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Title:
PISTON PUMP PROVIDED WITH COMPARTMENTED PIPES TO MINIMISE PUMPING EFFORT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/168417
Kind Code:
A2
Abstract:
¬ The invention relates to a fluid pumping device comprising a piston pump and a fitted part for the actuation of said pump, the initial goal being that of minimising the effort required to pump drinking water from the water table in rural areas, in what are known as village water systems. The device consists of two parts: A piston pump which comprises a cylinder (3) for intake, a set of compartmented pipes (11) which can act as a reservoir for the intake fluid, and a handle (15) which allows the pump to be actuated. The intake cylinder (3) comprises a piston (6) and a check valve (5). The handle (15), the movement of which is facilitated by rolling bearings (16), is connected to the regulating piston (6) by means of rods (10) which transmit the movement thereof to said piston, for the intake of the fluid. Each compartment of a pipe (11) comprises a check valve (5) and makes it possible for the intake fluid to be distributed evenly around the whole device, thus avoiding an overload which would make pumping difficult. A pumping device which consists of two columns (22) supporting a frame made of two cross-members (23) and (24). The upper cross-member (23) comprises a guide bearing (35) supporting a magnet (27) that is functionally coupled to a magnet (27) secured on the crossbar of the lower cross-member (28), to act as a stop. A crossbar (28) is mounted perpendicularly on said lower cross-member (24), and comprises a counterbalance (32) at one of its ends which serves to overcome the load of the fluid above the piston (6). At the other end of the crossbar (28), a device is provided which leads to the handle (15) of the pump for the actuation thereof. A vertical tube (37) is positioned at the centre of the crossbar (28) and has a magnet which, in conjunction with a pair of magnets (27), will accelerate the movement of the crossbar (28) and act as a stop. The various elements of the device are connected by springs (33) via spring receiving devices (26). When the operator actuates the control handle (34), the movement is transmitted to the crossbar (28) via the springs (33) and the natural magnets (27), making it possible to minimise the energy to be provided and to increase it at the output.

Inventors:
KOFFI, Yao Pierre (09 BP2117 Abidjan 09, S/C de M. KOUAME K. Alexis, CI)
Application Number:
OA2019/000002
Publication Date:
September 06, 2019
Filing Date:
February 22, 2019
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Assignee:
KOFFI, Yao Pierre (09 BP2117 Abidjan 09, S/C de M. KOUAME K. Alexis, CI)
International Classes:
F04B9/14; F03G1/10; F03G3/00; F03G3/06; F04B47/02
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage, caractérisée en ce qu’elle est composée d’une pompe à piston et d’un dispositif pour actionner le pompage de fluide.

2. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la pompe à piston comporte un cylindre (3) pour l’aspiration, une suite de tuyaux compartimentés (11) servant de réservoir du fluide aspiré et une manche (15) dont la mise en mouvement permet d’actionner le pompage.

3. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l'effort de pompage selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le cylindre (3) servant à l’aspiration dispose d'un piston (6) et d’un clapet anti retour (5).

4. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la manche (15) dont le mouvement est facilité par des roulements (16), est liée au piston (6) aux moyens de tringles (10) qui lui transmettent son mouvement pour l’aspiration du fluide.

5. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque compartiment de tuyau (11) dispose d’un clapet anti-retour (5) et permet que le fluide aspiré soit distribué régulièrement dans tout le dispositif pour éviter une surcharge pouvant rendre le pompage pénible.

6. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon les revendications 1 , 2, 3 et 5, caractérisée en ce qu’une colonne contenant une tringle (10) liée au piston surmonte le déversoir pour permettre l’aspiration et le refoulement du fluide en hauteur.

7. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l'effort de pompage selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le dispositif de pompage est constitué de deux piliers (22) supportant un cadre fait de deux traverses (23) et (24), d’aimants (27) pour accélérer ou servir de butée au mouvement, de boitard (35), d’une barre transversale (28) dont les mouvements serviront à actionner la pompe, de ressorts (33) pour la transmission des mouvements et l’adoucissement des chocs.

8. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon les revendications 1 et 7, caractérisée en ce que la traverse supérieure comporte un boitard (35) supportant un aimant (27) couplé, en fonctionnement, avec un aimant (27) de même pôle fixé sur la barre transversale (28) de la traverse (24) inférieure pour agir comme une butée.

9. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon les revendications 1 , 7 et 8, caractérisée en ce qu'un contrepoids (32) équipant l’une des extrémités d’une barre transversale (28) montée perpendiculairement sur la traverse inférieure (24), a en charge de vaincre la charge du fluide au-dessus du piston régulateur (6).

10. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon les revendications 1, 7 et 8, caractérisée en ce qu’à l’autre extrémité de la barre transversale (28) se trouve un dispositif de réception de ressorts (26) conduisant, par l’intermédiaire d’un boitard

(35), à la manche de la pompe (34) et une tige qui sera reliée à la pompe pour l’actionner.

11. Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l’effort de pompage selon les revendications 1 , 7 et 8, caractérisée en ce qu’au centre de la barre transversale (28) se trouve un tube vertical (31 ) comportant un aimant (27) à son extrémité en couple avec un autre aimant (27) sur sa latérale et formant une paire d’aimants dont l’action est d’une part, d’accélérer le mouvement de la barre transversale par attraction et d’autre part, de se constituer en butée par répulsion.

Description:
DESCRIPTION DE L’INVENTION

Pompe à piston munie de tuyaux compartimentés pour minimiser l'effort de pompage.

L’invention concerne un dispositif de pompage de fluide comportant une pompe à piston et une partie associée servant à actionner la pompe, dans un but initial de minimiser l’effort de pompage de l’eau de boisson des nappes phréatiques en milieu rural dénommée hydraulique villageoise.

L’hydraulique villageoise est l’approvisionnement en eau des populations villageoises au moyen de dispositifs dont l’installation est moins onéreuse. L’eau est ainsi prélevée d’un cours d’eau superficielle (rivière, barrage, lac, etc.) ou d’une nappe phréatique. L’avantage de la nappe phréatique est que l’eau qui y est puisée est généralement potable et peut donc se passer de traitement, ce qui allège les installations et les coûts alors qu’il est nécessaire de procéder au traitement des eaux de surface avant leur consommation.

Les moyens habituels utilisés pour atteindre et puiser les eaux souterraines sont :

- un puits d’environ un mètre de diamètre et l’utilisation d’une puisette munie d’une corde,

- un système de forage aboutissant à un puits assez profond de moins de vingt centimètres de diamètre associé à une pompe qui puise l’eau directement en profondeur, dans la nappe phréatique.

Cette pompe immergée dans la nappe qui refoule l’eau vers l’extérieur est souvent à motricité humaine dans les pays en développement (PED) parce que les zones rurales des PED ne sont pas toujours raccordées au réseau électrique et au réseau conventionnel de distribution d’eau.

Ces forages munis de pompes ont l’avantage de procurer directement et à moindre coût, de l’eau potable aux populations. Toutefois, ces pompes qui sont généralement à pédale ou à main nécessitent beaucoup d’énergie pour leur fonctionnement. En plus, à cause de son principe de fonctionnement, cette pompe est inefficace pour une montée en hauteur de l’eau recueillie. Il est à noter aussi que c’est avec beaucoup d’effort physique qu’il faut actionner la pompe pour obtenir de l’eau, rendant ainsi le pompage d’eau très pénible en milieu rural car l’opérateur doit faire assez d’effort afin de vaincre la charge que constitue le liquide au-dessus du piston car cette technologie nous l’impose.

La présente invention a pour but, de fournir un dispositif de pompage à piston qui minimise l’effort à fournir pour aspirer et refouler du liquide d’une nappe phréatique.

Conformément à l’invention, ce but est atteint avec une pompe à piston actionnée efficacement par un dispositif de pompage pour l’aspiration et le refoulement du liquide.

