FR2564527A1 - Liquid pump intended especially for deep, small diameter boreholes - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une pompe à liquide destinée plus parti culièrement à des forages profonds et de petit diamètre.The present invention relates to a liquid pump intended more particularly for deep boreholes and small diameters.
La pompe, selon la présente invention, est principalement vouée à une utilisation domestique pour les pays en voie de développement nécessiteux en eau.The pump according to the present invention is mainly intended for domestic use for developing countries in need of water.
Il existe déjà, pour ces pays, des pompes à utilisation domestique mais celles-ci présentent de manière générale deux inconvénients majeurs.Pumps for domestic use already exist for these countries, but these generally have two major drawbacks.
D'une part, le forage dans lequel elles sont mises en place doit être de grand diamètre ce qui rend leur installation longue et coûteuse et nécessite la présence d'une main d'oeuvre spécialisée.On the one hand, the borehole in which they are placed must be of large diameter, which makes their installation long and expensive and requires the presence of a specialized workforce.
D'autre part, ce type de pompe n'est pas à amorçage automatique ce qui présente un gros inconvénient, car pour amorcer de telles pompes il est nécessaire de les remplir d'eau. Cette eau utilisée pour leur amorçage est retirée la plupart du temps du point d'eau le plus proche et est très souvent polluée ce qui a pour conséquence de polluer la nappe d'eau pour laquelle la pompe est installée.On the other hand, this type of pump is not self-priming which has a big drawback, because to prime such pumps it is necessary to fill them with water. This water used for their priming is mostly removed from the nearest water point and is very often polluted which has the consequence of polluting the water table for which the pump is installed.
La pompe selon la présente invention vise à obvier à ces inconvénients en présentant des dimensions telles qu'elle peut être placée dans des forages de très petit diamètre réduisant ainsi le-coût de sa mise en place, et en étant auto-amorçante éliminant par conséquent tout risque de pollution.The pump according to the present invention aims to overcome these drawbacks by having dimensions such that it can be placed in very small boreholes thus reducing the cost of its installation, and by being self-priming therefore eliminating any risk of pollution.
Cette pompe présente de plus comme avantages le fait d'être de conception très simple, ne nécessitant donc pas de main d'oeuvre spécialisée, de faible coût et de très grande fiabilité ce qui est nécessaire pour une utilisation très fréquente voire continue.This pump also has the advantages of being of very simple design, therefore requiring no specialized labor, low cost and very high reliability which is necessary for very frequent or even continuous use.
A cet effet, la pompe selon l'invention est constituée de manière connue d'un piston, d'un corps de pompe, d'une colonne d'exhaure et de moyens d'actionnement et se caractérise essentiellement en ce que le piston est en position fixe au fond du forage, que le corps de pompe est mobile en translation sur le piston et que le dit corps de pompe est actionné par l'intermédiaire de la colonne d'exhaure à l'extrémité de laquelle sont montés les moyens d'actionnement.To this end, the pump according to the invention consists in a known manner of a piston, a pump body, a dewatering column and actuating means and is essentially characterized in that the piston is in a fixed position at the bottom of the borehole, that the pump body is movable in translation on the piston and that said pump body is actuated by means of the dewatering column at the end of which are mounted the means of actuation.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description d'une forme de réalisation représentée aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et en lesquels : la figure 1 est une vue de la pompe, selon l'invention, en phase d'aspi ration, la figure 2 est une vue de la pompe en phase de refoulement.Other advantages and characteristics will appear on reading the description of an embodiment shown in the accompanying drawings given by way of non-limiting example and in which: FIG. 1 is a view of the pump, according to the invention, in the suction phase, Figure 2 is a view of the pump in the discharge phase.
Comme représentée aux fig.1 et 2 la pompe selon l'invention est disposée dans un forage 1 avantageusement pourvu d'une gaine 2.As shown in fig.1 and 2, the pump according to the invention is arranged in a borehole 1 advantageously provided with a sheath 2.
La dite pompe est constituée d'un piston 3, d'un corps de pompe 4, d'une colonne d'exhaure 5 et de moyens d'actionnement 6.Said pump consists of a piston 3, a pump body 4, a dewatering column 5 and actuation means 6.
Selon une forme préferentielle de réalisation de la pompe, le piston 3 est en position fixe par rapport au fond du forage 1, Le corps de pompe 4 est mobile en translation sur le piston 3 et le dit corps de pompe est actionné par l'intermédiaire de la colonne d'exhaure 5 à l'extremi- té de laquelle sont montés les moyens d'actionnement 6.According to a preferred embodiment of the pump, the piston 3 is in a fixed position relative to the bottom of the borehole 1, The pump body 4 is movable in translation on the piston 3 and the said pump body is actuated via of the dewatering column 5 at the end of which the actuating means 6 are mounted.
