guide 43 et dans la paroi d’extrémité du corps parallélépipédique 31 pour déboucher dans la chambre de compression 83, 93 du déclencheur 8, 9. Les extrémités libres de ces axes 33, 33’sont solidaires du piston pneumatique 84, 94 du déclencheur 8, 9. Le déplacement de l’élément d’entrainement 45 vers sa position de déclenchement provoque donc le déplacement du piston pneumatique 84, 94 vers sa position de déclenchement.
[0094] Le déclencheur 8, 9 comprend en outre un organe de rappel 120 de l’élément d’entrainement 45 vers sa position de déclenchement. Cet organe de rappel est par exemple un ressort hélicoïdal monté autour de la tige 80, 90 de manière coaxiale et dont les extrémités sont solidaires respectivement de l’élément d’entrainement 45 et du guide 43.
[0095] Ainsi, dans sa position inactive et lorsque la tige 80, 90 se déplace vers sa position de déclenchement, le guide 43 exerce une tension sur le ressort de rappel 120 qui est alors en détente et qui tend à amener l’élément d’entrainement 45 vers sa position de déclenchement. Pour permettre le maintien de l’élément d’entrainement 45 dans sa position inactive malgré la tension du ressort 120, le déclencheur 8, 9 comprend des moyens d’indexation 46 qui vont maintenant être décrits en référence à la figure 3.
[0096] Les moyens d’indexation 46 comprennent au moins deux index 47, 47’ formés par des languettes montées pivotantes autour de points de pivot 49, 49’ sur une face latérale de l’élément d’entrainement 45, laquelle face s’étend dans un plan parallèle à l’axe transversal Y. Chaque index 47, 47’ comprend une première extrémité libre 470, 470’ en vis-à-vis de la face latérale précitée, et une seconde extrémité libre 471 , 471’ s’éloignant de l’élément d’entrainement 45 et s’étendant en direction des glissières 39, 39’.
[0097] Les premières extrémités libres 470, 470’ des index 47, 47’ sont reliées entre elles par un organe de rappel 100 desdits index dans une position dite d’écartement (telle que représentée sur la figure 2) : cet organe de rappel 46, par exemple un ressort, exerce une tension qui rapproche les premières extrémités libres
470, 470’ des index 47, 47’ entre elles et éloignent les secondes extrémités libres 471 , 471’ des index entre elles.
[0098] Dans la position d’écartement des moyens d’indexation 46, une portion comprenant la seconde extrémité libre 471 , 471’ de chaque index 47, 47’ est comprise dans un logement ménagé dans chaque glissière 39, 39’. En outre, la seconde extrémité libre 471 , 471’ de chaque index 47, 47’ vient en appui contre une extrémité libre 41 , 41’ formant butée de chaque glissière 39, 39’. Au surplus, les extrémités libres
471 , 471’ des index 47, 47’ sont logées dans les lumières 37, 37’ des éléments de déverrouillage considérés 34, 34’. De la sorte, en position d’écartement, les index 47, 47’ bloquent l’élément d’entrainement 45 dans sa position inactive.
[0099] Lorsque la tige 80, 90 du déclencheur 8, 9 se déplace vers sa position de déclenchement et entraîne le coulissement des éléments de déverrouillage 34, 34’ vers leur position de déverrouillage, des secondes extrémités libres 36, 36’ desdits éléments de déverrouillage 34, 34’, opposées aux premières extrémités libres 35, 35’, viennent en appui contre les secondes extrémités libres 471 , 471’ des index 47. Cela provoque le pivotement des index 47, 47’ et le rapprochement entre elles de leurs secondes extrémités libres 471 , 471’. Pour faciliter le glissement des secondes extrémités libres 471 , 471’ des index 47, 47’ le long des butées 41 , 41’ de glissière 39, 39’, chaque seconde extrémité libre 471 , 471’ des index 47, 47’ comprend un roulement 48, 48’. Préférentiellement, les butées 41 , 41’ de glissières et les secondes extrémités libres 36, 36’ des éléments de déverrouillage comprennent également des roulements 410, 410’, 420, 420’.
