FR2696789A3

FR2696789A3 - Water wheel driving piston pump to raise water from lake or river - uses water wheel driven by strong water flow to operate piston that has valves to prevent backflow as piston returns

Info

Publication number: FR2696789A3
Application number: FR9203082A
Authority: FR
Inventors: Jornet Jose
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1994-04-15

Abstract

The water wheel (1) is placed in a fast moving or falling stream of water, and drives a beam pivoted (12) from its periphery in a rocking motion. The beam multiplies the force applied to a piston (9) in a pump cylinder (15). One end of the cylinder is submerged in the lake. The crown of the piston has a flap valve (30,31) that opens as the piston is drawn down under the water and closes as the piston rises. The water is delivered from the top of the cylinder through a ball valve (25,26) in a cage (27), the valve opening as the piston rises and closing as the piston falls. The ball valve retains water in the outlet as the piston falls. ADVANTAGE - Simple mechanism that can raise large volumes of water, particularly for use in irrigation where there is no electricity.

Description

ENSEMBLE ROUE HYDRAULIQUE ET POMPE POUR LE RELEVAGE DE L'EAU
DE RIVIERES, LACS, SOURCES ALIMENTANT UNE CHUTE D'EAU
La présente invention a pour objet un dispositif destiné au pompage de l'eau de sources, telles que rivières, lacs ou autres sources avec chute d'eau plus ou moins prononcée. Ce dispositif selon l'invention est composé d'au moins une roue comportant à sa périphérie des bacs disposés à la suite d'une descente d'eau acheminée de la source par canal ou tuyau qui en se remplissant d'eau mettent en mouvement un vilebrequin sur lequel vient s'accrocher au moins balancier qui par effet de bras de levier agit sur une biellette qui entraîne par une force démultipliée le piston d'une pompe pourvue d'un clapet placé dans un tube de la pompe plongeant dans l'eau au niveau de sa crépine inférieure de sorte à faire rentrer l'eau sous pression par le siège d'un clapet obstrué par une sphère laquelle s'élève pour donner passage à l'eau tout en restant prisonnière par des moyens de retenue, tels que des barrettes de fer, puis redescend sur son siège quand la pression d'eau a cessé lors de l'inversion du sens de déplacement du piston obstruant le passage de l'eau vers le bas. HYDRAULIC WHEEL AND PUMP ASSEMBLY FOR LIFTING WATER
OF RIVERS, LAKES, SOURCES FEEDING A WATERFALL
The present invention relates to a device for pumping water from sources, such as rivers, lakes or other sources with more or less pronounced waterfall. This device according to the invention is composed of at least one wheel comprising, at its periphery, trays arranged following a descent of water routed from the source by channel or pipe which, by filling with water, sets in motion a crankshaft on which comes to hang at least pendulum which by lever effect acts on a rod which drives by a multiplied force the piston of a pump provided with a valve placed in a tube of the pump immersed in water at its lower strainer so as to bring the water under pressure through the seat of a valve obstructed by a sphere which rises to give passage to the water while remaining trapped by retaining means, such as iron bars, then goes back down on its seat when the water pressure has stopped when the direction of displacement of the piston reverses obstructing the passage of water downwards.

EN REFERENCE AUX FIGURES QUI REPRESENTENT:
FIGURE 1 A et 1 B des vues en perspective de face et de côté du rotor ou roue,
FIGURE 2 Le montage du rotor sur un vilebrequin,
FIGURE 3 L'ensemble avec deux rotors,
FIGURE 4 Une vue de détail du système de pompage entraîné à partir du rotor,
FIGURE 5 Un ensemble avec une roue entraînant quatre pompes à piston,
FIGURE 6 Un ensemble avec une roue et une pompe,
FIGURE 7 Une vue de détail du système à balancier d'entraînement d'une pompe,
FIGURE 8 Une vue de côté de l'installation en fonction,
Le dispositif consiste en un système moteur disposé à la suite d'une descente d'eau plus ou moins prononcée, constitué d'au moins un rotor cyclindrique ou roue (1) Figure 1 comportant des bacs (2) en compartiments régulièrement répartis en forme d'aug ets périphériques et d'une grande capacité par exemple de mille litres chacun.Ce ou ces cylindres ou rotors ronds tourneront sur leur axe horizontal (3) prolongé par un vilebrequin (13) et en appui à chaque extrémité sur une colonne par exemple en béton (4) par l'intermédiaire de roulements à billes (5).WITH REFERENCE TO THE FIGURES THAT REPRESENT:
FIGURE 1 A and 1 B are perspective views from the front and from the side of the rotor or wheel,
FIGURE 2 The assembly of the rotor on a crankshaft,
FIGURE 3 The assembly with two rotors,
FIGURE 4 A detail view of the pumping system driven from the rotor,
FIGURE 5 An assembly with a wheel driving four piston pumps,
FIGURE 6 An assembly with a impeller and a pump,
FIGURE 7 A detail view of the pump drive system,
FIGURE 8 A side view of the installation in operation,
The device consists of a motor system arranged following a more or less pronounced descent of water, consisting of at least one cylindrical rotor or wheel (1) Figure 1 comprising tanks (2) in compartments regularly distributed in shape peripheral aug ets and with a large capacity for example of a thousand liters each. This or these cylinders or round rotors will rotate on their horizontal axis (3) extended by a crankshaft (13) and bearing at each end on a column by example in concrete (4) by means of ball bearings (5).

