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WO 2007/090943
PCT/FR2007/000152
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Dispositif de purge et système hydraulique comportant un tel dispositif
de purge.
La présente invention concerne un dispositif de purge pour un sys-
tème hydraulique, et un système hydraulique comportant un tel dispositif
de purge.
Dans le cadre de la présente invention, ledit système de purge
comporte au moins un élément de commande et un élément mécanique
commandé (hydrauliquement), qui sont reliés ensemble par l'intermédiaire
d'au moins une conduite hydraulique principale.
Bien que non exclusivement, la présente invention s'applique plus
particulièrement à un système hydraulique d'un aéronef, qui est destiné à
agir sur un train d'atterrissage de cet aéronef. On sait qu'en particulier sur
les avions long courrier de type Airbus A330 et A340, les trains d'atter-
rissage ainsi que les trappes de carénage associées sont actionnés par de
l'énergie hydraulique. Pour ce faire, lesdits trains d'atterrissage et
lesdites
trappes sont maintenus en position relevée et fermée par des boîtiers
d'accrochage. En mode de fonctionnement normal, ces boîtiers d'accro-
chage sont déverrouillés hydrauliquement par une tuyauterie qui est reliée
à un distributeur de commande. Une seconde tuyauterie permettant de
confirmer la position verrouillée est également prévue.
En service, il a été constaté que ces tuyauteries étaient soumises à
des efforts très élevés pouvant mener à la rupture de leurs supports ou
directement desdites tuyauteries. Ces efforts sont dus à la présence d'air
dans les tuyauteries. Cet air ne peut pas être naturellement purgé lors du
fonctionnement du système hydraulique, car le volume de fluide déplacé
est très faible.
Plus précisément, avant qu'une action soit commandée par l'in-
termédiaire du distributeur de commande, les tuyauteries sont à basse
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pression (environ 4,5 bars absolu). Quand une action est commandée, du
fluide à haute pression (environ 206 bars) arrive à la sortie du distributeur
de commande et comprime l'air. Ainsi, le fluide acquière une vitesse très
élevée (pouvant atteindre 200 m/s) en arrivant à l'entrée du boîtier d'ac-
crochage associé. Cette vitesse crée une quantité de mouvement qui en-
gendre des efforts sur la tuyauterie à chaque changement de direction. Par
conséquent, ce sont ces efforts (dus à la présence d'air non naturellement
purgeable), qui sont susceptibles de rompre les tuyauteries et leurs sup-
ports.
On connaît différents types de purgeurs permettant de réaliser la
purge du système hydraulique précité, en agissant au niveau de l'entrée
du boîtier d'accrochage. En particulier, on connaît :
¨ des purgeurs manuels, de type à vis pointeau, qui peuvent être installés
à ladite entrée, afin d'évacuer l'air de la tuyauterie. Toutefois, de tels
purgeurs manuels présentent plusieurs inconvénients :
= l'obligation d'une intervention manuelle nécessitant un outillage
pour actionner le purgeur et pour collecter le fluide purgé ;
= une perte de fluide lors de la purge pouvant nécessiter une remise à
niveau du circuit hydraulique ; et
= un risque de fuite externe au circuit hydraulique, risque qui est aug-
menté par l'ajout dudit purgeur ; et
¨ des purgeurs dits automatiques, correspondant à des systèmes de
dérivation via des orifices calibrés, qui permettent de réaliser une
circulation de fluide, ce qui permet d'évacuer l'air vers une partie moins
vulnérable du circuit hydraulique. Toutefois, de tels purgeurs automati-
ques présentent l'inconvénient que la circulation de fluide interne pro-
voque un échauffement dudit fluide, ce qui n'est pas compatible avec
un système de génération hydraulique d'un avion ou en limite l'emploi.
C'est pourquoi, il est en général uniquement possible d'installer deux
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purgeurs de ce type sur un avion, alors que huit boîtiers d'accrochage
sont concernés par exemple sur les types d'avion précités.
Une autre solution consiste à rendre plus progressive la montée en
pression de l'huile, soit en ralentissant la vitesse du tiroir du distributeur
de commande, soit en installant un restricteur sur la conduite hydraulique.
