Brevet FR2474111A1 — publié le 19810724

i La présente invention se rapporte à un réservoir de pres- sion, tel qu'un accumulateur hydraulique et concerne plus particulièrement un. tel réservoir ayant un orifice de charge de gaz à une extrémité et un orifice de liquide à l'autre extrémité, ce réservoir étant divisé en deux chambres de vo- lumes variables par une vessie expansible en. élastomère. L'utilisation, de réservoirs de pression, tel qu'accumu- lateurs hydrauliques, comportant une vessie expansible qui divise l'intérieur du réservoir en deux chambres est bien. connue pour accumuler l'énergie et amortir les pulsations. Des dispositifs de ce type comportent en outre fréquemment, une valve rigide ou organe bouton. monté sur la vessie en re- gard de l'orifice de liquide. Cet organe rigide est destiné à s'appliquer sur l'orifice de liquide lorsque la pression. dans la chambre à gaz est supérieure à celle du liquide dans l'orifice de liquide. Avec un tel organe de valve, les possi- bilités d'extrusion. de la vessie par l'orifice de liquide sont réduites. Mais jusqu'à présent, de tels appareils, qu'ils aient ou non. un ensemble anti-extrusion à bouton., ont une courte durée. Il arrive souvent, lorsque la vessie est admise à s'épanouir rapidement, que des parties de la vessie autres que le bouton. pénètrent dans l'orifice de liquide. Divers moyens ont été effectivement utilisés pour augmen- ter la durée de vie des composants de la vessie dans les dis- positifs du type décrit. De tels expédients consistent à uti- liser des valves champignons destinées à s'appliquer sur l'ori- fice de liquide, ou encore une liaison physique de la vessie à un. mécanisme de guidage qui assure que seules des parties choi- sies de la vessie s'engagent contre l'orifice de liquide, ou encore d'autres dispositifs analogues. Toutefois, l'utilisa- tion. de valve; chaampignons, de mécanismes de guidage, et ana- logues augmente fortement la complexité et le prix des accumu- lateurs. En vue de maintenir les accumulateurs à un prix relative- ment bas, on a essayé de contrôler soigneusement l'épaisseur de la paroi de toutes les parties de la vessie, avec l'espoir que, ce faisant, une expansion uniforme et prévisible de la vessie serait obtenue, malgré des fluctuations rapides depres- sion. On espérait ainsi qu'en obtenant une expansion uniforme de la vessie, les mouvements du bouton seraient prévisibles, avec une venue en. application.parfaite du bouton sur l'orifice de liquide, de telle sorte que l'on évite un endommagement de la vessie. Mais un. tel mode de solution. au problème, s'est révélé infructueux, parce qu'un contrôle précis de l'épaisseur de la vessie augmente notablement le prix de fabrication. de la ves- sie. De plus, on a constaté qu'après de nonmbreux cycles opéra- tifs, les caractéristiques élastiques de la vessie changent et recréent le problème d'une expansion inégale avec une mauvaise orientation. du bouton., d'o il résulte une destruction de la vessie. La présente invention a pour objet un. réservoir de pres- sion. tel qu'un accumulateur ayant un.prix de revient relative- ment bas, comportant une bouteille ayant à une extrémité un orifice de liquide adapté à être relié à une installation hy- draulique, et à l'autre extrémité un orifice de charge de gaz dans lequel une valve de charge de gaz peut être montée. Un.e vessie est interposée entre les orifices et divise l'intérieur du réservoir ou coquille en. deux chambres qui com- muniquent respectivement avec l'orifice de liquide et l'orifi- ce de gaz. La vessie est pourvue d'un. bouton. ou plaque d'arrêt en matière rigide. Le dispositif suivant l'invention est caractérisé par une corrélation des dimensions et des positions de la vessie et de l'orifice du liquide de telle façon que l'espacement dans une direction axiale du bouton.par rapport à l'orifice (désigné par espacement B) soit plus petit qu'une distance A, qui est la valeur par laquelle le rayon. du bouton. est plus grand que le rayon. de l'orifice de liquide. Le dispositif est en outre caractérisé par la conforma- tion du réservoir de pression qui entoure l'orifice de liquide et la conformation de l'extrémité inférieure de la vessie dé- tendue, adjacente à la partie inférieure du réservoir de pres- sion, les deux étant partiellement sphériques tandis que la différence C des rayons de ces parties partiellement sphéri- ques est plus petite que cette distance A. De préférence, en outre, aucune partie de la vessie détendue n'est espacée de la partie juxtaposée de la coquille par une distance C qui soit plus grande que la distance A. Lorsque les caractéristiques dimensionnelles critiques indiquées sont respectées dans un dispositif accumulateur hy- draulique, la