Brevet FR2112542A1 — publié le 19720616

L'invention concerne un accumulase@ hydro- pneumatique à piston constitué par un carter cylindrique et un piston à déplacement libre disposé à l'intérieur, lequel sépare l'une de l'autre, dans le cylindre, une partis remplie de gaz et une partie remplie de liquide, et comportant des j@ints annulaires disposés à la périphérie du piston dans des évidements annulaires. I1 est déjà connu d'utiliser des pistons libres dans des accumulateurs hydro-pneumatiques t piston pour séparer ainsi la partie du cylindre remplie de gaz de la partie remplie de liquide. Par suite des pressions levées apparaissant dans des accumulateurs de ce genre, aussi bien du côté gaz que du coté liquide, il se produit lors d'un brusque prelevement de liquide, et de la forte chute de pression qu'il provoque du coAt liquide, ainsi que du soudain accroissement de volume du côté gaz, une force accélération du piston libre. Lors@ue l'secumul teur se remplit de nouveau de liquide sous pression, @e volume du gaz est réduit à son tour et il règne A présent @@@ pres- sion élevée des deux côtés du joint d'étanchéité, qui peut provoquer un "écoulement" des joints @ il peut alors se produire un passage de gaz dans le liquide sous pression ou inversement. Egalement, par suite de l'accélération du pisten se produisant lors de prélèvement de liquide sous pression et lorsque le piston vient buter contre le chapeau du @vlindra. il peut se produire une détérioration du joint.Pour @es @aisens, il e @éjà ét proposé de soumettre les joints à une tension i@itiale. On a tenté d'y parvenir par diverses dispositions en @ert entier a moyen de ressorts et de pièces de transmission de la pression et de butées correspondantes. Ces dispositions con@ues présente@ sepen- dant diverses insuffisances qui consistent, en outre. en ce qu'un plus grand nombre de pièces détachées a précisi@@ est nécessaire. Pour éviter ce grand nombre de pièces détachées de précision, on a proposé aussi d'autres solutions, comm@ par exemple la disposition d'un conduit de décharge dans le piston et, comme autre solution, le remplissage par un liquide séparateur d'une chambre intercalaire formée par les deux fonds du piston. Un inconvénient de la premiere disp@sition consiste en ce que, par suite de fortes variations de température, déterminées par cette application, dans l'espace annulaire du piston auquel aboutit le conduit d'équilibre, il peut se produire une dépression qui fait apparaStre une charge encore plus forte sur les joints. Mais, dans le cas de la deuxième disposition, il y a comme inconvénient le fait que le liquide séparateur est introduit à la pression atmosphérique normale, et qu'alors la chambre intercalaire recevant le liquide séparateur n'est pas complètement remplie, et qu'il ne se produit pas, ainsi, de soulagement des joints, soumis aussi bien à la pression du gaz qu'à la pression du liquide. C'est le but de l'invention de proposer une disposition qui ne présente pas les inconvénients et insuffisances des dispositions connues. A cet effet, selon l'invention, le piston re çoit la forme d'un double piston libre, dont les deux fonds sont réunis par une entretoise, et la chambre de pression se trouvant entre les deux fonds du piston est remplie d'un liquide soumis à une haute pression. L'avantage de l'invention consiste en particulier en ce qu'une certaine tension initiale est transmise sur les joints des deux fonds de piston par le liquide sous pression entre les deux fonds de piston réunis par une entretoise, et cela, de manière égale dans les deux directions, c'est-à-dire face au côté gaz comme aussi face au côté liquide. On est ainsi assuré que, mme lorsque la pression nominale croit pour atteindre la pression de service dans la partie du cylindre à liquide sous pression, on évite non seulement un "écoulement" des joints,mais encore une détérioration de ceux-ci, quand le piston bute contre la tête de cylindre lors d'un vidagé brusque du liquide.On obtient ainsi une étanchéité au gaz constante, c'est-à-dire qu'il ne peut pas passer de gaz du côté gaz dans le côté liquide, ni de liquide parvenir du côté gaz. En outre, il est avantageux que les joints disposés dans les évidements annulaires soient constitués par des bagues d'étanchéité et des bagues de glissement, ou par une combinaison de celles-ci. Par une disposition de ce genre, on obtient que, si l'on choisit la matière appropriée pour les bagues de glissement, comme par exemple du polytétrafluoréthylène, ou si l'on emploie des bagues métalliques revêtues d'une coche de PIFE, on parvient à un faible frottement entre piston et portée de cylindre, un coefficien-t de dilatation minimal lors de variations de température, et un raclage sûr des particules de li quide restant éventuellement sur la paroi du cylindre. L'étanchéité proprement dite est réaliséé par la disposition d'un joint annulaire exécuté en une matière élastique connue. Selon une variante, il est prévu de disposer un clapet de retenue dans l'un des deux fonds de piston. Par la disposition d'un tel clapet de retenue, on peut, lors du montage d'un accumulateur hydro-pneumatique à piston, introduire immédiatement le liquide sous pression dans la chambre intermédiaire formée par les deux fonds de piston. On réalise ainsi un remplissage complet de l'espace vide et, en même temps, on peut