Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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DISPOSITIF D'EJECTION D'UN FLUIDE A ETANCHEITE
RENFORCEE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif
d'éjection de fluide, en particulier un extincteur ou
un générateur hydraulique de secours utilisé dans un
aéronef.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
En ce qui concerne l'utilisation des dispositifs
d'éjection de fluide comme extincteur, on sait que les
extincteurs à réservoir d'agent extincteur sont classés
en deux grandes catégories. La première catégorie
concerne des appareils à pression permanente dans
lesquels un gaz assure la pressurisation permanente de
l'agent extincteur au sein d'une bouteille unique lui
servant de réservoir ; l'agent extincteur est libéré
par une vanne à la sortie de ladite bouteille. Dans la
deuxième catégorie, un gaz propulseur n'est libéré qu'à
la mise en service de l'extincteur et libère l'agent
extincteur, qui n'est donc pas stocké sous pression.
A titre d'illustration comme extincteur du premier
type, on peut considérer les extincteurs actuellement
utilisés pour éteindre un feu de moteur d'aéronef. Ces
dispositifs, non seulement permettent d'éteindre le
feu, mais préviennent également toute extension dudit
feu. L'agent extincteur est contenu dans une bouteille,
la plupart du temps de forme sphérique, pressurisée par
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un gaz inerte ; une ou plusieurs canalisations de
distribution, connectées à ladite bouteille, permettent
la distribution de l'agent vers les zones à protéger. A
l'extrémité inférieure de la bouteille, un opercule
calibré permet d'obturer chaque canalisation de
distribution. Un capteur de pression est également
installé afin de vérifier, de façon continue, la
pressurisation de la bouteille. Lorsqu'un feu est
détecté, un détonateur pyrotechnique est déclenché.
L'onde de choc qui en résulte permet de percer
l'opercule obturateur, ce qui entraîne la vidange de la
bouteille et l'évacuation de l'agent extincteur sous
l'effet de la pression contenue dans la bouteille vers
les zones à protéger, via les canalisations.
Un inconvénient important de ce type d'extincteurs
pressurisés est leur sensibilité aux micro-fuites, ce
qui les soumet à des conditions sévères de
surveillance, de vérification et d'entretien. Par
ailleurs, l'agent extincteur ne remplit pas
complètement la bouteille puisque celle-ci doit pouvoir
contenir le gaz de pressurisation.
En ce qui concerne les extincteurs de la deuxième
catégorie, ils utilisent un dispositif séparé de mise
sous pression. Ces appareils de lutte contre l'incendie
sont généralement équipés d'un premier réservoir de gaz
comprimé et d'un second réservoir pour l'agent
extincteur. Lorsque l'appareil est utilisé, le gaz
comprimé contenu dans le premier réservoir est mis en
communication par l'intermédiaire d'un orifice avec le
second réservoir d'agent extincteur pour la
pressurisation de la bouteille contenant l'agent
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extincteur. Lorsque l'agent extincteur est pressurisé,
il est éjecté pour lutter contre l'incendie, comme pour
les appareils de la première catégorie d'extincteur.
Dans certains cas, pour des extincteurs de deuxième
catégorie, le premier réservoir de gaz comprimé peut
être remplacé par un générateur de gaz, comme décrit
dans le document EP1552859.
Ce type d'extincteur peut comprendre un moyen de
séparation, par exemple une membrane ou un piston,
placé dans le réservoir de manière à définir une
première enceinte appelée chambre de pressurisation, et
une deuxième enceinte contenant l'agent extincteur. Le
but de ce moyen de séparation est de limiter les
transferts thermiques entre le gaz généré et l'agent
extincteur, comme décrit dans le document EP1819403
déposé au nom de la demanderesse. En effet, en
l'absence d'isolation thermique, l'agent extincteur
peut absorber rapidement les calories du gaz généré et
diminuer ainsi l'efficacité d'éjection de l'agent
extincteur.
Cependant, les performances de tels extincteurs
peuvent encore être optimisées. En effet, un extincteur
utilisé sur un aéronef doit rester opérationnel dans
une large gamme de température, notamment de -55 C
environ du fait de la haute altitude à laquelle vole
l'avion, à +95 C environ. En fonction de la
température, l'agent extincteur peut subir de fortes
variations volumiques. Ces variations volumiques
peuvent induire une surpression dans la chambre de
pressurisation, ce qui présente plusieurs inconvénients
majeurs.
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En effet, les contraintes en matière de sécurité
imposées par la réglementation internationale dans le
domaine aéronautique rendent délicate et complexe
l'implémentation de dispositifs soumis à une
surpression interne à proximité de zones susceptibles
d'être approvisionnées en agent extincteur, en
particulier à proximité des moteurs. En effet, ces
dispositifs sont susceptibles d'être endommagés lors
d'incidents extérieurs, par exemple par l'éjection de
pièces du moteur, par de la chaleur ou des flammes. De
la même manière, l'explosion de ces dispositifs peut
endommager les zones en question.
Pour répondre à cette exigence réglementaire, une
solution peut consister à réaliser l'extincteur de
manière particulièrement sécurisée, par exemple avec
des épaisseurs de paroi importantes. Cette solution
conduit à une augmentation de la masse globale de
l'extincteur, ce qui est pénalisant pour les
performances de l'aéronef.
Une autre solution peut consister à éloigner
suffisamment l'extincteur des zones en question.
Cependant, cet éloignement nécessite d'utiliser une
plus grande longueur de conduite de distribution entre
l'extincteur et lesdites zones, ce qui augmente la
perte de charge linéaire dans la conduite et diminue
l'efficacité d'éjection. De plus, la masse importante
de conduite nécessaire est également pénalisante.
Bien entendu, le problème reste identique dans le
cas d'une utilisation du dispositif d'éjection de
fluide comme générateur hydraulique de secours pour
aéronef, où toute surpression dans le dispositif
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d'éjection doit être évitée en phase de repos, tout en
assurant une efficacité d'éjection optimale.
Un dispositif d'éjection de fluide pour la lutte
5 contre l'incendie comprend habituellement, comme le
montre la figure 1, un réservoir sous pression Al
connecté à un circuit de distribution A4 pour
l'adduction du fluide vers le point d'extinction A5. Le
réservoir est connecté au circuit de distribution A4
par l'intermédiaire d'une vanne A2 pilotée à distance
par tout dispositif adapté A6. L'ouverture de la vanne
A2 provoque la vidange du réservoir sous pression Al
dans les circuits de distribution A4 vers le point
d'extinction A5. Pour une efficacité maximale d'un tel
dispositif, il est souhaitable que les réservoirs
soient situés le plus près possible du point
d'extinction de manière à réduire la longueur du
circuit de distribution et accélérer ainsi le transfert
du fluide vers le point d'extinction en limitant les
pertes de charges.
Si une quantité importante de fluide est nécessaire
et qu'il n'est pas possible, compte tenu du confinement
de l'espace, d'installer un réservoir de volume
important à proximité du point d'extinction, ou, si
pour des raisons réglementaires, il est imposé d'avoir
plusieurs systèmes indépendants ou une redondance, il
peut être nécessaire de coupler plusieurs réservoirs en
parallèle sur le même circuit. Dans ce cas, selon un
premier mode de réalisation, un premier réservoir sous
pression est vidé par ouverture de sa vanne de
connexion A2 puis la vanne est fermée et le second
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réservoir sous pression est vidé en ouvrant sa vanne de
connexion laquelle est ensuite fermée en fin de vidange
et ainsi de suite. La fermeture de chaque vanne en fin
de vidange est nécessaire afin d'éviter que le fluide
éjecté d'un réservoir dont la vanne a été subséquemment
ouverte ne vienne remplir le ou les réservoirs
précédemment vidés au lieu de se diriger vers le point
d'extinction.
