CH638872A5 - Accumulateur de pression et son procede de fabrication. - Google Patents

Accumulateur de pression et son procede de fabrication. Download PDF

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Description

La présente invention se rapporte à un accumulateur de pression, à basse pression, peu onéreux, ainsi que son procédé de fabrication.
L'utilisation des accumulateurs de pression pour l'emmagasinage d'énergie, l'amortissement des pulsations et autres applications analogues s'étendent progressivement. De tels dispositifs comportent usuellement un réservoir de pression ayant un orifice de liquide à une extrémité, communiquant avec une ligne hydraulique et une valve de charge de gaz à l'autre extrémité. L'intérieur du réservoir est divisé par une vessie expansible en deux chambres communiquant respectivement avec la valve de charge de gaz et l'orifice de liquide.
Lorsque du gaz sous pression est admis par la valve de charge de gaz, la vessie s'épanouit et vient en relation d'étanchéité avec l'orifice de liquide. Lorsque la pression dans l'installation hydraulique est plus forte que la pression dans la chambre à gaz, du fluide entre par l'orifice de liquide et comprime davantage le gaz, ce qui permet une accumulation de l'énergie du gaz ou un amortissement de pulsations.
Lorsque la pression dans l'installation hydraulique s'abaisse au point que la pression de gaz devient à nouveau plus forte que la pression de liquide, la vessie s'épanouit et restitue de l'énergie au fluide hydraulique.
Jusqu'à présent, les dispositifs accumulateurs sont relativement coûteux, en partie en raison du coût de moulage ou de forgeage du réservoir de pression, du montage de la vessie dans le réservoir et de la fermeture du réservoir par un couvercle doté de l'orifice de charge de gaz.
En général, les réservoirs de pression moulés ou forgés doivent être usinés pour présenter un raccord fileté facilitant le montage du couvercle fileté. En outre, des moyens doivent être prévus pour serrer, ou fixer de toute autre façon, un anneau de support lié à la bouche ouverte de la vessie.
Dans d'autres constructions, la vessie comporte un bord plus épais à l'endroit de la bouche et ce bord est engagé en étant serré entre les éléments du réservoir de pression qui sont vissés en position.
Les divers modes de fabrication et de finition d'un réservoir de pression pour le support de la vessie dans ce réservoir et pour l'étan-chéité du réservoir sont illustrés par les brevets américains Nos 2345124 Huber; 3195576 Mercier; 3963052 Mercier; 3918497 Schoon, et 3792721 Zahid; ils se sont traduits en fait par une augmentation du coût de fabrication des accumulateurs.
On a proposé de fabriquer des dispositifs accumulateurs, et en particulier des dispositifs destinés à fonctionner à des pressions relativement basses, avec des parties métalliques formées par repoussage, etc. Les problèmes qui résultent de l'assemblage des diverses parties et pour l'obtention de l'étanchéitê désirée sont sérieux. Plus particulièrement, lorsqu'on a proposé de relier pär soudure les éléments d'un dispositif de support de la vessie à l'intérieur du réservoir de pression puis, grâce à une nouvelle opération de soudure, de compléter la fabrication du réservoir de pression, des difficultés se sont présentées, notamment pour la dissipation de la chaleur, et il en est résulté, dans un grand nombre de cas, un endommagement de la vessie.
L'opération de soudure se traduit par une conduction de la chaleur vers la vessie et/ou à un endroit compris entre l'organe de retenue de la vessie et la vessie elle-même, et il en résulte fréquemment un endommagement.
Divers essais ont été tentés pour empêcher une surchauffe de la vessie pendant la soudure et ces essais comportent une circulation d'eau contre les parties du dispositif pour aider à éloigner la chaleur de la vessie. Mais aucun dispositif vraiment satisfaisant pour assembler, de manière sûre, les éléments d'un dispositif accumulateur de pression ayant des parois minces et relativement peu coûteux, au moyen d'opérations de soudure, n'a pu être réalisé jusqu'à présent.
La présente invention a pour objet un accumulateur peu coûteux et à basse pression hydraulique, dont les composants sont formés avec des matériaux ayant des parois relativement minces et par con5
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séquent susceptibles d'être formés par repoussage, sans qu'il soit nécessaire de faire appel à un usinage compliqué tel que filetage, finition, etc.
Suivant l'invention, l'accumulateur de pression est défini par la revendication 1.
On obtient ainsi, grâce à la présente invention, un accumulateur à basse pression et à bas prix de revient.
L'accumulateur suivant l'invention peut avoir des composants de métal avec des parois minces qui comportent un réservoir de pression, un organe de support de vessie comportant un anneau ou jupe et un couvercle, qui sont reliés les uns aux autres par des soudures annulaires par résistance, la soudure entre le couvercle et la jupe de support de vessie étant effectuée avant d'insérer le couvercle et le sous-ensemble vessie à l'intérieur du réservoir de pression de telle sorte que la chaleur développée par le soudage soit effectivement dissipée pour éviter un endommagement de la vessie.
