Brevet FR2573151A1 — publié le 19860516

La présente invention est du domaine des techniques de l'hydraulique et elle a plus précisément pour objet un circuit hydraulique destiné à l'alimentation d'un organe de couplage hydrodynamique dit coupleur. Un circuit hydraulique d'un tel type a déjà été décrit dans l'ouvrage: CR 101 "Voith Getrieberegelkupplungen", turbo-variateurs mécaniques. Un tel circuit hydraulique a pour but d'évacuer la chaleur dissipée au cours de la transmission de puissance dans le coupleur et, en cas de besoin, de réguler le niveau de remplissage du coupleur lorsque par exemple on fait varier la vitesse de rotation secondaire. La circulation du fluide dans le circuit est en général maintenue en mouvement sans l'installation particu- lière d'une pompe; en d'autres termes, c'est le cop]eur hydrodynamique qui fait circuler le fluide, de préférence au moyen d'un tube-écope ou écope mobile servant au réglage du niveau de remplissage. Dans d'autres modes de réalisation, l'action de pompage des roues à aubes du coupleur peut aussi provoquer l'écoulement du fluide dans le circuit. Une pompe de remplissage, comprise aussi dans le dispositif de l'in- vention peut être utilisée pour le remplissage du circuit et du coupleur lors de la mise en marche de ce dernier; pendant le fonctionnement normal, cette pompe n'a besoin essentiellement d'activer le fluide dans le circuit que lorsque le niveau de remplissage du coupleur doit être augmenté; par ailleurs, elle sert à débiter une petite quantité de fluide.pour compenser les pertes éventuelles. Lorsque se produit une baisse du niveau de remplissage du coupleur lors d'un réglage de l'écope, la quantité de fluide excédentaire s'écoule à travers une soupape de surpression comprise aussi dans le dispositif de l'invention, vers un réservoir de stockage à partir duquel la pompe de rem- plissage peut à nouveau aspirer le fluide. Les circuits de fluide sus-dé- crits ont fait leurs preuves dans de nombreuses installa- tions de coupleurs hydrodynamiques. Cependant, on a observé parfois que l'appareil que fait fonctionner le coupleur (par exemple, la pompe d'alimentation d'une chaudière) ne fonc- tionne pas avec la stabilité de vitesse de rotation souhai- tée. La raison en est que pendant le fonctionnement normal de la pompe de remplissage, une quantité trop grande de fluide peut être appelée dans le circuit, si bien que la capacité d'extraction de l'écope a été dépassée; il en résulte de façon secondaire et inopportune un niveau trop élevé de remplissage du coupleur ou même le "noyage" de celuici. Jusqu'ici, on a tenté d'écarter ce danger de noyage du coupleur et d'instabilité de la vitesse de rotation qui en résulte, en incorporant un élément d'étranglement (diaphragme, étranglement ou ana- logue) dans la conduite sous pression de la pompe de rem- plissage; cependant cet élément d'étranglement n'opère dans le sens souhaité que lorsque l'on prévoit une section de passage relativement petite; ceci a pour inconvénient qu'au départ, c'est-à-dire lors du démarrage de la machine entraî- né par l'intermédiaire du coupleur, ou en cas de nécessité d'une augmentation ultérieure du niveau de remplissage du coupleur (par exemple, en vue d'augmenter la vitesse de rotation secondaire), l'écoulement à travers l'étranglement est trop faible. En d'autres termes, le démarrage de la machine entraînée ou l'augmentation souhaitée de sa vitesse de rotation se produisent trop lentement. L'idée directrice de la présente invention est d'éviter les inconvénients sus-décrits; en d'autres termes, il s'agit d'améliorer la circulation du fluide pour que d'une part le coupleur hydrodynamique fonctionne avec une vitesse de rotation plus stable, et d'autre part réagisse le plus rapidement possible en cas d'une augmentation désirée de la vitesse de rotation et/ou lors de la mise en marche. Ce problème est résolu par un dispositif conforme à l'invention qui est caractérisé d'une manière générale en ce qu'un conduit de circulation en circuit avec le coupleur passe dans un échangeur de chaleur et dans un organe de réglage du débit tel