Ceci nécessite un système de commande complexe et
des vannes en mesure d'être pilotées dans les deux
sens, ouverture et fermeture, c'est-à-dire contenant
des pièces mobiles et sujettes à des défauts
d'étanchéité. La complexité d'un tel dispositif rend sa
maintenance coûteuse et diminue sa fiabilité lorsqu'il
est utilisé pour des dispositifs de sécurité où ledit
dispositif peut rester passif pendant des années et
doit fonctionner parfaitement le moment venu.
Ainsi, il est connu, par exemple, du brevet
EP1502859B1, ou de EP1819403, d'utiliser un réservoir
contenant l'agent d'extinction à la pression
atmosphérique. Celui-ci est mis sous pression soit en
le mettant en communication avec une bouteille d'air ou
d'azote comprimé ou par l'intermédiaire d'un générateur
de gaz pyrotechnique placé directement à l'intérieur du
réservoir ou à proximité et relié à celui-ci. Dans ce
dernier cas de pressurisation du réservoir, la membrane
séparant le fluide des gaz générés par réaction
pyrotechnique du dispositif selon EP1819403 permet
d'éviter que le fluide n'absorbe les calories de cette
réaction et diminue son efficacité. Un tel réservoir de
fluide est mis en communication directe avec le circuit
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de distribution, la connexion étant fermée par un
opercule déchirable pour une pression donnée. Cet
opercule joue le rôle de la vanne. Ainsi pour
déclencher la vidange du dispositif, il suffit
d'introduire le gaz sous pression de la bouteille dans
le réservoir ou de déclencher le générateur
pyrotechnique. La pression différentielle appliquée sur
l'opercule, le circuit de distribution étant vide et à
la pression atmosphérique alors que la pression
augmente dans le réservoir, entraîne la déchirure de
celui-ci, autorisant ainsi le déversement du fluide
dans le circuit de distribution A4 vers le point
d'extinction A5.
Ce dispositif est plus fiable car il ne comprend
pas de pièces en mouvement au niveau de la vanne,
pièces dont il faut assurer l'étanchéité et garantir le
fonctionnement, notamment l'absence de grippage, dans
le temps. En revanche, une fois l'opercule percé,
celui-ci ne peut plus assurer la fermeture de la
connexion du réservoir avec le circuit de distribution.
Dans de telles situations et partout où il est
prévu d'utiliser des vannes pilotables uniquement en
ouverture, il est possible d'insérer dans le circuit de
distribution des clapets anti-retour A3. De tels
clapets ne laissent passer le fluide que dans un sens
d'écoulement (sens de la flèche figure 1). Ils
empêchent ainsi, lors des déclenchements successifs des
ouvertures de vannes pour la vidange d'autres
réservoirs connectés sur le même circuit de
distribution, que le fluide aille remplir les
réservoirs précédemment vidés. En cas de l'installation
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d'une pluralité de N réservoirs, au moins (N-1) clapets
A3 doivent être installés sur le circuit.
Autant de clapets créent des pertes de charges sur
le circuit et doivent également faire l'objet d'une
surveillance régulière pour en assurer l'aptitude de
fonctionnement. En effet, le circuit de distribution A4
étant vide en dehors du fonctionnement du dispositif,
c'est-à-dire pendant des temps pouvant atteindre des
années, de tels clapets peuvent être sujets à des
grippages causés par la condensation qui peut
intervenir dans de tels circuits, particulièrement
lorsque le dispositif est installé dans un aéronef en
zone non pressurisée et subit donc des variations de
température et de pression sur une large amplitude lors
de chaque vol.
Ainsi il existe un besoin pour un dispositif
permettant d'assembler en parallèle une pluralité de
réservoirs de fluide en vue de leur déclenchement
séquentiel sans engendrer de pertes de charges
excessives dans le circuit et tout en préservant une
fiabilité de fonctionnement comparable à celle qui
serait obtenue par un réservoir unique.
Comme décrit précédemment, le dispositif d'éjection
d'un fluide selon l'art antérieur comprend un réservoir
contenant le fluide destiné à être éjecté, une
extrémité dudit réservoir comportant des moyens
d'obturation pilotables, tels qu'une vanne, aptes à
mettre le fluide en communication avec l'extérieur du
réservoir de sorte à provoquer son écoulement.
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Selon un mode de réalisation, le fluide est ainsi
stocké sous pression dans le réservoir. Le réservoir
est connecté à un circuit de distribution par
l'intermédiaire de la vanne, l'ouverture de celle-ci
provoquant l'éjection du fluide dans le circuit de
distribution.
Selon un autre mode de réalisation de l'art
antérieur, le fluide n'est pas stocké sous pression
dans le réservoir. Pour provoquer l'éjection du fluide,
il faut augmenter la pression dans le réservoir avant
d'ouvrir la vanne de mise en communication avec le
circuit de distribution. Cet effet est obtenu soit en
mettant l'intérieur du réservoir directement en
communication avec un fluide sous pression, par exemple
avec de l'air comprimé, soit en comprimant le fluide
destiné à être éjecté par l'intermédiaire d'un élément
séparateur situé à l'intérieur du réservoir. Un tel
élément séparateur peut être constitué par une membrane
ou par un piston qui sépare de manière étanche le
réservoir en deux chambres l'une des deux contenant le
fluide destiné à être éjecté. Le volume du réservoir
étant fixe, la mise sous pression du fluide à éjecter
et son éjection hors du réservoir se font en augmentant
le volume de la chambre ne contenant pas le fluide. Une
telle variation de volume est obtenue en déplaçant
l'élément séparateur soit par un dispositif purement
mécanique, soit en augmentant la pression dans la
chambre ne contenant pas le fluide destiné à être
éjecté. Cette augmentation de pression est obtenue en
injectant dans ladite chambre, nommée chambre de
pressurisation, un fluide sous pression.
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Les deux chambres du réservoir étant séparées de
manière étanche par l'élément séparateur, tout type de
fluide peut être utilisé sans risque qu'il ne se
mélange avec le fluide destiné à être éjecté. A titre
5 d'exemple, il peut s'agir d'air comprimé ou d'azote.
Avantageusement le fluide injecté dans la chambre de
pressurisation est généré par un générateur de gaz
pyrotechnique, et, selon un mode de réalisation
particulièrement avantageux de l'art antérieur, ledit
10 générateur pyrotechnique est situé directement dans le
réservoir, à l'intérieur de la chambre de
pressurisation.
Finalement, les moyens d'obturation pilotables de
la chambre contenant le fluide destiné à être éjecté
peuvent prendre la forme d'un opercule qui se rompt
pour une pression donnée dudit fluide. On obtient dans
ces conditions un dispositif compact, comportant tous
les moyens de déclenchement de l'éjection du fluide. Un
tel dispositif est décrit dans la demande de brevet
européen EP1819403 déposée au nom de la demanderesse.
En outre, l'élément séparateur isole thermiquement
la chambre de pressurisation du fluide destiné à être
éjecté. Ainsi, lors de l'utilisation de ce dispositif
en tant que dispositif de lutte contre l'incendie, le
fluide à éjecter est par exemple un agent d'extinction
en phase liquide. Ce type de fluide peut présenter une
capacité calorifique très élevée et l'élément
séparateur évite que la réaction pyrotechnique générant
le gaz de pressurisation ne soit ralentie par
l'absorption de la chaleur par l'agent d'extinction.
