FR2657142A1 - Raccord deconnectable pour circuits hydrauliques a haute pression. - Google Patents

Abstract

Raccord pour circuits hydrauliques, composé d'un élément fixe (10) comprenant un corps généralement cylindrique (12) abritant une valve à siège (34) et opercule (42) tronconiques, et d'un élément mobile (11) comprenant également un corps généralement cylindrique (68) abritant une valve à siège (98) et opercule (104) tronconiques, l'un des deux éléments portant une bague taraudée (132) et l'autre élément portant un filetage (38) sur lequel ladite bague est vissée lors de l'accouplement, caractérisé en ce que chaque opercule (42, 104) de valve comprend une tige centrale (46, 112) ménageant dans le corps respectif une veine d'écoulement annulaire et retenue dans ledit corps par un organe de centrage (52, 116) doté de passages axiaux (58, 126), et en ce que les deux valves tronconiques sont situées sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre lorsque les deux éléments sont accouplés.

Description

Raccord déconnectable pour circuits hydrauliques à haute pression.

La présente invention concerne un raccord déconnectable pour circuits hydrauliques à haute pression.

On utilise de tels raccords notamment pour raccorder des circuits hydrauliques desservant des accessoires depuis un générateur de liquide sous pression, par exemple des dispositifs accessoires montés ou attelés de façon temporaire sur une machine agricole.

Ces raccords comprennent de façon typique un élément "fixe", c'est-à-dire monté sur un socle solidaire du bâti sur lequel est fixé le générateur, et un élément "mobile", c'est-à-dire monté å l'extrémité d'une tuyauterie flexible qui dessert les récepteurs hydrauliques de l'accessoire.

Chaque élément, fixe ou mobile, comprend essentiellement un corps cylindrique et une valve, et les deux éléments comprennent des moyens d'accouplement coopérants afin de monter les deux corps bout à bout et en contact étanche et afin de provoquer l'ouverture des valves lorsque les deux éléments sont accouplés.

Dans un premier type de raccords, les moyens d'accouplement comprennent une bague coulissante et une série de billes montées sur l'un des éléments et une gorge ménagée sur l'autre élément. Lors de l'accouplement, les billes de l'un des éléments s'engagent dans la gorge de l'autre élément et y sont maintenues par la bague coulissante.

Dans un second type de raccords, les moyens d'accouplement comprennent une bague taraudée montée en rotation autour de l'un des éléments, et un filetage autour de l'autre élément.

L'accouplement est réalisé par vissage de la bague taraudée sur le filetage de l'autre élément jusqu'à amener les deux corps en butée et en contact étanche l'un avec l'autre.

Les deux valves sont amenées en position ouverte lors de l'accouplement.

L'invention se rapporte uniquement à un raccord de ce second type à bague vissée.

Dans les raccords conventionnels de ce type, les valves sont du type à opercule et siège coniques, c'est-à-dire que le passage du fluide s'effectue dans une zone annulaire entre l'opercule et le siège.

Afin de ménager une transition entre L'écoulement central dans les conduits en amont ou en aval des valves, il est prévu des passages radiaux dans les jupes qui prolongent les opercules et servent à leur montage dans les corps de raccord. Ces passages radiaux présentent l'inconvénient d'étrangler la section de passage offerte au fluide et d'imposer des changements de direction dans l'écoulement de fluide.

Par conséquent, lorsqu'on désire réaliser des raccords capables de laisser s'écouler un fort débit sans introduire de pertes de charges excessives, on doit nécessairement augmenter le diamètre de passage, ce qui augmente également le diamètre extérieur du raccord.

Cependant, il existe tout un parc de machines et d'accessoires équipés de raccords d'un diamètre standard dont les éléments sont interchangeables, de sorte que l'obligation de prévoir des raccords de diamètres plus élevés obligerait à modifier de nombreuses machines existantes et/ou amènerait la clientèle à se détourner de certains équipements.

Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention propose un raccord pour circuits hydrauliques, composé d'un élément fixe comprenant un corps généralement cylindrique abritant une valve à siège et opercule tronconiques, et d'un élément mobile comprenant également un corps généralement cylindrique abritant une valve à siège et opercule tronconiques, l'un des deux éléments portant une bague taraudée et L'autre élément portant un filetage sur lequel ladite bague est vissée lors de l'accouplement, caractérisé en ce que chaque opercule de valve comprend une tige centrale ménageant dans le corps respectif une veine d'écoulement annulaire et retenue dans ledit corps par un organe de centrage doté de passages axiaux, et en ce que les deux valves tronconiques sont situées sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre Lorsque les deux éléments sont accouplés.

