FR2550283A1 - Accumulateur hydropneumatique - Google Patents

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Abstract

ACCUMULATEUR HYDROPNEUMATIQUE. IL PRESENTE UN ORIFICE D'ENTREE 5 ET UN ORIFICE DE SORTIE 8, UNE PAROI DEFORMABLE 9 ISOLANT L'ORIFICE D'ENTREE 5 DE L'ORIFICE DE SORTIE 8, UN LIQUIDE 10 CONTENU DANS LE VOLUME DELIMITE PAR LA VESSIE 9 DU COTE DE L'ORIFICE DE SORTIE, UN TUBE PORTE-DIFFUSEURS 7 PERCE D'ORIFICES 13 SUR SA PAROI LATERALE ET FERME PAR UN BOUCHON D'EXTREMITE 15. DES DIFFUSEURS 20 SONT DISPOSES SUR LE TUBE DE TRANSFERT 7 AVEC UN ECARTEMENT DETERMINE, DE MANIERE A LAISSER UN PASSAGE POUR UN GAZ ENTRE DEUX DIFFUSEURS SUCCESSIFS, CHAQUE DIFFUSEUR 20 SE COMPOSANT D'UNE ARMATURE 21 ENTOUREE EXTERIEUREMENT D'UNE BAGUE EN ELASTOMERE.

Description

255 UL 123
La présnte invention a pour objet una% aocumhu l ateur ih d-irnelmat 7 ue O ê vessie= Un r cc:ku ^aulaeur óo Drt e un o r LP r La-lisé 9 érallemeat en acier tne vessie gnral Xent en elasoz#e, -plate 5 dans le corps et un tube de transfert Un iiguide est conrtnu danz lee cops L accuinuiareur permpet de restituer à tout instant ce liquide sous pression pour eff; ctuer un travail donné Il est utilisé par exemple pour des dispositifs de serrage de 10 machine outils, de freinage ou débrayage de véhicules
ou d'engins de travaux publics O etc Il est utilisê également sur un réacteur nucléaire pour injecter de l'eau borée dans le circuit primaire en cas deaccident.
On connaît des accumullateurs hydropneumatiques comportant un tube de transfert constitué d'un tube porte-diffuseurs percé de trous et de diffuseurs en bronze fritté montés avec des intercalaires en élastomère sur le tube porte-diffuseurs Cependant, 20 une réalisation de ce type présente de sérieux inconvénients En effet, le gaz, par exemple de l'air comprimé, injec Lé dans la vessie, contient des gouttelettes d'huile Sous l'effet de la pression, ces gouttelettes sont pulvérisées finement dans le gaz, à la 25 manière de ce qui se produit dans un in 3 ecteur diesel
et peuvent Constituer un mélange détonant ou nautoin& flammant" L'explosion de ce mélange peut se produire sous l'effet de l'augmentation de pression et conduire à l'explosion du corps de l'accumulateur ou des con30 duites.
L'invention résout le problème consistant à créer un cc leur hydropneumatique dans lequel les
risques d'e plsion, notamment par effet diesel, sont supprimés ou du moins considérablement réduits Ce ré-
sultat est obtenu par la présence, sur le tube de transfert de l'accumulateur, de diffuseurs réalisés en un matériau compatible avec celui de la vessie et comportant des orifices ayant une section de passage im5 portante.
Plus précisément, l'invention concerne un accumulateur hydropneumatique à vessie, comportant un corps présentant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, une paroi déformable isolant l'orifice d'en10 trée de l'orifice de sortie, un liquide contenu dans le volume délimité par la vessie du côté de l'orifice de sortie, un tube porte-diffuseurs percé d'orifices sur sa paroi latérale et fermé à son extrémité Il est caractérisé en ce que les diffuseurs sont réalisés en 15 un matériau compatible avec celui de la vessie, et comportant des orifices ayant une section de passage importante. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce que la vessie ne 20 se détériore pas lorsqu'elle est en contact avec les
diffuseurs D'autre part, une section de passage importante est ménagée pour le gaz La pulvérisation des gouttelettes d'huile ne se produit pas et en conséquence, il ne se forme pas de mélange détonant Les 25 risques d'explosion sont ainsi considérablement réduits.
En outre, dans le cas des accumulateurs hydropneumatiques à vessie, un problème supplémentaire se pose lorsqu'une contre-pression est exercée sur 30 cette dernière C'est le cas, par exemple, lorsqu'on
remplit l'accumulateur d'eau après une chasse La vessie peut être poinçonnée sous l'effet de la pression qui l'applique sur les diffuseurs Dans le cas d'un réacteur nucléaire, cette pression est très élevée, de 35 l'ordre de 150 à 200 bars.
