Brevet FR2073503A1 — publié le 19711001

46kk6 1 2073503 La présente invention concerne un coupe-circuit hydraulique prévu pour interrompre le courant de fluide alimentant des actua-teurs ou autres dispositifs hydrauliques dans le cas où leur circuit de fluide présente des fuites. 5 Dans les gros avions de types. actuels ou en cours de dévelop pement,il est connu d'utiliser un grand nombre d'actuateurs hydrauliques pour faire fonctionner les trains d'atterrissage, les commandes d'ailerons et d'autres organes commandés hydrauliquement. Dans le cas des actuateurs pour commandes d'ailerons, il est devenu 10 courant de connecter des actuateurs en parallèle pour qu'une redondance des commandes permette d'obtenir un fonctionnement partiel ou . total, même si l'un des actuateurs est défaillant. On comprend que le grand nombre d'actuateurs exige que l'on dispose:d'une quantité importante de fluide sous pression ; on comprend également que, 15 même si une redondance est prévue, toute perte notable de fluide risque d'entraver certaines fonctions des actuateurs. Il serait donc utile de connaître un dispositif capable de détecter des fuites ou des pertes de fluide, et de bloquer certains passages pour éliminer ces fuites ou pertes, de telle façon que l'on puisse toujours dis-20 poser d'une quantité suffisante de fluide pour assurer certaines commandes, sinon l'ensemble des commandes. Le dispositif suivant l'invention est capable de remplir cette fonction, car il est sensible à un débit de fluide supérieur à la normale, caractérisant une fuite dans le circuit hydraulique. 25 Le coupe-circuit objet de l'invention est utilisable dans un système comprenant un conduit d'arrivée prévu pour le passage d'un fluide allant d'une source de fluide sous pression vers un dispositif d'utilisation commandé par ce fluide, et un conduit de retour permettant au fluide de retourner vers la source, et il comprend 30 une valve, d'arrêt maintenue en position ouverte par un organe élastique et pouvant se déplacer vers une position fermée pour laquelle le conduit d'arrivée est bloqué en réponse a des changements relatifs des débits de fluide circulant dans le conduit d'arrivée et dans le conduit de retour. Ce coupe-circuit est principalement ca-35 ractérisé en ce qu'un premier dispositif de mesure de débit et un second sont respectivement placés dans le conduit d'arrivée et dans le conduit de retour, et en ce que la valve d'arrêt comprend des surfaces réceptrices de pression exposées à des pressions représentatives des débits de fluide, et disposées de telle façon que les 40 forces de pression sont équilibrées lorsque les débits dans les 70 tekké 2 2073503 conduits d'arrivée et de retour sont approximativement égaux, et qu'un déséquilibre des pressions supérieur à une valeur déterminée déplace la valve d'arrêt vers la position fermée à 1'encontre de l'organe élastique. En outre, le coupe-circuit peut comporter une 5 . valve de réglage qui, en réponse a de faibles différences de pression -indiquant une augmentation de l'appel defluide par le dispositif d'utilisation, provoque une augmentation du débit de fluide afin de maintenir approximativement constante la différence entre la pression en amont et la pression en aval du coupe-circuit. De 10 oréférence, les dispositifs de mesure du débit sont constitués par des moyens d'étranglement et la valve'de réglage découvre des orifices en dérivation sur les étranglements. Dans le fonctionnement de ce coupe-circuit, les débits sont mesurés en permanence dans les conduits d'arrivée et de retour à 15 l'aide d'une combinaison d'orifices fixes et variables. Les pressions différentielles qui résultent des mesures sont comparées par la valve d'arrêt, et cette valve tend à se déplacer en réponse à une différence de débit supérieure à un seuil donné. La valve ferme le conduit d'arrivée si la différence de débit subsiste pen-20 dant une certaine période de temps. Lorsque l'appel de fluide est passagèrement supérieur à la normale, il se développe une pression suffisante pour actionner une valve de réglage découvrant des orifices variables en dérivation sur les orifices fixes servant a la mesure dès débits. La valve de 25 réglagfe peut également découvrir des orifices' variables en dérivation sur des orifices fixes prévus pour amortir les mouvements de la valve d'arrêt pendant les périodes transitoires. L'agrandissement des orifices d'amortissement augmente la vitesse de fermeture de la valve d'arrêt et évite des pertes de fluide. 