CH438458A - Dispositif de commande hydraulique pour appareil électrique - Google Patents

Description

      Dispositif    de commande     hydraulique    pour     appareil        électrique       La présente     invention        concerne    un dispositif de com  mande     hydraulique    qui, comme celui décrit dans le bre  vet principal, a     essentiellement    pour but, sous l'effet  d'une action temporaire sur un poussoir mécanique ou  un bouton     électrique     - d'enclencher un disjoncteur et de le maintenir enclen  ché en établissant une     communication    entre un accu  mulateur hydraulique et un vérin     hydraulique,    dont  le piston,

   solidaire du contact mobile du disjoncteur,  agit dans ces conditions, à l'encontre de moyens élas  tiques tendant à ouvrir ce disjoncteur;  - de déclencher     cet    appareil et de le maintenir déclen  ché en provoquant l'évacuation rapide du :liquide du  vérin, vers une zone à basse pression et en intercep  tant simultanément sa communication avec l'accu  mulateur.  



  Pour atteindre ces objectifs, le dispositif hydraulique  de la présente invention comporte deux valves identi  ques d'enclenchement et de déclenchement par décom  pressions graduées,     directement        accolées    à deux blocs  de commande identiques qui contiennent lesdits     clapets     et sont montés en dessous     d'une    bâche, le bloc d'enclen  chement     portant    une soupape d'équilibrage et une sou  pape de sécurité, tandis que le bloc de     déclenchement          porte    une soupape de manque de pression, ces trois der  nières soupapes étant     placées    à l'intérieur de     ladite     bâche.

    



  Une réalisation sera décrite, à titre d'exemple, en se  reportant au dessin annexé dont  la     fig.    1 représente, en coupe verticale, l'ensemble de  la commande en position     disjoncteur    déclenché et sans  pression d'huile, et  la     fig.    2 la soupape à manque de pression en position  disjoncteur enclenché.  



  Comme dans le brevet principal, cette     réalisation     comporte les deux clapets principaux identiques avec pis-    tons     différentiels        d'enclenchement    et de     déclenchement,     mais présentant un agencement     simplifié,    deux valves  identiques d'enclenchement et de     déclenchement,    égale  ment     simplifiées,    tous ces organes     fonctionnant    par     dé-          compressions    étagées,

   et un clapet     d'équilibrage    des pres  sions     agencé    pour assurer le maintien du     disjoncteur    en  position d'enclenchement. La soupape de     manque    de  pression     suivant    le brevet     principal    est     modifiée    de façon  à     permettre        la    suppression du     clapet        antiretour    qui était  disposé entre les deux clapets principaux, la     commande     comporte d'autre part, à titre d'organe     supplémentaire     une soupape de sécurité perfectionnée,

   qui est sensible  aux     surpressions    anormales.  



       Comme    le     montre    la     fig.    1, les valves d'enclenche  ment et de déclenchement qui sont désignées épar A et  B, ainsi que les pistons     différentiels    principaux qui jouent  un rôle de     clapets        distributeurs    pour     d'enclenchement    et  le déclenchement et qui sont désignés par     52a    et 52b,  sont montés en dessous d'une bâche 60     dont    le niveau  d'huile     minimum    est indiqué en 12.

   Cette bâche ren  ferme une soupape à manque de pression S, un     clapet     d'équilibrage des pressions D et une soupape de sécurité  à maxima de pression C     perfectionnée.    L'accumulateur  non représenté est     raccordé    en 9, son débit pouvant  être réglé par un pointeau 45 .par exemple ou éventuel  lement par un     diaphragme    approprié, la pompe non  représentée est branchée en 10.

   Il est à noter que les  blocs G et H qui renferment les pistons     différentiels    prin  cipaux 52a et 52b et qui     portent    les valves A et B, sont  identiques et que le nombre des tuyauteries     ainsi    que  leurs     longueurs    sont     réduites    au     minimum    par le grou  pement représenté qui permet donc de réduire les inter  connexions ainsi que l'encombrement de     l'équipement    et  de le     simplifier.     