qu'un étrangle- ment, en ce qu'une soupape de surpression et un conduit sous pression d'une pompe de remplissage sont reliés au conduit de circulation en amont de l'organe de réglage de débit, et en ce qu'un étranglement fixe est disposé sur ledit conduit sous pression parallèlement à une soupape de remplissage rapide s'ouvrant automatiquement lorsque la pression à sa sortie chute au-dessous d'une valeur limite déterminée. De préférence dans un tel cir- cuit, l'étranglement fixe et la soupape de remplissage rapide sont réunis en une unité de soupape de remplissage rapide dans laquelle le corps mobile de soupape comporte un passage constituant l'étranglement. De préférence, la soupa- pe de remplissage rapide est conçue pour s'ouvrir rapidement lorsque la différence de pression entre la sortie de la pompe de remplissage et la sortie de la soupape de remplis- sage rapide dépasse ladite valeur déterminée. Grâce aux dispositions sus-vi- sées, on évitera de façon sûre un engorgement du coupleur même en cas de remplissage rapide de celui-ci, ce qui est nécessaire pour réaliser le processus de régulation et de démarrage; grâce à l'élément d'étranglement fixe disposé dans la conduite sous pression de la pompe de remplissage, on a constitué un passage à débit minimal constamment ouvert qui suffit pour compenser une petite perte de remplissage durant le fonctionnement stationnaire du coupleur. En outre, grâce à la soupape de remplissage rapide montée parallèle- ment à l'étranglement, se trouve constituée temporairement une section de passage à débit plus important, pour satis- faire les processus de régulation et/ou de remplissage de plus grande importance, notamment lorsqu'ils doivent être opérés très rapidement. Il peut être cependant particulière- ment intéressant que l'ouverture de la soupape de remplissa- ge rapide soit déclenchée automatiquement par une baisse de la pression du fluide à sa sortie ou encore au débouché de- la conduite sous pression de la pompe de remplissage dans la canalisation du circuit. On profite ici adroitement du fait que, sur une commande de démarrage ou d'augmentation de la vitesse de rotation secondaire, l'écope est réglé de telle sorte que son débit et sa pression d'extraction chute à zéro. Cette baisse de pression dans la canalisation du circuit déclenche ensuite l'ouverture de la soupape de remplissage rapide, de telle sorte que la pompe de remplis- sage peut fournir rapidement une grande quantité de fluide dans la canalisation du circuit et dans le coupleur. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation en relation avec la figure unique de la pl.ancie annexée qui illustre schématiquement, avec les symboles usuels de l'hydraulique, un circuit de fluide pour coupleur hydrodynamique ainsi que ses éléments de commande. Sur la figure on a représenté en un coupleur hydrodynamique; il sert par exemple à coupler un moteur d'entraînement non représenté avec une machine réceptrice, également non représentée, telle que pompe d'alimentation d'une chaudière à vitesse de rotation variable. Le coupleur hydrodynamique 10 est pourvu d'un circuit extérieur de fluide. Celui-ci se compose d'une conduite 12 qui relie une sortie du coupleur à un refroidisseur 13, et d'une conduite 14 qui relie le refroidisseur 13, à travers une vanne de régulation de débit , à l'entrée du coupleur 10. Par la flèche 11, on a représenté de façon symbolique que le niveau de remplissage du coupleur hydrodynamique 10 est réglable, de préférence à l'aide d'une écope mobile connu et non représenté sur le dessin. De préférence, comme dans l'ouvrage cité précédem- ment, la disposition de l'emplacement pour le tuyau de remplissage est couplée mécaniquement à une came 16 qui règle la section de la vanne de commande du débit 15 en même temps que la disposition de l'écope. Dans certains cas particuliers, on peut prévoir cependant, à la place de la vanne 15, un diaphragme ou un étranglement non réglable. A la partie 14 de la canalisa- tion du circuit est reliée une soupape de surpression 17 servant à limiter la pression, et dont la sortie débouche dans un