[00100] Lorsque les index 47, 47’ arrivent dans une position de rapprochement suffisante de leurs secondes extrémités libres 470, 471’, ces dernières ne sont plus en appui contre les butées de glissières 41 , 41’, ce qui entraîne la libération de l’élément d’entrainement 45 qui coulisse brusquement, sous l’effet du ressort de rappel considéré 120, de sa position inactive vers sa position de déclenchement. Cela induit directement le coulissement des axes 33, 33’ et le déplacement concomitant du piston 84, 94 du déclencheur 8, 9 dans la chambre de compression 83, 93 de sa position de repos vers sa position de déclenchement.
[00101 ] Ainsi, lorsque le dispositif de distribution alterné est dans sa première disposition associée au premier cycle de distribution de fluide de fonctionnement, le piston moteur 13 qui se déplace vers sa seconde position d’extrémité P2 déplace la tige 90 du second déclencheur 9 vers sa position de déclenchement. Cela induit la libération des index 47, 47’ vers leur position de rapprochement et le coulissement brusque de l’élément d’entrainement 45 vers sa position de déclenchement. Concomitamment, le piston 94 du déclencheur 9 se déplace vers sa position de déclenchement. Le dispositif de distribution alternée se retrouve alors, suite à l’actionnement des organes d’activation 10, 1 1 qui entraînent le déplacement des vannes guillotines 70 - 73, dans sa seconde disposition associée au second cycle de distribution de fluide de fonctionnement.
[00102] Le piston moteur 13 qui se déplace vers sa première position d’extrémité P1 libère la tige 90 du second déclencheur 9 qui se déplace, grâce au moyens de rappel considéré 44, vers sa position de repos. De la même manière, les éléments de déverrouillage 34, 34’ coulissent, sous l’action des organes de rappel considérés 38, 38’, vers leur position de repos.
[00103] Concomitamment au déplacement de la tige 90, le guide 43 exerce une force de compression sur le ressort de rappel 120 de l’élément d’entrainement 45, qui induit le déplacement dudit élément d’entrainement 45 vers sa position inactive puis le déplacement des index 47, 47’ vers leur position d’écartement, bloquant l’élément d’entrainement 45 dans sa position inactive dès que les secondes extrémités libres 471 , 471’ des index 47, 47’ sont logés dans les logements des glissières 39, 39’ prévues à cet effet. [00104] Le piston moteur 13 atteint sa première position d’extrémité P1 et actionne la tige 80 du premier déclencheur 8, qui est actionné de la même manière que le second déclencheur 9.
[00105] Le dispositif de distribution alternée se retrouve alors dans sa première disposition associée au premier cycle de distribution de fluide de fonctionnement, puis l’alternance de cycles recommence.
[00106] En référence aux figures 4 et 5, le système de pompage 1 a selon un second mode de réalisation va maintenant être décrit.
[00107] L’enceinte motrice 2a dans ce second mode de réalisation présente une forme identique, à la différence près que les flasques 22a, 23a sont préférentiellement des parois planes.
[00108] La principale différence dans ce second mode de réalisation réside dans les organes d’activation 10a, 11a qui sont dans ce cas deux organes de type leviers basculants disposés au niveau des flasques 22a, 23a de l’enceinte motrice 2a de part et d’autre d’un axe transversal Y de ladite enceinte motrice 2a.
[00109] En référence à la figure 5, chaque levier basculant 10a, 11a comprend une partie principale de forme sensiblement ovale, avec deux bras rectilignes parallèles 121 , 121’ s’étendant dans le plan contenant l’axe transversal Y, de part et d’autre de la chambre multiplicatrice considérée 5a, 6a. Les deux bras 121 , 121’ d’un levier basculant 10a, 11a sont reliés entre eux au niveau de leurs extrémités opposées par deux bras courbes 122, 122’.
[00110] Chaque bras rectiligne 121 , 121’ est relié à pivotement, au niveau d’une portion centrale dudit bras 121 , 121’, au flasque considéré 22a, 23a de l’enceinte motrice 2a par l’intermédiaire d’un élément de liaison rectiligne 124, 124’ s’étendant perpendiculaire audit flasque 22a, 23a.
