Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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PRESSOSTAT COMPENSE EN TEMPERATURE,
EX~INCTEUR A SECURITE DE ~ONCTIONNEMEN~
EQUIPE D'UN TEL l'RESSOSTAT, ET PROCEDE DE
REMPI~ISSAGE D'UN TEl_ PRESSC~STAT.
La présente invention concerne un pressostat compensé en
température et un extincteur à sécurité de fonctionnement. Elle
concerne aussi un procédé de remplissage d'un pressostat selon
l'invention. Elle trouve application dans le domaine aéronautique de
lutte contre le feu dans les appareils par extinction à décharge
rapide.
Dans un avion, les ensembles de lutte contre le feu ne jouent
jamais qu'une fois et ceci rarement sur toute une flotte d'avions.
Ainsi un extincteur a très peu de chances d'être actlonné. ~Aais
quand il l'est, il doit fonctionner aussi bien cinq ou dix ans après
qu'au jour de sa fabrication. Or les méthodes de fabrication des
extincteurs entraînent le risque de fuites à débits très faibles.
L'extincteur peut après un temps très long se trouver inutilisable ou
inefficace~ Pour remédier à cet état, l'art antérieur présente une
solution qui consiste à mesurer en permanence la pression interne de
l'extincteur et à la comparer à une pression de seuil. Dès que la
mesure devient inférieure à la valeur de la pression limite, un
microcontact monté sur le capteur fournit un signal d'alarme
transmis à la centrale de sécurité de l'avion.
Mais l'extincteur étant sournis à des conditions de température
très variables selon le lieu, l'époque et l'altitude, la pression qui
règne à l'intérieur de l'extincteur varie aussi selon une loi thermo-
dynamique complexe. D'autre part, les extincteurs dont il est
question comportent deux agents gazeux:
- un agent de propulsion comme de l'azote, et
- un agent anti-feu comme du halon.
Or les gaz sont en général miscibles et il faudrait tenir compte
de leurs interactions.
La présente invention apporte une solution à ces problèmes.
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Elle se signale aussi par une grande simplicité de moyens ce qui la
rend relativement molns coûteuse que les solutions classiques. En
eff et, la présente inven tion concerne un pressosta~ cornpensé en
température. Le pressostat comporte une prermière chambre, emplie
d'un mélange de référence à caractéristique therrnodynamique
semblable à celle d'un mélange emplissant une enceinte à controler.
Elle concerne aussi un extincteur muni d'un dispositif de sécurité,
comportant un agent propulsif et un agent d'extinction sous formes
gazeuses, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre étanche
emplie d'un mélange de caractéristique thermodynamique semblable
à celle des deux agents dans l'extincteur, un système mesurant la
pression différentielle existant entre l'intérieur de la chambre
étanche et l'intérieur de l'extincteur proprement dit et un dispositif
actionné par le système de mesure de la pression différentielle et
engendrant un signal d'alarme quand la pression différentielle
dépasse une valeur de seuil. L'invention concerne aussi un procédé
de remplissage de pressostats selon l'invention. Le procédé consiste
à remplir un réservoir de remplissage avec le mélange de référence
puis à faire un vide primaire sur les pressostats à remplir.
L'ensemble est introduit dans un thermostat à une température
supérieure à la température critique du mélange de référence. A
l'équilibre9 le réservoir de remplissage est connecté aux pressostats
à remplir. Quand l'équilibre est atteint, les pressostats sont scellés
et sont remis à la température ambiante.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaî-
tront à l'aide de la description et de la figure annexée qui représente
en coupe un exemple de réalisation d'un extincteur selon la présente
invention.
A la figure, on a représenté la seule partie 1 de l'extincteur
30 qui porte le dispositif pour assurer la sécurité de fonctionnement de
l'extincteur. L'enveloppe 2 de l'extincteur comporte un perçage à
travers lequel un boîtier 3 est passé. Le bôîtier 3 comprend une
chambre 4 rempli d'un mélange gazeux dont le comportement ther-
modynamique en pression et température est semblable à celui
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contenu dans l'extincteur proprement dit. Le mélange gazeux dans la
chambre 4 doit donc présenter une caractéristique pression-tempé-
rature identique à celle des ga~ contenus dans l'extincteur. Les deux
courbes peuvent etre iclentiques ou obtenues p~r une simple trans-
5lation constante. Dans l'exemple de réalisation, le mélan~e de la
chambre 4 est celui contenu dans l'extincteur.
