Brevet FR2511444A1 — publié le 19830218

Perfectionnements aux accumulateurs hydropneumatiques. L'invention est relative a un accumulateur hydropneu- matique à utiliser sous l'eau, en particulier au-dessous de la surface de la mer. Les accumulateurs hydropneumatiques connus comprennent une enveloppe rigide à l'intrieur de laquelle est logée une vessie souple. La vessie est mise sous pression par un gaz convenable et elle est comprimée par introduction d'un fluide dans l'enveloppe de l'accumulateur, par l'intermédiaire d'une soupape appropriée. L'énergie emmagasinée dans le gaz comprimé refoule le fluide hors de l'accumulateur lorsque la soupape est rouverte. De tel5 accumulateurs suscitent certains probldmes auxquels quelques solutions ont été apportées. L'un de ces problèmes réside dans le fait que la vessie, lorsqu'elle refoule le fluide hors de l'accumulateur, rencontre tous les interstices possibles, par exemple autour de l'organe d'obturation de la soupape, et y forme des hernies. Ceci est manifestement indésirable car la vessie peut ainsi être endommagée et, pour empêcher cette déformation et les dégats éventuels, la vessie peut titre surépaissie en des zones appropriées. Toutefois, un tel surépaississement de certaines parties de la vessie peut affecter et affecte véritablement l'efficacité du fonctionnement de l'accumulateur. Un autre problème que l'on rencontre avec les accumulateurs connus est le fait que la matière de la vessie est habituellement perméable au gaz de pressurisation si bien que la vessie exige des recharges de gaz à intervalles réguliers. Ceci ne soulève pas de difficultés spéciales dans des lieux d'utilisation normaux. Toutefois, lorsque l'accumulateur est utilisé audessous du niveau de la mer, le cotit des recharges par intervention de plongeurs est prohibitif. Ce probldme a été résolu, spécialement pour les applications sous-marines, par la mise au point d'un matériau moins perméable pour constituer la vessie. Dans certains accumulateurs connus, la soupape réglant l'écoulement du fluide est fixée à l'enveloppe rigide de l'accumulateur, le bottier de la soupape étant relié de façon étanche d'une part à l'enveloppe rigide de l'accumulateur par des joints toriques en caoutchouc et d'autre part à la conduite de fluide par un joint hydraulique classique. Dans cette construction toutefois, le bottier de soupape doit supporter tout le poids de l'accumulateur et toutes les vibrations qui peuvent se produire et ceci peut aboutir a desserrer les attaches mécaniques et à endommager les joints d'étanchéité en occasionnant des fuites. Ceci est manifestement indésirable, particulièrement dans les installations sous-marines, quand il s'agit de traiter par exemple des produits pétroliers. De plus, dans certaines constructions connues d'accumulateurs, lorsque la vessie doit etre regonflée à l'aide d'une soupape de charge, la vessie elle-mtme sert de joint d'étanchéité tout autour de cette soupape de charge. Si la vessie est endommagée ou se détériore sous l'effet du vieillissement ou de l'usure, il est clair que des fuites peuvent se produire et ceci est particulièrement néfaste dans les installations sous-marines. L'invention a pour but de créer un accumulateur hydropneumatique qui résolve, au moins en partie, certains des problèmes rappelés ci-dessus. Selon un premier aspect de l'invention, il est prévu un accumulateur hydropneumatique comprenant une enveloppe rigide a l'intérieur de laquelle est logée une vessie souple pour contenir un gaz comprimé, caractérisé en ce que l'enveloppe rigide comprend un col constituant une entrée de fluide pour l'accumulateur, ce col de l'enveloppe rigide étant lui-mme agencé de façon a pouvoir autre fixé à un passage de fluide et une soupape de commande du fluide étant fixée de façon étanche a l'intérieur dudit coi. Ainsi, gracie à l'invention, l'enveloppe rigide de l'accumulateur est fixée elle-méme d une conduite de fluide par exemple et la soupape de commande de fluide n'a pas a subir d'efforts mécaniques, contrairement au cas des constructions connues où la soupape supportait l'enveloppe rigide. Les joints assurant l'étanchéité entre la soupape et l'enveloppe rigide risquent donc moins de subir des défaillances et, méme Si cela arrivait, il ne pourrait se produire de fuites vers l'extérieur de l'accumulateur d travers les défauts de ces joints. De préférence, le col de l'enveloppe rigide est rendu étanche vis-d-vis de la conduite de fluide par l'utilisation d'un joint métallique. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un accumulateur hydropneumatique comprenant une enveloppe rigide à l'intérieur de laquelle est logée une vessie souple pour contenir un gaz comprimé, l'enveloppe possédant une entrée de fluide commandée par une soupape a organe obturateur mobile, caractérisé en ce que l'organe obturateur mobile est constitué par un piston ou plongeur cylindrique muni d'orifices dans sa paroi latérale, lesquels orifices aboutissent à un passage qui est ménagé axialement dans ce plongeur et qui aboutit à l'extérieur de l'enveloppe, l'organe obturateur étant mobile axialement et étant muni d'une zone d'extrémitép épanouie extérieurement en tronc de cône,qui vient s'appliquer sur un siège de soupape complémentaire lorsque la soupape se ferme. Ainsi, grace à ce deuxième aspect de l'invention, alors méme qu'il doit etre prévu, autour du plongeur, un jeu fonctionnel qui pourrait donner lieu à un interstice dans lequel la vessie risquerait de se déformer et par conséquent de s'endommager, la zone d'extrémité épanouie du plongeur assure un contact précis entre le plongeur et le siège de soupape lorsque la soupape est fermée, en interdisant à la vessie tout accès à un tel interstice. Le plongeur de la soupape a de préférence un diam- tre relativement grand par rapport à sa longueur, ce qui attribue à la soupape une rigidité suffisante pour que le plongeur ne tende pas à se coincer dans le manchon où il coulisse au cas où ce plongeur serait soumis à une charge désaxée, contrairement à ce qui pouvait se produire avec les agencements connus comportant des clapets en forme de champignons à tige fine. Pour faciliter l'assemblage, la zone d'extrémité épanouie du plongeur est de préférence fixée de façon démontable au reste du plongeur, par exemple par une liaison à tige filetée ou par toute autre forme de liaison équivalente. Un accumulateur conforme à l'invention possède de préférence une soupape de recharge qui comporte des rondelles d'étanchéité métalliques pour empocher les fuites, particulièrement dans les installations sous-marines, au cas où la vessie, qui assure normalement l'étanchéité de la soupape de recharge, serait le siège de défaillances ou viendrait à autre endommagée. L'invention va etre maintenant décrite plus en détail, en référence au dessin annexé qui en illustre, à titre d'exemple, l'un des modes de réalisation préférés. L'accumulateur hydropneumatique, qui est illustré par le dessin annexé, comprend une enveloppe rigide 1 dans laquelle est logée une vessie déformable 3. Cet ac cumulateur est destiné particulièrement a des installa; tions sous-marines et la vessie 3 est faite d'un composé ayant une faible perméabilité au gaz comprimé qu'elle con tient. Ainsi, les intervalles entre recharges sont al longés ou mamie la nécessité des recharges est supprimée pendant la durée de vie normale de 1' accumulateur. L'enveloppe 1 possède une zone rétrécie ou col 5 qui est prolongée de façon à présenter une bride 7 per- mettant de fixer l'accumulateur à une conduite de fluide (non montrée). De préférence, un joint métallique (non montré) est utilisé pour rendre l'enveloppe 1 étanche vis-d-vis de cette conduite de fluide. Une soupape de commande de fluide 9, montée a l'intérieur du col 5, comprend essentiellement un manchon de commande 11 et un organe obturateur mobile constitué par un piston ou plongeur 13.A son extrémité supérieure (selon le dessin annexé), le manchon de commande 1 1 possède un dpau- lement 15, orienté radialement vers 1' extérieur et, lorsque ce manchon Il est monté, l'épaulement 15 et une ba- gue de verrouillage 17 appuient respectivement sur des bagues de coincement 19,21 entre lesquelles se trouve serré un épaulement 23 de l'enveloppe 1, dirigé vers l'intérieur. Le manchon 11 est ainsi fixé à l'enve loppe 1, un joint d'étanchéité torique 25 étant placé en outre entre les bagues de coincement 19 et 21.Dans cette construction, le joint d'étanchéité 25 n'est pas soumis å des efforts importants, étant donné que c'est le col 5 de l'enveloppe l elle-meme qui supporte l'en semble de l'accumulateur, et il risque donc moins d'étire endommagé. Cependant, méme Si ce joint d'étanchéité 25 venait à manifester des signes de défaillance pour une raison quelconque, aucune fuite ne pourrait se produire vers l'extérieur. de l'enveloppe 