Les détails et avantages de L'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
- La figure 1A est une vue en coupe longitudinale de l'élément fixe du raccord selon la présente invention,
- la figure 1B est une vue en coupe longitudinale de l'élément mobile du raccord, et
- la figure 2 est une vue en demi-coupe longitudinale du raccord en condition assemblée.

L'élément fixe 10 représenté à La figure 1 comprend un corps cylindrique 12 percé d'un alésage intérieur 14. Il est muni extérieurement d'une collerette radiale 16 et de deux parties filetées, de part et d'autre de la collerette : un filetage postérieur 18 et un filetage antérieur 20.

L'élément fixe 10 est destiné à être monté fixe sur une plaque 22 solidaire de tout support convenable non représenté. La plaque 22 comporte à cet effet un perçage 24 dans lequel est introduite la partie filetée postérieure du corps 12 jusqu'à ce que la collerette 16 vienne en applique d'un côté de la plaque. Un écrou 26 de blocage est vissé sur la partie filetée postérieure 18 et serré de l'autre côté de la plaque 22. De préférence, la collerette 16 et l'écrou 26 comportent des formes extérieures 17, 27 permettant ce serrage, comme par exemple des formes hexagonales.

L'élément fixe comprend également un manchon 28 tubulaire également percé d'un alésage 30 dont une partie 32 est taraudée et vissée sur le filetage antérieur 20 du corps de façon étanche, soit parce que la forme des filets assure elle-même l'étanchéité, soit parce qu'il est prévu un joint d'étanchéité non représenté, comme bien connu des hommes de métier.

A l'extrémité opposée du manchon 28 l'alésage 30 se termine par un siège de clapet 36 tronconique qui converge vers l'extrémité du manchon.

A sa périphérie, la manchon 28 présente une partie postérieure 36 munie de formes 37 permettent le serrage, par exemple des formes hexagonales, et une partie antérieure 38 filetée, les deux parties étant séparées par une gorge annulaire 40.

A son extrémité frontale, le manchon comporte une nervure circulaire 41 en saillie axiale.

A l'intérieur des alésages 14 du corps 12 et 30 du manchon 28, est monté un opercule de valve 42.

L'opercule comporte une tête 44 tronconique complémentaire du siège 34 et coopérant avec celui-ci, et une queue 46 axiale se projetant depuis la tête en direction de l'extrémité postérieure du corps 12 et percée axialement par un trou 48.

Une tige guide 50 reçue dans le trou 48 est montée fixe dans l'alésage 14 du corps 12 par l'intermédiaire d'un organe de fixation et de centrage 52.

L'organe de fixation 52 comprend une région centrale 54 qui reçoit l'extrémité de la tige guide 50 et plusieurs bras radiaux 56 qui sont engagés à force dans l'alésage 14 du corps 12.

Entre les bras 56 sont ménagées de larges ouvertures 58 par lesquelles peut s'écouler le liquide.

La queue axiale 46 de l'opercule 42 est engagée et guidée par la tige guide 50. La tête d'opercule 44 est rappelée vers son siège 34 au moyen d'un ressort 60 qui entoure la queue 46 et prend appui contre l'organe de fixation 52 et contre la tête 44.

Un disque d'étanchéité 62 est plaqué contre l'envers de la tête 44 au moyen du ressort 60 et d'une rondelle 64. Ce disque dépasse radialement par rapport à la tête 44 afin d'entrer en contact étanche avec le siège 34.

L'extrémité de l'alésage 14 opposée à l'opercule est conformée de toute manière appropriée afin de recevoir l'extrémité d'une tuyauterie de distribution de liquide de façon étanche. Cette tuyauterie n'a pas été représentée afin de simplifier la figure.

Enfin, la gorge 40 reçoit une bague 66 reliée à un bouchon, comme représenté, destiné à venir coiffer le manchon 28 et protéger l'élément fixe lorsque l'élément mobile décrit ci-après n'est pas raccordé.

L'élément mobile 11 illustré à la figure 2 comprend également un corps cylindrique 68 percé d'un alésage 70 qui comporte une partie postérieure taraudée 72 jusqu'à un épaulement interne 74.

A sa périphérie, le corps 68 présente successivement une section postérieure 76 dotée de formes permettant le serrage, par exemple des formes hexagonales, puis une collerette radiale 78 et une section cylindrique antérieure 80.

Au voisinage de la collerette 78, la section postérieure comporte une zone cylindrique 82 terminée par une gorge annulaire 84.

