Brevet FR2627253A1 — publié le 19890818

Soupape de non-retour hydrauliquement déverrouillable, notamment pour systèmes de soutènement hydrauliques. l'invention concerne une soupape de non-retour hydrauliquement déverrouillable, notamment pour systèmes de soutènement hydrauliques, comprenant un organe de fermeture chargé par un ressort en direction de sa fermeture et un piston de commande hydraulique qui, lorsqu'on lui applique la pression, peut soulever l'organe de fermeture du siège de soupape à l'encontre de la force de rappel du ressort, le piston de commande et l'organe de fermeture étant accouplés par l'intermédiaire d'une tige de soupape ou analogue et l'organe de fermeture étant disposé dans une chambre de la soupape qui est raccordée à un dispositif utilisateur. Les soupapes de non-retour hydrauliquement déverrouillables sont largement utilisées par exemple dans les systèmes de soutènement hydrauliques et peuvent être utilisées selon de nombreux modes de réalisation, et surtout sous forme de soupapes en cartouche. Les soupapes de non-retour hydrauliquement déverrouillables connues présentent sur leur piston de commande une tige de soupape ou analogue au moyen de laquelle l'organe de fermeture peut être soulevé du siège de soupape à l'encontre de la force de rappel du ressort, de manière à réaliser la liaison entre la conduite envoyant la pression au dispositif utilisateur et une conduite de pression de la pompe ou de retour vers la pompe. A l'état fermé de la soupape de non-retour, la - 2 - pression régnant dans la chambre de la soupape agit en direction de la fermeture sur l'organe de fermeture, ce qui fait que ce dernier est chargé d'une part par cette pression et d'autre part également par le ressort de soupape en direction de sa fermeture. De ce fait, il faut que des forces de commandes importantes soient appliquées par l'intermédiaire du piston de commande pour exciter hydrauliquement la soupape. La pression de commutation de la soupape de non-retour est alors simultanément dépendante de la pression régnant au niveau du raccord avec le dispositif utilisateur, qui peut subir de fortes variations. Ceci peut provoquer des commutations erronées et des perturbations de fonctionnement du système. Le but de l'invention est de façon prépondérante d'améliorer une soupape de non-retour hydrauliquement déverrouillable du type mentionné dans le préambule, constituée de préférence sous forme d'une soupape en cartouche, en ce qui concerne la sécurité de son fonctionnement quand elle est soumise à des conditions de pression élevées et à des pressions hydrauliques fortement variables dans certaines circonstances. Selon l'invention, le but indiqué est atteint du fait qu'un piston d'égalisation de pression guidé dans l'alésage de la soupape avec un dispositif d'étanchéité est relié à la tige de soupape, et du fait que les surfaces de piston de l'organe de fermeture et du piston d'égalisation de pression qui sont soumises à la pression sur le côté du raccordement au dispositif utilisateur sont dimensionnées de manière que les forces à l'état fermé de la soupape se compensent sensiblement mutuellement. Ceci signifie que la force de commutation à appliquer par l'intermédiaire du piston de commande hydraulique est toujours indépendante de la pression existant au niveau du raccord avec le dispositif utilisateur, qui peut varier à l'intérieur de larges limites dans certaines circonstances, et qu'elle ne dépend que de la force élastique du ressort de soupape. On améliore ainsi facilement la sécurité du fonctionnement de la soupape de non-retour déverrouillable selon l'invention. Dans la soupape de non-retour hydrauliquement déverrouillable de l'invention, l'organe de fermeture est constitué de préférence par un -3manchon disposé sur la tige de soupape à gradins entre le piston de commande etle piston d'égalisation de pression et est guidé axialement à l'encontre de la force d'un ressort auxiliaire. Le manchon de soupape peut se soulever de son siège indépendamment de l'excitation appliquée