FR2550830A1 - Remote electrical and independent control of hydraulic systems in an explosive atmosphere - Google Patents
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
Description
Les techniques hydrauliques permettent, en plus des possibilités de transformer, de transporter et d'utiliser l'énergie néccessaire on des points ponctuels des machines, d'effectuer la commande distante, de maitriser et de contrôler le comportement des récepteurs concernés, des vérins hydrauliques, en cendrant des mouvements liné@ires, ou des moteurs hydrauli- ques, engendrant des mouvements rotatifs, par éxemple. Hydraulic techniques make it possible, in addition to the possibilities of transforming, transporting and using the necessary energy at specific points of the machines, to carry out the remote control, to master and control the behavior of the receivers concerned, hydraulic cylinders , by ashing linear movements, or hydraulic motors, generating rotary movements, for example.
La commande distants de récepteurs hydrauliques fait appel suivant les besoins et les possibilités techniques à différente types de transmission et à différentes catégories d'énergie, par éxemple; transmission distante utilisant le fluide hydraulique du système comme fluide pilote opérant de petits vérin ou de petits moteurs hydrauliques; transmission distante ayant recours à un circuit annexe faisant appel à de l'air comprime opérant des composants pilotes de technique pneumatique, dans des conditions voisines de la formule fai- sant appel au Fluide hydraulique du système; transmission distante faisant appel à l'énergie électrique, activant des solenoïdes, de technique tout ou rien, operant directement les clapets ou le tiroir du composant hydraulique des étages pilote ou puissance du système, ou de technique proportionnelle, opérant en ce cas les composants hydrauliques suivant les lois régissant l'étage commanda électrique. The remote control of hydraulic receivers calls upon different needs and technical possibilities to different types of transmission and different categories of energy, for example; remote transmission using the hydraulic fluid of the system as pilot fluid operating small cylinders or small hydraulic motors; remote transmission using an auxiliary circuit using compressed air operating pilot components of pneumatic technique, under conditions similar to the formula using the hydraulic fluid of the system; remote transmission using electrical energy, activating solenoids, all or nothing technique, directly operating the valves or the drawer of the hydraulic component of the pilot stages or power of the system, or proportional technique, operating in this case the hydraulic components according to the laws governing the electric controlled floor.
Certaines exploitations ne peuvent pas s'accommoder d'é@ quipemants utilisant cas techniques et ne peuvent, on consé- quence, ne par permettre l'utilisation de composants stan- dard, largement diffusés, mais présentant des inconvénients et même des impossibilités fondamentales, soit, par exemple, pour des raisons de distance, d'encombrement, de vulnérabili- ou même de géométris et de forme des mouvements concernés, dans la cas de commande distante utilisant les fluides hydrauliques ou pneumatique comme moyen de transmission; soit pour des raisons de sécurité, là ou la commande distante fait appel à l'énergie électrique pour assurer la transmission des ordres et opérer les composants hydrauliques du système, dans le cas ou la technique et la réalisation de l'équipement ne répondant pas aux normas imposées sur les sites d'exploitation de la machine concernée, en atmosphère explosible, en mine grisouteuse ou dans les industries du pétrole, en rafinerie, sur des plats-forme ou sur des tankers, par éxemple. Some operations cannot accommodate equipment using technical cases and therefore cannot allow the use of standard components, widely distributed, but having drawbacks and even fundamental impossibilities, or, for example, for reasons of distance, size, vulnerability or even geometry and shape of the movements concerned, in the case of remote control using hydraulic or pneumatic fluids as a means of transmission; either for safety reasons, where the remote control uses electrical energy to ensure the transmission of orders and operate the hydraulic components of the system, in the case where the technique and the production of the equipment does not meet the norms imposed on the operating sites of the machine concerned, in explosive atmospheres, in gassy mines or in the petroleum industries, in refineries, on platforms or on tankers, for example.
La présente invention concerne la commande électrique distante et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosiblo, utilisant pour les étages génération, connexion et transformation de l'ordre, l'énergie électrique, dans le cadre des techniques dites de sécurité intrinsèque et répondant aux normes imposées par les organismes de classification et donnant lieu à agrément, conformément à cas normes; pour mé- moire :Normes UTE-NF-C 23.514, Règles générales et UTE-NF
C 23.520, Sécurité Intrinsèque "I", la citation de ces normes n'ayant pas de caractère limitatif, en ce qui concerne l'invention; le présent texte n'ayant pas pour objet de situer les limites des demandes et des agréments s'y rapportant.The present invention relates to the remote and autonomous electrical control of hydraulic systems in an explosiblo atmosphere, using for the stages generation, connection and transformation of the order, electrical energy, within the framework of the techniques known as intrinsic safety and meeting the imposed standards. by classification bodies and giving rise to approval, in accordance with standard cases; for memory: Standards UTE-NF-C 23.514, General rules and UTE-NF
C 23.520, Intrinsic Security "I", the citation of these standards not having a limiting nature, as regards the invention; the present text is not intended to set the limits of requests and approvals relating thereto.
