Récipient à deux espaces séparés l'un de l'autre par une cloison déformable La présente invention a pour objet un récipient à deux espaces séparés l'un de l'autre par une cloison déformable, comprenant un corps creux dans lequel ladite cloison défor- mable est fixée par sa partie marginale.
Ce récipient peut par exemple constituer un accu mulateur de liquide sous pression dans lequel l'un desdits espaces est destiné à recevoir ce liquide alors que l'autre espace est destiné à recevoir un gaz sous pression dont la pression est transmise au liquide par ladite cloison dé- formable.
Le récipient selon l'invention est caractérisé par une pièce annulaire insérée au moins en partie dans l'épaisseur de ladite partie margi nale de la cloison.
Les dessins annexés représentent quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention, données à titre d'exemple.
La fig. 1. montre une section longitudinale d'une première forme d'exécution du récipient objet de l'invention.
La fig. 2 montre une section longitudinale d'un moule pour la fabrication de la cloison du récipient montré sur la fig. 1.
La fig. 3 montre une autre forme d'exécu tion du récipient. La fig. 4 montre un détail d'une autre forme d'exécution de la pièce annulaire insérée en partie dans la cloison.
La fig. 5 montre une autre forme d'exécution du récipient.
La fig. 6 est une vue en plan d'une partie de la forme d'exécution montrée sur la fig. 5. La fig. 7 montre encore une autre forme d'exécution du récipient suivant l'invention. La fig. 8 montre une variante de la forme d'exécution selon la fig. 1.
La forme d'exécution représentée à la fig. 1, est un accumulateur de pression qui comprend un corps creux 11, en acier par exem ple, ledit corps étant substantiellement sphéri que à son extrémité 12, et ouvert à son extrémité 13.
L'extrémité 12 du corps a une ouverture axiale 14, dans laquelle est monté un clapet 15 permettant l'admission d'un fluide sous pression, tel que de l'huile, dans le récipient.
Le clapet 15 comprend un élément tubu laire 16, d'un diamètre tel qu'il puisse être engagé aisément dans l'ouverture 14, et ayant un rebord latéral externe 17, d'un diamètre plus grand que celui de l'ouverture 14, de façon qu'il puisse reposer sur la périphérie interne de cette dernière. A titre d'exemple, cet élément a été représenté soudé sur l'ou verture 14.
L'alésage 19 de l'élément tubulaire 16 présente, à son extrémité inférieure, une partie de diamètre plus grand définissant un épaule ment annulaire 21, ladite portion de l'alésage étant filetée pour recevoir l'extrémité corres pondante 22 d'un joint 23, permettant la communication avec un circuit hydraulique.
La tête de clapet 25 a un diamètre plus grand que celui de l'alésage 19 et est prévue pour pouvoir s'asseoir sur l'extrémité supérieure 26 de l'élément tubulaire 16. Des moyens sont prévus pour guider la tête de clapet 25, afin qu'elle se déplace axialement par rapport à l'élément tubulaire 16. Ces moyens compren nent un guide 27 en forme de coupe, et d'un diamètre extérieur légèrement inférieur à celui de l'alésage 19. La paroi dû guide 27, à son extré mité supérieure 28,a une pluralité d'ouvértures 29, permettant au fluide de s'écouler quand la tête de clapet 25 est en position ouverture.
La tête de clapet 25 est fixée par l'intermé diaire d'une vis 31 et d'un -écrou 32.
Des moyens élastiques tendent à maintenir le clapet 25 en position ouverture. De tels moyens comprennent un ressort à lame 33 approximativement en forme de<B>U,</B> la partie supérieure du U étant maintenue entre le guide 27 et la vis 32. Les jambes 35 du ressort 33 sont incurvées, comme montré sur la fig. 1, et leur extrémité 36 s'appuie entre l'épaulement 21 et l'extrémité 37 du joint 23. Les ouvertures 29 ménagées dans le guide sont, bien entendu, situées de telle façon qu'elles ne soient pas en face des jambes 35 du ressort.
