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EP0895020B1 - Dispositif d'introduction d'air pour un réservoir hydropneumatique - Google Patents

Dispositif d'introduction d'air pour un réservoir hydropneumatique Download PDF

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Publication number
EP0895020B1
EP0895020B1 EP19980401961 EP98401961A EP0895020B1 EP 0895020 B1 EP0895020 B1 EP 0895020B1 EP 19980401961 EP19980401961 EP 19980401961 EP 98401961 A EP98401961 A EP 98401961A EP 0895020 B1 EP0895020 B1 EP 0895020B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
pump
pressure
pipe
hydropneumatic reservoir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19980401961
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0895020A1 (fr
Inventor
Emile Roche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0895020A1 publication Critical patent/EP0895020A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0895020B1 publication Critical patent/EP0895020B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/20—Arrangements or systems of devices for influencing or altering dynamic characteristics of the systems, e.g. for damping pulsations caused by opening or closing of valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2931—Diverse fluid containing pressure systems
    • Y10T137/3115—Gas pressure storage over or displacement of liquid
    • Y10T137/3118—Surge suppression
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2931—Diverse fluid containing pressure systems
    • Y10T137/3115—Gas pressure storage over or displacement of liquid
    • Y10T137/3127—With gas maintenance or application
    • Y10T137/313—Gas carried by or evolved from liquid
    • Y10T137/3133—Gas injectors

Definitions

  • the present invention relates to a device for introducing air into a hydropneumatic reservoir equipping a hydraulic pipeline which may be, in particular, a drinking water or irrigation distribution network, or a sewage disposal network or of chemical liquids.
  • a hyropneumatic tank can operate as a regulating tank (or hydrophore) to regulate the pumping pressure and ensure continuity of service in the pipeline, in a pressure range between a high level and a low level.
  • a regulating tank or hydrophore
  • the pump or one of the pumps feeding the pipeline is stopped.
  • the regulating tank then makes a supply of water in the pipe.
  • the pump is restarted to ensure sufficient pressure and flow in the pipeline.
  • a hydropneumatic reservoir can also be used as a surge tank for a hydraulic pipeline to compensate for the effects of depression and overpressure caused by, for example, stopping a pump or closing a valve.
  • the operation of such a tank is known in particular by the French Patent No. 2,416,417 (ROCK).
  • EP 0 617 227 also describes an air regulation system for a hydropneumatic reservoir.
  • hydro-pneumatic tank requires the maintenance of a quantity of air as constant as possible inside it.
  • the hydropneumatic reservoir indeed contains, in operation, water or any liquid flowing in the pipe, and air enclosed in the tank just above the surface of water or liquid. A dissolution of the air in the liquid can occur and thus create a variation in the amount of air trapped in the tank. It is therefore necessary to introduce air into the tank in case of insufficiency.
  • bladders which have drawbacks of cost or even of fragility, especially for large installations and high pressures, loss of pressure at the drain due to the establishment of a grid designed to prevent bladder extrusion, and need to control the air inflation of the apparatus.
  • air compressors are not recommended for drinking water systems because of the risk of oil in the injected air, and are relatively expensive.
  • the invention aims to overcome the disadvantages of the above systems by providing a simple air introduction device, inexpensive, low energy consumption and does not change the hydraulic operation of the installation.
  • the air introduction device is intended for a hydraulic system comprising a hydropneumatic reservoir mounted on a pipe.
  • the air introduction device is mounted to introduce air into a water zone of the system where the pressure is close to atmospheric pressure, that is to say lower or slightly higher.
  • the device is active only when a lack of air is found in the hydro-pneumatic reservoir. Thus, the energy required by the introduction of air is low, or almost zero in some cases.
  • the device comprises, in general, an air supply tube equipped with means for controlling the introduction of air.
  • the air introduction device is mounted on the pipe between a water intake and a pump.
  • the pipe is provided with a depressive means upstream of the hydro-pneumatic reservoir, the air supply tube being connected to said depressor means.
  • the air introduction device comprises a bypass tube connected to a water portion of the hydropneumatic reservoir, an auxiliary pump mounted on the bypass tube, and a depressor means mounted in downstream of the auxiliary pump, the air supply tube being connected to said depressor means.