Le dispositif comportera en permanence une partie, par exemple quatre bacs pleins ce qui fournira un poids donnant par exemple 4000 DqN. de poussée tandis qu'un cinquième bac videra son eau à la fin de sa course, et le rotor recevra en plus la poussée de l'eau arrivant du canal ou tuyau en provenant de 1e source. Si le dispositif est installé dans un endroit où l'eau arrive en grande quantité, on peut y ajouter un deuxième rotor à l'autre extrémité de l'axet3) par déviation d'une partie de l'eau arrivant du canal (7),
k l'eau peut être ainsi acheminée de/source aux rotors par des tuyaux. Avec deux rotors comme illustré en figure 3, la force du dispositif est multipliée par deux.The device will permanently comprise a part, for example four full trays which will provide a weight giving for example 4000 DqN. thrust while a fifth tank will empty its water at the end of its stroke, and the rotor will also receive the thrust of water coming from the channel or pipe from the 1st source. If the device is installed in a place where water arrives in large quantities, we can add a second rotor to the other end of the axis3) by deflection of part of the water coming from the channel (7) ,
k water can thus be conveyed from / source to the rotors by pipes. With two rotors as shown in Figure 3, the force of the device is doubled.

Les rotors cylindriques seront formés à chaque extrémité de leur circonférence, sur les côtés des bacs, par une plaque (6) résistante par exemple en matière plastique dur, renforcée par des rayons en acier noyés dans le plastique pour éviter la rouille. Le fond de ces bacs sera constitué par l'axe (3) lequel sera de forte section. The cylindrical rotors will be formed at each end of their circumference, on the sides of the tanks, by a resistant plate (6), for example made of hard plastic, reinforced by steel spokes embedded in the plastic to prevent rust. The bottom of these tanks will be constituted by the axis (3) which will be of large section.

L' avant de chaque bac sera muni d'une ouverture (8) dont un côté sera défini par le bord du bac inférieur ou bac précédent et dont l'entrée sera définie par un bord qui partira du haut de la face inférieure de chaque extrémité du bac supérieur, présentant une découpe en arc de cercle au milieu pour permettre la vidange du bac à la fin de sa course. L'axe vilebrequin (3) destiné à actionner le ou les pistons de pompe de puisage sera plus ou moins long selon le nombre de pistons (9) qu'il actionnera de un à plusieurs comme illustré en figure 5, en fonction de la quantité d'eau à monter par le ou lesdits pistons.Si on veut l'utiliser dans un endroit où se trouve une petite surface à irriguer ou bien pour remplir un réservoir quelconque, se lon la figure 6, le dispositif comportera un seul piston (9) entraîné à partir d'un bras de manivelle (10) disposé à angle droit du vilebrequin (13), il sera suffisant d'utiliser au bout de ce bras (10),un maneton (14) d'une quinzaine de centimètres de longueur, lequel tournera sur luimême et sur lequel viendra s'accrocher une barre balancier (12) fig. 7 qui fera fonctionner le piston (9). The front of each tray will be provided with an opening (8) one side of which will be defined by the edge of the lower tray or previous tray and the inlet of which will be defined by an edge which will start from the top of the underside of each end of the upper tray, having a cut in an arc in the middle to allow emptying of the tray at the end of its stroke. The crankshaft axis (3) intended to actuate the drawing pump piston (s) will be more or less long depending on the number of pistons (9) that it will actuate from one to several as illustrated in FIG. 5, depending on the quantity water to be mounted by the said piston (s). If we want to use it in a place where there is a small surface to irrigate or to fill any tank, according to Figure 6, the device will have a single piston (9 ) driven from a crank arm (10) arranged at right angles to the crankshaft (13), it will be sufficient to use at the end of this arm (10), a crank pin (14) of about fifteen centimeters length, which will rotate on itself and on which will hang a balance bar (12) fig. 7 which will operate the piston (9).