par le piston de commande par un mouvement relatif par rapport à ce dernier et par rapport à la tige de soupape, lorsque la pression exercée sur le côté du raccordement à l'agent de pression est supérieure à la pression régnant sur le c6té de la soupape qui est tourné vers le dispositif utilisateur. Lors de l'excitation hydraulique de la soupape, l'organe de fermeture est alors commandé indépendamment de la différence de pression régnant sur les deux côtés de raccordement de la soupape, lorsque la force appliquée au piston de commande hydraulique dépasse la force de fermeture du ressort. Pendant le mouvement de soulèvement de la tige de piston déterminée par l'excitation hydraulique, l'organe de fermeture peut être soulevé de son siège par une simple butée. Sur le dessin est représenté un mode de réalisation préféré, montré en coupe axiale, d'une soupape de non-retour hydrauliquement déverrouillable selon l'invention. La soupape de non-retour hydrauliquement déverrouillable qui est représentée est constituée sous forme d'une cartouche. Elle comprend un bottier de soupape cylindrique 1 qui peut être vissé par un filetage externe 2 dans un alésage taraudé d'un élément tel qu'un bloc de soupapes ou analogue. Dans l'alésage interne à plusieurs gradins du bottier de soupape 1 est prévue une tige de soupape 3 présentant plusieurs gradins correspondants, qui supporte à son extrémité faisant saillie sur un côté du bottier 1 de la soupape un piston de commande hydraulique 4 à garniture d'étanchéité 5. Le piston de commande 4 comprend un alésage taraudé 6 dans lequel est vissée la tige de soupape 3 par sa section filetée d'extrémité. Pour assurer la liaison par vissage, on utilise une goupille de fixation 7 ou analogue. La tige de soupape 3,pénètre par son autre extrémité de diamètre plus important 8 dans une chambre à ressort 9 du bottier 1 de la soupape, qui contient un ressort de soupape 10. Ce dernier s'appuie par l'une de ses extrémités contre une bride 11 de la tige de soupape 3 et 4 - par son extrémité contre un anneau d'appui 13 vissé de l'extérieur dans un filetage interne 12 du boîtier de la soupape, anneau qui forme une butée 14 sur laquelle se dispose le ressort hélicoïdal pour la tige de soupape 3. La tige de soupape 3 comprend en outre un piston d'égalisation de pression 15 monté de façon étanche grâce à une garniture d'étanchéité 16 dans l'alésage interne du bottier 1 de la soupape et dont le diamètre correspond à celui de la section d'extrémité 8 de la tige de soupape 3. Entre le piston d'égalisation de pression 15 et le piston de commande 4 est monté axialement sur la section 17 de la tige de soupape 3 qui est de diamètre réduit un organe de fermeture ayant la forme d'un manchon 18. Un joint torique 19 placé dans une gorge annulaire de la section d'arbre 17 rend l'arbre de soupape étanche par rapport à l'alésage interne du manchon 18. Ce dernier est monté dans un contre-alésage de diamètre plus important constitué par l'alésage du bottier, qui forme ici une chambre de soupape 20. Dans cette dernière est monté un ressort auxiliaire mou 21 qui s'appuie contre une surface d'épaulement 22 du bottier de la soupape et qui presse le manchon 8 par sa surface conique 23 contre la surface de siège de forme conique 24 d'un organe 25 formant siège de soupape. Le ressort auxiliaire 21 agit comme le ressort de soupape plus fort 10 en direction de la fermeture de la soupape de non-retour. La soupape en cartouche représentée est, comme mentionné, vissée dans un alésage taraudé d'un élément muni d'une conduite allant à un dispositif utilisateur, par exemple à la chambre cylindrique d'un vérin de travail hydraulique, qui est raccordée aux raccords du dispositif utilisateur 26 du bottier 1 de la soupape, ce qui fait que la pression dans la chambre de soupape 20 se forme sur le c8té utilisateur. La soupape de non-retour est en outre en liaison à l'intérieur de l'alésage avec une seconde conduite qui peut être reliée alternativement à la conduite de pression d'un pompe ou à une conduite