Brevet FR2212499A1 — publié le 19740726

L'invention est relative à une commande d'appareillage électrique et plus particulièrement à une commande oléopneumatique. Les commandes d'appareillage électrique font souvent appel à des vérins, amortisseurs, valves de puissance et de pilotage. Il est alors important que ces éléments de commande soient protégés de l'environnement extérieur, que les pertes de charge du fluide de commande soient réduites et que les fuites de fluide soient également réduites. L'invention a pour but un dispositif de commande oléopneumatique répondant à ces divers critères. L'invention a pour objet un dispositif de commande oléopneumatique d'un appareil électrique comportant des canalisations d'amenée sous pression permanente d'huile, des canalisations d'évacuation, des éléments tels qu'un vérin, ses valves de puissance et de pilotage, et des canalisations de liaisons auxdits éléments, caractérisé par le fait que lesdits éléments sont accolés au vérin de façon à constituer un bloc de commande compact et à réaliser une longueur'desdites canalisations réduites. Selon une caractéristique le vérin et le bloc de commande sont disposés à l'intérieur d'un réservoir huile sous enveloppe étanche. Selon une autre caractéristique les éléments des dispositifs sont munis de moyens de chauffage. Les caractéristiques et avantages du dispositif apparaitront dans les exenr ples de réalisation selon l'invention donnés à titre d'illustration dans les dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe partielle d'une commande selon l'invention, à effet vertical. La figure 2 est une vue en élévation d'une installation comportant le dispositif selon la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe partielle d'une commande selon l'invention, à effet horizontal. I;a figure 4 est une vue en élévation d'une installation comportant le dispositif selon la figure 3. Dans les figures les mêmes repères désignent les mêmes éléments. On a désigné par 1 la tige d'un vérin comportant un corps 6. Le corps 6 est muni de deux garnitures d'étanchéité 4 et 5 de l1extrémité avant de la tige 1 que supporte une tête d'accouplement 2 avec la partie mobile 3 d'un appareil commandé ; celui-ci peut être, par exemple, un disjoncteur. L'extrémité arrière du corps 6 du vérin, qui est opposée à l'accouplement 2, est fermée par un amortisseur 7. Le corps 6 du vérin comporte une chambre avant 16 et une chambre arrière 17 séparées par le piston 48 dont seule l'extrémité arrière est visible dans les figures 1 et 3 ; le piston est muni de garniture d'étanchéité 18 entre les chambres 16 et 17. Un prolongement de la tige 1 sur la face arrière du piston 48 constitue la tige d'accouplement 49 avec un piston 8 de l'amortisseur ; une garniture 19 assure l'étanchéité de la tige 49 sur le corps de l'amortisseur 7. Un bouchon 15 ferme l'extrémité arrière de l'amortisseur 7. Le piston 8 délimite dans le corps de l'amortisseur 7 une chambre avant 10 et une chambre arrière 11.:Des orifices 12, 13 et 14 ménagés dans la paroi de l'amortisseur débouchent dans les chambres 10 ou 11 en fonction de la position du piston 8. Le vérin est fixé sur un plateau 20 solidaire de l'appareil commandé et placé à l'intérieur d'un réservoir d'huile 9 sous enveloppe étanche 50. Le réservoir est muni sur son enveloppe à la partie supérieure d'un niveau 21, et à sa partie inférieure d'un dispositif de vidange 22, et d'une prise 39 pour l'aspiration de la pompe de la commande. Le bloc de commande est essentiellement constitué, d'une part par les valves principales dites de puissance dont les corps sont repérés en 23 et 27, et d'autre part par la valve pilote. 