Brevet FR2464387A1 — publié le 19810306

La présente invention se rapporte à un dispositif amor- tisseur de pulsations, notamment un dispositif amortisseur de pulsations adapté à être utilisé avec des pompes d'injection chimique ou analogue, pour amortir les pulsations dans des installations hydrauliques recevant des liquides fortement corrosifs. L'utilisation d'amortisseurs de pulsations pour amor- tir les pulsations dans les installations hydrauliques est actuellement courante. De tels dispositifs amortisseurs de pulsations comportent usuellement un réservoir de pression divisé en deux chambres, à savoir une chambre à gaz et une chambre en communication avec le liquide sous pression, ces chambres étant séparées par un séparateur flexible élastique, par exemple un diaphragme. Lorsque les pressions dans l'ins- tallation de liquide sont supérieures à la pression dans la chambre chargée de gaz, le fluide entre dans l'orifice de li- quide et écarte le diaphragme ou une valve montée sur ce diaphragme, de l'orifice de liquide, ce qui comprime le gaz et accumule de l'énergie. Lorsque la pression de liquide tom- be en dessous de la pression du gaz, l'expansion du gaz dé- place le diaphragme vers l'orifice de liquide et restitue 1' énergie accumulée au liquide. Dans de telles installations, les pulsations engendrées par des pompes à fonctionnement cyclique ou analogue, sont amorties et les fluides à l'aval du dispositif amortisseur ont des pulsations réduites. Les amortisseurs de pulsations sont souvent utilisés dans les installations chimiques, c'est-à-dire en association avec des pompes d'injection chimique qui peuvent recevoir des liquides fortement corrosifs. Dans de tels environnements, le réservoir de pression ou au moins les parties du réservoir qui sont en contact avec le liquide et le diaphragme, doivent être en matières résistantes à la corrosion, ce qui augmente notablement le coût de la construction. La présente invention a pour objet un dispositif amor- tisseur de pulsations de prix réduit, notamment adapté à être utilisé dans des installations hydrauliques à faible débit, telles que des installations comportant des pompes d'injection chimique. Le dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir de pression en deux parties ou coquilles, la partie supérieure ou chambre à gaz prenant sen- siblement les trois quarts, ou davantage, du volume du dispo- sitif, tandis que la partie inférieure prend un quart, ou moins, d'un tel volume. Un diaphragme ou vessie élastique est serré entre les deux parties du réservoir de pression et divise celui-ci en chambres séparées par le diaphragme. Puisque la chambre inférieure est la seule chambre qui soit en contact avec les fluides corrosifs, elle est faite en- matière résistante à la corrosion, tandis que la coquille su- périeure peut être fabriquée sans qu'il y ait lieu de se pré- occuper de ses propriétés de résistance à la corrosion, ce qui réduit considérablement le coût du dispositif amortisseur. En outre, le diaphragme ou vessie qui, d'une manière usuelle dans les applications chimiques, doit être construite en matière hautement résistante et est donc très coûteuse, peut, en vertu des faibles débit et amplitude des pulsations, être prévu avec des dimensions relativement petites, ce qui permet une économie. Compte tenu de la faible amplitude des pulsations ren- contrées et le fait que le diaphragme ou vessie n'est pas ap- pelé à pénétrer sur une grande distance dans la coquille supé- rieure, il est possible de disposer l'orifice de charge de gaz, à un emplacement intermédiaire sur des parois latérales de la coquille supérieure, plutôt qu'à la partie la plus haute de cette coquille. L'invention vise donc un amortisseur de pulsations à faible débit qui peut être fabriqué d'une manière économique. En outre, l'invention vise un amortisseur de pulsations du type indiqué dans lequel le réservoir de pression comporte des parties supérieure et inférieure, formant respectivement des chambres à gaz et à liquide, le volume de la partie supé- rieure étant sensiblement plus grand que le volume de la par- tie inférieure, de telle sorte que la partie inférieure qui est la seule en contact avec le liquide de'l'installation hydrau- lique, peut être fabriquée avec une matière résistante au li- quide chimique, tandis que la partie supérieure peut être fa- briquée avec une matière moins onéreuse, puisqu'elle est iso- lée des produits chimiques. