BE903722A - Procede et dispositif de protection d'un circuit hydraulique sous pression a l'encontre d'un epanchement du fluide hydraulique en cas de rupture dans ce circuit. - Google Patents

Abstract

Le procédé consiste à alimenter le circuit à protéger par l'intermédiaire d'une vanne commandée, à engendrer dans le circuit à protéger une pression dont on fixe la valeur minimale, à détecter les conditions de pression régnant dans le circuit à protéger, à engendrer un signal au moins indicatif de l'existence d'une pression supérieure à la valeur minimale fixée, à appliquer ce signal à la commande de la vanne en vue de la maintenir ouverte et, en phase de démarrage, à appliquer temporairement au circuit à surveiller une pression, indépendamment de l'action du signal sur la commande de la vanne.

Description

  Procédé et dispositif de protection d'un circuit hydraulique sous pression à ^'encontre d'un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture dans ce circuit. 

  
La présente invention a pour objet un procédé de protection d'un circuit hydraulique sous pression à l'encontre d'un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture dans ce circuit, ainsi que le dispositif permettant l'application de ce procédé.

  
L'invention s'applique particulièrement à la protection contre l'épanchement de fluide hydraulique en cas de rupture des conduits flexibles assurant la liaison entre une source de fluide hydraulique sous pression et l'outil qu'elle actionne.

  
Les outils de chantier tels que notamment les marteaux perforateurs ont jusqu'à ces dernières années traditionnellement été des outils pneumatiques, actionnés à partir d'un compresseur pneumatique. Récemment sont apparus sur le marché des outils équivalents, actionnés hydrauliquement. Du fait du plus faible volume et de l'incompressibilité des fluides hydrauliques, les unités utilisées comme source de fluide hydraulique sous pression présentent sur les compresseurs pneumatiques, à puissance équivalente, l'avantage d'un volume et d'un poids sensiblement plus réduit. Elles sont donc moins

  
coûteuses à la réalisation et plus maniables que les compresseurs pneumatiques.

  
Le développement de ces unités hydrauliques s'est toutefois trouvé entravé par le risque résultant de l'épanchement du fluide hydraulique, en cas de rupture se produisant dans le circuit hydraulique, principalement dans les conduits flexibles reliant la source de fluide sous pression à l'utilisation.

  
Ce risque est double: d'une part, il y a un risque de dégâts matériels résultant de la salissure par

  
l'huile, et d'autre part, un risque de dégâts corporels, résultant de la projection d'huile relativement corrosive à température relativement élevée (60 à 70[deg.]C).

  
La présente invention a dès lors pour objet de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé et un dispositif permettant de protéger de manière simple et fiable un cicuit hydraulique sous pression à l'encontre des risques d'épanchement du fluide hydraulique, en cas de rupture de ce circuit.

  
Ces buts sont atteints suivant l'invention, en prévoyant un procédé de protection d'un circuit hydraulique sous pression qui consiste à alimenter le circuit à protéger, à partir d'une source de fluide hydraulique sous pression, par l'intermédiaire d'une vanne commandée, à engendrer dans le circuit à protéger une pression dont on fixe la valeur minimale, à détecter les conditions de pression régnant dans le circuit à protéger, à engendrer un signal au moins indicatif de l'existence d'une pression supérieure à la valeur minimale fixée, à appliquer ce signal à la commande de la vanne en vue de la maintenir ouverte et, en phase de démarrage, à appliquer temporairement au circuit à surveiller une pression, indépendamment de l'action du signal sur la commande de la vanne.

