Brevet FR2845437A1 — publié le 20040409

La présente invention concerne un accumulateur d'énergie hydropneumatique, et plus particulièrement un accumulateur du type à double enveloppe en mesure d'assurer un stockage d'énergie pour la mise en puissance de réserves, ou commandes 5 hydrauliques de systèmes de frein ferroviaires, d'appareillages électriques, tels que notamment des disjoncteurs à haute tension, des systèmes de concassage etc... Les accumulateurs de ce type sont habituellement constitués d'une première enveloppe dont le volume interne est divisé en 10 deux chambres par un piston, à savoir une première chambre remplie d'un gaz sous pression et une seconde chambre en communication avec un volume compris entre cette première enveloppe et une seconde enveloppe entourant la première, qui contient un liquide hydraulique et qui est en communication, par 15 une canalisation appropriée, avec le circuit hydraulique dont la pression doit être maintenue par l'accumulateur. On connaît différents types d'accumulateurs à double enveloppe, et notamment par le brevet FR-A-2 792 375, un accumulateur d'énergie dans lequel la seconde enveloppe est 20 fermée par un couvercle, et la première enveloppe constitue une cartouche qui est insérée de façon amovible dans la seconde enveloppe et qui est ainsi indépendante de celle-ci, ce qui permet, par un échange facile de la première enveloppe ou cartouche, d'assurer la maintenance de la partie gaz de 25 l'accumulateur. On a remarqué cependant, en ce qui concerne la maintenance et l'entretien de cet accumulateur, que la seconde enveloppe, ou enveloppe externe, assure, outre sa fonction propre à l'accumulateur, une fonction de protection, si bien qu'au cours de la période d'utilisation de l'accumulateur c'est cette enveloppe externe qui est la partie la plus particulièrement soumise aux divers aléas physiques tels que la corrosion, les chocs etc... Par ailleurs, à l'inverse de la première enveloppe, 5 ou enveloppe interne, dont les parois sont soumises de part et d'autre à une même pression, si bien qu'elle ne subit aucune contrainte de déformation ni phénomène de corrosion, l'enveloppe externe est, quant à elle, soumise à la pression hydraulique exercée sur ses faces internes par le fluide hydraulique, si 10 bien qu'elle est en permanence, tout au long de son fonctionnement, soumise à des contraintes mécaniques importantes ainsi qu'à des phénomènes de corrosion et que, dans ces conditions, il peut s'avérer nécessaire de procéder à son remplacement sans pour autant remplacer l'enveloppe interne. La présente invention a pour but de proposer un accumulateur d'énergie permettant de remplacer facilement cette enveloppe externe sans que l'utilisateur soit contraint pour autant de procéder au démontage complet de l'accumulateur ni au " dégonflage " du gaz sous pression qui est contenu dans la 20 première chambre de la première enveloppe. La présente invention a ainsi pour objet un accumulateur d'énergie pour circuit hydraulique du type à double enveloppe, à savoir une enveloppe interne et une enveloppe externe dans lequel l'enveloppe interne comporte un piston mobile séparant 25 son volume interne en deux chambres, à savoir une première chambre contenant un gaz sous pression et une seconde chambre en communication avec un espace interchambre contenant un liquide hydraulique, lui-même en communication avec le circuit hydraulique, caractérisé en ce que l'enveloppe externe est fixée -3 de façon amovible sur une tête reliée au circuit hydraulique, de laquelle est solidaire l'enveloppe interne. Bien qu'elle soit solidaire de la tête, l'enveloppe interne peut cependant, dans certains modes de mise en oeuvre de 5 l'invention, être désolidarisée de celle-ci, mais cette opération ne peut se faire sans " dégonflage " du gaz contenu dans la première chambre. Dans un mode de mise en oeuvre intéressant de l'invention le piston sera pourvu d'une valve de recharge permettant d'injecter 10 un gaz sous pression dans la première chambre, ce qui permettra notamment à