Relais à liquide sous pression.
La présente invention a pour objet un relais à liquide sous pression utilisé notamment conjointement avec un manomètre dans une installation hydraulique.
Lorsqu'un manomètre ou dispositif analogue présente un défaut pendant son emploi du fait, par exemple, d'une fuite dans le manomètre ou d'une rupture dans la conduite auxiliaire aboutissant à celui-ci à, partir du réseau principal, du liquide s'échappe.
Le fonctionnement du mécanisme hydraulique associe est altéré lorsqu'il y a une fuite incon- trôlable de liquide ou lorsque ce mécanisme l, eut rester en panne par manque de liquide sous pression. Ceci est particulièrement sé- rieux dans l'aviation qui utilise de nombreux mécanismes hydrauliques destinés à actionner les freins, les trains d'atterrissage escamota bles, les gouvernails, les ailerons, etc.
On connaît des relais à pression eompre z : ant un cylindre à l'intérieur duquel peut coulisser un piston. Ce dispositif est intercale dans la conduite auxiliaire sous pression aboutissant au manomètre et est placé adjacent à celui-ci, une extrémité du cylindre étant reliée à une source de liquide sous pression, c'est-à-dire à la colonne principale, et l'autre extrémité étant reliée au manomètre.
Lorsque la conduite aboutissant à la source de liquide sous pression, désignée par la suite par conduite amont ou d'entrée, est sous pression, le piston est forcé le long du cylindre, mettant ainsi sous pression le liquide qu'il renferme et également le liquide dans la conduite aboutissant au manomètre, désignée ciaprès par conduite aval ou de sortie. Le mano- mètre est ainsi actionné en vue d'indiquer l'augmentation de pression. Si le manomètre est détérioré ou si la conduite aval est rompue et qu'une fuite apparaît, le piston se dé- place vers l'extrémité aval du cylindre, lorsque la conduite amont est sous pression, et bloque la conduite aboutissant au manomètre, empchant ainsi un écoulement ultérieur du liquide à partir du cylindre.
Le relais est amorcé en introduisant du liquide dans le cylindre et la conduite de sortie en s'assurant que le piston soit en mme temps vers l'extrémité d'entrée du cylindre et qu'il n'y ait pas de bulles d'air emprisonnées dans le cylindre ou dans les conduites.
L'amorçage d'un relais de ce type est une opération difficile et l'invention vise à fournir un relais hydraulique qui soit de fone- tionnement efficace et d'amorçage simple.
Le relais selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre présentant une extrémité d'entrée destinée à tre reliée à une source de liquide sous pression et une extrémité de sortie destinée à tre reliée à un mécanisme à actionner, un piston coulissant dans le cylindre, une soupape logée dans le piston et agencée de manière a pouvoir former un joint étanche avec un siège à l'ex- trémité de sortie du cylindre, des moyens élastiques pour appliquer normalement la dite soupape contre un siège formé dans le piston, des moyens élastiques pour pousser le piston vers l'extrémité d'entrée du cylindre, et des moyens pour bloquer facultativement
I piston lorsqu'il est soumis à l'action d'un liquide sous pression provenant de ladite source,
pour permettre l'amorçage du relais par l'ouverture de ladite soupape.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du relais faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est. une vue en perspective du relais et d'une bride de serrage, et
la fig. 2 est une coupe longitudinale à plus grande échelle du relais de la fig. 1, la bride de serrage étant représentée ajustée en pointillé.
Le relais représenté est destiné à tre intercalé entre une colonne principale, ou conduite d'entrée, et une conduite de sortie aboutissant, par exemple, à un manomètre. Ce relais com- prend un cylindre 1 muni à une extrémité dun raccord d'entrée 2 venu de fabrication.
Ce raccord est fileté et est agencé de façon à pouvoir tre relié à une source de liquide sous pression, c'est-à-dire à la conduite d'entrée.