En plus du caractère prioritaire des paramètres sécurité et respect des normes, les idées directrices principales sui @@antes ont présidé à l'étude préalable de la commande électrique distante et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosible, objet de la présente invention. In addition to the priority nature of the safety parameters and compliance with standards, the main guiding ideas sui @@ antes presided over the prior study of the remote and autonomous electrical control of hydraulic systems in explosive atmospheres, object of the present invention.
Créer des ansembles ayant un caractère autonome, en ce qui concerne notamment les étages génération et poste de commande électrique, seule formule permettant d'assurer la maî- trise de la source d'énergie et de son utilisation, dans le cadre des normes de sécurité, et évitant an plus de faire "courir" des câbles électriques sur de grandes distances, dans des zones impossible à survailler et à garantir, en mine, dans des tailles à soutènements marchants, par éxemple. Create assemblies with an autonomous character, particularly with regard to the generation stages and the electrical control station, the only formula that ensures control of the energy source and its use, within the framework of safety standards , and moreover avoiding making "run" electric cables over great distances, in areas impossible to oversteer and to guarantee, in mines, in sizes with walking supports, for example.
Le caractère d'autonomie des étages génération et poste de commande électrique peut, suivant le type de machine et le type d'exploitation sur le site, concerner chaque système hydraulique ou concerner une famille de systèmes hydrauliques se rapportant à une môme machine, sur un soutènement marchant utilisé dans une taille, en mine grisouteuse, par éxemple. The autonomy of the generation and electrical control station stages may, depending on the type of machine and the type of operation on site, concern each hydraulic system or concern a family of hydraulic systems relating to the same machine, on a walking support used in a pruning, in gassy mine, for example.
Les étages hydrauliques, pilote et puissance, peuvent normalement faire appel à des contrales hydrauliques collec- tives, seuls les paramètres de fluide, de filtration, de pression et de débit, devant être respectés en fonction des composants utilisés. The hydraulic stages, pilot and power, can normally call on collective hydraulic controls, only the parameters of fluid, filtration, pressure and flow, having to be respected according to the components used.
Eviter de créer un matériel universel, anormalement performant, mais un matériel destiné à résoudre les problèmes ponctuels posés par des machines et des engins destinés à l'industrie, aux mines et à la marine offshore, par éxemple,là ou le besoin est mal ou incomplètement satisfait. Avoid creating a universal material, abnormally efficient, but a material intended to solve the specific problems posed by machines and machines intended for industry, mines and offshore marine, for example, where the need is bad or incompletely satisfied.
Eviter de demander à ce matériel des performances de temps de réponse hors de proportion, avec des fonctions de technique tout ou rien, but de cette invention, dans ses premières applications, les fonctions de techniques proportionnelles et asservies faisant éventuellement l'objet d'étude et de réali- sations ultérieures. Avoid asking this equipment to perform out of proportion response time performance, with all-or-nothing technical functions, the aim of this invention, in its first applications, the proportional and enslaved technical functions possibly being studied and subsequent achievements.
Eviter de créer des composants nouveaux, notamment en ce qui concerne les étages générateurs, poste de commande élec- trique et moteur électrique, récepteur de pilotage du système dont les performances at la fiabilité seraient à démontrer, mais utiliser ou adapter, dans la mesure du possible, des composants connus et diffuses dans l'industrie, la marine et l'aéraunotique, présentant toutes garanties de qualité,de sécurité et de fiabilité, et répondant aux normes régissant l'utilisation dans les milieux d'exploitations envisagées. Avoid creating new components, especially with regard to the generator stages, electric control station and electric motor, system control receiver whose performance and reliability should be demonstrated, but use or adapt, as far as possible. possible, known and diffuse components in industry, marine and aeronautics, presenting all guarantees of quality, safety and reliability, and meeting the standards governing the use in the envisaged operating environments.
Cette démarche permet de maîtriser des ensembles homogè- nes, restant acquis, que dans tous les cas, et indépendam- ment des caractéristiques de chaque composant, ehaque fami1le de composants constituant une commande distante électrique et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosible, devra satisfairs auxcontrôles, aux recettes et aux agréments imposés par les normes. This approach makes it possible to master homogeneous assemblies, remaining acquired, that in all cases, and regardless of the characteristics of each component, each family of components constituting an electric and autonomous remote control of hydraulic systems in an explosive atmosphere, must satisfy controls, recipes and approvals imposed by standards.
Cette invention concerne un composent hydraulique à commande distante électrique, désigné sous le vocable commande distante électrique et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosible parmettant, par éxemple, connecté die rectement à un vérin ou à moteur hydraulique, d'assurer le circuits du fluide de travail, flasque ou connecté à un composant hydraulique d'en assurer le pilotage hydraulique, associé à un composant hydraulique, mécanique, pneumatique ou électrique d'en assurer le pilotage, direct ou indirect. This invention relates to a hydraulic component with electric remote control, designated by the term electric and autonomous remote control of hydraulic systems in explosive atmosphere allowing, for example, connected directly to a cylinder or to a hydraulic motor, to ensure the circuits of the fluid of work, flange or connected to a hydraulic component to ensure its hydraulic control, associated with a hydraulic, mechanical, pneumatic or electric component to ensure its control, direct or indirect.
