Brevet FR2456240A1 — publié le 19801205

L'invention concerne un p ce'dC de synchronisa- tion des mouvements retours de plusieurs systèmes hydrauliques moteurs appelés à travailler en synchronisme. Elle swe erd une installation hydraulique pour la mise en oeuvre de ce ç.rc > cddo et peut, notamment, être appliquée dans les retenues d'eau, poL commander plusieurs vérins hydrauliques afin de manoeuvrer en synchronisation des clapets mobiles de contrôle du niveau d'est de la retenue. Par "système hydraulique moteur", on entend tout système alimenté par l'énergie hydraulique pour prou ire un effet moteur dans un sens au cours d'un mouvement, dit "mouve- ment aller"du système. Par "mouvement retour" du système, on entend un mouvement inverse du mouvement aller, qui est produit par un système extérieur, en général en dissipant l'énergie emmagasinée par. ce système extérieur lors du mouvement aller ; la nature de ce système extérieur est fonction de l'application : il peut être constitué par un ressort, une masse revenant à sa position initiale, un liquide développant une poussée qui devient motrice pendant le mouvement retour, etc... A titre d'exemples, les systèmes hydrauliques moteurs visés par l'invention peuvent notamment être constitués par des moteurs hydrauliques ou par des vérins hydrauliques. Pour des systèmes à simple effet, l'invention permet d'assurer une synchronisation de chaque mouvement retour engendré par le système extérieur ; pour des systèmes hydrouliques à double effet, l'invention assure cette synchronisation en cas de panne ou autre circonstance où le mouvement retour ne pouvant être assuré par l'énergie hydraulique inversée du système à double effet est assuré par le système extérieur. Dans les installations hydrauliques conventionnelles, une certaine synchronisation des mouvements retours de plusieurs vérins hydrauliques est parfois assurée en amenant le fluide refoulé à la sortie de chaque vérin, à passer dans un orifice calibré qui en régule le débit. Toutefois, la synchronisation ainsi réalisée est très imparfaite, en particulier en raison des différences de pertes de charges produites dans les canalisations des divers vérins : ces différences suscitent des différences de pression aux entrées et sorties des orifices calibrés et, donc,nrovoquent des variations dans les débits de fluide d'un vérin à l'autre de sorte que les vitesses de retour des divers vérins ne identiques.De plus, dans le cas de faibles débits, le passage du fluide dans des orifices calibrés entraîne à la longue laminage de celui-ci, qui est préjudiciable à sa qualité. a r:-resente invention se propose de remédier aux défauts ci-dessus évoques des installations conventionnelles. n objectif de l'invention est en particulier de permettre une synchronisation rigoureuse des divers systèmes z d.auliques moteurs, sans risque de détérioration du fluide hy hydraulique. IJn autre objectif est de produire ce résultat sans modifier sensiblement le coût des installations existantes grâce à une utilisation d'organes déjà présents dans celles-ci. Un autre objectif est de permettre un contrôle précis de la vitesse de retour des divers systèmes. synchroniser A cet effet, le procédé conforme à l'invention pour/les mouvements retours de plusieurs systèmes hydrauliques moteurs consiste à effectuer, pendant ces mouvements retours, un contrôle volumétrique des fluides hydrauliques refoulés par les divers systèmes, au moyen d'organes volumétriques ayant des rotations synchronisées. En général, chaque système hydraulique moteur est alimenté, au cours des mouvements allers, par une pompe volumétrique ; le procédé peut avantageusement être mis en oeuvre en utilisant ces pompes volumétriques pour effectuer le contrôle vo lumétrique ci-dessus évoqué ; lesdites pompes sont alors agencées pour travailler en moteur hydraulique pendant les refoulements et sont montées sur un arbre de sortie commun ou sur des arbres de sortie mécaniquement liés en vue de leur conférer des vitesses de rotation identiques. On obtient ainsi un ajustement précis des débits de refoulement des divers systèmes hydrauliques ; ces débits contrôlés volumétriquement peuvent être réglés à des valeurs strictement égales, indépendamment des pressions des fluides et sans laminage de ceux-ci. Dans la plupart des installations, les pompes sont entraînées en rotation, pendant les mouvements allers, par in moteur d'entrainement commun actionnant leur arbre de sortie leur synchronisme est alors automatiquement assuré pendant les mouvements reLours et il suffit, pour mettre en oeuvre le procé dé de l'invention, de prévoir un refoulement à travers lesdites pompes. Pendant les mouvements retours, la vitesse de rotation à vide de ce moteur d'entrainement est de préférence con trôlée par des moyens de freinage et de régulation associés audit moteur en vue d'assurer une rotation uniforme de celui-ci à vites se déterminée ; on obtient alors au niveau des systèmes hydrauli ques, des mouvements retours uniformes s'effectuant à vitesse désirée. L'invention s'étend à une installation hydrau lique pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit ; cette