Cette pompe à piston est constituée d’un cylindre pour l’aspiration, d’une suite de tuyaux compartimentés servant de réservoir du fluide aspiré et d’une manche dont la mise en mouvement permet d’actionner le pompage. Le cylindre servant à l’aspiration dispose d’un piston réglable car obéissant aux actions des mouvements et d’un clapet anti retour. La manche dont le mouvement est facilité par des roulements, est liée au piston aux moyens de tringles qui lui transmettent son mouvement pour l’aspiration du fluide. Chaque compartiment de tuyau dispose d’un clapet anti-retour et permet au fluide aspiré d’être distribué régulièrement dans tout le dispositif pour éviter une surcharge qui rend le pompage pénible. Un déversoir situé à la suite des tuyaux compartimentés est destiné à recevoir le fluide refoulé du dispositif. Le fluide peut être recueilli à ce niveau ou être refoulé en hauteur, dans un château d’eau par exemple.

Pour le refoulement du fluide en hauteur, une colonne surmonte le déversoir. Cette colonne contient une tringle liée au piston pour l’aspiration de l’eau. Un joint à bride permet de créer l’étanchéité du dispositif au niveau du déversoir. Ladite pompe est actionnée par un dispositif mécanique de commande à motricité humaine à priori. Il fournit un pompage rapide à l’aide d’un seul doigt. En effet, ledit dispositif de pompage comprend deux piliers supportant un cadre fait de deux traverses. Ledit cadre est équipé d’une barre transversale, d’aimants, de ressorts, d’une manche à balai, d’un contrepoids et de dispositif de réceptions. Ses aimants entrent en couple pendant le fonctionnement avec d’autres aimants dont le plus proche est de pôle opposé et l’autre de même pôle. L’action des aimants est d’une part, d’accélérer le mouvement de la barre transversale par attraction de l’aimant de cette barre et d’autre part, de se constituer en butée par répulsion de l’aimant de la barre transversale. Ces différents éléments sont reliés par des ressorts via des dispositifs de réception de ces ressorts.

Lorsque l’opérateur actionne la manche à balai, le mouvement est transmis à la barre transversale via les ressorts qui sont des organes de transmission et d'adoucissement des chocs lors des mouvements. Ces ressorts permettent également de minimiser l’énergie à fournir et de l’accroître à la sortie.

Le dispositif conçu conformément à l’invention à l’avantage de minimiser l’effort fourni et de pomper plus rapidement. Il est par conséquent utilisable par tous : enfants, adulte, vieillards, hommes, femmes. Il accélère la production d'eau et améliore l’hygiène. L’invention est décrite ci-après à l'aide d’un exemple avec référence aux dessins joints pour lesquels :

La figure 1 est une vue de profil du dispositif de pompage,

La figure 2 représente la pompe à piston munie de tuyaux compartimentés.

Ce dispositif comporte (planche 2/2) une crépine (2) fixée au bout du cylindre (3) faisant office d’aspirateur. Le bout du cylindre est d’une forme rétrécie, en fuseau, servant de siège à une bille (4). L’ensemble constitue un clapet anti retour (5). A l’intérieur du cylindre (3) est logé un piston-régulateur (6) constitué de disques dont l’un, souple, épouse le diamètre intérieur du cylindre (3) faisant office de joint (7) pour créer l’étanchéité dans le cylindre (3). Ce piston-régulateur (6) est dit régulateur parce qu’il permet l’admission du fluide dans le cylindre (3) plus aisément et le refoulement efficace sans que l’effet de vaincre le fluide qui s’y comprime, mette à l’épreuve l’opérateur. Sur la face du piston-régulateur (6), est fait un orifice (8) le traversant depuis son centre. L’une des parties de chaque orifice est évasée et sert de loge à la bille (4) où une fois logée constitue un clapet anti retour (5) où le mouvement de la bille (4) est balisé par une fixation traduite par un dispositif de sécurité (9) qui l’empêchent de dévier sa loge. Ledit dispositif de sécurité (9) sur l'orifice central (8) se constitue en support où la tringle (10) s’accouple par fixation au piston-régulateur (6) afin de le mettre en mouvement. Du puits où est logé le cylindre (3), une suite de tuyaux (11) l’en complète par boulonnage aux moyens des brides (12) jusqu’à la partie aérienne où en réceptif, un terminal s’y présente en tant que récepteur (13) du fluide refoulé. Ledit récepteur (13) comporte en sa partie supérieure, un déversoir (14) pour la sortie de l’eau et d’une manche pivotante (15) dont le mouvement est rendu possible grâce aux roulements (16) dont elle est équipée. A l’intérieur des tuyaux (11), une suite de tringle se présente jusqu’au bout de la manche amovible (15) à l’intérieur du récepteur (13). Chaque unité de tuyau (11) représente un compartiment. A l’intérieur de celui-ci et en sa partie supérieure bridée, est disposé un cône troué (17) dans lequel est logée une bille à orifice (18) coulissant autour de la tringle (10). Ladite bille à orifice (18) est enveloppée par un joint (7) où en sa partie supérieure, elle épouse la tringle (10) au moyen d’un collier (19), tout ceci constitue un clapet anti-retour (5). Au-dessus du déversoir (14) est disposé un joint à bride (20) où en sa partie supérieure avant la pose de la fermeture (21) du récepteur (13), elle épouse la tringle (10) au moyen d’un collier. Ce joint à bride (20) constitue une butée pour le parcourt de l’eau et l’emmène à aller en hauteur selon notre désir tout en excluant toute quelconque fuite du liquide selon les règles de l'art.