30 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures jointes en annexe qui représentent : - la figure 1 : le schéma d'un circuit de fluide dans lequel est inséré le coupe-circuit hydraulique conforme à l'in-35 vention. - la figure 2 : une vue simplifiée en coupe d'un coupe-circuit con forme à l'invention. Sur la figure 1, une pompelO alimente, par la voie d'un conduit 12 et d'un orifice d'entrée 13, un coupe-circuit hydraulique dési-40 gné de façon générale par le repère 14. Le prolongement du conduit COP^ I l 70 U6kk6 3 2073503 12 est représenté sous la forme d'un conduit 16 qui relie un orifice de sortie 17 (figure 2) à une valve 15 actionnée mécaniquement par une barre de commande 19. La valve 15 établit une haute pression de fluide d'un côté et de l'autre d'un dispositif d'utilisation 18 5 représenté sous la forme d'un actuateur ou moteur hydraulique constitué par un cylindre 20 dans lequel se meut un piston 22 dont la queue agit par exemple sur an aileron ou sur tout autre organe. Le fluide en retour de l'actuateur 18 passe par la valve de commande 15, puis par un conduit 26 qui est relié à un orifice d'entrée du 10 fluide en retour 28 (Figure 2), cet orifice étant prévu sur le coupe-circuit hydraulique. Le fluide en retour passe ensuite par un orifice de sortie 30 (Figure 2), par un conduit 32 dans lequel est logé une valve de retenue 34, puis entre dans un réservoir 35 qui communique avec le côté basse pression de la pompe 10. 15 Sur la Figure 2, le piston épaulé 36 d'une valve d'arrêt se meut dans une chambre 38 dont les deux diamètres d'alésage définissent quatre chambres dctectrices de pression 40, 42, 44, 46. Dans la chambre 46, un ressort 48 sollicite le piston 36 vers la position ouverte de la valve. 20 Dans le boîtier du coupe-circuit 14, un autre alésage 50 con tient un - distributeur 52 dans lequel un coulisseau 54 comportant plusieurs passages annulaires permet d'aiguiller l'écoulement du fluide comme décrit plus loin. Dans une chambre 58, un faible ressort 56 poussé le coulisseau 54 vers la gauche de la figure. Le 25 fluide délivré sous haute pression par la pompe 10 passe par l'orifice d'entrée 13 et entre dans une chambre 60 où il exerce sur la surface terminale gauche du coulisseau 54 une forde dirigée vers la droite. Le fluide sous haute pression passe également par un passage 62 pour pénétrer dans une chambre 64 qui est fermée lorsque 30 le coulisseau occuoe la position représentée. Un passage 68 comportant un étranglement 66 relie l'orifice d'entrée 13 à une chambre annulaire 70 du distributeur 52 ; la chambre 70 communique par un passage 72 avec la chambre détectrice de pression 40. Un passage 76 comportant un autre étranglement 74 35 relie l'orifice d'entrée 13 avec un passage 78 qui coTi'-unique avec la chambre de pression 38. Le passage 78 communique également avec la chambre 58 car des canaux 8u et 82, et avec une chambre annulaire 84. Le f'luide qui traverse le conduit 26 en retour de l'actuateur 40 20 arrive à l'orifice d'entrée 28 du fluide en retour, passe par i BAD ORIGINAL ggpy 70 kèkkè 4 2073503 le canal 86 et le distributeur 52 ; il entre dans une chambre annulaire 88 qui est disposée de façon telle que les pressions qui agissent sur le coulisseau 54 sont équilibréf-s. Un canal court 90 communique avec une autre chambre annulaire 92 qui, dans la position 5 représentée du coulisseau 54, se termine en impasse. Un canal 94 comportant un étranglement 96 offre une communication entre la chambre 92 et l'orifice de sortie 30 du fluide en retour, qui communique également avec la chambre 42 par un canal 97. Dans le distributeur 52, une autre chambre annulaire 98 communique avec un 10 passage 100 relié à la chambre 46. La oression du fluide en retour