FR2774435A1

FR2774435A1 - Reciprocating pump for extracting liquids

Info

Publication number: FR2774435A1
Application number: FR9801142A
Authority: FR
Inventors: Salah Djelouah
Original assignee: Sorelec
Current assignee: Sorelec
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-08-06
Anticipated expiration: 2018-02-02
Also published as: TR199900218A3; TR199900218A2; FR2774435B1

Abstract

The pump (3) consists of a rod (4) carrying several pistons (5) whose reciprocating motion raises a column of water inside a tube (1). These pistons contain a support (10) through which the rod (4) passes and a flap valve (11) resting on the top surface of the support. This support is formed of a hub (101) with radiating branches (102) whose free ends (1021) come in contact with the inside wall of the tube (1) to act as a guide. The flow through the piston is stabilized by wing sections (122) mounted on a hub (121).

Description

La présente invention concerne une pompe alternative pour l'exhaure de liquides du sol, comprenant - un tube d'exhaure reliant le niveau de sortie de la pompe à
la nappe de liquide à pomper en plongeant dans cette nappe
et ayant un clapet de fond à son extrémité inférieure,
laissant entrer le liquide dans le tube et y retenant la
colonne de liquide, - une tige portant un ou plusieurs pistons, effectuant un
mouvement alternatif pour faire monter la colonne de li
quide, - des moyens de commande reliés à la tige et commandant son
mouvement à l'intérieur du tube, - chaque piston étant formé d'un support traversé par la
tige, monté solidaire en translation de la tige, et d'un
clapet venant sur le dessus du support pour obturer le pis
ton sous le poids de la colonne de liquide ou libérer le
passage du liquide lorsque le piston descend dans la co
lonne d'eau dans le tube.The present invention relates to an alternative pump for dewatering liquids from the ground, comprising - a dewatering tube connecting the output level of the pump to
the layer of liquid to be pumped by plunging into this layer
and having a bottom valve at its lower end,
letting the liquid enter the tube and retaining the
column of liquid, - a rod carrying one or more pistons, performing a
reciprocating movement to raise the column of li
quide, - control means connected to the rod and controlling its
movement inside the tube, - each piston being formed by a support through which the
rod, mounted integral in translation with the rod, and a
valve coming on top of the support to close the udder
tone under the weight of the liquid column or release the
passage of the liquid when the piston descends in the co
lonne of water in the tube.

On connaît déjà une telle pompe d'exhaure décrite dans le document FR 88 09 557. Cette pompe comporte un certain nombre de pistons portés par une tige. Ces pistons successifs sont formés chacun d'un manchon cylindrique de section circulaire dont le fond est occupé par des branches radiales reliant le manchon au moyeu par lequel le manchon est fixé au cylindre. Le manchon glisse dans le tube. There is already known such a dewatering pump described in the document FR 88 09 557. This pump comprises a number of pistons carried by a rod. These successive pistons are each formed of a cylindrical sleeve of circular section, the bottom of which is occupied by radial branches connecting the sleeve to the hub by which the sleeve is fixed to the cylinder. The sleeve slides into the tube.

L'obturation du fond se fait par un clapet, relevable, porté par un coulisseau constitué d'un tube engagé sur la tige. Ce coulisseau peut se soulever et s'abaisser pour dégager le fond ou le fermer sous le poids de la colonne de liquide, en phase de remontée. The bottom is closed by a flap, liftable, carried by a slide made up of a tube engaged on the rod. This slide can be raised and lowered to free the bottom or close it under the weight of the column of liquid, in the ascent phase.

Ce système est très fragile et sensible aux particules en suspension dans le liquide. Ces particules passent entre la surface extérieure du manchon et le tube d'exhaure ou se déposent au-dessus du fond du manchon cylindrique. Elles peuvent également pénétrer à l'intérieur du manchon portant le clapet et freiner le mouvement de celui-ci sur la tige. This system is very fragile and sensitive to particles suspended in the liquid. These particles pass between the outer surface of the sleeve and the dewatering tube or settle above the bottom of the cylindrical sleeve. They can also penetrate inside the sleeve carrying the valve and slow the movement of the latter on the rod.

Ces différents frottements créent une perte de puissance non négligeable. De plus, les particules solides peuvent gêner la fermeture du clapet ou se trouver sur le fond ou retenir ou freiner le mouvement de descente du clapet, créant des fuites préjudiciables au rendement. These different frictions create a significant loss of power. In addition, solid particles can hinder the closing of the valve or be on the bottom or retain or slow down the valve's downward movement, creating leaks detrimental to performance.

