FR3123391A1 - Protections contre la survitesse dans une pompe d’appoint à carburant à commande hydraulique - Google Patents

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Abstract

Une pompe hydraulique d’appoint à carburant (102a) entraînée par moteur (106, 206) inclut des protections redondantes contre une survitesse des roues (104). Un limiteur d’écoulement (128) limite la quantité de fluide hydraulique qui peut être fournie au moteur hydraulique (106, 206), limitant ainsi le couple qui peut être appliqué aux roues (104). Une soupape de commande (114, 214) passe également entre un état de fonctionnement non restrictif et un état de fonctionnement restrictif. Dans l’état de fonctionnement restrictif, la soupape de commande (114, 214) régule le déplacement du plateau cyclique à l’état de fonctionnement non restrictif. La soupape de commande (114, 214) ne contre pas la sollicitation du ressort de commande de plateau cyclique lorsqu’elle est à l’état de fonctionnement restrictif. Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Protections contre la survitesse dans une pompe d’appoint à carburant à commande hydraulique
Contexte
Les pompes d’appoint à carburant d’une cellule alimentent en carburant la pompe à carburant principale du moteur d’aéronef pour assurer une performance maximale de la pompe à carburant du moteur principal dans des conditions de fonctionnement même indésirables. De manière générale, une pompe d’appoint à carburant est un dispositif de pompage centrifuge incluant une roue qui tourne autour d’un axe. Le carburant entre dans la roue le long de l’axe. La rotation de la roue se traduit par une force centrifuge entraînant le carburant à travers les aubes de la roue. Dans certains exemples, de multiples roues peuvent entraîner du carburant vers un collecteur, qui peut diriger le carburant entraîné combiné vers le moteur à travers l’orifice de sortie de pompe. Les roues sont de manière générale entraînées par un moteur électrique qui fonctionne à une vitesse prédéterminée.
Résumé
Certains aspects de la divulgation concernent un système hydraulique incluant une pompe, un moteur hydraulique, et une soupape de commande qui régule la quantité de fluide hydraulique fournie au moteur hydraulique et la position du plateau cyclique au sein du moteur.
L’invention a pour objet un système hydraulique comprenant : une pompe incluant une entrée et une sortie ; un moteur hydraulique pour entraîner la pompe ;
une soupape de commande incluant un corps de soupape définissant un alésage de tiroir, le corps de soupape définissant un orifice d’alimentation en fluide et un orifice de sortie de fluide en communication fluidique avec l’alésage de tiroir, l’orifice d’alimentation en fluide étant adapté pour être raccordé à une alimentation en fluide et l’orifice de sortie de fluide étant connecté fluidiquement au moteur hydraulique pour fournir du fluide pour entraîner la rotation d’un groupe rotatif du moteur hydraulique, la soupape de commande incluant un tiroir positionné au sein de l’alésage de tiroir, le tiroir ayant une première extrémité et une deuxième extrémité opposée, le tiroir étant linéairement mobile au sein de l’alésage de tiroir le long d’un axe de l’alésage de tiroir pour déplacer la soupape de commande entre un premier état de fonctionnement et un deuxième état de fonctionnement, le tiroir étant configuré pour ouvrir une voie d’écoulement non restrictive au sein de l’alésage de tiroir entre l’orifice d’alimentation en fluide et l’orifice de sortie de fluide lorsque la soupape de commande est dans le premier état de fonctionnement, la soupape de commande définissant une zone d’écoulement restrictive à travers laquelle le fluide hydraulique de l’orifice d’alimentation en fluide doit passer pour atteindre l’orifice de sortie de fluide lorsque la soupape de commande dans le deuxième état de fonctionnement, la soupape de commande incluant une chambre de piston au niveau de la première extrémité du tiroir et un piston de pression de sortie au sein de la chambre de piston sur lequel agit la pression de sortie de la pompe pour déplacer le tiroir le long de l’axe de l’alésage du tiroir dans une première direction à l´écart de la chambre du piston, la soupape de commande incluant un ressort au niveau de la deuxième extrémité du tiroir pour solliciter le tiroir le long de l’axe de l’alésage du tiroir dans une deuxième direction opposée à la première direction, le ressort fournissant une force de ressort qui correspond à une pression de fonctionnement normale souhaitée au niveau de la sortie de la pompe, dans lequel, lorsque la pression de sortie de la pompe est au niveau de ou supérieure à la pression de fonctionnement normale, le piston de pression de sortie déplace le tiroir dans la première direction le long de l’axe de l’alésage de tiroir contre la sollicitation du ressort vers une première position ou des premières positions correspondant au premier état de fonctionnement, et dans lequel lorsque la pression de sortie de la pompe est en dessous de la pression de fonctionnement normale le ressort déplace le tiroir dans la deuxième direction le long de l’axe de l’alésage de tiroir vers une deuxième position correspondant au deuxième état de fonctionnement.