Brevet FR2432669A1 — publié le 19800229

La présente invention a pour objet un dispositif équilibreur élas -tique permettant d'exercer sur une tige coulissant suivant son axe un effort théoriquement constant tendant à équilibrer une charge agissant axialement sur cette tige. Dans certaines installations industrielles comme par exemple les raffineries de pétrole,les tuyauteries doivent être soutenues de manière à supporter sans flexions dangereuses les effets mécaniques de leur dilatation par l'axion des fluides à grande température qu'elles véhiculent ceci afin d'éviter des variations de flexions dangeïreuses. Le dispositif selon l'invention a pour but de rendre élastique la liaison entre une tuyauterie et un-batiment tout en exerçant un effet porteur constant soutenant la tuyauterie en toutes positions. La demande de brevet FR Ne 1327 065 décrit un dispositif équilibreur a à cet effet comprenant une tige mobile axialement ou de traction soumise d'une part à l'action de la charge à équilibrer et à l'action dirigée en sens inverse d'un organe élastique ou ressort ou système de ressorbfprincipal et d'autre part à l'action d'un organe élasti- -que ou ressort du système de ressort#econdaire qui compense les variations de tention du ressort principal dues au déplacement de la charge Cependant le dispositif équilibreur tel que décrit dans la demande sus mentiahnée ne donne qu'imparfaitement satisfaction car sa conception suivant laquelle le ressort principal et le ressort se fai conduire travaillent sur des plans perpendiculaires,en/un isposi -tif très volumineux et insusceptible de travailler dans toutes les positions sens adaptation et adjonction de pièces spéciales. Ces inconvénients ne permettent pas le placement du dit appareil en tous peints des installations industrielles. En outre,le déplacement de la tige de traction s'effectue dans ce dispositif connu en ligne droite,ce qui impose 11 emploi d'un organe élastique principal ou ressort principal de grande dimension et d'une tige de traction à course importante pour obtenir l'#quili -brage dune plage de variations de charges satisfaisant aux contrain -tes d'utilisation. L'invention vise à obvier à cet inconvénient en réalisant un équilibreur élastique b réactions constantes de plus faible encom -brenient que' les dispositifs connus et d'efficacité accrue. L'invention vise en outre à réaliser un dispositif du type précité qui soit particulièrement règlable pour équilibrer une plage de charges plus étendue. . L'invention vise à réaliser en outre un dispositif dont la carros -serie compacte permette d'obtenir un appareil étanche ce qui est particulièrement avantageux dans certaines industries. A cet effet,le dispositif équilibreur élastique selon l'invention permettant d'exercer sur une tige coulissant suivant son axe un ef -fort théoriquement constant tendant à équilibrer une charge agis -sant axialement sur cette tige et du type comportant un organe elastique,ressort ou système de ressorts principal à effets varia -bles soumis d'une part à l'action de la charge et d'autre part à l'action d'un organe élastique ressort ou système de ressor#secon- -daire qui compense les variations de tention du dit ressort principal se caractérise essentiellement en ce que l'ùrgane #lasti- -que principal et l'organe élastique secondaire sont disposés en parallele et qu'ils travaillent en plan horizontal. Selon une autre caractéristique de l'invention,un système de leviers articulés entre eux relie ' l'organe élastique principal et l'organe élastique secondaire .Principalement un meme levier articulé reçoit la charge agissant axialement sur la tige de trac -tion,la transmet à l'organe élastique principal et transmet les variations de tention de celui-ci à organe élastique,ressort ou système de ressor#compensateur secondaire,ce qui réalise un appareil compact. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront la lecture de la description ci-apros d'un mode de r6alisation préférentiel du dispositif donnez à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins joints, dans lesquels: -La figure I est une vue sch#iatique d'une installation dotée d'un dispositif selon l'invention. - La figure 2 est une représentation schématique illustrant le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention. La Lafigure 3 est une vue latérale du dispositif selon ltinvention. Lii Là. figure 4 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention En figure 1 est représentée schématiquement une tuyauterie 1 reliant deux points 2 et 3. Le trait plein représente cette tuyauterie à froid. Le trait en pointillés représente cette tuyauterie après échauffe -ment entratnant une variation de position qui fe.ra naître au point de support 4 une charge plus ou moins forte. Le dispositif support selon l'invention Fig.2. a pour but d'équili -brer élastiquement la force ou charge exercée en 4. A cet effet le dispositif selon la figure 2 comprend essentiellement une tige mobile axialement fixée à la tuyauterie. Cette tige est accrochée(par une articulation) à un levier 5 dont la forme schématique est celle d'un triangle inversé articulé en 6,c'est ,à dire à un point bas constitué par son sommet et qui est relié a 7 par également une articulation à l'axe 8 de compression d'un organe élastique principal 9. L'articulation du levier peut entre avantageusement définie comme étant inférieure et déportée par rapport au point d'application de la charge et au point de transmission de celle-ci à l'organe élastique principal. L'extrémité inférieure du levier 5 est reliée par une articulation 10 à une bielette 11 qui coopère par une articulation avec un organe 12 de compression axiale d'un organe élastique secondaire 13. jLa compression de l'organe élastique secondaire 13 s'exerce en sens contraire à la compression de l'organe élastique principal 9 dont elle compense les effets variables.L'organe élastique ou ressort ou ensemble de ressort principal et organe élastique secondaire ou ensemble de ressorts secondaires sont disposés en parallele de préférence sur deux plans en position horiz#ntaie#le dispositif étant conçu pour fonctionner en plan horizontal,ce qui permet de réduire l'encombrement de l'installation et facilite le montage.Le positionnement du dispositif selon l'invention s'effectuera de toute Lors de l'exercice de la charge sur le levier 5 par déformation de la tuyauterie 1 celui-ci par rotation autour de 6 exercera une traction en 7 qui,par l'intermédiaire de l'axe 8 comprimera le ressort principal 9 et conjointement le méme levier par la biellete 11 articulée en IO comprimera en sens inverse le ressort secon -daire 13 ce qui exercera une compensation des effets variables du ressort principal 9. Le point d'accrochage 7 décrit lors du fonctionnement ~ un arc de cercle (7. 7A.73) et les différents bras de levier sont compensés par l'arc de cercle décrit par l'articulation IO (IO.IOA.IOB). Il est possible d'effectuer un règlage par intervention au niveau de la vis 14 ou par déplacement de l'accrochaee sur le levier 5, l'accrochage étant représenté par X (xl à x5,par exemple). Il est aisé de constater que l'équilibrage est obtenu de façon tout à fait satisfaisante puisque la charge appliquée P de la tuyauterie reste la meme quelle que soit la position alors que la charge R sur le ressort principal s'accroît de la position référencée par P1 vers P2 et P3 en sorte que l'on obtient le résultat suivant: ( R1 + C1) = (R2 + C2) = ( R3 + C3) = P1 = P2 = P3. Les figures 3 et 4 sont des représentations plus élaborées du dispositif selon l'inventionet donnée à titre d'exemple. Tel que représenté le dispositif selon l'invention comprend essentiellement une semelle horizontale 15 percée d'une lumière 16 de passage d'une tige mobile axialement 17 qui transmettra la charge et est reliée à la tuyauterie.Cette tige 17 est articulée sur le levier 18. Le levier 18 est de préférence constitué de deux flancs découpés 18A et 18B montés parallelement sur un ou des supports verticaux soudés à la semelle 15. La forme des dits flancs 18A et 183 est sensiblement le forme d'un triangle inversé dont le sommet constitue le point d'articulation 19 des dits flancs sur les supports. Une articulation est ménagée à l'angle externe 20 des flancs entre ceux-ci,cette articulation qui peut être constituée d'un axe 21 (fig 4) perpendiculaire aux dits flancs verticaux et tourillonnant entre eux est doté d'un dispositif d'accrochage de la tige 17. L'utilisation d'un axe tourillonnant supportant la tige permet de faire varier la position de celle-ci par rapport au levier. Un eu plusieurs orifices de fixation de l'axe tourillonnant 21 peuvent strie ménagés sur le cdté 18C incliné de chacun des flancs constituant le levier. Une articulation constituée également d'un axe 22 entre les flancs 18A et 183 est ménagée en 23 à l'autre angle du levier 18. Sur l'axe 22 est fixé de toute manière connue un arbre de traction 24,arbre de traction 24 est entouré par un organe élastique principal de préférence constitué par un ressort à boudin 25 suscep -tible d'entre comprimé par une semelle 26 fixée en bout de l'arbre de traction 24 contre une semelle fixe 27 dotée d'un orifice de passage du dit arbre de traction 24 et soudée sur l'axe 22. L'ensemble constitué du ressort 25,de la semelle mobile 26 et de l'arbre 24 est monté dans une cage constituée d'une paroi 28 verticale arrière transversalle au sens de compression du ressort et dot5s de deux bras de force paralleles 29 soudés à la semelle fixe 27 et fixée par une articulation 30 à la paroi arrière 28 en sorte que la cage et l'ensemble d'organes qu'elle comprend soient montés oscillants autour de