36. Ces valves sont alimentées par un accumulateur oléopneumatique 43, visible dans les figures 2 et 4, à partir d'une pièce de distribution 44, et par l'intermédiaire de canalisations : la canalisation 33 alimente directement les valves 23 et 27 ; ia canalisation 38 alimente la valve pilote 36. La valve 23 comprend un clapet 24 autorisant la comnunication de la chambre avant 16 du vérin avec l'accumulateur 43, grâce à la canalisation 31, et un clapet 25 autorisant la communication de cette même chambre avec le réservoir 9 grâce à un orifice 34 ; cette valve est actionnée par un piston 26. La valve 27 comprend un clapet 28 autorisant la communication de la chambre arrière 17 du vérin avec l'accumulateur 43 grâce à la canalisation 32, et un piston-clapet 29 autorisant la communication de cette même chambre avec le réservoir 9 grâce à un orifice 35.. Le piston 26 et le piston-clapet 29 sont simultanément commandés par une chambre 30 disposée entre ces deux organes ; la chambre 30 est reliée par une canalisation 37 à la valve de pilotage 36 ; celle-ci comporte elle-même deux électro-aimants de commande 40 et 41. Les valves de puissance et de pilotage, ainsi que les canalisations de liaison, sont disposées, de même que le vérin, à l'intérieur du réservoir 9. Le bloc de commande est monté directement sur le vérin, soit verticalement dans les figures 1 et 2, soit horizontalement dans les figures 3 et 4. Une enveloppe formant armoire de protection 46 contre les intempéries contient le vérin, le bloc de commande, l'accumulateur oléopneumatique 43 et ses accessoires tels qu'une pompe de commande 45 reliée, d'une part à la prise de l'aspiration 39 du réservoir, et d'autre part à l'accumulateur 43 par l'intermédiaire de la pièce de distribution 44.L'ensemble peut être chauffé par un dispositif de chauffage comportant des résistances 47 disposées dans l'armoire 46 et pouvant être placées dans le réservoir 9 ; le dispositif peut être commandé par un thermostat non représenté. Le fonctionnement d'ensable du dispositif de commande oléopneumatique est le suivant Pour provoquer la sortie de la tige 1 de piston du vérin, on alimente l'électro-aimant 40. L'huile de l'accumulateur 43 qui alimente les canalisations 33 et 38 est alors admise par la valve pilote 36 dans la canalisation 37. La chambre 30 se trouve ainsi mise sous pression, le piston 26 et le piston clapet 29 sont repoussés. Le piston 26 pousse le clapet 25, ce qui établit la communi- cation de la chambre avant 16 du vérin avec le réservoir 9 à travers l'orifice 34 ; le clapet.24 coupe la liaison entre la chambre 16 et l'accumulateur 43. Simultanément le piston-clapet 29 coupe la conmunication entre la chambre arrière 17 du vérin et le réservoir 9 à travers l'orifice 35 et établit la communication entre cette chambre et l'huile de l'accumulateur 43. L'huile de l'accumulateur 43, adaise par les canalisations 33 et 32, pénètre dans la chambre 17, tandis que l'huile contenue dans la chambre 16 est refoulée dans le réservoir 9 à travers l'orifice calibré 34 en fonction de la vitesse de déplacement du piston 48 et de la tige 1 vers le haut. Au cours du déplacement de la tige 1, la chambre 11 de 11 amortisseur se remplit d'huile aspirée du réservoir 9 à travers les orifices 14 puis 13 ; l'huile contenue dans la chambre 10 est refoulée successivement à travers les orifices 13 puis 12.En fin de course, la diminution progressive du nombre d'orifices 12 contribue à l'amortissement ; le vérin est alors maintenu dans la position haute ou "tige de piston sortie" par la canalisation 37 qui reste sous pression par auto-alimentation de la valve 36. Pour provoquer la rentrée de la tige du piston 1, c'est-à-dire son déplacement vers l'arrière, on alimente l'électro-aimant 41, ce qui supprime l'autoalimentation de la valve 36. La communication avec l'accumulateur étant interrompue, la pression disparaît dans la canalisation 37 et la chambre 30, lesquelles se déchargent dans le réservoir 9. Le piston 26 revient en appui sur sa butée sous l'effet d'un ressort de rappel des clapets 24 et 25, alors que le piston-clapet 29 revient en appui sur sa butée sous l'effet d'un ressort de rappel du clapet 28. Dans cette position de butée, la chambre 16 qui est mise en communication avec l'accumulateur 43 à travers les canalisations 31 et 33 est soumise à la presssion d'huile, tandis que la chambre 17 est mise en communication avec le réservoir 9 à travers l'orifice 35. L'huile sous pression est admise dans la chambre 16, tandis que celle contenue dans la chambre 17 est évacuée dans le réservoir 9 ; le piston 48 se déplace vers l'arrière entraant la tige 1 du vérin. La vitesse de déplacement de la tige est fonction