De cette façon les filets de fluide qui passent à travers les ouvertures 29, ne viendront pas frapper direc tement les jambes 35, évitant ainsi une ferme ture prématurée de la valve 26.
La cloison déformable 41 que l'on a repré sentée élastique, peut être en caoutchouc ou autre matière synthétique présentant les mêmes caractéristiques physiques.
La cloison a un bord épais auquel une pièce annulaire 43 est fixée, de préférence en la soudant ou en la moulant dans l'épaisseur, comme montré. La pièce 43 est faite dans une feuille de matière élastique telle que métal en feuille mince, ou certaines matières plastiques, et a une partie inférieure 44 et une partie supé rieure 45 situées sensiblement parallèles et reliées par une partie 46 sensiblement horizontale définissant un épaulement annulaire de chaque côté.
La partie inférieure 44 de la pièce 43 est moulée dans le bord épais 42 de la cloison 41, de telle sorte que la surface interne de la partie 44 ait une couche 47 de matière élastique dépas sant légèrement la partie 46, et la surface extérieure de la partie 44 a une couche 48 de matière élastique se terminant en dessous de la partie 46.
Pour augmenter la flexibilité de la partie inférieure 44 de la pièce annulaire 43, on peut la découper, comme montré en 51, de façon à déterminer une pluralité de languettes arrondies à leurs extrémités libres 52. Il est évident qu'une telle souplesse pourrait être obtenue d'autres façons, par exemple en prévoyant des fentes 49 (fig. 4) sur la partie inférieure 44, fentes com mençant sur son bord inférieur.
Le diamètre extérieur de la partie supérieure 45 de la pièce annulaire 43 est légèrement infé rieur au diamètre intérieur du corps 11, de telle façon qu'elle puisse être aisément montée dedans, et ladite partie supérieure 45 a un rebord 53 à son extrémité supérieure qui peut reposer sur un rebord annulaire 54 de l'extrémité ouverte 13 du corps 11. Le diamètre extérieur de la partie inférieure 44 de la pièce annulaire 43 est tel que quand cette pièce 43 et la cloison qui lui est fixée sont montées dans le corps 11, la couche 48 de la matière élastique sera com primée entre la partie inférieure 44 et la paroi opposée du corps.
Des moyens sont disposés pour obturer la partie ouverte 13 du corps 11, et pour la cloison 41 et la pièce annulaire 43.A cette extrémité est disposé un organe d'obturation 56 sensible ment en forme de coupe renversée; le diamètre extérieur de son retour 57 est légèrement moindre que le diamètre intérieur de la partie supérieure 45 de la pièce annulaire 43, ledit organe d'obturation étant monté dans le corps 11, de telle façon que le bord du retour 57 soit à niveau avec l'extrémité supérieure du corps 11. L'élément d'obturation 56 est maintenu en position par des boulons 61. Les têtes 62 desdits boulons sont placées à l'intérieur et fixées par des écrous 63.
L'élément d'obturation 56 qui est de pré férence concave, comme montré en 64,a une ouverture axiale filetée 65 pour recevoir une pièce correspondante 66. Le disque 67 a une collerette 68 à sa périphérie, et est d'un dia mètre tel que la collerette 68 est presque adja cente aux têtes 62 des boulons 61 pour empêcher le démontage desdits boulons tant que le disque lui-même n'est pas enlevé.
Pour empêcher des fuites, le disque 67 a une gorge annulaire 71 maintenant un joint élastique 72 contre la surface extérieure 73 de l'élément d'obturation 56.
A travers le disque 67 et la pièce 66, on a mé nagé un alésage axial 74 qui détermine l'ouver ture pour l'admission du gaz et qui est d'un diamètre supérieur à sa partie inférieure, comme montré en 75. Un manchon 76 est monté cou lissant dans la partie 75 de l'alésage, son mou vement étant limité au moyen d'une petite tige 77 placée en travers de l'ouverture 78 ménagé dans la pièce 66. L'extrémité inférieure du manchon 76 porte une tête de valve 81 qui est normalement éloignée de son siège défini par l'extrémité inférieure 82 de la pièce 66, au moyen d'un ressort à boudin 83 comprimé entre le manchon et l'extrémité adjacente 84 de l'alésage 75.
