Brevet FR2559219A1 — publié le 19850809

ACCUMULATEUR DE PRESSION A ENVELOPPE RIGIDE ET PAROI DE SEPARATION ELASTIQUE DE COMMANDE D'UNE SOUPAPE I S D'ISOLATION. L'invention concerne un accumulateur de pression à enveloppe rigide et paroi de séparation élastique intérieure qui commande une soupape d'isolation. La publication FR-A- 2 205 631 décrit un tel accumulateur dans lequel la paroi élastique sépare l'espace délimité par l'enveloppe en une chambre à gaz et une chambre à liquide, cette dernière étant reliée à un circuit hydraulique par un raccord, dans lequel débouchent un orifice de remplissage et un orifice de sortie en liaison par la chambre à liquide, et qui contient une soupape d'isolation qui interrompt ladite liaison pour assurer la liaison directe desdits orifices en l'état d'extension de la paroi elastique. De tels accumulateurs de pression sont utilises par exemple pour amortir les variations périodiques de pression dans les circuits hydrauliques de commande des machines et doivent être isolés de la source de remplissage lors d'un arrêt de la machine afin de supprimer les risques d'accident lies au maintien de la pression hydraulique dans les conduits d'alimentation d'une machine provisoirement arrêtée. Le problème non résolu sur ces accumulateurs réside dans le fait que la pression résiduelle de ceux-ci perturbe à la fois la réalimentation de la machine et la mise en route de la source de pression. L'invention a donc pour objet l'agencement d'une soupape additionnelle de purge dans le raccord de l'accumulateur afin de réaliser la mise hors circuit de celui-ci et la purge de l'accumulateur. Conformément à l'invention, la soupape d'isolation comporte une chambre intérieure, un corps de soupape de purge mobile dans ladite chambre, un siège pour ladite soupape de purge qui sera appliquée sur ce siège sous l'action de la paroi de séparation élastique, un ressort de levée de cette même soupape de purge de son siège, un moyen réducteur de pression, disposé entre le siège de la soupape de purge et un orifice de raccordement et une chambre à volume variable dans laquelle débouche ledit orifice et qui contient la queue de commande de la soupape d'isolation soumise à une pression de pilotage. Lorsque l'orifice de raccordement de l'accumulateur ainsi réalisé est mis en communication avec une canalisation de retour à un réservoir hors pression, le fluide contenu dans l'enveloppe rigide passe par la soupape de purge et traverse le moyen réducteur de pression pour obtenir une pression plus basse de pilotage dans la chambre à volume variable qui assurera la fermeture de la soupape d'isolation tandis que la soupape de purge reste ouverte jusqu'à ce que la paroi de séparation soit en extension maximale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel la figure représente une coupe axiale au-travers de l'accumulateur. Sur la figure le repère 1 désigne l'accumulateur qui se compose d'une enveloppe rigide 2 en une ou deux parties soudées entre elles. A l'intérieur de l'enveloppe est disposée une paroi de séparation élastique 3 qui subdivise le volume intérieur de l'enveloppe 2 en une chambre à gaz 4 et une chambre de fluide 5. Sur la partie inférieure de l'enveloppe 2 est fixée une pièce de raccordement 6 qui traverse l'enveloppe 2 et qui est immobilisée axialement et transversalement par rapport à celle-ci par un ensemble de rondelles 7, 8 respectivement appliquées sur le côté extérieur et intérieur de l'enveloppe 2 jouxtant l'ouverture' de passage de la pièce de raccordement 6. Les rondelles 7, 8 sont séparées par un joint 9.Par ailleurs, un joint d'étanchéité 10 soumis à la pression de la chambre 5 solidarise les éléments de la rondelle 8 dans le but d'éviter les fuites du fluide au contact de la rondelle 8 et de la paroi 2. Sur la pièce de raccordement 6 est emboîté un manchon ll percé d'un orifice radial 12 d'entrée et de sortie de fluide qui communique avec la chambre 5 par un per