Brevet FR2333191A1 — publié le 19770624

La présente invention due à la collaboration de Monsieur Alphonse PY se rapporte à un dispositif régulateur d'accélération utilisable dans les circuits de commandes hydrauliques en vue de leur protection contre les chocs de démarrage et les cowps de bélier, notamment au moment des inversions de sens de marche des organes commandés, tels que des vérins. L'inversion drun distributeur hydraulique à commande électrique est extrêmement brave la pression appliquée au vérin ou au moteur hydraulique passe brusquement d'une pression nulle à la pression du circuit d'alimentation de la pompe et même au#délà par le coup de bolier dû à cette montée rapide (la pression due au coup de bolier peut atteindre et même dépasser le double de la pression de service} Par ailleurs, l'accélAration brutale donnée au vérin ou au moteur est nuisible à la mécanique, et le coup de bOlier crée des fuites dans la tuyauterie et une usure anormale de l'appareillage hydraulique0 On connait des dispositifs assurant la fonction anticoup de bOlier constitués par une soupape de strette dont l'ouver- ture est commandée par une brusque variation de la pression0 - un accumulateur hydraulique peut être utilisé pour cette fonction. - un distributeur spécial à tiroir cOnique et à ouverture progressive évite également la formation du coup. de bêlier. Toutefois ces dispositifs connus à soupape, à section d'ouverture et de ferrure progressive tant commandés par le commencement du phénomène ne peuvent de ce fait que le réduire partiellement en raison de leur temps de réponse9 Ils n'empêchent pas la pression de service d'être communiquée instantanément au vérin ou au moteur actionnant le mobile à commander, Les dispositifs à tiroir à ouverture progressive nécessitent, de leur coté, une commande électronique coûteuse et difficile à régler, pour l'asservissement de leur commande. La présente invention a pour objet un nouveau dispositif qui ne présente pas les inconvénients précités et qui de plus est de conception simple et d'un prix de revient peu élevé, Le dispositif régulateur d'accélération et anti-coup de bélier objet de l'invention comporte un clapet ou piston muni de rainures de profondeur et de longueur variables assurant une variation réguliers du débit sans commande extérieure lors du déplacement du clapet dans son logement, devant une ouverture d'évaeuation, sous l'effet de la poussée axiale de la pression du fluide Suivant le montage réalisé l'appareil peut eg r des fonctions différentes : régulateur d'accélération, anti@coup de bélier ou les deux fonctions réunies. Le dispositif de clapet régulateur d'accélération et anti- coup de bolier objet de l'invention compos un piston coulissant dans un corps et plaqué contre n orifice d'arrivée de fluide par la pression d'un ressort e.= masquant un orifice de sortie carac merise en ce que la tête de piston est traversée par un passage calibré et que le fond du cylindre où cotais se le piston opposé à l'arrivée de fluide communique avec orifice de sortie par un passage calibré. Le déplacement du piston est assuré par la différence de débit de deux orifices calibrés interchangeables, l'un fixe, monté dans le corps à fond de cylindre* l'autre mobile traversant la tête du piston. Le piston comporte sur la périphérie de sa tête une série de rainures de section et de longueur variable assurant une section de passage progressive du fluide lors du démasquage par l'enfoncement du piston de 11 orifice d'évacuation. Selon deux exemples d'application usuels, le clapet objet de l'invention aura son orifice d'entrée branché sur le conduit d'évacuation d'un organe de commande hydraulique en aval de son distributeur ou branché sur le conduit d'évacuation d'un organe de commande hydraulique, en amont d'un régulateur de débit, luimême en amont du distributeur de commande. Ainsi réalisée, l'invention assure la suppression des chocs et des coups de bélier ainsi qu'une accélération nrogressive de démarrage des éléments mécaniques commandés par le circuit hydraulique. Pour celui-ei, il en résulte une meilleure tenue des pompes, du matériel de distribution et une réduction des risques de fuites sur la tuyauterie et les joints. Un exemple de réalisation d'un clapet régulateur objet de l'invention sera maintenant décrit à l'aide de la description suivante en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la fiacre 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de clapet anti-bêlier limiteur d'accélération selon la présente invention. - la figure 2 est une vue en bout #u piston regulateur. - la figure 3 est une vue développée suivant les génératrices de mssme piston montrant les différentes longueurs des rainures de progression de débit. - les figures 4 et 5 représentent deux exemples d'apDlications parmi les principaux cas d'utilisation dudit clapet, à des commandes de vérins hydrauliques. Comme il est représenté sur la coupe de la figure 1 l'appareil se compose d'un corps 1 (pouvant être par exemple réalisé en fonte à graphite sphéro#dal) percé d'une chambre cylindrique servant au guidage d'un piston 2. Dans ce même corps une gorge d'évacuation et un perçage permettent le passage d'évacuation du fluide introduit par un conduit 7. Un conduit 12 reliant le fond de la chambre 