  
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif pour l'application de ce procédé, qui comprend une source de fluide hydraulique sous pression alimentant un circuit hydraulique, circuit qui comprend, en vue de sa protection à l'encontre d'un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture:

  
- en amont, une vanne commandée,
- en aval, un dispositif assurant, lors de l'alimentation du circuit par un liquide sous pression, l'établissement d'une contre-pression amenant la pression dans le circuit au-delà d'une valeur de seuil déterminée,
- dans le circuit hydraulique, un élément de détection de la pression régnant dans le circuit, sensible au moins au dépassement de la valeur de seuil,
- une liaison entre l'élément de détection et la commande de la vanne, en vue d'agir sur la dite commande pour garantir l'ouverture de la vanne aussi longtemps que la valeur de seuil est dépassée, et sa fermeture en cas de dsiparition de la contre-pression
- un organe d'alimentation temporaire en fluide sous pression du circuit à protéger, indépendant des conditions de pression détectées dans le circuit, et utilisé seulement en phase de démarrage du dispositif.

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la vanne commandée est une vanne normalement fermée à commande hydraulique, l'élément de détection de la pression régnant dans le circuit et la liaison entre l'élément de détection et la commande de la vanne sont constitués par un conduit hydraulique reliant le circuit à protéger à la commande de la vanne, et l'organe d'action sur la commande de la vanne est un conduit monté en parallèle sur la vanne commandée normalement fermée, reliant par l'intermédiaire d'une vanne ouverte seulement en phase de démarrage, le côté haute pression du circuit hydraulique à protéger à la source de fluide hydraulique sous pression.

  
Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, le circuit à protéger est l'ensemble du circuit haute et basse pression s'étendant entre l'utilisation et la source de liquide sous pression, un clapet taré est disposé en aval du circuit basse pression pour garantir l'existence, dans le circuit basse pression, d'une contre-pression de valeur déterminée, et le conduit constituant élément de détection de la pression et de liaison avec la commande de la vanne débouche dans la partie basse-pression du circuit à protéger.

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la vanne commandée est une vanne normalement fermée à commande électrique, l'élément de détection de la pression régnant dans le circuit à protéger est un transducteur émettant un signal électrique indicatif au moins du dépassement de la valeur de seuil de la pression régnant dans le circuit à protéger, la laison entre le capteur et la commande de la vanne est une liaison électrique, et un circuit électrique de démarrage est monté en parallèle sur le capteur pour fermer momentanément le circuit de commande de la vanne afin de provoquer l'ouverture de cette dernière.

  
L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description en même temps qu'au dessin annexé qui représente, uniquement à titre d'exemple, divers modes de réalisation de l'invention, et dans lequel:
- les fig 1 et 2 sont des représentations très schématiques de deux modes de réalisation différents de dispositifs de protection suivant l'invention,
- la fig 3 est une représentation schématique plus détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif suivant l'invention

  
En se reportant plus particulièrement à la fig 1, le dispositif comprend une source conventionnelle de fluide sous pression, schématiquement représentée par une pompe 1, captant le fluide dans, et le ramenant à un réservoir 2, en vue d'alimenter une utilisation 3 (outil hydraulique).

  
La source de fluide sous pression est de manière connue contenue dans une enceinte représentée en pointillés pour constituer une centrale 4.

  
La centrale 4 est généralement reliée à l'utilisation 3 par des conduits non rigides, appelés ci-après flexibles 5, 5', à savoir un flexible haute pression 5 amenant le fluide sous haute pression à l'utilisation 3, et un flexible basse pression 5' assurant le retour du fluide au réservoir 2.

  
En vue d'assurer la protection des conduits 5, 5' contre un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture de l'un des flexibles 5 ou 5', le dispositif comprend en amont du flexible 5 une vanne commandée 6, en aval du flexible 5', un clapet taré 7 engendrant une contre-pression garantissant l'établissement dans l'ensemble des flexibles 5,5' d'une pression minimale déterminée, et un capteur 8, surveillant les conditions de pression régnant dans le flexible 5' et relié à la commande de la vanne 6. Le dispositif comprend en outre une seconde vanne 9 en parallèle sur la vanne 6, permettant en phase de démarrage, d'alimenter momentanément le flexible 5 en fluide sous pression indépendamment de la position de la vanne 6 et de l'information transmise à la commande de la vanne 6 par le capteur 8.

