Pompe hydraulique. La présente invention a pour objet une pompe hydraulique, caractérisée par une con duite -d'admission plongeant par une extré mité dans le liquide à pomper et comportant une soupape .d'admission, et par un dispositif provoquant dans la colonne de- liquide eon- tenue .dans cette -conduite une succession d'ondes, -de pression, 1.e tout de façon que la pression régnant :
dans cette conduite à Fen- droit de ladite soupape diminue périodique ment d'une quantité suffisante pour qu'une certaine quantité -de liquide soit alors admise dans la conduite par la soupape.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de la pompe hydraulique faisant l'objet de l'in vention.
La fi-. 1 est une vue schématique en coupe d'une première forme d'exécution; la fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 d'une autre forme d'exécution; la fig. 3 est une vue semblable d'une troi sième forme d'exécution, et la fig. 4 est également une vue schéma tique d'une quatrième forme d'exécution.
Les mêmes chiffres de référence indï- quent des parties semblables dans toutes les figures du .dessin.
Dans 1a fig. 1, une conduite 10 est immer- gé.e à son extrémité inférieure 11 dans une source .de liquide 12; -et présente à cette extré mité une soupape d'admission 13,.. Entre les extrémités 11 -et 14 de la conduite est monté un cylindre 17 à l'intérieur duquel se dé place un piston 18,<B>ce</B> cylindre communi quant librement en 15 avec la conduite 10 par l'intermédiaire .d'une connexion 16.
La conduite 10 est ouverte à son -extrémité 14 et ne présente aucun organe obturateur autre que la soupape d'admission 13.
Le piston 18 est entraîné pair une mani velle et une bielle, mais i1 pourrait l'être par n'importe quel; autre mécanisme. Aucune sou pape n'est nécessaire -dans le cylindre 17 ou dans la connexion 16, la seule fonction de ce cylindre et du piston étant d'exercer une pression intermittente sur le liquide se trou vant dans les conduites d'admission et de refoulement.
La connexion 16 au cyliindre de la pompe peut être placée à une hauteur quelconque sur la conduite d'admission 10 et dans le cas d'une pompe pour brande profondeur, elle peut être placée au-dessus de la hauteur d'une colonne barométrique du liquide à pomper.
Le fonctionnement de cette pompe est lis suivant: La pompe est amorcée en introduisant du liquide dans la conduite 10, la c.onnevion 1.6 et le cylindre 17 étant également remp:is de liquide lorsque le piston 18 est à l'extrémité externe de sa course. La soupape 1.3 d'admis sion est maintenue fermée par la pression de cette colonne de liquide. Lorsque le piton est déplacé vers l'intérieur, il exerce une pression sur le liquide.
Le liquide se trouvant à Vin- térieur de la partie de la conduite située entre l'extrémité 11 et la. connexion 16 sera soumis à une pression plus importante que celui se trouvant dans le reste de la conduite, car la soupape 13, reste fermée et empêche par con séquent le liquide de s'échapper, alors que le liquide peut s'échapper par l'extrémité ou verte 14 de la conduite 10.
La. pression à la quelle est soumis le liquide dans la partie inférieure de la conduite a. pour effet de comprimer ce liquide selon ses ca-ractéris- tique,s physiques respectives et de dilater cette conduite.
Simultanément, l'appli.eation de la. pres sion par le piston 18 au liquide se trouvant dans la partie supérieure de la conduite. oblige ce liquide à. s'accélérer dans cette par tie de 1a conduite et les dimensions de cette partie sont de préférence. choisies de telle çarte que lie liquide prend une grande vitesse. On emploie, par exemple. un tuyau de petit diamètre par rapport au diamètre du cylindre de la pompe.
La pression qui peut être créée dans la pompe par le piston 18, dépend de la masse de liquide se trouvant dans 1a partie supé rieure de la conduite et de 1i'accélération qui est. eommuniquee à ce liquide. Il est désirable que cette pression soit élevée et ceci est obtenu soit en donnant.