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De tous ces modes de réalisation de l'art
antérieur, celui qui utilise un réservoir de forme
sensiblement cylindrique séparé en deux chambres par un
piston est le plus efficace en termes d'éjection du
fluide, c'est-à-dire que ce mode de réalisation
maximise le ratio entre le volume de fluide
effectivement déversé dans le circuit de distribution
et le volume de fluide initialement contenu dans le
réservoir.
Dans ce type de dispositif, la séquence d'éjection
se réalise en cinq phases essentielles :
1. Le déclenchement du générateur de gaz
provoque l'augmentation de la pression dans la chambre
de pressurisation et corrélativement, par
l'intermédiaire du piston, dans la chambre contenant le
fluide ;
2. Au-delà d'un seuil défini de pression,
l'opercule de la chambre contenant le fluide à éjecter
se rompt, mettant en communication ledit fluide avec le
circuit de distribution
3. L'élément séparateur peut alors se déplacer
et pousser le fluide dans le circuit de distribution
4. Lorsque le piston arrive en fin de course des
moyens verrouillent le piston dans cette position de
sorte à éviter tout retour du fluide vers le réservoir
5. Des moyens spécifiques formant clapet
permettent alors l'écoulement des gaz de la chambre de
pressurisation vers le circuit de distribution de sorte
à purger ledit circuit.
La pression, tant dans la chambre de pressurisation
que dans la chambre contenant le fluide à éjecter, est
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élevée en début de déclenchement et passe par un
maximum au moment de la rupture de l'opercule. Elle
diminue ensuite pour atteindre une valeur proche de la
pression atmosphérique en fin de décharge.
Un tel dispositif est à usage unique.
Lorsqu'il est utilisé en tant que dispositif de
lutte contre l'incendie ou comme dispositif de secours,
il peut rester inactif pendant des temps très longs,
pouvant atteindre plusieurs années et devra malgré tout
fonctionner de manière parfaite le moment venu. Or, le
piston étant amené à coulisser à l'intérieur du
réservoir, il est difficile d'assurer une étanchéité
parfaite entre les deux chambres tout en conservant une
facilité de coulissement du piston et ceci pendant des
temps pouvant atteindre plusieurs années.
Ainsi selon ces réalisations de l'art antérieur de
petites quantités du fluide à éjecter finissent par
s'infiltrer dans la chambre de pressurisation.
Si ladite chambre de pressurisation est en
communication avec l'air extérieur, ce fluide peut
s'évaporer. Le fluide ainsi évaporé est perdu,
diminuant d'autant la quantité de fluide apte à être
éjecté. Si la chambre de pressurisation est étanche
vis-à-vis de l'extérieur, alors l'accumulation de ce
fluide dans celle-ci réduit d'autant l'efficacité de la
réaction pyrotechnique et par suite celle de l'éjection
du fluide.
Par ailleurs, particulièrement si la chambre de
pressurisation est en communication avec l'extérieur,
des phénomènes de condensation peuvent s'y produire.
L'eau ainsi introduite dans cette chambre peut, à la
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longue, se mêler au fluide à éjecter dont elle risque
de dégrader les caractéristiques d'usage.
Finalement même s'il reste possible de garantir
l'étanchéité du piston lorsque le dispositif est au
repos, la première phase de l'éjection reste une phase
critique du fait des variations rapides de pression qui
se produisent durant cette phase. L'étanchéité doit
être conservée également sous ces conditions de
pression.
Il existe donc un besoin pour un dispositif compact
d'éjection d'un fluide comportant deux chambres
séparées par un élément séparateur de type piston, dont
l'étanchéité entre les deux chambres soit parfaite et
durable sans pour autant dégrader la faculté de
coulissement du piston.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Afin de résoudre au moins en partie les
insuffisances de l'art antérieur, l'invention propose
un dispositif d'éjection d'un fluide comprenant un
réservoir de forme sensiblement cylindrique, un élément
séparateur le divisant en deux chambres, des moyens
d'étanchéité entre l'élément séparateur et les parois
latérales du réservoir, ledit élément séparateur étant
apte à coulisser dans le réservoir selon l'axe
longitudinal de celui-ci de sorte à modifier le volume
relatif des chambres, une première chambre étant
remplie par un fluide et étant pourvue d'un orifice
fermé par un opercule de sorte que ledit fluide puisse
être éjecté sous pression du réservoir par ledit
orifice sous l'effet de la translation de l'élément
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séparateur et de l'ouverture de l'opercule ainsi que
des moyens aptes à modifier la pression dans la chambre
ne contenant pas de fluide dite chambre de
pressurisation, afin de provoquer la translation de
l'élément séparateur. Selon l'invention, ladite chambre
de pressurisation comprend en outre une chaussette apte
à séparer de manière étanche l'intérieur de la chambre
de pressurisation des parois latérales du réservoir.
Ainsi les fuites éventuelles de fluide à éjecter
qui peuvent se produire entre l'élément séparateur et
la paroi du réservoir restent confinées entre la paroi
et la chaussette. Il n'y a donc pas de risque de perte
de fluide à éjecter notamment par évaporation de celui-
ci dans la chambre de pressurisation, ni de risque de
mélange avec le fluide d'éjection de produits de
condensation de la chambre de pressurisation.
Avantageusement, la chaussette est apte à assurer
l'étanchéité entre la chambre de pressurisation et les
parois du cylindre de manière constante entre deux
positions longitudinales de l'élément séparateur. Ceci
permet de conserver l'étanchéité lors des mouvements du
piston engendrés notamment par la dilatation thermique
du fluide à éjecter, ainsi que pendant une partie au
moins des deux premières phases de la décharge.
Avantageusement, ladite chaussette est constituée
d'un matériau souple expansible diamétralement. Ainsi,
en plus de provoquer la translation du piston,
l'augmentation de pression dans la chambre de
pressurisation provoque l'expansion de la chaussette,
la plaquant contre les parois du réservoir. La
chaussette continue donc à assurer l'étanchéité entre
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les deux chambres même en présence d'une pression plus
élevée. Cet effet permet de sécuriser le fonctionnement
du dispositif même si les moyens d'étanchéité entre le
piston et les parois du réservoir se sont légèrement
5 dégradés dans le temps et ne sont plus aptes à assurer
une étanchéité parfaite sous pression, donc
particulièrement en début d'éjection juste avant et
immédiatement après l'ouverture de l'opercule.
Dès lors que l'opercule est rompu et que
10 l'écoulement a commencé, la pression du fluide à
éjecter n'est plus fonction que de la caractéristique
et des pertes de charges du circuit de distribution.
Durant la seconde phase de l'éjection, l'efficacité du
dispositif dépend de la capacité du piston à coulisser
15 rapidement. Il est donc avantageux qu'au cours de cette
phase le piston ne soit pas freiné dans sa translation
par la chaussette. Ainsi, selon une caractéristique
avantageuse, l'étanchéité de la chaussette est rompue
au-delà d'une position longitudinale définie de
l'élément séparateur. Cette caractéristique permet
également de mettre le circuit de distribution en
communication avec les gaz de pressurisation afin de le
purger lors de la cinquième phase de la décharge.
La continuité de l'étanchéité de la chaussette
entre les deux positions longitudinales définies du
piston peut être assurée par l'extension élastique
longitudinale de ladite chaussette particulièrement si
celle-ci est constituée d'un matériau souple.
