Brevet FR2779249A1 — publié le 19991203

L'invention qui est à classer dans le secteur des électropompes et/ou autoclaves en général adaptés pour aspirer et refouler un liquide, est un instrument qui, en appliquant le principe hydropneumatique, permet de maintenir automatiquement constante la pression minimale et maximale du liquide à l'intérieur de l'électropompe et/ou de l'autoclave qui, à son tour, a été réglée par un instrument appelé pressostat monté sur le monobloc sur lequel sera aussi installé l'instrument hydropneumatique objet de l'invention. En fait, l'invention, qui peut être mise en oeuvre dans une utilisation domestique aussi bien qu'industrielle, a pour but de faire en sorte que le liquide, qu'il soit de l'eau ou du purin, qui afflue dans l'électropompe et/ou dans l'autoclave au moyen d'un conduit d'arrivée pour en sortir ensuite par un conduit de distribution, soit toujours et constamment maintenu en pression minimale et maximale en respectant les valeurs et les caractéristiques de travail qui sont indiquées dans les spécifications techniques du constructeur. On connaît actuellement divers instruments du commerce utilisés pour la commande, le réglage et le maintien de la pression hydraulique minimale et maximale de fonctionnement à l'intérieur des électropompes et/ou autoclaves mais chacun de ces instruments, en raison de ses propres caractéristiques de construction, aussi bien par ses dimensions que par les matériaux utilisés, ainsi qu'en raison de la complexité de la technologie appliquée, qui va de la mécanique à l'électronique, crée des problèmes non négligeables en ce sens qu'on est confronté à des exigences d'espace non négligeables, ou à une dépense économique importante qui résulte, non seulement de la dépense initiale d'acquisition non négligeable mais principalement des coûts qui résultent des interventions d'entretien qui sont nécessaires, comme les continuelles mises au point, le remplacement d'éléments endommagés ou usés, ou encore de ruptures. Il n'est pas opportun d'énumérer les différents types d'instruments de réglage qui existent actuellement sur le marché, du fait qu'ils sont d'un usage répandu et donc bien connus, mais il convient de souligner le fait que, depuis des années, diverses sociétés du secteur se consacrent à l'étude pour modifier cet instrument de manière à le rendre plus simple et, de cette façon, à en réduire les prix de vente aussi bien que les frais d'entretien mais, en dépit de tous les efforts et de quelques modifications, on n'a pas obtenu d'améliorations substantielles qui seraient au bénéfice de l'utilisateur. La présente demande a pour objet un instrument hydro- pneumatique conçu et réalisé de manière à obvier aux inconvénients actuels et que l'on trouve habituellement dans les instruments actuels. En particulier, cette demande décrit un instrument qui, grâce à la simplicité de sa conception, est facile à construire, à assembler et à monter, aussi bien dans les installations neuves que dans les installations déjà existantes, tant civiles qu'industrielles, et qui est par ailleurs facile à entretenir en ce sens qu'il peut être monté et démonté avec une rapidité extrême pour permettre de remplacer, lorsque la nécessité s'en présente, I'unique ou les uniques éléments susceptibles d'usure qui sont uniquement les garnitures d'étanchéité intérieures "OR" (bagues toriques) ou d'autres types de garnitures d'étanchéité appropriées et également analogues. En effet, à la suite de longs et laborieux essais de fonctionnement, exécutés sur l'instrument hydropneumatique utilisé comme prototype monté avec une électropompe et/ou un autoclave sur un banc d'essai approprié, aussi bien dans les conditions de travail normales, en respectant les paramètres préétablis, qu'en modifiant certains desdits paramètres comme, par exemple, lorsque, pendant un essai, on lui a fait dépasser d'au moins trois unités le seuil maximum de la manceuvre de la pression nécessaire pour ce travail, ou qu'en utilisant divers types de liquides, qu'ils soient purs, impurs, huileux, etc., et même par excès, ou qu'en ajoutant dans le liquide une matière solide granulaire afin de simuler un effet abrasif détériorant à l'intérieur du corps cylindrique, sur la paroi intérieure même sur laquelle circulent les garnitures montées sur le piston, et que dans diverses conditions climatiques créées spécialement pour l'occasion, on n'a pu détecter ni altération du fonctionnement ni rupture, pas plus que de problèmes d'usure, en dehors du seul cas de l'essai précité o, lorsqu'on a ajouté un solide granulaire à la matière liquide (ce qui ne pourra pas se produire en réalité puisque l'invention est munie d'un élément filtrant approprié), on a constaté une usure accentuée et inévitable de la garniture inférieure ou, mieux, de