Avec la construction ainsi décrite, la cloi son 41 sera convenablement retenue dans le corps 11. Toutefois, en raison de la pression des fluides, il peut se produire des fuites.
Pour éviter de telles fuites, une paire de joints élastiques 86 et 87 est utilisée. Le joint torique 86 est passé entre l'extrémité 88 de la couche 48 de matière élastique et la surface inférieure de l'épaulement formé par la partie 46, et le joint torique 87 est placé entre l'extrémité 85 de la couche 47 de matière élastique et la surface supérieure dudit épaulement.
L'accumulateur montré sur la fig. 1 est préchargé avec un gaz sous pression par l'in termédiaire de l'ouverture 74 qui est fermée par une valve de type conventionnel. Un fluide tel que de l'huile sous pression, est introduit dans le corps 11 par l'intermédiaire de l'élément de fermeture 15 pour comprimer la cloison 41.
En conséquence, les joints toriques 86 et 87 seront respectivement soumis à la pression du gaz et de l'huile. Comme ces joints seront soumis à une haute pression sur un côté et à la pression atmosphérique sur l'autre, ils s'apla tiront respectivement dans les espaces 89 et 90, entre la paroi et la pièce annulaire 43, et entre l'élément d'obturation 56 et la pièce annulaire 43. De plus, comme la cloison est fixée à un endroit éloigné des joints, il n'est pas possible que des fuites dans la région de la fixation affectent l'étanchéité.
Si, quand l'accumulateur est chargé avec de l'huile sous pression, la cloison devait venir en contact avec l'ouverture du gaz 74, elle pous serait d'abord la tête de valve 81 contre son siège 82, évitant ainsi de couler dans ladite ouverture.
Pour utiliser l'accumulateur préchargé, un robinet (non montré) contrôlant la bouche d'huile, est ouvert. L'huile sous pression passera alors sous la tête de clapet 25 par les ouvertu res 29. De par l'action du ressort à lame 33, la tête de clapet restera éloignée de son siège 26 jusqu'à ce que la cloison vienne appuyer sur ladite tête de clapet; on évite ainsi le refoule ment de la cloison dans la bouche d'huile.
En raison des languettes 52 ou des fentes 49 (fig. 4) de la pièce annulaire 43, la partie infé rieure dudit élément se pliera aisément. Par conséquent, quel que soit le nombre de fois oh la cloison se gonflera ou se dégonflera, il n'y aura pas de pliure aiguë de la cloison à -la base de la pièce annulaire, susceptible d'amener une rupture de la cloison.
Comme les boulons ne peuvent être enlevés à moins que le disque 67 ne soit dévissé, et comme, même dans le cas où lesdits boulons seraient partiellement dévissés, l'étanchéité ne 'serait plus assurée par le joint torique 72 et la pression du gaz diminuerait par fuites entre l'ouverture 65 et la pièce 66, il n'y a aucun danger que l'accumulateur puisse être démonté avec du gaz encore sous pression. La cloison montrée sur la fig. 1 peut être construite à l'aide du moule 91 montré sur la fig. 2. Le moule comprend une coquille 92, une pièce annulaire 93 et un noyau 94. La coquille 92 présente une concavité 95 sensible ment tronconique, ayant la forme de la surface extérieure de la cloison.
La partie supérieure de la concavité 95 est d'un diamètre supérieur, comme montré en 96, définissant un épaulement annulaire 97, sur lequel la partie inférieure de l'élément annu laire 93 s'encastre. La partie inférieure de l'élé ment annulaire 93 a une collerette interne 98 dépassant l'angle 99 fait par l'épaulement 97, ladite collerette servant de siège à la partie 46 de la pièce annulaire 43.
Le noyau 94 comprend une partie active 101 d'un dessin complémentaire de celui de la partie inférieure de la concavité 95 et de plus grand diamètre, comme montré en 102, à sa partie supérieure. La partie 101 du noyau définit un épaulement annulaire 103 reposant sur la surface supérieure de la partie 46 de la pièce annulaire 43. De plus, l'épaulement 103 présente une gorge annulaire 104 qui sera située à l'intérieur de la pièce annulaire 43 quand le moule est fermé.