1 étant donné que celle-ci est rendue étanche par rapport à la conduite de fluide (non montrée). Le plongeur 13 a la forme d'un cylindre creux muni d'orifices 27 qui débouchent sur la paroi latérale 29 de ce cylindre et qui communiquent chacun avec la cavité intérieure du plongeur 13, laquelle cavité s'ouvre à l'extérieur de l'enveloppe 1. Le plongeur 13 est sollicité par un ressort 31 vers la position d'ouverture représentée et il est muni d'une zone d'extrémité 33, épa- nouie extérieurement en tronc de cane, qui est complQmen- taire d'un siège de soupape 34 ménagé dans le manchon 11. Cette zone d'extrémité tronconique 33 peut store rapportée par vissage sur le reste du plongeur 13 afin de faciliter le montage de la soupape dans l'enveloppe 1. Alors que le plongeur 13 doit présenter un léger jeu-à l'intérieur du manchon 11 pour faciliter son coulissement, la zone d'extrémité épanouie 33 s'ajuste exactement au siège de soupape 34 lorsque. le plongeur 13 est à sa position de fermeture, afin diinterdire l'accès à tout. interstice dans lequel la vessie 3 pourrait former une hernie. On comprend aisément que le susdit accumulateur hydropneumatique constitue une unité se prêtant bien aux installations sous-marines en raison de la sécurité offerte par l'étanchéité de la soupape et par la construction d'ensemble de celle-ci. Pour améliorer la sécurité de l'accumulateur dans les activités sous-marines, une soupape de recharge 35 est munie de rondelles d'étan chéité métalliques 37 propres à servir de relais au cas où le bourrelet d'étanchéité usuel 39 de la vessie 3 viendrait à céder en raison du vieillissement ou de l'usure. REVENDICATIONS Accumulateur hydropneumatique comprenant une enveloppe rigide (1) à l'intérieur de laquelle est logée une vessie souple (3) pour contenir un gaz comprimé, caractérisé en ce que l'enveloppe rigide (1) comprend un col (5) constituant une entrée de fluide pour l'accumulateur, ce col (5) de l'enveloppe rigide (1) étant luiimtme agencé de façon à pouvoir être fixé à un passage de fluide et une soupape de commande du fluide (9) étant fixée de façon étanche à l'intérieur dudit col (5). 2.- Accumulateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la soupape de commande de fluide (9) possède un organe obturateur mobile qui est constitué par un piston ou plongeur cylindrique (13) muni d'orifices (27) dans sa paroi latérale (29), lesquels orifices (27) aboutissent à un passage qui est ménagé axialement dans ce plongeur et qui aboutit a ltextérieur de l'enveloppe (1), l'organe obturateur (13) étant mobile axialement et étant muni d'une zone d'extrémité (33), épanouie extérieurement en tronc de cane, qui vient s'appliquer sur un siège de soupape compté mentaire (34) lorsque l'organe obturateur (13) est en position de fermeture. 3.- Accumulateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'organe obturateur mobile 03) est placé à l'intérieur d'un manchon (11) fixé au col (5) de leen de veloppe rigide (1), le sigsoupape complémentaire (34) étant ménagé à l'une des extrémités du manchon (11). 4.- Accumulateur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le piston ou plongeur cylinZ drique (13) constituant l'organe obturateur mobile a un diamètre relativement grand par rapport à sa longueur. 5.- Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la zone d'extrémité épanouie (33) du plongeur (13) est fixée de façon démon- table au reste du plongeur (13). 6.- Accumulateur selon l'une-quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il possède une sou (35) pape de recharge/qul comporte des rondelles d'6tanchéité métalliques (37). 7.- Accumulateur hydropneumatique comprenant une enveloppe rigide (1) à l'intérieur de laquelle est logée une vessie souple (3) pour contenir un gaz comprimé, l'enveloppe (1) possédant une entrée de fluide commandée par une soupape (9) à organe obturateur mobile (13), caractérisé en ce que l'organe obturateur mobile (13) est constitué par un piston ou plongeur cylindrique muni d'orifices (27) dans sa paroi latérale (29), lesquels orifices (27) aboutissent à un passage qui est ménagé axialement dans ce plongeur (13) et qui aboutit à l'extérieur de l'enveloppe (1), 1' organe obturateur (13) étant mobile axialement et étant muni d'une zone d'extrémité (33) épanouie extérieurement en tronc de cône, qui vient s'appliquer sur un siège de soupape complémentaire (34) lorsque la soupape se ferme.