à la partie supérieure de la conduite une longueur telle qu'elle puisse contenir une grande quantité de li- quide-soit en donnant une très brande vitesse à ce liquide, ou encore par ces deux moyens à 'a. fois.
Le piton étant entraîné par une mani- ve lle et une bielle, il a un mouvement ap proximativement harmonique et la vitesse maximum du liquide dans la partie supé rieure de la conduite se produit lorsque le piston est aux environs du milieu de sa eourse vers l'intérieur, c'est-à-dire vers la droite sur la fig. 1.
Le liquide dans la partie supérieure de la conduite avant atteint sa vitesse maximum, a tendance à poursuivre son mouvement. grâer â son inertie.
Ainsi, comme pendant la :seconde moitié de la course du piston vers l'intérieur, la vitesse de ce piston to-nlx, à un certain moment. au- dessous de la vitesse du liquide dans la par tie supérieure, de la. conduite (en tenant compte de la différence de section bien en tendu), la colonne de liquide se trouvant dans cette partie de la conduite se rompt ou du moins a tendance à.
se séparer du liquide se trouvant dans le eylindre et dans la partie inférieure de la conduite et cesse pratique ment de faire pression sur ce liquide. Comme la pression dans la. partie. inférieure de 1a conduite est supprimée. l'énergie qui a été emmaga1sinée dans cette partie de la conduite est libérée et le liquide est par conséquent mis en mouvement vers le haut.
Le déplace ment du liquide dans la partie inférieure de la conduite a. pour effet < le supprimer la pres sion sur la -soupape d'admission, qui s'ouvre alors sous la poussée hydrostatique du liquide extérieur, de telle sorte que du liquide frais, soumis à 1a. pression atmosphérique, pénètre clans 12 conduite. On voit par conséquent que, lorsque 1@e piston est prêt à effectuer sa. pro eliaine course vers l'intérieur, du liquide a, été refoulé par l'extrémité 14 de la conduite, du liquide a passé de 7a.
partie inférieure de la condu i.te à la, partie supérieure de cette conduite et dans le cylindre de la pompe et du liquide frais a pénétré dans la conduite par la soupape d'admission 13. Lors de la course suivante, le cycle des opérations- est répété et ceci se poursuit aussi longtemps que le piston. :est maintenu en mouvement, de telle sorte que du liquide est élevé de la source 12 à l'extrémité 14 de la conduite.
Le piston produit donc une succession d'ondes de pression dans la colonne -de liquide contenue dans la :conduite, de façon que la pression régnant dans cette conduite à. l'en droit de ladite soupape, -diminue périodique ment d'une quantité suffisante pour qu'une certaine quantité d @e Liquide soit alors admise dans lia conduite par cette soupape.
Il est bien entendu que par "onde de pres- si-on" on entend ici non seulement le cas où l'on communique au liquide -de brusques im- pulsi.ons de pression (.c'est-à-dire des chocs), mais aussi le cas où les impulsions succes- sives sont :données relativement lentement. L'expérience a en effet montré qu'une pompe du genre décrit fonctionne même si l'on fait tourner la manivelle de la pompe lentement à 1a main.
La pompe décrite présente l'avantage, par exemple, de permettre lie pompage d'un liquide contenant un gaz en solution. Un tel pompage n'est pas commode à réaliser avec une pompe aspirante de type ordinaire, vu que aie gaz tend à quitter son ;
solvant. Avec la forme d'exécution .décrite, 1a présence,de gaz en solution rend le liquide plus compres- sible, d e telle sorte qu'une plus grande quan tité d'énergie peut être -emmagasinée ,dans ce liquide. D'autre part, le fait que le liquide est soumis à une pression, empêche le gaz (le quitter son solvant.