La partie de plus grand diamètre 102 du noyau a une longueur sensiblement égale à celle de la partie 96 de la coquille. De plus, une partie d'encore plus grand diamètre 100, est prévue à l'extrémité supérieure du noyau, ladite partie supérieure 106 de l'élément 93 et le rebord 107 de la coquille.
Pour fabriquer la cloison avec le moule montré sur la fig. 2, la partie 93 est d'abord placée sur l'épaulement 97, et la pièce annulaire 43 est alors mise en place dans l'élément 93, de telle sorte que la partie 46 de la pièce annu laire 43 repose sur la collerette 98 de l'élément 93, et la collerette 53 de la pièce annulaire 43 sur l'extrémité extérieure 106 de l'élément 93.
Une quantité prédéterminée de la matière à mouler telle que caoutchouc naturel ou syn thétique, est mise en place au fond de la conca vité 95 de la coquille 92. Le noyau 94 est alors mis en place dans la concavité 95 et soumis à l'action d'une presse hydraulique. Le caout- chouc non encore vulcanisé se répartit dans l'espace libre entre la coquille et le noyau, monte à la hauteur de la collerette 98 et au sommet de la gorge annulaire 104. Comme la partie inférieure 44 de la pièce annulaire 43 est pratiquement à égale distance entre le noyau et la paroi de la coquille, les couches 47 et 48 se formeront sur chacun de ses côtés.
La cloison est alors vulcanisée.
La forme d'exécution montrée sur la fig. 3 est plus spécialement prévue pour servir d'amor tisseur de chocs, et permettre à un large volume d'huile d'entrer presque instantanément dans l'accumulateur, alors que l'évacuation sera beaucoup plus lente.
Cette forme d'exécution comprend un corps creux rigide 11', dont une des extrémités 12' a une forme pratiquement sphérique, tandis que son autre extrémité 13' est ouverte.
L'extrémité 12' du corps creux porte une ouverture axiale 14' définissant une bouche à liquide, et un moyen de liaison avec un circuit hydraulique 15'. Ce moyen de liaison 15' comprend un élément tubulaire 16', de diamètre plus grand que celui de la bouche 14', qui est fixé sur le récipient par soudure en 18'. Une tête de clapet 25' de diamètre plus grand que celui de la bouche 14' et ayant une série de petites ouvertures 110 sur son pourtour, peut venir s'asseoir sur la paroi intérieure du corps creux pour interdire partiellement le retour de l'huile.
Des moyens sont disposés pour guider la tête de clapet 25', de telle sorte qu'elle se place axialement par rapport au corps creux. De tels moyens comprennent un guide 27' que l'on a représenté sous forme d'une bande de métal rigide substantiellement en forme de U, chacune des branches 112 du U étant repliée vers l'exté rieur, comme montré en 111.
Quoique la tête de clapet 25' puisse être fixée au guide 27', de toutes façons désirables, on a prévu un rivet 113 pour solidariser la pièce en forme de croix 114 et la tête de valve.
La distance entre les jambes 112 est sensi blement égale au diamètre de la bouche 14', de telle façon que la tête de valve soit bien guidée. Les retours 111 limitent les mouvements vers le haut de la tête de valve 25, et donnent un léger effet d'amortissement à son mouve ment du fait que le liquide est refoulé dans le corps creux.
La cloison 41' et sa pièce annulaire 43' sont similaires aux éléments correspondants de la réalisation montrée sur la fig. 1 et ont les mêmes références mais primées . La cloi son 41' diffère du 41 seulement en ce que la couche 48' dépasse la surface supérieure de l'élément 46', et que la couche 47' est plus mince à son extrémité inférieure que la couche 48'. De plus, l'arête inférieure de la partie inférieure 44' de la pièce annulaire 43' est pliée comme montré sur la fig. 109. On notera que la partie inférieure 44' peut être réalisée comme montré sur la fig. 1 ou sur la fig. 4.