Un organe de fermeture 3 est ajusté dans l'extrémité ouverte du cylindre, cet organe étant muni d'un rebord annulaire 4 butant contre l'extrémité du cylindre et étant maintenu sur celui-ci par un écrou 5 vissé sur l'extrémité du cylindre. Une partie de l'organe de fermeture 3 s'étend axialement dans le cylindre et est ajustée coulissante dans celui-ci, un anneau d'étanchéité 6 étant prévu sur cet organe pour empcher une fuite de liquide le long de la paroi intérieure du cylindre. Un raccord 7 venu de fabrication avee l'organe de fermeture 3 est prévu sur le côté éloigné du cylindre et un canal de sortie 8 axial débouche dans un alésage 9 de diamètre plus grand traversant axialement l'organe de fermeture et communiquant avec le cylindre.
Le raccord 7 est destiné à tre relié à la conduite de sortie.
Un bord 10 s'étend axialement à partir de la face intérieure de l'organe de fermeture 3 et porte un anneau de caoutchouc 11 de section triangulaire constituant un siège pour une soupape, comme il sera décrit plus loin.
Un piston 12 coulissant dans le cylindre présente une jupe 13 du côte dirigé vers l'or gane de fermeture 3. Un alésage axial 14 s'étend sur une courte distance dans le piston et communique avec un alésage 15 de plus grand diamètre traversant l'autre face de ce piston. L'extrémité de cet alésage, c'est-à-dire celle dirigée vers le raccord d'entrée 2 du cylindre, est chanfreinée.Un rebord annu- laire 16 s'étend axialement à l'intérieur de la jupe du piston et constitue un siège de soupape. La périphérie intérieure de la jupe du piston présente plusieurs cannelures 17 de section rectangulaire, équidistantes et s'étell- dant radialement vers l'intérieur.
Une soupape 18 est montée à l'intérieur de la jupe du piston et comprend un anneau de caoutchouc 19 destiné à s'appuyer sur le siège annulaire 16. Une tige axiale 20 part de la face de la soupape dirigée vers l'extrémité de sortie et pénètre dans l'alésage 9 de l'organe de fermeture 3, cette tige 20 ayant un diamètre plus petit que ledit alésage. Un ressort de rappel 21 hélicoïdal est monté sur la tige 20 et s'appuie, d'une part, contre la soupape 18 et, d'autre part, contre l'épaulement formé entre l'alésage 9 et le canal de sortie 8 dans l'organe 3.
Le bord annulaire de la face de la soupape dirigée vers l'extré- mité de sortie est agencé de façon à pouvoir s'appliquer contre l'anneau de caoutchouc 11 pour empcher ainsi le passage de liquide sous pression à travers ledit organe de fermeture.
La soupape 18 présente une extension axiale 22 traversant les alésages coaxiaux 14 et 15 du piston 12, le diamètre de cette extension étant plus petit que celui de l'alésage 14.
Une rondelle 23 percée de trous est montée sur l'extrémité de l'extension 22 éloignée de la soupape et un ressort de compression 24 présente une extrémité s'appuyant contre la surface intérieure de la rondelle et l'autre extrémité s'appuyant contre un épaulement formé entre les alésages 14 et 15. Une che- ville 25 traverse l'extension 22 au voisinage de son extrémité et sert à retenir la rondelle 23 sur ladite extension, un jeu étant prévu entre la rondelle et la face adjacente du piston, contre laquelle la rondelle vient buter lors d'un déplacement relatif entre le piston et la soupape.
La paroi extérieure du cylindre 1 présente deux gorges annulaires 26 espacées d'une faible distance et placées vers l'extré- mité amont du cylindre.
Dans les positions normales de fonctionnement du piston et de la soupape l'un par rap port à l'autre, le ressort 24 dans le piston tend à écarter la rondelle 23 du piston appliquant ainsi la soupape contre son siège 16. En outre, la soupape est maintenue écartée de l'organe de fermeture par le ressort 21 qui pousse normalement la soupape et le piston vers l'extrémité du cylindre éloignée de l'organe de fermeture, e'est-à-dire l'extrémité d'entrée ou amont. Le relais décrit est installé de la facon suivante : Le raccord 2, c'est-à-dire l'extrémité d'entrée du relais, est relié à la source de liquide sous pression et le raccord de sortie 7 est relié au manomètre.
