CH637189A5 - Dispositif amortisseur de pulsations. - Google Patents

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Description

La présente invention se rapporte à un dispositif amortisseur de pulsations. Dans les installations hydrauliques utilisant des pompes, en particulier des pompes du type à piston, des pulsations sont engendrées, dont l'amplitude et la fréquence dépendent de la cylindrée, de la vitesse et du nombre de pistons de la pompe. Lorsque la fréquence et/ou l'amplitude des pulsations sont élevées et que les pulsations résultantes peuvent se propager dans l'installation entière d'une manière incontrôlée. Les chocs répétés sur les éléments de l'installation, tels que les raccords, les valves, les conduits, etc., peuvent provoquer des fuites et une rupture possible de lignes et autres endommagements des éléments de l'installation.
Afin de réduire les endommagements résultant des pulsations dans l'installation hydraulique, il est usuel d'interposer un dispositif amortisseur de pulsations de pression dans l'installation hydraulique. De tels dispositifs comportent usuellement un réservoir de pression divisé en deux chambres, une chambre remplie avec du gaz sous pression et l'autre chambre communiquant avec la ligne hydraulique. Lorsque les pressions ont une valeur prédéterminée supérieure à la pression dans la chambre à gaz (par exemple à l'occasion d'une pulsation), le fluide hydraulique est admis à s'écouler dans la chambre hydraulique en comprimant davantage le gaz. L'énergie impartie au gaz après que la pression est tombée dans l'installation hydraulique est restituée au fluide hydraulique, et il en résulte une condition de pression plus uniforme dans le fluide hydraulique à l'aval de l'amortisseur de pulsations.
Une construction d'amortisseur de pulsations est décrite dans le brevet américain N° 3782418 du 1er janvier 1974 au nom de M. Abduz Zahid.
La présente invention a pour objet un dispositif amortisseur de pulsations destiné à être interposé dans la ligne de pression d'une installation hydraulique ou analogue. Un tel dispositif est apte à amortir efficacement des pulsations de haute fréquence ou amplitude avec un minimum de perte par frottement au cours de la traversée de l'amortisseur.
Le dispositif selon l'invention est défini par la revendication 1. La zone comprise entre les orifices d'entrée et de sortie, et coïncidant avec l'orifice de liquide qui peut être fermé par une valve, est construite et agencée de telle façon qu'elle ait une section transversale progressivement croissante, puis progressivement décroissante, de façon à ralentir la vitesse du fluide lorsque le fluide pénètre dans l'entrée, et pour augmenter la vitesse du fluide lorsque le fluide quitte l'extrémité de sortie du raccord.
Le dispositif amortisseur de pulsations est susceptible, sans modification, d'amortir des pulsations dans une large gamme de fréquences et d'amplitudes.
Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
la flg. 1 est une vue en perspective d'un dispositif amortisseur de pulsations suivant l'invention;
la fig. 2 est une vue partielle en coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 ;
la fig. 3 est une vue partielle en coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2.
Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif amortisseur de pulsations comporte généralement un réservoir de pression 10 fixé à une embase 11, cette embase 11 ayant un raccord d'entrée 12 adapté à être relié à la ligne de sortie d'une pompe hydraulique ou analogue, et un raccord de sortie 13 pour conduire le liquide ayant des pulsations amorties au reste de l'installation hydraulique.
L'ensemble réservoir de pression 10 comporte une chambre à gaz 14 et une chambre à liquide 15. Les chambres 14 et 15 sont séparées par un ensemble vessie élastique en élastomère 16 ayant une bouche ouverte (non représentée) qui est engagée d'une manière étanche avec la paroi intérieure du réservoir de pression, de façon à diviser celui-ci en chambres 14 et 15.
Une valve de charge de gaz 17 est fixée à l'extrémité supérieure 18 du réservoir de pressioon, cette valve permettant à la chambre 14 entre la vessie et l'extrémité supérieure du réservoir d'être chargée avec un gaz sous une pression choisie.
Le réservoir de pression 10, à son extrémité inférieure 19, comporte un orifice de liquide 20. L'orifice de liquide 20 reçoit un bouchon 21 portant une valve 22.
Le bouchon 21 comporte un siège de valve conique 23, incliné de façon à coïncider avec le côté conique 24 de la tête de valve 25. La tête de valve 25 est fixée à une tige de valve 26 ayant une configuration externe cylindrique, la tige 26 étant guidée d'une manière coulissante dans une ouverture 27 supportée par des bras dirigés radiale-ment 28 d'une plaque de fond 29 du bouchon 21.
On notera que la tige de valve 26 est coulissante dans les deux sens dans l'ouverture 27 dans une direction verticale, c'est-à-dire suivant l'axe du réservoir de pression, entre une position de limitation supérieure représentée à la fig. 2, et une position de limitation inférieure dans laquelle la tête de valve est appliquée contre le siège conique 23.