de retour. Le raccord avec cette deuxième conduite est en 27 sur l'autre côté du manchon 18. La pression hydraulique du dispositif utilisateur raccordé qui se forme pendant le fonctionnement dans la chambre de pression 20 agit -5- d'une part sur la surface annulaire du piston d'égalisation de pression et d'autre part en sens contraire sur les surfaces de forme annulaire du manchon à gradins 18. Les surfaces du piston sont dimensionnées de manière qu'ait lieu au niveau du manchon 18 une égalisation pratiquement totale de la pression. Ceci signifie que la pression de commutation hydraulique PST est indépendante de la pression de charge qui se forme au niveau du raccord 26 avec le dispositif utilisateur et n'est dépendante que de la force élastique du ressort de soupape 10. Dans le cas o la pression de commande PST qui agit sur le piston de commande 4 dépasse la force de fermeture du ressort 10, le piston de commande 4 se déplace avec la tige de soupape 3 à l'encontre de la force de rappel du ressort de soupape 10, l'organe de fermeture 18 étant entraîné par la butée 28 et donc soulevé de son siège 24. Quand la pression de commande PST diminue, la soupape de non-retour est ramenée par le ressort de soupape 10 dans la position de fermeture représentée. Dans le cas o la pression régnant sur le côté de raccordement 27 est supérieure à celle régnant sur le coté utilisateur 18, le manchon 18 peut se soulever du siège 24 à l'encontre de la force de son ressort auxiliaire mou 21 et ouvrir la liaison entre le raccord 27 et le raccord 26. Quand la pression sur le côté utilisateur 26 monte à un niveau déterminé, la soupape de non-retour se ferme à nouveau. Comme décrit précédemment, on peut alors agir à nouveau en cas de besoin sur le piston de commande hydraulique 4 pour réaliser par exemple la liaison entre le raccord 26 avec le dispositif utilisateur et le raccord 27 qui est alors relié à une conduite de retour. La butée 28 susmentionnée est formée dans le mode de réalisation représenté par l'extrémité du piston de commande 4 constituée sous forme d'un manchon fileté. - 6 - REVENDICATIONS 1. Soupape de non-retour hydrauliquement déverrouillable, notamment pour systèmes de soutènement hydrauliques, comprenant un organe de fermeture chargé par un ressort en direction de sa fermeture et un piston de commande hydraulique qui, lorsqu'on lui applique la pression, peut soulever l'organe de fermeture du siège de soupape à l'encontre de la force de rappel du ressort, le piston de commande et l'organe de fermeture étant accouplés par l'intermédiaire d'une tige de soupape ou analogue et l'organe de fermeture étant disposé dans une chambre de la soupape qui est raccordée à un dispositif utilisateur, caractérisée en ce qu'un piston d'égalisation de pression (15) guidé dans l'alésage de la soupape avec un dispositif d'étanchéité (16) est relié à la tige de soupape (3), et en ce que les surfaces de piston de l'organe de fermeture (18) et du piston d'égalisation de pression (15) qui sont soumises à la pression dans la chambre de soupape (20) sont dimensionnées de manière que les forces à l'état fermé de la soupape se compensent sensiblement mutuellement. 2. Soupape de non-retour selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de fermeture (18) est constitué par un manchon disposé sur la tige de soupape à gradins (3) entre le piston de commande (4) et le piston d'égalisation de pression (15) et est guidé axialement à l'encontre de la force d'un ressort auxiliaire (21). 3. Soupape de non-retour selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une butée (28) coopérant avec l'organe de fermeture (18) est prévue sur la tige de soupape (3). 4. Soupape de non-retour selon la revendication 3, caractérisée en ce que la butée est constituée par le piston de commande (4) ou par un manchon fileté muni du piston de commande (4). 5. Soupape de non-retour selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ie piston de commande (4) est relié de façon amovible à l'extrémité de la tige de soupape (3).