Brevet FR2438186A1 — publié le 19800430

Tout circuit utilisant un fluide sous pression. tel qu'un fluide hydraulique, a ses composants normalement protégés contre l'effet de surpressions éventuelles au moyen d'un clapet de décharge taré disposé sur un conduit raccordé en dérivation au circuit. Ainsi, quand la pression d'un tel circuit atteint une valeur maximale prédéterminée, le clapet s'ouvre et le fluide s'échappa vers une enceinte sans pression, généralement un réservoir de décharge. L'énergie contenue dans le fluide sous pression est donc entierement perdue. L'invention entend remédier à ce gaspillage en proposant une disposition générale dans laquelle le fluide qui traverse le clapet de décharge peut faire retour, non pas directement à un réservoir de décharge sans pression, mais est au contraire dirigé vers un autre circuit susceptible de l'utiliser. L'invention a donc pour objet un dispositif d'alimentation en fluide sous pression d'au moins deux récepteurs comprenant, outre ces récepteurs, au moins deux pompes, chacune d'elles reliée à un récepteur par un conduit d'alimentation. Un conduit de dérivation au moins relie les conduits d'ali- mentation des deuxdits récepteurs, cependant qu'un clapet de décharge taré est disposé sur ce conduit de dérivation. Les dispositions suivantes, avantageuses, sont en outre préférentiellement adoptées - le dispositif comporte au moins deux conduits de décharge et deux conduits de ré alimentation qui sont associés aux deuxdits récepteurs, un conduit de décharge et un conduit de réalimentation reliant chaque conduit d'alimentation à un conduit collecteur, cependant qu'un clapet de décharge taré est disposé sur chaque conduit de décharge de manière à permettre le passage éventuel du fluide du conduit d'alimentation correspondant vers le conduit collecteur, et qu'un clapet de nonretour est disposé sur chaque conduit de realimentation de manière à permettre le passage éventuel du fluide du conduit collecteur vers le conduit d'alimentation correspondant, le dispositif comprenant deux conduits de dérivation constitués, chacun, par le conduit de décharge raccordé à l'un des conduits d'alimentation, le conduit collecteur, et, le conduit de réalimentation raccordé à l'autre conduit d'alimentation - un conduit de décharge complémentaire relie le conduit collecteur à une enceinte sans pression, un clapet de décharge taré complémentaire etant disposé sur ce conduit de décharge complémentaire - le dispositif comprend deux conduits de dérivation reliant, chacun, les deux conduits d'alimentation, et sur chacun desquels est disposé un clapet de décharge taré permettant le passage éventuel de fluide, l'un, d'un des conduits d'alimentation vers l'autre conduit d'alimentation, l'autre le passage éventuel en sens inverse du premier, cependant que des conduits de décharge relient chaque conduit d'alimentation à une enceinte sans pression, des clapets de décharge tarés complémentaires étant disposés, un sur chaque conduit de décharge. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques se condaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple. I1 est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. I1 sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures 1 à 4 représentent schématiquement quatre réalisations conformes à l'invention ; et, - la figure 5 est une coupe axiale d'un clapet de décharge taré recevant application dans les réalisations conformes à l'invention. Le dispositif de la figure 1 comprend - deux vérins 1 et 2, constitués chacun par un cylindre 3, 4, un piston 5, 6 monté coulissant dans le cylindre et y délimitant une chambre motrice 7, 8, respectivement, - deux pompes 9 et 10, reliees, chacune, à un réservoir sans pression 11, par le conduit d'aspiration 12, 13, et, à la chambre motrice 7, 8 par le conduit de refoulement 14, 15, respectivement, - deux clapets de non-retour 16 et 17 disposés respectivement, sur les conduits de refoulement 14 et 15, pour