(19)
(11) EP 0 032 086 B1

(12) FASCICULE DE BREVET EUROPEEN

(45) Mention de la délivrance du brevet:
28.12.1983  Bulletin  1983/52

(21) Numéro de dépôt: 80401816.6

(22) Date de dépôt:  18.12.1980
(51) Int. Cl.3E02B 13/00, E03B 5/00, E02F 3/92, F04D 29/70

(54)

Installation de pompage d'eau avec tête de prise d'eau à flottaison réglable

Wasserpumpenanlage mit schwimmenden Entnahmekopf, dessen Höhenlage regulierbar ist

Water pumping installation with a regulable floating water intake


(84) Etats contractants désignés:
DE GB IT NL

(30) Priorité: 26.12.1979 FR 7931654

(43) Date de publication de la demande:
15.07.1981  Bulletin  1981/28

(71) Demandeur: BERGERON-RATEAU
F-94120 Fontenay-sous-Bois (FR)

(72) Inventeur:
  • Bergeron, Paul
    F-75007 Paris (FR)

(74) Mandataire: Roger-Petit, Jean-Camille et al


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(56) Documents cités: : 
   
       
    Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen).


    Description


    [0001] La présente invention a pour objet une installation de pompage pour pomper de l'eau sur un site susceptible de présenter un marnage important, comprenant un appareil de pompage situé à terre, une tête flottante de prise d'eau et un système de canalisation reliant la tête flottante de prise d'eau à l'appareil de pompage, le système de canalisation comportant une canalisation à terre reliée à l'appareil de pompage et une manchette souple et flexible qui relie ladite tête flottante à la canalisation à terre et qui permet un mouvement vertical de ladite tête flottante par suite d'une variation du niveau de l'eau, ladite tête flottante comportant une chambre d'aspiration avec une ouverture d'entrée d'eau et un caisson étanche formant un flotteur, qui est monté au-dessus de la chambre d'aspiration.

    [0002] On connaît déjà par le brevet FR-A-1 283 671 une installation de pompage du type sus-indiqué. Il s'agit d'une installation destinée à l'épuisement de l'eau dans les mines, carrières, excavations et autres, dans laquelle la crépine, c'est-à-dire la tête de prise d'eau, est conçue pour pouvoir flotter dans une position verticale dans le liquide en cours de pompage. Toutefois, dans cette installation connue, il n'est prévu aucun moyen permettant de régler le niveau ou la profondeur à laquelle l'ouverture d'entrée d'eau de la tête de prise d'eau opère au-dessous du niveau de l'eau.

    [0003] Or, certaines installations de pompage destinées à être utilisées sur un site susceptible de présenter un marnage important, de l'ordre de six mètres, doivent répondre aux impératifs suivants :

    - distance minimum d'enfoncement de la tête de prise d'eau proprement dite par rapport à la surface de l'eau d'environ 1,50 mètre pour éviter d'aspirer les corps flottants,

    - niveau minimum de la tête de prise d'eau par rapport au fond déterminé pour éviter d'aspirer des matériaux constitutifs du fond marin ou du lit de la rivière.



    [0004] On connaît par ailleurs, par le brevet DE-B-1 528 871, une installation de pompage d'eau dans laquelle la tête de prise d'eau est immergée à une profondeur déterminée et réglable sous un flotteur qui supporte également l'appareil de pompage. Toutefois, cette deuxième installation connue n'est pas satisfaisante dans la mesure où elle nécessite un flotteur de grandes dimensions pour pouvoir supporter aussi l'appareil de pompage. Cet inconvénient est d'autant plus gênant pour des installations de grande puissance qui imposeraient alors, en raison du poids et du volume de la tête de prise d'eau et de l'appareil de pompage, un flotteur de très grandes dimensions et difficile à ancrer dans certains sites par suite de ses dimensions démesurées.

    [0005] En outre, dans cette deuxième installation connue, la profondeur à laquelle la tête de prise d'eau opère au-dessous du niveau de l'eau, est réglée au moyen de bras télescopiques qui relient ladite tête et l'appareil de pompage au flotteur. Une telle technique de réglage n'est pas non plus satisfaisante dans la mesure où elle fait appel à des organes mécaniques qui sont sujets à la corrosion et à des incrustations diverses, surtout en milieu marin.

    [0006] La présente invention a pour but de fournir une installation de pompage d'eau répondant aux impératifs sus-mentionnés, sans présenter les inconvénients de la deuxième installation connue.

    [0007] A cet effet, l'installation de pompage d'eau suivant l'invention est caractérisée en ce que la tête flottante comporte des moyens pour régler son niveau de flottaison par variation de son poids dans l'eau, de telle façon que, en fonctionnement, son ouverture d'entrée d'eau reste à la profondeur désirée sous le niveau de l'eau quel que soit le niveau de l'eau.