[00111] Chaque bras courbe 122, 122’ comprend une saillie 123, 123’ s’étendant depuis la portion centrale de la partie convexe du bras courbe 122, 122’, dans le plan principale du levier basculant 10a, 11 a. L’extrémité libre de cette saillie est reliée à pivotement à un élément de liaison rectiligne 125, 125’ ; 126, 126’ (voir figure 4), solidaire des vannes guillotines 70a - 73a, lequel élément de liaison 125, 125’ ; 126, 126’ est dans le prolongement du câble ou de la biellette 28a, 29a assurant la liaison de deux vannes guillotines 70a - 73a entre elles.
[00112] Ainsi, chaque levier basculant 10a, 11 a relié à pivotement au flasque considéré 22a, 23a est également relié par les deux saillies opposées 123, 123’ aux quatre vannes guillotines 70a - 73a, par l’intermédiaire des câbles ou biellettes 28a, 29a. Le levier basculant 10a, 1 1 a peut ainsi pivoter entre une première position amenant les vannes guillotines 70a - 73a dans leurs positions correspondant au premier cycle de distribution de fluide, et une seconde position amenant les vannes guillotines 70a - 73a dans leurs positions correspondant au second cycle de distribution de fluide.
[001 13] De manière préférentielle, le basculement du levier basculant 10a, 1 1 a est actionné par le déclencheur considéré 8a, 9a. La structure de ce déclencheur 8a, 9a est légèrement différente en ce qu’il ne comprend pas de chambre de compression, et en ce que l’élément d’entrainement 45a est relié au levier basculant considéré 10a, 1 1 a, par exemple par l’intermédiaire de biellettes 127 solidaires de l’un des bras courbes 122’.
[001 14] Dans le mode de réalisation de la figure 4, un premier levier basculant 10a est relié par l’un de ses bras courbes 122’ au premier déclencheur 8a, tandis qu’un second levier basculant 1 1 a est relié par l’un de ses bras courbes 122’ au second déclencheur 9a.
[001 15] Lorsque le dispositif de distribution alternée est dans sa disposition associée au second mode de distribution, c’est-à-dire que les vannes guillotines 70a - 73a sont dans leurs positions d’obturation des premières entrée et sortie E1 a, S1 a de l’enceinte motrice 2a et d’ouverture des secondes entrée et sortie E2a, S2a de l’enceinte motrice 2a, le piston moteur 13a se déplace vers sa première position d’extrémité.
[001 16] Arrivé dans cette première position d’extrémité, le piston moteur 13a actionne le premier déclencheur 8a. Cela induit le déplacement de l’élément d’entrainement 45a qui actionne, par l’intermédiaire des biellettes 127, le basculement du premier levier basculant 10a. Cela provoque le déplacement des vannes guillotines 70a - 73a vers leur position d’obturation des secondes entrée et sortie E2a, S2a de l’enceinte motrice 2a et d’ouverture des premières entrée et sortie E1 a, S1 a de l’enceinte motrice 2a. Le dispositif de distribution alternée se retrouve dans sa disposition associée au premier cycle de distribution, le piston moteur 13a se déplaçant alors vers sa seconde position d’extrémité.
[001 17] Arrivé dans cette seconde position d’extrémité, le piston moteur 13a actionne le second déclencheur 9a. Cela induit le déplacement de l’élément d’entrainement 45a qui actionne, par l’intermédiaire des biellettes 127, le basculement du second levier basculant 1 1 a. Cela provoque le déplacement des vannes guillotines 70a - 73a vers leur position d’obturation des premières entrée et sortie E1 a, S1 a de l’enceinte motrice 2a et d’ouverture des secondes entrée et sortie E2a, S2a de l’enceinte motrice 2a. Le dispositif de distribution alternée se retrouve dans sa disposition associée au second cycle de distribution, le piston moteur 13a se déplaçant alors vers sa première position d’extrémité. Puis l’alternance de cycles recommence.