permettre le passage du fluide des pompes 9 et 10 vers les chambres motrices 7 et 8, - un conduit de dérivation 18 reliant la partie du conduit de refoulement 14 comprise entre la pompe 9 et le clapet de non-retour 16 à la partie du conduit de refoulement 15 comprise entre la pompe 10 et le clapet de non-retour 17, - un conduit de dérivation 19 reliant la partie du conduit de refoulement 15 comprise entre la pompe 10 et le clapet de non-retour 17 au réservoir Il, - deux clapets de décharge tares 20 et 21 disposés sur les conduits de dérivation 18, 19, permettant l'échappement du fluide du conduit de refoulement 14 vers le conduit de refoulement 15, et, du conduit de refoulement 15 vers le réservoir 11, respectivement. Les pressions de tarage P20 et P21 des deux clapets de décharge 20, 21 respectent la relation suivante P21 4 P20 ; le tarage du clapet de décharge 21 est généralement inférieur, mais en tout cas jamais supérieur, et donc au plus égal au tarage du clapet de décharge 20. Le circuit de la figure 2 est plus complique dans la mesure où il permet l'alimentation de trois récepteurs. Il comprend - deux vérins 22, 23 comprenant un cylindre 24, 25, dans lequel un piston 26, 27 est monté coulissant et délimite une chambre motrice 28, 29, respectivement, - un moteur hydraulique 30, comprenant un raccord d'admission 31 et un raccord d'échappement 32, - un réservoir de fluide sans pression 33, - trois pompes 34, 35, 36 reliées, d'une part, au réservoir 33 par leur conduit d'aspiration 37, 38, 39, d'autre part, à la chambre motrice 28, au raccord d'admission 31 et à la chambre motrice 27 des vérins et moteur par leur conduit de refoulement 40, 41, 42, respectivement, - trois clapets de non-retour 43, 44, 45 disposés sur les conduits de refoulement 40, 41, 42 et permettant le passage du fluide des pompes vers les vérins et moteur, respectivement, - un conduit collecteur 46, - trois conduits de dérivation 47, 48, 49 reliant les parties des conduits 40, 41, 42 comprises entre les pompes et les clapets de nonretour au conduit collecteur 46, respectivement, - trois clapets de decharge tarés 50, 51, 52 disposes sur les trois conduits de dérivation 47, 48, 49 et permettant le passage du fluide vers le conduit collecteur 46, respectivement, - trois conduits de ralimentation 53, 54, 55 reliant le conduit collecteur 46 aux parties des conduits de refoulement 40, 41, 42 comprises entre les pompes et les clapets de non-retour 43, 44, 45, respectivement, - trois autres clapets de non-retour 56, 57, 58 disposes sur les conduits de realimentation 53, 54, 55 et permettant le passage du fluide du conduit collecteur 46 vers les conduits de refoulement, respectivement, - un conduit de décharge complémentaire 59 reliant le conduit collecteur 46 au réservoir 33, et sur lequel est dispose un clapet de décharge complementaire 60 permettant le passage du fluide du conduit collecteur vers le réservoir, - un conduit d'échappement 61 reliant le raccord d'échappement 32 du moteur 30 au réservoir 33. Les pressions de tarage des clapets 50, 51 et 52 ont des valeurs variables entre elles, dépendant bien entendu des caractéristiques des récepteurs et des circuits devant être protégés. Dans le dispositif décrit, on admettra, à titre d'exemple, que les relations suivantes sont satisfaites P52# P51 P51 # P50 1 > 50, P51 et P52 étant les valeurs des pressions d'ouverture, et donc de tarage, des clapets de décharge 50, 51 et 52. D'autre part, la pression de tarage P0 du clapet de décharge 60 respecte la relation suivante P60 # P52 qui traduit le fait que P60 est au plus égal à la plus faible des pressions de tarage des clapets de décharge 50, 51, 52. Un ensemble hydraulique analogue a celui de la figure 2, mais plus complet est représenté sur la figure 3, et reprend une partie des constituants de l'ensemble de la figure 2, naturellement repérés par les memes références. L'ensemble de la figure 3 est nouveau par rapport à celui de la figure 2 en ce qu'il