Quant au dispositif de pompage, il est constitué de deux piliers (22) reliés à leurs extrémités supérieures par deux traverses dont une est filetée (23) et l’autre non filetée (24).

Au centre de la traverse (24) est fixée par boulonnage car réglable, un support de pallier (25) sur lequel est fixé un boîtard (35) doté d'un roulement (29).

Au bout libre du support de pallier (25), est fixé un dispositif de réception (26) des ressorts (33). Entre ce dispositif de réception (26) des ressorts de traction (33) et l’axe du roulement (29) du boîtard (35), est fixé un aimant naturel (27).

Sur la traverse (24) est logée une barre transversale (28) comportant deux orifices à l'une de ses extrémités dans lesquelles sont encastrés des roulements (29). Dans le roulement (29) extrême de la barre transversale (28) est logée une tige à bout fileté de liaison (30) où l’autre bout comportant un orifice dans lequel est introduit la tige filetée (30) soudée sur le corps du boîtard (35) par l’entremise des roulements (29) dont il est doté avec la manche pivotante (15) (planche L A) de la pompe. Dans l’autre roulement (29) de cette barre (28), est logé un axe soudé à l'un de ses bouts, une suite de dispositif de réception (26) des ressorts de traction (33), un boîtard (35) et la manche (34) dudit dispositif de commande où l’aimant naturel (27) dont elle est équipée entre en couple avec l’aimant naturel (27) sur la face de la barre transversale (28)

Un tube (31) dirigé vers le bas est fixé perpendiculairement à la barre transversale (28). A l’extrémité libre de ce tube (31), est plaqué un aimant naturel (27).

A l'autre extrémité de la barre (28), est fixé un contrepoids (32).

En face des piliers (22) et sur l’alignement du contre poids (32), se trouve une paire d’aimants (27) en couple avec l’aimant (27) de la barre transversale (28). Les aimants de cette paire d’aimant (27) ont des pôles opposés et créent une attraction à distance avec l’aimant (27) de la barre transversale (28) mais une répulsion avec celui-ci à proximité. Cette paire d’aimant (27) est liée à des ressorts (33) via des dispositifs de réception (26) de ces ressorts (33) et un boîtard (35).

Lorsque l’opérateur actionne la manche à balai (34), le mouvement est transmis à la barre transversale (28) via les ressorts (33) qui sont des organes de transmission et d'adoucissement des chocs lors des mouvements. Ces ressorts (33) permettent également de minimiser l’énergie à fournir et de l’accroitre à la sortie.

Les aimants (27) utilisés permettent, soit d’amortir les chocs ou de ralentir le mouvement lorsque les pôles sont de même nom ou d’accélérer le mouvement lorsque les pôles sont de noms contraires.