En outre, ce type de piston est extrêmement fragile, d'un entretien délicat et d'un remplacement compliqué. In addition, this type of piston is extremely fragile, delicate maintenance and complicated replacement.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer une pompe robuste, ne risquant pas d'être endommagée ou de voir son fonctionnement détérioré ou réduit par les particules en suspension dans un liquide chargé, par exemple de l'eau plus ou moins chargée et boueuse. The object of the present invention is to remedy these drawbacks and proposes to create a robust pump, not at risk of being damaged or of seeing its operation deteriorated or reduced by the particles in suspension in a charged liquid, for example more or less charged and muddy water.

A cet effet, l'invention concerne une pompe du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le piston comprend - un support formé d'un moyeu recevant la tige et de branches
rayonnantes, à extrémité libre, partant du moyeu, et à bord
extérieur droit pour s'appuyer et se guider contre la sur
face intérieure du tube d'exhaure, - un clapet venant sur le dessus du support pour l'obturer
sous le poids de la colonne de liquide.To this end, the invention relates to a pump of the type defined above, characterized in that the piston comprises - a support formed by a hub receiving the rod and branches
radiant, free end, extending from the hub, and on board
outside right to lean and guide against the on
inner face of the dewatering tube, - a valve coming on top of the support to close it
under the weight of the liquid column.

Le support permet de bien soutenir le clapet, tout en réduisant au minimum la surface de contact avec la paroi du tube d'exhaure. Même si des particules arrivent dans l'intervalle entre les bords extérieurs libres des branches du support et le tube d'exhaure, elles ne peuvent pratiquement pas gêner le mouvement étant donné la faible dimension des surfaces de contact éventuelles. The support provides good support for the valve, while minimizing the contact surface with the wall of the dewatering tube. Even if particles arrive in the interval between the free outer edges of the branches of the support and the dewatering tube, they practically cannot hinder the movement given the small size of the possible contact surfaces.

Cette forme de support offre une très grande section de passage à l'eau. La surface des branches constituées en fait par des plaquettes planes ou courbes, stabilise l'écoulement axial relatif entre le liquide et le support et ne crée pratiquement pas de turbulences aux vitesses de fonctionnement de la pompe ce qui se traduit par une augmentation non négligeable du rendement ou inversement, nécessite une puissance d'entraînement beaucoup moindre, qu'elle soit manuelle ou mécanique, pour la pompe. This form of support offers a very large water passage section. The surface of the branches in fact constituted by flat or curved plates, stabilizes the relative axial flow between the liquid and the support and practically does not create turbulence at the operating speeds of the pump, which results in a non-negligible increase in the efficiency or vice versa, requires a much lower drive power, whether manual or mechanical, for the pump.

De manière particulièrement avantageuse, le piston est complété par un stabilisateur d'écoulement formé d'un moyeu recevant la tige et portant des voiles rayonnants partant du moyeu. Ce stabilisateur d'écoulement placé soit audessus du support, soit en dessous de celui-ci, dirige efficacement l'écoulement et participe aux excellents fonctionnement et rendement du piston et de la pompe. In a particularly advantageous manner, the piston is completed by a flow stabilizer formed by a hub receiving the rod and carrying radiating webs starting from the hub. This flow stabilizer, placed either above or below the support, effectively directs the flow and contributes to the excellent operation and efficiency of the piston and pump.

Bien que les branches et les voiles rayonnants puissent avoir une forme variable, allant d'une forme de profil droit ou courbe, à partir du moyeu, il est intéressant que les branches et les voiles rayonnants soient dirigés radialement par rapport au moyeu. Although the radiating branches and sails can have a variable shape, ranging from a straight or curved profile shape, from the hub, it is advantageous that the radiating branches and sails are directed radially with respect to the hub.

De façon avantageuse, pour éviter ou réduire le couple exercé par le piston sur la tige, il est intéressant que les voiles du stabilisateur d'écoulement soient des surfaces planes et, notamment, radiales à partir du moyeu. Advantageously, to avoid or reduce the torque exerted by the piston on the rod, it is advantageous for the sails of the flow stabilizer to be flat and, in particular, radial surfaces from the hub.

Le support et le stabilisateur du piston peuvent être réalisés en une seule pièce, par exemple en une matière moulée. Ces deux parties peuvent également être réalisées séparément, ce qui permet une très grande combinaison de formes, par exemple d'associer des stabilisateurs d'écoulement, de longueur variable, à une même forme de support. The support and the stabilizer of the piston can be made in one piece, for example in a molded material. These two parts can also be produced separately, which allows a very large combination of forms, for example to associate flow stabilizers, of variable length, with the same form of support.