       Suivant    ce groupement, les valves     d'enclenchement    et  de     déclenchement    A     et    B sont directement     accolées    aux           blocs    identiques G et H des pistons     différentiels    princi  paux, ces blocs étant montés     en    dessous d'une bâche 60  et     disposés    respectivement, d'une part sous le     clapet    D  avec la soupape C et d'autre part sous la soupape S,  tous ces derniers organes étant     placés    à     l'intérieur    de       la.    bâche.  



       Les    pièces mobiles des     différents    organes de la com  mande sont représentées sur     la        fig.    1 dans les positions       qu'elles    occupent lorsque le     disjoncteur    est     déclenché    et  que la pression     d'huile    à l'arrivée, c'est-à-dire au droit  du     pointeau    45, est     nulle.     



  On fera toutefois observer avant d'aborder la des  cription du     fonctionnement    que lorsque le disjoncteur  est enclenché, les     pistons        différentiels        52a    et 52b ainsi  que les     pièces        mobiles    du     clapet    d'équilibrage D     et    des       valves    d'enclenchement A et de déclenchement B     occu-          pent        également    les     positions    illustrées sur la     fig.    1,

   mais  que l'équipage mobile de la     soupape    S se place suivant  la     fig.    2.  



  Lorsque la pompe     reliée    à la conduite 10 est mise en       service,        la.    pression s'établit dans une conduite 46 dont  l'extrémité supérieure est obstruée par un clapet 47 de  la soupape de sécurité C.

   Le débit d'une     fuite    fi qui est  prévue sur le piston 49 du     clapet        d'équilibrage    D étant  par     construction    inférieur au débit de     lapompe,        ce    pis  ton 49     est    repoussé sur la gauche à l'encontre de     son.     ressort 50 et son pointeau 51 est     solidement        appliqué    sur  son siège.  



  La :pression d'huile, grâce aux fuites     f2    et     f3    prévues  sur le piston     différentiel    52a s'établit dans l'enceinte 84a  et par l'intermédiaire d'un orifice     t1    prévu dans la valve  A, elle     s'établit        également    dans     l'enceinte    56a de la  valve A pour     renforcer    l'action de son ressort 53a; la  bille 54a et le piston à pointeau 55a de cette valve sont       ainsi    énergiquement appliqués sur leurs sièges.  



  L'enclenchement du disjoncteur est obtenu :de la  manière suivante  La valve     d'enclenchement    A comporte un bouton  poussoir d'enclenchement 57a et .un     électro-aimant    58a  qui     lorsqu'ils    sont     man#uvrés    repoussent la     bille    54a  appliquée sur son siège par le ressort 53a ; cette     manoeu-          vre    décharge à la bâche 60 l'enceinte 56a qui,     comme     on l'a montré, est normalement maintenue sous pres  sion ;

   à la suite de cette décharge, le piston à pointeau  55a     est    soulevé par la pression qui agit d'abord sur la       surface    annulaire entourant     la    partie cylindrique du poin  teau ensuite sur     toute    la     surface    inférieure de 55a ; la  bâche 60 est alors reliée par une conduite 61a à l'en  ceinte 84a.

   La valve A et l'enceinte 84a sont dans     ces     conditions complètement déchargées     et    le piston diffé  rentiel 52a se     déplace    vers     la    droite sous     l'effet    de la  pression de l'accumulateur qui est appliquée sur son  pourtour par la conduite 46. Cette     pression    se     transmet     alors par les conduites principales 62, 63 et 66 aux con  duites 5a, 5b, 5c qui     alimentent    les vérins non représen  tés, et elle effectue l'enclenchement du     disjoncteur.     