comporte des récepteurs à double effet et leur distributeur de commande. il s'agit - du vérin 22a, dont le piston 26 délimite dans le cylindre 24 deux chambres motrices 28a, 28b, - du vérin 23a dont le piston 27 délimite dans le cylindre 25 deux chambres motrices 29a, 29b, - d'un troisième verin 30a, qui remplace le moteur 30, et dont le piston 31d délimite dans le cylindre 31c deux chambres 31a et 31b, - du distributeur à trois positions 62, auquel est raccordé le conduit 40, et qui est relié aux chambres 28a, 28b par des conduits 40a, 40b, au réservoir 33 par un conduit 63, au conduit 40 par un conduit 64, au'conduit collecteur 46 par un conduit 65, et, à ce même conduit 65 par un conduit 66, - du distributeur à trois positions 67, auquel est raccordé le conduit 41, et qui est relié aux chambres 31a, 31b par des conduits 41a, 41b, au réservoir 33 par un conduit 68, au conduit 41 par un conduit 69, au conduit collecteur 46 par un conduit 70, et, au distributeur 62 par un conduit 71, - du distributeur à trois positions 72, auquel est raccordé le conduit 42, et qui est relié aux chambres 29a, 29b, par des conduits 42a, 42b, au réservoir 33 par un conduit 73, au conduit 42 par un conduit 74, au conduit collecteur par un conduit 75, et au distributeur 67 par un conduit 76. Un conduit 77 relie le distributeur 72 au conduit 73. Par ailleurs, des conduits 78, 79, 80 relient aux conduits 40, 41, 42 les groupes de deux conduits 47-53, 48-54, et, 49-55. Les trois positions du distributeur 62 correspondent - la première position, aux mises en communication du conduit 40 avec le conduit 40a, et, du conduit 40b avec le conduit 63, et, aux obturations des conduits 65, 64, 66 et 71 - la deuxième position, aux mises en communication des conduits 64 et 65, et, des conduits 66 et 71, et, aux obturations des conduits 40, 40a, 40b et 63 ; et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 40 et 40b, et, des conduits 40a et 63, et, aux obturations des conduits 64, 65, 66 et 71. Les trois positions du distributeur 67 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 41 et 41a, et, des conduits 41b et 68, et, aux obturations des conduits 69, 70, 71 et 76 ; - la deuxième position, aux mises en communication des conduits 69 et 70, et des conduits 71 et 76, aux obturations des conduits 41, 41a, 41b et 68 ; et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 41 et 41b, et, des conduits 41a et 68, et, aux obturations des conduits 69, 70, 71 et 76. Les trois positions du distributeur 72 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 42 et 42a, et, des conduits 42b et 73, et, aux obturations des conduits 74, 75, 76 et 77 - la deuxième position, aux mises en communication des conduits 74 et 75, et, des conduits 76 et 77, et, aux obturations des conduits 42, 42a 42b et 73 ; et, - la troisième position, aux mises en communication des conduits 42 et 42b, et, des conduits 42a et 73, et, aux obturations des conduits 74, 75, 76 et 77. a réalisation de la figure 4 présente des éléments analogues a ceux de la figure 1, repérés par les mêmes références. On note cependant les différences suivantes - un conduit 19a remplace le conduit 19, en étant raccordé au conduit de refoulement 15 entre le clapet de non-retour 17 et la chambre 8, - un clapet de décharge taré 21a est disposé sur ce conduit 19a, - un autre conduit 81 relie les parties des conduits de refoulement 14 et 15 comprises entre les pompes et les clapets de nonretour respectifs, - un clapet de décharge taré 82 est disposé sur ce conduit 81 et permet le passage éventuel du fluide du conduit 15 vers le conduit 14, - un conduit de décharge 83 relie la partie du conduit 14 comprise entre le clapet de non-retour 16 et la chambre 7 au réservoir 11, - un clapet de décharge tare 84 est disposé sur le conduit 83 et permet le passage éventuel du fluide vers le réservoir 11. Les pressions de tarage P209 P82, P84 et P2îa des clapets de décharges 20, 82, 84 et 21a ont par ailleurs des valeurs