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel la soupape de commande inclut une butée positive pour arrêter le mouvement axial du tiroir dans la deuxième direction à la deuxième position.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel le tiroir inclut une bande qui coopère avec le corps de soupape pour définir la zone d’écoulement restrictive lorsque le tiroir est dans la deuxième position, dans lequel lorsque le tiroir est dans la première position ou les premières positions l’orifice d’alimentation en fluide est complètement ouvert et non bloqué par la bande de telle sorte qu’une zone complète de l’orifice d’alimentation en fluide est disponible pour fournir un écoulement de l’orifice d’alimentation en fluide vers l’orifice de sortie de fluide, et dans lequel lorsque le tiroir est dans la deuxième position, la bande bloque une majorité de l’orifice d’alimentation en fluide de telle sorte que seule la zone d’écoulement restrictive est disponible pour fournir un écoulement depuis l’orifice d’alimentation en fluide vers l’orifice de sortie de fluide.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel le moteur hydraulique est un moteur hydraulique à déplacement variable, dans lequel une taille de la zone dʼécoulement restrictive est sélectionnée en fonction dʼune pression de fonctionnement normale de lʼalimentation en fluide et dʼune quantité de chute de pression sur la zone dʼécoulement restrictive pour fournir au moteur hydraulique une pression dʼentraînement de moteur limitée appropriée pour entraîner le moteur hydraulique à une vitesse de sécurité même lorsque la pompe commence à manquer de carburant.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel la soupape de commande nʼest pas capable de fermer complètement la communication fluidique entre lʼorifice dʼalimentation en fluide et lʼorifice de sortie de fluide.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel la soupape de commande nʼest pas capable de réduire la communication fluidique entre lʼorifice dʼalimentation en fluide et lʼorifice de sortie de fluide à une zone dʼécoulement plus petite que la zone dʼécoulement restrictive.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel la soupape de commande inclut une soupape de limiteur d’écoulement positionnée avec le corps de soupape au niveau d’un emplacement le long de lʼorifice dʼalimentation en fluide en amont de lʼalésage de tiroir.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel le corps de soupape définit un orifice de commande de moteur pour fournir une pression à un piston de commande pour déplacer un plateau cyclique pour réduire la cylindrée du moteur hydraulique, dans lequel lorsque la pression de sortie de la pompe dépasse la pression de fonctionnement normale, le piston de pression de sortie déplace le tiroir de la soupape dans la première direction vers une position où l’orifice de commande de moteur est en communication fluidique avec l’orifice d’alimentation de fluide.
L’invention concerne également un système hydraulique ainsi défini, dans lequel le moteur hydraulique inclut un plateau cyclique pour faire varier le déplacement du moteur hydraulique, et dans lequel lorsque la pression de sortie de la pompe dépasse la pression de fonctionnement normale le piston de pression de sortie déplace le tiroir de la soupape dans la première direction vers une position où le tiroir est couplé de manière fonctionnelle au plateau cyclique de telle sorte que le mouvement du tiroir dans la première direction entraîne mécaniquement le mouvement du plateau cyclique pour réduire en cylindrée le moteur hydraulique.
Dans certains modes de réalisation, le système hydraulique inclut un limiteur d’écoulement hydraulique qui fonctionne comme une protection primaire contre la survitesse de la pompe. Dans certains modes de réalisation, le système hydraulique inclut également une soupape de commande qui fonctionne comme une protection redondante contre la survitesse. Dans certains exemples, la soupape de commande est en aval du limiteur et restreint moins d’écoulement que le limiteur. Dans certains exemples, la soupape de commande passe à un mode de fonctionnement restrictif uniquement en cas de défaillance du limiteur.
Dans certains modes de réalisation, la soupape de commande inclut un tiroir étant linéairement mobile pour faire passer la soupape de commande entre un premier état de fonctionnement et un deuxième état de fonctionnement. La soupape de commande définit une voie d’écoulement entre un orifice d’alimentation en fluide et un orifice de sortie de fluide au niveau d’un alésage de tiroir. La voie d’écoulement est non restrictive lorsque la soupape de commande est dans le premier état de fonctionnement. La voie d’écoulement est restrictive lorsque la soupape de commande est dans le deuxième état de fonctionnement.