  Le piston     différentiel    52a en se     déplaçant    vers la  droite crée sous le piston 55a une     contrepression    qui le  maintient ouvert,     mais    une fois ce mouvement achevé,  la pression dans l'enceinte située sous le piston 55a dimi  nue notablement bien que     cette    enceinte soit     alors        ali-          mentée    par les fuites     f2        et        f3,

      car     cesdites    fuites ne sont  pas assez importantes pour compenser l'effet de dépres  sion dû au fait que ladite enceinte est réunie à la bâche  par la conduite 61a. Le pointeau du piston 55a est alors    de nouveau appliqué sur son siège par le ressort 53a et  la pression se rétablit dans l'enceinte 56a par     l'orifice        t1     et les fuites f2 et f3 si la     bille    54a n'est plus maintenue  par le bouton poussoir 57a ou la bobine d'enclenche  ment 58a.

   Quant au piston     différentiel    52a, i1 est main  tenu, à l'encontre du     ressort    64a dans sa position à droite  par la pression dynamique qui est engendrée par le chan  gement de     direction    de     l'huile    s'écoulant de la conduite  46 à la conduite 62, c'est-à-dire jusqu'à la fin de la  période     d'enclenchement.    Après quoi,     l'action    du res  sort 64a devient prépondérante et le     piston    différentiel  52a vient de nouveau obstruer l'entrée de cette conduite  62, tandis que la pression     s'équilibre    de part et d'autre  de ce     piston.     



  Ladite pression qui, à l'extrémité supérieure de la  conduite 65, était jusqu'à ce moment même     relativement     faible du fait du mouvement des pistons de vérins, atteint  brusquement une valeur transitoire     importante    qui re  pousse vers la droite le pointeau du     clapet        d'équilibrage     D, grâce à quoi les vérins alimentés par 5a, 5b et 5c  sont en fin d'enclenchement maintenus en communica  tion avec     l'accumulateur    par l'intermédiaire d'une fuite  fi qui est prévue sur le piston 49 du clapet d'équili  brage D et par les     conduites    65, 63 et 66.  



  Les     enceintes    délimitées par le piston 49 du clapet D       étant    dès lors en équilibre de pression, ledit     clapet    D  est maintenu ouvert par son ressort 50, jusqu'au déclen  chement du disjoncteur ;

   il compense donc     les        variations     volumétriques d'origine thermique ainsi que les faibles       fuites    éventuelles et par conséquent assure le maintien  du     disjoncteur    dans la position     enclenchée.    En     cas    de  fuites anormales, trop importantes (avarie, chute de pres  sion excessive dans 65), il se referme et coupe l'alimen  tation des vérins par     l'accumulateur    9, ce qui permet à la  soupape à manque de pression S de jouer son rôle de  protection de la façon qui sera exposée plus loin.  



  Pendant et après     l'enclenchement,    ,le     piston    différen  tiel de déclenchement 52b     est,    comme on le montrera  maintenant,     énergiquement    appliqué vers la droite par  la pression de     manaeuvre    contre l'extrémité     inférieure     de     la        conduite        d'échappement    67.  



  Avant la période     d'enclenchement,    l'équipage mobile  de la     soupape    à     manque    de pression S     occupe    la posi  tion de la     fig.    1 ;

   la conduite 68 est pleine     d'huile    à pres  sion     sensiblement    nulle et débouche dans     l'enceinte    69  délimitée par un piston 70 et un tiroir creux 71     car        celui-          ci    est, à     l'encontre    d'un ressort 72, maintenu dans sa  position     inférieure    par un ressort     calibré    73 dont l'effort  est transmis sur le tiroir 71 par     .l'intermédiaire    d'une       pièce    d'appui en forme de cloche 74, d'un axe cylin  drique 75     terminé    par un pointeau extérieur 76,

   et enfin  d'une     pièce    T comportant     un    pointeau intérieur 77 pro  longé par une tige 78, ledit piston 70     comportant    une  extrémité inférieure 79 sur     laquelle    peut venir prendre  appui, comme représenté     fig.    1, le tiroir 71.  



  Dès que la pression apparaît     dans        la    conduite 68,       c'est-à-dire        dès    le début de la période     d'enclenchement,     elle agit sur le piston 70 pour pousser vers le haut la       pièce    T dont le pointeau 77 est rapidement appliqué sur  son siège coupant     ainsi    toute     communication    entre les  enceintes 69 et 83 d'une part et la bâche 60 d'autre part.