celle qui se trouve directement en contact avec le liquide; la nécessité d'interventions d'entretien est donc réduite à un minimum. En outre, comme le confirment les données relevées, les divers essais effectués ont donné un résultat positif, même en ce qui concerne l'entretien à un niveau constant de la pression à l'intérieur de l'électropompe et/ou de l'autoclave, dont les valeurs minimale et maximale restent sans changement si elles sont comparées aux valeurs imposées avant la mise en service au moyen du pressostat. En effet, dans le cas d'une diminution de pression due, par exemple, à la fuite d'un robinet, le piston contenu à l'intérieur de l'instrument hydropneumatique (objet de l'invention) qui se trouve au point de maximum, commence à descendre lentement, sous la poussée de la contre- pression exercée par l'air statique comprimé contenu dans la chambre supérieure de l'objet de l'invention, jusqu'à atteindre le point de minimum appelé "zéro" qui, en réalité, correspond à la valeur minimale de la pression préétablie, exprimée en "bar", après quoi le piston, sous l'effet de l'impulsion reçue du pressostat, remonte pour comprimer de nouveau l'air statique, en atteignant de nouveau le point de maximum et évidemment les "bar" préétablis qui correspondent exactement à la pression du liquide intérieur de I'électropompe et/ou de l'autoclave; à ce stade, le piston recommencera à descendre lentement à partir du point de maximum de compression jusqu'à arriver de nouveau au point de minimum, et ainsi de suite. Plus particulièrement, la présente demande a pour objet un instrument qui comprend un corps cylindrique à l'intérieur duquel est inséré un élément appelé piston, de diamètre inférieur au diamètre intérieur du corps, qui, pendant les phases de travail, est mobile dans la direction verticale avec un mouvement d'aller et retour à la façon d'un piston, dont le mouvement est engendré initialement par une poussée qu'il reçoit du bas par l'intermédiaire du flux liquide, qui permet à ce piston de se déplacer vers le haut de manière à faire comprimer l'air statique qui se trouve à l'intérieur de la chambre supérieure du corps, jusqu'à arriver au point de maximum des "bar" établis pour, ensuite, sous l'effet d'une poussée inverse engendrée par la contre-pression, faire revenir très lentement le piston vers le bas jusqu'à la position de minimum appelée "zéro"; la retenue de l'air statique intérieur est assurée par une série de garnitures OR (bagues toriques) appropriées, ou d'éléments analogues, montées sur l'élément piston, lesquelles viennent frotter sur la surface intérieure lisse, formant chambre de glissement, dudit corps cylindrique. Ces garnitures, avec la conformation intérieure du piston qui sera décrite plus loin et revendiquée, garantissent aussi le mouvement axial du piston par rapport à la chambre de glissement en supprimant ainsi tout type de mouvement fortuit qui compromettrait le bon fonctionnement de l'objet de l'invention. L'élément piston est maintenu à l'intérieur du corps cylindrique au moyen d'un bouchon convenablement conformé, à la fois pour l'étanchéité et pour la fixation à la base du corps; le bouchon, outre le fait qu'il est aussi muni d'une zone filetée pour le raccordement au tube de la conduite, présente en position centrale un trou utilisable pour faire couler le liquide à l'intérieur du corps cylindrique dans la zone située sous le piston. De cette façon, on obtiendra une somme physique de poussées subdivisées en pression, compression et contre-pression, lesquelles permettront un mouvement constant et continu que l'on peut qualifier d'infini. Il est évident que ce mouvement de l'objet de l'invention cesserait dans le cas o des facteurs extérieurs interviendraient ou en cas de disparition de la poussée engendrée par l'écoulement du liquide dont la pression, réglée par le pressostat, est constamment réglée par l'objet de l'invention, lequel travaille en fonction du bon fonctionnement de ce pressostat. Il y a encore à ajouter que, sur la surface extérieure du corps cylindrique, se trouve une valve de précharge et de réglage, laquelle permet d'injecter de l'air forcé dans la zone supérieure de la chambre intérieure du corps cylindrique dans le cas o l'air statique présent au moment du montage n'est pas suffisant pour les caractéristiques de travail pour lesquelles la pompe et/ou l'autoclave considéré a été réalisé. À l'embouchure de l'objet de l'invention, est prévu un élément filtrant utile pour éviter les pénétrations éventuelles de corps étrangers. On peut donc dire que l'instrument objet de l'invention a été étudié et expérimenté avec d'excellents résultats en tant que type d'instrument nouveau et simple qui, en appliquant le principe hydropneumatique, réussit de façon automatique et avec une