Brevet FR2310195A1 — publié le 19761203

La présente invention concerne un appareil de percussion hydraulique comprenant un accumulateur de pression rempli de gaz, dont le volume de gaz et le volume de liquide sont séparés par un diaphragme en caoutchouc ou correspondant. On doit utiliser l'accumulateur de pression du fait de la fonction pulsatoire de l'appareil de percussion et de la com- pressibilité relativement faible du liquide. le rôle de l'accumulateur de pression est de stabiliser les à-coups de pression. Il sert également à fournir périodiquement du liquide sous pression qui est nécessaire pour le fonctionnement de l'appareil de percussion. On utilise des accumulateurs de pression à la fois sur le coté en pression et sur le côte de sortie de l'appareil de percussion. Des conditions particulières sont imposées à l'accumulateur de pression d'un appareil de percussion du fait de la grande pression de travail pouvant atteindre 150 à 250 bars, de la forte fréquence de charge qui peut atteindre plusieurs milliers de cycles par minute, de la longue distance de déplacement du diaphragme en caoutchouc dans une direction perpendiculaire au diaphragme et de la forte variation de pression, pouvant atteindre 50 bars, qui s'exerce sur le diaphragme. Gomme appareil de percussion hydraulique de type connu, on peut citer une foreuse de roches dont l'accumulateur de pression est rempli de gaz. L'entre du liquide dans l'accumulateur et sa sortie sont assurées par l'intermédiaire d'un trou assez grand. Une plaque métallique est fixée sur le diaphragme en caoutchouc de l'accumulateur de pression, cette plaque entrant en contact avec le corps de l'accumulateur quand le liquide sort de ce dernier. Ce type d'appareil de percussion présente une fragilité qui est imputable à l'ensemble formé par le diaphragme en cajou; chouc et la plaque métallique dans l'accumulateur de pression. En premier lieu, il est difficile de fixer en toute sécurité la plaque métallique sur le diaphragme en caoutchouc, et, même si cette fixation s'effectue correctement, le caoutchouc se rompt aisément à la jonctlon de la partie en caoutchouc et de la plaque du fait que c'est précisément ce point qui est soumis aux charges les plus fortes engendrées du fait de la longue distance de déplacement du diaphragme en caoutchouc, du choc exercé par la plaque contre le corps et des sources d'inertie s'appliquant sur la plaque. Ces forces d'inertie peuvent être très élevées du fait de la fréquence élevée des chocs s'exerçant sur le diaphragme en caoutchouc et sur la plaque et des forces élevées les sollicitant. En outre,la plaque métallique vient souvent exercer un choc sur le corps en oblique, ce qui exerce une sollicitation supplémentaire dans la zone de jonction du caoutchouc avec la plaque. Ces inconvénients ont un effet particulièrement perturbateur sur le fonctlonnement de l'appareil de percussion. Il est notamment dangereux que la plaque du diaphragme, lorsqu'elle vient percuter le corps de l'accumulateur, se rompt car le liquide reçoit alors des morceaux de métal qui endommagent l'appareil de percussion. La masse de la plaque retarde son fonctionnement. Ce ra lentissement peut se traduire par une vibration du diaphragme en caoutchouc. Ces deux phénomènes ont un effet perturbateur sur le fonctionnement de l'appareil de percussion. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et de fournir un appareil de percussion hydraulique qui soit d'un fonctionnement sûr et dans lequel on puisse complètement exploiter les avantages d'un circuit hydraulique à haute pression sans aucune limitation concernant la structure de l'accumulateur de pression. Pour résoudre ce problème, il est prévu,selon l'invention, que le diaphragme en caoutchouc ou correspondant soit réalisé sous la forme d'un diaphragme unitaire de manière que le volume de liquide de l'accumulateur soit relié au circuit de liquide sous pression de l'appareil de percussion par plusieurs petits canaux. Lorsque le volume de liquide de l'accumulateur de pression est relié au circuit de liquide sous pression de l'appareil de percussion par plusieurs petits canaux, la charge s'exerçant sur le diaphragme lors de sa percussion contre le corps est bien plus faible que lorsqu'on utilise par exemple une grandie ouverture car il peut alors arriver que, sous l'effet d'une forte variation de pression, le diaphragme ait tendance à passer par l'oumerture. Suivant un mode avantageux de réalisation de I'inventl 1' invention, la partie centrale du