durée de la vessie est notablement augmentée et des cas de défaillance de vessie sont sensiblement rares,sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des valves champignons des guides de vessie et autres expédients codteux. Le réservoir de pression suivant l'invention a un prix modéré et est utilisable pour l'accumulation de l'énergie ou l'amortissement des pulsations et autres applications. En outre, dans le dispositif suivant l'invention, les dé- faillan.ces de la vessie sont réduites en l'absence d'une uti- lisation de valves champignons ou de guides, grâce au dimen- sionnement critique de l'espacement du bouton. ou de l'organe de plaque rigide porté par la vessie, par rapport au diamètre de l'orifice de liquide, de telle façon que l'espacement axial du bouton par rapport à l'orifice soit plus petit que la dif- férence des rayons du bouton. et de l'orifice. Dans le dispositif suivant l'invention., la surface inté- rieure du réservoir de pression entourant l'orifice de liquide est partiellement sphérique, de même que la surface proche jux- taposée de la vessie détendue, la différence de longueur des rayons de courbure des composants respectifs partiellement sphériques étant plus petite que la distance A par laquelle le rayon du bouton excède le rayon de l'orifice de liquide. En. outre dans le dispositif suivant l'invention., aucune partie de la vessie détendue n'est espacée de la surface de paroi adjacente la plus proche du réservoir de pression., d'une distance C qui soit plus grande que la distance A. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dont la figu- re unique est une vue, en. coupe verticale, d'un réservoir de pression. suivant l'invention.. Dans l'exemple non-limitatif représenté sur cette figure unique, un réservoir de pression tel qu'un accumulateur hydrau- lique comporte une coquille ou bouteille 10 ayant un orifice de charge de gaz 11 et un orifice de liquide 12. Le réservoir de pression 10 peut comporter une demi-coquille supérieure 13 et une demi-coquille inférieure 14. Un.e vessie 15 comporte un anneau de retenue métallique 16 lié, ou moulé, ou fixé de toute autre façon de manière perma- nente, à un bourrelet épais 17 de la partie supérieure oubou- che ouverte de la vessie. L'an.neau de retenue 16, avant l'as- semblage des composants 13,14 du réservoir de pression., ou simultanément avec un tel assemblage, est relié à la surface de paroi intérieure du réservoir de pression., par exemple par soudure (non représentée). Après fixation de l'anneau 16, les moitiés--de coquilles 13,14 peuvent être liées en permanence l'une avec l'autre,par exemple par une soudure annulaire 18 disposée entre des chan- freins annulaires 19,20 des moitiés de coquilles 13,14 respec- tivement. Une valve de charge de gaz 21, de construction usuelle, est montée dans l'orifice de charge de gaz 11, par exemple par une soudure annulaire 22. La valve de charge de gaz permet d'introduire du gaz sous pression dan.s la chambre à gaz 23 dé- finie au-dessus de la vessie 24 à l'intérieur du réservoir de pression.. Une chambre à liquide 25 est définie sous la vessie 24 et communique avec l'orifice de liquide 12. Un raccord 26 est relié-par soudure, par exemple en 27,à la partie inférieure 31 du réservoir de pression entourant 1' orifice de liquide 12. Ce raccord 26 permet de relier la cham- bre à liquide 25 à une ligne d'installation. hydraulique et supporte mécaniquement l'accumulateur dans la position. dési- rée. La demi-coquille inférieure 14 comporte un segment S qui est une section. ou segment de-sphère et est ainsi qualifié de partiellement sphérique. La partie juxtaposée de la vessie détendue 24 comporte, d'une manière analogue, un segment s qui est partiellement sphérique. Le rayon. de courbure R du segment S est plus grand que le rayon. de courbure r du segment s d'une distance C,dans la condition. détendue de la vessie. La vessie, dans sa partie centrale inférieure 28, comporte un bouton. ou organe de valve 29 qui a généralement une forme de disque. Le rayon du bouton en forme de disque 29 est plus grand que le rayon. de l'orifice de liquide 12 d'une distance A qui est plus grande que la distance B, cette distance B étant la distance, en. direction axiale, par laquelle le bou- ton est espacé de l'orifice de liquide. De préférence, en outre, toutes les parties de la surface de paroi extérieure 24' de la vessie 24 sont espacées de tou- tes les parties de la surface intérieure 30 de la section de coquille inférieure 14 par une distance plus petite que la distance A définie ci-dessus. Le fonctionnement du dispositif accumulateur est essen.