de l'orifice 35 qui est calibré. Pendant le déplacement la chambre 10 de l'amortisseur se remplit d'huile aspirée succes sivernent à travers les orifices 12 et 13.L'huile de la chambre Il est refoulée à travers les orifices 13 puis 14, en fin de course, la diminution progressive du nombre d'orifices 14 contribue à l'amortissement. Après suppression de l'ali- mentation de l'électro-aimant 41 l'ensemble contenu dans le réservoir 9 reste au repos en position représentée dans les figures 1 et 3. La réserve d'énergie de l'accumulateur est reconstituée après chaque manoeuvre sur l'ordre donné-par un dispositif classique solidaire de la position du piston de l'accumulateur ; ce dispositif commande. la mise en marche et l'arrêt de la pompe 45 qui prélève l'huile amenée dans le réservoir 9.par les fonctionnements du vérin et des valves et la refoule dans l'accumulateur 43. Les principaux avantages des dispositifs selon l'invention sont les suivants. La disposition générale adoptée assure l'autonomie de l1ensemble de l1appareil et de sa commande. La réalisation d'un bloc compact comportant vérin, amortisseur de fin de course, valves de puissance et de pilotage et en particulier le montage des valves de puissance accolées au vérin, permet de supprimer pratiquement les canalisations sur les circuits de retour, de vidange et de décompression, ce qui réduit au minimum les pertes de charge et accroît les performances. La protection du bloc de commande par une enveloppe étanche remplie d'huile évite le contact de ces éléments avec l'environnement extérieur ce qui protège contre les atmospheres corrosives et l'oxydation et facilite la protection contre les basses températures. Dans ces conditions, le dispositif de chauffage placé dans le réservoir ou à proximité immédiate de celui-ci favorise l'obtention d'-une température plus constante et plus élevée des principaux organes de commande et par conséquent laisse plus de liberté dans le choix des garnitures d'étanchéité. L'immersion dans l'huile du bloc de commande et des organes hydrauliques en mouvement assure une-reprise automatique des fuites et en particulier de celles du vérin qui passent dans le réservoir 9 et n'ont pas de conséquence sur le fonctionnement de l'amortisseur. Le niveau d'huile de remplissage est situé au-dessus du point le plus haut des circuits qui ne sont pas soumis à la pression permanente de l'accumulateur, et le remplissage de ces circuits s'effectue en permanence par-gravité. Cette disposition permet de supprimer le maintien sous basse pression des circuits par l'intermédiaire d'un détendeur asservi. à un limiteur de pression et destiné à éviter la présence de poches de gaz dans ces circuits. De plus, tous les circuits sont automatiquement purgés pendant le remplissage du réservoir. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de commande oléopneumatique d'un appareil comportant des canalisations d'amenée sous pression permanente d'huile, des canalisations dtévacuation, des éléments tels qu un vérin, ses valves de puissance et de pilotage, et des canalisations de liaison auxdits éléments, caractérisé par le fait que lesdits éléments sont accolés au vérin de façon à constituer un bloc de commande compact et à réaliser des longueurs réduites pour lesdites canalisations. 2/ Dispositif de commande oléopneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le vérin et le bloc de commande sont disposés à l'intérieur d'un réservoir d'huile sous enveloppe étanche. 3/ Dispositif de commande oléopneumatique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le réservoir est muni d'un niveau d'huile de remplissage disposé au-dessus du point haut des canalisations autres que celles d'amenée soumises à pression constante. 4/ Dispositif de commande oléopneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits éléments sont chauffés par un moyen de chauffage. 5/ Dispositif de commande oléopneumatique selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen de chauffage est dispose à l'intérieur du réservoir. 6/ Dispositif. de commande oléopneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le bloc de commande est fixé sur l'appareil électri- que commandé.