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"MOTO-POMPE SUBMERSIBLE AUTOMATIQUE"
L'invention, système HEIDMANN, se rapporte à un groupe moto-pompe destiné à produire un jet d'eau à la surface d'un plan d'eau et susceptible de s'immerger entièrement par le fond lorsque l'utilisation en est terminée.
Elle est applicable - en particulier - pour réaliser, pendant la nuit, des fontaines lumineuses à la surface d'un fleuve qui, pendant le jour, doit être entièrement rendu à la navigation.
@ Sur les dessins ci-annexes auxquels on se réfère dans @ description qui va suivre : la fige i représente un groupe moto-pompe, agencé conformément à l'invention, en position d'utilisation; la fige 2 montre le même appareil entièrement immergé par le fond;
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la fig. 3 montre une variante.
Le groupe moto-pompe électrique i, fig. i et 2, est relié à la berge par des câbles d'amenée de courantnon représen- tés sur la figure.
Ce groupe est fixé, avec son tuyau d'aspiration 2 et son tuyau de refoulement 3, à un caisson 4 qui porte à la partie inférieure une tubulure 5 greffée sur l'aspiration et à la partie supérieure un tube 6 débouchant à l'extérieur.
C'est ce caisson 4 qui, plus ou moins rempli d'eau par le moyen indiquéplus loin, provoque l'émersion et l'immersion de l'ensemble.
A cet effet, son volume et son poids sont tels que l'ensemble flotte normalement lorsque l'eau, pénétrant dans le caisson par la tubulure 5, atteint un niveau A détermine et que, au contraire, l'ensemble ne peut plus flotter des que l'eau atteint, au niveau B, l'orifice inférieur du tube 6.
La variation du niveau de l'eau à l'intérieur du cais- son 4 est obtenue par le jeu de la pompe de la façon suivante :
L'orifice 7 de la tubulure 5 peut être fermé par un clapet 7', actionné par un flotteur 8. Ce clapet est fermé quand le niveau de l'eau s'abaisse en A; il est ouvert lorsque le niveau s'élève au-dessus.
En outre, l'extrémité du tuyau d'aspiration 2 porte une vanne 9 actionnée, elle aussi, par un flotteur 10, de telle façon que, lorsque l'ensemble flotte normalement, cette vanne soit ouverte et qu'ellesoit fermée lorsque l'ensemble est immerge. Cette vanne ne réalise qu'une fermeture incomplète.
Le fonctionnement de la moto-pompe submersible auto- matique agencée conformément à l'invention est le suivant : Flottaison.
Si on suppose l'ensemble flottant normalement, tel que représenté fig. i, et la pompe en action.
La vanne 9 est ouverte, le niveau de l'eau dans le caisson 4 est en A, le clapet 7' est fermé par le poids du
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flotteur 8 et le dit caisson est rempli d'air à la pression atmosphérique par l'intermédiaire du tube 6.
La section et la longueur du tuyau d'aspiration 2 ont été choisies de telle sorte que la perte de charge en 7 soit supérieure à la pression piézométrique en ce point. Autre- ment dit, le mouvement de Peau dans le tuyau d'aspiration 2 établit en 7 une pression inférieure à la pression atmosphérique.
Dans ces conditions, si le niveau de l'eau s'élève dans le caisson 4 au-dessus de A, le flotteur 8 soulève le clapet 7' et l'eau du caisson est aspirée par la pompe jusqu'au moment où le niveau s'abaissant en A, le flotteur referme le clapet. La flottaison est donc assurée.
Immersion.
L'immersion se produit automatiquement lorsqu'on arrête la pompe.
A ce moment, en effet, la pression piézométrique s'éta- blit soua le clapet 7' qui se soulève et le niveau de l'eau monte dans le caisson dont l'air s'échappe par le tube 6.
Lorsque le niveau arrive en B, l'air cesse de s'échap- per et l'ensemble commence à couler.
A partir de ce moment la vanne 9 se ferme (incomplète- ment), le niveau de l'eau dans le caisson 4 continue à monter et la poussée hydrostatique continue à décroître pendant que l'en- semble s'enfonce de plus en plus jusqu'à atteindre le fond.
Le niveau se fixe en 0 (fig. 2), tel que la pre.ssion de l'air comprimé dans le caisson égale la pression atmosphérique augmentée de la pression piézométrique en 0,
Si, par exemple 0 est à 10 m. sous le niveau de l'eau, l'air sera comprimé à 2 Kg. absolus environ.
Il convient de préciser que l'orifice 7 fermé par le clapet 7' et le tube 6, ont des sections suffisamment faibles pour que la rentrée de l'eau, lors de l'immersion, se fasse len- tement de façon à ne pas précipiter la chute de l'appareil sur le fond du fleuve. ,
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Emersion.
