FR2476768A1 - Stress reduced oleo-pneumatic pressure accumulator - has diaphragm gripped between two half shells clamped together by internally threaded outer sleeve - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un accumulateur oléo-pneumatique constitué d'une enceinte et d'un séparateur gaz-fluide. L'enceinte est en général une enveloppe métallique. Le séparateur peut être réalisé par une membrane souple. The present invention relates to an oleo-pneumatic accumulator consisting of an enclosure and a gas-fluid separator. The enclosure is generally a metallic envelope. The separator can be produced by a flexible membrane.
I1 s'avère que les accumulateurs, lorsqu'ils travaillent à des pressions élevées et à des cycles de mise en pression et hors pression très fréquemment répétés, se détériorent rapidement par suite de la fatigue du métal. Dans le cas d'enceintes constituées de deux parties vissées l'une dans l'autre, c'est au fond des filets que naît la fatigue. Elle se caractérise par une crique provoquant la rupture de l'enceinte. It turns out that the accumulators, when they work at high pressures and very frequently repeated pressurization and depressurization cycles, deteriorate rapidly due to the fatigue of the metal. In the case of speakers made up of two parts screwed one inside the other, it is at the bottom of the threads that fatigue is born. It is characterized by a crack causing the rupture of the enclosure.
La présente invention a pour objet de transformer les principales sollicitations dynamiques de l'enceinte : fatigue do métal, en sollicitation statique : suppression de la fatigue. The object of the present invention is to transform the main dynamic stresses of the enclosure: metal fatigue, into static stress: elimination of fatigue.
Dans le cas d'un accumulateur dont l'enceinte est constituée de deux pièces, le procédé de fabrication selon la présente invention consiste à soumettre la liaison des deux pièces à une précontrainte qui est supérieure à l'effort maximum que doit subir ladite liaison lorsque ledit accumulateur est soumis à sa pression maximale d'essai. In the case of an accumulator whose enclosure consists of two parts, the manufacturing method according to the present invention consists in subjecting the connection of the two parts to a prestress which is greater than the maximum force that said connection must undergo when said accumulator is subjected to its maximum test pressure.
Selon un premier mode de mise en oeuvre de ce procédé, les deux pièces sont assemblées l'une à l'autre par une ceinture extérieure mise préalablement en tension. According to a first embodiment of this method, the two parts are assembled to one another by an external belt previously tensioned.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de ce procédé, les deux pièces sont munies chacune d'une jupe, ces deux jupes servant à leur assemblage s'emboîtant l'une dans l'autre, l'une des deux jupes étant mise en tension préalablement à leur assemblage. According to a second embodiment of this method, the two parts are each provided with a skirt, these two skirts used for their assembly fitting into one another, one of the two skirts being put in tension prior to their assembly.
A titre d'exemple non limitatif et afin de faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés
Figure 1, une vue schématique en coupe illustrant un premier mode de mise en oeuvre du procédé.By way of nonlimiting example and in order to facilitate the understanding of the invention, there is shown in the accompanying drawings
Figure 1, a schematic sectional view illustrating a first mode of implementation of the method.
Figure 2, une vue schématique en coupe, illustrant une variante de la figure 1. Figure 2, a schematic sectional view, illustrating a variant of Figure 1.
Figure 3, une vue schématique en coupe illustrant un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé. Figure 3, a schematic sectional view illustrating a second embodiment of the method.
En se reportant à la figure 1, on voit que l'accumu lateur est constitué, comme cela est connu, par deux coquilles 1 et 2 qui, lorsqu'elles sont assemblées l'une à l'autre, définissent un volume intérieur qui est divisé en deux compartiments 3 et 4, séparés par une membrane souple 5. La coquille 1 est fermée par un bouchon 6 et la coquille 2 est reliée à une canalisation hydraulique 7. Par l'intermédiaire du bouchon 6, le volume 3 est rempli d'un gaz sous pression; le volume 4 reçoit le liquide hydraulique provenant de la canalisation 7. Referring to FIG. 1, it can be seen that the accumulator consists, as is known, of two shells 1 and 2 which, when assembled together, define an interior volume which is divided into two compartments 3 and 4, separated by a flexible membrane 5. The shell 1 is closed by a plug 6 and the shell 2 is connected to a hydraulic pipe 7. By means of the plug 6, the volume 3 is filled with 'a gas under pressure; volume 4 receives hydraulic fluid from line 7.