Toutefois, cette solution présente l'inconvénient de ralentir la séquence de
rentrée/sortie du train d'atterrissage, ce qui a des conséquences directes
négatives sur les performances en bruit de l'aéronef.
Par conséquent, aucune des différentes solutions de purges
usuelles n'est complètement satisfaisante pour purger un système hydrau-
lique du type précité d'un train d'atterrissage d'aéronef.
La présente invention concerne un dispositif de purge pour un sys-
tème hydraulique, qui permet de remédier aux inconvénients décrits pré-
cédemment.
A cet effet, l'invention prévoit un système hydraulique d'un train
d'atterrissage d'un aéronef, ledit système hydraulique comportant au moins un
distributeur de commande et un boîtier d'accrochage du train d'atterrissage et
d'une trappe associée de l'aéronef, qui sont reliés hydrauliquement ensemble
par
l'intermédiaire d'une conduite principale représentant une conduite de
déverrouillage dudit boîtier d'accrochage et d'une conduite secondaire qui
correspond à une conduite de confirmation de verrouillage dudit boîtier
d'accrochage, ainsi qu'un dispositif de purge qui comporte :
- ladite conduite secondaire ;
- au moins un tuyau de liaison qui relie ladite conduite secondaire à ladite
conduite
principale de manière à former un circuit fermé ;
- au moins une vanne qui est commandable, qui est susceptible d'être actionnée
électriquement, qui est montée sur ledit tuyau de liaison, et qui est
susceptible de
prendre l'une de deux positions, à savoir :
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= une position fermée, pour laquelle aucun fluide ne peut circuler entre
lesdites
conduites principale et secondaire ; et
= une position ouverte, pour laquelle du fluide peut circuler au moins de
ladite
conduite principale vers ladite conduite secondaire de manière à réaliser une
purge de ladite conduite principale ;
- des moyens de commande pour commander ladite vanne, lesdits moyens de
commande comportant un élément de commande électrique qui est déporté ;
- un premier moyen permettant d'évaluer une différence de pression à
l'intérieur
dudit tuyau de liaison ; et
- un moyen d'indication pour présenter une information relative à la
différence de
pression évaluée par ledit premier moyen.
Ainsi, grâce à l'invention :
¨ aucun outillage n'est nécessaire, en particulier en raison du fait que le
fluide reste à l'intérieur dudit circuit fermé et n'a pas à être collecté à
l'extérieur du dispositif de purge ;
¨ il n'existe aucun risque de perte de fluide, en raison de l'existence
dudit
circuit qui est fermé ;
¨ il n'existe aucune limitation du nombre de dispositifs de purge (tels que
celui précité) pouvant être agencés sur un équipement ou une installa-
tion, en particulier sur un aéronef ; et
¨ il n'apparaît aucune augmentation du risque de fuite externe.
De préférence, ledit moyen d'indication comporte un indicateur qui
est formé de manière à se déclencher automatiquement lorsque la diffé-
rence de pression à l'intérieur du tuyau de liaison dépasse une valeur de
pression prédéterminée. Toutefois, dans le cadre de la présente invention,
ledit moyen d'indication peut présenter d'autres types d'information,. et en
particulier simplement en temps réel une différence de pression effective
mesurée.
En outre, dans un premier mode de réalisation, lesdits moyens de
commande comportent un organe :
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¨ qui est agencé au niveau dudit tuyau de liaison ;
¨ qui est susceptible d'être actionné manuellement par un opérateur ;
¨ qui est formé de manière à agir sur ladite vanne, en réponse à un
actionnennent dudit opérateur ; et
5 - qui est susceptible d'amener ladite vanne au moins dans ladite position
ouverte.
Dans ce cas, avantageusement, lesdits moyens de commande
comportent, de plus, au moins un élément (par exemple un ressort et/ou
une commande hydraulique) permettant d'agir automatiquement sur ledit
organe de sorte que ce dernier amène la vanne dans ladite position fermée
lorsqu'il n'est pas actionné manuellement par un opérateur.
En outre, dans un deuxième mode de réalisation, en variante ou en
complément dudit premier mode de réalisation, lesdits moyens de
commande comportent un élément de commande électrique qui est dé-
porté.