Dans certains modes de réalisation, la soupape de commande inclut un piston d’actionnement de tiroir couplé de manière fonctionnelle à la première extrémité au tiroir pour forcer le tiroir dans une première direction en réponse à la pression correspondant à la sortie de la pompe étant appliquée au piston d’actionnement de tiroir. La soupape de commande inclut également un ressort couplé de manière fonctionnelle à la deuxième extrémité du tiroir pour la sollicitation du tiroir dans une deuxième direction opposée à la première direction. La soupape de commande passe entre les premier et deuxième états de fonctionnement en fonction d’une direction d’une force nette appliquée au tiroir par le piston d’actionnement de tiroir et le ressort.
Dans certains modes de réalisation, la soupape de commande inclut un corps de soupape définissant un orifice d’alimentation en fluide et un orifice de sortie de fluide en communication fluidique avec un alésage de tiroir. L’orifice d’alimentation en fluide se raccorde à une alimentation en fluide et l’orifice de sortie de fluide se raccorde au moteur hydraulique pour fournir un fluide pour entraîner la rotation d’un groupe rotatif du moteur hydraulique.
Dans certains modes de réalisation, la soupape de commande inclut un tiroir positionné au sein de l’alésage de tiroir pour se déplacer linéairement le long d’une plage de débattement entre des première et deuxième positions. Le tiroir est configuré pour ouvrir une voie d’écoulement non restrictive au sein de l’alésage de tiroir entre l’orifice d’alimentation en fluide et l’orifice de sortie de fluide lorsque la soupape de commande est dans un état de fonctionnement non restrictif. La soupape de commande définit une zone d’écoulement restrictive à travers laquelle le fluide hydraulique de l’orifice d’alimentation en fluide est amené à passer pour atteindre l’orifice de sortie de fluide lorsque la soupape de commande dans un état de fonctionnement restrictif. La soupape de commande est à l’état de fonctionnement restrictif lorsque le tiroir est disposé dans la deuxième position. La soupape de commande est à l’état de fonctionnement non limitatif lorsque le tiroir est disposé dans la première position et dans bon nombre des positions intermédiaires entre les première et deuxième positions. Dans certains exemples, la soupape de commande est configurée dans un état de fonctionnement transitoire lorsque le tiroir est disposé entre les positions d’état de fonctionnement non restrictifs et la deuxième position.
Dans certains modes de réalisation, lorsque la pression de sortie de la pompe est au niveau ou au-dessus de la pression de fonctionnement normale, le piston de pression de sortie maintient la soupape de commande à l’état de fonctionnement non restrictif. Lorsque la pression de sortie de la pompe chute en dessous de la pression normale de fonctionnement, le ressort déplace le tiroir de la soupape de commande dans la deuxième direction le long de l’axe de l’alésage de tiroir vers une position correspondant à l’état de fonctionnement restrictif.
Dans certains modes de réalisation, le corps de soupape définit un orifice de commande de moteur pour fournir une pression à un piston de commande pour déplacer un plateau cyclique pour réduire en cylindrée le moteur hydraulique. Lorsque la pression de sortie de la pompe à carburant dépasse la pression de fonctionnement normale, le piston de pression de sortie déplace la soupape de tiroir dans la première direction vers une position dans laquelle l’orifice de commande de moteur est en communication fluidique avec l’orifice d’alimentation en fluide.
Différents aspects supplémentaires de l’invention seront indiqués dans la description qui suit. Les aspects de l’invention peuvent concerner des caractéristiques individuelles et des combinaisons de caractéristiques. Il est entendu que la description générale qui précède et la description détaillée suivante sont fournies à titre d’exemple et d’explication uniquement et ne sont pas limitatives des grands concepts inventifs sur lesquels les modes de réalisation décrits ici sont basés.
