FR2795142A1 - Accumulateur hydropneumatique a vessie - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un accumulateur hydropneumatique comportant une vessie (4) qui sépare la cavité interne (3) d'une enveloppe en deux compartiments (3a, 3b). La cavité (3) est ménagée dans un corps cylindrique (10) réalisé par moulage d'un élastomère et renfermé dans un cylindre (20) réalisé à partir d'un tube (21) obturé à ses deux extrémités (21a, 21b) par des couvercles plats (22a, 22b) sur lesquels sont montés des valves (7, 9). Une valve (7) communique avec l'intérieur (3a) de la vessie, et l'autre valve (9) communique avec un circuit hydraulique. Le corps (10) présente des bourrelets (40a, 40b) d'étanchéité. De préférence, la vessie (4) et le corps (10) sont réalisés en une seule pièce par moulage.

Description

L'invention se rapporte à un accumulateur hydropneumatique du type comportant une enveloppe rigide ayant un premier orifice et un deuxième orifice et dont la paroi interne à surface douce continue délimite une cavité interne séparée en deux compartiments de volume variable par une vessie élastiquement déformable dont l'ouverture ceinture le premier orifice, le compartiment situé à l'intérieur de la vessie étant destiné à contenir un gaz tandis que le compartiment situé à l'extérieur de la vessie est destiné à communiquer avec un circuit hydraulique par le deuxième orifice.

Les accumulateurs hydropneumatiques sont couramment montés sur les circuits hydrauliques, afin d'emmagasiner de l'énergie potentielle lorsque la demande en liquide hydraulique est inférieure à la fourniture de fluide par la pompe de circulation, cette énergie étant restituée lorsque la demande est supérieure à la fourniture. Le rôle de la vessie est d'établir, en statique, une égalité de pression entre la pression du gaz dans la vessie et la pression du liquide hydraulique. Lorsqu'un surplus de fluide hydraulique pénètre dans l'accumulateur, le volume de la vessie diminue du fait de la compressiblité des gaz, et la pression du gaz augmente. Le fluide hydraulique subit également une augmentation de pression. L'accumulateur hydropneumatique permet ainsi le stockage et la restitution d'une énergie potentielle. Il évite notamment des coups de bélier dans le circuit hydraulique qui pourraient être préjudiciables à l'installation hydraulique.

Le volume de la vessie varie donc en permanence. L'ouverture de cette vessie étant solidaire d'un orifice de l'enveloppe, la paroi de la vessie se déforme à la manière d'un ballon et épouse la forme de la paroi interne de l'enveloppe. Pour éviter que la vessie ne se détériore au contact des surfaces de paroi délimitant la cavité, ces parois ont des formes arrondies, notamment au voisinage des extrémités de l'enveloppe, cette dernière se présentant sous la forme d'un ballon ou d'un cylindre aux extrémités demi-sphériques.

Cest pourquoi les accumulateurs hydropneumatiques du type mentionné dans le préambule ont des enveloppes réalisées sous forme de récipients forgés aux extrémités, ce qui entraîne un coût de fabrication élevé. Le but de l'invention est de proposer un accumulateur hydropneumatique qui soit facile à réaliser, et d'un coût peu élevé, tout en assurant une grande durée de vie de la vessie.

Le but est atteint selon l'invention par le fait que l'enveloppe est constituée d'un cylindre rigide obturé à chaque extrémité par un couvercle plat et muni d'un orifice et par le fait que la cavité est ménagée dans un corps cylindrique logeant dans ledit cylindre et réalisé par moulage d'un matériau déformable, ladite cavité débouchant sur les faces d'extrémité dudit corps cylindrique par des ouvertures ceinturant respectivement les orifices desdits couvercles.

Ainsi la fonction de rigidité de l'enveloppe est assurée par le cylindre et les couvercles qui ne nécessitent pas pour leur fabrication des opérations complexes de forgeage. Le corps cylindrique étant réalisé par moulage, il est facile de donner aux parois internes limitant la cavité des formes arrondies qui évitent de blesser la vessie lors de ses gonflements et dégonflements successifs.

De préférence, les orifices sont prévus dans des valves traversant des alésages ménagés dans lesdits couvercles, lesdites valves présentant à l'intérieur de la cavité des épaulements annulaires qui s'étendent radialement vers l'extérieur et maintiennent serrés les bords des ouvertures du corps et l'ouverture de la vessie, contre les faces internes des couvercles respectifs, afin d'assurer l'étanchéité. Ces valves comportent des fûts filetés extérieurement et sont fixées sur leur couvercle respectif par des écrous coopérant avec lesdits filetages.