Le ressort 1) pousse la soupape et le piston vers le bas du cylindre jusqu'à ce que l'extrémité de l'ex- tension 22 bute contre l'extrémité du cylindre, le piston étant dans une position telle par rap- port à ladite extension que la soupape est fer mée. Le piston est retenu dans cette position par des moyens extérieurs au cylindre et comprenant une bride de serrage 27 (fig. 1) entourant le cylindre entre les gorges 26 et dé- formant légèrement sa paroi dans les limites des déformations élastiques, de sorte que le piston est bloqué. La bride de serrage est représentée en pointillé à la fig. 2, ajustée en position autour du cylindre.
Du liquide sous pression est alors amené au relais et ce liquide traverse les trous de la rondelle 23 et agit sur la partie de la soupape située entre le siège 16 et 1'extension 22, épar- tant ainsi la soupape de son siège contre 1'au- tion des ressorts 24 et 21. Ayant rempli le cylindre, le liquide s'écoule à travers le raccord de sortie et dans la conduite fixée à ce raccord jusqu'au manomètre. Si un robinet ; est incorporé au manomètre, ce robinet est laissé ouvert jusqu'à ce que du liquide sorte librement et il est ensuite fermé. S'il n'y a pas de robinet, le manomètre est déconnecté et amorcé séparément puis relié à l'extrémité de la conduite sous pression lorsqu'elle est pleine de liquide.
Le relais et le manomètre sont maintenant amorcés, la pression hydraulique est équilibrée et la bride de serrage est enlevée du cylindre, permettant au piston de se déplacer sous l'action du ressort 24 pour fermer la soupape. La pression sur les deux côtés du piston est maintenant pratiquement égale et le relais ainsi que le manomètre sont prts à fonctionner.
Le fonctionnement du relais décrit est le suivant : Lorsque le coté amont ou d'entrée du relais est mis sous pression, le piston est déplacé le long du cylindre, la soupape dans le piston restant fermée. Le piston continue à se déplacer jusqu'à ce que la pression sur les deux faces du piston soit de nouveau pratiquement égale. L'augmentation de pression du côté aval ou de sortie du relais actionne le manomètre qui indique l'augmentation de pression sur le cadran gradué. Lorsque la pression est équilibrée sur le côté amont du relais, la pression plus élevée sur le côté aval ramène le piston en arrière dans sa position primitive dans le cylindre, le ressort de rappel maintenant la soupape en position fermée et l'organe indicateur du manomètre retourne à une position zéro .
Si la pression sur le côté aval d'un relais de type habituel excède celle sur le côté amont lorsque ce côté est sous pression et que l'extrémité du piston bute contre l'extrémité amont du cylindre, le manomètre ne retourne alors pas à zéro . Ceci peut tre dû, par exemple, au fait que le liquide du côté aval est chauffé ou qu'il y a une fuite de liquide au-delà du piston à partir du côté amont vers le côté aval. Dans le relais décrit, si une pression non équilibrée de cette nature tend à apparaître, la pression agissant sur la face du piston présentant la jupe comprime le ressort 24 et déplace le piston, la soupape restant immobile. Ceci ouvre la soupape et per met à la pression de s'égaliser sur les deux côtes du piston.
Si le manomètre ou la conduite associée est le siège d'une fuite, le piston et la soupape sont déplacés vers le haut dans le ey- lindre sous l'action de la pression plus grande à partir du côté amont du relais et le piston force le bord de la soupape éloigné du piston en prise a. vee l'anneau de caoutchouc 11 de l'organe de fermeture. La quantité de liquide perdu par la fuite est ainsi réduite à une fraction de celle continue dans le manomètre et dans la conduite du côté aval du relais.
Pressurized liquid relay.
The present invention relates to a pressurized liquid relay used in particular in conjunction with a pressure gauge in a hydraulic installation.
When a manometer or similar device has a defect during its use due, for example, to a leak in the manometer or to a rupture in the auxiliary pipe leading to it from the main network, liquid s 'escapes.
The operation of the associated hydraulic mechanism is impaired when there is an uncontrollable leakage of liquid or when this mechanism has failed due to lack of pressurized liquid. This is particularly serious in aviation, which uses numerous hydraulic mechanisms intended to operate the brakes, retractable landing gears, rudders, ailerons, etc.