    [0008] Suivant une forme d'exécution de l'invention, lesdits moyens de réglage peuvent comprendre une soute à ballast assurant une fonction de lestage fixe, et au moins un autre caisson étanche susceptible de recevoir à travers un orifice de remplissage une masse de ballast ayant un poids qui est choisi pour déterminer le niveau désiré de flottaison de ladite tête flottante. La chambre d'aspiration a une section transversale de forme allongée et comporte une paroi supérieure, une paroi inférieure et deux parois latérales, une extrémité avant ouverte, qui forme ladite ouverture d'entrée d'eau, et une extrémité arrière ouverte, qui est reliée à une conduite rigide d'évacuation qui est elle-même reliée, à son extrémité postérieure, à la manchette souple. Une grille peut être montée à l'extrémité avant ouverte de la chambre d'aspiration. Le caisson étanche formant flotteur est fixé à la paroi supérieure de la chambre d'aspiration, la soute à ballast est fixée à la paroi inférieure de ladite chambre et un autre caisson étanche est fixé à chacune des deux parois latérales de la chambre.

    [0009] La chambre d'aspiration est préférablement conformée en tronc de pyramide à base rectangulaire, pour provoquer une accélération progressive de la vitesse d'écoulement de l'eau.

    [0010] A titre d'exemple, l'entrée de la chambre d'aspiration a une hauteur de 2 m pour une immersion à une profondeur de 1,50 m, la vitesse d'aspiration de l'eau est de 0,50 m/s à la grille pour éviter d'aspirer les corps flottants et atteint 2,40 m/s dans la conduite d'évacuation pour que la décantation de sable ou de vase soit réduite.

    [0011] On décrira plus en détail ci-après, à titre indicatif, un mode de réalisation préféré de l'installation de pompage d'eau faisant l'objet de la présente invention, en référence au dessin annexé, sur lequel :

    La figure 1 montre en élévation latérale une vue d'ensemble de la tête de prise d'eau, de la manchette souple et du départ de la canalisation à terre de l'installation de pompage.

    La figure 2 montre à plus grande échelle la tête de prise d'eau vue en coupe faite suivant la ligne II-Il de la figure 3.

    Les figures 3 et 4 sont respectivement des vues de face et de dessus correspondantes.



    [0012] La figure 1 montre une tête de prise d'eau flottante 1 solidaire de sa conduite d'évacuation rigide 2, elle-même reliée à la canalisation à terre 3 par une manchette souple et flexible 4.

    [0013] La tête de la prise d'eau présente une chambre d'aspiration 5 (figure 2) de forme générale tronc- pyramidale dont la face tournée vers l'eau est garnie de grilles 6 et la face opposée prolongée par une conduite d'évacuation rigide 2.

    [0014] La chambre d'aspiration 5 est surmontée d'un caisson étanche conformé en flotteur 7, sa partie inférieure supporte une soute à ballast 8 et ses faces latérales portent chacune un caisson étanche 9 (figure 3) destiné à être plus ou moins lesté selon le niveau de flottaison recherché pour la tête ; ces caissons 9 présentent à cet effet un orifice de remplissage 10 à leur sommet (figure 4).

    [0015] Le guidage vertical de la tête de prise d'eau suivant le marnage, nécessaire pour résister à la force du courant, est assuré par deux pieux en béton 11 ancrés au sol respectivement de part et d'autre de la tête, cette dernière présentant le long de ses faces latérales une surface de glissement préférablement constituée par un patin 12 en chêne.

    [0016] Pour pallier tout risque de basculement, la tête de prise d'eau est haubanée par un tube 13 reliant rigidement son extrémité supérieure à l'extrémité postérieure de sa conduite d'évacuation 2.

    [0017] Il est du reste bien entendu que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation de la tête de prise d'eau qui a été décrit ci-dessus, en référence au dessin annexé, sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention, dont l'étendue de la protection est déterminée par la teneur des revendications ; c'est ainsi notamment que son guidage vertical pourrait être réalisé, au lieu des pieux 11 précités, par des chaînes reliant ladite tête à la berge.