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après dé- crite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un dispositif amortisseur de pulsations suivant l'invention; la figure 2 est une vue, à plus grande échelle, en coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la figure 1. On se référera aux dessins. On voit à la figure 1 un dispositif amortisseur de pulsations 10 comportant une coquille supérieure 11 et une coquille inférieure 12. La coquille infé- rieure comporte un col 13 fileté intérieurement en 14 pour être relié à une installation hydraulique, telle qu'une ins- tallation comportant une pompe d'injection chimique. Un orifice de liquide 15 est formé à l'extrémité supé- rieure du col 13 et conduit à une chambre à liquide inférieure 16. La coquille inférieure 12 comporte à son bord supérieur une bride dirigée radialement 17, ayant une pluralité d'ouver- tures de fixation 18 disposées à des emplacements circonféren- tiellement espacés. La face supérieure 19 de la bride 17 est plate et com- porte une gorge annulaire 20 orientée vers le haut, dont les parois sont définies par des côtés droits convergents vers le bas 21, 22. Une zone de transition 23 est formée sur la paroi in- térieure 24 de la coquille 12 au voisinage de la gorge, cette zone de transition 23 formant une courbe progressive, de ma- nière à éviter une arête qui pourrait endommager ou couper le diaphragme 25. La coquille supérieure Il dont le volume inclus est environ trois fois, ou davantage, le volume de la coquille in- férieure 12, comporte une bride annulaire 26 à son extrémité inférieure, cette bride ayant une sous-face plate 27 qui coin- cide avec la surface supérieure de la bride 17. La bride 26 comporte une gorge annulaire 28 dirigée vers le bas, conformée pour compléter la gorge inférieure 20 et coïncidant avec celle- ci. La bride 26 comporte également une série d'orifices 29 es- pacés pour coïncider avec les orifices 18 de la bride infé- rieure 17. La coquille supérieure 11, au voisinage de la gorge 28, comporte une partie de transition 30 ayant une configura- tion courbée graduellement. = Le diaphragme 25 comporte un bourrelet périphérique épais 31 adapté à être reçu dans les gorges coïncidantes 20- 28 dans la position de montage des coquilles. Les dimensions des gorges sont telles qu'elles compriment étroitement le bour- relet dans les gorges coincidantes et définissent un joint d' étanchéité lorsque les coquilles sont serrées l'une sur l'au- tre par des boulons 32 traversant les ouvertures colncidantes 18 et 29. L'espacement des parties de transition 23, 30 est tel qu'il permet un jeu pour l'épaisseur de la vessie 25, cette vessie étant fabriquée en matière élastique extensible compa- tible avec le liquide chimique utilisé, Alors que les vessies normales des dispositifsamortis- seurs de pulsations peuvent être faites en néoprène, il est nécessaire, suivant les installations chimiques mises en oeu- vre, de fabriquer ces amortisseurs en composants élastoméri-- ques spéciaux tels que ceux vendus sous les marques de fabri- que "VITON", '1HYPLONR, UNORDELn, ou analogues. Etant donné que la cylindrée de la pompe avec laquelle le dispositif est utilisé est petite, le dispositif permet 1' utilisation d'un diaphragme relativement petit, ce qui procure un gain de prix important, compte tenu du coût élevé du dia- phragme. Le diaphragme comporte de préférence un bouton 33 à sa partie inférieure médiane. Ce bouton peut être en 'TEFLON' ou matière durable analogue. Le bouton 33 fonctionne d'une ma- nière usuelle comme une valve. Le bouton 33 qui peut être lié ou moulé insitu avec la vessie, peut comporter des parties latérales inclinées 34 correspondant à la conicité du siège de valve 35 entourant l'orifice de liquide 15. Un dispositif de valve de charge de gaz 36 est prévu sur la coquille supérieure 11, comme représenté. Ce dispositif de valve n'a pas besoin d'être disposé dans la position ha- bituelle, à savoir suivant l'axe longitudinal de la coquille, mais est plutôt disposé dans un bossage épais 37 ménagé dans la paroi latérale 38 de la coquille supérieure. Une ouverture de part-en-part 39 est formée dans le bossage 37. Cette ouverture est filetée intérieurement pour recevoir une partie filetée extérieurement 40 du dispositif de valve. De préférence, un écrou de verrouillage 41 est serré contre l'extérieur du bossage, pour empêcher une rotation in- tempestive du dispositif de valve. Les coquilles 11 et 12 peuvent comporter des extrémi- tés hémisphériques ll' et 12'. La coquille supérieure 11 est chargée par la valve 36 avec du gaz sous pression, ce qui épanouit le