Le piston 3 est préférentiellement lesté par tout moyen connu afin qu'il se maintienne dans le fond du forage par son propre poids.The piston 3 is preferably ballasted by any known means so that it is maintained in the bottom of the borehole by its own weight.
Le dit piston est monté à l'extrémité supérieure d'un support 7 tubulaire doté d'un rétrécissement 8.Said piston is mounted at the upper end of a tubular support 7 provided with a constriction 8.
La section du piston 3 est de préférence circulaire, mais il va de soi que tout autre for-me de section peut convenir.The section of the piston 3 is preferably circular, but it goes without saying that any other section-me can be suitable.
Préférentiellement l'extremité inférieure du support 7 du piston 3 est ouverte et au moins un orifice 9 est ménagé dans le dit support de manière à ce que le ou les dits orifices soient situés sous le niveau statique de la nappe d'eau lorsque le support 7 est en place dans le forage et suffisament éloignés du fond de la nappe d'eau pour éviter la remontée des particules de terre. Par exemple ces orifices sont ménagés au niveau du rétrécissement 8 du support 7.Preferably, the lower end of the support 7 of the piston 3 is open and at least one orifice 9 is formed in the said support so that the said orifice (s) are located below the static level of the water table when the support 7 is in place in the borehole and sufficiently distant from the bottom of the water table to prevent the rising of the earth particles. For example, these orifices are provided at the level of the narrowing 8 of the support 7.
Avantageusement la longueur totale du support 7 à l'extrémité duquel est fixé le piston 3 est suffisante pour éviter également la remontée des particules de terre.Advantageously, the total length of the support 7 at the end of which the piston 3 is fixed is sufficient to also avoid the ascent of the earth particles.
Le support 7 du piston 3 peut être avantageusement lesté afin qu'il se maintienne dans le fond du forage.The support 7 of the piston 3 can advantageously be ballasted so that it remains at the bottom of the borehole.
Le piston 3 de la pompe selon l'invention constitue le siège 10A d'une bille lOB et forme ainsi avec la dite bille un clapet d'aspiration 10.The piston 3 of the pump according to the invention constitutes the seat 10A of a lOB ball and thus forms with said ball a suction valve 10.
Le dit piston est fixé sur l'extrémité supérieure du rétrécissement 8 du support 7 par tout moyen connu de l'homme de l'art par exemple par collage.Said piston is fixed to the upper end of the narrowing 8 of the support 7 by any means known to those skilled in the art, for example by gluing.
Selon une autre forme de réalisation, le piston 3 formant le siège lOA du clapet d'aspiration 10 peut être formé dans la partie supérieure du support 7.According to another embodiment, the piston 3 forming the seat 10A of the suction valve 10 can be formed in the upper part of the support 7.
Sur le dit support est monté mobile en translation le corps de pompe 4.On the said support is mounted movable in translation the pump body 4.
Le dit corps de pompe est tubulaire et présente la même section intérieure que la section extérieure du piston 3.Said pump body is tubular and has the same internal section as the external section of the piston 3.
Le corps de pompe 4 de la pompe selon l'invention est destiné à coulis set sur le piston 3. A cet effet, l'ajustement du piston 3 dans le corps de pompe 4 est suffisant pour éviter l'emploi de joint et pour que la fuite lors de la phase de refoulement soit négligeable vis à vis du fonctionnement de la dite pompe.The pump body 4 of the pump according to the invention is intended for grout set on the piston 3. For this purpose, the adjustment of the piston 3 in the pump body 4 is sufficient to avoid the use of a seal and so that the leak during the delivery phase is negligible with respect to the operation of said pump.
De plus le piston 3 présente une longueur suffisante pour maîtriser le débit de fuite dans la phase de refoulement.In addition, the piston 3 has a sufficient length to control the leakage rate in the delivery phase.
Le corps de pompe 4 est doté sur son extrémité inférieure d'une butée il évitant la sortie du piston lors de la mise en place dans le forage. The pump body 4 is provided on its lower end with a stop preventing it from exiting the piston when it is placed in the borehole.
Cette butée 11 peut être formée d'une bague à colerette fixée sur le corps de pompe 4 par tout moyen connu par exemple par collage.This stop 11 can be formed of a collar ring fixed to the pump body 4 by any known means, for example by gluing.
Dans le cas où le piston 3 est formé sur L'extrémité supérieure du support 7 la butée peut être constituée par deux demies bagues à colerette solidarisées l'une à l'autre et fixées sur le corps de pompe 4.In the case where the piston 3 is formed on the upper end of the support 7, the stop may consist of two half collar rings secured to one another and fixed to the pump body 4.