Dans l'accumulateur, les parties peuvent être fixées solidement avec l'orientation désirée, par une opération finale d'emboutissage ou de repoussage.
L'invention a également pour objet un procédé pour fabriquer l'accumulateur sus-visé.
Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
la fig. 1 est une vue partielle, en coupe verticale, dans laquelle les composants de l'accumulateur sont soumis à une opération d'assemblage initiale;
la fig. 2 est une vue en coupe verticale de l'accumulateur, dans une phase ultérieure de sa fabrication;
la fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 et montre les parties dans leur disposition finale, après que l'assemblage a été terminé.
Dans le mode de réalisation représenté, un accumulateur comporte une enveloppe 10 dont l'extrémité intérieure 11 est hémisphérique et comporte un orifice de liquide 12 ayant de préférence un siège de valve conique 13 formé à la jonction avec l'orifice de liquide. Des moyens tels qu'une partie filetée intérieurement 14 peuvent être prévus pour réaliser un raccord de l'orifice de liquide avec une installation hydraulique.
L'extrémité supérieure 15 de l'enveloppe définit une bouche ouverte.
Le dispositif comporte un sous-ensemble vessie 16 comportant une jupe métallique généralement cylindrique 17 dont la partie inférieure 18 de retenue de vessie est défléchie pour former une zone annulaire d'ancrage pour le bord plus épais 19 d'une vessie 20. La vessie 20 est faite en matière êlastomère expansible et comporte de préférence un bouton de valve 20' à son extrémité inférieure.
Le bord épais 19 de la vessie peut être lié ou moulé directement sur la partie 18 de la jupe 17 de retenue de la vessie.
Un couvercle 21 est prévu et définit la paroi supérieure du dispositif accumulateur. Ce couvercle peut comporter une valve de charge de gaz, montrée schématiquement en 22, traversant la paroi circulaire 23 du couvercle.
Le couvercle 21 comporte une courte jupe 24 dirigée vers l'extérieur et dont la circonférence externe est adaptée à s'engager de manière intime avec la circonférence interne de la jupe ou anneau 17 de retenue de la vessie.
Pour assembler le dispositif, le couvercle 21 est emmanché vers
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l'intérieur dans la jupe ou anneau 17 et une soudure annulaire par résistance 25 est formée entre les jupes juxtaposées 17 et 24.
Le procédé de soudage par résistance est usuel et consiste à presser des électrodes opposées contre les faces opposées des organes 17 et 24, tandis que l'on fait tourner progressivement les côtés qui sont en contact avec les électrodes entre lesquelles on fait passer un courant de soudage.
D'autres procédés de soudage peuvent également être utilisés. Il est néanmoins important de noter que, pour la fixation de l'anneau 17 portant la vessie avec le couvercle 21, toutes les parties des organes à assembler sont exposées à l'atmosphère ou à un écoulement de gaz de refroidissement. Par conséquent, puisque l'assemblage du couvercle et de l'anneau de support de vessie est effectué avant insertion des composants à l'intérieur du réservoir de pression, une surchauffe de la vessie, et l'endommagement qui peut en résulter, est fortement réduite, sinon complètement éliminée.
La soudure annulaire 25 forme d'ailleurs une étanchéité efficace entre l'anneau 17 et la jupe 24.
La fig. 1 montre les composants après formation de la soudure 25. L'étape suivante d'assemblage consiste à faire avancer le sous-ensemble vessie et le couvercle 21 qui lui est attaché à l'intérieur du réservoir de pression par la bouche ouverte 15. La circonférence externe de l'anneau 17 s'engage intimement avec la circonférence du diamètre intérieur de l'enveloppe 10.
On déplace axialement l'anneau 17 jusqu'à ce que le bord externe 26 soit en alignement avec la bouche ouverte ou extrémité 15, de l'enveloppe. Puis une deuxième soudure annulaire 27 est réalisée, comme décrit précédemment, entre l'enveloppe et l'anneau 17. Cette soudure forme une étanchéité efficace, évitant les fuites de liquide entre les parties superposées.
Les soudures qui ont été décrites assurent une construction robuste en maintenant les parties dans leur condition d'assemblage, mais on peut, en outre, prévoir avantageusement un renforcement en rabattant les parties 28 situées au-dessus du niveau de l'extrémité supérieure 29 du couvercle 21, vers l'intérieur comme montré à la fig. 3 en prenant comme point d'appui le bord 29. Après une telle opération de roulage, emboutissage ou repoussage, les parties occupent la position représentée à la fig. 3 et le dispositif est prêt pour le service.
