Brevet FR2531754A1 — publié le 19840217

La présente invention se rapporte à un réservoir de pression hydraulique, tel qu'un accumulateur, et concerne plus particulièrement un tel réservoir muni d'un dispositif détecteur de panne et l'installation qui le comporte. Les accumulateurs de pression hydraulique sont géné- ralement utilisés dans de nombreuses applications de pompage, o l'on souhaite emmagasiner de l'énergie et relâcher cette dernière lorsque la pression dans l'installation hydraulique descend en dessous d'une valeur choisie On a déjà proposé d'utiliser plusieurs de tels accumulateurs pour augmenter la capacité d'emmagasinage de l'énergie de l'installation. Il est également connu d'incorporer dans un accumu- lateur hydraulique, un appareil sensible à la pression qui détecte les défectuosités du séparateur, tel que vessie, sé- parant la chambre à gaz et la chambre à liquide de l'accumu- lateur De tels dispositifs connus, utilisent un mécanisme extérieur sensible à la pression qui est rendu actif en ré- ponse à une réduction de la pression du gaz et qui, à la sui- te de la détection d'une telle réduction de la pression de gaz, fonctionne pour mettre en oeuvre une alarme qui signale ladi- te défectuosité Des exemples d'accumulateurs ou analogues qui utilisent des appareils sensibles à la pression de type usuel, sont décrits dans les brevets Américains 4,167,201 - 4,207,563 4,014,213 et 4,221,124. Le problème inhérent aux appareils détecteurs précé- demment connus, réside principalement dans le fait que ces appareils sont sensibles à la pression et ne sont activés que quand des modifications significatives de pression sont détec- tées. La présente invention a pour objet des perfectionne- ments aux réservoirs de pression tel qu'accumulateur et plus particulièrement, à un détecteur de panne, capable de détec- ter des pannes, soit parce qu'il y a une rupture de la ves- sie, soit parce qu'il existe une perte dans la pression du gaz et ceci suffisamment tôt pour avertir, en temps utile, d'une telle panne et/ou pour mettre en oeuvre des mécanismes-de sé- curité Suivant l'invention, un réservoir de pression tel 2 531754 qu'accumulateur, comporte un organe détecteur introduit dans la chambre à gaz du réservoir de pression. Cet organe détecteur est adapté à sentir l'approche de la vessie et/ou l'approche du liquide entrant dans la cham- bre à gaz, comme cela peut se produire en cas de rupture de la vessie Il a été trouvé que ce dispositif détecteur per- met une plus grande sécurité et une alarme plus précoces en cas de panne, que les appreils sensibles à la pression uti- lisés jusqu'à présent L'invention a également pour objet, une installation hydraulique qui comporte une pluralité de réservoirs du type décrit, une alimentation commune en gaz et des moyens de valve sensibles à une panne, qui fonction- nent automatiquement pour interrompre le circuit entre l'ali- mentation de gaz et la chambre à gaz du réservoir défectueux immédiatement après détection de la panne dans l'accumulateur. La présente invention vise ainsi un accumulateur hy- draulique qui comporte des moyens améliorés détecteurs de pan- nes L'invention vise également un réservoir de pression, tel qu'accumulateur du type décrit, dans lequel la détection de la panne est effectuée par des moyens capables de détecter des changements de capacité L'invention vise en outre, une installation hydraulique, qui comporte une pluralité de ré- servoirs, tels qu'accumulateurs du type décrit, avec un méca- nisme d'actionnement qui débranche le ou les accumulateurs défectueux, de la réserve-maitre de gaz, en réponse à la dé- tection d'une panne. