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Rôle
L’accumulateur hydropneumatique constitue la source de pression d’un circuit hydraulique. C’est une enceinte qui maintien en réserve un certain volume de fluide à une pression donnée. Dès que la pression du circuit chute en dessous de la pression de l’accumulateur, ce dernier restitue le fluide qu’il contient.
Le principe de l’accumulation repose sur la compressibilité des gaz.
Différents types d'accumulateurs:
1- À pression constante
1-1- À poids
L’accumulateur à poids seul répond à cette appellation.
C’est sans aucun doute l’ancêtre de tous les accumulateurs. Sa constitution est relativement simple, puisqu’il s’agit en fait d’un vérin équipé d'un piston plongeur portant un ou plusieurs contrepoids permettant la mise sous pression du liquide.
La pression à laquelle est soumis le liquide est constante, durant tout le temps que dure la restitution du fluide.
Ce type d’accumulateur, utilisé surtout dans les circuits à eau, est employé lorsque les volumes (V1 - V2) mis en jeu sont importants (généralement plusieurs m3).
Les pressions vont de 50 à 150 bar. On lui reproche d’être encombrant.
2- À pression variable
2.1 À ressort
On le rencontre très rarement et il ne peut être utilisé que lorsque les volumes de liquide et les pressions mis en oeuvre sont relativement faibles.
L’inertie du piston et l’encombrement des ressorts limitent ses utilisations
3 - À gaz
Cet accumulateur appelé plus communémenthydropneumatique”, se rencontre sous plusieurs formes :
à contact direct,
à piston flottant ou séparateur,
à membrane,
à vessie
3 - 1 À contact direct
3 - 2 À piston
Afin d’éviter les inconvénients du modèle précédent, le liquide et le gaz sont séparés par un piston libre équipé de joints pour assurer l’étanchéité entre les deux chambres. Le cylindre qui sert de chemin de glissement doit être usiné avec un très grand soin.
Le frottement et la masse du piston diminuent les possibilités d’applications de ce type d’accumulateur par rapport aux accumulateurs à vessie.
Ils sont en particulier mal adaptés pour l’amortissement des vibrations, pour les pressions de travail peu élevées, quand les différences de pression (<p) sont faibles, ainsi que dans le cas de fréquences élevés. Par contre on les préférera aux autres quand les conditions de températures sont extrêmes ou lorsque les volumes de liquide mis en jeu sont importants.
De plus ils peuvent être équipés d’un indicateur de volume d’huile présent dans l’accumulateur.
3 - 3 À membrane
La forme sphérique de cet appareil lui confère l’avantage d’être, à performance égale, plus léger et de présenter des caractéristiques mécaniques supérieures.
On trouve ce type d’appareil dans des gammes allant de 0,02 l à 50 l. Il est généralement réalisé en deux parties vissées l’une dans l’autre. Une membrane en élastomère compatible avec le gaz et le liquide sert de séparateur entre les deux fluides.
Il est également à noter que cette membrane ne travaille pas ou peu à l’allongement et qu’un dispositif fixé sur celle-ci évite son extrusion par l’orifice d’alimentation.
Il peut travailler dans toutes les positions avec un rendement identique et dans des plages de pression allant jusqu’à 500 bars
3 - 4 À vessie
Il est constitué :
d’un corps cylindrique (3), en acier forgé pour les hautes pressions (600 bar), ? en acier soudé pour les basses pressions (moins de 20 bar),
d’une vessie (3) en élastomère compatible avec le fluide en présence, de forme légèrement
tronconique équipée d’une valve de gonflage et dont la déformation s’effectue de façon
particulière,
d’un raccordement d'arrivée d'huile (7) munie d’un clapet anti-extrusion (5) pour les modèles haute pression ou d’une crépine pour les modèles basse pression
Utilisation des accumulateurs
1-En réserve d’énergie
Lors d’un arrêt imprévu sur une installation, il peut être nécessaire de terminer un mouvement ou de ramener un récepteur dans une position de sécurité.Deux possibilités de montage sont possibles :
Isolé
L’accumulateur une fois gonflé est isolé du circuit. Son énergie ne sera utilisée que pour une manoeuvre de secours
Relié
L’accumulateur est relié en permanence au circuit et effectue à chaque cycle le mouvement prévu dans la manoeuvre de secours
2- En compensation de fuite
Ce type de montage est adapté pour un maintien en pression de longue durée.
Il est avantageux dans ce cas de pouvoir arrêter la pompe.
Un manocontact maxi assure la mise en route ou l'arrêt de la pompe
3- En amortisseur de coups de bélier
Lorsque l’on réduit brutalement l’écoulement d’un liquide dans une canalisation, son énergie cinétique se transforme en énergie de pression. Le coup de bélier est le résultat de cette transformation.
Il se manifeste par des vibrations de forte amplitude et un bruit anormal dans les tuyauteries.
Ses effets sont néfastes et peuvent provoquer la rupture des tuyauteries, le desserrage des raccords et la destruction des joints.
Le même phénomène se produit lorsqu’on immobilise une charge importante en mouvement.
Un accumulateur placé à proximité immédiate de l’appareil générateur de coups de bélier, si possible dans l’axe de propagation des ondes, permet d’en atténuer les effets.
4- En amortisseur de pulsations
La plupart des pompes volumétriques utilisées en hydraulique ayant un régime de débit pulsatoire engendrent un régime pulsatoire de pression provoquant des vibrations.
Lorsque ces phénomènes sont gênants, un accumulateur, monté si possible dans l’axe de sortie du fluide, les atténue dans une large mesure. Son volume dépend de la cylindrée de la pompe et du taux d’ondulation résiduel de pression admissible. La pression de gonflage de la vessie dans ce cas est égale à 0,6 fois la pression de travail afin d’éviter le pincement de la vessie par le clapet.
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