l'accumulateur de recharger (" regonfler ") l'accumulateur. Afin de faciliter cette opération, l'enveloppe externe pourra être pourvue d'un fond amovible, notamment par vissage/dévissage, et/ou de moyens d'accès disposés sur le fond. 15 On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale et longitudinale d'un accumulateur d'énergie suivant l'invention. La figure 2 est une vue schématique partielle en coupe axiale et longitudinale d'une variante de mise en oeuvre de l'accumulateur d'énergie représenté sur la figure 1. La figure 3 est une vue schématique partielle en coupe axiale et longitudinale d'une autre variante de mise en oeuvre de 25 l'invention. L'accumulateur d'énergie suivant l'invention qui est représenté sur la figure 1 est essentiellement constitué de deux enveloppes métalliques, à savoir une enveloppe interne 1 et une enveloppe externe 3. L'enveloppe interne 1 est constituée d'un élément tubulaire 5 qui est pourvu, à sa partie supérieure sur le dessin, d'un filetage interne 6 lui permettant de recevoir un bouchon 7 avec interposition d'un joint d'étanchéité 9. Le bouchon 7 est percé d'un conduit axial 11 qui est fermé par une 5 valve de remplissage 13. L'autre extrémité de l'élément tubulaire 5 est pourvue d'un second filetage interne 17 dans lequel est vissée une butée 19 en forme de couronne. La cavité interne de l'élément tubulaire 5 reçoit un piston 21 qui est mobile à l'intérieur de cette cavité et qui partage 10 celle-ci en deux chambres, à savoir une chambre supérieure 23 et une chambre inférieure 25. Un joint 27 assure l'étanchéité entre les deux chambres 23 et 25. L'enveloppe externe 3 est obturée à sa partie supérieure par un couvercle 29 qui est fixé sur l'enveloppe externe 3 par un 15 filetage 30. Le bouchon 7 est fixé sur ce couvercle 29 par des vis 31 avec interposition d'entretoises 33 ménageant un espace de circulation de fluide entre ces deux éléments. Le couvercle 29 est traversé d'un conduit axial fileté 32 permettant d'assurer la connexion de l'accumulateur d'énergie au circuit 20 hydraulique concerné (non représenté sur les dessins). La partie inférieure de l'enveloppe externe est pourvue d'un filetage interne 28 dans lequel vient se visser un fond 35 avec interposition d'un joint d'étanchéité 37. Le diamètre interne de l'enveloppe externe 3 ainsi que la longueur de celle-ci sont 25 tels que la chambre inférieure 25 de l'enveloppe interne 1 se trouve en communication avec le conduit axial d'alimentation 32, via un espace prévu entre la partie inférieure des deux enceintes et leurs parois latérales. Le fonctionnement de l'accumulateur d'énergie suivant l'invention se fait ainsi qu'il en est dans les dispositifs de l'état antérieur de la technique et s'effectue ainsi qu'exposé ci-après. Avant le montage de l'accumulateur d'énergie sur son circuit hydraulique, on introduit dans la chambre 23, par la valve 13, un gaz sous pression qui établit dans celle-ci une pression déterminée P qui est fonction de l'énergie à stocker que l'on souhaite transmettre lors du fonctionnement de l'accumulateur. 10 Sous l'effet de cette pression, le piston 21 est repoussé vers le bas en appui contre la butée 19. L'accumulateur est ensuite fixé sur son circuit de façon que le conduit axial 32 se trouve en communication avec le circuit hydraulique que l'accumulateur est destiné à servir. On établit ainsi une circulation de 15 liquide hydraulique qui arrive par le conduit axial 32, remplit la cavité annulaire comprise entre les deux enveloppes 1 et 3 et entre dans la chambre 25 pour repousser le piston 21 de façon que soit maintenu l'équilibre entre la pression du gaz sous pression existant dans la chambre 23 et la pression hydraulique 20 existant dans la chambre inférieure 25. Dans ces conditions l'accumulateur d'énergie est prêt à entrer en service, et à compenser toute chute de pression se produisant dans le circuit hydraulique auquel il est connecté. On comprend, ainsi que précisé précédemment, que l'enveloppe 25 interne 1 ne subit pas contraintes, dans la mesure