La membrane souple 5 est munie à son rebord d'un talon Sa qui en assure la fixation par pinçage entre les deux coquilles 1 et 2.The flexible membrane 5 is provided at its edge with a heel Sa which secures it by pinching between the two shells 1 and 2.
Dans les dispositifs connus, les deux coquilles i et 2 sont vissées l'une sur l'autre. Cependant, il s'avère que lorsque de tels accumulateurs sont soumis à des pressions élevées et fortement alternées, il apparaît assez rapidement des criques dans le métal au niveau des fonds de filet des filetages, ce qui peut entraîner des ruptures de la liaison entre les deux coquilles. In known devices, the two shells i and 2 are screwed one on the other. However, it turns out that when such accumulators are subjected to high and strongly alternating pressures, cracks in the metal appear fairly quickly at the level of the thread bottom of the threads, which can lead to breaks in the connection between the two shells.
Lorsque l'on passe de tels accumulateurs sur des bancs d'essais de fatigue où ils sont soumis à des pressions alternées entre la pression atmosphérique et leur pression maximale de service, on voit apparaître, et pour un cyclage court, de l'ordre de quelques centaines de milliers de cycles, des criques qui conduisent très rapidement à la rupture de l'accumulateur. When passing such accumulators on fatigue test benches where they are subjected to alternating pressures between atmospheric pressure and their maximum working pressure, we see appear, and for a short cycling, of the order of a few hundred thousand cycles, cracks which very quickly lead to the rupture of the accumulator.
Afin d'éviter l'apparition de ces criques, les deux coquilles 1 et 2 sont, selon le procédé objet de la présente invention, assemblées avec une précontrainte. In order to avoid the appearance of these cracks, the two shells 1 and 2 are, according to the process which is the subject of the present invention, assembled with a prestress.
Dans l'exemple représenté à la figure 1, les deux coquilles 1 et 2 ne sont pas assemblées par vissage direct de l'une sur l'autre, mais par l'intermédiaire d'une ceinture 8, qui est soumise, avant l'assemblage, à une tension d'élongation d'une force supérieure à la force engendrée par la mise en pression de l'accumulateur supérieure à celle de sa pression maxima d'utilisation. In the example shown in Figure 1, the two shells 1 and 2 are not assembled by direct screwing of one on the other, but by means of a belt 8, which is subjected, before the assembly, at an elongation tension of a force greater than the force generated by the pressurization of the accumulator greater than that of its maximum operating pressure.
La ceinture 8 comporte un filetage 8a, destiné à recevoir le filetage la de la coquille 1 et un filetage 8b, destiné à recevoir le filetage 2a de la coquille 2. The belt 8 comprises a thread 8a, intended to receive the thread 1a of the shell 1 and a thread 8b, intended to receive the thread 2a of the shell 2.
La ceinture 8 comporte, en outre, un épaulement extérieur 9 et une gorge 10, dans laquelle est engagée une bague 11. Entre les deux butées constituées par l'épaulement 9 et la bague 11 sont disposés les deux éléments d'un vérin hydraulique constitués par le corps du vérin proprement dit 12, qui prend appui contre la bague 11 et un piston annulaire 13, qui prend appui contre l'épaulement 9, les pièces 12 et 13 étant concentriques à la ceinture 8. The belt 8 also comprises an external shoulder 9 and a groove 10 in which a ring 11 is engaged. Between the two stops constituted by the shoulder 9 and the ring 11 are arranged the two elements of a hydraulic cylinder constituted by the body of the actual cylinder 12, which bears against the ring 11 and an annular piston 13, which bears against the shoulder 9, the parts 12 and 13 being concentric with the belt 8.
Pour monter l'accumulateur, on met d'abord en place le piston annulaire 13 autour de la ceinture 8, puis le corps de vérin 12 et ensuite la bague 11. Du liquide hydraulique sous pression est ensuite introduit entre le corps de vérin 12 et le piston 13, par l'orifice 14, de sorte que la ceinture est soumise à un effort tendant à l'allonger longitudinalement dans les directions opposées F1 et F2. To mount the accumulator, first place the annular piston 13 around the belt 8, then the cylinder body 12 and then the ring 11. Hydraulic fluid under pressure is then introduced between the cylinder body 12 and the piston 13, through the orifice 14, so that the belt is subjected to a force tending to lengthen it longitudinally in the opposite directions F1 and F2.