[001 18] De manière alternative, les leviers basculants 10a, 1 1 a peuvent être reliés aux sorties pneumatiques 25, 27 des chambres multiplicatrices : les leviers basculants 10a, 1 1 a sont alors activés par de l’air sous pression généré par le déplacement du piston multiplicateur associé. Cet air comprimé est conduit jusqu’à un clapet (non représenté) placé sur le déclencheur considéré 8a, 9a. Par l’action de l’élément d’entrainement 45, ce clapet est ouvert pour permettre à l’air comprimé d’actionner le levier basculant considéré 10a, 1 1 a. En outre, les biellettes 127 des déclencheurs 8a, 9a sont télescopiques pour pouvoir revenir dans une position de repos lors du déclenchement du déclencheur opposé 8a, 9a qui fait basculer les leviers basculants 10a, 1 1 a vers leur position opposée.
[001 19] En référence à la figure 6, l’installation de refoulement 128 selon l’invention va maintenant être décrite.
[00120] Cette installation 128 trouve son application dans des fleuves ou rivières FL à faible courant C, s’écoulant le long de reliefs à faibles dénivelés.
[00121 ] En effet, pour ce type de fleuve ou de rivière FL à débit lent, il est très difficile voire impossible de générer une colonne manométrique statique de hauteur suffisante pour permettre le fonctionnement de la pompe 1 , 1 a, car il faudrait capter le fluide très loin en amont, typiquement à plusieurs kilomètres de l’entrée de la pompe 1 , 1 a. Dans la suite de la description, on utilisera le terme « fleuve ».
[00122] L’installation de refoulement 128 permet de créer une colonne manométrique dynamique, générant une pression de fluide suffisante pour assurer le déplacement du piston moteur 13, 13a et le fonctionnement de la pompe 1 , 1 a.
[00123] L’installation 128 comprend un tube de type Venturi 140, formé par des premier 141 et second conduits tronconiques 142 montés tête bêche à un conduit cylindrique 143 : les petites bases des premier et second conduits tronconiques 141 , 142 sont donc solidarisées aux extrémités respectives du conduit cylindrique 143. On définit la grande base du premier conduit tronconique 141 comme étant l’entrée 144 du tube Venturi 140, tandis que la grande base du second conduit tronconique 142 est définie comme étant la sortie 145 du tube Venturi 140.
[00124] Le tube Venturi est disposé dans le fleuve FL parallèlement au courant C, de sorte que l’eau du fleuve FL pénètre dans le tube venturi 140 par le premier conduit tronconique 141 et en ressorte par le second conduit tronconique 142.
[00125] Pour générer un effet Venturi dans le tube Venturi 140, la section de la grande base du premier conduit tronconique 141 est supérieure à la section transversale du conduit cylindrique 143. La pression de fluide en entrée 144 du tube Venturi 140 est donc supérieure à la pression de fluide dans le conduit cylindrique 143, laquelle pression de fluide dans le conduit cylindrique 143 est suffisante pour permettre des applications mettant en œuvre des procédés de nano filtration, c’est à dire comprises entre 15 bars et 20 bars, ou d’osmose inverse, c’est à dire comprises entre 50 bars et 80 bars.
[00126] En outre, pour générer un effet Venturi optimal, l’angle formé entre l’axe du conduit cylindrique 143 et toute droite d’intersection entre la paroi tronconique de chaque conduit 141 , 142 et un plan passant par l’axe dudit conduit cylindrique est de 6 degrés.
[00127] Le premier conduit 129 relié aux première et seconde entrées E1 , E2 ; E1 a, E2a de la pompe 1 , 1 a capte le fluide au niveau de l’entrée 144 du tube Venturi 140, tandis que le second conduit 130 relié au première et seconde sortie S1 , S2 ; S1 a, S2a de la pompe 1 , 1 a est en communication de fluide avec l’eau circulant dans le conduit cylindrique 143. La différence de pression entre les entrées E1 , E2 ; E1 a, E2a et les sorties S1 , S2 ; S1 a, S2a de la pompe 1 , 1 a est donc équivalente à une colonne manométrique dynamique résultant de la différence entre la pression de fluide en entrée 144 du tube Venturi 140 et la pression de fluide dans le conduit cylindrique 143. Avec les conditions structurelles du tube Venturi décrites ci-dessus, la colonne manométrique dynamique générée est suffisante pour permettre le déplacement du piston moteur 13, 13a et le fonctionnement de la pompe 1 , 1 a dans des applications mettant en œuvre des procédés d’osmose inverse.