Avantageusement cependant, cette extension
longitudinale est facilitée lorsque la chaussette
comporte au moins un pli apte à se déplier sous l'effet
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de la translation de l'élément séparateur. Cette
caractéristique permet d'utiliser pour la constitution
de la chaussette un matériau plus épais donc plus
résistant à la pression et, le cas échéant, à la
température au cours des deux premières phases de la
décharge. Ce mode de réalisation est donc
particulièrement avantageux lorsque le dispositif
comporte un générateur de gaz pyrotechnique en
communication avec la chambre de pressurisation, dont
le déclenchement permet de provoquer la décharge.
La combinaison de ces caractéristiques permet de
constituer un dispositif d'éjection compact dont
l'étanchéité entre les chambres est renforcée.
Avantageusement, un tel dispositif comporte un
dispositif apte à mettre la chambre de pressurisation
en communication avec l'extérieur de sorte à y
conserver une pression constante vis-à-vis des
variations lentes de volume et fermer ladite chambre
vis-à-vis des variations de pression et de volume
engendrées par l'activation du générateur de gaz
pyrotechnique. Cette caractéristique permet de
conserver le dispositif d'éjection sans sur-pression
interne en dehors des phases de fonctionnement, ce qui
améliore sa sécurité et permet d'en réduire le poids et
l'encombrement. En effet, n'étant pas soumis en
permanence à une pression interne, le dispositif peut
être construit avec des parois moins épaisses sans
dégrader sa fiabilité vis-à-vis des risques
d'éclatement.
Selon un mode de réalisation particulièrement
adapté à l'utilisation du dispositif d'éjection d'un
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fluide en tant que dispositif de lutte contre
l'incendie, celui-ci comporte des moyens aptes à mettre
en communication les gaz générés par la réaction
pyrotechnique avec le circuit de distribution de fluide
en fin d'éjection du fluide. Ceci permet d'une part de
purger le circuit et ainsi de profiter de toute la
quantité de l'agent d'extinction et également d'obtenir
une décharge en deux phases : la première consistant à
déverser une grande quantité d'agent d'extinction sur
l'incendie, la seconde consistant dans le soufflage sur
la zone d'incendie d'un aérosol constitué du gaz généré
par la réaction pyrotechnique et d'agent d'extinction.
Le fait d'injecter un agent pur dans cette première
phase de décharge permet ainsi d'obtenir une
concentration maximale en agent d'extinction ce qui
constitue le critère le plus souvent recherché dans le
cadre de la certification d'un système d'extinction en
particulier pour les applications extinction feu moteur
dans le domaine aéronautique.
Dans la deuxième phase, l'éjection de l'aérosol
constitué par le gaz de pressurisation, permet d'une
part de participer utilement à la phase d'extinction
par la nature même du gaz (inerte), et d'autre part de
bien distribuer l'agent partout où c'est utile dans la
zone feu à traiter.
Un dispositif selon l'invention peut comporter des
moyens aptes en empêcher tout retour de gaz ou de
fluide depuis le circuit de distribution dans le
réservoir après décharge complète de celui-ci. Ceci
permet d'augmenter l'efficacité du dispositif et
notamment de maximiser le ratio entre le fluide
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effectivement déversé et le fluide initialement contenu
dans le réservoir, cela permet également de coupler en
parallèle sur le même circuit de distribution plusieurs
réservoirs de ce type afin de disposer d'une plus
grande quantité de fluide à éjecter. Dans ce cas, les
différents réservoirs sont déclenchés séquentiellement
sans risque que la décharge de l'un des réservoirs n'en
remplisse un autre, déjà vidé, au lieu de se déverser
au point visé.
Pour l'utilisation du dispositif selon l'invention
pour la lutte contre l'incendie, le fluide à éjecter
est avantageusement un agent d'extinction de type
fluorocétone.
Alternativement, un tel dispositif peut également
être utilisé comme générateur hydraulique de dernier
secours, dans ce cas le fluide éjecté est une huile
hydraulique qui peut assurer ainsi la pressurisation en
dernier secours d'un circuit hydraulique quelconque.
De tels dispositifs sont plus particulièrement
adaptés, du fait de leur compacité, de leur fiabilité
et de leur poids réduit et de leur faible sensibilité
aux variations de pression et de température pour
l'utilisation dans des aéronefs.
L'invention a également pour objet, selon un autre
aspect de l'invention, un dispositif d'éjection pour
éjecter un fluide comportant :
- un réservoir comprenant un corps cylindrique
fermé de manière étanche en ses extrémités par une
première et une deuxième parties d'extrémité, ledit
réservoir comprenant ledit fluide,
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- des moyens de génération d'un gaz sous pression,
- un moyen de séparation rigide, mobile suivant la
direction axiale dudit réservoir, localisé entre la
première partie d'extrémité et ledit fluide de manière
à former de manière étanche une première enceinte et
une deuxième enceinte contenant ledit fluide, et
- des moyens de communication pour mettre en
communication le réservoir avec lesdits moyens de
génération de sorte que le gaz généré par lesdits
moyens de génération puisse pénétrer dans ladite
première enceinte dudit réservoir,
- un orifice d'éjection situé dans la deuxième
partie d'extrémité,
un moyen de contrôle de pression étant disposé dans
la première partie d'extrémité, et apte à adopter une
configuration ouverte en absence dudit gaz généré sous
pression dans le réservoir de manière à assurer la mise
à l'air libre de ladite première enceinte avec
l'environnement extérieur quelle que soit la position
axiale du moyen de séparation et une configuration
fermée en présence dudit gaz généré sous pression dans
le réservoir de manière à assurer l'étanchéité de
ladite première enceinte.
Avantageusement, la fermeture du moyen de contrôle
de pression est commandée par la pression exercée par
ledit gaz généré sous pression dans ladite première
enceinte.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le
moyen de contrôle de pression comprend un corps de
soupape de forme sensiblement tubulaire dont la face
intérieure comporte un siège de soupape, ledit corps de
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soupape comportant au moins un conduit de communication
avec l'environnement extérieur du réservoir, et une
pièce mobile suivant la direction axiale du corps de
soupape et comportant une tête adaptée à venir en
5 contact avec ledit siège de soupape définissant ainsi
ladite position fermée de la soupape.
Avantageusement, le moyen de contrôle de pression
comprend en outre un moyen de séparation mobile suivant
la direction axiale du corps de soupape et disposé
10 radialement entre le corps de soupape et la pièce
mobile, ledit moyen de séparation étant apte à venir en
regard dudit conduit de communication du corps de
soupape.
De préférence, le dispositif d'éjection comprenant
15 des moyens de distribution reliés à l'orifice
d'éjection, ledit conduit de communication dudit corps
de soupape est relié auxdits moyens de distribution.
De préférence, un moyen de ressort est disposé dans
ladite première enceinte dudit réservoir de manière à
20 exercer un effort de compression sur ledit moyen de
séparation suivant la direction axiale dudit réservoir,
en direction de la deuxième partie d'extrémité, quelle
que soit la position axiale du moyen de séparation.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le
dispositif d'éjection pour éjecter un fluide comporte :
- un réservoir comprenant un corps cylindrique
fermé de manière étanche en ses extrémités par une
première et une deuxième parties d'extrémité, ledit
réservoir comprenant ledit fluide,
- des moyens de génération d'un gaz sous pression,
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- un moyen de séparation rigide, mobile suivant la
direction axiale dudit réservoir, localisé entre la
première partie d'extrémité et ledit fluide de manière
à former de manière étanche une première enceinte et
une deuxième enceinte contenant ledit fluide, et
- des moyens de communication pour mettre en
communication le réservoir avec lesdits moyens de
génération de sorte que le gaz généré par lesdits
moyens de génération puisse pénétrer dans ladite
première enceinte dudit réservoir,
- un orifice d'éjection situé dans la deuxième
partie d'extrémité,
ledit dispositif d'éjection comportant un moyen de
ressort disposé dans ladite première enceinte dudit
réservoir de manière à exercer un effort de compression
sur ledit moyen de séparation suivant la direction
axiale dudit réservoir, en direction de la deuxième
partie d'extrémité, quelle que soit la position axiale
du moyen de séparation.