çage radial 13 de la pièce de raccordement débouchant dans un canal alésé 14 dont une ouverture évasée 15 communique d'une part avec la chambre de fluide 5 et dont l'autre ouverture 16 débouche dans une chambre à volume variable 17 fermée par un bouchon 18 percé d'un orifice de commande et de raccordement 19. Le manchon ll est serre contre la rondelle inférieure 7 par un écrou 20,et un ensemble de joints 21, 22 disposés axialement de part et d'autre de l'orifice radial 12 évite les fuites de fluide vers l'extérieur au contact de la surface d'assemblage entre la pièce de raccordement 6 et du manchon 11.Dans l'ensemble fixe précité, est monté un ensemble mobile de soupapes et un clapet dont l'agencement et le fonctionnement sont décrits ci-après. L'ouverture évasée 15 du canal 14 constitue le siège de la tête d'une soupape d'isolation 30 qui se prolonge par une queue de commande creuse 31 fermée par un bouchon 32 percé d'un orifice calibré 33 réducteur de pression. La queue 31 est montée à coulissement dans un alésage 23 de la pièce de raccordement 6 de diamètre réduit par rapport à ceux de l'alésage 14 et de l'ouverture 16. On constitue de la sorte, au contact desdits alésage et ouverture 14, 16 d'une part, une butée de limitation de la course de levée de la soupape 30 formée par la queue 31 et le bouchon 32, et d'autre part accessoirement le siège d'un clapet bypass 50 monté à coulissement sur le corps 31.Un ensemble de gorges 24, 5 respectivement usinées dans la pièce de raccordement 6 et dans le bouchon 32 assurent une communication de fluide entre la chambre 17 et l'orifice 12, 13 après montage de la soupape 30 par suite de l'ouverture du clapet 50. La queue creuse 31 de la soupape d'isolation 30 définit une chambre intérieure 34 dans laquelle est montée mobile, coaxialement à la soupape d'isolation, la queue creuse 41 de la soupape de purge 40. La chambre 34 débouche dans la chambre de fluide 5 par l'ouverture évasée du perçage de guidage de la queue de soupape 41 qui constitue le siège 35 de la soupape de purge 40. La chambre intérieure 34 de la soupape d'isolation communique avec la chambre 5 de fluide par le canal 42 défini dans la queue de soupape 41 et par des orifices radiaux 43 disposés au pied de la tête de soupape 44. Les orifices 43 sont obturés par le corps 31 de la soupape d'isolation lorsque la soupape 40 repose sur son. siège 35. Enfin, l'agencement précité est complété par un ensemble de ressorts montés en compression coaxialement à l'axe des soupapes 30, 40 et du clapet 50. Un ressort de commande d'ouverture 36 de la soupape d'isolation 30 est disposé dans la chambre à volume variable 17 et est monté en tension entre le fond du bouchon 18 et le bouchon 32. Un ressort de commande de levée 45 de la soupape de purge 40 est disposé dans la chambre 34 et est monté en tension entre le fond du bouchon 32 et l'extrémité de la queue 41. Un ressort de commande de fermeture 52 du clapet.by- pass 50 est disposé dans le canal 14 et est monte en tension entre la tête de la soupape d'isolation 30 et la face 51 du clapet50. Le fonctionnement de l'accumulateur nécessite la mise à disposition de la pression de la chambre de fluide 5 et le blocage de la paroi de séparation 3 dans une position étirée qui évite l'extrusion de la paroi dans la pièce de raccordement 6 et l'orifice 12 sous l'ac- tion de la pression des gaz dans la chambre 4. A cet effet, la paroi de séparation 3 commande en position étirée la tête 44 et l'applique sur le siège 35. Le fluide sous pression contenu dans la chambre 34 s'écoule au-travers de l'orifice calibré 33 dans la chambre 17 puis par les gorges 25, 24 dans l'orifice de sortie 12 après avoir soulevé le clapet by-pass 50 de son siège. Après que la paroi 3 ait réduit la distance "d" par rapport à la tete de la soupape d'isolation 30 à laquelle correspond la course de fermeture de la soupape de purge 40, la paroi 3 repousse l'ensemble des soupapes 30, 40 à