diaphragme de telle façon que le bouton 33 vienne s'appliquer contre le siège 35 en fermant l'orifice de liquide. Lorsque les pressions dans l'installation de liquide sont supérieures à la pression de gaz dans la chambre 42 au dessus du diaphragme, la valve est écartée de son siège et les liquides pénètrent dans la chambre 16, en comprimant le gaz dans la chambre supérieure 42. Lorsque la pression dans l'installation de liquide descend en dessous de celle de la chambre 42, l'énergie poten- tielle accumulée dans le gaz provoque une expansion du dia- phragme, ce qui applique à nouveau le bouton ou valve 33 sur son siège et restitue l'énergie potentielle accumulée, au li- quide, avec un amortissement des pulsations résultant des ab- sorption et restitution progressives d'énergie vis-à-vis du liquide. Compte tenu du grand volume de gaz et par conséquent de la grande capacité élastique en comparaison avec l'amplitude des pulsations dans l'installation de liquide, l'absorption d'énergie est réalisée efficacement. A cet égard, le dispositif suivant l'invention est particulièrement adapté aux faibles débits, par exemple de 0,3 à 5 litres par minute des pompes d'alimentation chimique. Puis- - que ces pompes déplacent un volume très petit de liquide à cha- que tour, il se produit seulement un petit mouvement du dia- phragme à chaque cycle. De préférence, la pression de précharge injectée dans la chambre à gaz est de 70 à 80% de la pression moyenne de 1' installation de liquide, ce qui permet d'utiliser le dispositif d'une manière appropriée comme amortisseur plutôt que comme dispositif d'accumulation d'énergie. Dans cette construction o la coquille supérieure défi- nit un volume de trois fois, ou davantage, le volume de la coquille inférieure, le coût de fabrication est sensiblement réduit puisque c'est seulement la coquille inférieure qui est en contact avec le liquide de l'installation chimique et c' est seulement cette coquille inférieure qui doit être fabri- quée avec un métal résistant à la corrosion. En outre, puisque l'amplitude des pulsations rencon- trées est petite, on écarte la possibilité que le diaphragme puisse être déplacé loin à l'intérieur de la coquille supé- rieure et il est possible de prévoir la valve de charge de gaz dans une position intermédiaire le long des parois de la coquille supérieure. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée, mais embrasse toutes va- riantes dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1) Dispositif amortisseur de pulsations à faible dé- bit, comportant une coquille supérieure et une coquille infé- rieure, chacune de ces coquilles comportant une bride diri- gée radialement, lesdites brides étant disposées en juxtapo- sition, et comportant des gorges annulaires opposées en coin- cidence, un séparateur interposé entre lesdites coquilles, ledit séparateur comportant un organe en élastomère élastique ayant un bourrelet annulaire épais serré d'une manière étan- che entre les gorges annulaires en coïncidence, des moyens de serrage interposés entre lesdites brides pour maintenir ledit bourrelet comprimé dans lesdites gorges, un orifice de liquide formé dans la coquille inférieure, une valve portée par ledit séparateur et déplaçable en approche et en éloigne- ment dudit orifice de liquide en réponse aux variations de pression dans ledit orifice de liquide, une valve de charge de gaz formée dans la coquille supérieure, du gaz sous pres- sion disposé dans la coquille supérieure pour maintenir ladite valve dans une position normalement appliquée sur son siège, dispositif caractérisé en ce que le volume de la coquille su- périeure est trois fois, ou davantage, le volume de la co- quille inférieure. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la coquille inférieure comporte une matière métal- lique résistante à la corrosion, ladite coquille supérieure comportant une matière métallique différente et moins onéreuse. 3) Installation hydraulique comportant un dispositif amortisseur de pulsations suivant la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle comporte une pompe ayant une cylindrée dont la valeur est sensiblement de l'ordre de 0,3 à 5 litres par minute. 4) Installation hydraulique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la pression du gaz dans la coquille supérieure est de 70 à 80 % de la pression moyenne développée par la pompe. ) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valve de charge de gaz est disposée dans une par- tie intermédiaire de la longueur de la coquille supérieure.