Afin d'améliorer l'étanchéité de l'accumulateur, au moins une ouverture du corps comporte un bourrelet d'étanchéité venu du moulage dudit corps.

De manière très avantageuse, la vessie est réalisée par moulage et en une seule pièce avec le corps, son ouverture étant formée par un bourrelet d'étanchéité. De préférence, chaque ouverture du corps comporte un bourrelet d'étanchéité.

Le corps est réalisé de manière avantageuse dans le même matériau élastomère que la vessie. Cet élastomère peut être à base de nitrile ou de butyle, ou de toute autre matière compatible avec le fluide hydraulique et le gaz utilisé. Pour faciliter le montage et le démontage du cylindre, ce dernier est avantageusement réalisé sous la forme d'un tube présentant des filetages intérieurs à chacune de ses extrémités et les couvercles sont maintenus par des écrous coopérant avec lesdits filetages.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1, montre en coupe un accumulateur hydropneumatique conforme à l'invention ; la figure 2 est une coupe selon un plan passant par l'axe du corps cylindrique et de la vessie réalisés en une seule pièce par moulage.

La figure 1 montre un accumulateur hydropneumatique 1 sensiblement de révolution autour d'un axe 2, dont la cavité interne 3 est séparée en deux chambres 3a et 3b de volume variable par une membrane 4 élastiquement déformable. La membrane 4 se présente sous la forme d'une vessie dont l'ouverture S ceinture l'orifice interne 6 d'une valve de gonflage 7 d'axe 2. La chambre supérieure 3a située à l'intérieur de la vessie 4 contient un gaz sous pression, de l'azote par exemple. La chambre inférieure 3b communique avec un conduit d'une installation hydraulique non représentée par un orifice inférieur 8.

La cavité interne 3 est ménagée dans un corps cylindrique 10 et débouche sur les deux faces d'extrémité 11a, 11b du corps 10 par deux ouvertures 12a et 12b d'axe 2.

La cavité 3 présente des sections transversales, selon des plans perpendiculaires à l'axe 2, qui croissent continûment au moins sur une certaine distance lorsqu'on s'éloigne des faces d'extrémité 11a et 11b. Dans la région de la cavité 3 située de part et d'autre du plan médian du corps 10 parallèle aux faces d'extrémité 11a et 11b, la cavité 10 peut être délimitée par des parois internes cylindriques.

Le corps cylindrique 10 remplit en totalité l'intérieur d'un cylindre 20 constitué d'un tube rigide 21 d'axe 2, obturé à son extrémité supérieure 21a par un couvercle supérieur 22a et à son extrémité inférieure 21b par un couvercle inférieur 22b. Les deux couvercles 22a et 22b sont plats et comportent chacun un alésage central 23a, 23b d'axe 2, ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre des ouvertures 12a et 12b du corps cylindrique 10. L'alésage 23a du couvercle supérieur 22a est traversé par le fût 24a de la valve de gonflage 7, ce fût présentant à l'intérieur de la cavité 3 un épaulement annulaire 25a qui s'étend radialement vers l'extérieur autour de l'orifice interne 6 de la valve de gonflage 7. Le fût 24a présente au dessus du couvercle 22a un filetage extérieur 26a qui coopère avec le filetage d'un écrou de serrage 27a. Le bord de l'ouverture 5 de la vessie 4 et le bord de l'ouverture supérieur 12a du corps cylindrique 10 sont maintenus serrés entre l'épaulement annulaire 25a et la face interne du couvercle supérieur 22a.

De la même manière, l'alésage 23b du couvercle inférieur 22b est traversé par le fût 24b d'un raccord ou d'une valve 9 dans lesquels est ménagé l'orifice inférieur 8. Ce fût 24b présente également, à l'intérieur de la cavité 3, un épaulement annulaire 25b qui s'étend radialement vers l'extérieur et, en dessous du couvercle inférieur 22b, un filetage extérieur 26b qui coopère avec le filetage d'un écrou de serrage 27a. Le bord de l'ouverture inférieur 12b du corps cylindrique 10 est maintenu serré entre l'épaulement annulaire 25b et la face interne du couvercle inférieur 22b.