alors réaliser la pression nécessaire, fonction de la pression de fonctionnement, pour laquelle est dimensionné l'accumulateur hydraulique. Sur le dessin zont representes, de manière simplifiée, des exemples d'exécution de l'objet de l'invention. On voit sur la figure 1 : une forme d'exécution de l'invention donnée à titre d'exemple la figure 2 : différentes configurations des bagues d'étanchéité et des bagues de glissement du piston. Les mêmes pièces portent sur la figure 2 des mêmes repères que sur la figure 1. Sur la figure @, 1 désigne un cylindre d'ac- cumulateur hydraulique, obture ce manière étanche à ses deux extrémités par des chapeaux obturateurs 2, 3, le chapeau obturateur 2 comportant un orifice 4 de remplissage de gaz, prévu pour recevoir une soupape à gaz qui n'a pas été représentée et le chapeau obturateur 3 comportant un orifice 5 pour un raccord, non représenté, à une canalisation d'huile. Dans l'accumulateur 1, est disposé un piston double 6, constitué par les deux fonds de piston 7 et 8, et une entretoise 9 les réunissant tous deux.Dans lUn des pistons 7,8, sur le dessin, dans le fond 7, est disposé un clapet de retenue 10. Les fonds de piston 7, 8 comportent, sur leur périphérie, des évidements annulaires ll destins à recevoir des bagues d'étanchéité 12 et des bagues de glissement 13. Sur la figure 2, sont représentées sous a,b,c, différentes combinaisons données å titre d'exemple, des bagues de glissement et des bagues d'étanchéité 12, 13. La figure 2a représente une combinaison d'un anneau d'étanchéité 12 en une matière élastique connue, et de bagues de glissement 13 dont la surface de frottement peut être revêtue d'une garniture 14 en PTFE. Sur la figure 2b, sont représentées une bague d'étanchéité 12 et une bague de glissement 13 comportant également une garniture en PTFE, séparées l'une de l'autre ; tandis que , sur la figure 2c, est représentée une combinaison des bagues d'étanchéité 12 et des bagues de glissement 13, une seule bague de glissement 13 étant pourvue d'une garniture 14 en PTFE, tandis que la deuxième bague de glissement est en métal. Tous les détails de construction non nécessaires à une compréhension directe de l'invention, par exemple les garnitures d'étanchéité des chapeaux obturateurs 2,3, et la soupape de remplissage de gaz sur l'orifice 4, de même que le raccord à une canalisation d'huile dans l'orifice 5, ont été laissés de côté sur la figure 1. Le fonctionnement de la disposition conforme à l'invention est le suivant Dans un cylindre d'accumulateur hydraulique 1, dont les extrémités sont obturées de manière étanche par les chapeaux obturateurs 2 et 3, est disposé un piston double 6 à déplacement libre, dont les deux fonds 7 et 8 sont réunis par une entretoise 9. Ce piston double 6 réalise la séparation,dans le cylindre 1, entre une chambre à gaz 15 et une chambre à liquide 16.Dans les orifices 4 et 5, disposés dans les chapeaux obturateurs 2 et 3, sont montés respectivement une soupape de remplissage de gaz et un raccord à une canalisation d'huile.Les bagues d'étanchéité 12 et les bagues de glissement 13, disposées dans des évidements annulaires 11 à la périphérie extérieure du piston, ces dernières étant pourvues à volonté d'une garniture 14 en PTFE ou d'autres revêtements semblables en matière plastique, assurent non seulement une étanchéité au gaz mais encore un guidage du piston 6 dans le cylindre 1.Par un clapet de retenue 10 disposé dans l'un des deux fonds de piston 7, 8, du liquide sous pression est introduit dans une chambre de pression 17 formée par les deux fonds de piston 7, 8,avant la fixation du chapeau obturateur 2 ou 3, la pression de ce liquide dans la chambre de pression 17 devant être supérieure à la pression de fonctionnement dans le cylindre, sus @bter de ce fait une mise sous tension préalable des bagues d'etanchéité 12 et empêcher un "écoulement" de celles-ci. L'objet de l'invention n ést évidemment,pas limité aux représentations du dessin. Ainsi, les combinaisons de bagues d'étanchéité et de bagues de glissement représentées sur la f-~ur~ a, 2b1 2c peuvent être fixées sur le fond de piston dans un ordre différent ; en particulier, on pourrait utiliser pour les bagues de glissement différents profils et différentes combinaisone de matières. REVENDICATIONS 1. Accumulateur hydro-pneumatique à piston, constitué par un carter cylindrique et un piston à déplacement libre disposé à l'intérieur, lequel sépare l'une de l'autre, dans le cylindre, une partie remplie de gaz et une partie remplie de liquide, et comportant des joints annulaires disposés à la périphérie du piston dans des évidements annulaires, caractérisé en ce que le piston (6) reçoit la forme d'un double piston libre dont les deux fonds (7,8) sont réunis par une entretoise (g), et que la chambre de pression (17) existant entre les deux fonds de piston (7,8) est remplie d'un liquide soumis à une haute pression. 2. Accumulateur hydro-pneumatique à piston selon la revendication 1 caractérisé en ce que les joints disposés dans les évidements annulaires (11) sont-constitués par des bagues d'étanchéité et des bagues de glissement (12,13), ou par une combinaison de celles-ci. 3. iccumulateur hydro-pneumatique à piston selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans l'un des deux fonds de piston (7,8), est disposé un clapet de retenue (10).