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure l est une vue schématique d'une installa- tion hydraulique comportant des réservoirs de pression suivant l'invention; la figure 2 est une vue, en coupe partielle, à plus grande échelle de l'extrémité de charge de gaz du dispositif suivant l'invention. On se réfèrera d'abord à la figure 1 Un circuit hy- draulique comporte une pompe 10, un conduit hydraulique 11 et un service 12 Une paire d'accumulateurs 13 ont leur ori- fices de liquide 14, reliés d'une manière opérationnelle, avec la ligne hudraulique l D'une manière connue, les ac- cumulateurs 13 comportent des enveloppes de pression 15 qui sont divisées en deux chambres, à savoir, la chambre à gaz 16 et une chambre à liquide 17, par un organe séparateur dé- formable, telle qu'une vessie 18 Les chambres à gaz 16 sont reliées par des valves solenoid normalement ouvertes 19, par l'intermédiaire de conduits 20 et 21, jusqu'à une ligne de pression 22, issue d'une bouteille réserve de gaz 23. L'installation hydraulique est représentée dans sa condition normale de fonctionnement à la figure 1, o l'on voit que lorsque la pression dans la ligne hydraulique 11 dé- passe la pression dans les chambres àgaz 16, du liquide est introduit par les orifices de liquide 14 à l'intérieur du ré- servoir de pression, dans la chambre à liquide 17, ce qui comprime le gaz dans les chambres à gaz 16 en provoquant un emmagasinage d'énergie dans le gaz comprime Lorsque la pres- sion tombe dans la ligne 11 le gaz dans les chambres 16 se dilate et restitue de l'énergie à l'installation hydraulique. Ainsi qu'il résulte de ce qui précède, si l'une des vessies 18 tombe en panne, non seulement la capacité d'emma- sinage d'énergie de l'accumulateur concerné est perdue pour l'installation, mais en outre, du liquide peut être forcé vers l'extérieur par l'orifice de gaz, ce qui contamine les lignes de gaz et introduit du liquide dans l'installation de gaz de l'appareil L'importance des difficultés qui surgissent du fait de cette situation, est facilement concevable si l'on considère que, bien que la forme d'exécution représentée mon- tre seulement deux accumulateurs, de grandes installations peu- vent incorporer un très grand nombre de tels dispositifs. C'est une fonction de l'accumulateur de la présente invention, de détecter la possibilité d'une panne de vessie ou d'une chu- te de pression, le plus t 6 t possible et de fournir des moyens efficaces pour empêcher une telle panne ou une telle chute de pression. 2 531754 On se référera maintenant non seulement à cette fi- gure l qui concerne l'installation générale, mais également à la figure 2 qui concerne plus particulièrement un accumu- lateur et les éléments de détection suivant la présente in- vention. Suivant cette figure 2, l'orifice de charge de gaz reçoit un raccord tubulaire 30, dans lequel est logé l'en- semble détecteur 31 Le raccord 30 est monté, de préférence, contre un ensemble segmenté 32, suivant les brevets Améri- cains 3,439,712 ou 3,782,418 Cet ensemble segmenté comporte un joint de support annulaire 33, auquel sont liées les deux moitiés distinctes d'une rondelle métallique annulaire 34. Ainsi qu'il ressort des brevets sus-visés, l'ensemble 32 est inséré par l'orifice 25 en pliant le joint 33 poursuivant la ligne de division des segments 34 pour permettre à ces seg- ments de recouvrer élastiquement leur forme dépliée, une fois qu'ils ont été introduits à l'intérieur du réservoir de pression. Une rondelle de compression 35 est disposée dans le perçage intérieur 36 de l'ensemble 32, un épaulement 37 orien- té vers le haut étant prévu sur la rondelle 35 et portant contre la sous-face 38 des segments 34 de l'ensemble 32 Ain- si qu'on le voit sur les dessins, les parties de segments 34 comportent des parties d'arrêt 39 dirigées vers le haut, qui portent contre les parois intérieures du réservoir de pres- sion, au voisinage de l'orifice 25. Le raccord tubulaire 30 comporte un épaulement 40 di- rigé vers le haut, qui porte contre la sous-face de la ron- delle de compression 