l'articulation 30. Dans le prolongement du bras de levier constitué par les articula -tions 19 et 20 est articulée sur chacun des flancs 18 une bielette 31.Chacune des bielettes 31 commande un organe de compression 32 d'un ressort secondaire 33 susceptible autre comprimé contre une semelle 34 fixe. L'organe de compression du ressort secondaire 33 est constitué de préférence d'un tampon plat circulaire doté de pattes perpendicu -laires paralleles 35 entre lesquelles sont articulé à la fois la bielette 31 et une biellete 36 de support de l'ensemble secondaire qui est également articulée en 37 sur une patte soudée sur la semelle 15. La semelle 34 est portée par un arbre fileté fixé par un écrou de règlage sur une patte verticale de support soudée à la semelle 15. Ainsi qu'il a été dit plus haut et comme représenté en figure 4,un dispositif de ressort secondaire est ménagé de chaque c8té du ressort principal,le ressort principal et les ressorts secondaires étant Paralleles ce qui diminue sensiblement la hauteur et l'encombrement du dispositif selon l'invention qui est conçu pour''fonctionner en position horizontale. On conçoit qu'une charge appliquée axialement à la tige 17 comprimera le ressort principal et que l'effet variable du ressort principal sera transmis par le système de levier 18 et de bielette à l'ensemble de ressorts secondaires. Comme énoncé dans la description du principe de fonctionnement illustrée en figure 2,le règlage du dispositif s'effectuera à volonté soit par modification du point d'accrochage,soit par varia -tion de la course de compression du ressort principal et/ou du ressort secondaire. La tige 17 étant montée sur un tourillon,il est possible,à volonté, de l'orienter par rapport au dispositif fix horizontalement pour adapter le dispositif à l'orientation de la charge à équilibrer. On conçoit que le dispositif selon l'invention présente un encom -brement réduit qui permet de le doter d'une carosserie étanche,ce qui est particulièrement avantageux dans certaines industries. Il va de soi que cette carrosserie sera dotée de moyens de fixation non représentés pour simplifie le dessin. Le dispositif selon l'invention peut recevoir des aménagements et variantes dans le domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R t ) Dispositif équilibreur élastique permettant d'exercer sur une tige coulissant suivant son axe un effet théoriquement constant tendant à équilibrer une charge agissant axiallement sur cette tige du type comportant un organe élastique principaI,#u#essort ou ensem -ble de ressorts principal à effets variables soumis d'une part à l'action de la charge et d'autre part à l'action d'un organe élastique ressort ou ensemble de ressorts secondaire qui compense les variations de tention du dit ressort principal caractérisé en ce que l'organe élastique principal;et l'organe élastique secondaire sont disposés en parallele. R 20) Dispositif selon la revendication 1- caractérisé en ce que l'organe élastique principal et l'organe élastique secondaire travaillent en plan horizontal et qu'au moins un organe élastique secondaire est disposé latfiralement à l'organe élastique principal R 3~) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 cariiotérisé en ce qu'un meme levier articulé reçoit la charge agissant axialement sur la tige,la transmet à l'organe élastique principal et transmet les variations de ten-sion de celui-ci à l'organe élastique secondaire. R 40) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication précédente caractérisé en ce que l'articulation du levier est déportée et inférieure par rapport aû point d'application de la charge et par rapport au point de transmission de ladite charge au ressort principal. R 5 ) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 4 caractérisé en ce que le levier articulé a schématiquement la forme d'un triangle vertical inversé articulé à son sommet et dont les deux autres angles constituent les points d'application et de transmission de la charge R 60) Dispositif selon la revendication 1 et chacune des revendications 3.4.5,caractérisé en ce qu'Bu moins une biellete articulée au levier dans le prolongement du point d'srticulation du dit levier et du point d'application de la charge transmet les effets variables. principe ou ressort de l'organe élastique ou ressort ou ensemble de ressorts/compensa- -teur. secondaire. R 70) Dispositif selon la revendication 1 et chacune des revendica -tions 3.4.5 caractérisé en ce que le point d'application de la charge est susceptible d'8tre rapproché ou éloigné du point d'articulation du levier,ce qui permet le réglage du dispositif. R 80) Dispositif selon la revendication 1 et chacune des revendications 3.4.5.6 caractérisé en ce qu'un organe élastique compensateur secondaire eEi; disposé sur chacun des côtés de l'organe élastique principal ~