L'invention a donc également pour but de résoudre le problème consistant à créer un accumulateur dl hydropneumatique dans lequel la vessie n'est pas détériorée, en particulier par le poinçonnage sous l'effet 5 d'une contre-pression fluide/fluide s'exerçant sur
elle Ces fluides peuvent être un liquide ou un gaz.
Ce problème est résolu conformément à l'invention par le fait que les orifices des diffuseurs sont ouverts lorsque la pression régnant à l'intérieur 10 du tube de transfert est supérieure à la pression régnant à l'intérieur de la vessie et au contraire, ces orifices sont fermés lorsque la pression régnant à l'intérieur du tube de transfert est inférieure à la pression à l'extérieur de la vessie Ce résultat est 15 obtenu par la déformation des diffuseurs sous l'action
de la contre-pression Plusieurs formes de réalisation permettent d'atteindre ce résultat En particulier, selon une réalisation préférentielle, chaque diffuseur se compose d'une armature entourée extérieurement 20 d'une bague élastique, l'armature présentant une section c 8 ne mâle, la bague élastique présentant une partie en forme de cône femelle de plus grand diamètre que celui du cône male, deux diffuseurs étant disposés sur le tube porte-diffuseurs, avec un écartement dé25 terminé, de manière à laisser un passage pour le fluide entre deux diffuseurs successifs.
L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un
mode d'exécution.
La figure 1 représente une vue générale en coupe d'un accumulateur hydropneumatique conforme à l'invention, la figure 2 représente une vue en coupe à échelle agrandie du tube de transfert d'un accumula35 teur hydropneumatique réalisé conformément à l'invention, la figure 3 représente une vue en perspective et partiellement en coupe de deux bagues destinées à être enfilées sur le tube porte-diffuseurs d'un accumulateur hydropneumatique, la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2, du tube de transfert, la figure 5 est une vue en coupe d'un deuxième mode d'exécution d'un tube de transfert réalisé conformément à l'invention, et la figure 6 est une vue en coupe d'un
autre mode de réalisation de l'invention.
On a représenté sur la figure 1 une vue en coupe d'un accumulateur hydropneumatique Il comporte un corps en acier 1, présentant la forme d'un cylindre 15 terminé par une calotte hémisphérique à chacune de ses extrémités L'une des extrémités, représentée à la partie supérieure de la figure 1, comporte un tube porte-diffuseurs Le tube porte-diffuseurs comporte deux extrémités La première extrémité 5 est reliée à 20 une canalisation d'amenée d'un gaz schématisé par la
flèche 6 La deuxième extrémité 7 est située à l'intérieur d'une vessie 9 réalisée en un matériau élastomère tel que le Perbunan Une liaison étanche 11 est prévue entre le tube de transfert et la vessie Cette 25 étanchéité est réalisée au moyen d'une bague 11 également réalisée en Perbunan L'extrémité 7 du tube de transfert comporte des orifices 13 régulièrement répartis L'extrémité est fermée par un bouchon 15.
La position de la vessie comprimée a été 30 schématisée par le trait mixte 9 a Dans cette position, elle présente une section en forme de trèfle, selon un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du diffuseur Elle prend appui sur le tube de transfert.
Lorsque l'on injecte un fluide par la cana35 lisation 5, la vessie se dilate, comme indiqué par le pz:ltil 9 b, ë * i cccuper tout le volume du cor ps ô 13 t 9 néenzt, le liîqsuide 10 est expulsé hors du coops p-r la canalisation S (flèches 11) Fn f'r de course, la vtssie ferm e l S oupape 12 $ Sur - e tube porte-diffuseurs tel qui t est rr 7-a,3 te 6 u 1 N & figr 1 sont d 5 ispo S&S de maniere ch <tsiaue, des diffuseurs 20 qui ont pour fr ation de ? 3 <;tilr la pression à l'intirieur de la 'essie 9 c Selon un art antérieur connu, e oe on o la rappelé pr,rs-edemment, les diffuseurs sont constitués par des iléements filtrants tels que des bagues en bronze fritté montee avec des intercalaires élastomèereso Sel on l inventi on, les diffuseurs soent constitues par des bagues 17 enfilées sur le tube cor15 t?-diffuse Ffs 7 Deux hagréL 17 consécutives sont Ci Es avec esp ent qui tombe face aux orirces Il percés Cdans le 4 tub 7 De cette manière, le fluide és'oeuîe au travers des orifices 13, comme représ 8 nte par les flèches 16, puis dans l'espace compris entre 20 deux b:agues su' s ive, comme schématisé par les li ches 19 De préférence, chaque bague 17 est constituée par une armature 21 entouré extérieurement d'une bague 23 en élastomère Selon une autre réalisation, larmnature métallique peut être réalisée en une seule piece 25 qui remaplace al rs le tube porte-diffuseurs L'armature 21 comporte une partie conique m&le 25 raccordée par un arronrdi La bague extérieure 23 comporte un c Cne intérieur 27 dont le diamètre est plus gracnd que le dia e du etune mâle 25, de manière à laisser subso sist r unt espace entre ces deux cônes lorsque lles bagues sont miont:-s sur le tube porte- diffuseurs L'espacement entre aeux bagues successives est assure au moyen de créneaux 29 réalisés sur la partie termina e de:'armature, comme on le constate plus particulière35 ment sur la figure 3 Le gas s'écoule par l'espace
laissé libre entre les espaceurs 29.