D'une manière intéressante, les branches sont réparties de manière équiangulaire à 450 ou à 22,50 et les voiles sont répartis de manière équiangulaire à 90" par rapport à l'axe constitué par la tige. Interestingly, the branches are distributed equiangularly at 450 or 22.50 and the sails are distributed equiangularly at 90 "relative to the axis formed by the rod.

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue simplifiée d'une pompe d'exhaure selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en plan d'un premier piston selon l'invention, composé d'un support et d'un stabilisateur d'écoulement,
- la figure 3 est une vue de face de l'ensemble selon la figure 2,
- la figure 4 montre, en vue de dessus, une variante de support-stabilisateur de piston selon l'invention,
- la figure 5 est une vue de face de l'ensemble de la figure 4,
- la figure 6 est une vue en plan d'un stabilisateur d'écoulement,
- la figure 7 est une vue de face correspondant à la figure 6,
- la figure 8 est une vue en plan d'un autre mode de réalisation d'un support avec son stabilisateur,
- la figure 9 est une vue de côté, partiellement coupée, du seul support du piston représenté à la figure 8,
- la figure 10 est une vue en perspective correspondant à la figure 8.The present invention will be described below in more detail with the aid of various embodiments shown schematically in the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a simplified view of a dewatering pump according to the invention,
FIG. 2 is a plan view of a first piston according to the invention, composed of a support and a flow stabilizer,
FIG. 3 is a front view of the assembly according to FIG. 2,
FIG. 4 shows, in top view, a variant of piston stabilizer support according to the invention,
FIG. 5 is a front view of the assembly of FIG. 4,
FIG. 6 is a plan view of a flow stabilizer,
FIG. 7 is a front view corresponding to FIG. 6,
FIG. 8 is a plan view of another embodiment of a support with its stabilizer,
FIG. 9 is a side view, partially cut away, of the only support for the piston shown in FIG. 8,
FIG. 10 is a perspective view corresponding to FIG. 8.

Selon la figure 1, l'invention concerne une pompe d'exhaure. Cette pompe comprend un tube d'exhaure 1, placé dans un forage ou plus généralement introduit dans le sol pour relier le niveau de sortie 2 de la pompe 3 à la nappe de liquide à pomper. Le tube plonge dans la nappe de liquide (eau) et son extrémité inférieure est munie d'un clapet de fond permettant l'entrée du liquide dans le tube sous l'effet de l'aspiration créée dans le tube et se fermant pour le passage en sens inverse de manière à retenir l'eau dans le tube. According to Figure 1, the invention relates to a dewatering pump. This pump comprises a dewatering tube 1, placed in a borehole or more generally introduced into the ground to connect the output level 2 of the pump 3 to the sheet of liquid to be pumped. The tube plunges into the layer of liquid (water) and its lower end is provided with a bottom valve allowing the entry of the liquid in the tube under the effect of the suction created in the tube and closing for the passage in reverse order to retain water in the tube.

Le tube reçoit une tige 4 portant des pistons 5. The tube receives a rod 4 carrying pistons 5.

La tige 4 commande les pistons 5 pour effectuer un mouvement alternatif de descente C et de montée D, pour remonter une certaine quantité de liquide en la faisant passer successivement par-dessus les différents pistons portés par la tige 4.The rod 4 controls the pistons 5 to carry out an alternating movement of descent C and of rise D, to raise a certain quantity of liquid by passing it successively over the various pistons carried by the rod 4.

Chaque piston 5 est formé d'un support traversé par la tige 4. Le piston est solidaire en translation de la tige. Un clapet vient s'appliquer sur le dessus du support pour fermer le piston de manière étanche et retenir la colonne d'eau qui se trouve au-dessus. Par contre, lorsque la tige et les pistons 5 descendent dans la colonne d'eau, le clapet de chaque piston s'ouvre et laisse le piston descendre dans la colonne d'eau. Each piston 5 is formed of a support through which the rod 4 passes. The piston is integral in translation with the rod. A valve is applied to the top of the support to close the piston tightly and retain the water column which is located above. On the other hand, when the rod and the pistons 5 descend into the water column, the valve of each piston opens and lets the piston descend into the water column.