Si sur le dispositif on installera deux, trois ou plusieurs pistons (fig. 2),on prolongera le vilebrequin (13) en lui donnant une longueur adéquate et avec le nombre de manetons (14) correspondant au nombre de pistons (9) à entraîner. Chaque balancier (12) mettra en mouvement le piston correspondant (9) et ainsi en prolongeant le vilebrequin-axe (13), on pourra rajouter autant de barres-balancier porteuses de pistons à eau (9) que l'on voudra, tout dépendra de la quantité d'eau arrivant sur les cylindres (1) par le canal (7). Dans ce cas, le vilebrequin sera pourvu de manetons décalés circonférentiellement de sorte à n'exercer d'effort de remontée que sur un piston à la fois. If two, three or more pistons are installed on the device (fig. 2), the crankshaft (13) will be extended by giving it an adequate length and with the number of crankpins (14) corresponding to the number of pistons (9) to be driven . Each balance (12) will set in motion the corresponding piston (9) and thus by extending the crankshaft-axis (13), we can add as many balance rods carrying water pistons (9) as we want, everything will depend of the quantity of water arriving on the cylinders (1) through the channel (7). In this case, the crankshaft will be provided with crank pins offset circumferentially so as to exert an ascent force only on one piston at a time.

Les balanciers (12) sont articulés autour d'un axe commun (16) par l'intermédiaire d'un évidement oblong (20) pratiqué sur leur longueur de sorte à permettre un mouvement de coulissement des balanciers par rapport au dit axe (16) lors de leur pivotement de sorte à suivre les mouvement inprimés au niveau des manetons (14) du vilebrequin (13). The pendulums (12) are articulated around a common axis (16) by means of an oblong recess (20) formed over their length so as to allow the pendulums to slide in movement relative to said axis (16) during their pivoting so as to follow the movements expressed in the crank pins (14) of the crankshaft (13).

A leur extrémité opposée, les balanciers (12) reçoivent par une articulation (29) une biellette (21) dont l'extrémi té supérieure entraîne une articulation (22) prévue sur le piston (9) monté coulissant dans l'extrémité inférieure plongeantedans le liquide à pomper d'un tube de relevage d'eau (15). Le dit piston est pourvu d'une ouverture (30) sur sa face supérieure (32) fermée par un clapet (31) pivotant autour d'un axe latéral (32) tel qu'illustré ou coulissant comme une soupape de sorte à s' ouvrir lors du mouvement descendant du piston pour admettre l'eau à élever et à se fermer lors du mouvement montant du piston. At their opposite end, the pendulums (12) receive by a hinge (29) a link (21) whose upper end drives a hinge (22) provided on the piston (9) slidably mounted in the lower end plunging into the liquid to be pumped from a water lift tube (15). Said piston is provided with an opening (30) on its upper face (32) closed by a valve (31) pivoting about a lateral axis (32) as illustrated or sliding like a valve so as to open during the downward movement of the piston to allow the water to rise and close during the upward movement of the piston.

Le tube (15) est pourvu au-dessus du point mort supérieur de la course du piston (9) d'un clapet telle qu'une sphère (26) en appui sur un siège (24) de manière à définir une ouverture de passage (25) de l'eau élevée par le piston (9). A sa base, le tube (15) est pourvu d'une crépine (23). The tube (15) is provided above the upper dead center of the piston stroke (9) with a valve such as a sphere (26) bearing on a seat (24) so as to define a passage opening (25) water raised by the piston (9). At its base, the tube (15) is provided with a strainer (23).

