Brevet FR2654466A1 — publié le 19910517

La présente invention concerne un clapet anti-siphon pour pompe de lubrification de turbomachine. Pour la circulation de lubrifiant dans des turbomachines, on prévoit en général des pompes à huile de type volumétrique à engrenages internes, et le réservoir de lubrifiant est placé à une altitude supérieure à celle de la pompe afin de maintenir constamment une charge hydraulique à l'orifice d'aspiration de la pompe. Lorsque la turbomachine est arrêtée, ainsi que la pompe, le lubrifiant a naturellement tendance à s'écouler par les jeux internes de la pompe, de sorte que le réservoir d'alimentation se vidange vers des organes placés en aval, comme par exemple la boîte à accessoires. I1 est par conséquent habituellement nécessaire d'implanter un systèmes anti-siphon, en amont de la tuyauterie d'aspiration et à une altitude au moins égale au niveau supérieur du liquide dans le réservoir. Ces systèmes sont généralement lourds et encombrants et obligent de plus à rallonger les tuyauteries afin de remonter depuis le niveau inférieur du réservoir jusqu'au système anti-siphon, puis de redescendre depuis celui-ci jusqu'à l'orifice d'aspiration de la pompe, et obligent également à prévoir un raccordement hudraulique entre le conduit de refoulement de la pompe et le système anti-siphon. On connaît des documents FR 2 453 340 et 2 453 341 une soupape de retenue comprenant deux opercules basculants sollicités vers des sièges respectifs au moyen de ressorts, qu'il serait possible d'utiliser en lieu et place des systèmes anti-siphon habituels, les opercules s'ouvrant dans le sens d'écoulement du liquide et à l'encontre des ressorts, sous l'effet de la dépression créée à l'orifice d'aspiration lors de la mise en marche de la pompe, et les opercules se refermant sur leurs sièges sous l'action des ressorts lorsque la pompe est arrêtée. Cependant, pendant tout le fonctionnement de la pompe, le maintien des opercules en position ouverte à l'encontre de leurs ressorts de rappel provoque une perte de charge permanente, donc une sur-consommation d'énergie. On connaît par ailleurs, du document EP 66 795, une soupape d'arrêt comportant un opercule mobile axialement et sollicité vers un siège au moyen d'un ressort, l'opercule s'ouvrant en direction opposée à l'écoulement du fluide, la soupape comportant également des moyens de commande pneumatiques de l'ouverture et de la fermeture de l'opercule. Outre le fait qu'une telle soupape s'ouvre dans le sens contraire à celui qui correspond à un clapet de retenue s'ouvrant automatiquement sous l'effet de la dépression à l'aspiration de la pompe, elle nécessite de disposer de sources haute et basse pression adéquates et de branchements correspondants pour la commande d'ouverture/fermeture. Conformément à la présente invention, un clapet anti-siphon destiné à être placé sur une conduite entre un réservoir et un orifice d'aspiration d'une pompe de lubrification de turbomachine comprend un siège de clapet, un opercule, rappelé élastiquement vers ledit siège ; il est caractérisé en ce que ledit opercule est mobile en éloignement dudit siège en direction dudit orifice d'aspiration, et en ce qu'il comprend une chambre de commande, dans laquelle se déplace un piston associé à l'opercule, et une liaison hydraulique entre le refoulement de la pompe et la chambre de commande. De la sorte, lorsque la pompe démarre, la dépression créée à son orifice d'aspiration provoque la levée de l'opercule de clapet à l'encontre d'une force élastique de rappel, permettant l'admission de liquide vers la pompe, puis, lorsque la pression de liquide au refoulement augmente, cette pression est admise vers la chambre de commande, ce qui a pour effet de repousser l'opercule à une distance accrue de son siège et permette ainsi un écoulement du liquide sensiblement non freiné à la traversée du clapet. Lorsque la pompe s'arrête, la pression dans la chambre de commande diminue, et l'opercule se rapproche vers son siège puis vient s'appliquer vers celui-ci sous la force de rappel élastique lorsque la dépression à l'admission de la pompe disparaît. La présente invention sera maintenant décrite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe illustrant une installation incorporant un clapet conforme à l'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation du clapet. L'installation de la figure 1 comprend un réservoir 10 pour un liquide lubrifiant, un conduit 12 ouvrant à la partie inférieure du réservoir et aboutissant à l'aspiration d'une pompe 14 de circulation du lubrifiant, cette pompe refoulant le lubrifiant vers un conduit de distribution 16 en direction d'appareils ou organes utilisateurs non représentés. Un conduit 18 de retour, débouchant à la partie supérieure du réservoir, assure le retour du lubrifiant depuis les appareils utilisateurs. Dans le conduit 12, donc du côté de l'aspiration de la pompe 14, est monté un clapet 20, selon la présente invention. Le clapet comprend un siège 22 et un opercule 24 sollicité en direction du siège par un organe de rappel élastique ou ressort 26, l'opercule pouvant se déplacer en direction de l'orifice d'aspiration de la pompe 14 en s'éloignant du siège comme il sera vu ci-après. Pour les besoins de l'illustration schématique, l'opercule est représenté comme étant pivotant autour d'un axe d'articulation 28 et comportant un bras de manoeuvre 30 du caté opposé à cet axe. Une chambre de commande 32 abrite un piston 34 relié au bras de manoeuvre 30. La chambre de commande est reliée par un premier passage 36 au refoulement de la pompe, et par un second passage 40 muni d'un étranglement 42 à l'aspiration de la pompe. Pour les besoins de la description qui va suivre du fonctionnement du clapet, on désignera par P1 