Selon l'invention, le piston (figures 2 et 3) se compose d'un support 10 portant un clapet 11. Le support 10 est formé d'un moyeu 101 recevant la tige non représentée placée suivant la direction de l'axe XX (figure 3). Des branches 102 partent du moyeu. Dans l'exemple représenté, ces branches rayonnantes 102 sont radiales et équidistantes à 450. Au-dessus du support 10, et en partie du clapet 11, le piston comprend un stabilisateur d'écoulement 12 formé d'un moyeu 121 et de voiles rayonnants 122. Ces voiles sont au nombre de quatre, équidistants de 90". According to the invention, the piston (FIGS. 2 and 3) consists of a support 10 carrying a valve 11. The support 10 is formed by a hub 101 receiving the rod, not shown, placed in the direction of the axis XX ( figure 3). Arms 102 extend from the hub. In the example shown, these radiating branches 102 are radial and equidistant to 450. Above the support 10, and in part of the valve 11, the piston comprises a flow stabilizer 12 formed by a hub 121 and radiating webs 122. These sails are four in number, equidistant from 90 ".

Les bords 1021 des branches 102 sont droits pour s'appuyer contre la surface intérieure du tube d'exhaure 1. The edges 1021 of the branches 102 are straight to bear against the interior surface of the dewatering tube 1.

Cet appui se fait avec un jeu suffisant pour que le glissement soit léger.This support is done with sufficient play so that the sliding is light.

Les voiles 122 sont constitués de préférence par des surfaces planes, rayonnant dans la direction radiale. The webs 122 preferably consist of flat surfaces, radiating in the radial direction.

Leur bord extérieur 1221 est également droit, pour s'appuyer le cas échéant contre la surface intérieure du tube d'exhaure 1. Comme les branches et les voiles ont une certaine épaisseur, les bords 1021, 1221 sont arrondis en section.Their outer edge 1221 is also straight, to bear if necessary against the inner surface of the dewatering tube 1. As the branches and the webs have a certain thickness, the edges 1021, 1221 are rounded in section.

Les figures 4 et 5 montrent une autre variante de piston selon l'invention. Ce piston se compose d'un support 10A analogue au support 10 mais ayant un nombre de branches 1021A plus important. Ces branches rayonnantes sont radiales, planes et réparties équiangulairement suivant un angle de 22,50. Le support 10A reçoit également un clapet llA représenté schématiquement par un trait. La fixation de ce clapet sur le support peut être quelconque, par exemple par sertissage ou par blocage au niveau du moyeu 101A. Figures 4 and 5 show another variant of piston according to the invention. This piston consists of a support 10A similar to support 10 but having a larger number of branches 1021A. These radiating branches are radial, flat and distributed equiangularly at an angle of 22.50. The support 10A also receives a valve 11A represented diagrammatically by a line. The fixing of this valve on the support can be arbitrary, for example by crimping or by blocking at the hub 101A.

Le support 10A est surmonté d'un stabilisateur d'écoulement 12A identique à celui du mode de réalisation des figures 2 et 3, c'est-à-dire comprenant quatre voiles 1221A rayonnant à partir d'un moyeu 121A. L'ensemble est enfilé sur la tige non représentée. The support 10A is surmounted by a flow stabilizer 12A identical to that of the embodiment of Figures 2 and 3, that is to say comprising four sails 1221A radiating from a hub 121A. The assembly is threaded onto the rod, not shown.

Les bords extérieurs 1021A, 1221A des branches 102A du support 10A et des voiles 122A du stabilisateur 12A sont également droits pour s'appuyer avec du jeu contre la surface intérieure du tube d'exhaure non représenté à cette figure. The outer edges 1021A, 1221A of the branches 102A of the support 10A and the webs 122A of the stabilizer 12A are also straight to bear with clearance against the inner surface of the dewatering tube not shown in this figure.

Aux figures 2 et 4, le cercle en pointillés représente le contour extérieur du clapet 11, llA. In Figures 2 and 4, the dotted circle represents the outer contour of the valve 11, 11A.

Les figures 6 et 7 montrent séparément un stabilisateur d'écoulement 12B comme celui représenté aux figures 2 à 5. Dans le cas des figures 6 et 7, le stabilisateur d'écoulement 12B est une pièce indépendante du support. Sa forme est identique aux précédentes. Le stabilisateur 12B se compose d'un moyeu 121B portant des voiles 122B rayonnant à partir du moyeu. Les bords extérieurs (verticaux) des voiles sont droits comme précédemment. Ces bords sont légèrement arrondis ou présentent un congé pour faciliter leur glissement contre la paroi intérieure du tube d'exhaure non représenté. Figures 6 and 7 separately show a flow stabilizer 12B like that shown in Figures 2 to 5. In the case of Figures 6 and 7, the flow stabilizer 12B is an independent part of the support. Its shape is identical to the previous ones. The stabilizer 12B consists of a hub 121B carrying webs 122B radiating from the hub. The outer (vertical) edges of the sails are straight as before. These edges are slightly rounded or have a fillet to facilitate their sliding against the interior wall of the dewatering tube not shown.