La barre balancier (12) accrochée au vilebrequin (13) sera assez longue et sera montée pivotanttpar exemple au quart de sa longueur en bas sur un point d'appui (16au défini par un axe formé par une tige de fer (16) soutenue à chaque extrémité par des socles en béton (18) et qui tournera sur ellemême d'un demi-tour droite/gauche gauche/droite en étant supportée dans des paliers par exemple en plastique dur (17) et chaque barre balancier (12) sera reliée audit axe trans (464) versal (16) définissant son point d'appui/par une bague coulisseau (19) solidaire de la barre transversale (16) et pourra tourner librement sur elle-même tout en glissant dans la fente/en évidement long que la barre (12) comportera dans son milieu 7 et la dite fente aura une longueur égale au diamètre de la circonférence parcourue par le maneton (14) du vilebrequin (13) générant ainsi un mouvement avant/arrière et de haut en bas du balancier (12). La barre (12) ayant
(A6A) son point d'appuiiau quart de sa longueur1 multipliera sa force par effet de bras de levier. La biellette (21) d'entraînement du poussoir à eau (9) sera articulée au bout de la barre (12) et aura ainsi un mouvement de haut en bas pour permettre au piston de coulisser dans le tube (15) plongé dans l'eau à élever. Le siège (24) du clapet disposé sur ce tube sera plastifié pour éviter la rouille. Le trou (25) rond du dit clapet sera d'une grandeur en correspondance avec le diamètre du siège (24) et avec le passage de l'eau qui lui sera demandé. De l'autre côté de ce siège (24) à l'intérieur du tuyau sera disposée la sphère (26) lestée prévue par exemple en fer plastifié et qui sera un peu plus grande que le trou (25).Cette sphère (26) sera emprisonnée dans une cage par des barrettes en plastique (27) qui seront disposées en ovale au-dessus de ce trou (25) et se rejoindront en un point situé au milieu du tube (15), solidaire d'une barrette transversale (28) de liaison au tube (15).The balance bar (12) attached to the crankshaft (13) will be long enough and will be pivotally mounted, for example at a quarter of its length at the bottom on a fulcrum (16au defined by an axis formed by an iron rod (16) supported at each end by concrete bases (18) and which will rotate on its own by a half-turn right / left left / right being supported in bearings for example of hard plastic (17) and each balance bar (12) will be connected to said transverse axis (464) (16) defining its fulcrum / by a sliding ring (19) integral with the crossbar (16) and can rotate freely on itself while sliding in the slot / in long recess that the bar (12) will have in its middle 7 and said slot will have a length equal to the diameter of the circumference traversed by the crankpin (14) of the crankshaft (13) thus generating a forward / backward movement and from top to bottom of the pendulum (12). The bar (12) having
(A6A) its fulcrum a quarter of its length1 will multiply its force by lever effect. The rod (21) for driving the water pusher (9) will be articulated at the end of the bar (12) and will therefore have an up and down movement to allow the piston to slide in the tube (15) immersed in the water to raise. The seat (24) of the valve disposed on this tube will be plasticized to prevent rust. The round hole (25) of said valve will be of a size corresponding to the diameter of the seat (24) and to the passage of water which will be required of it. On the other side of this seat (24) inside the pipe will be arranged the ballasted sphere (26) provided for example in plasticized iron and which will be a little larger than the hole (25). will be trapped in a cage by plastic bars (27) which will be arranged in an oval above this hole (25) and will meet at a point located in the middle of the tube (15), integral with a transverse bar (28 ) connecting to the tube (15).

La hauteur entre le trou (15) et cette barrette transversale sera par exemple trois fois la hauteur de la boule (26) de sorte que quand le piston (9) mettra en pression l'eau dans le tube (15), la boule (26) s'élèvera pour laisser passer l'eau dans le tuyau, tout en restant prisonnière grâce aux barrettes formant la cage (27), et quand le piston (9) redescendra, la boule descendra à son tour par son propre poids par la pression de l'eau contenue dans la partie supé rieure du tuyau (15) et viendra alors se loger sur son siège (24) obstruant le passage de l'eau vers le bas. Ainsi l'ensemble du système définira un ensemble moteur et pompe hydraulique permettant de prélever de l'énergie d'un cours d'eau au niveau d'une chute ou dénivellation de terrain pour élever de l'eau puisée de ce cours d'eau grâce au dispositif selon l'invention destiné au pompage de l'eau.The height between the hole (15) and this transverse bar will for example be three times the height of the ball (26) so that when the piston (9) will pressurize the water in the tube (15), the ball ( 26) will rise to let the water pass through the pipe, while remaining trapped thanks to the bars forming the cage (27), and when the piston (9) comes down again, the ball will descend in turn by its own weight through the pressure of the water contained in the upper part of the pipe (15) and will then be housed on its seat (24) obstructing the passage of the water downwards. Thus, the entire system will define a motor and hydraulic pump assembly allowing energy to be taken from a watercourse at the level of a fall or drop in terrain to raise water drawn from this watercourse. thanks to the device according to the invention intended for pumping water.

Un tel dispositif trouve son application pour l'irrigation dans les régions isolées dépourvues d'énergie électrique. Such a device finds its application for irrigation in isolated regions lacking electrical energy.

Claims

1) Device intended for pumping water from sources such as rivers, lakes or other sources with more or less pronounced waterfall, characterized in that it is composed of at least one wheel (1) comprising at its periphery tanks (8) arranged as a result of a descent of water routed from the source by channel or pipe which, filling with water, sets in motion a crankshaft (3) on which at least one pendulum ( 1z) which by lever effect 7 acts on a link (21) which drives by a multiplied force the piston of a pump (9) provided with a valve (31) placed in a tube (15) of the pump dipping into the water at its lower strainer (23), so as to bring the water under pressure through the seat (24) of a valve obstructed by a sphere (26), which rises to give passage to the water while remaining trapped by retaining means such as iron bars (27) then descends on his seat when the p water recession has ceased upon reversing the direction of movement of the piston obstructing the passage of water downwards.

2) Device according to claim 1 characterized in that the balance (12) is pivotally mounted around a ring (19) sliding in a slot (20) of said balance and pivotally mounted on an axis (16) supported by bearings (17) on a base (18).