Brevet FR2836703A1 — publié le 20030905

La présente invention concerne un convertisseur air-huile à double effet multi-étage destiné à alimenter des actionneurs hydrauliques (vérins, moteurs, pompes... etc... Traditionnellement, pour obtenir une haute pression hydraulique, on utilise une pompe. Cela est particulièrement le cas lorsqu'il s'agit d'obtenir un volume important. Lorsque le volume nécessaire est limité, il est utilisé soit un multiplicateur de pression à un système de pression, soit à deux systèmes de pression. Quelque soit le cas, chaque système de pression est à simple effet. En outre, ces dispositifs ne peuvent être employés que sur des vérins et ne produisent que de faibles volumes à haute pression. Dans le cas d'une pompe hydraulique, l'installation demande beaucoup d'énergie. Par exemple une pompe hydraulique devant débiter lOOL/mn à 65 bar nécessite un moteur de 15 KW. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte selon une première caractéristique une chambre pneumatique (prévue pour détecteurs magnétiques) double effet accouplé à une chambre hydraulique (étages) double effet de forte section et de faible course (équipé de vis de purge). Le piston de la chambre pneumatique est lié au piston de la chambre hydraulique par un axe qui traverse la cloison étanche qui sépare les deux chambres. Les deux pistons effectuent rigoureusement la même course, alors que leurs sections respectives peuvent être différentes. L'on peut par exemple accoupler une chambre pneumatique de 200 mm de section et une chambre hydraulique de 200, 300,400 mm de section... etc... L'effort généré par le piston pneumatique se transmet intégralement au piston hydraulique qui propulse une quantité de liquide égale au volume de la chambre hydraulique. Cette caractéristique défInit le débit et la force du dispositif. Par exemple, une chambre pneumatique d'une section utile de 250 mm (section de l'axe déduit) et de 50 mm de course accouplé à une chambre hydraulique de même section utile et de même course délivre un volume de 2453 cm3. Si la même chambre pneumatique est associée à deux, trois, quatre, etc... étages hydrauliques, le volume disponible sera multiplié d'autant, alors que la course et la force générée par la chambre pneumatique reste identique. Le volume de liquide disponible du dispositif est donc fonction du nombre d'étages hydrauliques accouplé à la chambre pneumatique et du nombre de cycles (1 cycle = 1 aller + un retour) effectué par minute. Dans notre exemple (chambres pneumatique et hydraulique de 250 mm de section utile) si nous associons trois étages hydrauliques à une chambre pneumatique, nous obtenons 7359 cm3 de liquide pour une course de piston de 50 mm, soit 100 mm (aller + retour), soit un volume sur un cycle de 14718 cm3. Ce cycle de 100 mm est effectué en une seconde (0,10 m/s), soit 60 cycles-minute et donc un volume de liquide distribué de 883080 cm3. La force exercée par la chambre pneumatique sous pression de 6 bar est de 2900 daN. Sachant que la pression est directement proportionnelle au rapport des sections, si nous appliquons 2900 daN à un vérin de 50 mm de section, nous obtenons sur ce piston une pression de 145 bar. Si nous appliquons les mêmes caractéristiques (force-débit) a un moteur hydraulique de 500 cm3, nous obtenons en continu unevitesse de 1750 tours/mn pour une consommation d'air de 295L/mn sous 6 bar, soit 18 m3/h. Selon une seconde caractéristique, le dispositif est équipé d'un réservoir d'huile qui regroupe le retour des fluides et des fuites. Ce réservoir est disposé au dessus du convertisseur de façon à l'alimenter par gravité. Il est relié aux étages hydrauliques à travers un distributeur 3/2 à commande pneumatique (ou autre) protégé par deux clapets anti-retour de forte section. La fonction de ce distributeur est de distribuer alternativement le liquide dans les étages hydrauliques. Ce distributeur est piloté par le distributeur de la chambre pneumatique. Selon une troisième caractéristique, les sorties haute pression du dispositif destiné à l'alimentation du (ou des) actionneur sont regroupées par sens de sortie des étages haute pression et raccordées sur un (ou plus) sélecteur de circuit. Selon une quatrième caractéristique, le dispositif est capable de s'autoalimenter dans le sens ou compte-tenu de sa faculté à générer de fort volume de liquide sous une faible consommation d'air, il peut alimenter plusieurs moteurs hydrauliques dont l'un sert à l'entraînement d'un compresseur. Le dispositif est alors complété par un volant d'inertie. Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif peut être à double tige, et actionner par l'extérieur des détecteurs de fin de course. Les étages hydrauliques peuvent être associés à plusieurs chambres pneumatiques (ForceX par nb de chambre). Le distributeur réservoir-échangeur peut être hydraulique ce qui peut éviter l'installation de clapets anti-retour. Le réservoir à huile peut être remplacé par deux réservoirs qui collectent alternativement les fluides et sont mis en pression alternativement par l'intermédiaire d'un piston pneumatique (ou autre) double effet. Ce dispositif de type injection peut permettred'alimenter le convertisseur dans n'importe quelle position. Le (ou les) sélecteurs de circuit peut être remplacé par un (ou plus) distributeur 3/2 ou autre. Chaque étage peut alimenter un actionneur différent. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente le dispositif, prêt à alimenter un actionneur. La figure 2 représente une variante du dispositif. En référence à ces dessins, le dispositif comporte une (ou plusieurs) chambre pneumatique (1) associée à un (ou plusieurs) étages hydraulique (2). Cet ensemble est relié à un réservoir hydraulique (3) par l'intermédiaire d'un distributeur (4). Les orifices haute pression du dispositif (5-5') et (6-6') sont raccordés par sens de sortie à un (ou plus) sélecteur de circuit. REVENDICATIONS 1) Dispositif de type convertisseur air-huile a double effet multi-étages caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs chambres pneumatiques (1) accouplé à un ou plusieurs étages hydrauliques (2) 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'il comporte un réservoirs d'huile (3) relié au convertisseur par un distributeur (4) 3) Dispositif selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les orifices haute pression (5-5') (6-6') de l'ensemble sont raccordés par sens de sortie sur un sélecteur de circuit (7). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il s'autoalimente, compte tenu du fort débit de liquide qu'il génère par rapport à sa faible consommation d'air comprimé.