Dans l'exemple de réalisation décrit, les espaceurs 29 sont constitués par des saillies formées sur l'extrémité de l'armature 21 et présentant la for5 me de créneaux Les espaceurs 29 pourraient aussi bien
être constitués par une ou des pièces indépendantes.
On a représenté sur la figure 3 une vue en perspective et partiellement en coupe de deux diffuseurs superposés Le diffuseur 20 représenté à la par10 tie supérieure de la figure 3 est vu en coupe longitudinale On remarque en particulier les créneaux 29 formés à l'extrémité de l'armature 21 Le diffuseur inférieur 20 représenté à la partie inférieure de la figure 3 est vu de l'extérieur On remarque la section 15 de passage laissée libre entre le cône extérieur du
diffuseur inférieur 20 et le cône intérieur formé dans la bague 23 en élastomère Dans l'exemple de réalisation décrit, il y a quatre créneaux 29 qui déterminent quatre passages 31 pour le gaz Bien entendu, ce nome O bre pourrait être différent selon une autrmn réalisation On pourrait par exemple prévoir trois créneaux 29 seulement On remarque également que lorientation de deux bagues consécutives l'une par rapport à l'autre est indifférente.
Afin de mettre en communication les orifices 13 réalisés dans le tube porte-diffuseurs 7 avec les orifices de passage qui existent entre deux diffuseurs 20 successifs, il est nécessaire d'aménager un collecteur entourant le tube porte-diffuseurs On a repré30 senté sur la figure 4 une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2 d'une exécution préférentielle du tube de transfert qui permet de réaliser facilement un tel collecteur Comme on peut le voir sur cette figure, le tube portediffuseurs présente une section ex35 térieure polygonale, par exemple carrée Cette forme permet en effet de dégager quatre passages 33 entre les faces du carré et l'alésage interne de l'armature 21 Quatre orifices 13 situés à 90 l'un de l'autre sont percés dans chacune des faces du carré Chaque 5 orifice 13 débouche dans un passage 33 On remarque
que l'orientation du diffuseur 20 par rapport au carré du tube portediffuseurs est indifférente En effet, quelle que soit cette orientation, il existe une section de passage suffisante pour le gaz Le tube porte10 diffuseurs 13 assure par ailleurs le centrage des diffuseurs 20 sur les sommets du carré.
La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un deuxième mode d'exécution d'un diffuseur réalisé conformément à l'invention On retrouve le 15 tube porte-diffuseurs 7 percé d'orifices 13 ainsi que le bouchon 15 représentés sur la figure 2 Les diffuseurs, désignés par la référence 20 a, sont constitués par une armature 21 a entourée extérieurement par une bague 23 a en élastomère Chaque armature 21 a présente 20 une forme cylindrique de section circulaire Elle est centrée sur le tube 7 de section extérieure polygonale Elle présente à l'une de ses extrémités un espaceur constitué, dans l'exemple de réalisation décrit, par quatre saillies formées sur l'armature 21 a Bien 25 entendu, ces espaceurs pourraient également être constitués par des pièces rapportées Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 6,des bagues en élastomère 23 a et un fond en élastomère 15 a peuvent être moulés directement sur le tube percé d'orifices 30 7, constituant ainsiun tube de transfert en une seule pièce qui pourrait être selon un autre mode d'exécution réalisé tout en élastomère Les passages de gaz y seraient identiques à ceux de la figure 2 ou à ceux
des figures 5 et 6.
La bague extérieure 23 a présente une forme générale cylindrique de section circulaire Elle présente une gorge peu profonde 23 b de profil arrondi sur sa surface extérieure Les faces supérieures et inférieures 23 c de la bague 23 a forment avec l'axe du tube 5 porte-diffuseurs, et par conséquent avec l'axe des diffuseurs, un angle rentrant, c'est-à-dire inférieur à 900 A titre d'exemple, cet angle peut être égal à 750 Ainsi, les faces de deux bagues 23 a successives vont en se rapprochant et laissent pour le fluide un 10 -espace de sortie qui est plus étroit que l'espace d'entrée comme indiqué sur la figure 5 Ces arêtes
forment ainsi un genre de lèvres.