Les dessins annexés, qui sont incorporés dans la description et en sont partie intégrante, illustrent plusieurs aspects de la présente divulgation. Une brève description des dessins est la suivante :
La est un diagramme schématique d’une pompe d’appoint à carburant entraînée par un moteur hydraulique incluant une unité de commande configurée conformément aux principes de la présente divulgation ;
La illustre un schéma témoin pour la pompe d’appoint à carburant entraînée par un moteur hydraulique de la ;
La illustre un premier exemple de mise en œuvre du moteur hydraulique et de l’unité de soupape de commande de la avec l’unité de soupape de commande configurée à l’état de fonctionnement non restrictif et un plateau cyclique disposé dans une position décalée ;
La montre l’unité de soupape de commande de la toujours disposée à l’état de fonctionnement non restrictif, mais sollicitant le plateau cyclique vers une position de déplacement nulle ;
La montre l’unité de soupape de commande de la disposée à un état de fonctionnement restrictif tandis que le plateau cyclique est disposé dans une position de déplacement maximale ;
La montre un autre exemple dʼunité de soupape de commande la tiroir de la , mais où l’écoulement restrictif est fourni à travers une entrée d’alimentation plus petite, distincte ;
La illustre un deuxième exemple de mise en œuvre du moteur hydraulique et de l’unité de soupape de commande de la disposée à un état de fonctionnement non restrictif ;
La montre une vue agrandie d’une partie de la ;
La illustre un deuxième exemple de mise en œuvre d’un moteur qui reçoit un écoulement de fluide hydraulique depuis l’unité de commande de la ;
La montre la soupape de commande de la configurée dans un état de fonctionnement non restrictif où le fluide de l’entrée d’alimentation s’écoule vers les commandes de plateau cyclique dans le moteur ;
La montre le tiroir de la configuré à un état de fonctionnement restrictif où le fluide de la conduite de retour s’écoule vers les commandes de plateau cyclique dans le moteur ;
La est une vue en perspective d’un exemple de conditionnement pour la pompe d’appoint à carburant entraînée par moteur hydraulique de la ;
La illustre une autre vue en perspective du conditionnement de la ;
La illustre un exemple de mises en œuvre du moteur hydraulique et de l’unité de soupape de commande de la , l’unité de soupape de commande représentée à l’état de fonctionnement restrictif ; et
La montre l’unité de soupape de commande de la au début de l’état de fonctionnement non restrictif.

Claims (9)

  1. Système hydraulique (130) comprenant :
    une pompe (102, 102a, 102b) incluant une entrée (103) et une sortie ;
    un moteur hydraulique (106, 206) pour entraîner la pompe (102, 102a, 102b) ;
    une soupape de commande (114, 214) incluant un corps de soupape (132, 232) définissant un alésage de tiroir (136, 236), le corps de soupape (132, 232) définissant un orifice d’alimentation en fluide (138, 238) et un orifice de sortie de fluide (140, 240) en communication fluidique avec l’alésage de tiroir (136, 236), l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) étant adapté pour être raccordé à une alimentation en fluide et l’orifice de sortie de fluide étant connecté fluidiquement au moteur hydraulique (106, 206) pour fournir du fluide pour entraîner la rotation d’un groupe rotatif (126) du moteur hydraulique (106, 206), la soupape de commande (114, 214) incluant un tiroir (134, 234) positionné au sein de l’alésage de tiroir (136, 236), le tiroir (134, 234) ayant une première extrémité et une deuxième extrémité opposée, le tiroir étant linéairement mobile au sein de l’alésage de tiroir (136, 236) le long d’un axe (S1, S2) de l’alésage de tiroir (136, 236) pour déplacer la soupape de commande (114, 214) entre un premier état de fonctionnement et un deuxième état de fonctionnement, le tiroir (134, 234) étant configuré pour ouvrir une voie d’écoulement non restrictive au sein de l’alésage de tiroir (136, 236) entre l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) et l’orifice de sortie de fluide (140, 240) lorsque la soupape de commande (114, 214) est dans le premier état de fonctionnement, la soupape de commande (114, 214) définissant une zone d’écoulement restrictive à travers laquelle le fluide hydraulique de l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) doit passer pour atteindre l’orifice de sortie de fluide (140, 240) lorsque la soupape de commande (114, 214) est dans le deuxième état de fonctionnement, la soupape de commande (114, 214) incluant une chambre de piston (253) au niveau de la première extrémité du tiroir (134, 234) et un piston de pression de sortie (150, 250) au sein de la chambre de piston (253) sur lequel agit la pression de sortie de la pompe (102, 102a, 102b) pour déplacer le tiroir (134, 234) le long de l’axe (S1, S2) de l’alésage de tiroir (136, 236) dans une première direction à l´écart de la chambre du piston (253), la soupape de commande (114, 214) incluant un ressort (152, 252) au niveau de la deuxième extrémité du tiroir (134, 234) pour solliciter le tiroir (134, 234) le long de l’axe (S1, S2) de l’alésage de la tiroir (136, 236) dans une deuxième direction opposée à la première direction, le ressort (152, 252) fournissant une force de ressort qui correspond à une pression de fonctionnement normale souhaitée au niveau de la sortie de la pompe (102, 102a, 102b), dans lequel, lorsque la pression de sortie de la pompe (102, 102a, 102b) est au niveau de ou supérieure à la pression de fonctionnement normale, le piston de pression de sortie (150, 250) déplace le tiroir (134, 234) dans la première direction le long de l’axe (S1, S2) de l’alésage de tiroir (136, 236) contre la sollicitation du ressort vers une première position ou des premières positions correspondant au premier état de fonctionnement, et dans lequel lorsque la pression de sortie de la pompe (102, 102a, 102b) est en dessous de la pression de fonctionnement normale le ressort (152, 252) déplace le tiroir (134, 234) dans la deuxième direction le long de l’axe (S1, S2) de l’alésage de la tiroir (136, 236) vers une deuxième position correspondant au deuxième état de fonctionnement.
