EP0244044B1 - Filtre acoustique - Google Patents

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EP0244044B1
EP0244044B1 EP87201090A EP87201090A EP0244044B1 EP 0244044 B1 EP0244044 B1 EP 0244044B1 EP 87201090 A EP87201090 A EP 87201090A EP 87201090 A EP87201090 A EP 87201090A EP 0244044 B1 EP0244044 B1 EP 0244044B1
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diffuser
tube
rings
filter according
bladder
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EP0244044A3 (en
EP0244044A2 (fr
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Philippe Richard
Jean-Charles Papillon
Alain Guyot
Carlo Corbellini
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04—Accumulators
    • F15B1/08—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B2201/20—Accumulator cushioning means
    • F15B2201/205—Accumulator cushioning means using gas
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    • F15B2201/30—Accumulator separating means
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    • F15B2201/411—Liquid ports having valve means
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    • F15B2201/43—Anti-extrusion means

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic filter comprising a body having an inlet orifice and an outlet, a tube pierced with orifices connecting the inlet orifice to the outlet orifice of the body and intended for circulation of a liquid, a bladder made of a flexible and deformable material, said bladder surrounding the tube and delimiting an external chamber for a gas under pressure.
  • the invention solves the problem of creating a filter in which the risks of rupture of the membrane are eliminated.
  • diffuser holder assembly mounted around the tube is made of a flexible material close to that of the bladder and has orifices having a large passage cross section relative to that of the orifices of the tube.
  • diffuser holder consists of diffuser rings mounted on the tube with a spacing determined so as to leave an annular passage for the liquid between two successive diffuser rings.
  • the diffuser rings are shaped so that the annular passages existing between two successive rings are open when the pressure prevailing inside the tube is greater than the pressure outside bladder and closed otherwise.
  • each diffuser consists of a metal frame surrounded externally by an elastomer ring.
  • the frame has a male cone section, the elastomer ring having a female cone-shaped portion of larger diameter than that of the male cone.
  • each diffuser ring consists of a cylindrical metal frame surrounded externally by an elastomer ring having lips capable of approaching those of the neighboring diffuser when hydraulic pressure is exerted from the outside on said rings.
  • FIG. 1 shows an acoustic filter produced in accordance with the invention.
  • This filter is intended to be mounted in line on a pipe. It is used to absorb pressure waves caused for example by piston pumps or any other material. It includes, for example, a body 2 consisting of a cylinder 2a with relatively thick walls, at each end of which are mounted two attachment screws 2b. A notched nut is screwed onto each of the hooking screws. A hooking ring is mounted in a recess of each of the hooking screws. Inside the attachment rings there are fittings for connecting the filter to a pipe.
  • a deformable bladder 9 made of a flexible material is mounted on each of the hooking screws 2b -
  • This bladder has the shape of a cylindrical sleeve which surrounds the tube 7 and the diffuser rings 20.
  • the ends of the bladder 9 are housed in a corresponding groove hooking screws 2b.
  • the bladder 9 defines with the inner wall of the cylinder 2a a chamber 8 intended to receive a gas under pressure. This gas is introduced by means of a valve 8a mounted on the wall of the body 2a.
  • the elastomer rings 20 prevent perforation and wear of the bladder 9 while allowing free passage of a fluid, in particular a liquid circulating in the pipe to which the acoustic filter is connected.
  • a fluid in particular a liquid circulating in the pipe to which the acoustic filter is connected.
  • this fluid is subjected to pulsations, for example because it is moved by a piston pump, it penetrates as shown diagrammatically by the arrows 16 in the orifices of the tube 7 and between the diffuser rings.