installation, permettant d'assurer des mouvements allers et retours synchronisés de plusieurs systèmes hydrauliques, comprend essentiellement plusieurs pompes volumétriques agencées pour alimenter les systèmes hydrauliques moteurs pendant les mouvements allers, chaque pompe étant reliée à un système hydraulique moteur par une canalisation dotée d'un clapet anti-retour, lesdites pompes étant montées sur un arbre ou sur des arbres mécaniquement liés en vue de posséder des rotations synchronisées, un moteur d'entratnement du ou des arbres desdites pompes, et un réservoir hydraulique, relié par l'entremise de canalisations appropriées auxdites pompes. Selon la présente invention, l'installation est équipée, sur chaque canalisation reliant une pompe et le système hydraulique moteur qui lui est associé, d'un conduit de refoulement disposé en court-circuit par rapport au clapet anti-retour de ladite canalisation et muni d'un organe de fermeture piloté les organes de fermeture des divers conduits de refoulement sont asservis à des moyens de commande adaptés pour les actionner en synchronisation en vue de les ouvrir au début des mouvements re tours des systèmes hydrauliques. L'ouverture de ces organes détermine un refoulement du fluide hydraulique vers le réservoir à travers les pompes volumétriques et permet de mettre en oeuvre le procédé de l'inven tion et d'obtenir un synchronisme rigoureux des mouvements retours des divers systèmes hydrauliques. Le cout d'une telle installation n'excède pas très sensiblement celui des installations conventionnelles en raison de l'utilisation des organes déjà existants de celles-ci (avec des fonctions differentes pendant les mouvements retours L'invention ayant été exposée dans sa forme gé- nérale, la description qui suit en référence au dessin annexé en présente, titre non limitat.f, ur exemple d'application ; sur ce dessin, la figure unique- représente schématiquement une installation hydraulique destinée s manoeuvrer des clapets permettant de contrôler le niveau d'une retenue d'eau. Un tel clapet de contrôle est symbolisé en 1 à la figure ; ce clapet est scumis a' la pression des eaux de la retenue, qui tendent à le repousser dans le sens de la flèche R (mouvement retour). Sur ce clapet sont articulés plusieurs vérins hydrauliques tels que 2, 3, et 4 aptes à le manoeuvrer dans le sens de la flèche A (mouvement aller). La synchronisation rigou- reuse de ces vérins, aussi bien pendant le mouvement aller que pendant le mouvement retour, permet d'octroyer au clapet 1 une longueur importante, les vérins en nombre approprié étant répartis le long de celui-ci. Le circuit hydraulique associé aux vérins est identique pour chacun de ceux-ci et est ci-dessous décrit pour l'un d'eux. Il se compose d'une pompe volumétrique telle que 5, 6 ou 7 apte à alimenter pendant les mouvements allers le vérin correspondant en fluide hydraulique à travers une canalisation 8, 9 ou 10. Un clapet anti-retour 11, 12 ou 13 est inséré dans chaque canalisation pour interdire les retours de fluide. Chaque pompe aspire le fluide dans un réservoir hydraulique 14 à travers des canalisations 15, 16 ou 17. En l'exemple, des conduits de gavage 18, 19 ou 20 sont prévus pour permettre le retour du fluide vers le réservoir 14. Les pompes volumétriques 5, 6 ou 7 sont montées sur un arbre commun 21, entrainé par l'entremise d'une transmission rigide telle que chaîne et pignons 22, par un moteur 23 ; ce moteur peut être un moteur électrique, de puissance appropriée. Selon la présente invention, chaque clapet antiretour 11, 12 ou 13 est cout-circuité par un conduit derefbule- ment 24, 25 ou 26, pourvu dune électrovanne 27, 28 ou 29. Ces électrovannes sont simultanément pilotées par des moyens électri ques de commande symbolisés en 30. Ces moyens eomrrennen un - rcuit d'alimentation des bobinages d'électrovanne et un micro- n- tact apte à ouvrir ou fermer ce circuit. Par ailleurs, le moteur 23 est associé à un ensemble de freinage et de régulation symbolisé en 31 ; cet er Le frein et le régulateur associés au moteur 23 sont de tout type connu (frein à friction, frein à action électrique par courant de FAucault... ; régulateur à action centrifuge du type régulateur à boules...). Le moteur 23 est commandé de façon classique par un système de commande, engendrant son fonctionnement au début des mouvements allers et son arrêt à la fin de ces mouvements ; dans l'exemple présentement décrit, ce système de commande comprend un flotteur qui détecte le niveau d'eau et permet d'assurer une commande en fonction de ce niveau. En outre, ce flotteur (ou un autre analogue) est associé aux moyens de commande 30 de façon à fournir à ceux-ci un signal de réversibilité au début des mouvements retours ; le flotteur peut par exemple être mécaniquement lié au micro-contact de ces moyens de commande de façon à fermer celui-ci lorsque le niveau d'eau atteint une côte maximum. Les bobinages des électrovannes 27, 28 et 29 sont alors alimentés, ce qui déclenche l'ouverture de celles-ci. Sous la poussée des eaux, les vérins amorcent leur mouvement retour, le fluide hydraulique étant refoulé par les conduits 24, 25 et 26 à travers