  • the depressive means comprises a venturi tube.
  • the venturi tube makes it possible to obtain a liquid pressure that is locally lower than the atmospheric pressure.
  • Other means of depression can be envisaged: diaphragm, etc.
  • the air introduction device comprises an electric valve and a control valve or an air flow rate limiter disposed on the air supply tube.
  • the air introduction device is mounted upstream of a pump, the air supply tube opening into the low pressure zone of the pump.
  • the zone of low pressure designates the place of the pump where, during its operation, air can be injected and where the pressure of the liquid nets is minimal or close to the minimum.
  • the air supply tube may open into the inlet strainer of the pump.
  • the air introduction device comprises a small air booster mounted on the air supply tube, when the pressure P S is greater than the atmospheric pressure.
  • P S is the absolute pressure in the air introduction zone, pump strainer, low pressure zone of the pump, suction line upstream of the pump, etc.
  • the pressure P S is below atmospheric pressure and the booster is unnecessary.
  • the invention also relates to a pump equipped with an air introduction device and a hydropneumatic reservoir equipped with an air introduction device.
  • the hydraulic system comprises a pipe 1 provided with a pump 2 and a hydropneumatic reservoir 3 disposed downstream of the pump 2 on the pipe 1 and serving as a regulating tank or anti-tank ram.
  • the upstream end 1a of the pipe 1 is equipped with a strainer 4 and a foot valve, not shown, for taking water or any liquid in a tank 5.
  • the hydropneumatic reservoir 3 allows to adjust the flow of liquid in the pipe 1 to the needs of users.
  • the pump 2 is stopped and the hydropneumatic reservoir 3 is gradually emptied by supplying liquid in the pipe 1.
  • the pump 2 is restarted to ensure, on the one hand, the flow in the pipe 1 and, on the other hand, the filling of the hydropneumatic reservoir 3.
  • Another use of the hydropneumatic reservoir is the use as an anti-ram reservoir as already indicated.
  • the proper operation of the hydro-pneumatic reservoir 3 requires a relatively constant amount of air to be present inside. However, the air present in the hydro-pneumatic reservoir 3 tends to dissolve in the liquid.
  • an air introducing device 7 comprising a tube 8, one end of which opens into the open air and the other end of which opens into the pipe 1.
  • the electric valve 9 is connected to a air loss detector 11 disposed on the hydropneumatic reservoir 3.
  • the air loss detector may be, for example, a level sensor but other systems are possible.
  • the electric valve 9 Only when a lack of air is to be filled in the hydropneumatic reservoir 3 and the pump 2 is in operation, the electric valve 9 is open, which causes the introduction of air through the tube 8 into the pipe 1 in upstream of the pump 2. Indeed, the pressure P S prevailing in the portion of pipe 1 limited by the pump 2 and the strainer 4, is lower than the atmospheric pressure due to the suction of the pump 2 and the fact that it is disposed above the level of the body of water. The air thus introduced then passes into the pump 2 and then into the hydropneumatic reservoir 3.
  • an air trap 12 can be provided. disposed at the base of the hydropneumatic reservoir 3.
  • the air trap 12 may consist of a downwardly sloped pipe portion in the downstream direction.
  • the tank 5 is disposed at an altitude higher than that of the pump 2.
  • the air introduction device 7 is then placed in the immediate vicinity of the pump 2, the air supply pipe 8 opening into the zone low pressure of the pump 2 to take advantage of the fact that the pressure P S y is lower than the atmospheric pressure.
  • the pump 2 is of the submerged type.
  • the air introduction device 7 is again provided with the tube 8 opening into the low pressure zone of the pump 2 to take advantage of the fact that the pressure P S y is lower than the atmospheric pressure.
  • the air introduction device operates in the same way for a pump or for a plurality of pumps arranged in parallel. Only one device can be provided for several pumps, the tube 8 then comprising ramifications towards each pump after the electric valve 9 and the control valve 10 ( Figures 1, 2, 3 ), or each equipped with an electric valve to prevent pressurized air from reaching the strainers of the pumps at standstill ( figures 4 and 5 and possibly 6).
  • the air supply tube 8 of the air introduction device 7 opens into the strainer 4 of the pump 2.