  
En fonctionnement, la vanne 6 est ouverte, et permet l'alimentation en fluide sous pression du flexible 5, de l'utilisation 3 et du flexible 5'. Le clapet taré 7 garantit le maintien dans le flexible 5' d'une pression minimale déterminée, et le capteur 8 surveille les conditions de pression régnant dans le flexible 5' pour maintenir la vanne 6 ouverte aussi longtemps que la pression dans le flexible 5' est supérieure à la pression minimale imposée par le clapet taré 7.

  
En phase de démarrage, on ouvre temporairement la vanne 9. Ceci permet à la pression de s'établir dans l'ensemble du circuit, et ainsi au capteur 8 de garantir l'ouverture de la vanne 6. On se retrouve ainsi dans les conditions de fonctionnement décrites ci-dessus, et la vanne 9 est refermée dès que ces conditions de fonctionnement sont atteintes, c'est-à-dire quasi instantanément.

  
En supposant qu'une rupture se produise soit dans le flexible 5, soit dans le flexible 5', le circuit en amont du capteur 8 n'étant plus alimenté en fluide sous pression, la pression détectée par le capteur tombe instantanément sous la valeur minimale déterminée, et le capteur réagit sur la vanne pour amener cette dernière en position de fermeture. L'épanchement de fluide résultant de la rupture est ainsi immédiatement interrompu.

  
En pratique, les risques de rupture existent surtout au niveau du flexible situé du côté haute pression de l'utilisation. On pourrait donc concevoir de limiter la protection à l'encontre d'un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture au flexible disposé du côté haute pression de l'utilisation.

  
Cette solution est représentée au mode de réalisation illustré en fig 2.

  
En se reportant à ce mode de réalisation, une source de fluide hydraulique sous pression comprend une pompe 11 et un réservoir 12 constituant une centrale 14 alimentant par l'intermédaire de flexibles 15, 15' une utilisation 13.

  
Suivant ce mode de réalisation, seule la protection du flexible 15 est assurée.

  
Dans ce but, une vanne commandée 16, disposée en amont du flexible 15, commande l'alimentation du dit flexible en fluide hydraulique sous pression. L'utilisation 13 fournit une contre-pression assurant l'établissement, dans le flexible 15 alimenté en fluide sous pression, d'une pression de valeur minimale déterminée. Un capteur 18 surveille les conditions de pression régnant dans le flexible 15, et maintient la vanne 16 ouverte aussi longtemps que la pression dans le flexible 15 demeure supérieure à la valeur minimale déterminée.

  
En phase de démarrage, un circuit 19 permet d'agir sur la commande de la vanne pour amener ou maintenir cette dernière en position ouverte le temps nécessaire à l'établissement de conditions de fonctionnement de régime, c'est-à-dire pendant une période très limitée, la pression s'établissant dans le circuit de manière quasi instantanée.

  
Dans les modes de réalisation schématiquement illustrés aux figures 1 et 2, les vannes commandées 6, respectivement 16, peuvent être soit des vannes normalement fermées, soit des vannes normalement ouvertes, soit encore des vannes à deux positions commandées hydrauliquement ou électriquement. La commande électrique s'applique particulièrement au mode de réalisation illustré en fig 2, où le circuit 19 est alors un circuit électrique à durée d'action très limitée, agissant sur la commande de la vanne pour l'amener ou la maintenir en position ouverte. Dans le mode de réalisation de la fig 1, la durée d'ouverture de la vanne 4 peut être limitée en prévoyant un entraînement de cette dernière comportant

  
un mécanisme automatique de retour à la position fermée dès que la position ouverte a été atteinte.

  
Le mode de réalisation illustré schématiquement, quoique de manière plus détaillée, en fig 3, constitue un mode de réalisation préféré de l'invention.