[00128] Enfin, les entrées de fluides 50, 60 ; 50a, 60 aménagées dans les parois d’extrémité des chambres multiplicatrices 5, 6 ; 5a, 6a sont en communication de fluide avec la sortie 145 du tube Venturi 140, au niveau de l’extrémité libre du deuxième conduit tronconique 142. [00129] De manière avantageuse, afin d’augmenter encore la pression dynamique en entrée 144 du tube Venturi 140, un ouvrage de maçonnerie du type bief 146 est ménagé au niveau de la berge pour canaliser le flux d’une partie du fleuve en entrée 144 du tube Venturi 140. Cela a pour effet de rendre le flux plus laminaire en entrée 144 du tube Venturi 140 et d’éviter la formation de tourbillons ou autres turbulences. En outre, cela permet d’augmenter encore la vitesse de fluide - et donc la pression dynamique du fluide - en entrée 144 du tube Venturi 140.
[00130] De manière préférentielle, l’installation de refoulement 128 comprend un second ouvrage de maçonnerie du type bief 147 ménagé en sortie du tube Venturi 140. Cet ouvrage 147 permet de ralentir progressivement le flux en sortie 145 de tube Venturi 140 et d’en ralentir progressivement la vitesse jusqu’à la vitesse d’écoulement du fleuve FL. On évite ainsi la formation de turbulences en sortie 145 du tube Venturi 140.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de pompage (1 , 1 a) pour le refoulement d’un fluide sous pression, comportant :
- une enceinte motrice (2, 2a) à l’intérieur de laquelle est positionné un piston moteur (13, 13a) configuré pour y coulisser selon un axe longitudinal (X) de ladite enceinte motrice (2, 2a) entre des première et seconde positions d’extrémité (P1 , P2) sous l’action d’un fluide de fonctionnement sous pression, le piston moteur (13, 13a) séparant ladite enceinte motrice (2, 2a) en une première chambre motrice (3) et en une seconde chambre motrice (4),
- une première chambre multiplicatrice (5) et une seconde chambre multiplicatrice (6) comportant une entrée (50, 60 ; 50a, 60a) et une sortie (51 , 61 ; 51 a, 61 a) pour, respectivement, recevoir et évacuer un fluide de refoulement,
- un premier piston multiplicateur (52, 52a), relié au piston moteur (13, 13a) et configuré pour coulisser à l’intérieur de la première chambre multiplicatrice (5, 5a), le coulissement du premier piston multiplicateur (52, 52a) assurant la compression du fluide de refoulement à l’intérieur de la première chambre multiplicatrice (5, 5a) de sorte que la pression du fluide de refoulement en sortie (51 , 51 a) soit supérieure à la pression du fluide de refoulement en entrée (50, 50a) de la première chambre multiplicatrice (5, 5a),
- un second piston multiplicateur (62, 62a), relié au piston moteur (13, 13a) et configuré pour coulisser à l’intérieur de la seconde chambre multiplicatrice (6, 6a), le coulissement du second piston multiplicateur (62, 62a) assurant la compression du fluide de refoulement à l’intérieur de la seconde chambre multiplicatrice (6, 6a) de sorte que la pression du fluide de refoulement en sortie (51 , 51 a) soit supérieure à la pression en entrée (60, 60a) de la seconde chambre multiplicatrice (6, 6a),
- un dispositif de distribution alternée de fluide pour alterner le sens de circulation du fluide de fonctionnement dans l’enceinte motrice (2, 2a),