A titre d'éxemple, pour simplifier les textes et les planches imageant la commande distants électrique et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosible, objet de la présente invention, nous ne retiendrons qu'un type de réslisation portant sur la commande Electro-Hydraulique d'un v*- rin de soutênement marchant utilisé en mina, application correspondant parfaitement aux impératifs de sécurité et aux normes d'agrément, entrant dans la catégorie Sécurité Intrin sèque, norme NF-C- 23.520. By way of example, to simplify the texts and the plates imagining the remote electric and autonomous control of hydraulic systems in explosive atmosphere, object of the present invention, we will retain only one type of resolution relating to the Electro-Hydraulic control of 'a walking retaining rinse * used in mina, application corresponding perfectly to safety requirements and accreditation standards, falling into the Intrinsic Safety category, standard NF-C- 23.520.
La figure 1, présentée sous forme d'un synoptique, image .un type de chaîne de commande distante. Figure 1, presented in the form of a block diagram, image. A type of remote control chain.
La figure 2, image, à titre d'éxemple, un type de distributeur de technique à tiroir, cumulé avec un clapet de non retour piloté. Figure 2, image, by way of example, a type of drawer technique distributor, accumulated with a piloted check valve.
La figura 3, associée à la figure 2, permet d'analyser les circuits hydrauliques du distributeur. FIG. 3, associated with FIG. 2, makes it possible to analyze the hydraulic circuits of the distributor.
La figure 4, représente le schéma hydraulique d'un composant groupant les sous ensembles décrits par les figures précédente. FIG. 4 represents the hydraulic diagram of a component grouping the subassemblies described by the preceding figures.
La figure 5, reprand la représentation schématique de la figure 4, simplifiée en vue d'être incorporée à un schéma général. Figure 5, with the schematic representation of Figure 4, simplified to be incorporated into a general diagram.
La figure 6, présente un schéma type comportant des cammandes distantes, appliquées à un soutènement marchant utilisé en mine grisoueuse. Figure 6, presents a typical diagram comprising distant cammands, applied to a walking support used in gray mine.
La figure 1, image, à titre d'éxemple, sous forme d'un synoptique, un type de channe de commande électrique distante et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosible.FIG. 1, image, by way of example, in the form of a block diagram, a type of remote and autonomous electrical control chain of hydraulic systems in an explosive atmosphere.
Un ensemble autonome, suivant la chaîne imagée par la fi gura 1, est composée des sous ensembles principaux suivants:
Un étage générateur [1], un étage actionneur [2], une connexion électrique [3], entre le générateur [1] et l'action neur [2], un étage hydraulique de distribution de pilotage ou de puissance [4], assurant, suivant le type de schéma retanu, l'alimentation en fluide hydraulique du récepteur.An autonomous assembly, following the chain imagined by fi gura 1, is composed of the following main subsets:
A generator stage [1], an actuator stage [2], an electrical connection [3], between the generator [1] and the neur action [2], a hydraulic control or power distribution stage [4], ensuring, according to the type of diagram retained, the supply of hydraulic fluid to the receiver.
Chaque sous ensemble, suivant la figure 1, et toujours, à titre d'éxemple, peut être constitué des composents suivants:
L'étage générateur [1] groupe le générateur de courant électrique C53, de technique accumulateur, par exemple, et le poste électrique de commande et de sécurité [6], comportant, entre autre, las contacteurs de commanda, les valves électriques de sécurité et de détection de fonction et de défaut, le système de désacouplement en vue du remplacement sur le site de l'étage générateur, pour recharge ou révision, l'étage générateur [1] considéré comme l'un des éléments déterminant de la notion sécurité, devant répondre, dans tous les cas et quelque soit la variante de schéma adoptée, aux normes et aux recettes d'agrément régissant la sécurité en atmosphère explo Bible,
L'étage actionneur [2] est constitué de composants destinés à transformer le mouvement de rotation du moteur électrique [7] dans las sans + et - en un déplacement de forme lineaire de commande de l'étage hydraulique.Each subset, according to FIG. 1, and still, by way of example, can be made up of the following components:
The generator stage [1] groups the electric current generator C53, of accumulator technique, for example, and the electrical command and safety station [6], comprising, inter alia, the command contactors, the electrical safety valves and function and fault detection, the decoupling system for the replacement on the site of the generator stage, for recharging or overhaul, the generator stage [1] considered as one of the determining elements of the safety concept , having to respond, in all cases and whatever the variant of the scheme adopted, to the standards and approval recipes governing safety in a explo Bible atmosphere,
The actuator stage [2] is made up of components intended to transform the rotational movement of the electric motor [7] in las sans + and - into a linear control movement of the hydraulic stage.