  • the pressure P S prevailing in the strainer 4 is slightly greater than the atmospheric pressure.
  • the air introduction device 7 is therefore provided with an air booster 13 arranged upstream of the control valve 10 and capable of providing a slight overpressure with respect to the pressure P S prevailing in the strainer 4 minus the pressure atmospheric pressure and the pressure drops in the device. For example, an overpressure of the order of a few tenths of bars may be necessary.
  • the figure 5 shows a variant close to the figure 4 , in which the pump 2 is replaced by a pump unit immersed provided with a pump 14 and a drive motor 15.
  • the electric valve is not necessary because the introduction of air is controlled by the operation and stop of the booster 13.
  • the booster 13 works only when it is necessary to compensate for an air deficit in the air. hydro-pneumatic tank and when the pump is running. It is possible to equip the air supply tube 8 with a valve 16.
  • the figure 6 shows a hydraulic system identical to that of the figure 2 but in which the air introduction device is similar to that of the figure 4 because P S is greater than the atmospheric pressure.
  • the air introduction device is provided with a booster 13 and its tube 8 opens immediately at the inlet of the pump 2 or, which is better, in the low pressure zone of the pump 2, which reduces the value of P S.
  • the booster 13 may be equipped with a buffer bottle, not shown, in case its flow rate is too great.
  • the valve 16 or an electric valve 9 is here essential to prevent a return of liquid to the booster 6, when the pump 2 is stopped and the booster.
  • the air introduction device 7 is provided with a submerged booster 13, the control valve 10 being disposed in the open air, upstream of the booster 13 on the air supply tube 8.
  • the tube 8 is connected to a strainer or to the low pressure zone of a submerged pump, not shown.
  • the hydropneumatic reservoir 3 is disposed in an extended position and is connected to an upstream pipe portion 1b and to a downstream pipe portion 1c.
  • the two pipe portions 1b and 1c open directly into the hydro-pneumatic reservoir 3 without being interconnected, it is ensured that air arriving through the upstream pipe portion 1b remains in the hydropneumatic reservoir 3 and is not sent in the downstream pipe portion 1c.
  • An equivalent system can equip a hydro-pneumatic reservoir in a vertical position, the pipe portions 1b and 1c then arriving in the convex bottom of this tank.
  • a venturi tube 17 which is in the form of a necking, is disposed on the pipe 1.
  • the venturi tube 17 comprises a convergent 17a, a cylindrical portion 17b and a divergent 17c.
  • the operating pressure P S in the cylindrical portion 17b is much lower than the pressure prevailing in the remainder of the pipe 1.
  • the venturi tube 17 is dimensioned so that the pressure P S is less than atmospheric pressure.
  • the air introduction device 7 comprises an air supply tube 8 in communication with the cylindrical portion 17b, an electric valve 9 and a control valve 10. It is thus possible to introduce air into a pipe . under high pressure when the electric valve 9 is open.
  • the invention there is a device for introducing air into a hydropneumatic reservoir adapted to hydraulic systems of various types, anti-ram balloons, regulating tanks, low cost and low energy consumption. .

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif d'introduction d'air dans un réservoir hydropneumatique équipant une canalisation hydraulique qui peut être, notamment, un réseau de distribution d'eau potable ou d'irrigation, ou un réseau d'évacuation d'eaux usées ou de liquides chimiques.
  • Un réservoir hyropneumatique peut fonctionner en réservoir de régulation (ou hydrophore) pour réguler la pression de pompage et assurer la continuité du service dans la canalisation, dans une plage de pression entre un niveau haut et un niveau bas. Au dépassement du niveau haut de pression, la pompe (ou une des pompes) d'alimentation de la canalisation est arrêtée. Le réservoir de régulation fait alors un apport d'eau dans la canalisation. Lorsque le niveau bas est atteint, la pompe est redémarrée pour assurer une pression et un débit suffisants dans la canalisation.
  • Un réservoir hydropneumatique peut également être utilisé comme réservoir anti-bélier d'une canalisation hydraulique afin de compenser les effets de dépression et de surpression provoqués, par exemple, par l'arrêt d'une pompe ou la fermeture d'une vanne. Le fonctionnement d'un tel réservoir est connu notamment par le brevet français n° 2 416 417 (ROCHE).