diaphragme qui est opposée aux canaux est constituée par une surface plane entourée par un ou plusieurs plis. Les déformations du diaphragme se produisent alors dans le pli entourant la surface plane et les charges dues à cette déformation n'affectent pas la partie plane qui rejoint la surface perforée du corps quand le liquide sort de l'accumulateur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente schématiquement en coupe un appareil de percussion comportant un accumulateur de pression et agencé selon l'invention, et Fig. 2 montre l'accumulateur de pression. La figure l représente schématiquement un appareil de percussion 1 dont la partie essentielle est constituée par un accumulateur de pression 2. Cet accumulateur est relié à la fois au côté de pression (côté supérieur en regardant la fig. 1) et au côté de sortie (côté inférieur en regardant la fig. 1) de la machine. le corps de la machine a été désigné par la référence 8. La tige que vient percuter le piston de travail 3 de l'appareil de percussion 1 a été désignée par la référence 4. Le canal dans lequel passe le liquide sous pression se dirigeant vers la machine et le canal dans lequel passe le liquide sous pression provenant de la machine ont été désignés respectivement par les références 6 et 7. La partie de l'appareil de percussion qui comprend le cylindre de travail et éventuellement une valve distributrice du liquide dans les différentes parties du cylindre a été repré sentée par des lignes en trait interrompu sous la forme d'une pièce séparée du reste de la structure et désignée par la référence 5. Pour clarifier le dessin, on a représenté sur la fig. 2 l'accumulateur de pression comme étant séparé de l'appareil de percussion. L'accumulateur de pression 2 comprend un corps 9, un couvercle 10 et un diahragme en caoutchouc 11 situé dans l'intervalle existant entre le corps et le couvercle. Le volume fermé situé au-dessus du diaphragme Il - volume de gaz 12 - contient du gaz sous pression. le volume situé en dessous du diaphragme -volume de liquide 13 - est relié au circuit de liquide sous pression de l'appareil de percussion par l'intermédiaire de canaux 14.Le canal 15 prévu dans le corps correspond aux canaux 18 Quand appareil de percussion fonctionne, du liquide est introduit dans le volume 13 et la pression dans ce dernier augmente de sorte que le diaphragme en caoutchouc Il est allongé vers le haut. La pression de gaz augmente alors. Quand la pression de liquide diminue, la pression du gaz pousse le diaphragme 11 vers le bas. Du liquide s'écoule alors par l'intermédiaire des canaux 14 et 15 pour sortir du volume 13. Dans l'accumulateur de pression selon I'lnvention, le diaphragme Il est unitaire et le volume de liquide 13 de l'accumulateur est relié au volume de liquide de l'appareil de percussion par l'intermédiaire de plusieurs petits canaux 14. La surface plane prévue au milieu du diaphragme 11 entre en contact avec le corps 9 de l'accumulateur de pression quand le liquide sort de ce dernier. La partie centrale plane du diaphragme 11 est entou sent rée par un pli dans lequel se produit les déformations principales du diaphragme. L'invention présente les avantages suivants Le diaphragme Il situé entre le volume de gaz 12 et le volume de liquide 13 ne comporte aucun point de discontinuité où une charge aurait tendance à se concentrer. La masse du diaphragme 71 est aussi faible que possible du fait que les parties métalliques sont éliminées, ce qui permet à l'accumulateur de mieux suivre le fonctionnement du circuit hydraulique de l'appareil de percussion. Le fonctionnement d'ensemble de l'appareil de percussion est amélioré. Sa charge devient plus régulière, les vibrations perturbatrices dans le circuit hydraulique sont réduites et on peut exploiter mieux qu'auparavant les avantages de l'hydraulique. REVElDICATIONS 1. Appareil de percussion hydraulique comprenant un accumulateur de preSsIon (2) rempli de gaz et dont le volume de gaz (12) et le volume de liquide (13) sont séparés par un diaphragme en caoutchouc ou correspondant (11), caractérisé en ce que le diaphragme (11) est un diaphragme unitaire, le volume de liquide (13) de l'accumulateur de pression (2) étant relié au circuit de liquide sous pression de l'appareil de percussion par plusieurs petits canaux. 2. Appareil de percussion hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie médiane dudit diaphragme (11) située a l'opposé desdits canaux (14) est une surface plane entourée par un ou plusieurs plis.