De la description précédente, il résulte qu'une étanchéité efficace au gaz est définie entre les parties 17 et 24 grâce à la soudure 25. Etant donné que cette soudure est réalisée alors que les deux surfaces reliées sont exposées à l'atmosphère, le danger de surchauffe et d'endommagement de la vessie qui en résulte est fortement réduit.
On notera également que la soudure 27 forme, de manière analogue, une étanchéité efficace évitant les fuites de liquide. Bien que le soudage 27 soit effectué après que la vessie a été mise en position dans l'enveloppe, le soudage est réalisé de telle façon que les deux surfaces reliées soient exposées à l'atmosphère, ce qui permet un refroidissement efficace. En outre, la soudure 27 est formée à un emplacement plus éloigné de la vessie que la soudure 25, ce qui permet d'éviter encore davantage le risque d'endommagement de la vessie.
De ce qui précède, on appréciera ceci: l'accumulateur est fabriqué d'une manière peu coûteuse et avec une excellente étanchéité, et le principal assemblage est effectué par deux soudures annulaires et une simple opération de repoussage.
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Claims (7)

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1. Accumulateur de pression comportant une enveloppe cylindrique ayant une extrémité fermée et une extrémité ouverte, un orifice de liquide étant formé à l'extrémité fermée, et un sous-ensemble vessie monté dans l'enveloppe, caractérisé en ce que le sous-ensemble vessie comporte une jupe de montage cylindrique allongée axialement ayant une vessie fixée à une extrémité, un couvercle comportant une paroi d'extrémité disposée dans la jupe et une paroi latérale cylindrique s'étendant à partir de cette extrémité, cette paroi latérale étant reliée par soudure à la jupe le long d'une première ligne de soudure annulaire espacée de l'extrémité de la jupe, cette ligne de soudure constituant une étanchéité entre la paroi latérale du couvercle et la jupe, un orifice de charge de gaz formé dans la paroi d'extrémité du couvercle, une seconde liaison par ligne de soudure annulaire étant formée entre la jupe et l'enveloppe dans une position intermédiaire entre la première ligne de soudure et l'extrémité ouverte de l'enveloppe, cette seconde liaison par ligne de soudure constituant une étanchéité entre la jupe et l'enveloppe, de telle sorte que la vessie divise l'accumulateur en deux chambres communiquant respectivement avec les orifices de liquide et de gaz, cette vessie et ce couvercle étant solidement fixés à l'enveloppe.
2. Accumulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte de l'enveloppe est déformée vers l'intérieur en recouvrant la jupe pour former un ancrage additionnel de la jupe à l'enveloppe.
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REVENDICATIONS
3. Accumulateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte de la jupe est déformée vers l'intérieur en recouvrant la paroi latérale du couvercle pour former un ancrage additionnel du couvercle sur la jupe.
4. Accumulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la jupe et l'extrémité ouverte de l'enveloppe coïncident et sont déformées vers l'intérieur en recouvrant la paroi latérale du couvercle suivant une ligne de pliage qui est constituée par le bord de la paroi latérale pour former un ancrage additionnel du couvercle et de la jupe.
5. Procédé de fabrication de l'accumulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme une enveloppe cylindrique ayant une extrémité fermée comportant un orifice de liquide et ayant une extrémité ouverte, on forme un sous-ensemble vessie comportant une jupe cylindrique allongée axialement ayant une vessie liée à une de ses extrémités, on forme un couvercle cylindrique ayant une paroi latérale cylindrique et une paroi d'extrémité ayant une valve de charge de gaz, on insère axialement le couvercle dans la jupe avec la paroi d'extrémité la plus proche de la vessie, on forme une liaison par soudure annulaire entre la paroi latérale du couvercle et la jupe à un emplacement décalé axialement par rapport à la jonction de la jupe et de la vessie, tandis que les surfaces interne et externe de la jupe et du couvercle, à cette ligne de soudure, sont exposées à un refroidissement, puis on insère la jupe et le couvercle qui lui est attaché, à l'intérieur de l'enveloppe, puis l'on forme une liaison par soudure annulaire entre la jupe et l'enveloppe dans une position intermédiaire entre l'extrémité ouverte du réservoir et la ligne de soudure reliant le couvercle et la jupe, puis on déforme l'extrémité ouverte de l'enveloppe vers l'intérieur en position de recouvrement de la jupe de manière à fixer solidement la jupe dans l'enveloppe.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on insère la jupe dans la bouche ouverte à une profondeur telle que l'extrémité de la jupe la plus éloignée de l'enveloppe et l'extrémité ouverte coïncident, puis on déforme simultanément l'extrémité ouverte et l'extrémité éloignée de la jupe vers l'intérieur sur la paroi d'extrémité du couvercle en s'en servant comme point d'appui.
7. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les liaisons par soudure annulaire sont formées par soudage par résistance.
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