Le tube 21 présente à ses deux extrémités 21a et 21b des filetages intérieurs 30a et 30b qui coopèrent avec les filetages extérieurs de deux écrous 31a, 31b destinés à fixer les couvercles 22a et 22b sur le tube 21. Le diamètre intérieur des extrémités 21a et 21b est inférieur au diamètre intérieur du cylindre 20.

Le tube 21 et les couvercles 21a et 21b sont réalisés par usinage de cylindres et de plaques en acier dont l'épaisseur est calculée pour résister aux forces de pression régnant dans la cavité 3.

Le corps cylindrique 10 est réalisé par moulage d'un matériau déformable, de préférence de l'élastomère. Afin d'assurer l'étanchéité de l'accumulateur, des bourrelets 40a et 40b sont formés autour des ouvertures 12a et 12b lors du moulage, ces bourrelets 40a et 40b étant ensuite serrés entre les épaulements 25a, 25b et les faces internes des couvercles 22a, 22b.

De manière très avantageuse, la vessie 4 est réalisée en une seule pièce avec le corps cylindrique 10, par moulage. Dans ce cas, l'ouverture 5 de la vessie est constituée par le bourrelet supérieur 40a du corps cylindrique. Le matériau constitutif du corps cylindrique 10 et de la vessie 4 est choisi parmi les matériaux compatibles avec le gaz renfermé dans la vessie 4 et le fluide hydraulique. Ce matériau doit être étanche au gaz utilisé. On peut notamment utiliser du caoutchouc à base de nitrile ou à base de butyle. Dans des applications spéciales, le corps cylindrique 10 notamment pourrait être à base d'éthylène ou de propylène ou de tout autre matière.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Accumulateur hydropneumatique du type comportant une enveloppe rigide ayant un premier orifice (6) et un deuxième orifice (8) et dont la paroi interne à surface douce continue délimite une cavité interne (3) séparée en deux compartiments (3a, 3b) de volume variable par une vessie (4) élastiquement déformable dont l'ouverture (5) ceinture le premier orifice (6), le compartiment (3a) situé à l'intérieur de la vessie (4) étant destiné à contenir un gaz tandis que le compartiment (3b) situé à l'extérieur de la vessie (4) est destiné à communiquer avec un circuit hydraulique par le deuxième orifice (8), caractérisé par le fait que l'enveloppe est constituée d'un cylindre (20) rigide obturé à chaque extrémité (21a, 21b) par un couvercle (22a, 22b) plat et muni d'un orifice (6, 8) et par le fait que la cavité (3) est ménagée dans un corps cylindrique (10) logeant dans ledit cylindre (20) et réalisé par moulage d'un matériau déformable, ladite cavité (3) débouchant sur les faces d'extrémité dudit corps cylindrique (10) par des ouvertures (12a, 12b) ceinturant respectivement les orifices (6, 8) desdits couvercles (22a, 22b).

2. Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les orifices sont prévus dans des valves (7) ou raccords (9) traversant des alésages (23a, 23b) ménagés dans lesdits couvercles (22a, 22b), lesdites valves (7, 9) présentant à l'intérieur de la cavité (3) des épaulements annulaires (25a, 25b) qui s'étendent radialement vers l'extérieur et maintiennent serrés les bords des ouvertures (12a, 12b) du corps (10) et l'ouverture (5) de la vessie (4), contre les faces internes des couvercles (22a, 22b) respectifs, afin d'assurer l'étanchéité.

3. Accumulateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les valves (7, 9) comportent des fûts (24a, 24b) filetés extérieurement et sont fixées sur leur couvercle (22a, 22b) respectif par des écrous (27a, 27b) coopérant avec lesdits filetages (26a, 26b).

4. Accumulateur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que au moins une ouverture (12a, 12b) du corps (10) comporte un bourrelet (40a, 40b) d'étanchéité formé lors du moulage dudit corps (10).

5. Accumulateur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la vessie (4) est réalisée par moulage et en une seule pièce avec le corps (10), son ouverture (5) étant formée par un bourrelet (40a) d'étanchéité.

6. Accumulateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que chaque ouverture (12a, 12b) du corps comporte un bourrelet (40a, 40b) d'étanchéité.

7. Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le corps (10) est réalisé en élastomère.

8. Accumulateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élastomère est à base de nitrile ou de butyle.

9. Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le cylindre (20) est réalisé sous la forme d'un tube (21) présentant des filetages intérieurs (30a, 30b) à chacune de ses extrémités (21a, 21b) et par le fait que les couvercles (22a, 22b) sont maintenus par des écrous (31a, 31b) coopérant avec lesdits filetages (30a, 30b).