    Revendications

    1. Installation de pompage pour pomper de l'eau sur un site susceptible de présenter un marnage important, comprenant un appareil de pompage situé à terre, une tête flottante de prise d'eau (1) et un système de canalisation (3, 4) reliant la tête flottante de prise d'eau (1) à l'appareil de pompage, le système de canalisation (3, 4) comportant une canalisation à terre (3) reliée à l'appareil de pompage et une manchette souple et flexible qui relie ladite tête flottante (1) à la canalisation à terre (3) et qui permet un mouvement vertical de ladite tête flottante (1) par suite d'une variation du niveau de l'eau, ladite tête flottante (1) comportant une chambre d'aspiration (5) avec une ouverture d'entrée d'eau et un caisson étanche (7) formant un flotteur, qui est monté au-dessus de la chambre d'aspiration (5), caractérisée par le fait que la tête flottante (1) comporte des moyens (8, 9, 10) pour régler son niveau de flottaison par variation de son poids dans l'eau, de telle façon que, en fonctionnement, son ouverture d'entrée d'eau reste à la profondeur désirée sous le niveau de l'eau quel que soit le niveau de l'eau.
     
    2. Installation de pompage selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de réglage (8, 9, 10) comprennent une soute à ballast (8) assurant une fonction de lestage fixe, et au moins un autre caisson étanche (9) susceptible de recevoir à travers un orifice de remplissage (10) une masse de ballast ayant un poids qui est choisi pour déterminer le niveau désiré de flottaison de ladite tête flottante (1).
     
    3. Installation de pompage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la chambre d'aspiration (5) a une section transversale de forme allongée et comporte une paroi supérieure, une paroi inférieure et deux parois latérales, une extrémité avant ouverte, qui forme ladite ouverture d'entrée d'eau, et une extrémité arrière ouverte, qui est reliée à une conduite rigide d'évacuation (2) qui est elle-même reliée, à son extrémité postérieure, à la manchette souple (4), en ce qu'une grille (6) est montée à l'extrémité avant ouverte de la chambre d'aspiration (5), et en ce que le caisson étanche (7) formant flotteur est fixé à la paroi supérieure de la chambre d'aspiration (5), la soute à ballast (8) est fixée à la paroi inférieure de ladite chambre (5) et un autre caisson étanche (9) est fixé à chacune des deux parois latérales de la chambre (5).
     
    4. Installation de pompage selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite chambre d'aspiration (5) a en gros la forme d'un tronc de pyramide à base rectangulaire.
     
    5. Installation de pompage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de guidage (11, 12) associés à la tête flottante (1) pour guider ses mouvements verticaux dus aux variations du niveau de l'eau et pour résister aux forces transversales des courants d'eau.
     
    6. Installation de pompage selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de guidage (11, 12) comprennent deux pieux en béton (11) disposés respectivement de part et d'autre de la tête flottante (1), et des patins (12) qui sont fixés à la tête flottante (1) de part et d'autre de celle-ci et qui sont en contact glissant respectivement avec les deux pieux (11).
     
    7. Installation de pompage selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de guidage sont constitués par des chaînes qui relient la tête flottante (1) à la terre.
     
    8. Installation de pompage selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce qu'un tube de haubanage (13) relie rigidement la partie supérieure de la tête flottante (1) à l'extrémité postérieure de la conduite d'évacuation (2).
     


    Claims

    1. Pumping installation for pumping water at a site which is subject to substantial variation in water level, comprising a pumping apparatus situated on land, a buoyant water-inlet head (1) and a pipe system (3, 4) connecting the buoyant water-inlet head (1) to the pumping apparatus, the pipe system (3, 4) comprising a pipe (3) to land connected to the pumping apparatus and a flexible and pliable sleeve which joins said buoyant head (1) to the land pipe (3) and which allows a vertical movement of said buoyant head (1) caused by a variation in the water level, said buoyant head (1) comprising an intake chamber (5) with a water-inlet opening and a water-tight casing (7) forming a float which is disposed above the intake chamber (5), characterised in that the buoyant head (1) comprises means for adjusting its flotation level by variation of its weight in the water, in such a way that, in operation, its water-inlet opening remains at the desired depth beneath the water level, whatever the water level may be.
     
    2. Pumping installation according to Claim 1, characterised in that said adjusting means (8, 9, 10) comprise a ballast compartment (8) ensuring a fixed ballasting function, and at least another watertight casing (9) able to receive through a filling orifice (10) a quantity of ballast having a weight which is selected so as to determine the desired flotation level of said buoyant head (1).
     
    3. Pumping installation according to Claim 2, characterised in that the intake chamber (5) has a cross-section of oblong shape and comprises an upper wall, a lower wall and two side walls, an open front end which forms said water-inlet opening, and an open rear end which is connected to a rigid outlet pipe (2) which is itself connected, at its rear end, to the pliable sleeve (4), in that a grille (6) is fitted at the open front end of the intake chamber (5), and in that the watertight casing (7) forming a float is fixed to the upper wall of the intake chamber (5), the ballast compartment (8) is fixed to the lower wall of said chamber (5) and another watertight casing (9) is fixed to each of the two side walls of the chamber (5).
     