Les figures 8 à 10 montrent une autre variante de réalisation de piston composé d'un support 10C, combiné directement à un stabilisateur d'écoulement 12C (fig. 8, 10) ou réalisé séparément de celui-ci (fig. 9). Le support 10C porte quatre branches 102C de section triangulaire, avec la pointe tournée vers le bas de manière à présenter une surface supé- rieure 1021C servant de surface d'appui aux clapets llC constitués par quatre volets placés dans chaque cadran défini par les voiles 122C du stabilisateur d'écoulement. FIGS. 8 to 10 show another variant embodiment of the piston composed of a support 10C, combined directly with a flow stabilizer 12C (fig. 8, 10) or produced separately from this (fig. 9). The support 10C carries four branches 102C of triangular section, with the point facing downwards so as to present an upper surface 1021C serving as a bearing surface for the valves llC constituted by four flaps placed in each dial defined by the sails 122C of the flow stabilizer.

Les surfaces d'appui constituées par les branches 102C du support 10C apparaissent à la figure 8. Dans cette figure, on a représenté dans le cadran droit du bas, le clapet llC articulé par l'un de ses côtés, l'autre côté étant libre. Le mouvement de fermeture et d'ouverture du clapet llC est représenté schématiquement à la figure 9. The bearing surfaces formed by the branches 102C of the support 10C appear in Figure 8. In this figure, there is shown in the bottom right dial, the valve llC articulated by one of its sides, the other side being free. The closing and opening movement of the valve 11C is shown diagrammatically in FIG. 9.

Les autres parties du clapet ne sont pas représentées à la figure 7, seul est représenté le contour circulaire du clapet global. The other parts of the valve are not shown in FIG. 7, only the circular outline of the overall valve is shown.

La figure 10 montre, en vue en perspective, la forme du piston selon les figures 8 et 9. FIG. 10 shows, in perspective view, the shape of the piston according to FIGS. 8 and 9.

I1 convient de remarquer également ici que le piston peut se composer uniquement du support 10C et du clapet llC (en une ou plusieurs parties) ou de cet ensemble complété par le stabilisateur 12C. It should also be noted here that the piston can only consist of the support 10C and the valve 11C (in one or more parts) or of this assembly completed by the stabilizer 12C.

Les pistons selon l'invention peuvent être réalisés en différentes matières comme, par exemple, en aluminium ou des alliages d'aluminium, faciles à usiner ou mouler. Ces parties peuvent également être réalisées en matière plastique selon les différents procédés tels que moulage, extrusion pour certains éléments. The pistons according to the invention can be made of different materials such as, for example, aluminum or aluminum alloys, easy to machine or mold. These parts can also be made of plastic according to the various processes such as molding, extrusion for certain elements.

Claims

CLAIMS 10) Alternative pump for the dewatering of liquids from the ground, comprising - a dewatering tube (1) connecting the outlet level (2) of the pump (3) to the layer of liquid to be pumped by plunging into this layer and having a bottom valve at its lower end, allowing the liquid to enter the tube and holding the column of liquid therein, - a rod (4) carrying one or more pistons (5), performing a reciprocating movement (C , D) to raise the column of liquid, - control means (6, 7) connected to the rod (4) and controlling its movement inside the tube (1), - each piston (5) being formed of a support traversed by the rod (4), mounted integral in translation with the rod, and of a valve coming on the top of the support to close the piston (5) under the weight of the column of liquid or release the passage of the liquid when the piston (5) descends into the water column in the tube (1), characterized in that the piston comprises - a support (1 0) formed by a hub (101) receiving the rod (4) and radiating branches (102), with free end, by both of the hub (101), and with an outer edge (1021) straight to rest and rest guide against the inner surface of the dewatering tube (1), - a valve (11) coming on top of the support (10) to close it under the weight of the liquid column.

20) Pump according to claim 1, characterized in that the piston (5) comprises a flow stabilizer (12) formed by a hub (121) receiving the rod (4) and carrying webs (122) radiating from of the hub.

30) Pump according to claims 1 and 2, characterized in that the branches (102) and the radiating webs (122) are directed radially.

40) Pump according to claims 1 and 2, characterized in that the webs (122) of the flow stabilizer (12) are constituted by flat surfaces.

50) Pump according to claim 1, characterized in that the stabilizer (12) is integral with the support (10).

60) Pump according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the branches (102) are distributed equiangularly to 450 and the sails (122) equiangularly to 900 relative to the axis formed by the rod ( 4).

70) Pump according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the branches (102B) are distributed equiangularly to 22.50 and the sails (122B) to 900 relative to the axis formed by the rod (4 ).