L'extrémité libre 13' du corps creux 11' a également un épaulement annulaire 54' sur son périmètre intérieur, sur lequel est appuyée la collerette latérale 53' de la pièce annulaire 43'. Le corps creux est fermé par un moyen d'obtura tion convexe dont le diamètre extérieur maximum est seulement très légèrement moindre que le diamètre intérieur de la partie supérieure 45' de la pièce annulaire 43', de telle façon qu'il se coince, et le bord 117 dudit obturateur 115 est disposé de telle sorte qu'il soit éloigné de l'élément 46' de la pièce annulaire 43'.
L'élément d'obturation 115, le corps creux 11' et la pièce annulaire 43' sont assemblés par soudure en 118 pour éviter des fuites du corps creux et de la cloison.
L'accumulateur représenté sur la fig. 3, peut être chargé avec un gaz sous pression par l'intermédiaire d'une ouverture axiale 122 ménagée dans l'organe d'obturation 115. Com me montré, une quantité de matière auto- étanche 121, telle que du caoutchouc, est dis posée sur la surface intérieure de l'organe d'obturation 115, dans l'axe de l'ouverture 122 au moyen d'une plaque de soutien 123 ayant une ouverture 124 alignée avec ladite ouver ture 122.
Pour éviter le refoulement de ladite matière auto-étanche 121 par l'ouverture 122, une bille 125 est disposée dans la masse 121, et vient reposer sur un siège 126 formé par l'ouverture 122. Quand une aiguille creuse (non montrée) sera insérée par l'ouverture 122, elle repoussera sur le côté la bille 125 pour atteindre l'ouver ture 124, et permettra la charge en gaz sous pression.
Quand l'aiguille sera retirée, la pression repoussera la bille 125 contre le siège<B>126</B> pour empêcher le refoulement de la masse de caout chouc 121.
Quand un liquide sous pression est refoulé dans l'enceinte par l'intermédiaire de l'élément tubulaire 16', le clapet 25' se lèvera de son siège 14'; un grand débit est donc possible. En raison des retours 111, son mouvement est légèrement amorti.
Comme la couche 47' est plus mince à son extrémité inférieure que la couche 48', quand la cloison est déplacée par le liquide sous pres sion, elle se plie aisément sur la partie incurvée 109 sans faire un angle aigu susceptible de l'endommager.
Quand un robinet (non montré) contrôlant l'élément de fermeture 15' est ouvert, en raison du large débit autorisé par l'ouverture 14', la pression dans l'élément tubulaire 16' est moin dre que dans le corps creux 11', avec le résultat que la tête de clapet 25' se ferme presque immé diatement. Ensuite, le fluide liquide ne peut passer que par les relativement petites ouver tures 110 ménagées dans la tête de valve 25'.
De plus, comme la pression du gaz sur la cloison est plus grande que celle du liquide, la pression sur la surface intérieure de la partie supérieure 45' de la pièce annulaire 43' appli que ladite partie 45' contre la paroi du corps creux, renforçant ainsi le maintien de la cloison, ce qui élimine la plupart des efforts supportés par la zone où la partie inférieure 44' de la pièce annulaire est à la cloison.
La forme d'exécution montrée sur la fig. 5 est identique, par beaucoup de ses points, à la forme d'exécution montrée sur la fig. 1, et ces derniers ont les mêmes références, mais deux fois primées .
Dans cette forme d'exécution, l'extrémité ou verte 13" du corps creux 11" est fermée par un organe d'obturation 56" en forme de coupe, similaire à celui montré sur la fig. 1. Le retour 57" de l'organe d'obturation 56" est d'une longueur telle que, quand il est monté avec sa partie inférieure reposant contre le joint 87", le bord 131 de l'organe d'obturation soit sen siblement sur le même plan qu'une gorge annulaire 132.
La cloison 41" et sa pièce annulaire 43" sont pratiquement identiques aux éléments correspondants montrés sur la fig. 1. Comme montré sur la fig. 5, la collerette 53" de la pièce annulaire 43" est située sur l'épaulement annu laire 133. creusé sur le pourtour interne de la gorge annulaire 132.