Avantageusement, le moyen de séparation est isolant
thermiquement de manière à diminuer les échanges
thermiques entre ledit fluide et ledit gaz généré.
De préférence, le moyen de séparation comprend une
zone d'isolation thermique s'étendant sensiblement
suivant la direction radiale dudit moyen de séparation.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le
corps cylindrique dudit réservoir comprenant un
épaulement circonférentiel intérieur situé à proximité
de ladite deuxième partie d'extrémité, le moyen de
séparation comprend au moins un moyen de blocage
exerçant une poussée suivant la direction radiale du
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réservoir, de sorte que ledit moyen de blocage se
détende suivant la direction radiale du réservoir
lorsque ledit moyen de séparation est situé en regard
dudit épaulement et bloque le déplacement du moyen de
séparation en direction de la première partie
d'extrémité du réservoir.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention,
le moyen de séparation comprenant au moins un conduit
de communication, le corps cylindrique dudit réservoir
comprend un épaulement circonférentiel intérieur à
proximité de ladite deuxième partie d'extrémité, au
moins un évidement est situé dans la face intérieure de
la deuxième partie d'extrémité ou dans la face du moyen
de séparation, de manière à ce que le gaz généré
s'écoule jusqu'à l'orifice d'éjection lorsque le moyen
de séparation est situé sensiblement en regard dudit
épaulement du corps cylindrique du réservoir.
Alternativement, le moyen de séparation comprend
une partie centrale s'étendant sensiblement suivant le
diamètre dudit corps cylindrique du réservoir et une
partie latérale sensiblement en contact avec ledit
corps cylindrique, une zone de rupture s'étendant de
manière circonférentielle et située entre ladite partie
centrale et ladite partie latérale, ladite deuxième
partie d'extrémité comprend une portion formant butée
de manière à ce que, sous la pression dudit gaz généré,
ladite partie centrale vienne en contact avec ladite
portion formant butée provoquant ainsi la rupture de
ladite zone de rupture dudit moyen de séparation, de
sorte que le gaz généré s'écoule jusqu'à l'orifice
d'éjection.
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Dans un autre mode de réalisation de l'invention,
un dispositif de surveillance est prévu comportant une
partie d'un circuit électrique disposé à l'intérieur du
réservoir de manière à ce que le circuit électrique
soit ouvert lorsque le moyen de séparation est situé
au-delà d'une position déterminée en direction de la
deuxième partie d'extrémité.
Avantageusement, un dispositif de surveillance est
prévu comportant un circuit électrique dans lequel au
moins un fil électrique relie ladite première partie
d'extrémité audit moyen de séparation, ledit fil ayant
une longueur déterminée de manière à ce qu'il y ait
rupture ou déconnexion dudit fil si le moyen de
séparation se déplace au-delà d'une position déterminée
en direction de la deuxième partie d'extrémité.
De préférence, le dispositif d'éjection comprend un
opercule de distribution fermant de manière étanche
l'orifice d'éjection et des moyens de distribution
reliés à l'orifice d'éjection.
De préférence, les moyens de génération d'un gaz
sous pression comportent un générateur de gaz
comprenant une enceinte munie d'un orifice de sortie de
gaz et d'une quantité déterminée de matériau
pyrotechnique générateur de gaz.
La présente invention concerne également
l'utilisation du dispositif d'éjection comportant les
caractéristiques qui viennent d'être définies en tant
que générateur hydraulique de secours pour aéronef de
manière à fournir l'énergie hydraulique apte à
entraîner une action mécanique.
Avantageusement, ledit fluide est une huile.
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L'invention propose également, selon un autre
aspect de l'invention, un dispositif d'éjection d'un
fluide comprenant un nombre N de réservoirs dudit
fluide aptes à être vidés séquentiellement. N étant
égal ou supérieur à 2, les N réservoirs étant reliés en
parallèle au même circuit de distribution du fluide par
des connexions comportant un opercule apte à se
déchirer sous l'effet d'une pression différentielle
définie, au moins N-1 réservoirs comportent des moyens
aptes à obturer définitivement ladite connexion avec le
circuit, à l'intérieur du réservoir en fin de vidange.
La connexion avec le circuit étant obturée en fin de
vidange pour chaque réservoir de fluide, il est
possible de déclencher séquentiellement la vidange de
n'importe quel autre réservoir sans risquer que le
fluide ne vienne remplir les réservoirs déjà vidés au
lieu de se diriger vers les points où il est utile, par
exemple vers les zones d'extinction d'incendie. Cette
solution à plusieurs réservoirs permet de disposer
d'une quantité de fluide à éjecter plus importante dans
des réservoirs plus petits, donc plus facilement
intégrables dans un environnement confiné, sans
entraîner de perte de charge excessive dans le circuit
de distribution, du fait de l'absence de vannes ou de
clapets dans ledit circuit, ce qui a également pour
avantage d'en simplifier l'installation et la
maintenance tout en améliorant la fiabilité.
Lesdits dispositifs de vidange peuvent être de type
à membrane comme décrit dans EP1819403, modifiés de
manière à ce que les moyens de déchirure de la membrane
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en fin de vidange sont supprimés et remplacés par une
forme adaptée de sorte que la membrane vienne épouser
l'orifice de la connexion avec le circuit de
distribution et que celle-ci, sous l'effet de la
5 pression générée dans le réservoir par les gaz du
générateur pyrotechnique, obture cet orifice. Toutefois
lesdits réservoirs seront avantageusement constitués de
dispositifs à piston dans lesquels l'éjection du fluide
d'un réservoir de forme sensiblement cylindrique est
10 produite par la translation d'un piston agissant sur le
fluide. Le déplacement du piston peut être provoqué par
tout moyen connu de l'homme du métier par exemple par
l'intermédiaire d'un vérin électrique, hydraulique ou
pneumatique, il peut aussi être réalisé par l'action
15 directe d'un champ magnétique sur le piston ou par
l'introduction d'un gaz sous pression derrière le
piston de manière similaire à celle du dispositif à
membrane. Comparé au dispositif à membrane, un tel
dispositif à piston permet d'assurer une meilleure
20 vidange du réservoir, à la manière d'une seringue, mais
aussi simplifie l'obturation de l'orifice en fin de
course, la face du piston venant obturer l'orifice de
la connexion avec le circuit de distribution soit par
contact direct soit par des moyens d'étanchéité
25 adaptés.
Selon ce mode de réalisation il est indispensable
de conserver la force appliquée sur le piston ou la
membrane, par l'intermédiaire du vérin ou de la
pression de gaz en fin de course de manière à ce que
ceux-ci conservent l'obturation de la connexion.
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Selon un mode de réalisation plus avantageux le
dispositif comporte des moyens de verrouillage en
position du piston en fin de course. Dans ces
conditions, pour conserver la force d'obturation de la
connexion au circuit de distribution en fin de course,
il n'est pas nécessaire de conserver sous charge les
vérins ou sous pression le gaz agissant sur le piston,
ce qui permet d'améliorer la fiabilité de
fonctionnement du dispositif vis-à-vis des pertes de
charges des dispositifs appliquant la force sur le
piston, mais aussi la sécurité des biens et des
personnes après le déclenchement du dispositif en
évitant ainsi de conserver des éléments sous pression,
avec les risques d'explosion ou de dépressurisation
subite que cela peut comporter.