  • EP 0 617 227 décrit par ailleurs un système de régulation d'air pour un réservoir hydropneumatique.
  • Le bon fonctionnement d'un réservoir hydro-pneumatique nécessite le maintien d'une quantité d'air la plus constante possible à l'intérieur de celui-ci. Le réservoir hydropneumatique contient en effet, en fonctionnement, de l'eau ou un liquide quelconque en écoulement dans la canalisation, et de l'air enfermé dans le réservoir juste au-dessus de la surface d'eau ou de liquide. Une dissolution de l'air dans le liquide peut se produire et créer ainsi une variation de la quantité d'air enfermée dans le réservoir. Il est donc nécessaire d'introduire de l'air dans le réservoir en cas d'insuffisance.
  • Pour éviter le contact entre l'air et le liquide et éviter ainsi une dissolution d'air, on utilise parfois des vessies qui présentent des inconvénients de coût, voire de fragilité, notamment pour les installations de grande taille et les fortes pressions, de perte de charge à la vidange en raison de la mise en place d'une grille destinée à prévenir l'extrusion de la vessie, et de nécessité du contrôle du gonflage d'air de l'appareil. On peut également citer l'utilisation de compresseurs d'air. Toutefois, ceux-ci ne sont pas préconisés pour les réseaux d'eau potable en raison du risque de présence d'huile dans l'air injecté, et sont relativement onéreux.
  • L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients des systèmes précités en proposant un dispositif d'introduction d'air simple, peu coûteux, à faible consommation d'énergie et ne modifiant pas le fonctionnement hydraulique de l'installation.
  • Le dispositif d'introduction d'air, selon l'invention, est destiné à un système hydraulique comprenant un réservoir hydropneumatique monté sur une canalisation. Le dispositif d'introduction d'air est monté de façon à introduire de l'air dans une zone en eau du système où la pression est voisine de la pression atmosphérique, c'est-à-dire inférieure ou légèrement supérieure. Le dispositif est actif uniquement lorsqu'un manque d'air est constaté dans le réservoir hydro-pneumatique. Ainsi, l'énergie nécessitée par l'introduction d'air est faible, voire presque nulle dans certains cas.
  • Le dispositif comprend, en général, un tube d'amenée d'air équipé de moyens de contrôle de l'introduction d'air.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'introduction d'air est monté sur la canalisation entre une prise d'eau et une pompe.
  • Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la canalisation est pourvue d'un moyen déprimogène en amont du réservoir hydro-pneumatique, le tube d'amenée d'air étant relié audit moyen déprimogène.
  • Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'introduction d'air comprend un tube de dérivation relié à une partie en eau du réservoir hydropneumatique, une pompe auxiliaire montée sur le tube de dérivation, et un moyen déprimogène monté en aval de la pompe auxiliaire, le tube d'amenée d'air étant relié audit moyen déprimogène.
  • Avantageusement, le moyen déprimogène comprend un tube de venturi. Le tube de venturi permet d'obtenir une pression de liquide localement inférieure à la pression atmosphérique. D'autres moyens déprimogènes sont envisageables : diaphragme, etc.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'introduction d'air comprend une vanne électrique et un robinet de réglage ou un limiteur de débit d'introduction d'air disposés sur le tube d'amenée d'air.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'introduction d'air est monté en amont d'une pompe, le tube d'amenée d'air débouchant dans la zone de faible pression de la pompe. La zone de faible pression désigne l'endroit de la pompe où, lors de son fonctionnement, de l'air peut être injecté et où la pression des filets liquides est minimale ou proche du minimum.
  • En variante, le tube d'amenée d'air peut déboucher dans la crépine d'entrée de la pompe.
  • Le dispositif d'introduction d'air comprend un petit surpresseur d'air monté sur le tube d'amenée d'air, lorsque la pression PS est supérieure à la pression atmosphérique. PS est la pression absolue dans la zone d'introduction d'air , crépine de pompe, zone de faible pression de la pompe, canalisation d'aspiration à l'amont de la pompe, etc.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la pression PS est inférieure à la pression atmosphérique et le surpresseur est inutile.
  • L'invention a également pour objet une pompe équipée d'un dispositif d'introduction d'air et un réservoir hydropneumatique équipé d'un dispositif d'introduction d'air.