Les bagues 23 a sont réalisées en un matériau
qui est compatible avec celui de la vessie, de manière 15 à ce que cette dernière ne s'use pas ou ne se détériore pas lorsqu'elle est appliquée sur le tube diffuseur Elles sont réalisées dans le même matériau que cette dernière, à savoir en élastomère Afin de réduire encore les risques d'explosion, on charge l'élasto20 mère des bagues 23 a en carbone, de manière à les rendre conductrices de l'électricité, ce qui élimine l'électricité statique et par conséquent les risques d'"autoinflammation' Naturellement, cette disposition s'applique également au premier mode de réalisa25 tion décrit en référence aux figures 1 à 4.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, l'espace laissé libre pour le fluide ne se referme pas, du moins en totalité, lorsqu'une contrepression est appliquée sur la vessie Cet espace reste ouvert, 30 au moins partiellement, mais 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.
Les avantages de la présente invention sont les sui vafts li le tube d Äransfert provoque une nerte 3 de cbarj? faible qui est nettement infériere à celle qui existe dans les diffus eurs fri ttés a il ast incolmnatable, en particuilier par les gottlettes dhuile en s;uspension danz le gaz et les impuretes qui p'a-ent et- contenlues darns le liquide en raison de la section de passage i L O pottante offerte au fluide; il amnene le fluide lns la vessie 9 à vitesse r 3 éuite sans effet de pu Lvéris:;tion des huiles éventuellement pré:0 sentes; il ne joue pas le zrle de filtre ou de pige a
huile il supporte sans déf@rmation permanente et sans dégradation des contre-pressions fluide/fluid 6 supérieures à 250 bars p il ne provoque aucune dèt&= rioration dans la vessie 9 lorsque celle-ci est appli1 D qu Le sur le tube de transfert sous l'effet d'une cotre-pression fluide/fluide supérieure a 250 bars.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1 Accumulateur hydropneumatique à vessie, comportant un corps ( 1) présentant un orifice d'entrée ( 5) et un orifice de sortie ( 8), une paroi déformable 5 ( 9) isolant l'orifice d'entrée { 5) de l'orifice de
sortie ( 8), un liquide ( 10) contenu dans le volume délimité par la vessie ( 9) du côté de l'orifice de sortie, un tube porte-diffuseurs ( 7) percé d'orifices ( 13) sur sa paroi latérale et fermé à son extrémité 10 ( 15), caractérisé en ce que les diffuseurs sont réalisés en un matériau compatible avec celui de la vessie, et comportent des orifices ayant une section de passage importante.
2 Accumulateur selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que les orifices des diffuseurs ( 20) sont ouverts lorsque la pression régnant à l'intérieur du tube de transfert ( 7) est supérieure à la pression à l'extérieur de la vessie ( 9) et fermés dans le cas contraire. 3 Accumulateur selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des diffuseurs ( 20) sont disposés sur le tube porte-diffuseurs ( 7) avec un écartement déterminé, de manière A laisser un passage pour un fluide entre deux diffu25 seurs successifs, chaque, diffuseur ( 20) se composant
d'une armature ( 21) entouré extérieurement d'une bague
en élastomère.
4 Accumulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'armature ( 21) présente une 30 section de cône mâle, la bague en élastomère présentant une partie ( 27) en forme de c 8 ne femelle de plus
grand diamètre que celui du cône mâle ( 25).
Accumulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque diffuseur ( 20) se compose 35 d'une armature ( 21 a) cylindrique entourée extérieurement d'une bague en élastomère ( 23 a) présentant des lèvres susceptibles de se rapprocher de celles du diffuseur voisin lorsqu'une pression hydraulique est exercée de l'extérieur sur lesdites bagues ( 23 a) 6 Accumulateur selon la revendication 3,
caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur ( 33) entourant le tube porte-diffuseurs ( 7) pour mettre en communication les orifices ( 13) avec les orifices de 10 passage des diffuseurs.
7 Accumulateur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube porte-diffuseurs ( 7) présente une section extérieure polygonale, un orifice étant percé sur chaque face de 15 ce polygone au niveau du raccordement de deux diffuseurs ( 20) successifs.
8 Accumulateur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'écartement entre deux diffuseurs successifs est maintenu 20 grâce à des espaceurs 29 formés à l'extrémité de l'armature ( 21).
9 Accumulateur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la bague
extérieure ( 23) du diffuseur ( 20) est en élastomère. 25 10 Accumulateur selon la revendication 9,
caractérisé en ce que la bague extérieure ( 23) du diffuseur est chargée en carbone.
11 Accumulateur selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ba30 gues en élastomère ( 23 a) présentant des lèvres susceptibles de se rapprocher de celles de la bague voisine lorsqu'une pression est exercée de l'extérieur sur lesdites bagues ( 23 a) et sont moulées ainsi que le
fond ( 18 a) sur le tube percé d'orifices( 7).
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