relatives déterminées. Ainsi, on a, dans la réalisation représentée P20 4 P84 P82 Q P21a, Un exemple de réalisation d'un clapet de decharge taré utilisé est représente sur la figure 5. il s'agit du clapet de décharge 20 du circuit de la figure 1 et on retrouve le conduit 18. L'entrée 20a du clapet est située sur sa face inférieure, et la sortie 20b sur sa face latérale. Ce clapet comprend un corps 85, un alésage 86 ménagé dans ledit corps, une gorge 87 ménagée dans ledit alésage et communiquant avec la sortie 20b, un piston 88 monté coulissant dans l'alésage 86 et muni d'une tête 89, un epaulement 90 delimitant l'une des extrémités de l'alésage 86 et sur lequel la tette 89 du piston est susceptible d'être en appui, et, un couvercle 91 de fermeture de la cavité 92 qui contient la tête 89 du piston, muni d'un orifice de raccordement 93. Une pompe 94 est reliée par son conduit d'aspiration 95 au réservoir 11 et par son conduit de refoulement 96 à l'ori- fice 93. Un conduit 97 est raccordé en dérivation au conduit de refoulement 96 qu'il relie au réservoir Il, un clapet de décharge taré 98 à tarage reglable (99) étant disposé sur ce conduit de dérivation 97. Le fonctionnement des réalisations décrites est le suivant. Dans le dispositif de la figure 1, lorsque la pression dans le conduit 14 tend à dépasser la valeur P20 de la pression de tarage du clapet de décharge 20, ce clapet s'ouvre, et le débit de la pompe 9 est dirigé vers le conduit 15. Si, dans ce conduit 15, la pression est inférieure à la pression de tarage P21 du clapet de décharge 21, le débit de la pompe 9 est dirigé vers la chambre 8, au lieu, antérieurement, dans les circuits connus, d'être dirigé vers le réservoir de décharge 11. Donc P14 et P15 étant les pressions dans les conduits 14 et 15, et, Qg et Q10 les débits des pompes 9 et 10, les relations suivantes sont vérifiées Energie nécessaire à l'entraînement des pompes 9 et 10 = P14 x Q9 +1 > 15 x Q10 ; Energie motrice récupérée antérieurement, lorsque P14 devient égale à P20 - P15 x X Q10 ; Energie motrice récupérée avec le dispositif de la figure 1, lorsque P14 devient égale à P20 s P15 x (Qg + Q10). Pour une même valeur de l'énergie nécessaire à l'entralne- ment des pompes, le complément d'énergie récupérée avec le nouveau dispositif, et donc le gain obtenu est égal à P15 x Qg. La valeur maximale de l'énergie récupérée correspond à P15 = P21 et est donc égale à P21 x Qg. Elle est d'autant plus grande que P21 est grand, tout en vérifiant la relation P2 s; P20 Les clapets de non-retour 16, 17 évitent naturellement l'é- chappement inopiné du fluide hors des chambres 7, 8, lorsque les clapets de décharge 20, 21 sont ouverts. Le meme avantage se retrouve dans les autres réalisations representees. Ainsi, dans celle de la figure 2, le fluide traversant ltun ou plusieurs des clapets de décharge tarés 50, 51, 52 parvient dans le conduit collecteur 46 et peut être dirigé, vers celui ou ceux des récepteurs 22, 30 et 23 alors alimentés à la plus faible des pressions, par l'intermédiaire des conduits de réalimentation correspondants 53, 54, 55 et à travers les clapets de non-retour 56, 57, 58 disposés sur ces conduits. il peut nty avoir qu'un seul des récepteurs, le vérin 22 par exemple, qui travaille à une pression égale à la pression de tarage de son clapet de décharge 50. Le débit de la pompe 34 traverse le clapet de décharge 50 et du conduit collecteur 46 peut être dirigé vers le conduit 54 et/ou vers le conduit 55 et ainsi alimenter en complément le moteur 30 et/ou le vérin 23. Selon une autre configuration de fonctionnement, deux récepteurs, le vérin 22 et le moteur 30, par exemple, peuvent travailler à la pression de tarage de leur clapet de décharge 50, 51. Le débit des pompes 34 et 35 d'abord dirigé vers le conduit collecteur 46, peut ensuite, par le conduit de réalimentation 55 et à travers le clapet de non-retour 58, alimenter en complément la chambre 29. Enfin, lorsque tous les récepteurs travaillent