    4. Pumping installation according to Claim 3, characterised in that said intake chamber (5) has approximately the shape of a truncated pyramid with rectangular base.
     
    5. Pumping installation according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that it further comprises guide means (11, 12) associated with the buoyant head (1) for guiding its vertical movement caused by variations in the water level and for resisting the transverse forces of water currents.
     
    6. Pumping installation according to Claim 5, characterised in that the guide means (11, 12) comprise two concrete piles (11) respectively disposed on either side of the buoyant head (1), and slides (12) which are fixed to the buoyant head (1) on either side thereof and which are in sliding contact respectively with the two piles (11).
     
    7. Pumping installation according to Claim 5, characterised in that the guide means are constituted by chains which connect the buoyant head (1) to land.
     
    8. Pumping installation according to any one of Claims 3 to 7, characterised in that a bracing tube (13) rigidly connects the upper part of the buoyant head (1) to the rear end of the outlet pipe (2).
     


    Ansprüche

    1. Pumpanlage zum Pumpen von Wasser von einer Stelle mit gegebenenfalls erheblichen Pegelschwankungen, mit einer Pumpvorrichtung an Land, einem schwimmenden Saugkopf (1) und einem Rohrleitungssystem (3, 4) das den Saugkopf (1) mit der Pumpvorrichtung verbindet, wobei das Rohrleitungssystem eine Rohrleitung (3) an Land, die mit der Pumpvorrichtung verbunden ist und ein nachgiebiges, biegsames Zwischenstück (2), das den Saugkopf (1) mit der Rohrleitung (3) an Land verbindet und eine vertikale Bewegung des Saugkopfes (1) bei einer Wasserstandsänderung zuläßt, umfaßt, und wobei der Saugkopf (1) eine Saugkammer (5) mit einer Wassereinlauföffnung und einem dichten Senkkasten (7), der einen Schwimmer bildet, der über der Saugkammer (5) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der schwimmende Saugkopf (1) Mittel (8, 9, 10) zur Einstellung seiner Schwimmtiefe durch Änderung seines Gewichtes im Wasser in der Weise aufweist, daß seine Wassereinlauföffnung im Betrieb in der gewünschten Tiefe unter dem Wasserspiegel unabhängig von dessen Höhe bleibt.
     
    2. Pumpanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (8, 9, 10) eine Balastkammer (8) als festen Balast und mindestens einen weiteren, dichten Senkkasten (9) umfassen, der über eine Füllöffnung (10) Balast mit einem Gewicht aufnehmen kann, das entsprechend der gewünschten Schwimmtiefe des schwimmenden Saugkopfes (1) gewählt ist.
     
    3. Pumpanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammer (5) einen Querschnitt länglicher Form hat und eine obere Wand, eine untere Wand und zwei Seitenwände, ein offenes Vorderende, das die genannte Wassereinlauföffnung bildet, und ein offenes Hinterende umfaßt, das mit einem starren Saugrohr (2) verbunden ist, das seinerseits an seinem entfernten Ende mit dem nachgiebigen Zwischenstück (4) verbunden ist, und daß ein Gitter (6) an dem offenen Vorderende der Saugkammer (5) montiert ist, und daß die einen Schwimmer bildende dichte Senkkammer (7) an der oberen Wand der Saugkammer (5) befestigt ist, daß die Balastkammer (8) an der unteren Wand der Kammer (5) befestigt ist und daß eine andere dichte Senkkammer (9) an jeder der beiden Seitenwände der Kammer (5) befestigt ist.
     
    4. Pumpanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammer (5) näherungsweise die Form eines Pyramidenstumpfes mit rechteckiger Basis hat.
     
    5. Pumpanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Führungsmittel (11, 12) umfaßt, die dem schwimmenden Saugkopf (1) zugeordnet sind, um dessen vertikale Bewegungen infolge von Änderungen des Wasserstandes zu führen und um den Kräften von Wasserstömungen zu widerstehen.
     
    6. Pumpanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (11, 12) zwei Betonpfähle (11), die beidseits des schwimmenden Saugkopfes (1) angeordnet sind, und Gleitstücke (12) umfassen, die an dem schwimmenden Saugkopf (1) zu beiden Seiten desselben befestigt sind und die jeweils in gleitender Berührung mit dem zugehörigen Pfahl (11) stehen.
     
    7. Pumpanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel aus Ketten bestehen, die den schwimmenden Saugkopf (1) mit dem Land verbinden.
     
    8. Pumpanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützrohr (13) den oberen Teil des schwimmenden Saugkopfes (1) mit dem entfernten Ende des Saugrohres (2) fest verbindet.
     




    Dessins