Il en résulte que quand une pluralité de segments arqués 143, 144, 145 sera placée dans la gorge annulaire 132, la zone périphérique interne desdits segments qui forme un anneau et qui sort latéralement de la gorge 132, retiendra l'élément d'obturation 56" en position de fermeture, et le retour 57" de l'organe d'obtu ration maintiendra la collerette 53" sur l'épau lement 133 pour assurer la cloison dans le corps creux 11".
Les segments arqués auront préférablement leurs extrémités adjacentes 137 parallèles à un diamètre de l'anneau pour permettre une mise en place facile dans la gorge annulaire 132.
Le disque 67" montré sur la fig. 5, a un diamètre légèrement inférieur à celui du péri mètre intérieur de l'anneau défini par les seg ments arqués. Par conséquent, quand l'élément axial 66" du disque 67" est vissé dans l'ouverture filetée 65", le périmètre du disque 67" sera aligné avec les segments arqués pour interdire leur déplacement.
Il en résulte que, tant que le disque 67" ne sera pas suffisamment dévissé, on ne pourra enlever l'organe d'obturation 56". Même si ce disque est dévissé partiellement, il n'en résultera qu'une fuite de gaz puisque le joint 87" n'assurera plus une étanchéité suffisante même sans risque d'accident.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 7, le corps du récipient comprend deux pièces 151 et 152 en forme de coupes limitant respectivement un espace<B>153</B> et un espace 154, ces espaces étant séparés l'un de l'autre par une cloison déformable 155 en forme de poche. Chacune des pièces 151 et 152 présente une bride annulaire 156, 157 dans la face de laquelle est ménagée une rainure circulaire 158. Ces rainures forment ensemble un logement pour la partie marginale de la cloison 155 qui a la forme d'un bourrelet toroïdal<B>159.</B> Grâce à ce bourrelet engagé en partie dans la rainure<B>158</B> de la pièce 151, en partie dans celle de la pièce 152, la partie marginale de la cloison 155 est maintenue de façon\ étanche entre ces pièces 151 et 152.
Celles-ci sont serrées l'une vers l'autre par des boulons 160.
Dans l'épaisseur de la cloison 155 est insérée et fixée une pièce annulaire de renforcement 161 présentant d'une part une bride plane 162 dirigée vers l'extérieur et disposée dans l'épais seur de la partie marginale de la cloison, et d'autre part une partie tronconique 163 disposée dans l'épaisseur d'une zone adjacente à la partie marginale de la cloison. La pièce annu laire comporte encore une zone de profil arrondi reliant entre elles la bride 162 et la partie<B>163,</B> cette zone étant également enrobée dans l'épais seur de la cloison.
Cette pièce annulaire 161 renforce donc à la fois ladite partie marginale et la zone adjacente de la cloison<B>155.</B> Cette cloison présente dans ladite zone adjacente à sa partie marginale une surface extérieure 164 qui épouse la paroi intérieure de la pièce 152 du corps et qui est susceptible d'être appliquée contre celle-ci sous l'effet d'une surpression régnant dans l'espace 153.
La forme d'exécution représentée à la fig. 8 est une variante de celle représentée à la fig. 1. Elle diffère de celle-ci en ce que, sauf le rebord 53, la pièce annulaire de renforcement 165 est cylindrique et complètement noyée dans l'épais seur de la partie marginale, également cylin drique, de la cloison 41. Cette partie marginale de la cloison est maintenue entre la bride 57 du couvercle 58 et la paroi cylindrique du corps 11, les boulons 61 traversant radialement la bride 57, la partie marginale de la cloison 41 renforcée par la pièce annulaire 165, et la paroi du corps 11.
Comme dans la forme d'exécution selon la fig. 1, chaque boulon 61 comporte une tête 62 disposée du côté intérieur de la bride 57 du couvercle 58, et une pièce de ver- rouillage 67 est amoviblement fixée sur ce couvercle également du côté intérieur de la bride 57. Cette pièce de verrouillage 67 pré sente une collerette 68 qui empêche l'enlève ment des boulons 61 tant qu'elle est en place.