Ainsi, lorsque plusieurs dispositifs de purge du type précité sont
installés sur un équipement ou une installation, il est possible d'agencer
les différents éléments de commande électriques en un point unique (dé-
porté) de manière à pouvoir gérer facilement les purges mises en oeuvre
par ces différents dispositifs de purge.
Par ailleurs, dans un troisième mode de réalisation, en variante ou
en complément desdits premier et deuxième modes de réalisation précités,
lesdits moyens de commande comportent un élément de commande auto-
matique destiné à commander automatiquement ladite vanne, en fonction
d'informations fournies par au moins une source d'informations. A titre
d'illustration, ledit élément de commande automatique peut commander la
vanne pour réaliser la purge, en fonction de la différence de pression me-
surée à l'intérieur du tuyau de liaison ou en fonction de l'état de l'équipe-
ment sur lequel est monté ledit système hydraulique, par exemple en fonc-
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tion de la phase de déplacement (lors d'un roulement sur une piste no-
tamment) d'un aéronef.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif
de purge comporte, de plus, un clapet qui est monté sur ledit tuyau de
liaison et qui est formé de manière à empêcher toute circulation de fluide
de ladite conduite principale vers ladite conduite secondaire.
On notera que le dispositif de purge conforme à l'invention, tel que
décrit précédemment, peut être appliqué à tout système hydraulique
comportant au moins un élément de commande et un élément commandé
reliés hydrauliquement ensemble par l'intermédiaire d'au moins une
conduite principale.
Toutefois, dans une application préférée, ledit système hydraulique
est un système hydraulique d'un train d'atterrissage d'un aéronef, dans
lequel :
- ledit élément de commande est un distributeur de commande ;
¨ ledit élément commandé est un boîtier d'accrochage dudit train
d'atterrissage et d'une trappe associée ; et
¨ ladite conduite principale est une conduite de déverrouillage dudit boî-
tier d'accrochage.
En plus des avantages précités, le dispositif de purge conforme à
l'invention présente dans cette application préférée l'avantage supplémen-
taire de ne pas augmenter la durée des séquences de rentrée/sortie du
train d'atterrissage.
De plus, dans cette application préférée, ladite conduite secondaire
du dispositif de purge correspond, de préférence, à une conduite de
confirmation de verrouillage dudit boîtier d'accrochage du système hy-
draulique. Ceci permet de simplifier la réalisation dudit dispositif de purge,
puisque l'on utilise comme conduite secondaire une conduite qui est déjà
présente sur le système hydraulique.
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En outre, dans une autre application, avantageusement, ledit sys-
tème hydraulique est un système hydraulique d'un ensemble de freinage
d'un mobile, ledit élément commandé correspondant dans ce cas à un
frein dudit ensemble de freinage.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment
l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques
désignent des éléments semblables.
Les figures 1 et 2 sont les schémas synoptiques d'un dispositif de
purge conforme à l'invention dans deux applications différentes.
Le dispositif de purge 1 conforme à l'invention est destiné à purger
un système hydraulique représenté selon deux modes de réalisation 2A et
2B respectivement sur les figures 1 et 2.
Dans le cadre de la présente invention, ledit système hydraulique
2A, 2B comporte au moins :
- un élément de commande 3A, 3B;
¨ un élément mécanique commandé 4A, 4B qui est commandé hydrauli-
quement ; et
¨ au moins une conduite principale 5A, 5B qui relie ensemble, de façon
hydraulique, ledit élément de commande 3A, 3B et ledit élément
commandé 4A, 4B.
Pour réaliser la purge dudit système hydraulique 2A, 2B, le disposi-
tif de purge 1 conforme à l'invention comporte :
¨ au moins une conduite secondaire 6 ; et
¨ un ensemble de purge 7 qui comprend :
= au moins un tuyau de liaison 8 qui relie ladite conduite secondaire 6
à ladite conduite principale 5A, 5B de manière à former un circuit
qui est fermé ;
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= au moins une vanne 9 qui est connmandable, qui est montée sur le-
dit tuyau de liaison 8, et qui est susceptible de prendre l'une de
deux positions, à savoir :
= une position fermée, pour laquelle aucun fluide ne peut circuler
entre ladite conduite principale 5A, 5B et ladite conduite se-
condaire 6 ; et
^ une position ouverte, pour laquelle du fluide peut circuler au
moins de ladite conduite principale 5A, 5B vers ladite conduite
secondaire 6 de manière à réaliser une purge de ladite conduite
principale 5A, 5B; et
= des moyens de commande 10 pour commander ladite vanne 9.
