Brevet FR2090163A1 — publié le 19720114

i 2090163 la présente invention concerne les soupapes de sécurité pour circuits hydrauliques et plus particulièrement une soupape de sécurité asservie hydrauliquement. Dans certaines soupapes de sécurité connues, un distri-5 buteur d'asservissement est associé à l'obturateur principal de manière à régler l'action de ce dernier, afin d'éliminer les claquements et les vibrations. Une soupape de sécurité hydraulique de ce type est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N"0 2.043.453. 10 Dans certains cas, il est désirable que, dans une soupa pe de ce type, la pression de déclenchement de l'obturateur principal soit réglable. l'invention a donc pour objet une soupape de sécurité réglable à distance par impulsions électriques, qui est relati-15 vement simple, efficace et facile à fabriquer, ainsi qu'un dispositif d'asservissement réglable à distance par impulsions électriques, la soupape réglable à distance de l'invention comprend un étage principal, un étage d'asservissement et un étage de ré-20 gulation. l'étage d'asservissement agit en fonction de la pression régnant dans l'étage principal, et comprend un dispositif sollicité par un ressort qui actionne hydrauliquement l'étage principal lorsque la pression dépasse une valeur prédéterminée. l'étage de régulation fait varier hydrauliquement 25 la charge du ressort de l'étage d'asservissement en réponse à un signal électrique qu'il reçoit, de manière à faire varier la pression à laquelle l'étage d'asservissement agit sur l'étage principal. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à 30 l'examen de la description détaillée, non limitative qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, et donnant à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention. La soupape de l'invention comporte un étage principal 10, un étage d'asservissement 11 et un étage de régulation 12. 35 Comme on le voit sur la figure annexée, l'étage prin cipal 10 comprend un corps principal 9 qui comporte un orifice d'entrée 13 communiquant par l'intermédiaire d'une chambre 14 avec un orifice de sortie 15. le fluide hydraulique passe de l'orifice d'entrée 13 dans la chambre 14 et est dirigé par 40 l'orifice de sortie 15 vers l'appareil à commander, par exemple 71 18157 2 2090163 •un cylindre hydraulique. Le corps 9 comporte également un orifice de décharge 16 qui communique avec un siège de soupape 17. Un obturateur 18 comprend une portée 19 plaquée normalement contre le siège 17 5 par un ressort 20 disposé dans un alésage central de l'obturateur, et s'appuyant d'une part contre le fond de cet alésage et d'autre part contre une surface d'une tête supérieure 21 fixée au corps principal 9. Un piston'22, faisant partie intégrante de l'obturateur 18 coulisse dans un cylindre 23a ména-10 gé dans la tête 21. Le piston 23 comporte un passage axial 22a débouchant dans ses deux faces opposées. L'étage d'asserviss«ment comprend la tête supérieure 21 qui comporte un alésage 23 dans lequel est disposé un siège de soupape 24. Une soupape à pointeau 25 est plaquée contre le 15 siège 24 par un ressort 26. Une extrémité du ressort 26 s'appuie contre le pointeau 25 et son autre extrémité s'appuie contre un tiroir à réaction différentielle 27 disposé dans un suralésage 28 de l'alésage 23 et qui comprend une portée de commande 32 solidaire de deux portées opposées 31 et 34 de plus 20 faible diamètre. Un canal de passage 29 fait communiquer la chambre 14 et l'alésage 23. A cet effet, le canal 29 communique par un canal 30 avec une chambre délimitée par la portée centrale 32 et par la portée de plus faible diamètre 31 du tiroir 27. Le 25 fluide est également admis par un passage 33 et un passage 34a de l'autre côté du tiroir 27, entre la portée centrale 32 et l'autre portée 34. Une partie du fluide passe du canal dans une soupape à clapet de l'étage de régulation 12, qui comprend un gicleur 36, 30 un clapet 37 et une bobine 38 qui peut actionner le poussoir du clapet 37 et déplacer celui-ci par rapport au gicleur. Pour compenser les élévations de température dans la zone de la soupape à clapet, le dispositif comporte une tige de compensation 45 dont l'extrémité constitue un régulateur d'é-35 coulement 46 disposé dans le passage 33 communiquant avec la face du tiroir 27 voisine de la portée 34. Lorsque la température s'accroît dans cette zone, le régulateur d'écoulement.46 freine le débit du fluide admis sur ce côté du tiroir 27. Lorsque la bobine 38 n'est pas alimentée, le fluide, par 40 exemple l'huile du circuit hydraulique, circule dans l'étage 71 18157 3 2090163 principal, entre l'orifice d'entrée 13 et l'orifice de sortie 15, sous une pression minimaie normale. l'huile passe également par les passages 29 et 30 dans l'étage d'asservissement et par le passage 33 dans l'étage de régulation. Lorsque la bobine est 5 alimentée, le clapet 37 est tiré vers le gicleur 36, ce qui limite l'écoulement du fluide par ce dernier. Ceci entraîne une augmentation de pression appliqué sur la face 34 du tiroir 27. En conséquence, ce dernier se déplace vers la gauche en comprimant le ressort 26 qui sollicite le pointeau 25. De ce 10 fait, la pression agissant sur la partie supérieure de l'obturateur 18 augmente, ce qui provoque une