réservoir 18. Une pompe de remplissage 19 aspire le fluide depuis le réservoir et le refoule à travers une conduite sous pression 20,20' dans la partie 14 de la canalisation du circuit; la conduite 20,20' débouche dans la conduite 14, en amont, par rapport au sens d'écoulement de la vanne 15 de réglage de débit. Entre les parties 20, 20' de la conduite sous pression est incorporé un étranglement fixe 21 (diaphragme ou analogue). Parallèlement à l'élément d'étranglement 21 est disposée une soupape de remplissage rapide 22, c'est-à-dire que la pompe 19 peut en cas de besoin fournir du fluide dans la conduite 14 du circuit à travers la soupape de remplissage rapide 22. Le corps mobile 23 de la soupape 22 est commandé en direction de fermeture par la pression qui règne en aval de l'élément d'étrangle- ment 21 dans la partie 20' de la conduite sous pression de la pompe de remplissage (et également dans la conduite 14); cette commande est représentée symboliquement par la ligne de commande 24. Cette pression opère contre la force d'un ressort 25. Ce ressort ouvre la soupape de remplissage rapide 22, lorsque la pression existant à sa sortie (ou en d'autres termes dans les conduites 20' et 14) tombe au-dessous d'une valeur limite déterminée. Ceci est en particulier le cas lorsque sur un ordre de commande pour activer la machine réceptrice, la pression produite par l'écope baisse dans la conduite du circuit 12, 14. Tant que la pression dans les conduites 20' et 14 est au-dessus de ladite valeur limite, la soupape 22 est fermée. On prévoit de préférence une pompe rotative comme pompe de remplissage 19. Si la pression exigée de cette pompe varie pour une raison indéterminée, il est en outre judicieux de rendre dépendante l'ouverture de la soupape 22, de la pression exigée (c'est-à-dire de la pression dans la partie 20 en amont de la conduite sous pression) ce qui signifie que la pression dans la partie 20 de la conduite de la pompe de remplissage opère en comman- dant l'ouverture de la soupape 22, cette commande étant représentée symboliquement par la ligne en pointillés 26. Dans ce cas, il est judicieux de supprimer le ressort de contre-pression 25 ou de disposer sur le côté opposé (c'est-à-dire sur le côté de la ligne de commande 24) un ressort de pression. A la place d'une pompe rotative 19, on peut également prévoir une pompe volumétrique dont la sortie sera reliée à une soupape supplémentaire de limita- S15 tion de pression. Bien que l'on ait décrit et représenté une forme particulière et préférée de réalisation de la présente invention, il doit être compris que cette dernière n'est pas limitée à cette forme, mais qu'elle s'étend à tout circuit hydraulique d'alimentation d'organe de couplage, comportant les caractéristiques générales énon- cées plus haut. REVEN D] C A T IONS 1.- Circuit hydraulique pour l'alimentation ou le remplis- sage d'un coupleur hydrodynamique du type comprenanit un conduit de circulation (12,14) en circuit avec le coupleur passant dans un échangeur de chaleur (13) et dans un organe de réglage du débit (15) tel qu'un étranglement, une soupape de surpression (17) et un conduit sous pression (20,20') d'une pompe-de remplissa- ge (19) étant reliés au conduit de circulation en amont de l'organe de réglage de débit, caractérisé: en ce qu'un étranglement fixe (21) est disposé sur ledit conduit sous pression (20,20') parallèlement à une soupape de remplissage rapide (22) s'ouvrant automatiquement lorsque la pres- sion à sa sortie chute au-dessous d'une valeur limite déterminée; 2.Circuit selon la revendication 1, caractérisé: en ce que l'étranglement fixe (21) et la soupape de remplissage rapide (22) sont réunis en une unité de soupape de remplissage rapide dans laquelle le corps mobile(23) de soupape comporte un passage constituant l'étranglement; 3.- Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé: - en ce que la soupape de remplis- sage rapide (22) s'ouvre rapidement lorsque la différen- ce de pression entre la sortie de la pompe de remplis- sage (19) et la sortie de la soupape de remplissage rapide dépasse la valeur déterminée.