  • the bladder then lifts up to occupy a position such as that designated by the reference 9 '.
  • a knurled plug 6 is screwed onto a thread of the cylinder 2a.
  • Diffuser rings 20 according to the invention are mounted on the tube 7.
  • FIG. 2 a sectional view of the acoustic filter of Figure 1.
  • the tube 7 is pierced with holes 13.
  • the diffusers, designated by the reference 20a are constituted by a frame 21a surrounded externally by a ring 23a made of elastomer.
  • Each frame 21a has a cylindrical shape of circular section. It is centered on the tube 7 of polygonal outer section. It has at one of its ends a spacer constituted, in the embodiment described, by four projections formed on the frame 21a. Of course, these spacers could also be constituted by added parts.
  • FIG 3 a perspective view and partially in section of three superimposed diffusers.
  • the diffuser rings 20a shown in the upper part of Figure 3 are seen in longitudinal section.
  • the slots 29 formed at the end of the frame 21a In the embodiment described, there are four slots 29 which determine four passages 31 for the liquid. Of course, this number could be different depending on another embodiment. One could for example provide three slots 29 only.
  • the orientation of two consecutive rings with respect to each other is indifferent.
  • the lower diffuser ring 20a shown in the lower part of Figure 3 is seen from the outside. Note the passage section left free between two consecutive rings.
  • the tube 7 has a polygonal outer section, for example square. This shape allows to clear four passages 33, between the faces of the square and the internal bore of the frame 21a. Four holes 13 located at 90 ° from each other are drilled in each of the faces of the square. Each orifice 13 opens into a passage 33. It is noted that the orientation of the diffuser ring 20a with respect to the square of the diffuser holder tube is indifferent. Indeed, whatever this orientation, there is a sufficient passage section for the liquid. The tube 7 also ensures the centering of the diffuser rings 20a on the tops of the square.
  • the outer rings 23a ( Figures 2 and 3) have a generally cylindrical shape of circular section. They have a shallow groove 23b of rounded profile on its outer surface.
  • the upper and lower faces 23c of the ring 23a form aveç the axis of the tube 7, and therefore with the axis of the diffusers, a re-entrant angle, that is to say less than 90 °. For example, this angle can be equal to 75 °.
  • the faces of two successive rings 23a move closer together and leave for the fluid an outlet space which is narrower than the inlet space as can be seen in FIGS. 2 and 3. These edges thus form a kind lip.
  • the rings 23a are made of a material which is compatible with that of the bladder, so that the latter does not wear out or deteriorate when it is applied to the outer periphery of the rings. They are made of the same material as the latter, namely elastomer.
  • elastomer rings 23a are molded directly on the tube 7, thus constituting a tube in one piece which could also be made entirely of elastomer for low pressure applications.
  • the frame 21b has a part male conical 25 connected by a round.
  • the outer ring 23b has an inner cone 27 whose diameter is larger than the diameter of the male cone 25 so as to leave a space between these two cones when the rings are mounted on the tube 7.
  • the spacing between two successive rings is ensured by means of slots 29 made on the terminal part of the frame. The liquid flows through the space left free between the spacers 29.
  • the tube 7 causes a low pressure drop. It is unclogged. It does not filter the impurities which can be contained in the liquid, due to the large passage section offered to the fluid. It brings the fluid into the bladder 9 at reduced speed; it does not act as a filter or an oil trap; it supports without permanent deformation and without degradation of fluid / fluid back pressures greater than 250 bars; it does not cause any deterioration in the bladder when the latter is applied to the tube under the effect of a back pressure greater than 250 bars.