La valve 22 est poussée vers la position de limitation supérieure par un ressort hélicoïdal 30 entourant la tige 26, le ressort 30 ayant son extrémité supérieure 31 poussée contre la face 32 de la tête de la valve et son extrémité inférieure 33 poussée contre la plaque 29.
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La partie de la tige de valve 26 disposée en dessous de la plaque 29 comporte un mécanisme d'absorption de chocs comportant une rondelle d'arrêt 34 engagée sur une partie de diamètre réduit 35 de la tige et maintenue en engagement contre la plaque 29 par un ressort 36. Le ressort 36 est poussé à son extrémité inférieure contre une s rondelle de support 37. La rondelle 37 est maintenue en position par un écrou de réglage 38 monté sur une tige filetée 39 de la tige de valve. Un collier de verrouillage 40, maintenu par une broche 41, est engagé contre l'écrou 38 pour empêcher son dévissage.
Le bouchon 21 est monté en position dans l'orifice de liquide par io un collier déformable 42, ce collier étant de préférence conforme à celui qui est décrit dans le brevet américain sus-visé N° 3782418. De ce fait, une description détaillée de l'ensemble collier n'a pas besoin d'être répétée ici. On notera seulement que le collier comporte une paire fendue de segments arqués 43 liés à un anneau en caoutchouc 15 44, ce qui permet aux éléments arqués 43, dont chacun a une étendue de 180°, d'être pliés autour d'une ligne médiane, d'être introduits dans l'orifice de liquide et de reprendre, par effet élastique vers l'extérieur, la position de montage représentée.
Le bouchon 21 comporte un épaulement annulaire 45 dirigé vers 20 le bas, dont le plus grand diamètre est plus petit que le diamètre de l'orifice de liquide, de telle sorte que ce bouchon puisse être introduit dans l'orifice de liquide, mais plus grand que le plus petit diamètre des segments arqués 43. Il apparaît ainsi que, pour le montage, le bouchon peut être inséré à l'intérieur de la chambre 15 par l'orifice 2s de liquide, puis l'ensemble collier 42 peut être plié et introduit dans l'orifice de liquide et, lorsque l'ensemble bouchon est tiré vers le bas, une étanchéité est assurée entre le bouchon et le collier, d'une part, et entre le collier et l'orifice de liquide, d'autre part.
Le bouchon 21 comporte un col fileté descendant 46. L'embase 30 de fixation 11 comporte un passage 47 ouvert vers le haut et fileté extérieurement, dans lequel le col fileté 46 du bouchon est vissé. Un écrou de verrouillage 48 est appliqué sur la partie filetée 46 et est serré pour relier le bouchon 21 au réservoir de pression, après quoi le bouchon complet et le réservoir de pression peuvent être vissés 35 dans le passage fileté 47, pour fixer le réservoir de pression à l'embase 11.
En vue d'assurer une étanchéité au fluide, le col 46 du bouchon comporte une gorge 49 recevant un joint torique 50 qui, en position de montage, porte contre la partie cylindrique 51 de la partie de 40 passage 47 de l'embase.
L'embase 11 comporte, au voisinage du raccord d'entrée 12, une chambre d'expansion 52 qui comporte un conduit d'entrée 53 dirigé vers le bas et s'évasant vers l'extérieur avec une section transversale progressivement croissante. A titre d'exemple non limitatif, la 45
section transversale suivant le plan d'entrée 54 du conduit 53 est la moitié, ou moins, de la section transversale suivant le plan de sortie 55 du conduit 53.
Le dispositif comporte un conduit de sortie 56 ayant une extrémité d'entrée de grande section transversale suivant le plan 57 et 50 s'amenuisant vers une extrémité de sortie suivant le plan 58. Le conduit 56 est plus étroit à l'extrémité de sortie 58 qu'à l'extrémité d'entrée 57, les sections d'entrée et de sortie suivant les plans 57 et 58 étant de préférence en raison inverse des sections d'entrée et de sortie suivant les plans 54, 44 respectivement. Autrement dit, la 55
section transversale suivant le plan 57 est deux fois, ou davantage, la section transversale du passage 56 suivant le plan de sortie 58.
Un déflecteur 59 est interposé dans l'embase 11 sensiblement au milieu de celle-ci. Ce déflecteur comporte des parois latérales inclinées vers le haut 60, 61 et une ouverture de part en part 62. La section transversale de l'ouverture 62 est de préférence la moitié, ou moins, de la section transversale des extrémités d'entrée et de sortie du conduit d'entrée 52 et du conduit de sortie 56, suivant les plans 54 et 58, respectivement.
Le fonctionnement du dispositif ressort de la description précédente.
