EP2679831B1 - Dispositif hydraulique de secours - Google Patents

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EP2679831B1
EP2679831B1 EP13171587.2A EP13171587A EP2679831B1 EP 2679831 B1 EP2679831 B1 EP 2679831B1 EP 13171587 A EP13171587 A EP 13171587A EP 2679831 B1 EP2679831 B1 EP 2679831B1
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EP
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emergency device
floodgate
hydraulic
containment
valve
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EP13171587.2A
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EP2679831A1 (fr
Inventor
François POREL
Louis-Claude Porel
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Hydro Leduc SAS
Original Assignee
Hydro Leduc SAS
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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
    • F15B1/022—Installations or systems with accumulators used as an emergency power source, e.g. in case of pump failure
    • 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
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/30—Accumulator separating means
    • F15B2201/315—Accumulator separating means having flexible separating means

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic emergency device which is actuated in case of incident or in case of emergency.
  • Hydropneumatic accumulators usually consist of a tank, usually metal, having a deformable separator or a free piston, which isolates a pressurized gas from the hydraulic fluid.
  • the deformable separator is either a flexible elastomer membrane or a metal bellows.
  • Elastomeric flexible membranes have the disadvantage of passing gas to the hydraulic fluid. This phenomenon of gas exchange to the hydraulic fluid is detrimental to the proper functioning, in time, of the hydraulic circuit.
  • the separators constituted by a metal bellows do not have this disadvantage; but are expensive.
  • Piston accumulators are also too expensive.
  • the object of the present invention is to provide a hydraulic emergency device equipped with a hydropneumatic accumulator equipped with a gas-fluid separator which is totally sealed in time and at a low cost.
  • the hydraulic emergency device comprises a hydropneumatic accumulator connected to a hydraulic receiver by a valve having a closed state by default, and a control device adapted to switch said valve in a conducting state to cause the supply of the hydraulic receiver. by the pressure of the hydropneumatic accumulator.
  • Said hydropneumatic accumulator comprises a reservoir filled with liquid hydraulic system in which is immersed an enclosure made of a totally gas-tight material in the time filled with a gas under pressure, said enclosure being able to break in response to the opening of said valve to release the pressure of the gas.
  • the device may further comprise all or part of the following provisions.
  • the reservoir comprises a metal casing having a closed end and an open end which is screwed, with the interposition of seals on a nozzle comprising a pipe connected to said hydraulic receiver and provided with said valve.
  • the valve is controlled by an operating lever.
  • the metal casing is of cylindrical section
  • the closed end of the metal casing is of hemispherical shape
  • the chamber completely sealed in duration is of spherical shape and housed in the hemispherical part of the casing. envelope of which she marries the form.
  • the chamber comprises a filling valve accessible from outside the liquid reservoir.
  • the receiver comprises a jack.
  • the cylinder piston actuates a current switch in response to the opening of the valve.
  • the receiver comprises a hydraulic motor.
  • the hydraulic motor actuates the engine turbine of a helicopter in response to the opening of the valve.
  • An idea underlying the invention is to use a single-use pressure accumulator whose cost is low through the use of a gas-tight material.
  • the oleopneumatic accumulator comprises a metal casing 1, which is of cylindrical section, a closed end 2 of which is of hemispherical shape, the other open end 3 being screwed, with the interposition of seals, onto a tip 4 comprising a pipe 5 provided with a valve 6, controlled by an operating lever 7.
  • the pipe 5 is connected to a pipe 8 leading to a receiver 9, which, in the example shown, is a cylinder.
  • an enclosure 10 of flexible and gas-tight material which is preferably, as shown, of spherical shape so as to match the inner wall of the end 2 of the This enclosure 10 is inflated with gas under pressure by means of a valve 11.
  • the chamber 10 contains a pressurized gas, the remaining volume 12 of the casing 1 being filled with hydraulic fluid at a pressure that balances that of the gas since the valve 6 is closed.
  • the device is intended to actuate the control of breaking the current in electrical conductors at high or very high voltage, switches whose maneuver requires to be performed very quickly.
  • the voltage monitoring system in the electrical conductors When the voltage monitoring system in the electrical conductors detects an overvoltage, it triggers a signal that acts on a low power actuator, for example an electric or hydraulic actuator that opens the valve 6, for example by acting on the lever 7 according to the arrow "f".
  • a low power actuator for example an electric or hydraulic actuator that opens the valve 6, for example by acting on the lever 7 according to the arrow "f".
  • the hydraulic fluid in the volume 12 of the casing 1 begins to flow in the pipe 8 and the indeformable wall of the enclosure 10 breaks under the effect of the pressure of the gas by displacing the hydraulic fluid, which penetrates in the cylinder 9 and pushes the piston 13, which (although it is not shown) is coupled to the current switch, which cuts off the current in a very short time.
  • the safety device is intended to actuate a hydraulic motor causing any mechanism.
  • Line 8 terminates in a hydraulic motor 14, which is, for example, a starting mechanism for the turbine of a helicopter. In this case there is a clutch 15 between the hydraulic motor and the turbine.

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Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif hydraulique de secours qui est actionné en cas d'incident ou en cas d'urgence.