les pompes volumétriques 5, 6 et 7. Ces pompes tournent à la même vitesse et agissent, pendant cette phase, en moteur hydraulique, imposant chacune un débit de passage strictement identique au fluide hydraulique avant son rejet dans le réservoir 14. La vitesse de rotation des pompes est ajustée par le frein-régulateur 31 : les vitesses de retour des vérins sont ainsi uniformes et strictement égales, et peuvent être réglées à la valeur désirée. ()n conçoit l'intérêt du dispositif de l'invention qui, au prix d'une augmentation très faible du coût d'une installation, permet une synchronisation rigoureuse de plusieurs systèmes hydrauliques moteurs ; ltinvention s'applique dans de nombreux secteurs où cette synchronisation est souhaitable ou indispensable. Bien entendu, les vérins hydrauliques peuvent être remplacés par d'autres systèmes hydrauliques moteurs, en particulier par des moteurs hydrauliques. L'invention permet alors de synchroniser rigoureusement les vitesses de rotation de ces moteurs hydrauliques, sans que ceux-ci soient mécaniquement liés entre eux. RELENDICATICNS 1/ - Procédé de synchronisation des mouvements retours de plusieurs systèmes hydrauliques moteurs, caractérisé en ce qu'on effectue pendant ces mouvements retours un contrôle volumétrique des fluides hydrauliques refoulés par les divers systèmes au moyen d'organes volumétriques ayant des rotations synchronisées. 2/ - Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque système hydraulique moteur est alimenté au cours des mouvements allers par une pompe volumétrique, caractérisé en ce que le contrôle volumétrique précité est effectué au moyen desdi- tes pompes volumétriques qui travaillent en moteur hydraulique pendant les refoulements, les diverses-pompes étant montées sur un arbre de sortie commun ou sur des arbres de sortie mécaniquement liés, en vue de leur conférer des vitesses de rotation identiques. 3/ - Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'entraînement en rotation des diverses pompes pendant les mouvements allers est assuré par un moteur d'entrainement commun actionnant le ou les arbres de sortie précités, caractérisé en ce que la vitesse de rotation à vide du moteur d'entraînement pendant les mouvements retours est contrôlée par des moyens de freinage et de régulation, associés audit moteur en vue d'assurer une rotation uniforme de celui-ci. 4/ - Installation hydraulique pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1, 2 ou 3, cette installation permettant d'assurer des mouvements allers et retours synchronisés de plusieurs systèmes hydrauliques moteurs et comprenant plusieurs pompes volumétriques agencées pour alimenter les systèmes hydrauliques moteurs pendant les mouvements allers, chaque pompe étant reliée à un système hydraulique moteur par une canalisation dotée d'un clapet anti-retour, lesdites pompes étant montées sur un arbre ou sur des arbres mécaniquement liés en vue de posséder des rotations synchronisées, un moteur d'entraînement du ou des arbres desdites pompes, et un réservoir hydraulique, relié par l'entremise de canalisations appropriées auxdites pompes, ladite installation hydraulique étant caractérisée en ce qu'elle comprend, s zou canalisation relient une pompe et le système hydraulique moteur associé, un enduit ce refoulement disposé en courtcircuit par rapport au clapet anti-retour de ladite canalisation, et muni un organe de fermeture piloté, les organes de fermeture des divers conduits de refoulement étant asservis à des moyens de commande adaptés pour les actionner en synchronisation, en vue de les ouvrir cru début des mouvements retours des systèmes hydrauliques, de façon à permettre un refoulement du fluide hydraulique ver-s le réservoir à travers les pompes volumétriques. 5/ - Installation hydraulique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les organes de fermeture dispo sés sur les conduits de refoulement sont constitués par des électrovannes pilotées par des moyens électriques de commande, lesquels sont adaptés pour provoquer l'ouverture de chaque électrovanne au début de caque mouvement retour des systèmes hydrauliques moteurs. 6/ - Installation hydraulique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce-que le moteur d'entraînement du ou des arbres des pompes volumétriques est associé à un frein adapté pour limiter la vitesse de rotation de ce moteur pendant les mouvements retours des systèmes hydrauliques moteurs. 7/ - Installation hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le frein précité est asservi à un régulateur, adapté pcur contrôler le couple résistant développé par ledit frein en vue de rendre la vitesse de rotation du moteur sensiblement uniforme au cours de chaque mouvement retour. 8/ - Installation hydraulique selon l'une des revendications 4, 5, 6 ou 7, appliquée à la commande de plusieurs vérins hydrauliques agencés pour monoeuvrer dans un sens des clapets mcbiles de contrôle du niveau c'une retenue d'eau, le mouvement retour des vérins étant engendré par la poussée de l'eau sur les clapets et amorcé par l'entremise d'un flotteur associé aux miens de commande des organes de fermeture sus-évoqués.