La butée 11, ainsi constituée, limite la course du corps d-e pompe en venant en contact avec une surface ménagée sous le piston 3.The stop 11, thus formed, limits the stroke of the pump body by coming into contact with a surface formed under the piston 3.
Sur l'extrémité supérieure du corps de pompe 4 est fixé un clapet de refoulement 12.On the upper end of the pump body 4 is fixed a discharge valve 12.
Le dit clapet de refoulement est fixé de préférence intérieurement au corps de pompe par tout moyen connu par exemple par collage.
Le clapet de refoulement 12 est constitué de préférence et de manière connue par une bille 12A reposant sur un siège 12B et peut être avan-' tageusement doté d'une cage à bille.Said discharge valve is preferably fixed internally to the pump body by any known means, for example by gluing.
The discharge valve 12 preferably and in known manner consists of a ball 12A resting on a seat 12B and can advantageously be provided with a ball cage.
Selon une forme préférentielle de réalisation le clapet de refoulement 12 comporte un prolongement 13 vers le haut permettant sa connexion à la colonne d'exhaure 5 par l'intermédiaire d'un raccord 14 de type connu.According to a preferred embodiment, the discharge valve 12 has an upward extension 13 allowing its connection to the dewatering column 5 via a connector 14 of known type.
Le corps de pompe 4 est actionné en translation sur le piston 3 par la colonne d'exhaure 5.The pump body 4 is actuated in translation on the piston 3 by the dewatering column 5.
La dite colonne d'exhaure 5 de la pompe selon l'invention débouche hors du forage 1.Said dewatering column 5 of the pump according to the invention opens out of the borehole 1.
Préférentiellement la dite colonne est formée d'une seule pièce tubulaire mais il va de soi que pour des forages très profonds dépassant la longueur standart de la piece tubulaire formant la dite colonne celle-ci peut comporter des raccords 15 de type connu.Preferably, said column is formed from a single tubular piece, but it goes without saying that for very deep drilling exceeding the standard length of the tubular piece forming said column, the latter may include fittings 15 of known type.
La colonne d'exhaure 5 est de préférence cylindrique et est formée par au moins une pièce tubulaire de grande longueur du type de celle vendue dans le commerce avantageusement constituée en un matériau semi-rigide.The dewatering column 5 is preferably cylindrical and is formed by at least one tubular piece of great length of the type sold commercially advantageously made of a semi-rigid material.
Selon une forme préférentielle de réalisation de la pompe, l'extrémité de la colonne d'exhaure 5 débouchant du forage 1 présente un coude constitué par exemple par un tube métallique , afin de former un déversoir 16.According to a preferred embodiment of the pump, the end of the dewatering column 5 emerging from the borehole 1 has a bend constituted for example by a metal tube, in order to form a weir 16.
Avantageusement, la colonne d'exhaure 5 étant de grande longueur, le corps de pompe peut etre lesté afin de maintenir la dite colonne d'exhaure tendue et sensiblement rectiligne limitant ainsi les frottements de celle-ci contre les parois du forage 1.Advantageously, the dewatering column 5 being very long, the pump body can be ballasted in order to keep said dewatering column taut and substantially rectilinear thus limiting the friction thereof against the walls of the borehole 1.
Afin de centrer et de guider la colonne d'exhaure 5 dans le forage 1 celui-ci est doté au niveau de la surface du sol d'un guide 17 formé d'une plaque 18 fixée au-sol pourvue en son milieu d'un tube 19 dans lequel passe la colonne d'exhaure 5.In order to center and guide the dewatering column 5 in the borehole 1, the latter is provided at the level of the ground surface with a guide 17 formed of a plate 18 fixed to the ground provided in the middle with a tube 19 through which the dewatering column 5 passes.
Le guide 17 est placé sur le forage 1 de manière à ce que le tube 19 soit coaxial au dit forage.The guide 17 is placed on the borehole 1 so that the tube 19 is coaxial with said borehole.
Sur l'-extremité supérieure de la colonne d'exhaure 5 et en avant du déversoir 16 sont montés les moyens d'actionnement 6 de la pompe.On the upper extremity of the dewatering column 5 and in front of the weir 16 are mounted the actuation means 6 of the pump.
Avantageusement la course possible du corps de pompe 4 sur le piston 3 est beaucoup plus importante que la course des moyens d'actionnement 6.Advantageously, the possible stroke of the pump body 4 on the piston 3 is much greater than the stroke of the actuating means 6.