  • Il est connu par US-A-20080054617 d'employer pour ce genre de dispositif un accumulateur pneumatique, constituant une réserve d'énergie, qui est libérée en cas d'incident ou d'accident pour actionner un coupe-circuit.
  • Les accumulateurs hydropneumatiques habituellement sont constitués d'un réservoir, en général métallique, possédant un séparateur déformable ou un piston libre, qui isole un gaz sous pression du fluide hydraulique.
  • Le séparateur déformable est soit une membrane souple en élastomère, soit un soufflet métallique.
  • Les membranes souples en élastomère présentent l'inconvénient de laisser passer du gaz vers le fluide hydraulique. Ce phénomène d'échange du gaz vers le fluide hydraulique est préjudiciable au bon fonctionnement, dans la durée, du circuit hydraulique.
  • En effet, ce phénomène va, petit à petit, charger le fluide hydraulique de gaz et rendre les propriétés mécaniques du fluide de moins en moins performantes, parce que l'introduction de gaz va rendre le fluide hydraulique de plus en plus compressible, ce qui va nuire sensiblement aux performances du récepteur qui doit être actionné par le fluide hydraulique.
  • Les séparateurs constituée par un soufflet métallique ne présentent pas cet inconvénient ; mais sont onéreux.
  • Les accumulateurs à piston sont également trop onéreux.
  • La présente invention a pour but de réaliser un dispositif hydraulique de secours muni d'un accumulateur hydropneumatique équipé d'un séparateur gaz-fluide totalement étanche dans la durée et de faible coût.
  • Le dispositif hydraulique de secours selon la présente invention comporte un accumulateur hydropneumatique relié à un récepteur hydraulique par une vanne présentant un état fermé par défaut, et un dispositif de commande apte à commuter ladite vanne dans un état passant pour provoquer l'alimentation du récepteur hydraulique par la pression de l'accumulateur hydropneumatique. Ledit accumulateur hydropneumatique comporte un réservoir rempli de liquide hydraulique dans lequel est immergée une enceinte en matière totalement étanche au gaz dans la durée remplie d'un gaz sous pression, ladite enceinte étant apte à se rompre en réponse à l'ouverture de ladite vanne pour libérer la pression du gaz.
  • Selon des modes de réalisation, le dispositif peut comporter en outre tout ou partie des dispositions suivantes.
  • Selon un mode de réalisation, le réservoir comporte une enveloppe métallique présentant une extrémité fermée et une extrémité ouverte qui est vissée, avec interposition de joints d'étanchéité sur un embout comportant une conduite reliée audit récepteur hydraulique et munie de ladite vanne.
  • Selon un mode de réalisation, la vanne est commandée par un levier de manoeuvre.
  • Selon un mode de réalisation, l'enveloppe métallique est de section cylindrique, l'extrémité fermée de l'enveloppe métallique est de forme hémisphérique et l'enceinte totalement étanche dans la durée est de forme sphérique et logée dans la partie hémisphérique de l'enveloppe dont elle épouse la forme.
  • Selon un mode de réalisation, l'enceinte comporte une valve de remplissage accessible depuis l'extérieur du réservoir de liquide.
  • Selon un mode de réalisation, le récepteur comporte un vérin.
  • Selon un mode de réalisation, le piston du vérin actionne un interrupteur de courant en réponse à l'ouverture de la vanne.
  • Selon un mode de réalisation, le récepteur comporte un moteur hydraulique.
  • Selon un mode de réalisation, le moteur hydraulique actionne la turbine du moteur d'un hélicoptère en réponse à l'ouverture de la vanne.
  • Une idée à la base de l'invention est d'employer un accumulateur de pression à usage unique dont le prix de revient soit peu élevé grâce à l'utilisation d'une matière étanche au gaz.
  • L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins
    • La figure 1 représente un premier exemple de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention en position d'attente, la vanne étant fermée.
    • La figure 2 représente le dispositif de la figure 1 après ouverture de la vanne.
    • La figure 3 représente un deuxième exemple de mise de mise en oeuvre de l'invention en position d'attente, la vanne étant fermée.
    • La figure 4 représente le dispositif de la figure 3 après ouverture de la vanne
  • .En se reportant aux figures 1 à 4 on voit que l'accumulateur oléopneumatique comporte une enveloppe métallique 1, qui est de section cylindrique, dont une extrémité fermée 2 est de forme hémisphérique, l'autre extrémité ouverte 3 étant vissée, avec interposition de joints d'étanchéité, sur un embout 4 comportant une conduite 5 munie d'une vanne 6, commandée par un levier de manoeuvre 7.
  • Au-delà de la vanne 6, la conduite 5 est reliée à une canalisation 8 aboutissant à un récepteur 9, qui, dans l'exemple représenté, est un vérin.
  • A l'intérieur de l'enveloppe 1 est disposée une enceinte 10 en matière souple et étanche au gaz, qui est, de préférence, comme cela est représenté, de forme sphérique de façon à épouser la paroi interne de l'extrémité 2 de l'enveloppe 1. Cette enceinte 10 est gonflée en gaz sous pression au moyen d'une valve 11.