On pourrait faire communiquer une cloche à air 19 avec la conduite 10, près de l'extrémité inférieure -de cette conduite, à l'aid-e d'un tuyau 20, de telle ,sorte que l'air dans la cloche 19, soit comprimé pendant la course ver, l'intérieur du piston 18:
,et se di late lorsque la pression est supprimée, ceci ayant. pour effet de faciliter le déplacement du liquide contenu dans la partie inférieure de 1a conduite. La cloche à air elle-même peut être placée dans n'importe quelle posi tion, toutefois :le diamètre -du tuyau 20 doit être choisi de manière à empêcher l'air -de la cloche 19-de s'échapper dans, le liquide de la conduite.
Au ,lieu d'employer une :cloche à air, on pourrait utiliseir un piston commandé par un ,ressort se trouvant dans un cylindre, le ressort étant dimensionné selon la pression qui doit être développée. Un tel dispositif à ressort pourrait être jÎlacé au-dessus -du ni veau du liquide, de manière à permettre d'y accéder facilement.
Dans le cas où l'on .désire élever -du li quide à une hauteur relativement faible, la partie inférieure de la conduite pourrait être faite en une matière -élastique appropriée comme, par exemple, du caoutchouc fort. On peut également utiliser une conduite métal lique revêtue intérieurement avec du caout chouc ou avec une autre matière élastique.
Une telle disposition :est employée -de préfé rence pour le pompage de liquides corrosifs.
On pourrait, par exemple, donner à une pompe analogue à celle de la fig. 2, les di- mensions suivantes: Le piston a un diamètre d'environ 5 cm et une course d'environ 10 cm; i1 est actionné par un moteur d'un CV. La partie inférieure de la conduite est en acier doux de 2,5 cm de diamètre et a approximativement 20,70 m de longueur.
Le niveau de l'eau :est à environ 1.4,40 m au-dessous diu fond -du :cylindre -de la pompe, lequel est vertical, @et 1.a soupape d'admission -est à environ 6,10 m au-dessous du niveau de Veau. Le reste de<B>l</B>a condhxite a environ 30 m de long, lies premiers 9 m ayant un diamètre d'environ 3,8 cm et le reste un ,diamètre d'environ 7,6 cm.
L'extré mité :de sortie de 1a conduite ,est à 15 m au- dessus de l'endroit :où le cylindre commu nique avec 1a conduite. Lorsque cette pompe travaille à une vitesse de 340 courses à la mi nute, elle débite 109ü0 Litres à l'heure envi ron,
mais cette pompe peut fonctionner à des vitesses plus failles en consommant moins d'énergie. La fig. 2 montre une forme d'exécution différente de celle représentée à la. fig. 1, et dans laquelle la partie 2,1 de la conduite allant de la soupape d'admission 13, au cy lindre 17 est verticale, le reste 22 de la con duite étant horizontal.
Le cylindre 17 est ver tical et la connexion 16 -est une continuation de la. partie inférieure 221 de la conduite..
N'importe quelle disposition des. conduites d'admission et de refoulement peut être em- ploy=ée, et le cylindre peut être placé à n'im porte quel endiroit. La connexion entre le cy lindre et la. conduite est .remplie de liquide de même que lie cylindre, mais, dans certains ca,s, on peut prévoir un coussin d'air entre le piston et le liquide.
Dans les formes d'exécution décrites, une seule soupape est prévue, la soupape d'admis- si-un 13, si bien que la vitesse de refoulement du liquide par cette pompe ne dépend que de la vitesse de fonctionnement du piston 18. Il en est autrement dans la, forme d'exécution représentée à la fie. 3- et dans laquelle un robinet de fermeture 23 est disposé à l'extré mité 14 de la conduite 10.
Pour empêcher que la. pression ne croisse dans 1a. conduite 10 et le cylindre 17, lorsque le .robinet 23 est fermé, un cylindre 24 ayant une capacité égale à ce'l'le du cyl@inil#re 17 est disposé de façon à communiquer directement avec la, conduite 10 et un piston 25 se trouvant dans le cylindre 17 .est chargé au moyen d'un ressort 26, maintenant normalement le piston 25 à, l'extrémité interne de sa course. Le ressort 26 -est suffisamment fort pour que lors du fonctionnement normal, de la pompe, il ne soit pas déplacé.