A courte distance de son extrémité, la section cylindrique antérieure 80 comporte une gorge annulaire 86.

Une coupelle 88 est montée coulissante sur la section cylindrique 80. Elle comporte une partie tubulaire 90 munie d'un alésage intérieur 92 formant portée de coulissement, et un joint 94, ou un ensemble de joints, reçu dans la gorge 86 assure l'étanchéité entre le corps et la coupelle.

La coupelle comporte une paroi frontale 96 dans laquelle est ménagé un trou tronconique 98 évasé vers l'extérieur et formant siège de valve, et une gorge circulaire 100 entourant le siège, dans laquelle est reçu un joint frontal d'étanchéité 102 dont la surface libre est dirigée axialement par rapport au corps 68 et à la coupelle 88.

A l'intérieur des alésages 70 du corps et 92 de la coupelle est monté un opercule de valve 104 doté d'une tête tronconique 106 complémentaire du siège 98 et coopérant avec celuici, l'étanchéité étant assurée par un joint 108 reçu dans une gorge circulaire 110 ménagée autour de la tête 106 de l'opercule.

L'opercule comporte également une queue axiale 112 dont l'extrémité 114 opposée à la tête est fixée à un organe de fixation et de centrage 116 conçu de manière analogue à celui du premier élément, c#est-à-dire qu'il comprend une zone centrale 118 pourvue d'un trou 120 traversé par l'extrémité filetée 114 de la queue axiale 112, et des bras radiaux 122 terminés par des segments de filets 124 destinés à être vissés dans le taraudage 72 jusqu'au contact de l'épaulement 74. Les bras sont séparés par de larges espaces 126 assurant une grande section de passage au fluide.

La queue 112 est bloquée en position au moyen d'un écrou 128.

Un ressort 130 entoure la queue 112 et prend appui sur l'organe de fixation 116 d'une part et sur la face interne de la paroi frontale 96 de la coupelle 88 afin de repousser celle-ci jusqu'à ce que le siège 98 de valve vienne en contact avec la tête 106 de l'opercule de valve 104.

Enfin, une bague de serrage 132 entoure le corps 68 et la coupelle 88 et a pour but de permettre le raccordement de cet élément mobile sur l'élément fixe.

La bague a une forme généralement cylindrique. Elle est dotée intérieurement d'un taraudage 134 et extérieurement de formes 136 permettant le serrage, par exemple hexagonales. A son extrémité postérieure, elle comporte une bride rentrante 138 qui vient en contact postérieur contre la collerette 78 et se trouve bloquée axialement par un anneau d'arrêt 140 engagé dans la gorge 84.

Dans les conditions illustrées aux figures 1 et 2, les deux éléments fixe et mobile ne sont pas raccordés entre eux. Les deux valves sont fermées
- dans l'élément fixe, la tête 44 de l'opercule 42 de valve est repoussée par le ressort 60 en contact avec le siège 34 et l'étanchéité est assurée par le disque 62. De plus, la pression du liquide présent dans le volume intérieur et agissant sur la section de la tête 44 d'opercule confirme la fermeture de l'opercule 42 et l'étanchéité par le disque 62,
- dans l'élément mobile, la coupelle 88 est repoussée par le ressort 130 jusqu'à ce que le siège 98 vienne en contact avec la tête 106 de l'opercule 104. De plus, la pression de liquide présent dans le volume intérieur et agissant sur la surface annulaire de la paroi frontale 96 de la coupelle confirme la fermeture du siège et l'étanchéité par le joint 108.

Afin d'éviter que des souillures ne se déposent sur le filetage extérieur 38 du manchon 28 on coiffe celui-ci avec le bouchon décrit et non représenté. De même, on prend des précautions pour éviter que des souillures ne se déposent sur les pièces de l'élément mobile.

Les deux éléments sont raccordés comme illustré à la figure 3.

Pour ce faire, on présente l'élément mobile face à l'élément fixe, puis on visse la bague de serrage 132 sur le filetage 38 du manchon.

Il s'ensuit un déplacement longitudinal, vers la gauche à la figure, du corps 68 et de la coupelle 88, par appui de la bride rentrante 138 de la bague sur la collerette 78 du corps 68.

Un premier déplacement amène le joint frontal 102 de la coupelle en contact avec la nervure circulaire axiale 41 du manchon. La coupelle est alors immobilisée en translation. Dans cette position, les deux têtes 44, 106 des opercules de valve 42, 104 sont en contact l'une avec l'autre mais sans être décollées de leurs sièges respectifs 34, 98.