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Description

  • La présente invention a pour objet un filtre acoustique comprenant un corps présentant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, un tube percé d'orifices reliant l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie du corps et destiné à la circulation d'un liquide, une vessie réalisée en une matière souple et déformable, ladite vessie entourant le tube et délimitant une chambre externe pour un gaz sous pression.
  • Des filtres de ce genre sont le sujet des brevets américains 3 115 162, 2 760 518 et 3 744 527.
  • Ces dispositifs présentent des inconvénients. Tout d'abord il existe des risques de colmatage. En outre, ils impliquent des risques de rupture de la vessie par extrusion de l'élastomère au travers des perçages du tube central lorsque le circuit hydraulique est décomprimé.
  • L'invention résout le problème consistant à créer un filtre dans lequel les risques de rupture de la membrane sont éliminés.
  • Ce résultat est obtenu grâce au fait que l'ensemble porte-diffuseurs monté autour du tube est réalisé en un matériau souple voisin de celui de la vessie et comporte des orifices ayant une section de passage importante relativement à celle des orifices du tube L'ensemble porte-diffuseurs est constitué de bagues de diffuseur montées sur le tube avec un écartement déterminé de manière à laisser un passage annulaire pour le liquide entre deux bagues de diffuseur successives.
  • Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce que la vessie ne se détériore pas lorsqu'elle est en contact avec l'ensemble porte-diffuseurs. D'autre part, une section de passage importante est ménagée pour le liquide.
  • En outre, selon une caractéristique particulière de l'invention, les bagues de diffuseur sont conformées de manière que les passages annulaires existant entre deux bagues successives sont ouverts lorsque la pression régnant à l'intérieur du tube est supérieure à la pression à l'extérieur de la vessie et fermés dans le cas contraire.
  • De préférence encore, chaque diffuseur se compose d'une armature métallique entourée extérieurement d'une bague en élastomère.
  • Selon une première réalisation particulière, l'armature présente une section de cône mâle, la bague en élastomère présentant une partie en forme de cône femelle de plus grand diamètre que celui du cône mâle.
  • Selon une seconde réalisation particulière, chaque bague de diffuseur se compose d'une armature métallique cylindrique entourée extérieurement d'une bague en élastomère présentant des lèvres susceptibles de se rapprocher de celles du diffuseur voisin lorsqu'une pression hydraulique est exercée de l'extérieur sur lesdites bagues.
  • L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution.
    • La figure 1 est une vue d'ensemble, partiellement en coupe d'un filtre acoustique réalisé conformément à l'invention.
    • La figure 2 représente une vue en coupe à échelle agrandie d'une partie d'extrémité du filtre acoustique conforme à l'invention représenté sur la figure 1.
    • La figure 3 est une vue en perspective, à échelle agrandie, de bagues faisant partie du mode d'exécution des figures 1 et 2.
    • La figure 4 représents une vue en coupe d'une partie d'extrémité d'un second mode d'exécution d'un filtre acoustique conforme à l'invention ; et
    • La figure 5 est une vue en coupe d'une partie d'extrémite d'un troisième mode d'exécution d'un filtre acoustique conforme à l'invention.
  • On a représenté sur la figure 1 un filtre acoustique réalisé conformément à l'invention. Ce filtre est destiné à être monté en ligne sur une tuyauterie. Il sert à amortir les ondes de pression provoquées par exemple par des pompes à piston ou tout autre matériel. Il comporte à titre d'exemple un corps 2 constitué d'un cylindre 2a à parois relativement épaisses, à chacune des extrémités duquel sont montées deux vis d'accrochage 2b. Un écrou à encoches est vissé sur chacune des vis d'accrochage. Une bague d'accrochage est montée dans un évidement de chacune des vis d'accrochage. A l'intérieur des bagues d'accrochage se trouvent des raccords destinés à raccorder le filtre à une tuyauterie.
  • Une vessie déformable 9 réalisée en une matière souple est montée sur chacune des vis d'accrochage 2b - Cette vessie présente la forme d'un manchon cylindrique qui entoure le tube 7 et les bagues de diffuseur 20. Les extrémités de la vessie 9 sont logées dans une gorge correspondante des vis d'accrochage 2b. La vessie 9 délimite avec la paroi intérieure du cylindre 2a une chambre 8 destinée à recevoir un gaz sous pression. Ce gaz est introduit au moyen d'une valve 8a montée sur la paroi du corps 2a.
  • Les bagues 20 en élastomère permettent d' éviter la perforation et l' usure de la vessie 9 tout en permettant un libre passage d'un fluide, en particulier un liquide circulant dans la canalisation sur laquelle est raccordé le filtre acoustique. Lorsque ce fluide est soumis à des pulsations, par exemple parce qu'il est mû par une pompe à piston, il pénètre comme schématisé par les flèches 16 dans les orifices du tube 7 et entre les bagues de diffuseur. La vessie se soulève a lors jusqu' à occuper une position telle que celle désignée par la référence 9'.