La course du corps de pompe est comprise entre 5 et 10 fois la valeur de la course des moyens d'actionnement suivant la profondeur du forage.The stroke of the pump body is between 5 and 10 times the value of the stroke of the actuating means depending on the depth of the drilling.
L'ensemble de la pompe est donc par cette caractéristique insensible aux effets de la dilatation thermique de la colonne d'exhaure 5 , aux effets d'une erreur de réglage de la longueur de la dite colonne et aux effets de la baisse du fond du forage.The entire pump is therefore by this characteristic insensitive to the effects of thermal expansion of the dewatering column 5, to the effects of an error in adjusting the length of said column and to the effects of the drop in the bottom of the drilling.
Selon une forme préférentielle de réalisation, ces moyens d'actionnement 6 sont constitués par un pied 20 fixé sur le guide 17 et à l'ex trémité duquel est articulé un levier 21.According to a preferred embodiment, these actuating means 6 are constituted by a foot 20 fixed on the guide 17 and at the end of which a lever 21 is articulated.
Le dit levier est lui-même articulé sur une chape 22 solidaire de la colonne d'exhaure 5 par l'intermédiaire d'une biellette 23.Said lever is itself articulated on a yoke 22 secured to the dewatering column 5 by means of a link 23.
La longueur du levier 21 est adaptée à la profondeur du forage 1-.The length of the lever 21 is adapted to the depth of drilling 1-.
Le levier-21 est actionné manuellement et peut être pourvu pour des forages très profonds d'un contre-poids 24.The lever-21 is manually actuated and can be provided for very deep drilling with a counterweight 24.
En effet, plus le forage est profond, plus le poids de l'eau contenue dans la colonne d'exhaure est important et donc l'effort appliqué sur le levier 21 augmente en fonction de cette profondeur. Le contre-poids permet de diminuer cet effort en conservant un bon rendement de la pompe.Indeed, the deeper the borehole, the greater the weight of the water contained in the dewatering column and therefore the force applied to the lever 21 increases as a function of this depth. The counterweight allows this effort to be reduced while maintaining good pump performance.
il va de soi que le levier peut être actionné par un moteur.it goes without saying that the lever can be actuated by a motor.
La biellette 23 lors de l'actionnement de la pompe permet de maintenir la colonne d'exhaure suivant un axe rectiligne sensibLement coaxial au forage 1 évitant ainsi les frottements contre les parois de celui-ci.The rod 23 when the pump is actuated makes it possible to maintain the dewatering column along a rectilinear axis substantially coaxial with the borehole 1 thus avoiding friction against the walls of the latter.
Le pompage de l'eau s'effectue, en un premier temps (Fig.1), par aspiration en actionnant le levier 21 pour fa-ire monter la colonne d'exhaure 5 et donc le corps de pompe 4 se remplit par le clapet d'aspiration.The pumping of the water is carried out, firstly (Fig.1), by suction by actuating the lever 21 to make the dewatering column 5 rise and therefore the pump body 4 is filled by the valve. suction.
En un deuxième temps (Fig.2), le refoulement de l'eau s'effectue par.In a second step (Fig. 2), the water is discharged by.
gravité, la colonne d'exhaure 5 et le corps de pompe 4 descendant, le clapet de refoulement 12 s'ouvre et libère l'eau contenue dans le corps de pompe .4 ; la colonne d'eau est fixe et déborde au niveau du déversoir 16.gravity, the dewatering column 5 and the pump body 4 descending, the discharge valve 12 opens and releases the water contained in the pump body .4; the water column is fixed and overflows at weir 16.
La mise en place de la pompe selon l'invention est rapide, de plus la dite pompe est auto-amorçante et ne nécessite donc pas d'opérations particuliéres pour obtenir l'e-au en surface.The installation of the pump according to the invention is rapid, moreover the said pump is self-priming and therefore does not require any particular operations to obtain the e-au at the surface.
Préférentiellement, la pompe selon l'invention est constituée en une matiére résistante à la corrosion par exemple en cuivre ou autre. Preferably, the pump according to the invention is made of a material resistant to corrosion, for example copper or other.
La pompe selon l'invention est de conception très simple ne nécessitant pas de main d'oeuvre spécialisée pour sa mise en place et sa maintenance, est très fiable et est dotée d'un rendement optimal.The pump according to the invention is of very simple design requiring no specialized labor for its installation and maintenance, is very reliable and is endowed with an optimal output.
Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes, dans le domaine des équivalents techniques, sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. It goes without saying that the present invention can receive all arrangements and all variants, in the field of technical equivalents, without departing from the scope of this patent.
Claims (1)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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Citations (3)
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1984
- 1984-05-18 FR FR8407916A patent/FR2564527B1/en not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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