régnant dans le canal 86 se communique au canal 100 par le canal 102 qui comporte un étranglement 104. Dans le fonctionnement normal, que l'on peut qualifier d'état stable car il implique seulement de faibles.corrections dans la 15 position du piston 22, l'étranglement 74 du conduit d'aller et l'étranglement 96 du conduit de retour mesurant des débits de fluide approximativement égaux. Avec le courant requis par l'état stable, la pression différentielle a l'étranglement 74 est insuffisante pour surmonter la charge du ressort 56. Les pressions différentiel-20 les aux étranglements 74 et 96 sont totalisées ou comparées par la valve-piston 36, de façon à mettre la valve en position fermée si le débit de retour est inférieur d'une quantité déterminée au débit d'aller. Ainsi, les fuites en aval de l'orifice 17 amènent le coupe-circuit a l'état fermé. Cette caractéristique à seuil peut 25 . également être utilisée pour assurer une certaine compensation du déséquilibre de. l'actuateur 18. Comme on peut le voir, l'actuateur 18 ne comprend aucun moyen agissant sur le piston 22 pour équilibrer les efforts transmis par la queue de ce piston. Par suite, lorsqué le piston 22 se déplace vers la gauche, la quantité de 30 fluide qui entre à droite par le conduit 16 est plus grande que celle qui s'échappe | gauche par le conduit de retour 26. Cela produit le même effet que celui qui résulte d'une fuite dans le conduit 26, de telle sorte que la valve-piston 36 commence à se déplacer vers sa position fermée. Si l'on règle la vitesse de déplace-35 ment du piston 36, par exemple en choisissant la dimension des étranglements amortisseurs 66 et 104, la valve-piston n'atteint sa position fermée qu'un certain temps après que l'actuateur ait accompli la totalité de sa course. Si le déséquilibre des débits subsiste après la fin de course de l'actuateur, cela indique qu'une 40 fuite existe effectivement, et la valve 36 se ferme, interrompant COPY 70 k6kk€ 5 2073503 ainsi tout écoulement ultérieur de fluide vers l'actuateur. En fonctionnement normal, le déséquilibre des débits de fluide ne persiste pas ; les pressions de fluide agissant à droite de la valve 36 augmentent jusqu'à leur valeur normale, et le piston 36 revient dans 5 la position illustrée. Le débit de fluide requis par l'état transitoire est olus élevé que le débit requis par l'état stable. Le supplément de fluide aopelé par l'actuateur 18 crée, p l'étranglement 74 et par suite à l'extrémité gauche du coulisseau 54, une près-" ion différentielle 10 suffisante pour pousser le coulisseau vers la droite, découvrant ainsi des ouvertures variables additionnelles :ën parallèle avec les étranglements 74 et 96. Par suite, la chute-de pression dens le coupe-circuit reste pratiquement constante pendant l'état transitoire, même si le coupe-circuit est traversé par un courant dé 15 fluide beaucoup .plus important que pendant l'état stable. Les ouvertures additionnelles d'amortissement en parallèle avec les étranglements 66 et 104 sont également nécessaires pour accélérer la valve-piston 36, donc pour éviter que la lenteur de sa fermeture pendant l'état transitoire occasionne une perte excessive 20 de fluide, de même que pour minimiser les pertes de pression.La dimension des ouvertures variables d'amortissement doit être suffisamment faible pour éviter que la valve-piston 36 se ferme trop rapidement à un moment où la vitesse de l'actuateur déséquilibré est maximale, ou lorsque se présente un déséquilibre transitoire 25 ou de courte durée. Toutefois, ces ouvertures doivent être suffisamment grandes pour que la valve-piston 36 puisse se fermer à une vitesse qui ne donne pas lieu à une perte excessive de fluide. La description qui précède se rapporte h une application particulière de l4invention dans laquelle le fluide est délivré a un 30 actuateur non-équilibré, mais il va de soi que l'invention est également applicable à des actuateurs équilibrés, à des actuateurs commandés par des systèmes de régulation, ou a d'autres dispositifs d'utilisation. Le boîtier de coupe-éircuit 14 que l'on a représenté est réalisé en une seule pèce, mais le coupe-circuit peut également 35 comprendre une portion de boîtier pour le coulisseau 54 et le distributeur 52, et une portion de boîtier pour la valve de fermeture 36, les canaux 72, 78, 86, 97 et 100 étant disposés suivant les besoins. Les modifications qui résultent de l'applic ation des règles de l'art entrent également dans le cadre de l'invention ; c'est 40 ainsi que la valve a piston épaulé 36 peut- être remplacée par un double clapet, et qx» des arrangements équivalents peuvent être utilisés pour comparer les courants de fluide traversant les étranglements. 