Brevet FR2541418A1 — publié le 19840824

La présente invention concerne une valve d'arrêt d'urgence pour circuit hydrauliques Les valves d'arrêt, dont le principe est bien connu, sont utilisées sur les récepteurs hydrauliques (vérins) supportant de lourdes charges. Ces valves dont destinées à éviter une chute brutale pou- vant être dangereuse à l'égard de l'exploitation, en cas de rupture de tuyauterie d'alimentation. La présente valve d'arrêt est destinée à être montée en série, au pied du -vérin sur la canalisation alimentant la cham- bre servant au levage et à la retenue de la charge en descente. Cette valve d'arrêt, ne demande pas de pilotage extérieur pour s'ouvrir, et de ce fait permet son utilisation sur vérin simple ou double effet. Elle ne nécessite pas de clapet de non retour intérieur pour le passage du fluide pendant le levage. La présente valve à également pour but d'être installée sur tous les types de circuits hydrauliques, en série, en pa- rallèle, avec ou sans approche rapide. Le flasquage direct sur vérin permet d'éviter une canali- sation, entre l'appareil et le récepteur, pouvant être une source de rupture donc de chute. Cette valve est destinée à être installée en manutention hydraulique sur les presses hydrauliques (retenue du coulis- seau et de l'outillage, cette liste n'étant pas limitative) Une valve de feinage suivant l'invention est constituée par Un siège ( 4) logé dans le corps ( 1) de la valve, entre la chambre (A) destinée à être reliée au récepteur hydraulique et une chambre (P) d'arrivée d'huile sous pression. Un clapet ( 2) capable d'obturer le siège-( 4) en se dépla- cant dans le sens d'écoulement chambre (A) vers chambre (P) Le clapet ( 2) est maintenu ouvert par un ressort ( 3) com- primé en permance. Une soupape de sureté ( 5) coaxiale est logée à l'intérieur du clapet ( 2) Cette soupape est tarée au moyen du ressort ( 6) et des rondelles de cablage ( 7) Le logement est fermé par un bouchon et son joint Une vis de réglage ( 8) et son contre écrou de blocage per- met de faire varier la section de passage du fluide Un chapeau de fermeture, bouchon et joint Les dessins joints sont donnés à titre d'exemples afin de mieux comprendre le fonctionnement et l'utilisation de l'in- vention. Figure 1: représente le schéma de montage d'une valve d'arrêt de charge sur un vérin hydraulique double effet. Figure 2: est une vue représentant la valve en position ouvert, soupape fermée, fonctionnement normal. Figure 3: est une valve représentant la valve en position fermée après rupture de conduite. Figure 4: représente le schéma appliqué à la manoeuvre d'une charge avec 2 vérins hydrauliques. le fonctionnement est le suivant Figure 1: pour lever la charge, il faut rentrer la tige du vérin, donc envoyer l'huile sous pression dans la chambre (SA). Pour descendre, l'huile en pression sous la prépondérance de la charge doit ressortir de la chambre (SA) e't permettre ainsi la sortie de la tige du vérin. Deux cas peuvent se présenter. A) en permettant à l'huile de ressortir directement par le distributeur (D 2) et le limiteur de débit (LD) afin de fonc- tionner en approche rapide (la pression dans ce cas n'est pas nécessaire dans la chambre (SP) du vérin) B) en envoyant l'huile sous pression dans la chambre (SP) du vérin, au moyen du distributeur d'inversion de fonction (Dl), la charge est retenue dans son mouvement de descente par l'équilibreur (E) Sur les presses hydrauliques, les 2 cas ci-dessus sont presque toujours utilisés, ou un mouvement d'approche rapide à lieur avant le ralentissement avance-travail Pour répondre et assurer ces deux fonctions, il faut un appareil qui soit normalement ouvert et qui ne nécessite pas de pilotage extérieur, (généralement issue de la canalisation d'alimentation vers la chambre (SP) du vérin) Figure 2: pendant le levage de la charge, l'huile sous pression arrive en (P) traverse le siège ( 4) entre à l'inté- rieur du clapet ( 2) ressort par les ajutages(Ajl), pénètre dans la chambre(A) et arrive dans la section (SA) du vérin: la tige rentre Ia soupape de sureté ( 5) est maintenue sur le siège interne du clapet( 2) par son ressort ( 6) L'huile arrivant en pression en (P) traverse l'ajutage (Aj 2) de la soupape ( 5) pénétre der- rière elle et confirme la fonction d'appui du ressort. la section de contrôle de débit d'huile est définie par l'intersection des 4 ajutages (Ajl) du clapet ( 2) avec l'alé- sage du siège ( 4) Cette section est variable en vissant la vis de réglage ( 8) de manière à obtenir la meilleure précision possible d'arrêt en cas de rupture. Etant constituée par des trous, la section de contrôle est peu sensible au colmatage pouvant provenir des impuretées en suspension