  • A chaque extrémité, un bouchon moleté 6 est vissé sur un filetage du cylindre 2a. Un tube 7, appelé tube porte-diffuseurs, relie le raccord 5 situé à l'extrémité gauche de la figure au raccord 5 situé à l'extrémité droite. Des bagues de diffuseurs 20 conformes à l' invention sont montées sur le tube 7.
  • On a représenté sur la figure 2 une vue en coupe du filtre acoustique de la figure 1. Le tube 7 est percé d'orifices 13. Les diffuseurs, désignés par la référence 20a, sont constitués par une armature 21a entourée extérieurement par une bague 23a en élastomère. Chaque armature 21a présente une forme cylindrique de section circulaire. Elle est centrée sur le tube 7 de section extérieure polygonale. Elle présente à 1'une de ses extrémités un espaceur constitué, dans l'exemple de réalisation décrit, par quatre saillies formées sur l' armature 21a. Bien entendu, ces espaceurs pourraient également être constitués par des pièces rapportées.
  • On a représenté sur la figure 3 une vue en perspective et partiellement en coupe de trois diffuseurs superposés. Les bagues de diffuseurs 20a représentées à la partie supérieure de la figure 3 sont vues en coupe longitudinale. On remarque en particulier les créneaux 29 formés à l'extrémité de l'armature 21a. Dans l'exemple de réalisation décrit, il y a quatre créneaux 29 qui déterminent quatre passages 31 pour le liquide. Bien entendu, ce nombre pourrait être différent selon une autre réalisation. On pourrait par exemple prévoir trois créneaux 29 seulement. On remarque également que l'orientation de deux bagues consécutives l'une par rapport à l'autre est indifférente.
  • La bague de diffuseur inférieur 20a représentée à la partie inférieure de la figure 3 est vue de l'extérieur. On remarque la section de passage laissée libre entre deux bagues consécutives.
  • Afin de mettre en communication les orifices 13 réalisés dans le tube 7 avec les orifices de passage qui existent entre deux bagues de diffuseurs 20a successifs, il est nécessaire d'aménager un collecteur entourant le tube porte-diffuseurs. Le tube 7 présente une section extérieure polygonale, par exemple carrée. Cette forme permet de dégager quatre passages 33, entre les faces du carré et l'alésage interne de l'armature 21a. Quatre orifices 13 situés à 90° l'un de l'autre sont percés dans chacune des faces du carré. Chaque orifice 13 débouche dans un passage 33. On remarque que l'orientation de la bague de diffuseur 20a par rapport au carré du tube porte-diffuseurs est indifférente. En effet, quelle que soit cette orientation, il existe une section de passage suffisante pour le liquide. Le tube 7 assure par ailleurs le centrage des bagues de diffuseurs 20a sur les sommets du carré.
  • Les bagues extérieures 23a (figures 2 et 3) présentent une forme générale cylindrique de section circulaire. Elles présentent une gorge peu profonde 23b de profil arrondi sur sa surface extérieure. Les faces supérieure et inférieure 23c de la bague 23a forment aveç l'axe du tube 7, et par conséquent avec l'axe des diffuseurs, un angle rentrant, c'est-à-dire inférieur à 90°. A titre d'exemple, cet angle peut être égal à 75°. Ainsi les faces de deux bagues 23a successives vont en se rapprochant et laissent pour le fluide un espace de sortie qui est plus étroit que l'espace d'entrée comme on peut le voir sur les figures 2 et 3. Ces arêtes forment ainsi un genre de lèvre.
  • Les bagues 23a sont réalisées en un matériau qui est compatible avec celui de la vessie, de manière à ce que cette dernière ne s'use pas ou ne se détériore pas lorsqu'elle est appliquée sur le pourtour extérieur des bagues. Elles sont réalisées dans le même matériau que cette dernière, à savoir en élastomère.
  • Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, l'espace laissé libre pour le fluide se referme lorsqu'une contre-pression gaz est appliquée sur la vessie. La nature des matériaux en présence permet d'éviter le poinçonnage de la vessie de telle sorte que cette dernière peut supporter une contre-pression fluide/fluide supérieure à 250 bars.
  • Selon la variante de réalisation de la figure 4, des bagues en élastomère 23a sont moulées directement sur le tube 7, constituant ainsi un tube en une seule pièce qui pourrait également être réalisé entièrement en élastomère pour des applications basse pression.
  • Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 5, l'armature 21b comporte une partie conique mâle 25 raccordée par un arrondi. La bague extérieure 23b comporte un cône intérieur 27 dont le diamètre est plus grand que le diamètre du cône mâle 25 de manière à laisser subsister un espace entre ces deux cônes lorsque les bagues sont montées sur le tube 7. L'espacement entre deux bagues successives est assuré au moyen de créneaux 29 réalisés sur la partie terminale de l'armature. Le liquide s'écoule par l'espace laissé libre entre les espaceurs 29.
  • Les avantages de la présente invention sont les suivants :
       le tube 7 provoque une perte de charge faible. Il est incolmatable. Il ne filtre pas les impuretés qui peuvent être contenues dans le liquide, en raison de la section de passage importante offerte au fluide. Il amène le fluide dans la vessie 9 à vitesse réduite ; il ne joue pas le rôle de filtre ou de piège à huile ; il supporte sans déformation permanente et sans dégradation des contre-pressions fluide/fluide supérieures à 250 bars ; il ne provoque aucune détérioration dans la vessie lorsque celle-ci est appliquée sur le tube sous l'effet d'une contre-pression supérieure à 250 bars.