70 k6kk6 2073503 REVENDICATIONS 1 Coupe-circuit hydraulique utilisable dans un système comprenant un conduit d'arrivée prévu pour le passage d'un fluide allant d'une source de fluide sous pression vers un dispositif d'utilisa- 5 tion commandé par ce fluide, et un conduit de retour permettant au fluide de retourner vers la source, ledit coupe-circuit comprenant une valve d'arrêt maintenue en position ouverte par un organe élastique et pouvant se déplacer vers une position fermée pour laquelle le conduit d'arrivée est bloqué en réoonse à des changements re-10 latifs des débits de fluide circulant dans le conduit d'arrivée et dans le conduit de retour, et étant ca'ractérisé en ce qu'un premier dispositif de mesure de débit et un second sont respectivement placés dans le conduit d'arrivée et dans le conduit de retour en aval de la valve d'arrêt, et en ce que la valve d'arîêt comprend des ,15 surfaces réceptrices de pression exposées à des pressions représentatives des débits de fluide, et disposées de telle façon que les forces de pression sont équilibrées lorsque les débits dans les conduits d'arrivée et de retour sont approximativement égaux, et qu'un déséquilibre des pressions supérieur à une valeur déter-20 minée déplace la valve d'arrêt vers la position fermée à 1'encontre de l'organe élastique. 2 - Coupe-circuit hydraulique suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les dispositifs de mesure de débit comprennent respecti\emert un premier et un second moyens formant étranglement 25 et en ce que la valve d'arrêt comprend une première surface et une seconde respectivement exposées à la pression en gval et en amont du premier moyen formant étranglement, ainsi qu'une troisième surface et une quatrième respedtivement exposées à la pression en aval et en amont du second moyen formant étranglement, les pressions 30 agissant dans le même sens que l'organe élastique sur la première surface et sur la quatrième, et à 1'encontre de l'organe élastique sur la deuxième surface et sur la troisième. 3 - Coupe-circuit hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens amortisseurs agissent sur la valve d'ar- 35 rêt pour régler la vitesse de ses déplacements. 4 - CouDe-circuit hydraulique suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens amortisseurs comprennent un troisième moyen formant étranglement prévu dans un canal reliant la seconde surface au conduit d'arrivée en amont du premier moyen formant et-~ 40 ranglement, et un quatrième moyen fcannant étranglement prévu dans un COPV 70 k€kM6 7 2073503 canal reliant la quatrième surface au conduit de retour en amont du deuxième moyen formant étranglement. 5 - Coupe-circuit hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une valve de réglage qui en 5 réponse à des faibles différences de pression indiquant une augmentation de l'appel de fluide par le disoositif d'utilisation, provoque une augmentation du débit de fluide afin de maintenir approximativement constante la différence entre la pression en amont et la pression en aval du coupe-circuit. 10 6 - Coupe-circuit hydraulique suivant la revendication 5, ca ractérisé en ce que la valve de réglage comprend un organe mobile sensible à la différence entre les pressions dans le conduit d'arrivée en amont et en aval du coupe-circuit. 7 - Coupe-circuit hydraulique suivant les revendications 2, 15 4 et 5 caractérisé en ce que la valve de réglage est prévue pour ouvrir des orifices en dérivation sur les moyens formant étranglement . 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