le système de pompage (1 , 1 a) étant caractérisé en ce qu’il comporte une première entrée de fluide (E1 , E1 a) débouchant dans la première chambre motrice (3, 3a) et une première sortie de fluide (S1 , S1 a) depuis la seconde chambre motrice (4, 4a) pour, respectivement, recevoir et évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un premier cycle de distribution, en ce qu’il comporte une seconde entrée de fluide (E2, E2a) débouchant dans la seconde chambre motrice (4, 4a) et une seconde sortie de fluide (S2, S2a) depuis la première chambre motrice (3, 3a), pour, respectivement, recevoir et évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un second cycle de distribution, et en ce que le dispositif de distribution alternée comprend au moins un dispositif d’obturation (7) comportant quatre organes mobiles d’obturation (70 - 73 ; 70a - 73a) des première et seconde entrées (E1 , E2 ; E1 a, E2a) et des première et seconde sorties (S1 , S2 ; S1 a, S2a) du système de pompage (1 , 1 a) et au moins un déclencheur (8, 9 ; 8a, 9a) configuré pour actionner lesdits organes d’obturation (70 - 73 ; 70a - 73a) entre deux positions respectivement d’obturation et d’ouverture, lequel dispositif de distribution alternée est actionnable entre :
• une première disposition associée au premier cycle de distribution dans laquelle le piston moteur (13, 13a) se déplace vers sa seconde position d’extrémité (P2), deux des organes mobiles (71 , 72 ; 71 a, 72a) obturent respectivement la seconde entrée (E2, E2a) et la seconde sortie de fluide (S2, S2a), et les deux autres organes mobiles (70, 73 ; 70a, 73a) ouvrent respectivement la première entrée (E1 , E1 a) et la première sortie de fluide (S1 , S1 a) pour assurer l’introduction et l’évacuation du fluide de fonctionnement,
• une deuxième disposition associée au second cycle de distribution dans laquelle le piston moteur (13, 13a) se déplace vers sa première position d’extrémité (P1 ), deux des organes mobiles (70, 73 ; 70a, 73a) obturent respectivement la première entrée (E1 , E1 a) et la première sortie (S1 , S1 a), et les deux autres organes mobiles (71 , 72 ; 71 a, 72a) ouvrent respectivement la seconde entrée (E2, E2a) et la seconde sortie (S2, S2a) pour assurer l’introduction et l’évacuation du fluide de fonctionnement.
2. Système de pompage (1 , 1 a) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le déclencheur (8, 9 ; 8a, 9a) est configuré pour être actionné par le piston moteur (13, 13a) au moins lorsque ce dernier est dans l’une de ses positions d’extrémité (P1 , P2).
3. Système de pompage (1 , 1 a) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de distribution alternée comprend :
• un premier déclencheur (8, 8a) configuré pour amener le dispositif de distribution alternée dans sa première disposition lorsque le piston moteur (13, 13a) atteint sa première position d’extrémité (P1 ), et • un second déclencheur (9, 9a) configuré pour amener le dispositif de distribution alternée dans sa seconde disposition lorsque le piston moteur (13, 13a) atteint sa seconde position d’extrémité (P2).
4. Système de pompage (1 , 1 a) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes mobiles d’obturation (70 - 73 ; 70a - 73a) du dispositif de d’obturation (7) sont formés de vannes guillotines mobiles entre au moins deux positions respectivement d’obturation et d’ouverture.
5. Système de pompage (1 , 1 a) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux déclencheurs (8, 9 ; 8a, 9a) sont agencés de part et d’autre de l’enceinte motrice (2, 2a) par rapport à un axe transversal (Y) de ladite enceinte, chaque déclencheur (8, 9 ; 8a, 9a) comprenant une tige (80, 90) qui est actionnable par le piston moteur (13, 13a), et mobile entre une position de repos et une position d’actionnement d’un organe d’activation (10, 11 ; 10a, 11 a) relié aux organes mobiles (70 - 73 ; 70a - 73a) et configuré pour les actionner.