  • Grâce à l'invention, on peut introduire de l'air dans un réservoir hydropneumatique avec une faible ou très faible consommation d'énergie et en utilisant un dispositif d'une grande simplicité et de faible coût.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 montre schématiquement un système hydraulique pourvu d'un dispositif d'introduction d'air selon l'invention;
    • la figure 2 montre schématiquement un autre système hydraulique avec un dispositif d'introduction d'air disposé à l'entrée d'une pompe;
    • la figure 3 montre schématiquement un système hydraulique pourvu d'une pompe immergée, le dispositif d'introduction d'air étant monté sur la pompe;
    • la figure 4 est une variante de la figure 3;
    • la figure 5 est une autre variante de la figure 3;
    • la figure 6 montre une variante de la figure 2;
    • la figure 7 montre schématiquement un dispositif d'introduction d'air à surpresseur immergé;
    • la figure 8 est une vue de côté en élévation d'un réservoir hydro-pneumatique;
    • la figure 9 montre schématiquement une canalisation équipée d'un dispositif d'introduction d'air conforme à l'invention;
    • les figures 10 et 11 montrent schématiquement un réservoir hydropneumatique équipé d'un dispositif d'introduction d'air conforme à l'invention; et
    • la figure 12 montre schématiquement une variante dans laquelle le dispositif d'introduction d'air est disposé entre la canalisation et le réservoir hydropneumatique.
  • Comme on peut le voir sur la figure 1, le système hydraulique comprend une canalisation 1 pourvue d'une pompe 2 et d'un réservoir hydropneumatique 3 disposé en aval de la pompe 2 sur la canalisation 1 et servant de réservoir de régulation ou de réservoir anti-bélier. L'extrémité amont la de la canalisation 1 est équipée d'une crépine 4 et d'un clapet de pied, non représenté, pour prélever de l'eau ou un liquide quelconque dans une bâche 5.
  • Dans le cas d'un usage en réservoir de régulation et en ne considérant qu'un des cas pouvant se présenter, le réservoir hydropneumatique 3 permet d'adapter le débit de liquide dans la canalisation 1 aux besoins des utilisateurs. Ainsi, lorsque le liquide dans le réservoir hydropneumatique 3 atteint un niveau supérieur 6a, la pompe 2 est arrêtée et le réservoir hydropneumatique 3 se vide progressivement en fournissant du liquide dans la canalisation 1. Lorsque le liquide dans le réservoir hydropneumatique 3 atteint le niveau inférieur 6b, la pompe 2 est redémarrée pour assurer, d'une part, le débit dans la canalisation 1 et, d'autre part, le remplissage du réservoir hydropneumatique 3. Un autre usage du réservoir hydropneumatique est l'emploi comme réservoir anti-bélier comme déjà indiqué.
  • Le bon fonctionnement du réservoir hydro-pneumatique 3 exige qu'une quantité d'air relativement constante soit présente à l'intérieur. Or, l'air présent dans le réservoir hydro-pneumatique 3 a tendance à se dissoudre dans le liquide.
  • On prévoit donc sur la canalisation 1 entre la crépine 4 et la pompe 2, un dispositif d'introduction d'air 7 comprenant un tube 8 dont une extrémité débouche à l'air libre et dont l'autre extrémité débouche dans la canalisation 1, une vanne électrique 9 et un organe limiteur de débit d'air 10, par exemple un robinet de réglage d'introduction d'air, tous deux disposés sur le tube d'amenée d'air 8. La vanne électrique 9 est reliée à un détecteur de manque d'air 11 disposé sur le réservoir hydropneumatique 3. Le détecteur de manque d'air peut être, par exemple, un capteur de niveau mais d'autres systèmes sont possibles.
  • Uniquement lorsqu'un manque d'air est à combler dans le réservoir hydropneumatique 3 et que la pompe 2 est en fonctionnement, la vanne électrique 9 est ouverte, ce qui provoque l'introduction d'air par le tube 8 dans la canalisation 1 en amont de la pompe 2. En effet, la pression PS régnant dans la portion de canalisation 1 limitée par la pompe 2 et la crépine 4, est inférieure à la pression atmosphérique en raison de l'aspiration de la pompe 2 et du fait que celle-ci est disposée au-dessus du niveau du plan d'eau. L'air ainsi introduit passe ensuite dans la pompe 2 puis dans le réservoir hydropneumatique 3.