Une particularité de la chambre 4 est qu'elle est parfaitement
étanche. Les défauts d'étanchéité d'un extincteur sont souvent
provoqués par la technique de fabrication. En effet, les extincteurs
10haute pression comportent souvent des étanchéïtés par un joint plat.
Les fuites très faibles à ce niveau peuvent amener en cinq ans des
écarts de pression de dix pour cent environ incompatibles avec les
normes de sécurité. La chambre 4 est construite de manière à éviter
ces fuites.
15Dans l'exemple de réalisation, la chambre 4 est une partie du
bôîtier 3. Celui-ci comporte un volume 5 qui communique par des
orifices 6, 7 avec l'intérieur de l'extincteur. Le volume 5 est adja-
cent à la chambre 4. La chambre 4 comporte une paroi 21, 24
adjacente au volume 5 et supporte donc d'un côté une pression Pl
20dans la chambre 4 et de l'autre une pression P2 dans le volume 5 et
donc dans l'extincteur 1.
Pour mesurer la pression différentielle Pl-P2, la paroi 21, 24
comporte deux parties dont l'une 24 est fixe relativement au vo-
lume 5, et l'autre mobile 21. La partie mobile 21 est reliée à la
25partie fixe 24 par un soufflet 22 par exemple hydroformé en inox du
type Calorstat qui sert à la fois d'étanchéité et de ressort de tarage.
On conçoit ainsi que l'axe 30 solidaire de la paroi mobile 21 se
déplace d'une quantité fonction de la différence de pression P2-Pl
entre les deux compartiments 4, 5. Comme les mélan~es ont le
30même comportement thermodynamique, cette différence de pres-
sion ne dépend pas de la température et le dispositif de sécurité est
donc bien compensé en température.
L'arbre 30 est réalisé d'une seule pièce avec la paroi mobile 21
de façon à éviter les problèmes d'étanchéité. Il porte aussi un
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doigt 9 monté en bout d'arbre 30 sur une butee 11. Le doigt 9 passe à
travers un orifice dans un troisième compartirllent 31 du bo~tier 3.
Ce compartiment 31 contient un microcontact 8 qui n'est actionné
que pour une coursc du doigt ~ correspondant a une différence de
pression cri tique.
Dans cette hypothèse, on sait que les fuites de l'extincteur le
rendent inutilisable et un générateur 10 émet un signal à une
centrale de sécurité montée dans l'avion par exemple.
Dans un exemple de réalisation, il faut que le microcontact 8
travaille dans un environnement proche de celui de l'atmosphère
libre, c'est-à-dire de l'atmosphère extérieure à l'extincteur.
Comme l'arbre 30 traverse le boîtier 3 à la séparation entre le
volume 5 au second compartiment et le troisième compartiment 31;
il faut disposer un moyen d'étanchéité entre ces deux compar-
timents. On a disposé un soufflet en inox 17 qui ménage une
chambre 25 en communication avec le troisième compartiment 31,
la chambre 25 entourant l'arbre 30 et le protégeant du contenu de
l'extincteur 1.
L'arbre 30 transmet la position du plateau 21. Cette position
découle de réquilibre des forces entre les pressions appliquées sur
les sections efficaces des soufflets 17, 22~ 23 et des raideurs de ces
mêmes soufflets.
Les soufflets 17 et 23 sont soumis à la même pression
intérieure (pression dans la chambre 31) de par les sections de
passage 12 et 13. Le soufflet 17 est lié rigidement à la partie 18. Le
soufflet 23 est lié rigidement à la partie 32. Les parties 18 et 32
sont liées rigidement entre elles. De plus les sections efficaces des
soufflets 17 et 23 ayant même valeur, les fluctuations de la pression
dans la chambre 31 n'influent pas sur la position du plateau 21.
3Q Si l'extincteur présente une fuite à faible débit entre la
chambre P2 à la pression de l'extincteur et la chambre 25 à la
pression de l'extérieur, l'ar~re 30 remonte jusqu'à déclencher le
swich 8. Dans un exemple de réalisation, on a prévu aussi le cas où
le soufflet 23 présentait une fuite entre les champbres 14 et 4. Un
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second microcontact est disposé par exemple sur la butée 32 pour
détecter la descente de l'arbre 30 à la fuite du soufflet 23.