6. Système de pompage (1 , 1 a) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de distribution alternée comprend :
• un premier organe d’activation (10, 10a) configuré pour actionner simultanément les vannes guillotines (70, 71 ; 70a, 71 a) des première et seconde entrées de fluide (E1 , E2 ; E1 a, E2a) disposées d’un même côté de l’enceinte motrice (2, 2a), lesdites vannes (70, 71 ; 70a, 71 a) étant reliées longitudinalement entre elle de sorte que l’entrainement de l’une des vannes (70, 71 ; 70a, 71 a) vers l’une de ses positions d’obturation ou d’ouverture entraîne l’autre vanne (70, 71 ; 70a, 71 a) dans la position opposée, et
• un second organe d’activation (11 , 11 a) configuré pour actionner les vannes guillotines (72, 73 ; 72a, 73a) des première et seconde sorties de fluide (S1 , S2 ; S1 a, S2a) disposées d’un même côté de l’enceinte motrice (2, 2a), lesdites vannes (72, 73 ; 72a, 73a) étant reliées longitudinalement entre elle de sorte que l’entrainement de l’une des vannes (72, 73 ; 72a, 73a) vers l’une de ses positions d’obturation ou d’ouverture entraîne l’autre vanne (72, 73 ; 72a, 73a) dans la position opposée.
7. Système de pompage (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque organe d’activation (10, 11 ) comprend un piston mobile (103, 113) dans une chambre de compression munie de deux entrées d’air (101 , 103 ; 1 1 1 , 1 13) reliées respectivement au premier (8) et second (9) déclencheur, et en ce que chaque déclencheur (8, 9) comprend un piston (84, 94) qui est mécaniquement relié à la tige considérée (80, 90) et mobile dans une chambre de compression (83, 93) entre une position de repos et une position d’actionnement du piston (103, 1 13) de l’organe d’activation considéré (10, 1 1 ), laquelle chambre de compression (83, 93) du déclencheur (8, 9) comprend deux sorties (81 , 82 ; 91 , 92) reliées respectivement aux premier et second organes d’activation (10, 1 1 ).
8. Système de pompage (1 , 1 a) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque déclencheur (8, 9 ; 8a, 9a) comprend des moyens d’indexation (46) de la position des organes d’obturation mobiles (70 - 73 ; 70a - 73a).
9. Système de pompage (1 , 1 a) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la tige (80, 90) de chaque déclencheur (8, 9) comprend des moyens de rappel (44) de ladite tige (80, 90) vers sa position de repos.
10. Système de pompage (1 , 1 a) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pistons multiplicateurs (52, 62 ; 52a ; 62a) des première et seconde chambres multiplicatrices (5, 6 ; 5a, 6a) sont agencés sur des premières extrémités respectives d’un premier arbre et d’un second arbre (12,12’ ; 12a, 12a’), des deuxièmes extrémités des premier et second arbres respectifs (12,12’ ; 12a, 12a’) étant reliées au piston moteur (13, 13a) par l’intermédiaire d’articulations (14, 14’) de type cardan ou de liaisons souples.
1 1 . Système de pompage (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’enceinte motrice (2) est de forme générale cylindrique et comprend des extrémités bombées (22, 23) ménagées pour résister aux pressions de fluide supérieures à plusieurs bars.
12. Installation de refoulement (128) de fluide ménagée dans une étendue d’eau (FL) soumise à un courant (C) du type rivière ou fleuve, comprenant un tube Venturi (140) plongé dans l’étendue d’eau de sorte que la pression de fluide en entrée du tube (144) est inférieure à la pression de fluide en sortie du tube (145), au moins une structure de type bief (146, 147) ménagée pour canaliser et générer un flux laminaire au niveau de l’entrée (144) et de la sortie (145) du tube Venturi (140), et un système de pompage (1, 1a) selon l’une quelconque des revendications précédentes ménagé de sorte que les première et seconde entrées de fluide (E1, E2 ; E1a, E2a) du système de pompage (1, 1a) sont reliées à l’entrée (144) du tube Venturi (140) et que les première et seconde sorties de fluide (S1, S2 ; S1a, S2a) du système de pompage (1, 1a) sont reliées à la sortie (145) du tube Venturi (140).
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