L'émersion se produit automatiquement dès qu'on met la pompe en route. A ce moment, en effet, par suite de la quasi fermeture de la vanne 9, l'aspiration produit en 7 une dépres- sion importante. Il suffit que cette dépression soit de l'ordre de la pression piézométrique en B pour que le niveau dans le caisson 4 s'abaisse jusqu'en B, malgré la faible rentrée d'eau qui se produit par le tube 6, pendant que l'air comprimé se détend.
Dès que le niveau s'abaisse au-dessous de B la poussée hydrostatique l'emporte sur le poids et l'ensemble commence à s'élever. Il s'élève dès lors de plus en plus tandis que l'air continue à se détendre et le niveau à baisser jusqu'à l'émersion,
A ce moment le contrepoids 10 ouvre la vanne 9, mais la dépression en 7 reste suffisante, ainsi qu'expliqué précédemment, pour terminer l'émersion jusou'à flottaison normale.
Accessoirement la moto-pompe agencée conformément à l'invention comporte un robinet 11 placé sur le tube 6 et norma- lement ouvert, qui permet, par sa fermeture, de maintenir l'en- semble en flottaison malgré l'arrêt de la pompe.
Lorsque le groupe moto-pompe est important, il peut y avoir intérêt à laisser le groupe proprement dit en permanence au fond de l'eau et à faire émerger uniquement l'ajutage et, éventuellement, l'appareil lumineux.
La fig. 3 montre, à titre d'exemple,un tel croupe avec l'ajutage en position d'émersion.
La pompe 1 et le tuyau d'aspiration 2, avec sa vanne 9, reposent au fond de l'eau.
Le caisson 4 porte l'ajutage a relié à la pompe 1 par la conduite de refoulement 3 articulée en 3' et 3".
La tubulure d'aspiration 5, qui relie le caisson 4 au tuyau d'aspiration 2, est constituée par une conduite souple.
D'une part, le clapet, actionné par flotteur, qui dans l'appareil décrit en regard des fig. 1 et 2 obturait l'ori-
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fice de la tubulure d'aspiration, peut être supprimé,
D'autre part, c'est le caisson 4 lui-même qui joue le rôle de flotteur pour la commande de la vanne 9 qui, dans la position de flottaison, est maintenue ouverte par un système articulé constitué par la conduite de refoulement 3 et deux -biellettes 9' - 9".
La présente variante permet donc de simplifier l'appareil, qui fonctionne comme la moto-pompe automatique dé- crite précédemment.
Il convient de remarquer qu'au cours de ltimrnersion, lorsque le caisson 4 commence à couler, la conduite de refoule- ment 3 pivote, notamment, autour de son articulation 3' dans le sens de la flèche f, ce qui détermine la fermeture de la vanne 9 par l'intermédiaire des biellettes 9' et 9",
Il est loisible, sans sortir du cadre de l'invention, de prévoir d'autres variantes se comportant pratiquement de la même façon que les exemples de réalisation décrits ci-dessus en regard des fig, 1, 2 et 3.
Par exemple, on peut supprimer le clapet 7' et son flotteur de canmande 8, fig, i et 2, sans compromettre le fonc- tionnement; de même la tubulure d'aspiration 5, fig. 3, peut être articulée, la conduite de refoulement être souple et la commande de la vanne 9 par le caisson 4 être réalisée de toute autre manière appropriée. On pourrait aussi supprimer la vanne 9, fig, 1 à 3 et éventuellement son flotteur de commande 10, moyen- nant un étranglement convenable du tuyau d'aspiration 2, mais dans ce cas le rendement de la pompe serait réduit en raison de la perte de charge supplémentaire ainsi créée à l'aspiration.
Les avantages de la moto-pompe submersible automatique objet de l'invention sont les suivants :
1 ) elle ne nécessite aucune liaison avec la berge en dehors des câbles normaux pour l'alimentation du groupe moto- pompe et éventuellement de la chaîné d'ancrage;
2 ) elle ne comporte que des organes simples, ne nécessitant pas une exécution très soignée.
En particulier le manque d'étan-
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chiite des clapets ne compromet pas le fonctionnement;
3 ) l'étanchéité absolue du caisson n'est elle-même pas nécessaire, même dans sa. partie supérieure, parce que d'une part la différence de pression entre l'air du caisson et l'eau qui l'entoure est toujours faible et que, d'autre part, les fuites d'air qui peuvent se produire en immersion sont automatiquement compensées lors de l'émersion suivante ;
4 ) pour la même raison, le caisson peut être construit d'une façon légère.