Selon un mode de réalisation particulièrement
avantageux, les réservoirs comportent 2 chambres
séparées par le piston, l'une des chambres comportant
le fluide à éjecter, le déplacement du piston étant
provoqué par une pression de gaz introduit dans l'autre
chambre. Comparé à un mode de réalisation dans lequel
le déplacement du piston est obtenu par l'action d'un
vérin, pneumatique, hydraulique ou électrique, ce mode
de réalisation est plus compact, du fait de l'absence
de vérin, et plus facile à installer dans un
environnement confiné. Les moyens de génération du gaz
sous pression pouvant être éloignés du lieu
d'installation du dispositif qui est alors relié à ces
moyens par des tuyauteries adaptées, lesdites
tuyauteries pouvant être rigides ou flexibles.
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Selon un mode de réalisation encore plus avantageux
le gaz sous pression est généré par des moyens
pyrotechniques. Lesdits moyens étant très compacts, ils
peuvent être installés directement dans chaque
réservoir de fluide ou à proximité immédiate de ceux-
ci. Dans ces conditions chaque réservoir de fluide
constitue un dispositif autonome, particulièrement
compact et facile d'intégration, les moyens de
déclenchement ne nécessitant que très peu de
maintenance du fait de la réduction considérable du
nombre de composants et de pièces mobiles.
Afin d'assurer que l'ensemble du fluide éjecté de
chaque réservoir dans le circuit de distribution
parvienne bien avec un débit suffisant à son point
d'utilisation, particulièrement dans le cas où un tel
dispositif est utilisé pour l'éjection d'un fluide apte
à lutter contre l'incendie, il est avantageux que les
gaz de pressurisation soient injectés dans le circuit
de distribution en fin de vidange de chaque réservoir
de manière à pousser le fluide vers son point
d'utilisation et de vider complètement le réseau de
distribution. Ainsi le dispositif comportera
avantageusement des moyens aptes à mettre le gaz sous
pression en communication avec le circuit de
distribution en fin de vidange. Ces dispositifs peuvent
être constitués par des orifices pratiqués sur la face
du piston formant séparation entre les chambres,
lesdits orifices étant fermés par des clapets tarés de
telle sorte que lorsqu'il n'y a plus de pression de
fluide exercée sur ceux-ci, c'est-à-dire en fin de
vidange lorsque le piston est verrouillé, ils s'ouvrent
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pour laisser passer le gaz sous pression vers l'orifice
de connexion avec le circuit de distribution pour ainsi
chasser le fluide. Lesdits clapets se referment par
exemple sous l'action d'un ressort lorsque la pression
de gaz devient inférieure à une valeur déterminée.
Les ressorts doivent être correctement tarés pour
éviter que les clapets ne s'ouvrent trop tôt ou ne
s'ouvrent pas. Ce type de réglage est susceptible
toutefois d'évoluer dans le temps, par exemple sous
l'effet du fluage des matériaux constituant les moyens
formant ressort. La vérification et, le cas échéant, la
correction de ce réglage, entraînent des opérations de
maintenance complexes nécessitant l'ouverture des
dispositifs d'éjection de fluide. C'est pourquoi, selon
un mode de réalisation plus avantageux, le piston
comporte deux zones d'étanchéité avec la surface
intérieure du réservoir. Lesdites zones sont séparées
et disposées axialement, formant une chambre annulaire
entre le piston et la face intérieure du réservoir. Des
orifices de communication obturables sont placés entre
ladite chambre annulaire et la chambre de
pressurisation, la chambre annulaire étant mise en
communication avec la chambre contenant le fluide en
fin de course du piston. Selon ce mode de réalisation,
le piston comporte une jupe. Les orifices obturables
sont situés transversalement sur ladite jupe et
communiquent avec la chambre annulaire qui est à la
fois isolée du fluide est du gaz sous pression par les
deux zones d'étanchéité durant toute la vidange.
Lesdits orifices sont fermés par des clapets tarés
comme précédemment. Lorsque le piston arrive en fin de
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course, c'est-à-dire en fin de vidange, et qu'il se
verrouille, la surface intérieure du réservoir comprend
un épaulement de diamètre supérieur de sorte que la
première zone d'étanchéité n'est plus en contact avec
la paroi du réservoir mettant ainsi en communication la
chambre annulaire comprise entre les deux zones
d'étanchéité avec la chambre contenant le fluide
(vidée) et l'orifice de connexion avec le circuit de
distribution. La pression de gaz appliquée sur le
piston dans l'autre chambre entraîne l'ouverture des
clapets obturant les orifices pratiqués sur la jupe du
piston mettant le gaz en relation avec la chambre
annulaire, donc avec le circuit de distribution.
Lorsque la pression diminue sous une valeur donnée, des
moyens formant ressort referment les clapets
d'obturation. Cette configuration est avantageuse car
elle ne nécessite pas de tarage précis des ressorts de
clapet. En effet, même si ceux-ci s'ouvrent sous
l'effet de la pression pendant la vidange, cela
n'entraîne pas de fuite de gaz qui ne peut pas se
mélanger avec le fluide, la chambre annulaire étant
close de manière étanche par les deux zones
d'étanchéité. Ceci est particulièrement important dans
le cas où le fluide éjecté est un fluide apte à lutter
contre l'incendie tel qu'un fluorocétone, par exemple
un fluide connu commercialement sous l'appellation de
NOVEC 1230 de la marque 3M. Ce type de fluide qui
présente une chaleur spécifique très élevée absorberait
les calories de la réaction pyrotechnique si les gaz
générés par cette réaction entraient en son contact, ce
qui aurait pour conséquence de réduire l'efficacité de
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l'éjection du fluide. Ainsi, le positionnement des
orifices obturables sur la jupe du piston et débouchant
dans une chambre annulaire étanche permet d'une part
d'éviter tout contact des gaz avec le fluide éjecté au
5 cours de la vidange mais aussi d'obtenir une isolation
thermique efficace par la face avant du piston entre le
fluide et les gaz.
Selon un mode de réalisation plus simple et plus
avantageux, les moyens d'obturation des orifices sont
10 constitués par une bague élastique. Ladite bague
élastique étant disposée dans la chambre annulaire
autour de la jupe du piston et venant par élasticité
obturer les orifices pratiqués sur cette jupe. Les
caractéristiques de la bague en termes de matériau et
15 de géométrie sont choisies de telle sorte que celle-ci
puisse être expansée et ainsi ouvrir les orifices.
Cette configuration permet de simplifier le dispositif
d'obturation des orifices qui peuvent ainsi être plus
nombreux et favoriser une évacuation rapide des gaz en
20 fin de vidange de manière à assurer un débit élevé du
fluide dans le circuit de distribution pendant tout le
cycle et limiter ainsi les pertes de charges.
Selon un mode de réalisation particulier, la bague
élastique est constituée par un anneau fendu. Ce mode
25 de réalisation est particulièrement économique et
fiable, les possibilités d'expansion supplémentaires
conférées par la présence de cette fente facilitant
également le montage de la bague. La fente est utilisée
en outre pour assurer la position angulaire de ladite
30 bague de sorte qu'elle ne puisse tourner dans son
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logement et que la fente ne vienne en vis-à-vis d'un
orifice ce qui entraînerait une perte d'étanchéité.