  
Suivant ce mode de réalisation, une centrale 24 comprend une source de fluide hydraulique sous pression, constituée d'une pompe 21, entraînée par un moteur thermique 22, captant et ramenant le fluide hydraulique dans un réservoir 23, respectivement avec interposition d'un filtre d'aspiration 25 et d'un filtre de retour 25'. Sur le départ du fluide sous pression est monté un distributeur double 26, 26' avec limiteur de pression 27 incorporé. A titre indicatif, ce mode de réalisation peut

  
.

  
également comprendre divers accessoires tels qu'un diviseur de débit 28, un manomètre 29 et un débitmètre
30, accessoires qui ne jouent cependant pas de rôle du point de vue de la protection à l'encontre d'un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture d'un circuit extérieur à la centrale 24.

  
Une vanne 31 est montée sur le circuit de fluide hydraulique, en amont du flexible haute pression 32 amenant le fluide à l'utilisation 33, tandis qu'un flexible basse pression 34 ramène le fluide hydraulique à la centrale 24.

  
Dans le mode de réalisation représenté, seul le flexible haute pression 32 est protégé, et un clapet taré 35 en aval de celui-ci assure, en cas d'alimentation du flexible 32, l'établissement dans ce dernier d'une pression de valeur minimale déterminée.

  
La vanne 31 est une vanne normalement fermée à commande hydraulique 36 agissant à l'encontre de l'action d'un ressort 37. Le ressort maintient normalement la vanne en position fermée 38, jusqu'à ce que la commande hydraulique 36 amène la vanne en position ouverte 39.

  
La commande hydraulique 36 de la vanne est reliée par un conduit 40 au circuit du flexible 32 à protéger. Un conduit 41 assure la liaison entre le conduit 40 et le distributeur 26'.

  
Le distributeur 26' est du type à ouverture temporaire, et est automatiquement rappelé en position de fermeture une fois la phase de démarrage terminée. Par contre, le distributeur 26 peut être amené de manière stable tant en position ouverte qu'en position fermée .

  
Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Au démarrage, les distributeurs 26 et 26' sont actionnés simultanément. Du fait de l'actionnement du distributeur
26, l'alimentation en fluide hydraulique s'effectue en directionde la vanne 31 qui, sous l'action du ressort 37, se trouve à ce moment en position fermée 38. Simultanément, l'actionnement du distributeur 26' permet l'amenée de fluide hydraulique au conduit 41. Cette amenée de fluide se propage dans le conduit 40 où elle est acheminée d'un part vers la commande hydraulique 36 de la vanne 31 et d'autre part vers le:flexible 32. Sous l'action de l'amenée de fluide, le clapet taré 35 engendre une contre-pression qui assure une montée de la pression dans l'ensemble du circuit alimenté en fluide hydraulique.

   L'action du fluide sous pression sur la commande hydraulique 36 amène la vanne 31 en position ouverte 39, et permet ainsi l'alimentation du flexible 32 par la source de fluide sous pression.

  
Le distributeur 26' peut alors être fermé, la vanne 31 étant maintenue en position ouverte 39 par l'action de la pression de fluide régnant dans le flexible
32, transmise à la commande hydraulique 36 de la vanne par le conduit 40. Dès ce moment, lé flexible 32 est protégé contre les risques d'épanchement du fluide hydraulique résultant d'une rupture dudit flexible.

  
En effet, en cas de rupture du flexible 32, la pression dans le dit flexible tombe en dessous de la valeur minimale prédéterminée, et l'action du ressort 37 l'emporte sur la commande hydraulique 36 de la vanne, amenant ainsi quasi-instantanément la vanne 31 en position fermée 38.

  
Ainsi qu'on le constatera, les divers dispositifs décrits ci-dessus mettent en oeuvre le même procédé qui consiste à alimenter le circuit à protéger par l'intermédiaire d'une vanne commandée, à engendrer dans le circuit à protéger une pression, dont la valeur minimale est fixée à une valeur supérieure à la pression atmosphérique, à surveiller les conditions de pression régnant dans le circuit à protéger, à engendrer un signal indicatif au moins du dépassement de la valeur minimale fixée de la pression, à appliquer ce signal à la commande de la vanne pour maintenir la dite vanne ouverte, et ainsi garantir l'alimentation du circuit à protéger aussi longtemps que les conditions requises de pression y sont détectées,et, en phase de démarrage, à appliquer temporairement au circuit à protéger une pression, indépendamment des conditions de:

  pression détectées dans ce circuit.