    Ce mouvement ascendant de T libère le tiroir 71 qui,  étant mis en équilibre -de pression par une fuite t, se sou  lève sous l'action de son ressort 72 jusqu'à prendre appui  sur la     pièce    fixe 82, mais     ce    soulèvement se produit len-           tement,    car il est retardé par ,le petit     orifice    de la fuite t.  Ce retard a pour     effet    de prolonger     l'application    de la  pression qui agit pour     maintenir    fermement sur son siège  le piston principal de     déclenchement    52b.  



  En effet, pendant toute     cette    période de remontée du  tiroir 71,     période    qui est réglée pour être au moins égale  à la durée     d'enclenchement,        la    conduite 68 est en com  munication avec une     conduite    80, qui transmet la pres  sion à l'enceinte 84b     ainsi    qu'à l'enceinte 56b de la valve  d'enclenchement B, en passant, dans ce dernier     cas,    par       l'orifice    t'1.

   Il en résulte que le piston de grand diamètre  de 52b est énergiquement appliqué sur son siège par la  pression de service de façon à fermer     la    conduite  d'échappement 67 ; il en est de même de :la bille 54b et  du pointeau du piston 55b. La valve B et le piston diffé  rentiel 52b de     déclenchement    sont donc immobilisés avec  sécurité dans les positions représentées.  



  Lorsque les pistons des vérins ont terminé leur course  d'enclenchement, le tiroir 71 vient obstruer, comme on  l'a vu, les conduites 68 et 80 mais les fuites     f'2    et     f'3    au  tour de 52b se substituent à la conduite 80 pour assurer  la     sécurité    de positionnement des     pièces    mobiles de la  valve B et du piston     différentiel    52b et pour maintenir  sous pression les conduites 80 et 81 ; les fuites autour  du tiroir 71 et du :piston 70 font que les enceintes 69 et  83 de     la    soupape S     sont    constamment maintenues sous  pression;

   la surface qui correspond à la portée du poin  teau 77 étant soustraite à cette pression, la     pièce    T est  soumise à une force     verticale    dirigée .de bas en haut.  



       S'il    n'y a pas de baisse anormale de pression, le dis  joncteur achève son mouvement d'enclenchement et est  maintenu     dans        la,    position   enclenchée . Les voies 68,  80 et 81 ainsi que les valves A et B sont sous pression ;  les extrémités des voies 68 et 80 sont obstruées par le  tiroir 71 qui est dans     sa    position supérieure représentée  sur la     fig.    2.  



       L'équipagemobile    de la soupape à manque de pres  sion S     occupe    donc, une fois le disjoncteur     enclenché,          la    position représentée sur la     fig.    2 ; le tiroir 71, en équi  libre de pression .par     l'orifice    t est, sous l'action de son       ressort    72 en butée sur la pièce 82 et les     pièces    T, 75 et  74 sont     maintenues    soulevées à l'encontre du ressort  calibré 73 par la force résultante des pressions élémen  taires, agissant     sur    les différentes surfaces de la pièce T ;

    par conséquent le     pointeau    intérieur 77 de T est     appliqué     sur son siège et le pointeau extérieur 76 solidaire de 75       occupe    une position d'ouverture; une     douille    85 solida  risée avec     la    cloche 74 par l'action du ressort 73 est       assemblée    à une tige 86 qui peut actionner à toutes     fins     utiles un contact électrique non représenté disposé en  dehors de la bâche et     utilisable        notamment    pour indi  quer les positions du disjoncteur.  