o ses parois sont soumises de part et d'autre à des pression identiques. Il n'en n'est bien entendu pas de même de l'enveloppe externe 3 dont la paroi interne est soumise à la 6 pression du fluide hydraulique qui exerce ainsi sur elle en permanence des contraintes mécaniques pouvant être importantes. La présente invention permet de procéder à un démontage facile et rapide de l'enveloppe externe 3 afin de contrôler 5 celle-ci et éventuellement de la remplacer par une enveloppe nouvelle. Ainsi, suivant l'invention, lorsque l'on souhaite procéder au démontage de l'enveloppe externe 3, après avoir coupé la pression du circuit hydraulique que l'accumulateur est destiné à contrôler, et après avoir évacué le fluide hydraulique 10 remplissant d'une part la chambre 25 et d'autre part l'espace compris entre les enveloppes 1 et 3, on peut procéder au dévissage de l'enveloppe externe 3 d'avec le couvercle 29. On notera, qu'au cours de cette opération de démontage, on conserve l'intégrité de l'enveloppe interne 1 et donc de son 15 contenu, à savoir le gaz sous pression, qui repousse vers le bas le piston 21 et l'amène en appui contre la butée 19. Après avoir procédé au contrôle de l'enveloppe externe 3, et éventuellement avoir procédé à son échange, on visse de nouveau celle-ci sur le couvercle 29 et il ne reste plus alors qu'à 20 remettre le circuit hydraulique sous pression, réactivant ainsi l'accumulateur d'énergie. Dans une variante intéressante de la présente invention représentée sur la figure 2, le piston 21 est traversé par un conduit axial 40 dont le passage est contrôlé par une valve 41. 25 Une telle disposition permet, lors des contrôles, et sans démontage de l'enveloppe externe 3, de "regonfler " l'accumulateur en remettant au niveau correct souhaité la pression interne du gaz à l'intérieur de la chambre 23. Ainsi que représenté sur la figure 2, le fond 35 de l'enveloppe externe 3 peut être pourvu de moyens d'accès 42, représentés de façon schématique, qui peuvent notamment être constitués d'une vis. Ces moyens d'accès permettront à 5 l'utilisateur d'intervenir sur la valve 41 du piston 21 pour remettre au niveau souhaité la pression du gaz existant dans la chambre supérieure 23. Bien entendu, ainsi que représenté sur la figure 3, le bouchon 7 de l'enveloppe interne 1 pourrait être réalisé d'une 10 seule pièce avec le couvercle 29. Il conviendrait alors de prévoir dans celui-ci un ou plusieurs canaux diamétraux 36 permettant d'établir la communication entre le conduit axial d'alimentation 32 et l'espace annulaire compris entre l'enveloppe interne 1 et l'enveloppe externe 3. REVENDICATIONS 1.- Accumulateur d'énergie pour circuit hydraulique du type 5 à double enveloppe, à savoir une enveloppe interne (1) et une enveloppe externe (3) dans lequel l'enveloppe interne (1) comporte un piston mobile (21) séparant son volume interne en deux chambres, à savoir une première chambre (23) contenant un gaz sous pression et une seconde chambre (25) en communication 10 avec un espace interchambre, contenant un liquide hydraulique, lui-même en communication avec le circuit hydraulique, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (3) est fixée de façon amovible sur une tête (29) reliée au circuit hydraulique, de laquelle est solidaire l'enveloppe interne (1). 2.- Accumulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe interne (1) est fermée, à sa partie supérieure, par un couvercle (7) solidarisé de façon amovible de la tête (29). 3.- Accumulateur suivant l'une des revendications 1 ou 2 20 caractérisé en ce que le piston (21) est pourvu d'une valve de recharge (41) permettant d'injecter un gaz sous pression dans la première chambre (23). 4.- Accumulateur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (3) est 25 pourvue d'un fond amovible (35) notamment par vissage/dévissage. -9 5.- Accumulateur suivant l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que le fond (35) de l'enveloppe externe (3) est pourvu de moyens d'accès (42) à la valve de recharge (41) du piston (21).