Un tel dispositif d'éjection de fluide peut être
facilement intégré dans un environnement confiné tel
que la nacelle d'un moteur d'aéronef, car il est
compact et facilement intégrable, il n'est pas sous
pression avant ou après la phase de vidange, et peut
ainsi être installé au plus proche des sources
d'incendie sans générer des risques, notamment des
risques d'explosion, pour les installations
environnantes, et finalement, il ne nécessite qu'une
maintenance très limitée. Il peut donc être installé
dans des zones qui présentent une accessibilité limitée
sans entraîner de surcoûts de maintenance.
Alternativement, un tel dispositif peut être
utilisé comme dispositif de secours de génération
hydraulique pour un aéronef. Un tel dispositif permet
de fournir l'énergie hydraulique nécessaire pour opérer
une commande mécanique, par exemple pour des
applications de type freinage et direction au sol,
voire ouverture et verrouillage du train atterrissage.
Pour ce type d'utilisation, le fluide expulsé est une
huile hydraulique. Il est dans ce cas préférable de ne
pas favoriser la vidange en expulsant les gaz dans le
circuit de distribution de manière à éviter de mélanger
les gaz et l'huile. La présence de plusieurs réservoirs
en parallèle permet d'effectuer plusieurs manoeuvres en
déclenchant ceux-ci de manière séquentielle.
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BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
On décrira à présent, à titre d'exemples non
limitatifs, des modes de réalisation de l'invention, en
se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1, déjà décrite, est une vue schématique
d'un dispositif selon l'art antérieur couplant
plusieurs réservoirs et mettant en oeuvre des vannes
pilotées et des clapets anti-retour sur le circuit de
distribution ;
Les figures 2A et 2B sont des vues en perspective
d'une coupe longitudinale du dispositif d'éjection de
fluide selon l'invention ;
La figure 3 est une vue en coupe du moyen de
séparation et la deuxième partie d'extrémité selon un
mode de réalisation de l'invention ;
La figure 4 montre une coupe longitudinale d'un
moyen de contrôle de pression équipant le dispositif
d'éjection selon l'invention ;
Les figures 5A, 5B et 5C sont trois vues en coupe
longitudinale du moyen de contrôle de pression en
fonctionnement ;
Les figures 6A, 6B et 6C sont des vues de dessus
d'une coupe longitudinale d'un dispositif d'éjection de
fluide pour trois exemples de position du moyen de
séparation ;
La figure 7 est une vue en perspective d'une coupe
longitudinale du dispositif d'éjection selon un mode de
réalisation de l'invention dans lequel le moyen de
séparation comprend une zone de rupture et la deuxième
partie d'extrémité comprend une portion formant butée ;
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Les figures 8A, 8B, 8C et 8D sont des vues en coupe
longitudinale du dispositif d'éjection selon le mode de
réalisation présenté dans la figure 6 pour quatre
instants de la phase d'éjection ;
La figure 9 est une vue d'ensemble en coupe du
dispositif selon l'un des modes de réalisation de
l'invention avant son déclenchement, comprenant une
chaussette ;
La figure 10 est une vue de détail du dispositif en
fin de décharge lorsque la chaussette est rompue et le
piston verrouillé en position ;
La figure 11A est une vue en coupe d'un dispositif
selon un mode de réalisation de l'invention utilisant
un réservoir sphérique comprenant une membrane séparant
le fluide des gaz sous pression injectés dans le
réservoir afin de le vidanger. Ledit réservoir est
représenté en fin de vidange, la membrane venant
obturer l'orifice de connexion au circuit de
distribution ;
La figure 11B est une vue en coupe d'un dispositif
selon un mode de réalisation de l'invention utilisant
un réservoir cylindrique et l'éjection du fluide par un
piston se déplaçant axialement dans le réservoir ;
La figure 12 représente une vue partielle en coupe
du côté de l'orifice de connexion au circuit de
distribution présentant un dispositif de verrouillage
en position du piston en fin de course ;
La figure 13 représente une vue en coupe du
dispositif selon un mode de réalisation de l'invention
dans lequel le déclenchement du dispositif est obtenu
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par l'activation d'une cartouche pyrotechnique placée
dans le réservoir ;
La figure 14 est une vue de détail en coupe partiel
d'un piston du dispositif selon un mode de réalisation
de l'invention incorporant des moyens permettant de
mettre en communication les gaz générés par le
dispositif pyrotechnique avec le circuit de
distribution en fin de vidange ;
La figure 15 présente une vue en coupe d'un mode de
réalisation particulier du piston du dispositif selon
l'invention dans lequel ledit piston présente une jupe
et une zone annulaire délimitée par des moyens
d'étanchéité, laquelle zone comprend des moyens
permettant de mettre en communication les gaz générés
lors de l'activation du dispositif pyrotechnique avec
le circuit de distribution en fin de vidange ;
La figure 16 présente une vue d'ensemble en coupe
d'un dispositif selon un mode de réalisation de
l'invention équipé d'un piston à jupe avec des orifices
et des moyens aptes à obturer ces orifices sous forme
d'une bague expansible ;
La figure 17 est une vue de détail en coupe du
dispositif selon la figure 16 lorsque le piston arrive
en fin de course et que la bague est expansée de
manière à laisser passer les gaz sous pression vers le
circuit de distribution ;
La figure 18 est une vue du piston seul muni de la
bague élastique d'obturation en position serrée telle
que celle-ci obstrue les lumières pratiquées dans la
jupe du piston ;
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La figure 19 représente le piston seul, la bague
élastique d'obturation étant en position expansée,
autorisant ainsi le passage vers la chambre annulaire
du gaz de pressurisation.
5
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Les figures 2 à 8 représentent un premier aspect de
l'invention.
Comme l'illustre schématiquement les figures 2A et
10 2B, le dispositif d'éjection de fluide comprend comme
élément principal un réservoir 1 contenant le fluide 14
à éjecter, constitué par un corps cylindrique 2 creux
et fermé de manière étanche aux deux extrémités par une
première partie d'extrémité 3 et une deuxième partie
15 d'extrémité 4. Le corps cylindrique 2 peut présenter
une section circulaire, elliptique, oblongue, ou toute
autre forme du même type. L'invention s'applique plus
particulièrement à un fluide 14 en phase liquide.
Néanmoins, le fluide 14 peut également se présenter
20 sous forme de poudres, de fluides pâteux ou de
suspensions.
Le réservoir 1 comporte un ou plusieurs orifices
d'éjection 16A, qui peuvent être reliés à des moyens de
distribution (non représentés) afin de permettre
25 l'éjection du fluide 14 et son acheminement jusqu'à une
zone déterminée. Les orifices d'éjection 16A sont
situés dans la deuxième partie d'extrémité 4 du
cylindre ou à proximité de cette partie d'extrémité.
Avantageusement, chaque orifice d'éjection 16A est
30 fermé de manière étanche par un opercule de
distribution 16 afin de garder le fluide dans le
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réservoir 1 tant que son action n'est pas sollicitée.
En particulier, si l'orifice d'éjection 16A est unique,
l'opercule de distribution 16 peut par exemple être un
opercule taré, c'est-à-dire une membrane qui se rompt
ou s'ouvre dès que la pression à l'intérieur du
réservoir 1 atteint un certain seuil. L'opercule de
distribution peut également être une vanne,
avantageusement contrôlée à distance. D'autres
dispositifs de fermeture sont connus par exemple de
WO 93/25950 ou US-A-4 877 051, et disponibles dans le
commerce.
