Brevet FR3020659A1 — publié le 20151106

. BREVET D'INVENTION POUR AMPLIFICATEUR DE PRESSION ,5 DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention concerne un amplificateur de pression hydraulique spécifique pour fluides aqueux, destiné à alimenter des outils de coupe ou de formage pour tôles de 10 forte épaisseur (p.ex. : pinces de désincarcération, cisaille pour démantèlement d'éléments « nucléaire », découpe de coque de bateau, etc.) ou toute autre application nécessitant des pressions de travail de 700 bar ou plus. Les amplificateurs de pression hydraulique accessible actuellement sur le marché 15 sont des appareils qui fonctionnent de façon discontinue, alimenté coté primaire avec des hydrocarbures d'origine fossile, associés avec des additifs, dont les effets polluants sont reconnus ; ces fluides sont de plus en plus proscrits dans de nombreux domaines. L'amplificateur de pression hydraulique en question, présente la particularité de 20 générer en continu des pressions hydrauliques élevées de 700 bar ou plus à partir de fluides aqueux (cotés primaire et secondaire) tels : eau naturelle filtrée, eau déminéralisée, solutions aqueuses neutres. Ainsi, l'amplificateur de pression présenté répond aux critères écologiques légaux et entre pleinement dans le cadre de la protection environnementale. 25 Cet amplificateur hydraulique, est conçu pour fonctionner essentiellement comme multiplicateur de pression, mais peux également être utilisé comme multiplicateur de débit. La construction compacte de cet amplificateur hydraulique permet des cadences alternatives élevées sous de faibles charges inertielles, assurant ainsi aux pièces 30 dynamiques internes [piston (8) & plongeurs (3 & 4)] une durée de vie élevée : en conséquence une maintenance réduite. Les caractéristiques de l'appareil présenté sont les suivantes : - Piston : diamètre D = 63 mm 35 - Plongeur : diamètre d = 25 mm Course maximale : s = 100 mm - Facteur d'amplification : I = 5,3504 - Pression de sortie : 70 MPa ou plus selon modèle - Débit maximal : selon le modèle 40 - fréquence du mobile : jusqu'à 10 Hz - Matériaux internes : aciers inoxydables, céramiques, plastiques et autres matériaux complexes à faible coefficient de frottements, insensible à l'eau, alliages à hautes performances. . Il est à noter que la gamme nos amplificateurs de pression hydraulique se décline en appareils de tailles et de facteur d'amplification différents selon les applications, impliquant des débits et des pressions adaptés. Le plan en coupe (Figure-1 jointe en annexe) présente les particularités inventives de l'amplificateur de pression : La chambre primaire est alimentée en fluide aqueux par un générateur hydraulique externe. Cette chambre est composée d'un fût (7) et d'un piston (8) d'alésage « D ». La surface interne du fût est rodée. Le piston comporte un ensemble d'étanchéité dynamique adapté aux fluides aqueux, à la pression primaire « pl » ainsi qu'à la vitesse alternée qui est en relation avec le débit primaire « q1 ». La course totale « ds » du piston est de 100 mm ; la course effective est réglable grâce à deux capteurs TOR à effet capacitif ou inductif fixés sur l'un des tirants (voir figure-5). Les deux pistons « plongeur » (3) & (4) d'alésage « d », solidaires du piston primaire (8), ont la forme d'une tige qui coulissent dans des chambres secondaires de forte épaisseur (1) & (2). L'étanchéité dynamique est adaptée aux fluides aqueux, à la pression secondaire « p2 » ainsi qu'à la vitesse alternée qui est en relation avec le piston primaire (8). L'amplification de pression ou de débit est liée au rapport de la section primaire « Al » par la section secondaire « A2 », dénommé « facteur d'amplification ». Les chambres secondaires forment les flasques d'extrémités qui permettent l'assemblage du fût (7) par l'intermédiaire de quatre tirants filetés. Les orifices primaires (12) & (13) ainsi que les orifices secondaires (10) & (11) sont implantées dans les flasques d'extrémités. Le facteur d'amplification de pression de l'appareil décrit dans ce document est de 5,3504. D'autres facteurs d'amplification, valeurs comprises entre 2 à 10, sont disponibles dans la gamme des amplificateurs de pression, la pression secondaire étant de 70 MPa (700 bar) ou plus. Les fonctions de multiplication de pression ou de débit sont obtenues par une automation simple et peu onéreuse, selon le schéma hydraulique choisi : - Multiplication de pression : voir figure-3 - Multiplication de débit : voir figure-4 Multiplication de pression : le générateur de pression (P) alimente les chambres primaires en fluides aqueux via un distributeur de fonction 4/3 avec mise hors pression au repos. En activant la fonction « croisée » du distributeur, le fluide hydraulique primaire passe de (P) vers (B) afin d'alimenter à la pression (pl) et en débit (ql) la chambre primaire par l'orifice (13), parallèlement l'orifice (12) de l'autre chambre primaire sera relié au réservoir en traversant le distributeur de (A) vers (T). . Le piston (8) se déplace vers l'orifice (12) et entraîne la tige « plongeur » dans l'alésage du flasque (1); le volume de fluide de la chambre secondaire du flasque (1) sera comprimé à une pression multipliée comme suit : p2 = pl * I (1 = section AD / section Ad = 5.3504), et refoulé via l'orifice (10). Durant cette phase de compression, la tige « plongeur » opposée (4), solidaire du piston (8), aspire le fluide hydraulique dans le réservoir via le distributeur en passant de (T) vers (A), afin de gaver cette chambre secondaire. Lorsque le piston (8) est détecté par le capteur de fin de course correspondant, l'automatisme change la fonction du distributeur afin d'obtenir le mouvement inverse du piston (8) et comprimer, via la tige « plongeur », le fluide hydraulique dans la chambre secondaire du flasque (2). Ainsi ce mouvement alterné oscillant produit une génération hydraulique secondaire continue à haute pression, de 70 MPa (700 bar) ou plus, à base de fluides aqueux. Lorsque la fonction secondaire est statique, le mouvement alterné s'arrête. Multiplication de débit : Le générateur de pression (P) alimente les chambres secondaires via un distributeur de fonction 4/3 avec mise hors pression au repos. En activant la fonction « croisée » du distributeur, le fluide hydraulique (aqueux) passe de (P) vers (B) afin d'alimenter à la pression (pl) et en débit (ql) la chambre secondaire par l'orifice (11), parallèlement l'orifice (10) de l'autre chambre secondaire sera relié au réservoir en traversant le distributeur de (A) vers (T). Le piston (8) se déplace vers l'orifice (10) et entraîne le piston (8). Le volume de fluide de la chambre primaire coté flasque (1) sera refoulé via l'orifice (12) vers l'équipement « utilisateur » à un débit multipliée comme suit : q2 = ql * I. Durant cette phase, le piston (8) aspirera le fluide hydraulique du réservoir dans la chambre primaire opposée via le distributeur en passant de (T) vers (A). Lorsque le piston (8) est détecté par le capteur de fin de course correspondant, l'automatisme change la fonction du distributeur afin d'obtenir le mouvement inverse du piston (8) et produire le même débit dans la chambre opposée. Le mouvement alterné oscillant produit un débit primaire continu. 40 REVENDICATIONS1. Amplificateur de pression hydraulique jusqu'à 70MPa (700 bar) ou plus, pour fluides aqueux non polluants, cotés primaire et secondaire, tels que : eau naturelle filtrée, eau déminéralisée, solutions aqueuses neutres, caractérisé en ce qu'il comporte un fût (7) composé de deux chambres séparées par un piston (8) d'alésage D, deux pistons plongeurs (3, 4) d'alésage d solidaire du piston (8) coulissant dans des chambres secondaires (1, 2) de forte épaisseur, des orifice primaires (12, 13) et des orifices secondaires (10, 11) implantés à chaque extrémité des chambres secondaires (1, 2). 2. Amplificateur de pression hydraulique selon la revendication 1. , caractérisé en ce qu'un capteur de fin de course détecte la position de fin de course du piston (8). 3. Amplificateur de pression hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que tous les éléments constituant cet amplificateur hydraulique sont réalisés en matériaux nobles inaltérables tels que l'acier inoxydable, la céramique, les plastiques, les alliages à hautes performances et autres matériaux complexes à faible coefficient de frottements, insensible à l'eau. 4. Amplificateur de pression hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour une utilisation en tant que multiplicateur de pression, une première chambre primaire est alimentée par un générateur de pression (P) par l'orifice (13) et la seconde chambre primaire est reliée au réservoir hydraulique par l'orifice (12). 5. Amplificateur de pression hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour une utilisation en tant que multiplicateur de débit, une première chambre secondaire (2) est alimentée par un générateur de pression (P) par l'orifice (11) et la seconde chambre secondaire est reliée au réservoir hydraulique par l'orifice (10). 5.