A l'interface 19 du bo~tier 3 et de l'enveloppe 2 de l'ex-
tincteur 1, on fixe le dispositif de sécurité et on dispose un joint
plat 20 de manière à assurer l'étanchélté.
Dans les cas où l'enveloppe 2 est soum;,e à des essais de
réception à très hautes pressions, il n'est pas question de faire subir
au dispositif de sécurité de tels efforts. Aussi l'interface 19 est
constituée par un Eiletage afin de rendre le dispositif de sécurité
amovible. L'orifice est refermé pendant l'essai par un bouchon fileté
correspondant.
Dans un exemple de réalisation, le remplissage de la
chambre 4 est assuré par un tube 15. Dans un exemple de réali-
sation, les remplissages de l'extincteur 1 et de la chambre 4 y
assurent les memes mélanges thermodynamques (mêmes variations
pression température). A la fin du remplissage, le tube est soudé
en 16.
En particulier, la carac téristique de l'invention qui fait la
pression de remplissage de l'enceinte à controler égale à celle du
pressostat évite les risques de fuite à la fermeture 15.
Le remplissage du pressostat avant sa pose sur l'enceinte à
controler pose un problème délicat. En effet, le mélange dans la
chambre 4 doit avoir un rapport de mélange et une pression
parfaitement adaptés et donc déterminés par les caractéristiques du
mélange dans l'enceinte à controler. L'invention concerne donc aussi
un procédé de remplissage d'un pressostat compensé en température
selon l'invention. Selon le procédé, un réservoir de remplissage est
d'abord chargé depuis le vide primaire jusqulà une masse donnée de
mélange qui est définie pour obtenir à la fin du remplissage le
rapport de mélange et les conditions thermodynamique désirées. Au
moins un pressostat est mis au vide primaire et connecté à un
robinet d'accès (initialement fermé) au réservoir de remplissage.
L'ensemble est placé dans une enceinte climatique portée à une
température supérieure égale à la température critique du mélange.
. . .
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On attend ensuite l'équilibre thermodymanique du mélange puis on
ouvre le robinet d'accès au réservoir de façon à remplir les
thermostats. On attend l'equilibre thermodynamique puis on referme
le robinet d'accès e-t on scelle le ~ube 15 de remplissage de chaque
pressostat qui retourne à la température ambiante. Le cycle est
determiné de manière à ce que la composition molaire et la pression
dans le pressostat à la fin du remplissage correspondent à des
valeurs désirés.
L'invention s'applique à la surveillance des capacités de sto-
ckage de gaz sous pression aussi bien pour des installations embar-
quées sur des véhicules aériens, spatiaux ou terrestres, que pour des
installations fixes comme des réservoirs de stockage de raffineries.
en particulier l'invention s'applique aux bouteilles de glonflage des
canots pneumatiques de sauvetage embarqués sur les appareils.
Dans un autre mode de réalisation, le pressostat est constitué
autour d'un tube de Bourdon plongé dans la capacité à surveiller dont
la capacité est rempli du mélange de référence. Le tube est de
raideur étalonnée et mobile de manière à entraîner un levier
d'actionnement d'un microcontact analogue au contact (8) de
manière à engendrer le signal d'alarme avertissant la centrale de
sécurité que renceinte contrôlée subit une baisse de pression due à
une fuite. Cette baisse de pression n'est pas dûe à une variation de
l'atmosphère extérieure puisque le pressostat est dit compensé en
température. A cette fin, le pressostat comporte toujours une
chambre d'équilibrage destinée à équilibrer, c'est-à-dire à annuler,
les variations de pression de l'atmosphère extérieure du pressostat.
Dans le cas d'un pressostat à tube de Bourdon, l'information de chute
de pression est transmise à un micro contact à l'intérieur de la
capacité à surveiller qui est soumis aux conditions extérieures de
pression. La mise en place d'un système d'équilibrage basé sur le
prlncipe de celui de la figure supprime l'influence de la pression
extérieure sur le système.
Dans un autre mode de réalisation, le microcontact 8 est
remplacé par un dispositif électrique qui fournit un signal fonction
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de la position du mobile 30 c'est-à-dire des pressions agissant sur les
parties du pressostat liées au mobile 30. Le signal clérivé est
étalonne et fournit en permanence la valeur de la pression dif:Eé-
rentielle contrôlée.
., .