- tiellement usuel, sauf qu'il n'a pas virtuellement tendance à endommager la vessie. En.particulier, le raccord 26 est relié au conduit de liquide d'une installation hydraulique et l'in.- térieur de la chambre 23 est chargé avec du gaz sous pression. par la valve de charge de gaz 21. Lorsque la pression dan.s la chambre 23 excède la pression. dans l'installation hydraulique, du gaz dans la chambre provoque une expansion. de la vessie qui s'applique contre l'intérieur du réservoir de pression etpro- voque ainsi une application du bouton 29 sur l'orifice de li- quide 12. Lorsque la pression. dans le conduit auquel le raccord 26 est relié excède la pression dans la chambre 23, le bouton 29 est écarté de l'orifice de liquide et le liquide est admis à s'écouler dans la chambre 25. La vessie est déplacée vers le haut vers l'extrémité de charge de gaz de la chambre d'autant plus que la pression. de liquide dépasse la pression de gaz, jusqu'à ce qu'on. atteigne une condition dans laquelle les pressions dans les chambres respectives s'égalisent. Lorsque la pression tombe à nouveau dans le conduit de liquide (action qui peut se produire soudainement ou d'une manière progressi- ve) jusqu'à un point ot la pression.dans la chambre 23 dépas- se la pression. dans le conduit, la pression. de gaz oblige le bouton. à s'appliquer à nouveau sur l'orifice de liquide, ce bouton rigide empêchant une extrusion. de la vessie par l'ori- fice de liquide. Lorsque les dimensions critiques indiquées ci-dessus sont observées, l'organe bouton peut invariablement s'appliquer d'une manière convenable sur l'orifice de liquide et fonc- tionne de la manière souhaitée en empêchant toute extrusion de la vessie. Cette action. d'application efficace est vir- tuellement indépendante des irrégularités d'épaisseur de la vessie. De façon analogue, une action fiable d'application sur le siège est obtenue, que les fluctuations de pression soient soudaines ou graduelles et progressives. Les bénéfices de l'invention peuvent être obtenus en.uti- lisant une construction d'accumulateur dans laquelle la dis- tance A excède la distance B, le fonctionnement le plus fia- ble étant obtenu lorsque toutes les conditions dimensionnelles indiquées sont observées, c'est-à-dire lorsque, en outre, la différence entre les rayons R et r est plus petite que la distance A, tandis que la distance A excède la distance C. REVENDICATIONS 1) Réservoir de pression comportant une bouteille cylin.- drique avec des extrémités généralement hémisphériques dont l'une comporte un orifice de charge de gaz, tandis que l'au- tre comporte un orifice de liquide circulaire dont le centre est aligné avec l'axe longitudinal du réservoir, une vessie expansible en matière élastique ayant deux extrémités dont l' une est du côté de l'orifice de charge de gaz tandis que l'au- tre est fermée et située du côté de l'orifice de liquide,cette vessie étant généralement cylindrique et coaxiale avec le ré- servoir, la vessie divisant l'intérieur du réservoir en deux chambres qui communiquent respectivement avec les orifices de liquide et de gaz, une valve rigide ayant une forme générale de disque et montée sur l'extrémité fermée de la vessie,cette valve étant généralement circulaire et coaxiale avec ledit axe longitudinal, caractérisé en ce que le bord périphérique de la valve, dans une condition détendue de la vessie, s'étend au-delà d'une projection vers le haut de l'orifice de liquide, en. la dépassant d'une distance A plus grande que l'espacement B de la surface de la valve la plus proche de l'orifice de li- quide, mesurée suivant l'axe du réservoir à partir de l'orifi- ce de liquide. 2) Réservoir de pression. suivant la revendication, 1, carac- térisé en. ce que l'extrémité fermée de la vessie est générale- ment hémisphérique, le rayon de courbure r de l'extrémité hé- misphérique de la vessie étant plus petit que le rayon decour- bure R de l'extrémité hémisphérique du réservoir de pression. entourant l'orifice de liquide, d'une distance qui est elle- même plus petite que la distance A. 3) Réservoir de pression suivant la revendication. 2, carac- térisé en ce que la surface de la valve la plus proche de l' orifice de liquide comporte une surfacegin.ralemeft plane per- pendiculaire à l'axe longitudinal du réservoir. 4) Réservoir de pression. suivant la revendication 3, carac- térisé en, ce que la surface du réservoir entourant l'orifice de liquide et disposée en-regard de la valve est généralement plane. ) Réservoir de pression suivant la revendication 4, carac- 2474111- térisé en ce que toutes les parties de l'extérieur de la ves- sie dans la condition détendue de cette vessie, sont espacées des parties de paroi intérieures adjacentes les plus proches du réservoir par une distance C qui est plus petite que l'es- pacement B.