En pratique, le raccord 12 de l'embase 11 est relié au refoulement d'une pompe d'un circuit hydraulique et le raccord 13 est relié à l'installation hydraulique à l'aval de l'amortisseur de pulsations. Du liquide sous pression puisée est admis par le conduit 52 dans l'embase. La tête de valve 25 est normalement poussée dans une position inférieure contre la force du ressort 30, du fait que la pression dans la chambre 14 est supérieure à la pression dans la chambre 15. Toutefois lorsqu'il se produit des pulsations d'une valeur suffisante pour que la pression dans la chambre 15 dépasse la pression dans la chambre 14, la valve 25 est soulevée sous l'effet des forces combinées de la pression dans l'installation hydraulique et du ressort 30, et permet au liquide d'entrer dans la chambre 15, en comprimant le gaz dans la chambre 14 de la vessie. Lorsque la pression tombe dans le conduit 52 à un point tel que la pression dans la chambre à gaz 14 soit suffisamment forte pour dépasser les pressions combinées du liquide et de la force du ressort 30, la valve est rappelée dans sa position appliquée contre le siège et l'énergie emmagasinée dans le gaz comprimé est restituée au liquide sous pression.
En raison des dimensions progressivement croissantes du passage d'entrée 52, la vitesse de liquide entrant dans le raccord d'entrée 12 décroît progressivement alors que le fluide se rapproche du déflecteur 59. Des parties du fluide passent directement par l'ouverture de dérivation 62 du déflecteur vers le raccord de sortie 13. D'autres parties du fluide sont forcées vers le haut et assurent un soulèvement de la valve et un transfert d'énergie au gaz de la chambre 14.
Une accélération progressive du fluide est réalisée dans le passage de sortie progressivement réduit 56 qui est le plus étroit suivant le plan de sortie 58.
L'interaction du système d'accumulation d'énergie réalisé par le gaz sous pression et les effets de décélération et d'accélération résultant de la forme du passage de l'embase 11 ont un effet synergétique, assurant un amortisseur de pulsations amélioré, contrairement à des constructions d'amortisseurs analogues où la section transversale des conduits d'entrée et de sortie est essentiellement constante sur toute la longueur.
Le dispositif suivant l'invention est très efficace pour amortir les pulsations dans une large gamme d'amplitudes et de fréquences.
Il va de soi que le degré de conicité et de restriction des passages d'entrée et de sortie respectivement peut être modifié suivant les nécessités spécifiques dans un circuit hydraulique donné, de manière que l'on adapte le dispositif aux conditions requises. De même, il va de soi que la forme des passages peut avoir un effet sur les performances de l'installation.
1 feuille dessins

Claims (4)

637 189
1. Dispositif amortisseur de pulsations pour une installation hydraulique, comportant un réservoir de pression, une vessie élastique expansible disposée dans le réservoir et divisant celui-ci en deux chambres distinctes, un orifice de charge de gaz en communication avec une de ces chambres, un orifice de liquide en communication avec l'autre chambre, une embase de montage supportant le réservoir de pression, et comportant un conduit s'étendant d'une manière transversale par rapport à l'axe du réservoir et comportant des raccords d'entrée et de sortie, l'embase comportant un passage s'étendant à partir de l'orifice de liquide jusqu'au conduit dans une direction suivant l'axe du réservoir, un déflecteur disposé dans le conduit dans une position de blocage transversal, ce déflecteur comportant une ouverture de dérivation dirigée suivant l'axe dudit conduit, la section transversale de ladite ouverture étant plus petite que la section transversale du conduit suivant les raccords, la partie d'extrémité supérieure du raccord se terminant avec l'entrée du passage, le conduit croissant progressivement en section transversale dans la direction allant des raccords vers le déflecteur, la section transversale du conduit d'une manière adjacente au déflecteur étant au moins deux fois la section transversale du conduit suivant les raccords d'entrée et de sortie.
2, caractérisé en ce que les parois latérales dudit déflecteur sont inclinées vers le haut dans la direction de l'axe du réservoir de pression.
4. Dispositif amortisseur de pulsations suivant la revendication
2. Dispositif amortisseur de pulsations suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les parties de conduit allant des raccords jusqu'au déflecteur sont inclinées dans une direction vers le bas à partir de l'orifice de liquide.
2
REVENDICATIONS
3, caractérisé en ce que la section transversale du conduit adjacent au déflecteur est quatre fois ou davantage la section transversale du conduit suivant les raccords d'entrée et de sortie.
5. Dispositif amortisseur de pulsations suivant la revendication
3. Dispositif amortisseur de pulsations suivant la revendication
4, caractérisé en ce qu'il comporte une valve interposée dans l'orifice de liquide et adaptée à venir s'appliquer sur l'orifice de liquide en réponse aux pressions de la chambre à gaz qui sont supérieures aux pressions de la chambre à liquide d'une valeur déterminée, et de façon à isoler l'orifice de liquide du passage et pour ouvrir l'orifice de liquide et faire communiquer l'orifice et le passage en réponse à des pressions dans le passage qui sont supérieures à la pression dans la chambre à gaz.
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