Le moteur électrique [7] est, commende depuis le poste de commande et de sécurité [6], entraîne, en rotation le réducteur de synthèse C8) par le jeu de l'accouplement (9); dans cas conditions, an fonction du choix du réducteur de synthèse [8] le Transformateur mécanique [10] de technique vis-noix, par exemple, transforme, d'une part, le mouvement rotatif de sortie du réducteur de synthèse [8] en un mouvement de déplacement linéaire; d'autre part ajuste, suivant les caractéristiques du système réducteur de synthèse [8] et du transformateur mécanique [10] les paramètres temps et effort aux caractéristiques nécessités par l'étage hydraulique de pilotage ou de puiseance [4]. The electric motor [7] is, controlled from the control and safety station [6], drives, in rotation the reduction gear C8) by the play of the coupling (9); in case conditions, depending on the choice of synthesis reducer [8] the Mechanical transformer [10] of screw-nut technique, for example, transforms, on the one hand, the rotary movement of output of the synthesis reducer [8] into a linear movement movement; on the other hand adjusts, according to the characteristics of the synthesis reduction system [8] and the mechanical transformer [10], the time and effort parameters to the characteristics required by the hydraulic control or power stage [4].
Comme l'étage générateur [1], le moteur électrique [7] doit répondre aux normes et aux recettes d'agrément régis sant la sécurité en atmosphère explosible. Like the generator stage [1], the electric motor [7] must meet the standards and approval recipes governing safety in potentially explosive atmospheres.
La connexion électrique [3], assure les liaisons électriques entre le générateur [1] et l'actionneur [2], cette con nex@on assure les commandes transmises par le poste électri- que de commande et de sécurité [6] et en retour, les contrôles concernant l'opération en cours et les informations rela tires à la sécurité. The electrical connection [3] provides the electrical connections between the generator [1] and the actuator [2], this connection provides the commands transmitted by the electrical control and safety station [6] and return, checks on the operation in progress and safety-related information.
Comme les étages générateur [1] et le moteur électrique [7] de l'étage actionneur [2], cette connexion doit répondre aux normes et aux recettes d'agrément régissant la sécurité en atmosphère explosible. Like the generator stages [1] and the electric motor [7] of the actuator stage [2], this connection must meet the standards and approval recipes governing safety in potentially explosive atmospheres.
Un étage générateur (1) peut, suivant le type de schéma hydro-électrique et suivant la machine à opérer, assurer les fonctions d'un soul ou de plusieurs actionneurs. A generator stage (1) can, depending on the type of hydroelectric scheme and according to the operating machine, provide the functions of a soul or of several actuators.
étage hydraulique de distribution de pilotage ou de puissance [4], est représentée à titre d'éxemple, par la fi gure 1, sous la forme schématique d'un distributeur de tech- nique à tiroir [11] type à 3 voies, ce distributeur peut être indifféremment de technique à tiroir, tout ou rien ou propor tionnel, à clapet, à glace à commande linéaire ou rotative ou meme mixte. hydraulic control or power distribution stage [4], is shown by way of example, in FIG. 1, in the schematic form of a 3-way type slide valve distributor [11], this distributor can be indifferently all-or-nothing or proportional, drawer, flap, linear or rotary or even mixed ice dispenser technique.
Dans tous les cas, l'actionneur [2] doit être, par construction, adapté à la technique de distribution considérés, an ce qui concerne notamment les paramètres base de temps, valeur de l'effort mécanique de commande et forme de la commande linéaire, suivant l'éxemple cité, rotative, ou de tech niquo à cames, par éxemple. In all cases, the actuator [2] must, by construction, be adapted to the distribution technique considered, in particular with regard to the time base parameters, value of the mechanical control force and form of the linear control. , according to the example cited, rotary, or of tech niquo with cams, for example.
Pour complèter ce synoptique, trois éxemples de commande du récepteur, le vérin simple effet [12], suivant la figure 1 ont été imagée; commande directe, le distributeur hydraulique [4]assure directement les fonctions du vérin [12]; commande étagée en ayant recours à un distributeur hydraulique de r.- lais [13], piloté hydrauliquement par le distributeur pilots [4], assure les fonctions du vérin hydraulique 12, dans ler cas de débit ou de pression incompatibles avec l'étage hy hydraulique pilote [4], associé à l'actionneur [2]; ou bien encore, le distributeur hydraulique de relai est remplacé par un clapet de non retour piloté hydrauliquement [14] notamment dans les cas ou l'étanchéité absolue du circuit du vérin [12] est exigée. To complete this overview, three examples of receiver control, the single-acting cylinder [12], according to FIG. 1 have been imagined; direct control, the hydraulic distributor [4] directly performs the functions of the jack [12]; stepped control by using a hydraulic distributor of lais [13], hydraulically controlled by the pilot distributor [4], ensures the functions of the hydraulic cylinder 12, in the event of flow or pressure incompatible with the hy stage pilot hydraulics [4], associated with the actuator [2]; or alternatively, the hydraulic relay distributor is replaced by a hydraulically controlled non-return valve [14] especially in cases where absolute sealing of the cylinder circuit [12] is required.