  Pour     déclencher    normalement le disjoncteur, on met  l'enceinte 56b de la valve B en dépression en repoussant  la bille 54b au moyen -d'un     électro-aimant    58b ou d'un  bouton poussoir 57b ; le piston 55b .est de     ce    fait soulevé  à l'encontre de son ressort par la pression produite grâce  aux fuites     f'2    et<B><I>f 's</I></B> ;

       la    chute de pression dans l'enceinte  84b, qui avait été amorcée à travers l'orifice     t'1    lors de  la mise à la bâche de     l'enceinte    56b par le déplacement  de la bille 54b, est     accélérée    par le soulèvement du pis  ton     55b,    ce soulèvement ayant pour effet de relier l'en  ceinte 84b     directement    à :la bâche par la conduite 61b.  Il s'ensuit que le piston différentiel 52b se déplace vers  la gauche à l'encontre du ressort 64b, sous l'action de la    pression régnant dans la conduite annulaire 83 et que les  vérins sont purgés par l'ouverture de l'échappement 67.

    Simultanément, le clapet d'équilibrage D se     ferme    sous       l'effet    de     la    baisse de la pression dans la conduite 65       consécutive    à la purge des vérins ;     celle-ci    s'effectue donc  rapidement et     totalement,    le piston     différentiel    52b étant       maintenu    repoussé à gauche pendant toute cette période  par la pression dynamique due à la variation du sens       d'écoulement    de l'huile, passant de la conduite     annulaire     83 à     la    conduite 67.  



       Simultanément,    la pression dans les conduites 68, 80,  81 devient nulle, et le ressort     calibré    73 de la soupape  à manque de ,pression S agit d'abord     rapidement    pour  ouvrir le pointeau intérieur 77 puis plus lentement pour  entraîner vers le bas, par la     pièce    T, le tiroir 71 à l'en  contre de son ressort 72 dont la force n'est à aucun  moment suffisante pour vaincre     celle    du ressort 73. Ce  mouvement descendant du -tiroir 71 est retardé dans     une     mesure qui est fonction du     dimensionnement    de l'ori  fice t.

   Tant que le     pointeau    extérieur 76 n'est pas appli  qué sur son siège, l'enceinte 56b est maintenue en dépres  sion     car        elle    continue à être reliée à la bâche par la con  duite 81, par le     canal    prévu entre les deux pointeaux 76  et 77 et parles orifices 87.

   Enfin le mouvement descen  dant de 71, amorti par la fuite t, continue plus     lentement     sous     l'effet    du ressort     plus    faible 88     jusqu'au    complet  dégagement des orifices des conduites 80 et 68 et fer  meture du pointeau extérieur 76 ; celle-ci a pour     effet    de  maintenir dans     la    tuyauterie de l'équipement une cer  taine pression     résiduelle    réduite, mais non     nulle,    de     sorte     que toutes les conduites restent remplies     d'huile.     



  Si la pression de service faiblit     anormalement    lorsque  le disjoncteur est enclenché, les pièces mobiles de la  soupape à manque de pression S qui     occupent        alors    la  position représentée sur la     fig.    2 sont     sollicitées    vers le  bas par le     ressort        calibré    73 ;

   le pointeau interne 77  s'ouvre,     ce    qui décharge à la bâche     l'enceinte    56b de la       valve    B par la conduite 81, par le     canal    .entre les poin  teaux 76 et 77 et par les orifices 87.A partir de ce mo  ment, les     vérins    sont vidangés par décompression étagée  avec la même     séquence    opératoire que lorsque l'enceinte  56b était mise en dépression par la     bille    54b, les     pièces     mobiles de     la    soupape S     occupant    en fin de déclenche  ment la position illustrée     fig.    1.  



  La soupape de sécurité C fonctionne de     la    façon sui  vante  Si, pour une raison quelconque, la pression d'huile  dans la conduite 46 .devient excessive, soit lorsque le dis  joncteur est au repos, soit lorsqu'il est enclenché, le cla  pet 47 est soulevé à l'encontre de son ressort calibré 89  mais ce mouvement est ralenti par le faible diamètre  d'un orifice     d'échappement   <B>90;</B> d'autre     part,    la     contre-          pression    qui apparaît dans l'espace supérieur où se trouve  le ressort     calibré    89 limite la course de 47.

   Cet arran  gement a pour     effet    de supprimer les battements habi  tuels des soupapes de sécurité et d'éviter les     partes    exces.  sives du fluide ainsi que le matage du     clapet    47 et de son  siège.  