la pression régnant en amont du clapet, P2 la pression en aval du clapet qui est aussi le pression à l'aspiration de la pompe, P3 la pression du refoulement de la pompe, et enfin P4 la pression régnant dans la chambre de commande. Lorsque la pompe est à l'arrêt, la pression P1 est égale à la pression créée par la colonne de liquide située au dessus de l'opercule 24 jusqu'à la surface de liquide dans le réservoir 10, l'opercule 24 est plaqué contre son siège 22 par le ressort 26, et les pressions P2, P3 et P4 sont égales à la pression atmosphérique ambiante. Les pressions étant égales de part et d'autre du piston 34, celui-ci est repoussé dans la chambre 32 par le bras 30. On remarque que la force du ressort 26 doit être juste suffisante pour compenser la charge hydrostatique exercée par la colonne de liquide et appliquer correctement l'opercule 24 contre son siège 22. Au démarrage de la pompe 14, une dépression se crée à l'aspiration, donc P2 diminue, et une surpression se crée au refoulement, donc P3 augmente. En raison de la présence de la restriction 42, la pression P4 dans la chambre 32 s'établit à une valeur pratiquement égale à P3. Suite à l'augmentation de la différence des pressions, P1-P2, régnant de part et d'autre de l'opercule 24, celui-ci bascule à l'encontre du ressort 26, ce qui permet l'écoulement de liquide depuis le réservoir 10 vers la pompe 14. Au fur et à mesure que la pression au refoulement P3 augmente, de même que la pression P4 dans la chambre de commande 32, le piston 34 est repoussé hors de la chambre en entraînant le bras de manoeuvre 30, donc l'opercule 24 en éloignement de son siège. L'ouverture du clapet est ainsi confirmée par la pression qui règne dans la chambre de commande, et l'opercule ainsi dégagé du trajet du liquide n'introduit pas de perte de charge notable. Lorsqu'on arrête la pompe, la dépression à l'aspiration diminue, donc P2 augmente, et la pression au refoulement P3 diminue, ainsi que la pression P4 dans la chambre de commande. La force exercée par le piston 32 sur le bras de manoeuvre 30 s'annule de sorte que l'opercule 24 est ramené en direction de son siège 22 par le ressort 26. Pendant ce temps, l'huile contenue dans la chambre de manoeuvre s'écoule en direction de l'aspiration de la pompe via le second passage 40 et l'étranglement 42, ce qui permet le recul du piston 34. Dans le mode de réalisation pratique de la figure 2, le corps 100 du clapet 20 est sensiblement cylindrique et comporte un alésage étagé formé de trois sections successives 102, 104, 106 de diamètres croissants à partir de l'orifice d'entrée 108 relié au réservoir 10, séparées par deux épaulements 110, 112. La section de plus grand diamètre 106 de l'alésage reçoit un bouchon 114 percé d'un orifice de sortie 116 relié à l'aspiration de la pompe 14. Le siège 22 de clapet est constitué par l'arête circulaire terminale entre la section d'alésage 102 et l'épaulement 110. L'opercule 24 de clapet est un bloc généralement conique porté par un disque 118 coulissant dans la seconde section d'alésage 104 et rappelé en contact avec le siège 22 par un ressort à boudin 26 emprisonné entre le bouchon 114 et le disque 118. Autour du bloc conique 24, le disque 118 comporte des ouvertures 120 permettant l'écoulement de liquide à travers le disque. Dans ce mode de réalisation, la chambre de commande 32 est définie dans une zone annulaire fermée extérieurement par le second épaulement 112 de l'alésage et la section de grand diamètre 106 de l'alésage, et intérieurement par la surface périphérique 122 du disque 118 et par un épaulement opposé 124 ménagé sur un prolongement 126 du disque qui coulisse dans la section d'alésage 106. Ce prolongement 126 constitue à cet égard à la fois le piston 34 et le bras de mnaoeuvre 30 de l'illustration schématique de la figure 1. Le corps 100 comporte un orifice 128 débouchant vers la chambre de commande 32 et relié au passage 36 vers le refoulement de la pompe. Enfin, le passage étranglé 40-42 est simplement défini par les jeux existants entre le disque 118 et son prolongement 126 et les deux sections d'alésage 104 et 106. On remarquera qu'il s'agit d'un clapet particulièrement facile à réaliser, de faible coût et de faible poids. REVENDICATIONS 1. Clapet (20) anti-siphon destiné à être placé sur une conduite (14) entre un réservoir (10) et un orifice d'aspiration d'une pompe (14) de lubrification de turbomachine comprenant un siège (22) de clapet et un opercule (24), rappelé élastiquement vers ledit siège ; caractérisé en ce que ledit opercule est mobile en éloignement dudit siège en direction dudit orifice d'aspiration, et en ce qu'il comprend une chambre de commande (32), dans laquelle se déplace un piston (34) associé à l'opercule (24) et une liaison hydraulique (36) entre le refoulement de la pompe (14) et la chambre de commande (32). 2. Clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison hydraulique (40) dotée d'un étranglement (42) entre la chambre de commande (32) et le clapet. 3. Clapet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (100) sensiblement cylindrique percé d'un alésage étagé, à sections successives (102, 104, 106) le siège du clapet (22) étant constitué par une arête terminale d'une section d'alésage (102), l'opercule (24) du clapet étant porté par un disque (118) percé d'ouvertures (120) et coulissant dans une seconde section d'alésage (104), ladite chambre de commande (32) étant définie entre une troisième section d'alésage (106) et un prolongement (126) du disque (118) qui coulisse dans la section d'alésage (106). 4. Clapet selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la liaison hydraulique (40) à étranglement (42) est constituée par des jeux entre le disque (118) et l'alésage (104) du corps (100).