35 La surface extérieure du raccord 30 est filetée comme on le voit en 41, pour définir un moyen de réception pour un écrou 42 La sous-face 43 de l'écrou 42 por- te contre la surface 44 de la rondelle 45, les jambes 46 de la rondelle 45 portant contre la partie 47 orientée vers le haut, du réservoir de pression qui entoure l'orifice de gaz. De préférence, un ensemble d'étanchéité comportant un joint torique 48, inséré entre une paire de fines rondelles 49, est interposé entre les segments 34 et la rondelle 45 pour assu- rer l'étanchéité, à l'endroit de l'orifice de gaz. L'organe tubulaire 30 comporte un creux 50, lequel reçoit un joint torique 51, assurant l'étanchéité entre la rondelle 35 et le raccord 30. Llextrêmité inférieure du raccord 30 comporte un re- bord annulaire 52, auquel un bord plus épais 53 de la vessie 18 est lié pour assurer le montage de la vessie. L'ensemble détecteur 31 comporte une tête de détec- tion 54 et un organe de détection ou sonde 31 ' L'organe de détection 31 ' est supporté d'une manière centrale, dans un orifice axial 55 dans le raccord 30, par une rondelle d'e 5- pacement 56 La rondelle 56 comporte plusieurs ouvertures 57 qui la traversent de part en part et qui forment un passage pour le gaz vers l'intérieur de la vessie, c'est-à-dire, vers la chambre à gaz 16. Le raccord 30 comporte un moyen de fixation 58 qui est monté par vissage sur la partie 59 L'organe 58 compor- te une ouverture de montage 60, pour être relié à une valve solenoid 19 par un conduit 20. La sonde 31 ' et l'ensemble détecteur forment un en- semble sensible à la capacité Des unités sensibles à la ca- pacité appropriées, sont connues en elles-mêmes Sans limita- tion, et pour fixer les idées, un tel organe détecteur sensi- ble à la capacité est fabriqué par PRINCO INSTRUMENTS, INC, de SOUTH HAMPTON; Pennsyl Vanie, (Etats-Unis d'Amérique), sous leur numéro de modèle 1510. Essentiellement, l'ensemble décrit comporte un organe détecteur 31 ' qui est sensible aux changements de capacité, et est alimenté avec un ensemble de commande, par exemple l'en- semble de commande 61 qui est connecté électriquement à l'or- gane détecteur et qui peut être relié jusqu'à une alarme ou adapté à faire passer un courant dans un appareil associé, sen- sible à un changement de capacité prédéterminé, de préférence pouvant être choisi d'une manière variable. Dans le mode de réalisation représenté, les valves so- lenoid 19 sont interposés dans le circuit, pour isoler le con- duit 20 du conduit 21 et par suite, du conduit 22 et de la ré- serve de gaz 23, en réponse à la détection d'une condition anormale par l'organe détecteur 31 '. Le fonctionnement du dispositif, est ci-après décrit, et les avantages qui en découlent, apparaissent clairement en comparaison avec les accumulateurs qui comportent des moyens détecteurs tels qu'on les a proposés jusqu'à présent. Lorsque le fonctionnement est normal, les vessies 18 sont espacées de l'organe détecteur 31 ' par une certaine dis- tance La sensibilité détectrice de capacité d'un ensemble peut être réglée de telle façon que lorsque la vessie s'ap- proche de l'organe détecteur 31 ' avec un certain degré de proximité, la présence de la vessie induit un changement de capacité qui active le poste contrôle 61, ce qui a pour ef- fet de modifier la position de la valve ou des valves 19, en isolant ainsi la chambre à gaz 16 de l'accumulateur qui a été détecté comme étant en panne, de la ligne 21 de la bouteille de gaz 23 On apprréciera que le changement de capacité peut résulter, soit d'une approche de la vessie vers l'organe dé- tecteur, comme cela peut se produire dans le cas d'une rup- ture, ou par suite d'une réduction de la pression de gaz, dans l'accumulateur particulier D'une manière analogue, un chan- gement de capacité peut être détecté en réponse à l'écoulement du liquide