La coquille inférieure 2 est alors mise en~place par vissage de son filetage 2a sur le filetage interne 8b de la ceinture 8; la membrane 5 est mise en place; et la coquille 1 est vissée par son filetage la sur l'autre filetage interne 8o de la ceinture 8, jusqu'à ce que les deux coquilles 1 et 2 viennent en contact serré l'une contre l'autre. La pression hydraulique alimentée en 14 est alors annulée, la bague 11 est retirée, puis le corps du vérin 12 et le piston 13. The lower shell 2 is then put in place by screwing its thread 2a onto the internal thread 8b of the belt 8; the membrane 5 is put in place; and the shell 1 is screwed by its thread la onto the other internal thread 8o of the belt 8, until the two shells 1 and 2 come into tight contact one against the other. The hydraulic pressure supplied to 14 is then canceled, the ring 11 is removed, then the cylinder body 12 and the piston 13.
Par son élasticité propre, la ceinture 8 presse l'une contre l'autre-les deux coquilles 1 et 2, la ceinture 8 constituant une fixation avec précontrainte. By its own elasticity, the belt 8 presses one against the other - the two shells 1 and 2, the belt 8 constituting a fastening with preload.
Dans la variante représentée à la figure 2 (seule la moitié de l'accumulateur étant figurée) les positions respectives de l'épaulement 9 et de la gorge 10, destinée à recevoir la bague 11, ont été inversées, mais leur r81e est identique. In the variant shown in Figure 2 (only half of the accumulator being shown) the respective positions of the shoulder 9 and the groove 10, intended to receive the ring 11, have been reversed, but their r81e is identical.
Seule la coquille 2 est vissée sur la ceinture 8, la coquille 1 étant simplement maintenue par un épaulement 15 venant en butée contre un épaulement correspondant 16, ménagé à l'intérieur de la ceinture 8, à la place du filetage la.Only the shell 2 is screwed onto the belt 8, the shell 1 being simply held by a shoulder 15 abutting against a corresponding shoulder 16, formed inside the belt 8, in place of the thread la.
Dans ce cas, la ceinture 8 est mise préalablement en tension, au moyen du meme vérin 12-13 (non représenté) que celui utilisé pour le dispositif de la figure 1; puis la coquille 1 est introduite par le bas dans la ceinture 8, jusqu'à ce que les épaulements 15 et 16 soient en contact; la membrane 5 est mise en place; puis la coquille 2 est vissée par son filetage 2a sur le filetage 8b de la ceinture jusqu'à serrage de la coquille 2 contre la coquille 1; la pression est alors relachée dans le vérin 12-13 et celui-ci est démonté comme précédemment. In this case, the belt 8 is tensioned beforehand, by means of the same jack 12-13 (not shown) as that used for the device of FIG. 1; then the shell 1 is introduced from below into the belt 8, until the shoulders 15 and 16 are in contact; the membrane 5 is put in place; then the shell 2 is screwed by its thread 2a onto the thread 8b of the belt until the shell 2 is tightened against the shell 1; the pressure is then released in the cylinder 12-13 and the latter is disassembled as before.
Dans les deux cas, les deux coquilles 1 et 2 sont maintenues fortement pressées l'une contre l'autre, par la précontrainte créée dans la ceinture 8. In both cases, the two shells 1 and 2 are kept strongly pressed against each other, by the prestress created in the belt 8.
De préférence, la force d'extension préalable à laquelle est soumise la ceinture 8 est déterminée de façon à être supérieure à la force d'extension à laquelle elle sera soumise lorsque l'accumulateur sera soumis à la pression maxima d'essai au banc, pression qui est elle-même supérieure à la pression maxima d'utilisation de l'accumulateur. Preferably, the prior extension force to which the belt 8 is subjected is determined so as to be greater than the extension force to which it will be subjected when the accumulator is subjected to the maximum bench test pressure, pressure which is itself higher than the maximum pressure of use of the accumulator.
Dans l'exemple représenté à la figure 3, la ceinture 8 fait partie intégrante d'une des coquilles, de la coquille 1 dans le cas représenté. In the example shown in Figure 3, the belt 8 is an integral part of one of the shells, of the shell 1 in the case shown.