Afin de faciliter l'étudie et l'analyse des circuits hydrauliques les orifices de distribution ont été repérés; orifice P,connecté au circuit général, fluide sous pression; orifice R, connecté au circuit retour général, fluide sens pression; orifice a, connecté au circuit fonction, orifice b, alimentation en fluide du vérin 12. In order to facilitate the study and analysis of the hydraulic circuits, the distribution orifices have been identified; port P, connected to the general circuit, fluid under pressure; orifice R, connected to the general return circuit, pressure sense fluid; port a, connected to the function circuit, port b, fluid supply to jack 12.
La figure Z, représentée pour mémoire, fait appel à des éléments classiques utilisés dans la construction des composants de distribution hydraulique de fluide sous pression, destinés à assurer les fonctions de récepteurs, de technique vérins ou moteurs hydrauliques, ou le pilotage d'étages hydrauliques relais, par éxemple. Figure Z, shown for the record, uses conventional elements used in the construction of components for the hydraulic distribution of pressurized fluid, intended to perform the functions of receivers, of actuators or hydraulic motors technique, or the control of hydraulic stages relay, for example.
A titre d'éxemple le distributeur hydraulique [11] représenté par la figure 2; destiné, dans son principe, à l'équipement de soutènements marchents de mine permet de satisfai re aux caractéristiques de telles machines, fluide de sécu- rité de viscosité d Engler, pression de service 300-450 bars, tenue longue durée en étanchéité absolue, 9ans parler des caractéristiques peu lubrifiantes et agressives du fluide et de l'ambiance; fait appel au cumul des techniques de distribu- tion à tiroirs et à clapets de non retour,superposés. By way of example the hydraulic distributor [11] represented by FIG. 2; intended, in principle, for the equipment of mine mine retaining supports satisfies the characteristics of such machines, safety fluid of Engler viscosity, operating pressure 300-450 bars, long-lasting resistance to absolute tightness, 9years talk about the low lubrication and aggressive characteristics of the fluid and the atmosphere; uses the combination of stacked drawers and non-return valves.
De plus, pour éxemple et information, il doit être précisé que le choix des matériaux, et des jeux fonctionnels doit satisfaire à des rendements très élevés, en regard des facteurs puissance permis, dans le cadre des normes imposées. In addition, for example and information, it should be specified that the choice of materials, and functional clearances must satisfy very high yields, compared with the power factors allowed, within the framework of the standards imposed.
La figura 2, image, à titre d'éxemple, un distributeur hydraulique [11], éventuellement utilisable pour la commande hydraulique de soutènements marchants de mine, associé à l'étage actionneur C2J, décrit figure 1. FIG. 2, image, by way of example, a hydraulic distributor [11], possibly usable for the hydraulic control of mine walking supports, associated with the actuator stage C2J, described in FIG. 1.
Le distributeur hydraulique [11] décrit à titre d'éxemple présente les caractéristiques de construction et de service suivantes. The hydraulic distributor [11] described by way of example has the following construction and service characteristics.
Un corps [15], comportant les alésages, les chambres, les alvéoles et les canaux de distribution nécessaires, permet le déplacement d'un tiroir de distribution [16] équipé en son extrémité d'un clapet de non retour [17]. A body [15], comprising the bores, the chambers, the cells and the necessary distribution channels, allows the displacement of a distribution drawer [16] equipped at its end with a non-return valve [17].
La corps [15] comports des chambres d'équilibrage, compensées an effort résultant, en fonction des sections des tiges sortantes, à l'air libre [18]et [19]. The body [15] includes balancing chambers, compensated by the resulting effort, depending on the sections of the outgoing rods, in the open air [18] and [19].
L'orifice [20], repéré P, est reccordé au réceau général, sous pression; l'orifice [21], repéré, a, est reccordé au circuit fonction, pilotage, d'un distributeur de puissence à pilotage hydraulique [13] d'un clapet de non retour à pilotage hydraulique [14] assurant les fonctions d'un vérin hydraulique [12], ou bien directement au vérin hydraulique [12], suivant les trois cas traités à titre d'éxemple par la figure 1; l'orifice [22], repéré R, est raccordé au retour général du réseau. The orifice [20], marked P, is re-attached to the general grid, under pressure; the orifice [21], identified, a, is reconnected to the function, piloting circuit, of a power distributor with hydraulic piloting [13] of a non-return valve with hydraulic piloting [14] ensuring the functions of a hydraulic cylinder [12], or directly to the hydraulic cylinder [12], according to the three cases treated by way of example in FIG. 1; the orifice [22], marked R, is connected to the general return of the network.