  
L'invention a été décrite et illustrée à simple titre d'exemple nullement limitatif, et il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à sa réalisation sans s'écarter de son esprit.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Procédé de protection d'un circuit hydraulique sous pression à l'encontre d'un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture de ce circuit, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter le circuit à protéger, à partir d'une source de fluide hydraulique sous pression, par l'intermédiaire d'une vanne commandée, à engendrer dans le circuit à protéger une pression dont on fixe la valeur minimale, à détecter les conditions de pression régnant dans le circuit à protéger, à engendrer un signal au moins indicatif de l'existence d'une pression supérieure à la valeur minimale fixée, à appliquer ce signal à la commande de la vanne en vue de la maintenir ouverte et, en phase de démarrage, à appliquer temporairement au circuit à surveiller une pression, indépendamment de l'action du signal sur la commande de la vanne.

2. Dispositif pour l'application du procédé suivant 1, qui comprend une source de fluide hydraulique sous pression alimentant un circuit hydraulique, caractérisé en ce que, en vue de sa protection à l'encontre d'un épanchement du fluide hydraulique en cas de rupture, le dit circuit comprend:

- en amont, une vanne commandée, - en aval, un dispositif assurant, lors de l'alimentation du circuit par un liquide sous pression, l'établissement d'une contre-pression amenant la pression dans le circuit au-delà d'une valeur de seuil déterminée, - dans le circuit hydraulique, un élément de détection de la pression régnant dans le circuit, sensible au moins au dépassement de la valeur de seuil, - une liaison entre l'élément de détection et la commande de la vanne, en vue d'agir sur la dite commande pour garantir l'ouverture de la vanne aussi longtemps que la valeur de seuil est dépassée, et sa fermeture en cas de dsiparition de la contre-pression - un organe d'alimentation temporaire du circuit à protéger en fluide sous pression, indépendant des conditions de pression détectées dans le circuit à protéger, et utilisé seulement en phase de démarrage du dispositif.

3. Dispositif suivant 2, caractérisé en ce que la vanne commandée est une vanne normalement fermée à commande hydraulique, en ce que l'élément de détection de la pression régnant dans le circuit et la liaison entre l'élément de détection et la commande de la vanne sont constitués par un conduit hydraulique reliant le circuit à protéger à la commande de la vanne, et en ce que l'organe d'action sur la commande de la vanne est un conduit monté en parallèle sur la vanne commandée normalement fermée, reliant par l'intermédiaire d'une vanne ouverte seulement en phase de démarrage, le côté haute pression du circuit hydraulique à protéger à la source de fluide hydraulique sous pression.

4. Dispositif suivant 3, caractérisé en ce que le circuit à protéger est l'ensemble du circuit haute et basse pression s'étendant entre l'utilisation et la source de liquide sous pression, en ce qu'un clapet taré est disposé en aval du circuit basse pression pour garantir

)

l'existence, dans le circuit basse pression, d'une contre-pression de valeur déterminée, et en ce que le conduit constituant élément de détection de la pression et de liaison avec la commande de la vanne débouche dans la partie basse-pression du circuit à protéger.

5. Dispositif suivant 2, caractérisé en ce que la vanne commandée est une vanne normalement fermée à commande électrique, en ce que l'élément de détection de la pression régnant dans le circuit à protéger est un transducteur émettant un signal électrique indicatif au moins du dépassement de la valeur de seuil de la pression régnant dans le circuit à protéger, en ce que la laison entre le capteur et la commande de la vanne est une liaison électrique, et en ce qu'un circuit électrique de démarrage est monté en parallèle sur le capteur pour fermer momentanément le circuit de commande de la vanne afin de provoquer l'ouverture de cette dernière.