There are known pressure relays eompre z: ant a cylinder inside which a piston can slide. This device is inserted in the auxiliary pressurized pipe leading to the pressure gauge and is placed adjacent to the latter, one end of the cylinder being connected to a source of pressurized liquid, that is to say to the main column, and the the other end being connected to the pressure gauge.
When the pipe leading to the source of pressurized liquid, hereinafter referred to as the upstream or inlet pipe, is under pressure, the piston is forced along the cylinder, thus putting under pressure the liquid it contains and also the liquid in the pipe leading to the pressure gauge, hereinafter referred to as the downstream or outlet pipe. The pressure gauge is thus actuated to indicate the increase in pressure. If the pressure gauge is damaged or if the downstream line is broken and a leak appears, the piston moves to the downstream end of the cylinder, when the upstream line is under pressure, and blocks the line leading to the pressure gauge, preventing thus a subsequent flow of liquid from the cylinder.
The relay is started by introducing liquid into the cylinder and the outlet pipe, making sure that the piston is at the same time towards the inlet end of the cylinder and that there are no air bubbles. trapped in the cylinder or in the pipes.
The starting of a relay of this type is a difficult operation and the invention aims to provide a hydraulic relay which is efficient in operation and simple to start.
The relay according to the invention is characterized in that it comprises a cylinder having an input end intended to be connected to a source of pressurized liquid and an output end intended to be connected to a mechanism to be actuated, a piston. sliding in the cylinder, a valve housed in the piston and arranged so as to be able to form a tight seal with a seat at the outlet end of the cylinder, elastic means for normally applying said valve against a seat formed in the cylinder. piston, resilient means for urging the piston towards the inlet end of the cylinder, and means for optionally locking
I piston when subjected to the action of a pressurized liquid coming from said source,
to allow the ignition of the relay by opening said valve.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the relay forming the subject of the present invention.
Fig. 1 is. a perspective view of the relay and a clamp, and
fig. 2 is a longitudinal section on a larger scale of the relay of FIG. 1, the clamp being shown adjusted in dotted lines.
The relay shown is intended to be interposed between a main column, or inlet pipe, and an outlet pipe leading, for example, to a pressure gauge. This relay comprises a cylinder 1 fitted at one end with an inlet connector 2 which has been manufactured.
This connection is threaded and is arranged so as to be able to be connected to a source of pressurized liquid, that is to say to the inlet pipe.
A closure member 3 is fitted in the open end of the cylinder, this member being provided with an annular rim 4 abutting against the end of the cylinder and being held thereon by a nut 5 screwed onto the end of the cylinder . A portion of the closure member 3 extends axially in the cylinder and is slidably fitted therein, a sealing ring 6 being provided on this member to prevent leakage of liquid along the inner wall of the cylinder. . A connector 7 from manufacture with the closure member 3 is provided on the side remote from the cylinder and an axial outlet channel 8 opens into a bore 9 of larger diameter axially passing through the closure member and communicating with the cylinder.
The connector 7 is intended to be connected to the outlet pipe.
An edge 10 extends axially from the inner face of the closure member 3 and carries a rubber ring 11 of triangular section constituting a seat for a valve, as will be described later.
A piston 12 sliding in the cylinder has a skirt 13 on the side directed towards the closure member 3. An axial bore 14 extends a short distance in the piston and communicates with a bore 15 of larger diameter passing through the piston. other side of this piston. The end of this bore, that is to say that directed towards the inlet connection 2 of the cylinder, is chamfered. An annular rim 16 extends axially inside the skirt of the piston and constitutes a valve seat. The inner periphery of the piston skirt has several grooves 17 of rectangular cross section, equidistant and extending radially inward.
A valve 18 is mounted inside the skirt of the piston and comprises a rubber ring 19 intended to bear on the annular seat 16. An axial rod 20 extends from the face of the valve directed towards the outlet end. and enters the bore 9 of the closure member 3, this rod 20 having a diameter smaller than said bore. A helical return spring 21 is mounted on the rod 20 and is supported, on the one hand, against the valve 18 and, on the other hand, against the shoulder formed between the bore 9 and the outlet channel 8 in organ 3.