Par contre, lorsque le robinet 23 est fermé, la pression qui est créée par le piston 18, -déplace le piston 25, de telle sorte que le liquide est simplement déplacé (lu cylindre 17 -au cylindre 2'4, ce qui a, pour effet de maintenir la pression dans la, conduite 10, de telle sorte que du liquide frais ne peut pals pénétrer dans la. pompe et aue, par conséquent, la, pression du liquide dans la pompe ne peut pas augmenter.
Si le robinet 23 est partiellement ouvert, il en résulte un refoulement restreint, mais la pression sur la soupape d'admission 13 n'est pas relâchée dans la. même mesure et, par con séquent, le liquide frais n'entre par la soupape 13, que dans une proportion réduite.
La fig. 4 représente une forme d'exécu tion destinée à déplacer un liquide entre deux points désignés ici par des réservoirs 27 et 28,. Une conduite 29 reliant lesdits réservoirs communique avec un cylindre 30, dans le quel se déplace un piston destiné à créer une pression intermittente dans la colonne de liquide se trouvant dans cette conduite 29.
Chaque extrémité de la. conduite est munie d'une soupape d'admission 31 et d'un robinet d'arrêt 32 qui peut être ouvert ou fermé à volonté, chaque robinet débouchant dans la conduite entre la soupape d'admission 31 et le cylindre 30. Pour amener du liquide du réservoir 27 dans le réservoir 28, il. suffit de fermer le robinet 32 du réservoir 27 et d'ou vrir l'autre robinet. 32.
De cette manière, l'énergie emmagasinée par le liquide contenu dans la partie de la. conduite plongeant dans le réservoir 27 et par les parois de cette par tie de la. conduite une fois libérée, déplace le liquide vers la partie de la conduite plon geant dans le .réservoir 28 où il.
peut s'échapper par 1e robinet 32 ouvert, la sou pape 31 étant- bloquée sur son siège par la pression du liquide se trouvant au-dessus d'él@le. Lors du déplacement du liquide du réservoir 27 au réservoir 28, la soupape 31 du côté, du réservoir 27 laisse passer du liquide frais. On procédera de façon analogue dans le cas d'un déplacement du réservoir 28 au ré servoir 27.
Pour mettre en marche la pompe déarite, il est nécessaire de l'amorcer comme il a été indiqué ci-dessus, mais si 1.'on ne désire pas faire cet amorçage, la pompe peut être mo difiée de manière à s'amorcer d'elle-même à condition toutefois que le cylindire commu nique avec la conduite à un endroit dont le niveau -est inférieur à la hauteur de la co- lonne barométrique du liquide à pomper.
On monte dans ce cas une soupape de retenue sur la conduite en aval de l'endroit où le cy lindre communique avec la conduite. Cette disposition est représentée schématiquement à la fig. 1, dans laquelle une soupape de rete nue 33, est indiquée sur la partie supérieure de la conduite, immédiatement au-dessus de la connexion 16 avec le cylindre 17.
Cette connexion 16 est faite sur la conduite 10 à une hauteur telle que le mouvement vers l'ex- térieur du piston 18 aspirera du liquide comme dans le cas d'une pompe aspirante ordinaire; lors de la course vers l'intérieur, l'air ,ou le liquide se trouvant dans. la pompe est refoulé par la soupape 33 dans la con duite de refoulement et lors de la course sui vente vers l'extérieur, une quantité plus grande :de 1,iqui-de est aspirée jusqu'à ce que toute la pompe soit amorcée.
L'amorçage une fois réalisé, la pompe fonctionne de la ma nière décrite ci-dessus et la soupape 33 est maintenue continuellement ouverte.