  • Pour ne pas dégrader les caractéristiques de fonctionnement de la pompe 2, on limite la quantité d'air introduite à une faible fraction, par exemple quelques pour cent, du débit de liquide dans la canalisation 1. Ce réglage est effectué grâce au robinet de réglage 10. Pour garantir que tout l'air introduit dans la canalisation 1 passe dans le réservoir hydropneumatique 3, on peut prévoir un piège à air 12 disposé à la base du réservoir hydropneumatique 3. Le piège à air 12 peut consister en une portion de canalisation en pente dirigée vers le bas dans le sens aval.
  • Ainsi, l'introduction d'air est effectuée au moyen d'un dispositif simple, bon marché et dont la seule consommation d'énergie est nécessitée par l'actionnement de la vanne électrique 9.
  • Sur la figure 2, la bâche 5 est disposée à une altitude supérieure à celle de la pompe 2. Le dispositif d'introduction d'air 7 est alors disposé à proximité immédiate de la pompe 2, le tube d'amenée d'air 8 débouchant dans la zone de faible pression de la pompe 2 pour profiter du fait que la pression PS y est inférieure à la pression atmosphérique.
  • Sur la figure 3, la pompe 2 est du type immergé. Le dispositif d'introduction d'air 7 est là encore prévu avec le tube 8 débouchant dans la zone de faible pression de la pompe 2 pour profiter du fait que la pression PS y est inférieure à la pression atmosphérique.
  • Bien entendu, le dispositif d'introduction d'air fonctionne de la même façon pour une pompe ou pour une pluralité de pompes disposées en parallèle. Un seul dispositif peut être prévu pour plusieurs pompes, le tube 8 comportant alors des ramifications vers chaque pompe après la vanne électrique 9 et le robinet de réglage 10 (figures 1, 2, 3), ou équipées chacune d'une vanne électrique pour éviter que de l'air surpressé n'aboutisse aux crépines des pompes à l'arrêt (figures 4 et 5 et éventuellement 6).
  • Sur la figure 4, la pompe 2 est immergée. Le tube d'amenée d'air 8 du dispositif d'introduction d'air 7 débouche dans la crépine 4 de la pompe 2. La pression PS régnant dans la crépine 4 est légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Le dispositif d'introduction d'air 7 est donc pourvu d'un surpresseur d'air 13 disposé en amont du robinet de réglage 10 et capable de fournir une légère surpression par rapport à la pression PS régnant dans la crépine 4 moins la pression atmosphérique et plus les pertes de charge dans le dispositif. Par exemple, une surpression de l'ordre de quelques dixièmes de bars peut être nécessaire.
  • La figure 5 montre une variante proche de la figure 4, dans laquelle la pompe 2 est remplacée par un groupe électropompe immergé pourvu d'une pompe 14 et d'un moteur d'entraînement 15. Dans le cas des figures 4 et 5, la vanne électrique n'est pas nécessaire, car l'introduction d'air est maîtrisée par le fonctionnement et l'arrêt du surpresseur 13. En effet, le surpresseur 13 fonctionne uniquement lorsqu'il faut compenser un déficit d'air dans le réservoir hydro-pneumatique et lorsque la pompe fonctionne. On peut équiper le tube d'amenée d'air 8 d'un clapet 16.
  • La figure 6 montre un système hydraulique identique à celui de la figure 2, mais dans lequel le dispositif d'introduction d'air est similaire à celui de la figure 4 car PS est supérieure à la pression atmosphérique. Le dispositif d'introduction d'air est pourvu d'un surpresseur 13 et son tube 8 débouche immédiatement à l'entrée de la pompe 2 ou, ce qui est mieux, dans la zone de faible pression de la pompe 2, ce qui réduit la valeur de PS. Le surpresseur 13 peut être équipé d'une bouteille-tampon, non représentée, au cas où son débit serait trop important. Le clapet 16 ou une vanne électrique 9, est ici indispensable pour empêcher un retour de liquide vers le surpresseur 6, lorsque la pompe 2 est à l'arrêt ainsi que le surpresseur.