à la pression de tarage de leurs clapets de décharge respectifs, il n'est évidemment plus possible de récupérer un. quelconque débit dans l'un de ces récepteurs. Le fluide refoulé par les trois pompes et admis dans le conduit collecteur 46 fait alors retour au réservoir 33 en traversant le dernier clapet de décharge 60. Pour qu'il y ait possibilité de récupération de l'énergie de pression du fluide refoulé par une pompe, il faut naturellement qu'il y ait un décalage des pressions d'utilisation dans les conduits 40, 41 et 42, les pressions pouvant être celles précédemment indiquées P52 4 P51 4 P50. Ceci arrive cependant fréquemment. A titre d'exemple, on peut citer, dans une pelle hydraulique - la commande simultanée de la rotation de la tourelle et du débattement de la flèche 5 ; - la commande simultanée des débattements du balancier et du godet. La réalisation du clapet de décharge de la figure 5 n'est donnée qu'à titre d'exemple. De nombreux autres réalisations, présentant un mode de fonctionnement analogue, sont, par ailleurs connues. La réalisation du circuit de la figure 4 permet la récupéra tion du débit refoulé par l'une des deux pompes 9, 10, dans le conduit 15, 14, qui constitue le conduit de refoulement de l'autre pompe 10, 9. La sécurité contre les surpressions est maintenue grâce aux clapets de décharges 84 et 21a. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'alimentation en fluide sous pression d'au moins deux récepteurs (1 et 2) comprenant, outre ces récepteurs, au moins deux pompes (9 et 1O),-chacune d'elles reliée à un récepteur par un conduit d'alimentation (14, 15), caractérisé en ce qu'un conduit de dérivation (18) au moins relie les conduits d'alimentation (14 et 15) des deuxdits récepteurs, cependant qu'un clapet de décharge taré (20) est disposé sur ce conduit de dérivation. 2 - Dispositif d'alimentation en fluide sous pression selon la revendication l, caractérisé en ce qu il comporte au moins deux conduits de décharge (47, 48) et deux conduits de réalimentation (53, 54) qui sont associés aux deuxdits récepteurs (22, 30), un conduit de décharge (47, 48) et un conduit de réalimentation (53,54) reliant chaque conduit d'alimentation (40, 41) à un conduit collecteur (46), cependant qu'un clapet de décharge taré (50, 51) est disposé sur chaque conduit de décharge (47, 48) de manière à permettre le passage éventuel du fluide du conduit d'alimentation correspondant (40, 41) vers le conduit collecteur (46), et qu'un clapet de non-retour (56, 57) est disposé sur chaque conduit de réalimentation (53, 54) de manière à permettre le passage éventuel du fluide du conduit collecteur (46) vers le conduit d'alimentation correspondant (40, 41), le dispositif comprenant deux conduits de dérivation constitués, chacun, par le conduit de décharge raccordé à l'un des conduits d'alimentation, le conduit collecteur, et, le conduit de réalimentation raccordé à l'autre conduit d'alimentation. 3 - Dispositif d'alimentation en fluide sous pression selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un conduit de décharge (59) complémentaire relie le conduit collecteur (46) à une enceinte sans pression (33), un clapet de décharge taré complémentaire (60) étant dispose sur ce conduit de décharge complémentaire (59). 4 - Dispositif d'alimentation en fluide sous pression selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux conduits de dérivation (18, 81) reliant, chacun, les deux conduits d'alimentation (14, 15), et sur chacun desquels est disposé un clapet de décharge taré (20, 82)permettant le passage éventuel de fluide, l'un (20), d'un (14) des conduits d'alimentation vers l'autre conduit d'alimentation (15), l'autre (82) le passage éventuel en sens inverse du premier, cependant que des conduits de décharge (83, 19a) relient chaque conduit d'alimentation (14, 15) à une enceinte sans pression (11), des clapets de décharge tarés complémentaires (84, 21a) étant disposés, un sur chaque conduit de décharge.