       Comme    on le voit, l'arrangement décrit, qui peut  être modifié de diverses     façons,    se distingue, en dehors  de plusieurs avantages qui ont été signalés     ci-dessus,    par  sa simplicité, sa robustesse et sa sécurité ainsi que par  son faible     encombrement    et par la     facilité    des réglages  et de l'entretien,     car    ses divers éléments sont     accessibles,     remplaçables et peu nombreux.

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif de commande hydraulique pour appareil électrique, selon la revendication du brevet principal, caractérisé par deux valves identiques d'enclenchement et de déclenchement par décompressions graduées, direc tement accolées à deux blocs de commande identiques qui contiennent lesdits clapets et sont montés en dessous d'une bâche, le bloc d'enclenchement portant une sou pape d'équilibrage et une soupape de sécurité, tandis que le bloc de déclenchement porte une soupape de manque de pression, ces trois dernières soupapes étant placées à l'intérieur de ladite bâche. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Dispositif suivant la revendication, caractérisé en ce que la. valve d'enclenchement ou de déclenchement comporte un piston à pointeau et une bille actionnés par un poussoir et appliqués à leurs sièges respectifs par un ressort interposé ainsi que par la pression venant de l'accumulateur, et que les enceintes de ces valves sont mises en décompression étagée lorsque la bille est repoussée à l'encontre dudit ressort. 2.

   Dispositif suivant la revendication, caractérisé en ce que le clapet principal d'enclenchement est constitué par un piston différentiel à fuites, sa face externe à petit diamètre étant soumise à la pression régnant dans l'en ceinte de la valve d'enclenchement et sa face interne à grand diamètre étant soumise à l'action d'un ressort de compression, tandis que la face externe joue le rôle d'un clapet agencé pour permettre l'alimentation directe des vérins. 3.

   Dispositif suivant la revendication et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé par un clapet principal de déclenchement identique à celui d'enclenchement et raccordé de la même manière avec la valve de déclen chement, la face externe de son grand piston comman dant le maintien et la décharge de la pression qui agit sur les vérins. 4.

   Dispositif suivant la revendication et les sous- revendications 1 à 3, caractérisé par une soupape à man que de pression qui comporte un équipage mobile inté rieur constitué par les pièces axiales suivantes: un tiroir creux percé d'un orifice de fuite et sollicité de bas en haut par un ressort, un axe comportant une partie infé rieure qui peut venir en butée sur le fond dudit tiroir creux, un piston coulissant dans un alésage fixe, et une partie supérieure ayant la forme d'un pointeau intérieur prolongé par une tige de liaison.

   5. Dispositif suivant la revendication et la sous-reven- dication 4, caractérisé en ce que la soupape à manque de pression comporte un axe extérieur coulissant dans un alésage fixe et pourvu à sa partie inférieure d'un poin teau extérieur prenant appui sur ladite tige de liaison, cet axe extérieur étant sollicité vers le bas par un jeu de .deux ressorts tarés, dont l'un prend appui sur une pièce fixe, l'autre sur une cloche entraînée avec l'axe coulissant, par le premier ressort,

   l'enceinte sous ledit pointeau extérieur étant reliée à la bâche, tandis que l'enceinte située sous ledit pointeau intérieur est raccor- dée à la valve de déclenchement et à l'accumulateur. 6. Dispositif suivant la revendication et les sous- revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la soupape à manque de pression est raccordée aux autres organes hydrauliques de façon à assurer le déclenchement auto matique en cas de baisse anormale de pression et à per mettre la suppression du clapet antiretour entre les deux clapets principaux. 7.

   Dispositif suivant la revendication et les sous- revendications 1 à 6, caractérisé par une soupape de sécurité qui comporte un clapet dont l'échappement dé bouche dans une enceinte pourvue d'un petit orifice d'écoulement pour amortir le pompage dudit clapet, cette soupape de sécurité étant montée sur un clapet d'équili brage des pressions et de compensation :des fuites qui est disposé au-dessus du bloc d'enclenchement.