3 à l'évacuation 11 et un orifice calibré interchangeable 5 placé dans le conduit 12 à régler la vitesse de déplacement du piston 2. Le piston pouvant être réalisé en acier traité est muni sur la périphérie de sa tête de rainures 10 qui assurent la variation de débit lors du déplacement du piston 2 par variation de la section de passage au droit de la gorge 9. La vitesse de déplacement du piston est contrôlée par la différence de débit d'un orifice 6 traversant la tête du piston 2 avec le débit de ltori- fice 5 sur le corps de l'appareil, aménagé dans le conduit 12. Un ressort 4 repousse le piston à sa position d'origine contre l'arrivée de fluide 7, lorsqu'il n'y a pas de débit entre 7 et 8, la gorge 9 étant alors masquée par le piston, la colPmMi- cation entre l'amont 7 et l'aval se faisant alors par les seuls orifices 6 et 5. Les figures 3 et 4 montrent un exemple d'amnagement des rainures d'ouverture de débit progressives 10 dans la tête et sur la périphérie du piston ou clapet 2. En fonctionnement, en l'absence de débit, les pressions sont égales en amont et en aval de l'appareil, le piston 2 est en fin de course sous l'action du ressort 4 comme représenté sur la figure 1. Lors de l'inversion du distributeur de commande du circuit une différence de pression entre 1'orifice amont 7 et aval 8 tend à déplacer le piston 2 ; la vitesse de déplacement est déterminée par la différence de débit des deux orifices calibrés 5 et 6.Au fur et à mesure du déplacement du piston, les rainures 10 (de dimensions différentes) font varier la sec tion de passage au droit de la gorge 9 t la communication stétahlit progressivement entre les orifices 7 et 8 suivant une aceélera- tion ainsi contrée et sans coup de bélier, le débit initial* ayant été absorbé à travers les orifices 6 et 5 sans augmentation prohibitive de pression. Les figures 4 et 5 montrent des exemples d'application du clapi selon l'invention à des commandes de vérins hydrauliques. Suivant l'exemple de la figure 4 représentant schématiquement le déplacement d'un exemple au moyen d'un vérin 13 commandé par un distributeur 14, le clapet 1 est placé sur le circuit de retour 15 Au plus prbs du distributeur 14 et évite lors de l'inversion du mouvement, le coup de bélier dû à la détente brusque de l'huile. L'inversion du distributeur se fait sans qu'il y ait de débit. La pression appliquée sur la tête du piston 2 contenu dans le clapet 1 tend à déplacer celui-ci. Le déplacement est contrôla par la différence de débit des deux orifices 5 et 6. La variation progressive de la section des rainures assure la communication du fluide avec la gorge repère 9 (fig. 1) la mise en vitesse du fluide et du mobile se trouve limitée suivant les valeurs choisies pour les sections de passage suivant les diamètres des orifices 5 et 6. Suivant l'exemple de la figure 5 on réalise 1'avance lente d'un vérin 13 en utilisant un régulateur de débit compensé 16 dans un montage du clapet 1 destiné à éviter le saut de pression de départ qui existe généralement avec ce genre d'appareil. En l'absence de débit (c'est le cas au moment de l'inversion du mouvement) le compensateur du régulateur de débit se trouve à pleine ouverture, il y a donc accélération brutale du mobile 13 nuisible à la qualité de l'usinage des surfaces du cylindre. Pour éviter ce défaut on peut utiliser l'appareil suivant le schéma de la figureS, la variation lente du débit permet au régulateur de se mettre en position s-ns qu'il y ait d#passe- ment de la vitesse d'avance, donc sans a-coup sur le vérin. A cet effet, le clapet 1 est monté,comme indiqué,in=nédiatement en amont du régulateur 16, sur la sortie d'évacuation du vérin 13. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de clapet régulateur dtaccéleration et anti coup de-bélier comportant un piston (2) coulissant dans un corps (1) et plaqué contre un orifice d'arrivée de fluide (7) par la pression d'un ressort (9) en masquant un orifice de sortie (8, 9, 11) caractérisé en ce que la tête du piston est traversée par un passage calibré (6) et que le fond du cylindre où cou lisse le piston (2) opposé à l'arrivée de fluide (7) comr#unique avec l'orifice de sortie par un passage calibré (5, 123e 2 - Clapet selon la revendication t caractérisé en ce que le dépla cement du piston est assuré par la différence de débit de deux orifices calibrés (5, 6) interchangeables, l'un fixe (5) monté dans les corps t à fond de cylindre, l'autre mobile (6) traver sant la tête du piston. 3 - Dispositif de clapet selon la revendication 1 caractérisé en ce que le piston (2) comporte sur la périphérie de sa tête une série de rainures de section et de longueur variables, assurant une section de passage progressive du fluide lors du démas quage par l'enfoncement du piston de l'orifice d'évacuation (9)0 4 - Clapet selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que qon orifice dtentrée (6) est branché sur le conduit d'évacuation (ils) d'un organe de commande hydrauliqlle (13), en aval de son distributeur. 5 - Clapet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 carac térisé en ce que son orifice d'entrée (6) est branché sur le conduit d'évacuation d'un organe de commande hydraulique (13) en amont d'un régulateur de débit (16), lui-meme en amont du distributeur de commande