  • Sur la figure 7, le dispositif d'introduction d'air 7 est pourvu d'un surpresseur 13 immergé, le robinet de réglage 10 étant disposé à l'air libre, en amont du surpresseur 13 sur le tube d'amenée d'air 8. Le tube d'amenée d'air 8 se raccorde à une crépine ou à la zone de faible pression d'une pompe immergée, non représentée.
  • Sur la figure 8, le réservoir hydropneumatique 3 est disposé en position allongée et est relié à une portion de canalisation amont 1b et à une portion de canalisation aval 1c. Comme les deux portions de canalisation 1b et 1c débouchent directement dans le réservoir hydro-pneumatique 3 sans être reliées mutuellement, on garantit que de l'air arrivant par la portion de canalisation amont 1b reste dans le réservoir hydropneumatique 3 et n'est pas envoyé dans la portion de canalisation aval 1c. Un système équivalent peut équiper un réservoir hydro-pneumatique en position verticale, les portions de canalisation 1b et 1c arrivant alors dans le fond bombé de ce réservoir.
  • D'autres types de pièges à air sont possibles, notamment ceux qui figurent dans le brevet européen n° 93 400 771.7 .
  • Dans certains cas, notamment pour les réservoirs hydropneumatiques installés à grande distance d'une pompe, et pour y introduire de l'air alors qu'ils se trouvent à une pression supérieure à la pression atmosphérique, on dispose un système déprimogène directement sur la canalisation 1 ou en dérivation de façon à créer une zone où la pression de service PS est inférieure à la pression atmosphérique.
  • Sur la figure 9, un tube de venturi 17, qui a la forme d'un rétreint, est disposé sur la canalisation 1. Le tube de venturi 17 comprend un convergent 17a, une portion cylindrique 17b et un divergent 17c. La pression de service PS dans la portion cylindrique 17b est largement inférieure à la pression règnant dans le reste de la canalisation 1. Le tube de venturi 17 est dimensionné pour que la pression PS soit inférieure à la pression atmosphérique.
  • Le dispositif d'introduction d'air 7 comprend un tube d'amenée d'air 8 en communication avec la portion cylindrique 17b, une vanne électrique 9 et un robinet de réglage 10. On parvient ainsi à introduire de l'air dans une canalisation. sous forte pression lorsque la vanne électrique 9 est ouverte.
  • Grâce à l'invention, on dispose d'un dispositif d'introduction d'air dans un réservoir hydropneumatique adapté à des systèmes hydrauliques de types variés, ballons anti-bélier, réservoirs de régulation, de faible coût et de faible consommation d'énergie.

Claims (9)

  1. Dispositif d'introduction d'air (7) dans un système hydraulique comprenant une canalisation (1), un réservoir hydropneumatique (3) monté sur la canalisation, une prise d'eau, une pompe, et un tube d'amenée d'air, caractérisé par le fait que le réservoir hydropneumatique est monté sur la canalisation entre une prise d'eau et une pompe (2) de façon à introduire de l'air lorsque la pompe est en fonctionnement dans une zone en eau du système où la pression absolue Ps est soit inférieure, soit légèrement supérieure à la pression atmosphérique, le dispositif étant actif uniquement lorsqu'un manque d'air est à combler dans le réservoir hydro-pneumatique.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un tube d'amenée d'air (8) équipé de moyens de contrôle de l'introduction d'air.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la canalisation est pourvue d'un moyen déprimogène en amont du réservoir hydropneumatique, le tube d'amenée d'air étant relié audit moyen déprimogène.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen déprimogène comprend un tube de venturi (17).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend une vanne électrique (9) et un organe limiteur de débit (10) de l'introduction d'air disposés sur le tube d'amenée d'air.
  6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est monté en amont d'une pompe, le tube d'amenée d'air débouchant dans une zone de faible pression de la pompe.
  7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est monté en amont d'une pompe immergée, le tube d'amenée d'air débouchant dans la crépine (4) d'entrée de la pompe.
  8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un surpresseur d'air (13) monté sur le tube d'amenée d'air lorsque la pression Ps est supérieure à la pression atmosphérique.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la pression Ps est inférieure à la pression atmosphérique.
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