Par conséquent, la purge est réalisée en ouvrant la vanne 9 par
l'intermédiaire des moyens de commande 10. Le fluide qui se trouve dans
la conduite principale 5A, 5B rejoint alors via le tuyau de liaison 8 la ligne
secondaire 6, ce qui permet de purger l'air de ladite conduite principale
5A, 5B.
On notera que, de préférence, ladite vanne 9 est amenée dans la
position ouverte jusqu'à ce qu'une quantité d'air suffisante soit évacuée. Il
n'est pas nécessaire de purger tout l'air de la conduite principale 5A, 5B
pour réduire suffisamment la vitesse du fluide, et donc les efforts appli-
qués à ladite conduite principale 5A, 5B et à ses supports.
Ainsi, grâce à l'invention :
¨ aucun outillage n'est nécessaire, en particulier en raison du fait que le
fluide reste à l'intérieur dudit circuit fermé (formé par ladite conduite
principale 5A, 5B, ledit tuyau de liaison 8 et ladite conduite secondaire
6) et n'a pas à être collecté à l'extérieur du dispositif de purge 1 ;
¨ il n'existe aucun risque de perte de fluide, en raison de l'existence
dudit
circuit qui est fermé ;
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- il n'existe aucune limitation du nombre de dispositifs de purge 1 (tels
que celui précité) pouvant être agencés sur un équipement ou une ins-
tallation, en particulier sur un aéronef ; et
¨ il n'apparaît aucune augmentation du risque de fuite externe.
Comme indiqué précédemment, pour être efficace, la purge doit
être mise en uvre aussi longtemps qu'un volume important d'air subsiste
dans la conduite principale 5A, 5B. Aussi, dans un mode de réalisation
particulier, ledit dispositif de purge 1 comporte de plus :
¨ un moyen 11 pour évaluer une différence de pression à l'intérieur dudit
tuyau de liaison 8 ; et
¨ un moyen d'indication 12 pour présenter une information relative à la
différence de pression évaluée par ledit moyen 11.
Dans un mode de réalisation préféré, ledit moyen 11 comporte un
restricteur 18 et ledit moyen d'indication 12 comporte un indicateur 13
qui est formé de manière à se déclencher automatiquement lorsque la
différence de pression à l'intérieur du tuyau de liaison 8 dépasse une va-
leur de pression prédéterminée, révélée par ledit restricteur 18.
Ce dernier mode de réalisation tient compte du fait que lorsque
l'air circule dans le restricteur 18, la perte de charge est faible. En revan-
che, lorsque de l'huile traverse ce même restricteur 18, la différence de
pression augmente. L'augmentation de la différence de pression montre
que le fluide dans la conduite principale 5A est suffisamment visqueux et
incompressible pour limiter l'accélération de l'huile lors d'une commande
hydraulique de l'élément commandé 4A, 4B. Dans ce mode de réalisation
particulier, la vanne 9 est donc ouverte jusqu'à ce que l'indicateur 13 se
déclenche.
Toutefois, dans le cadre de la présente invention, ledit moyen
d'indication 12 peut présenter d'autres types d'information, et en particu-
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lier il peut fournir simplement en temps réel une différence de pression
effective mesurée.
En outre, pour garantir un niveau élevé de fiabilité et de sécurité, il
faut s'assurer qu'en situation normale (hors purge) il n'existe aucune cir-
5 culation de fluide entre la conduite principale 5A, 58 et la conduite se-
condaire 6. Pour ce faire, on prévoit :
¨ un clapet 14 usuel, qui est monté sur ledit tuyau de liaison 8 et qui est
formé de manière à empêcher toute circulation de fluide de ladite
conduite principale 5A, 58 vers ladite conduite secondaire 6 ; et
10 - des éléments 15 et 16, par exemple un ressort 15 et une commande
hydraulique 16, qui permettent d'agir automatiquement sur les moyens
de commande 10 ou sur la vanne 9 de manière à s'assurer que ladite
vanne 9 reste en position fermée lorsqu'elle n'est pas commandée.
Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens de commande
10 comportent un organe 17 :
¨ qui est agencé au niveau dudit tuyau de liaison 8 ;
¨ qui est susceptible d'être actionné manuellement par un opérateur, par
une simple pression manuelle par exemple ;
¨ qui est formé de manière à agir sur ladite vanne 9, en réponse à un
actionnement dudit opérateur ; et
¨ qui est susceptible d'amener ladite vanne 9 au moins dans ladite posi-
tion ouverte.
En outre, dans une première variante, afin de faciliter une interven-
tion de maintenance, lesdits moyens de commande 10 peuvent comporter
un élément de commande électrique (non représenté) qui est déporté.
Dans ce cas, on doit également prévoir une vanne 9 qui est actionnée
électriquement, ainsi qu'un indicateur électrique. Grâce à cette première
variante, lorsque plusieurs dispositifs de purge 1 du type précité sont ins-
tallés sur un équipement ou une installation, il est possible d'agencer les
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différents éléments de commande électriques en un point unique (dé-
porté), ce qui permet de gérer facilement les purges mises en uvre par
ces différents dispositifs de purge 1. De plus, dans cette variante, les dif-
férents éléments de commande électriques peuvent être montés sur un
panneau de commande, sur lequel peut également être installé un voyant
lumineux signalant l'état des moyens d'indication 12.
Par ailleurs, dans une seconde variante, lesdits moyens de
commande 10 comportent un élément de commande automatique (non re-
présenté) destiné à commander automatiquement ladite vanne 9, en fonc-
1 0 tion d'informations fournies par au moins une source d'informations
(par
exemple par ledit moyen 11). A titre d'illustration, ledit élément de
commande automatique peut commander la vanne 9 pour réaliser la
purge, en fonction de la différence de pression mesurée à l'intérieur du
tuyau de liaison 8 ou en fonction de l'état de l'équipement sur lequel est
monté ledit système hydraulique 2A, 2B, par exemple en fonction de la
phase de déplacement (lors d'un roulement sur une piste notamment) d'un
aéronef.
On notera que le dispositif de purge 1 conforme à l'invention, tel
que décrit précédemment, peut être appliqué à tout système hydraulique
2A, 2B comportant au moins un élément de commande 3A, 3B et un élé-
ment commandé 4A, 4B reliés hydrauliquement ensemble par l'intermé-
diaire d'au moins une conduite principale 5A, 5B.
Toutefois, dans une application préférée, ledit système hydraulique
2A est un système hydraulique d'un train d'atterrissage d'un aéronef,
dans lequel, comme représenté sur la figure 1 :
¨ ledit élément de commande 3A est un distributeur de commande ;
¨ ledit élément commandé 4A est un boîtier d'accrochage dudit train d'at-
terrissage et d'une trappe associée ; et
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¨ ladite conduite principale 5A est une conduite de déverrouillage dudit
boîtier d'accrochage 4A.
En plus des avantages précités, le dispositif de purge 1 conforme à
l'invention présente, dans cette application préférée, l'avantage de ne pas
augmenter la durée des séquences de rentrée/sortie du train d'atterris-
sage.
De plus, dans cette application préférée, ladite conduite secondaire
6 du dispositif de purge 1 correspond, de préférence, à une conduite de
confirmation de verrouillage dudit boîtier d'accrochage 4A du système hy-
draulique 2A. Ceci permet de simplifier la réalisation dudit dispositif de
purge 1, puisque l'on utilise comme conduite secondaire 6 une conduite
qui est déjà présente sur ledit système hydraulique 2A.
En outre, dans une autre application représentée schématiquement
sur la figure 2, ledit système hydraulique 2B est un système hydraulique
d'un ensemble de freinage d'un mobile, en particulier d'un avion roulant
sur le sol. Dans ce cas, l'élément commandé 4B correspond à un frein du-
dit ensemble de freinage.