Le chenal [23], entre la chambre [24] et la chambre [25] assure l'équilibrage hydraulique du tiroir [16], indépendamment de sa position et de sa fonction. The channel [23], between the chamber [24] and the chamber [25] ensures the hydraulic balancing of the drawer [16], regardless of its position and its function.
Le chenal [26] permet suivant la position du tiroir, de canaliser le fluide sous pression orifice C20) vers l'orifice de distribution [21]. The channel [26] allows, depending on the position of the slide, to channel the fluid under pressure orifice C20) towards the distribution orifice [21].
La chape [27], assure l'attelage du distributeur hydraulique [11] à l'actionneur [2]. The yoke [27] ensures the coupling of the hydraulic distributor [11] to the actuator [2].
La représentation imagée par la figure 2 concerne un dis tributeur en position, dite neutre, le fluide sous pression arrive par l'orifice [20], repéré P, dans la chambre [24], le clapet de non retour [17] bloqué mécaniquement et confirmé hydrauliquement sur son siège, garanti l'étanchéité et interdit la passage du fluide vars le chenal [26], de plus le tiroir de distribution [16] n'offre pas de possibilité de passage et bloque la gorge [29] confirmant, si nécessaire l'étanchéité du circuit pression d'alimentation, l'orifice [21], repéré a, raccordé au circuit fonction et connecté à l'orifice [22], repéré R, raccordé au circuit retour général, par le jeu de la gorge [28] pratiquée dans le tiroir [16]; en conclusion la pression d'alimentation est bloquée, le circuit fonction est connecté au circuit retour général, donc sans action. The representation shown in Figure 2 relates to a distributor in position, called neutral, the pressurized fluid arrives through the orifice [20], marked P, in the chamber [24], the check valve [17] mechanically blocked and hydraulically confirmed on its seat, guaranteed watertightness and prevents the passage of fluid through the channel [26], moreover the distribution slide [16] does not offer any possibility of passage and blocks the groove [29] confirming, if necessary, the sealing of the supply pressure circuit, the orifice [21], marked a, connected to the function circuit and connected to the orifice [22], marked R, connected to the general return circuit, by the play of the groove [28] in the drawer [16]; in conclusion the supply pressure is blocked, the function circuit is connected to the general return circuit, therefore without action.
@ La figure 3 image le distributeur hydraulique C11) opéré par l'actionneur [2] qui a effectué un effort de traction sur le tiroir [16] par l'intermédiaire de la chape [27] qui lui est attelée. @ Figure 3 image the hydraulic distributor C11) operated by the actuator [2] which has made a tensile force on the slide [16] via the yoke [27] which is coupled to it.
Cette représentation concerne un distributeur en position dite, fonction, l'ensemble du tiroir [16] équipé de son clapet de non retour [17], a été déplacé de n/millimètres, le clapet de non retour [17] n'est plus on appui sur son siège, la gorge [28] du tiroir [16] connecte l'orifice [21], repéré a, à la gorge [29], les circuits suivants sont ainsi établis; l'orifice [20], repéré P, est connecté au@chenal [26] lui mê- me connecté à l'orifice (21) repéré a, raccordé au circuit fonction, le fluide aliments et opere le récopteur [12], soit par l'intermédiaire de l'étage de relais [13] ou [14] ou directement, dans les condition; analysées par la figure t. This representation relates to a distributor in said position, function, the whole of the drawer [16] equipped with its non-return valve [17], has been moved by n / millimeters, the non-return valve [17] is no longer pressing on its seat, the groove [28] of the drawer [16] connects the orifice [21], marked a, at the groove [29], the following circuits are thus established; the orifice [20], marked P, is connected to the @ channel [26] which is itself connected to the orifice (21) marked a, connected to the function circuit, the feed fluid and operates the recoptor [12], ie via the relay stage [13] or [14] or directly, under the conditions; analyzed by Figure t.
En conclusion la pression d'alimentation active, directe- ment ou indirectement le récepteur, le vérin hydraulique [12], par éxemple; l'orifice [22], repéré R est isolé par le tiroir C163 sans gorge dans cette zone. In conclusion, the supply pressure activates, directly or indirectly the receiver, the hydraulic cylinder [12], for example; the orifice [22], marked R is isolated by the drawer C163 without groove in this area.
La figure 4 image la représentation schématique d'un en- sembla de composants associés et de présentation monobloc, de technique bloc foré à montage en plaque de base. FIG. 4 image the schematic representation of a set of associated components and of one-piece presentation, of bored block technique with mounting in baseplate.
Cet ensemble groupe l'actionneur [2], le distributeur hydraulique [11] et le clapet de non retour piloté hydrauliquement (14), suivent le schéma de commande directe du vérin [12], analysé par la figure 1, dans les cas ou l'étanchéité absolue du circuit du verin [12] est éxigée, par exemple. This assembly groups the actuator [2], the hydraulic distributor [11] and the hydraulically controlled non-return valve (14), follow the direct control diagram of the jack [12], analyzed by FIG. 1, in the cases where absolute tightness of the actuator circuit [12] is required, for example.