Claims (9)

  1. Filtre acoustique comprenant un corps (2) présentant un orifice d' entrée (5) et un orifice de sortie (5), un tube (7) percé d'orifices (13) reliant l'entrée à la sortie du corps (2) et destiné à la circulation d'un liquide, une vessie (9) réalisée en une matière souple et déformable, ladite vessie (9) entourant le tube (7) et délimitant une chambre externe (8) pour un gaz sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble diffuseur comprenant des bagues de diffuseur (20, 20a, 20b) montées sur le tube (7) avec un écartement déterminé de manière à laisser un orifice de passage de annulaire (19) pour le liquide entre deux bagues de diffuseur successives, ledit ensemble diffuseur étant réalisé face à la vessie en un matériau souple voisin de celui de la vessie (9) et comportant des orifices de passage (19) ayant une section de passage importante relativement à celle des orifices (13) du tube (7).
  2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bagues de diffuseur (20a, 20b) sont conformées de manière que les passages annulaires existant entre deux bagues successives sont ouverts lorsque la pression régnant à l'intérieur du tube (7) est égale à la pression à l'extérieur de la vessie (9) et fermés lorsque la pression du gaz dépasse la pression du liquide.
  3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bague de diffuseur (20a, 20b) se compose d'une armature (21a, 21b) entourée extérieurement d'une bague (23a) en élastomère.
  4. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'armature (21b) présente une section de cône mâle, la bague en élastomère présentant une partie (27) en forme de cône femelle de plus grand diamètre que celui du cône mâle (25).
  5. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bague de diffuseur (20a) se compose d'une armature (21a) cylindrique entourée extérieurement d'une bague en élastomère (23a) présentant des lèvres susceptibles de se rapprocher de celles du diffuseur voisin lorsqu'une pression hydraulique est exercée de l'extérieur sur lesdites bagues (23a).
  6. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur (33) entourant le tube (7) pour mettre en communication les orifices (13) avec les orifices de passage des bagues de diffuseur.
  7. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (7) présente une section extérieure polygonale, un orifice (13) étant percé sur chaque face de ce polygone au niveau du raccordement de deux bagues de diffuseur (20) successives.
  8. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écartement entre deux diffuseurs successifs est maintenu grâce à des espaceurs (29) formés à l'extrémité de l'armature (21a, 21b).
  9. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bagues en élastomère (23a) présentent des lèvres susceptibles de se rapprocher de celles de la bague voisine lorsqu'une pression est exercée de l'extérieur sur lesdites bagues (23a) et sont moulées sur le tube (7).
EP87201090A 1983-08-04 1984-07-27 Filtre acoustique Expired - Lifetime EP0244044B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

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FR8312895A FR2550283B1 (fr) 1983-08-04 1983-08-04 Accumulateur hydropneumatique
FR8312895 1983-08-04

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EP84401586A Division-Into EP0134738B1 (fr) 1983-08-04 1984-07-27 Accumulateur hydropneumatique
EP84401586A Division EP0134738B1 (fr) 1983-08-04 1984-07-27 Accumulateur hydropneumatique

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0244044A2 EP0244044A2 (fr) 1987-11-04
EP0244044A3 EP0244044A3 (en) 1988-10-12
EP0244044B1 true EP0244044B1 (fr) 1991-05-08

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