certitude et une fiabilité absolues, à maintenir constante la pression hydraulique minimale et maximale imposée à l'intérieur d'une électropompe et/ou d'un autoclave quelconque approprié pour le travail spécifique comme on l'a déjà mentionné. Par ailleurs, même s'il est déjà très important d'avoir conçu l'objet de l'invention d'une façon aussi simple, ce qui permet de le vendre à des prix plus bas, comparativement aux instruments actuels, il ne faut pas sous-estimer le fait d'éliminer presque totalement les frais d'intervention des techniciens pour les remplacements de pièces ou pour les opérations d'entretien. Pour mieux faire comprendre ce qui sera exposé ci-après, on ajoute les dessins explicatifs annexés, à titre d'exemple non limitatif pour la présente demande de brevet, sur les planches I, II, III, dont la planche I est une vue en perspective d'ensemble sur laquelle on peut voir le montage de l'objet de l'invention sur le monobloc de l'électropompe et/ou de l'autoclave, la planche II est une vue éclatée qui fait ressortir les éléments qui composent l'objet de l'invention, tandis que la planche III montre les trois vues en projection orthogonale et une vue en coupe. Dans la forme de réalisation représentée, l'instrument hydropneumatique selon l'invention comprend un corps cylindrique 1 à l'intérieur duquel coulisse axialement un piston 3 sur la surface duquel sont formés des logements appropriés pour contenir une série de garnitures essentiellement cylindriques 4 adaptées pour faire légèrement saillie de façon à frotter, dans la mesure adéquate, sur la surface lisse de la paroi intérieure du corps cylindrique, et qui empêchent le liquide qui s'écoulera à l'intérieur de l'instrument de fuir vers la chambre qui se forme dans la zone haute de ce corps cylindrique et qui contient de l'air statique (voir partie "H" selon la coupe X-X' de la planche III) et qui, à l'inverse, empêchent l'air statique de fuir vers le liquide; pour fermer le corps 1 à sa partie inférieure et enfermer le piston 3 afin de garantir la bonne étanchéité de ce dernier, il est prévu un bouchon 2 qui est fileté dans la zone 10, pour s'assembler au corps dans la zone filetée 6; le liquide pénétrera à l'intérieur de l'instrument en passant par le trou 12 ménagé dans le bouchon 2 et sa fuite vers l'extérieur est empêchée par une garniture 13 interposée entre le bouchon et le corps; au moyen de la zone 11, ce bouchon fait aussi office de raccordement et de serrage sur le monobloc de l'électropompe et/ou de l'autoclave, tandis qu'un élément filtrant 14 empêche la pénétration des corps étrangers. Dans le cas o l'air statique présent dans la chambre supérieure indiquée par "H", voir planche III, coupe X-X', n'est pas suffisant pour respecter le mode de travail et les paramètres établis pour une électro- pompe et/ou autoclave donnée, une valve de précharge 5 permettra d'en introduire. Il convient maintenant de mentionner le trou borgne 8 dont le piston 3 est muni, du fait qu'il est très important pour le bon fonctionnement de l'objet de l'invention. En effet, lorsque le courant liquide atteindra la base du piston, en commençant à le pousser vers le haut pour comprimer l'air statique, la petite partie de liquide qui est contenue à l'intérieur du trou borgne joue le rôle d'une directrice stabilisatrice qui, aidée par les garnitures 4, permettra au piston de se déplacer à l'intérieur du corps cylindrique sans mouvements fortuits qui en compromettraient certainement le bon fonctionnement. On remarquera qu'on a réalisé un instrument hydropneumatique robuste, facile à monter et à démonter. On remarquera en outre que les garnitures 4 qui constituent la seule partie de l'objet de l'invention qui est sujette à usure peuvent être facilement remplacées avec une faible dépense, de même qu'on pourra remarquer qu'il pourrait difficilement se poser des problèmes de rupture ou de défaut de fonctionnement. Les matériaux et les dimensions de l'objet de l'invention, tel qu'il a été décrit plus haut, illustré par les dessins annexés et revendiqué ci- après, peuvent être quelconques, en fonction des besoins. En outre, tous les éléments peuvent être remplacés par d'autres, techniquement équi- valents, sans pour cela sortir du domaine de protection du brevet. REVENDICATIONS 1. Instrument hydropneumatique destiné à être utilisé sur des électropompes hydrauliques et des autoclaves en général, apte à garantir (de façon automatique) le réglage et le maintien à un niveau constant de la pression minimale et maximale de l'écoulement liquide présent à l'intérieur de ces pompes et/ou autoclaves, pression qui a été réglée avant la mise en service afin d'atteindre les valeurs exprimées en "bar" qui en déterminent la poussée de liquide voulue, au moyen d'un instrument connu appelé pressostat monté sur le monobloc sur lequel l'objet de l'invention est aussi monté. 