dans la chambre à gaz, ainsi qu'il peut résulter d'une rupture de la vessie, même si la vessie est distendue vers l'extérieur et ne se rapproche pas de l'organe détecteur. De ce qui précède, il apparaît que grâce à l'utilisa- tion d'un détecteur de capacité, une condition de panne est détectée le plus tôt possible, et en tous cas, bien avant qu'il y ait écoulement du liquide vers l'orifice de gaz On peut ainsi isoler un accumulateur donné de l'installation et empêcher positivement la contamination de l'installation de gaz, grâce à l'isolation de l'accumulateur défectueux de cet- te installation. -Bien entendu l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée, mais embrasse toutes va- riantes dans la réalisation de ses divers éléments et dans ses applications, dans le cadre des revendications On pourra no- tamment utiliser l'invention pour contrôler le ou les orifices du liquide 14 pour éviter que du gaz ne passe dans le circuit de liquide en cas de défectuosité d'une ou plusieurs vessies. REVENDICATIONS 1 Réservoir de pression, tel que, accumulateur hy- draulique, comportant une enveloppe ( 15) ayant un orifice de liquide ( 14) à une extrémité et un orifice de charge de gaz ( 25) à l'autre extrémité, des moyens de fixation dans l'orifice de liquide pour relier cet orifice de liquide à une ligne hydraulique ( 11) un séparateur tel que vessie ( 18), disposé à l'intérieur de l'enveloppe et divisant celle- ci en une chambre à gaz ( 16) et en une chambre à liquide ( 17) qui communiquent respectivement avec les orifices de gaz et de liquide, réservoir de pression caractérisé en ce que un organe détecteur ( 311) sensible à la capacité s'étend à tra- vers l'orifice du gaz ( 25) dans ladite chambre à gaz ( 16)o 2 Réservoir de pression suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un raccord tubulaire-( 30) de charge de gaz monté dans l'orifice de gaz et s'étendant d'une manière généralement axiale dans l'enveloppe, l'organe détecteur étant monté coaxialement dans le raccord définis- sant avec celui-cig un passage annulaire. 3 Réservoir de pression suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un orifice de remplissage de gaz, formé dans le raccord de charge de gaz, en communiquant avec ledit passage annulaire. 4 Réservoir de pression suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une valve solenoid ( 19) reliée avec un desdits orifices du ré- servoir, par exemple orifice de gaz, et des moyens de circuit associés opérativement avec la valve et ledit organe détecteur pour ouvrir ou fermer la valve sélectivement suivant les varia- tions de capacité détectées par ledit organe détecteur Réservoir de pression, tel qu'un accumulateur, hy- draulique, comprenant une pluralité de réservoirs de pression ( 15, 15 ') ayant chacun un orifice de liquide, un orifice de charge de gaz, une vessie disposée dans le réservoir et divi- sant celui-ci en des chambres à gaz et à liquide, en communi- cation avec les orifices de gaz et de liquide respectivement; caractérisé en ce que un organe détecteur ( 31 ') sensible à la capacité s'étend à travers l'orifice de gaz dans la chambre à 31754 gaz, un raccord de charge de gaz s'étendant dans l'orifice de gaz, un orifice de remplissage relié audit raccord et une valve solenoid ( 19, 19 ') associée avec l'orifice de remplis- sage, une ligne hydraulique ( 11) reliée aux orifices de li- quide des accumulateurs, une réserve de gaz ( 23) des moyens de conduit conduisant de cette réserve aux valves solenoid ( 19, 19 ') pour relier normalement l'orifice de remplissage et par suite les chambres à gaz avec la réserve ( 23), et des moyens de commande relié d'une façon opérationnelle, avec les valves et avec l'organe détecteur pour actionner les val- ves, afin de séparer les orifices de gaz de la réserve ( 23), en réponse à un changement organe détecteur ( 3 l').