l'encontre de la force exercée par les ressorts 36, 45, 52. Lorsque la soupape 30 est sur son siège 15, la chambre de fluide est isolée et maintient la paroi de séparation 3 en position stable. Le clapet de by-pass 50 se ferme sous l'action du ressort 52. Le processus de mise en pression de l'accumulateur en vue de l'alimentation de l'installation U nécessite le remplissage de la chambre de fluide 5 au-travers de l'orifice 12. Lorsque la pression d'entrée dans l'orifice 12 dépasse la pression dans la chambre à gaz 4, la soupape d'isolation 30 se soulève du siège 15 aidée par la force de compression du ressort 36. Le volume de la chambre à. gaz 4 diminue sous l'effet de l'élasticité de la paroi 3 qui se sépare de la tête 44 de la soupape 40. La soupape 40 se soulève sous l'action du ressort de commande 45. Le clapet by-pass 50 repose sur son siège sous l'action du ressort de commande 52. Le processus de vidange ou de purge de l'accumulateur nécessite la suppression de la pression dans l'orifice 12. L'orifice de commande et de raccordement 19 communique avec un réservoir de fluide R par suite de l'ouverture d'une vanne V1 ou V2. Les soupapes 30, 40 sont ouvertes. Le fluide sous pression s'écoule de la chambre 5 au-travers des orifices 43, du canal 42 dans la chambre 34 puis au-travers de l'orifice 33 dans la chambre 17. La pression de pilotage établie dans la chambre 17 est réduite par rapport à celle de la chambre 34. Sous l'action de la pression de pilotage, la soupape d'isolation 30 se ferme. La soupape de purge 40 reste ouverte et assure l'évacuation du fluide par l'orifice 19. Au fur et à mesure de l'écoulement du fluide, la paroi de séparation 3 s'étire et commande la fermeture de la soupape 40. REVENDICATIONS 1. Accumulateur de pression à enveloppe rigide (2) et à paroi de séparation élastique (3) qui commande une soupape d'isolation (30), caractérisé par le fait que la soupape d'isolation (30) comporte une chambre intérieure (34), un corps de soupape de purge (40) mobile dans ladite chambre (34), un siège (35) pour ladite soupape de purge (40) appliquée sur ce siège sous l'action de la paroi de séparation (3), un ressort de levée (45) de cette même soupape de purge (40) de son siège (35), un moyen réducteur de pression (33) disposé entre le siège (35) de la soupape de purge (40) et un orifice de commande et de raccordement (19) et une chambre (17) à volume variable dans laquelle débouche ledit orifice et qui contient la queue de commande (31) de la soupape d'isolation (30) soumise à une pression de pilotage. 2. Accumulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la soupape de purge (40) porte une tête de commande (44) qui est prolongée par une queue creuse (41) de passage de fluide montée à coulissement dans le corps de la soupape d'isolation (30), dont la distance (d) par rapport à la tête de la soupape d'isolation (30) est choisie de façon à ce que chacune des soupapes (30, 40) puisse être séparée de son siège (15, 35) respectif sous l'action d'une pression de pilotage et sous l'action de la paroi de séparation (3). 3. Accumulateur de pression selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la soupape d'isolation (30) et la soupape de purge (40) sont montées coaxialement à déplacement dans un raccord (6) dont un canal alésé (14) définit avec la queue (31) de la soupape d'isolation (30) un passage de fluide contenant un clapet by-pass (50) à commande d'ouverture qui établit la communication de fluide entre l'orifice de raccordement (19) et l'orifice d'alimentation (12) de l'accumulateur. 4. Accumulateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le clapet by-pass (50) est de configuration annulaire et est monté à déplacement sur la queue de la soupape d'isolation (30) pour être repoussé contre son siège usiné dans le raccord (6) par un ressort (52) monté en compression entre la tête de ladite soupape (30) et la face (51) du clapet by-pass (50) opposée au siège.