  2. Système hydraulique (130) selon la revendication 1, dans lequel la soupape de commande (114, 214) inclut une butée positive (148, 203) pour arrêter le mouvement axial du tiroir (134, 234) dans la deuxième direction à la deuxième position.
  3. Système hydraulique selon la revendication 2, dans lequel le tiroir (134, 234) inclut une bande (144, 235b) qui coopère avec le corps de soupape (132, 232) pour définir la zone d’écoulement restrictive lorsque le tiroir (134, 234) est dans la deuxième position, dans lequel lorsque le tiroir (134, 234) est dans la première position ou les premières positions l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) est complètement ouvert et non bloqué par la bande (144, 235b) de telle sorte qu’une zone complète de l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) est disponible pour fournir un écoulement de l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) vers l’orifice de sortie de fluide (140, 240), et dans lequel lorsque le tiroir (134, 234) est dans la deuxième position, la bande (144, 235b) bloque une majorité de l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) de telle sorte que seule la zone d’écoulement restrictive est disponible pour fournir un écoulement depuis l’orifice d’alimentation en fluide (138, 238) vers l’orifice de sortie de fluide (140, 240).
  4. Système hydraulique (130) selon lʼune quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur hydraulique (106, 206) est un moteur hydraulique à déplacement variable, dans lequel une taille de la zone dʼécoulement restrictive est sélectionnée en fonction dʼune pression de fonctionnement normale de lʼalimentation en fluide et dʼune quantité de chute de pression sur la zone dʼécoulement restrictive pour fournir au moteur hydraulique (106, 206) une pression dʼentraînement de moteur limitée appropriée pour entraîner le moteur hydraulique (106, 206) à une vitesse de sécurité même lorsque la pompe (102, 102a, 102b) commence à manquer de carburant.
  5. Système hydraulique (130) selon lʼune quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la soupape de commande (114, 214) est prévue pour ne pas fermer complètement la communication fluidique entre lʼorifice dʼalimentation en fluide (138, 238) et lʼorifice de sortie de fluide (140, 240).
  6. Système hydraulique (130) selon lʼune quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la soupape de commande (114, 214) est prévue pour réduire la communication fluidique entre lʼorifice dʼalimentation en fluide (138, 238) et lʼorifice de sortie de fluide (140, 240) à une zone dʼécoulement qui n’est pas en deça de la zone dʼécoulement restrictive.
  7. Système hydraulique (130) selon la revendication 1, dans lequel la soupape de commande (114, 214) inclut une soupape de limiteur d’écoulement (128) positionnée avec le corps de soupape (132, 232) au niveau d’un emplacement le long de lʼorifice dʼalimentation en fluide (138, 238) en amont de lʼalésage de tiroir (136, 236).
  8. Système hydraulique (130) selon la revendication 1, dans lequel le corps de soupape (132, 232) définit un orifice de commande de moteur (272) pour fournir une pression à un piston de commande (184) pour déplacer un plateau cyclique (124, 224) pour réduire la cylindrée du moteur hydraulique (106, 206), dans lequel lorsque la pression de sortie de la pompe (102, 102a, 102b) dépasse la pression de fonctionnement normale, le piston de pression de sortie (150, 250) déplace le tiroir (134, 234) de la soupape (114, 214) dans la première direction vers une position où l’orifice de commande de moteur (272) est en communication fluidique avec l’orifice d’alimentation de fluide (138, 238).
  9. Système hydraulique (130) selon la revendication 1, dans lequel le moteur hydraulique (106, 206) inclut un plateau cyclique (124, 224) pour faire varier le déplacement du moteur hydraulique (106, 206), et dans lequel lorsque la pression de sortie de la pompe (102, 102a, 102b) dépasse la pression de fonctionnement normale le piston de pression de sortie (150, 250) déplace le tiroir (134, 234) de la soupape (114, 214) dans la première direction vers une position où le tiroir (134, 234) est couplé de manière fonctionnelle au plateau cyclique (124, 224) de telle sorte que le mouvement du tiroir (134, 234) dans la première direction entraîne mécaniquement le mouvement du plateau cyclique (124, 224) pour réduire en cylindrée le moteur hydraulique (106, 206).
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