  • L'enceinte 10 contient un gaz sous pression, le volume restant 12 de l'enveloppe 1 étant rempli de liquide hydraulique à une pression qui équilibre celle du gaz puisque la vanne 6 est fermée.
  • Selon un premier exemple de mise en oeuvre de l'invention, représenté aux figures 1 et 2, le dispositif est destiné à actionner la commande de rupture du courant dans des conducteurs électriques à haute ou très haute tension, interrupteurs dont la manoeuvre demande à être effectuée très rapidement.
  • Lorsque le système de surveillance de la tension régnant dans les conducteurs électriques détecte une surtension, il déclenche un signal qui agit sur un actionneur de faible puissance, par exemple actionneur électrique ou hydraulique qui ouvre la vanne 6, par exemple en agissant sur le levier 7 selon la flèche « f ».
  • Le fluide hydraulique se trouvant dans le volume 12 de l'enveloppe 1 commence à s'écouler dans la canalisation 8 et la paroi indéformable de l'enceinte10 se brise sous l'effet de la pression du gaz en refoulant le fluide hydraulique, qui pénètre dans le vérin 9 et repousse le piston 13, lequel (bien que cela ne soit pas représenté) est attelé à l'interrupteur de courant, ce qui réalise la coupure du courant dans un temps très court.
  • Cette disposition permet :
    • De réaliser un circuit de secours ayant une très grande durée de vie ;
    • De réaliser un circuit économique ;
    • D'avoir, après chaque utilisation, l'obligation de remettre en état l'accumulateur par remplacement de l'enceinte 10 qui a été détruite, ce qui renforce l'aspect sécurité.
  • Selon un deuxième exemple de mise en oeuvre de l'invention, représenté aux figures 3 et 4, le dispositif de sécurité est destiné à actionner un moteur hydraulique entrainant un mécanisme quelconque.
  • La canalisation 8 aboutit à un moteur hydraulique 14, qui constitue, par exemple, un mécanisme de démarrage de la turbine d'un hélicoptère. Dans ce cas on dispose un embrayage 15 entre le moteur hydraulique et la turbine.
  • Après usage, l'enceinte 10 est brisée et ne peut être réutilisée. Il est possible de réamorcer l'accumulateur oléopneumatique par les étapes suivantes :
    • dévisser l'embout 4, sortir la cartouche 10 en poussant sur la valve 11,
    • insérer une nouvelle cartouche 10, vide ou faiblement remplie, dans l'enveloppe 1,
    • revisser l'embout 4, remplir l'enveloppe de liquide à travers la vanne 6, fermer la vanne, et
    • gonfler la cartouche au gaz, par exemple azote, à travers la valve 11 jusqu'à la pression souhaitée, par exemple de l'ordre de quelques centaines de bars pour un disjoncteur électrique de haute tension.
  • Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
  • L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » pour un élément n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments.
  • Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (10)

  1. Dispositif de secours comportant un accumulateur hydropneumatique relié à un récepteur hydraulique (9, 14) par une vanne (6) présentant un état fermé par défaut, et un dispositif de commande (7) apte à commuter ladite vanne dans un état passant pour provoquer l'alimentation du récepteur hydraulique par la pression de l'accumulateur hydropneumatique, ledit accumulateur hydropneumatique comportant un réservoir (1) rempli de liquide hydraulique (12) dans lequel est immergée une enceinte (10) en matière totalement étanche au gaz dans la durée remplie d'un gaz sous pression, ladite enceinte étant apte à se rompre en réponse à l'ouverture de ladite vanne (6) pour libérer la pression du gaz.
  2. Dispositif de secours selon la revendication 1, dans lequel le réservoir comporte une enveloppe métallique (1) présentant une extrémité fermée (2) et une extrémité ouverte (3) qui est vissée, avec interposition de joints d'étanchéité sur un embout (4) comportant une conduite (5) reliée audit récepteur hydraulique et munie de ladite vanne (6).
  3. Dispositif de secours selon la revendication 2, dans lequel la vanne est commandée par un levier de manoeuvre (7).
  4. Dispositif de sécurité selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'enveloppe métallique est de section cylindrique, l'extrémité fermée (2) de l'enveloppe métallique est de forme hémisphérique et l'enceinte (10), totalement étanche dans la durée, est de forme sphérique et logée dans la partie hémisphérique (2) de l'enveloppe (1) dont elle épouse la forme.
  5. Dispositif de secours selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'enceinte comporte une valve de remplissage accessible depuis l'extérieur du réservoir de liquide.
  6. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le récepteur comporte un vérin (9).
  7. Dispositif de sécurité selon la revendication 6, dans lequel le piston (13) du vérin actionne un interrupteur de courant en réponse à l'ouverture de la vanne.
  8. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le récepteur comporte un moteur hydraulique (14).
  9. Dispositif de sécurité selon la revendication 8, dans lequel le moteur hydraulique (14) actionne la turbine du moteur d'un hélicoptère en réponse à l'ouverture de la vanne.
  10. Dispositif de secours selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel ladite enceinte (10) est réalisée en matière souple et étanche au gaz.
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