augmentation de pression dans le circuit hydraulique. Le circuit fenné interne du mécanisme constitue un dispositif de positionnement par réaction. Lorsque le débit de la 15 soupape augmente, il en résulte une augmentation de la pression dans le circuit hydraulique (c'est-à-dire que le circuit s'équilibre en état stabilisé de surpression). Lorsque la pression augmente dans le circuit, la pression qui s'exerce sur le-côté droit du tiroir 27 augmente également, ce qui modifie le 20 rapport des forces s'exerçant de part et d'autre de ce dernier. Toute tendance du tiroir 27 à se déplacer agît sur le ressort 26, ce qui modifie la position du clapet 37 par rapport au gicleur 36. Cet effet fait varier la pression appliquée sur le côté droit du tiroir 27 et dans le circuit sous pression, 25 ce qui a pour effet de ramener le rapport des forces exercées sur le tiroir à sa valeur initiale. De ce fait, ce dernier conserve approximativement sa position initiale, quel que soit le débit dans le circuit de commande. Lorsque la température de l'huile augmente, ce débit 30 augmente également du fait de la diminution de la viscosité de l'huile. Etant donné que le clapet est soumis à une sollicitation maintenue constante, la pression sur le côté droit du tiroir 27 augmente et ce dernier se déplace vers la gauche, ce qui a pour effet d'augmenter la pression dans le circuit. 35 Toutefois, lorsque la température s'élève, la tige d'aluminium 45 se dilate et obture partiellement le canal de passage pour limiter la quantité d'huile dirigée vers le côté droit du tiroir 27. Cet effet de freinage du débit maintient l'augmentation de pression dans le circuit à une valeur minimale. 40 Lorsque la bobine 38 n'est pas alimentée, le fluide hydrau 71 18157 4 2090163 lique pénètre par l'orifice d'entrée 13t passa autour de l'obturateur 18 et ressort de l'appareil par l'orifice de sortie 15. Toutefois, lorsque la pression dépasse une valeur minimale donnée, le pointeau d'asservissement 25 s'écarte de son siège 5 24 en modifiant temporairement la pression appliquée à la tête de la soupape 22 par le passage 40, et l'obturateur 18 s'écarte de son siège pour dériver le fluide par l'orifice de décharge 16. Comme on le voit sur le dessin, le fluide circulant dans 10 l'enceinte contenant le pointeau 25 est drainé, par un canal 41 ménagé dans le tiroir 27, dans l'enceinte 42, et de là il est évacué vers le réservoir drhuile. Une des extrémités du canal de passage 41 est délimitée par un orifice 43 qui limite la surpression lorsque le dispositif est soumis à des pressions 15 importantes, comme dans les soupapes de décharge classiques. Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dissue à titre purement indicatif,mai s nullement limitatif ? et que l'on pourra lui apporter toutes modifications de détail conformes à son esprit sans sortir de son cadre. 71 18157 5 2090163 BSVENDICATIONS 1°) - Circuit hydraulique commandé à distance par impulsions électriques, caractérisée en ce qu'il comporte un étage d'asservissement comprenant une soupape et un siège de soupape, 5 un ressort sollicitant la soupape de manière à l'appliquer contre son siège, l'étage d'asservissement comportant un dispositif destiné à faire varier hydrauliquement la force exercée par le ressort pour appuyer la soupape contre son siège afin de modifier le réglage de la soupape, un étage de régulation 10 et un dispositif électrique permettant de faire varier et de moduler 11 action du dispositif faisant varier la force exercée par le ressort de soupape à la réception d*un signal. 2°) - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif agissant par réaction en fonc-15 tion de la position du dispositif faisant varier la force exercée par le ressort de soupape, de manière à émettre un signal zéro. 3°) - Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à réaction comprend un ressort. 20 4°) - Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif hydraulique faisant varier la force appliquée par le ressort de soupape comprend un tiroir à pression différentielle. 5°) - Circuit selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif électrique comprend une soupape à clapet constituée par un corps traversé par un orifice, un clapet et un bobinage électrique réglant la position du clapet par rapport à l'orifice du corps. 6°) - Circuit selon l'une quelconque des revendications 30 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de compensation de température, associé à la soupape à clapet et destiné à compenser la dilatation différentielle des éléments de cette dernière. 7°) - Circuit selon l'une quelconque des revendications 35 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de compensation de température comprend un orifice et un dispositif faisant varier la section de cet orifice en fonction de la température. 8°) - Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un étage principal 40 destiné à être intercalé dans une canalisation de fluide et 71 18157 6 2090163 pouvant dériver le fluide circulant dans la canalisation, l'é tage d'asservissement étant soumis à la pression du fluide ré gnant dans l'étage principal et agissant lorsque la pression est supérieure à une valeur pré-déterminée, de manière à actionner hydrauliquement 1*étage principal.