La figure 4 reprend le repérage des orifices P,R et a et de la connexion électrique [3] dans des conditions identiques à celles des figuras 1,2 et 3. FIG. 4 shows the location of the orifices P, R and a and of the electrical connection [3] under conditions identical to those of FIGS. 1, 2 and 3.
Cette représentation, de forme traditionnelle, doit être simplifiée, afin de ne pas encombrer un schéma hydraulique ou électrique de machine complète comportant de nombreux composants. This representation, of traditional form, must be simplified, so as not to clutter a hydraulic or electrical diagram of a complete machine comprising many components.
La figure 5 image un schéma simplifié dont la représen- tation sera retenue par les schémas d'éléments ou d'ensemble de machines, notamment sur le schéma, figure 6, du présent exposé. FIG. 5 image a simplified diagram whose representation will be retained by the diagrams of elements or assembly of machines, in particular on the diagram, FIG. 6, of this presentation.
Cette représentation ne comporte plus les repères des composants élémentaires, l'ensemble désigné sous le vocable, clapet de non retour piloté hydrauliquement par un actionneur électro-mécanique de sécurité, (30) est à considérer comme un composant, à part entière, au même titre qu'une pompe. hydraulique ou qu'une servo valve également constituée de multiple éléments. This representation no longer includes the references of the elementary components, the assembly designated under the term, check valve hydraulically piloted by an electro-mechanical safety actuator, (30) is to be considered as a component, in its own right, at the same as a pump. hydraulic or a servo valve also made up of multiple elements.
Seul la repérage des orifices P, R et a, et de la connexion électrique [3], sont maintanus par cette représentation schématique, cas repères étant indispensables pour la lecture des schém@s hydrauliques et électriques. Only the identification of the orifices P, R and a, and of the electrical connection [3], are maintanus by this schematic representation, reference cases being essential for the reading of the hydraulic and electrical diagrams.
La figure 6, présent@, à titre d'éxemple, le schéma électro- hydraulique partiel d'un soutènement marchant utilisé dans une taille de mine grisouteuse, en atmosphère explosible. FIG. 6, present @, by way of example, the partial electro-hydraulic diagram of a walking support used in a gassy mine size, in an explosive atmosphere.
Ce schéma fait appel à la commande électrique distante et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosible, objet de la présente invention, pour la commande, en déplace- ment, en puissance et en t@nue, des étançons de soutènement, à des clapets de non retour pilotés hydrauliquement par un actionneur électro-mécanique de sécurité [30], décrit à titre d'éxemple par les figures [4 et 5], et schémstisé, suivant la figure 5. This diagram uses remote and autonomous electrical control of hydraulic systems in explosive atmospheres, object of the present invention, for the control, in displacement, in power and in t @ nue, of support props, in valves of non return hydraulically piloted by an electro-mechanical safety actuator [30], described by way of example in FIGS. [4 and 5], and schematized, according to FIG. 5.
Un soutènement marchant est constitué de plusieurs vérins hydrauliques de tenue du toit de la mine,désignés sous le vocable étançons; pour simplifier le schéma, un seul d'entre eux a été représenté. A walking support consists of several hydraulic jacks holding the roof of the mine, known as props; to simplify the diagram, only one of them has been shown.
Le schéma, présenté à titre d'éxemple, par la figure 6, fait appel à des clapets de non retour, simples, afin de fa- ciliter l'analyse des fonctions, restant acquis que cette formule n'a que valeur de démonstration, la réalisation des composants pouvant faire appel, suivant les besoins, les impératifs de sécurité et de procédure, sans négliger les factours fiabilité et prix, aux techniques hydrauliques les mieux adaptsss. The diagram, presented by way of example, in FIG. 6, uses simple non-return valves, in order to facilitate the analysis of the functions, it being understood that this formula has only demonstration value, the production of components that can call, as necessary, security and procedural requirements, without neglecting the factories reliability and price, the hydraulic techniques best suited.
Le schéma figure 6, ne traite que les fonctions étançons, déterminant sur un soutènement marchant, les fonctions de dé- placement, de ripage, de cabrage etc... peuvent bien entendu être traitées suivant les même techniques en faisant appel à des compos@nts identiques, voisins ou adaptés. The diagram in FIG. 6 only deals with the props, determining on a walking support, the functions of displacement, shifting, pitching etc ... can of course be treated according to the same techniques by calling on compos @ identical, neighboring or adapted.
Le schéma, figure 6, appliqué à des soutènements de mine n'a que valeur d'éxample, la commande électrique distante et autonome de systèmes hydrauliques en atmosphère explosible, comme précisé à diverses occasions par l@ présent exposé, est destinés à être utilisée partout et sur toutes les machines et les engins ou la notion de sécurité est déterminante. The diagram, figure 6, applied to mine retaining walls has only value of example, the remote and autonomous electric control of hydraulic systems in explosive atmosphere, as specified on various occasions by the present presentation, is intended to be used everywhere and on all machines and machines where the concept of safety is decisive.