Dans cet exemple, la coquille 1 est munie à sa base d'une jupe 17, qui a une longueur sensiblement égale à celle de la ceinture 8 des figures 1 et 2. Cette jupe 17 est munie à sa base d'un filetage interne 17a. A son extrémité supérieure, la jupe 17 comporte un épaulement interne 19, muni d'une gorge destinée à recevoir le talon Sa de la membrane 5. De façon analogue, la coquille 2 est munie d'une jupe 18 ayant pratiquement la même longueur que la jupe 17, mais étant d'un diamètre inférieur, de façon à venir s'emboîter à l'intérieur de ladite jupe 17. A sa partie inférieure, la jupe 18 comporte un filetage 18a, destiné à venir se visser sur le filetage 17a et à sa partie supérieure un méplat 20, destiné à venir buter contre l'épaulement 19 et comportant également une gorge pour recevoir le talon 5a de la membrane 5. In this example, the shell 1 is provided at its base with a skirt 17, which has a length substantially equal to that of the belt 8 in Figures 1 and 2. This skirt 17 is provided at its base with an internal thread 17a . At its upper end, the skirt 17 has an internal shoulder 19, provided with a groove intended to receive the heel Sa of the membrane 5. Similarly, the shell 2 is provided with a skirt 18 having practically the same length as the skirt 17, but being of a smaller diameter, so as to fit into the interior of said skirt 17. At its lower part, the skirt 18 has a thread 18a, intended to be screwed onto the thread 17a and at its upper part a flat 20, intended to abut against the shoulder 19 and also comprising a groove for receiving the heel 5a of the membrane 5.
La jupe 17 est munie, comme la ceinture 8, d'un épaulement 9 et d'une gorge 10, destinée à recevoir la bague 11, de sorte que le vérin 12-13 (non représenté) puisse être mis en place autour de la jupe 17, comme il est mis en place autour de la ceinture 8. The skirt 17 is provided, like the belt 8, with a shoulder 9 and a groove 10, intended to receive the ring 11, so that the jack 12-13 (not shown) can be put in place around the skirt 17, as it is placed around the belt 8.
La jupe 17 est mise préalablement en tension par le vérin 12-13, de façon analogue à ce qui a été décrit précédem ment pour les figures I et 2, puis la coquille 2 est vissée sur la coquille 1 (avec interposition de la membrane 5) jusqu'à serrage dur de l'une sur l'autre; puis la pression dans le vérin 12-13 est relachée et celui-ci est démonté. The skirt 17 is tensioned beforehand by the jack 12-13, in a manner analogous to what has been described previously for FIGS. I and 2, then the shell 2 is screwed onto the shell 1 (with interposition of the membrane 5 ) until hard tightening of one on the other; then the pressure in the cylinder 12-13 is released and the latter is disassembled.
Les deux coquilles sont alors maintenues fortement pressées l'une contre l'autre, par la précontrainte créée dans la jupe 17. The two shells are then kept strongly pressed against each other, by the prestress created in the skirt 17.
Par ce procédé, un accumulateur ayant même capacité qu'un accumulateur usuel et soumis à la même pression d'épreuve a subi, sans apparition de criques, 5 millions de cycles à la pression d'épreuve, alors que l'accumulateur usuel comportait des criques après seulement 150 000 cycles. By this method, an accumulator having the same capacity as a usual accumulator and subjected to the same test pressure underwent, without appearance of cracks, 5 million cycles at the test pressure, while the usual accumulator included cracks after only 150,000 cycles.
Il est bien évident que la longueur de l'élément mis en tension préalablement à l'assemblage (que ce soit la ceinture 8 ou la jupe 17) ainsi que son épaisseur sont déterminées en fonction de l'intensité de l'effort de précontrainte que l'on veut obtenir. It is obvious that the length of the element tensioned before assembly (whether the belt 8 or the skirt 17) and its thickness are determined according to the intensity of the prestressing force that we want to get.
Il est également évident que l'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation du vérin 12-13 assurant la mise en tension préalable de la ceinture 8 ou de la jupe 17. It is also obvious that the invention is not limited to the particular embodiment of the jack 12-13 ensuring the prior tensioning of the belt 8 or of the skirt 17.
L'invention vise également, à titre de produits nouveaux, les accumulateurs ainsi assemblés avec précontrainte. The invention also relates, as new products, to the accumulators thus assembled with prestressing.
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| CN102094872B (en) * | 2009-12-04 | 2015-11-25 | 奥莱亚尔实业公司 | For testing the testing apparatus of flexible separator |
Also Published As
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|---|---|
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| JPS56153101A (en) | 1981-11-27 |
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