Un second déplacement provoque une avancée du corps 68 en direction de l'élément fixe, tandis que la coupelle reste immobile, tout en comprimant le ressort 130. Ce mouvement du corps 68 provoque une avancée correspondante de la tige 112 et de la tête 106 de valve de l'élément mobile, cette dernière s'éloignant alors de son siège 98. En raison du contact des deux têtes, le mouvement est également transmis à la tête 44 de valve de l'élément fixe, qui se déplace alors en comprimant le ressort 60 et en s'éloignant de son siège 34.

A la fin de ce second déplacement, le corps 68 de l'élément mobile a avancé jusqu'à ce que la collerette 78 vienne en butée contre l'extrémité arrière 91 de la partie cylindrique 90, ce qui confirme le contact entre le joint frontal 102 et l'arête axiale 41 et permet de parfaire l'étanchéité en cas de fuite par serrage additionnel de la bague 132.

On remarque que dans la position finale atteinte et illustrée a la figure 3, les surfaces tronconiques des deux têtes de valve 44 et 106 sont situées généralement dans la continuité l'une de l'autre. il en est de même pour les deux sièges de valve 34, 98.

Ainsi, se trouve définie une veine pour l'écoulement du fluide, entre les deux têtes et les deux sièges, dont la forme peut être généralement définie comme "veine - annulaire conique" dans laquelle le fluide s'écoule sans changement notable de direction et sans rencontrer pratiquement d'aspérités le long des parois.

En amont, c'est-à-dire entre l'entrée du corps 12 de l'élément fixe 10 et la tête 44 de valve 42, le fluide s'écoule successivement dans l'alésage 14, puis après passage dans les ouvertures 58 de l'organe de centrage 52, dans une veine annulaire cylindrique définie entre la queue 46 de valve et les alésages 14 du corps 12 et 30 du manchon 28, jusqu a parvenir à l'entrée de la "veine annulaire conique" au niveau de la tête 44 de valve. Cet écoulement s'effectue également sans changement notable de direction et rencontre peu d'obstacles et/ou d'aspérités.

En aval, c'est-à-dire entre la tête 106 de valve 104 et la sortie du corps 68, le fluide s'écoule successivement dans une veine annulaire cylindrique définie entre la tige 112 de valve et l'alésage 70 du corps 68, puis, après passage dans les ouvertures 126 de l'organe du centrage 116, dans la partie postérieure 72 de l'alésage 70 Cet écoulement s'effectue également sans changement notable de direction et rencontre peu d'obstacles et/ou d'aspérités.

Enfin, en choisissant un angle aussi faible que possible pour les têtes et les sièges de valve, on réduit également les changements de direction imposés au fluide à l'entrée et à la sortie de la "veine annulaire conique".

Ainsi, grâce à l'invention, on peut offrir au fluide une suite de veines d'écoulement de section relativement importante et dans lesquelles l'écoulement subit des pertes de charges notablement réduites.

il est alors possible de réaliser des raccords qui, pour un même encombrement extérieur, permettent de laisser passer des débits plusieurs fois plus élevés que des raccords conventionnels.

En outre, on choisira pour le filetage extérieur 38 du manchon 28 et le taraudage intérieur 134 de la bague 132 des caractéristiques identiques à celles des raccords conventionnels, ce qui permettra de raccorder un élément fixe conforme à l'invention sur un élément mobile conventionnel et vice versa.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1. Raccord pour circuits hydrauliques, composé d'un élément fixe (10) comprenant un corps généralement cylindrique (12) abritant une valve à siège (34) et opercule (42) tronconiques, et d'un élément mobile (11) comprenant également un corps généralement cylindrique (68) abritant une valve à siège (98) et opercule (104) tronconiques, l'un des deux éléments portant une bague taraudée (132) et l'autre élément portant un filetage (38) sur lequel ladite bague est vissée lors de l'accouplement, caractérisé en ce que chaque opercule (42, 104) de valve comprend une tige centrale (46, 112) ménageant dans le corps respectif une veine d'écoulement annulaire et retenue dans ledit corps par un organe de centrage (52, 116) doté de passages axiaux (58, 126), et en ce que les deux valves tronconiques sont situées sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre lorsque les deux éléments sont accouplés.

2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des opercules de valve (42) est monté mobile par rapport au corps (12) et l'autre opercule (104) est monté fixe par rapport à l'autre corps (68), ledit autre élément (11) comportant une coupelle (88) mobile par rapport audit autre corps (68) et portant un siège (98) correspondant audit autre opercule (104).