The annular edge of the face of the valve directed towards the outlet end is arranged so as to be able to bear against the rubber ring 11 in order thus to prevent the passage of liquid under pressure through said closure member.
The valve 18 has an axial extension 22 passing through the coaxial bores 14 and 15 of the piston 12, the diameter of this extension being smaller than that of the bore 14.
A washer 23 with holes is mounted on the end of the extension 22 remote from the valve and a compression spring 24 has one end resting against the inner surface of the washer and the other end resting against a shoulder formed between the bores 14 and 15. A pin 25 passes through the extension 22 in the vicinity of its end and serves to retain the washer 23 on said extension, a clearance being provided between the washer and the adjacent face of the piston, against which the washer abuts during a relative movement between the piston and the valve.
The outer wall of cylinder 1 has two annular grooves 26 spaced a short distance apart and placed towards the upstream end of the cylinder.
In the normal operating positions of the piston and the valve relative to each other, the spring 24 in the piston tends to move the washer 23 away from the piston, thus pressing the valve against its seat 16. In addition, the valve is kept away from the closure member by the spring 21 which normally pushes the valve and the piston towards the end of the cylinder remote from the closure member, i.e. the inlet end or upstream. The relay described is installed as follows: Fitting 2, i.e. the input end of the relay, is connected to the source of pressurized liquid and output fitting 7 is connected to the pressure gauge.
The spring 1) pushes the valve and the piston towards the bottom of the cylinder until the end of the extension 22 abuts against the end of the cylinder, the piston being in such a position with respect to said extension that the valve is closed. The piston is retained in this position by means external to the cylinder and comprising a clamping flange 27 (fig. 1) surrounding the cylinder between the grooves 26 and slightly deforming its wall within the limits of the elastic deformations, so that the piston is blocked. The clamping flange is shown in dotted lines in fig. 2, adjusted in position around the cylinder.
Liquid under pressure is then supplied to the relay and this liquid passes through the holes of the washer 23 and acts on the part of the valve situated between the seat 16 and the extension 22, thus separating the valve from its seat against the valve. addition of springs 24 and 21. Having filled the cylinder, the liquid flows through the outlet connection and in the pipe attached to this connection to the pressure gauge. If a tap; is incorporated in the pressure gauge, this valve is left open until liquid comes out freely and it is then closed. If there is no valve, the pressure gauge is disconnected and primed separately and then connected to the end of the pressure line when it is full of liquid.
The relay and pressure gauge are now energized, the hydraulic pressure is balanced and the clamp is removed from the cylinder, allowing the piston to move under the action of spring 24 to close the valve. The pressure on both sides of the piston is now nearly equal and the relay and pressure gauge are ready for operation.
The operation of the relay described is as follows: When the upstream or inlet side of the relay is pressurized, the piston is moved along the cylinder, the valve in the piston remaining closed. The piston continues to move until the pressure on both sides of the piston is again nearly equal. The pressure increase on the downstream or output side of the relay activates the pressure gauge which indicates the pressure increase on the graduated dial. When the pressure is balanced on the upstream side of the relay, the higher pressure on the downstream side brings the piston back to its original position in the cylinder, the return spring holding the valve in the closed position and the indicator member of the pressure gauge. returns to a zero position.
If the pressure on the downstream side of a relay of the usual type exceeds that on the upstream side when this side is under pressure and the end of the piston abuts against the upstream end of the cylinder, then the pressure gauge does not return to zero . This may be due, for example, to the fact that the liquid on the downstream side is heated or that there is a liquid leak beyond the piston from the upstream side to the downstream side. In the relay described, if an unbalanced pressure of this nature tends to occur, the pressure acting on the face of the piston having the skirt compresses the spring 24 and displaces the piston with the valve remaining stationary. This opens the valve and allows the pressure to equalize on both sides of the piston.
If the pressure gauge or associated line is the site of a leak, the piston and valve are moved upward in the eyeliner under the action of the greater pressure from the upstream side of the relay and the piston forces edge of valve away from engaged piston a. vee the rubber ring 11 of the closure member. The quantity of liquid lost by the leak is thus reduced to a fraction of that continuing in the pressure gauge and in the pipe on the downstream side of the relay.