dans le fluide du circuit. Pour la descente, le parcours de l'huile se fait en sens inverse du descrptif ci-dessus. Figure 3: une rupture à eu lieu en montée sur la conduite d'alimentation entre la valve d'arrêt et l'équilibreur (E) (se reporter au schéma figure 1) le vérin entrainé par la charge redescend immédiatement sans contrôle de vitesse. le débit refoulé par la chambre-(SA) du vérin augmente instantanément dans le sens (A) vers (P) et n'est plus compa- tible avec le réglage de la section de contrôle de la valve. La pression s'accroit donc dans la chambre (A) consécutivement à cette augmentation de débit dans la ajutages (Ajl) de retour, agit sur le clapet ( 2) et compr:me le sessort ( 3) Quand l'ef- fort sur le clapet ( 2) devient supérieur à la force du ressort ( 3), le clapet se déplace des le sens (A) vers (P) réduisant de plus en plus la section d'échapement d'huile favorisant encore l'élévation de pression dans la chambre (A), donc la fermeture Le clapet ( 2) vient obturer le retour avec sa portée tronconique sur le siège ( 4), la charge est arrêtée. Si la rupture à lieur sur la même canalisation mais en phase descente, le fonctionnement est identique, toutefois dans cette configuration l'huile sous pression continue d'alimenter la chambre (SP) du vérin et peut élever considérablement le niveau de pression dans-la chambre (SA) du vérin et de la valve qui s'est fermée Dans ce cas, la pression multipliée est admise par les trous (T) à la périphérie du clapet ( 2) et ajit sur la section différentielle de la soupape ( 5) lorsque l'ef- fort équilibre le tarage du ressort ( 6) la soupape recule, Dermettant l'évacuation de l'huile en surpession par l'inté- rieur du clapet ( 2) et la rupture de tuyauterie à l'air libre. Cette soupape voit être considérée comme une sureté simple et non comme un régulateur de pression à action directe permet- tant de jouer le rôle de l'équilibreur (E) (cela est possible mais avec un fonctionnement saccadé, rudimentaire) La détection de surpression peut égalemnt se faire électri- quement par l'adjonction d'un pressostat (P) qui sera réglé à valeur moyenne entre tarage de la valve et effort maxi de relevage de la charge Il pourra agir comme l'arrêt d'urgence, coupant l'alimentation électrique de la machine. Après fermeture de la valve, pour l'ouvrir il faut obliga- toirement faire un manoeuvre de monte donc de réparer la cana- lisation détériorée. Il est également prévu sur le schéma de la figure 1 une vanne de test (V) permettant de contrôler le fonctionnement du système en simulant une rupture. Pour réarmer la valve, là encore il faut fermer la vanne de test (V) et refaire une montée de la charge. Figure 4: ce schéma représente l'application au levage d'une charge avec 2 vérins hydrauliques. On notera sur ce schéma la mise en place d'une tuyauterie d'équilibrage de petit diamètre entre les 2 valves d'arrêt. Cette tuyauterie est destinée à favoriser la fermeture de l'appareil le plus lent, car la synchronisation hydraulique parfaite ne peut-être obtenue (section, jeux, ressorts rigou- reusement identiques) Lors de la fermeture de la première valve, la seconde va recvoir un complément de débit au travers des ajutages (Aj 3 et Aj 4) qui sont inclus au corps ( 1) at ainsi aider la fermeture de l'appareil le plus lent. si la charge, dans ce type de montage peut-être arrêtée, par un seul vérin, cette tuyauterie n'est pas nécessaire, la sécurité étant doublée par le montage des 2 valves d'arrêt. REVENDICATIONS 1) Valve d'arrêt de charge comprenant un siège logé dans le corps de valve, entre une chambre d'entrée d'huile venant d'un distributeur et une chambre de sortie communiquant avec le récepteur hydraulique. un clapet capable d'obturer le siège en se déplaçant dans le sens chambre de sortie vers chambre d'entrée. une soupape de sécurité par un ressort et des rondelles, logée à l'intérieur et dans l'axe du clapet obturateur. une vis de réglage permettant d'ajuster la section de passage du fluide. un ressort maintenant le clapet obturateur ouvert permettant la libre circulation du fluide dans les 2 sens 2) Valve d'arrêt suivant la revendication ( 1) caractérisée par le corps de valve qui est réalisé pour se boulonner direc- tement sur le vérin, sans canalisation intermédiaire. 3) Valve d'arrêt suivant l'une des quelconques revendica- tions précédentes caractérisées en ce que le clapet obturateur est guidé par le siège et le corps par coulissement. 4) Valve d'arrêt suivant l'une des quelconques revendica- tions précédentes caractérisées en ce que le corps est percé d'un ajutage permettant le branchement d'une tuyauterie d'équi- librage pour améliorer le synchronisme de fermeture entre deux valves