Dans l@ même esprit, la notion d'autonomie du système concerne les cas les plus difficiles à traiter, souvent sans solution industrielle à ce jour, bien ent@ndu la source d'é n@rgi@ et la post@ de commande peuvent faire appel à des techniques d'autonomi@ partielles ou relatives, de secours, de dépannage ou de sécurité temporaire ou ponctuelles ou même être associées à des ens@mbles traditionn@ls. In the same spirit, the concept of system autonomy concerns the most difficult cases to treat, often without an industrial solution to date, of course from the source of information and the order post. make use of techniques of partial or relative autonomy, rescue, breakdown assistance or temporary or occasional security or even be associated with traditional assemblies.
Le schém@ hydraulique à commande électrique, représenté à titre d'éxemple par la figure 6 est destiné au spécialiste hydraulicien, ce schém@ de représentation traditionnelle parmet l'analyse des fonctions des opérations et des mouvements d'un étançon. The diagram @ hydraulic with electric control, represented by way of example by figure 6 is intended for the specialist hydraulics, this diagram @ of traditional representation parmet the analysis of the functions of the operations and the movements of a prop.
Pour mémoire, ce schéma comporte en plus des clapets de non retour pilotés par un actionneur électro-mécanique de sécurité [30] et d'un vérin [31] de type étançon double effet comportant les orifices repérés b, section fond et c, section annulaire, un filtre [32] du circuit pilote, une valve de sûreté [33] entre le vérin [12] et les clapets de non retour [30] du circuit et un manomètre [34]. For the record, this diagram also includes non-return valves piloted by an electro-mechanical safety actuator [30] and a jack [31] of the double-effect prop type comprising the orifices marked b, bottom section and c, section ring, a filter [32] of the pilot circuit, a safety valve [33] between the cylinder [12] and the non-return valves [30] of the circuit and a pressure gauge [34].
La commande électrique distante est opérée depuis le poste [1] connecté au distributeur [30] du système par la connexion électrique [3]. The remote electrical control is operated from the station [1] connected to the distributor [30] of the system by the electrical connection [3].
D'autre part les canalisations raprésentées sur le schéma figure 6 ont été repérées, afin d'en faciliter la lecture, can@lisation pression, réseau général [35], canalisation de retour général [36] can@lisation de retour-drainage du cir- cuit pilote C373 et canalisation circuit pilote [38]. On the other hand, the pipes shown in the diagram in Figure 6 have been identified, in order to facilitate reading, pressure piping, general network [35], general return pipeline [36] can @ lization of return-drainage from pilot circuit C373 and pilot circuit pipe [38].
En conclusion de ces descriptifs, cités s@ulement à titre d'éxemple, il doit être précisé que le caractère autonome de cette commande distante n'a pas un c@ractère limitatif, et correspond au contraire à une difficulté technique, garanti ssant l'utilisation de la commande dans les cao les plus difficiles , n'exclu pas la possibilité d'avoir recours à un étage générateur [1] groupant la source de génération de courant électrique [5] et l@ poste de commande et de sécurité [6] ayant leur origins depuis l@ réseau général et aussi, de r@mplacer l@ poste de commande et de sécurité [6] par un poste collectif, éventuellement connecté et commandé par un sys @ème programmé. In conclusion of these descriptions, quoted only by way of example, it should be clarified that the autonomous nature of this remote command does not have a limiting character, and on the contrary corresponds to a technical difficulty, guaranteed without delay. use of the control in the most difficult CAD, does not exclude the possibility of having recourse to a generator stage [1] grouping the source of generation of electric current [5] and the control and security station [ 6] having their origins from the general network and also from replacing the command and security station [6] by a collective station, possibly connected and controlled by a programmed system.
D'autre part il doit être confirmé que les techniques et leurs applications schématiques citées à titre d'éxemple n'ont pas un caractère limitatif, l'étage actionneur [2] pouvant sans réserve commander des valves hydrauliques de tech ni que à tiroir, à palettes, à clapets ou E buses, par éxemple séparément, ou associés. On the other hand, it must be confirmed that the techniques and their schematic applications cited by way of example are not limiting in nature, the actuator stage [2] being able to unreservedly control hydraulic tech valves or that with a slide valve, with vanes, valves or E nozzles, for example separately, or associated.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8313511A FR2550830A1 (en) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Remote electrical and independent control of hydraulic systems in an explosive atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8313511A FR2550830A1 (en) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Remote electrical and independent control of hydraulic systems in an explosive atmosphere |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2550830A1 true FR2550830A1 (en) | 1985-02-22 |
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ID=9291723
Family Applications (1)
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FR8313511A Pending FR2550830A1 (en) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Remote electrical and independent control of hydraulic systems in an explosive atmosphere |
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FR (1) | FR2550830A1 (en) |
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