2. Instrument hydropneumatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que son fonctionnement est essentiellement basé sur l'application du principe hydropneumatique et par lequel il est possible de faire mouvoir un élément à l'intérieur d'un autre élément au moyen de la compression et de la contre-pression de l'air présent à l'intérieur d'un corps (1). 3. Instrument hydropneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique (1) à l'intérieur duquel coulisse axialement un piston (3) sur la surface duquel ont été ménagés des logements appropriés pour contenir une série de garnitures sensiblement cylindriques (4) du type "OR" (bagues toriques) ou d'autres garnitures quelconques pourvu qu'elles soient adaptées pour faire légèrement saillie de manière à frotter dans une mesure adéquate sur la surface lisse de la paroi intérieure du corps cylindrique, et qui empêchent le liquide qui circule à l'intérieur de l'instrument de fuir vers la chambre qui se forme dans la zone haute du corps cylindrique et qui contient de l'air statique et, à l'inverse, empêchent l'air statique de fuir vers le liquide; et en ce que, pour fermer le corps (1) à sa partie inférieure et enfermer le piston (3) afin de lui assurer une bonne étanchéité, il est prévu un bouchon (2), fileté dans la zone (10) pour s'assembler au corps dans la zone filetée (6); le liquide s'écoulant à l'intérieur de l'instrument en passant par le trou (12) formé sur le bouchon (2) et sa fuite vers l'extérieur étant empêchée par une garniture (13) interposée entre le bouchon et le corps, ce bouchon faisant aussi office, au moyen de la zone (11), d'organe d'assemblage et de serrage sur le monobloc de I'électropompe et/ou de l'autoclave, tandis qu'un élément filtrant (14) empêche la pénétration de corps étrangers; une valve d'introduction d'air (5) appropriée étant prévue pour le cas o l'on doit précharger l'air statique présent dans la chambre "H". 4. Instrument hydropneumatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le piston (3) est conformé de manière à présenter un trou borgne (8) dans sa partie inférieure et centrale, ce qui est très important pour le bon fonctionnement de l'invention, de manière que, lorsque l'écoulement du liquide atteint la base du piston en commençant à le pousser vers le haut pour comprimer l'air statique, la petite partie de liquide qui est contenue à l'intérieur du trou borgne se comporte comme une directrice stabilisatrice qui, avec l'aide des garnitures (4), permettra au piston de se déplacer linéairement et axialement à l'intérieur du corps cylindrique sans mouvements fortuits qui compromettraient certainement le bon fonctionnement. 5. Instrument hydropneumatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le piston est libre à l'intérieur du corps cylindrique, c'est-à-dire qu'il n'a pas d'arrêts mécaniques ni de guides ni d'autres éléments qui contribueraient au mouvement axial d'aller et de retour, et que son mouvement n'est rien d'autre que la conséquence de l'application physique pour laquelle il a été conçu. 6. Instrument hydropneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut être monté sur des installations neuves aussi bien que sur des installations déjà en utilisation, tant civiles qu'industrielles. 7. Instrument selon la revendication 3 ou 5, caractérisé en ce que, dans le cas o il n'est pas équipé de la valve d'introduction d'air, ou encore dans le cas o l'on n'entend pas effectuer la précharge pour mettre le nouvel instrument dans des conditions de travail supérieures à celles qu'on peut atteindre simplement avec l'air statique déjà présent au moment de son montage, il comprend en outre un élément supplémentaire, tel qu'un ressort, à l'intérieur de la chambre supérieure qui surmonte le piston, de manière à disposer de la somme de l'air statique déjà présent dans la chambre supérieure du corps cylindrique et d'un ressort, comme élément supplémentaire, dont la réunion permet d'atteindre les paramètres qu'on obtient également avec la précharge et de manière que l'instrument puisse donc travailler avec des prestations supérieures. 8. Instrument hydropneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut être réalisé soit en matière plastique (principalement un polymère technique), soit en une matière métallique, ou encore en utilisant les deux matières, ou en utilisant n'importe quel autre type de matière non encore citée mais qui pourra se révéler appropriée pour cette réalisation et pour un bon fonctionnement. 9. Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il pourra être monté sur le monobloc extérieur à l'électropompe aussi bien qu'à l'intérieur d'une enveloppe qui contient aussi l'électropompe et/ou l'autoclave.