Le dispositif d'éjection selon l'invention comporte
des moyens pour générer un gaz sous pression. Les
moyens pour générer un gaz sous pression sont connectés
au réservoir 1 par l'intermédiaire de moyens de
communication. Avantageusement, les moyens de
communication entre le réservoir 1 et les moyens de
génération d'un gaz sous pression débouchent dans le
réservoir 1 de façon opposée à l'orifice d'éjection
16A, c'est-à-dire dans la première partie d'extrémité 3
ou à proximité de cette partie d'extrémité. Les moyens
pour générer un gaz sous pression peuvent, dans un mode
de réalisation de l'invention non illustré, consister
en un ou plusieurs réservoirs de gaz sous pression.
Dans ce cas, une vanne dans les moyens de communication
permet par exemple d'isoler le réservoir de gaz sous
pression du réservoir 1 tant que celui-ci n'est pas
utilisé.
Un autre mode de réalisation concerne un générateur
de gaz 7. De façon avantageuse pour des raisons
d'encombrement, et tel qu'illustré sur les figures 2A
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et 2B, le générateur 7 est situé à l'intérieur du
réservoir 1. Il est constitué d'une enceinte de
combustion 8 munie d'un dispositif d'allumage 9, et
contenant une quantité appropriée d'un matériau
énergétique ou pyrotechnique. Ce matériau peut être à
l'état solide, par exemple sous forme de billes ou de
pastilles, ou encore sous forme de bloc de forme
étudiée. Les gaz engendrés par la combustion du
matériau énergétique ou pyrotechnique sont dirigés vers
le réservoir 1 par l'intermédiaire d'orifices de sortie
de l'enceinte 8. De tels générateurs 7 sont connus de
l'homme du métier. Avantageusement, un diffuseur 11
placé autour de l'enceinte de combustion 8 permet une
meilleure répartition du gaz généré par le générateur
de gaz 7 au sein de la première enceinte A, ce qui
minimise les impacts thermiques localisés à la surface
de la première enceinte A.
En phase d'éjection, ledit fluide 14 peut absorber
une quantité importante d'énergie thermique du gaz
généré. C'est le cas notamment du NOVEC 1230
commercialisé par la société 3M. La chaleur absorbée
par un tel fluide 14 entraîne une baisse de température
du gaz généré, ce qui produit une diminution de la
pression exercée par le gaz généré dans le réservoir 1
sur le fluide 14 à éjecter. Cette réduction de pression
appliquée au fluide 14 à éjecter conduit à un débit
d'éjection du fluide 14 plus faible, ce qui diminue
ainsi l'efficacité du dispositif selon l'invention.
Pour limiter les échanges thermiques entre les deux
phases, un moyen de séparation 5 est nécessaire.
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Le moyen de séparation 5 est localisé entre la
première partie d'extrémité 3 et ledit fluide 14 de
manière à former de manière étanche d'une part une
première enceinte A située entre le moyen de séparation
5 et la première partie d'extrémité 3 appelée chambre
de pressurisation, et d'autre part une deuxième
enceinte B contenant ledit fluide 14 située entre le
moyen de séparation 5 et la deuxième partie d'extrémité
4.
Le moyen de séparation 5 peut comprendre une partie
centrale 5C s'étendant sensiblement suivant la
direction radiale du réservoir 1, et une partie
latérale 5L s'étendant sensiblement suivant la
direction axiale du réservoir 1. La partie latérale 5L
est reliée à la partie centrale 5C au niveau de la
circonférence de la partie 5C. Les parties 5C et 5L
sont rigides. La partie centrale 5C du moyen de
séparation 5 comprend une surface 5A située dans la
première enceinte A et une surface 5B située dans la
deuxième enceinte B.
Le moyen de séparation 5 est mobile suivant la
direction axiale du réservoir 1 de façon à présenter un
effet de piston : en phase d'éjection, la surface 5A
subit la pression du gaz généré, pression qui est
communiquée au fluide 14 par la surface 5B de la partie
centrale 5C de façon à éjecter le fluide 14 du
réservoir 1.
De préférence, le moyen de séparation 5 est en
matériau isolant thermiquement, par exemple en matière
plastique, ou en un matériau quelconque rigide, habillé
de matériau isolant, comme un élastomère. Ainsi le
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fluide 14 ne peut absorber l'énergie du gaz généré, ce
qui optimise l'efficacité d'éjection du dispositif
selon l'invention.
Le moyen de séparation 5 peut comporter des joints
ou segments d'étanchéité 6, placés dans des évidements
circonférentiels de la partie latérale 5L en regard de
la paroi intérieure 21 du corps cylindrique 2. Les
segments d'étanchéité 6, en frottant sur la paroi
intérieure 21 du corps cylindrique 2, permettent
d'interdire tout transfert massique entre les enceintes
A et B.
Outre l'avantage d'éviter tout transfert thermique,
le moyen de séparation 5 présente également l'avantage
d'éviter tout mélange et toute dilution du fluide 14
dans le gaz généré qui viendrait diminuer l'efficacité
du dispositif d'éjection. Cette non dilution du fluide
14 dans le gaz généré est particulièrement importante
pour certaines applications comme l'extinction feu
moteur en aéronautique où, pour des raisons
réglementaires, il convient d'assurer une concentration
minimale en agent extincteur dans une zone feu
considérée pendant une durée donnée, comme le décrit le
document EP1552859 déposé au nom de la demanderesse. En
effet, ces zones feu sont le plus souvent ventilées par
un débit important d'air de renouvellement. Aussi, il
est essentiel d'injecter très rapidement l'agent
extincteur aussi pur que possible dans ladite zone,
afin d'obtenir le critère de certification en utilisant
une quantité minimale d'agent extincteur, toujours dans
le but de minimiser le poids de l'extincteur.
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Dans un mode de réalisation de l'invention
représenté dans la figure 3, le moyen de séparation
comprend une zone d'isolation thermique 51 s'étendant
sensiblement suivant la direction radiale du moyen de
5 séparation 5. Cette zone d'isolation thermique 51 peut
être un évidement fermé situé à l'intérieur de la
partie centrale 5C entre les surfaces 5A et 5B du moyen
de séparation 5, comme l'illustre la figure 3. D'autres
solutions sont possibles, comme le recouvrement d'une
10 surface 5A ou 5B, ou des deux surfaces 5A et 5B, par
une plaque en matériau isolant thermiquement et
d'épaisseur appropriée. L'isolation thermique entre la
première enceinte A et la deuxième enceinte B est ainsi
améliorée.
15 La figure 4 montre un moyen de contrôle de pression
12 équipant le dispositif d'éjection de fluide selon
l'invention. Le dispositif d'éjection selon l'invention
peut être équipé de plusieurs moyens de contrôle de
pression 12. La figure 4 montre un exemple non
20 limitatif de moyen de contrôle de pression, ici
correspondant à une soupape. Cependant, d'autres moyens
peuvent convenir, comme par exemple un clapet ou une
vanne. Le moyen de contrôle de pression 12, désigné par
la suite soupape, est disposé dans la première partie
25 d'extrémité 3 de manière à assurer la communication
entre la première enceinte A et l'environnement
extérieur du réservoir. La soupape 12 est apte à
adopter une configuration ouverte en absence de gaz
généré dans le réservoir 1 de manière à assurer la mise
30 à l'air libre de ladite première enceinte A et une
configuration fermée en présence de gaz généré dans le
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réservoir 1 de manière à assurer l'étanchéité de ladite
première enceinte A, et ce quelle que soit la position
axiale du moyen de séparation 5. La soupape 12 est
conçue de manière à se fermer de manière étanche sous
la pression du gaz généré dans la première enceinte A.
Ainsi une variation lente de pression entre la première
enceinte A et l'environnement extérieur du réservoir 1
au travers de la soupape 12 n'est pas apte à opérer la
fermeture de la soupape 12. Ce type de variation lente
se présente lors de la variation de la pression
atmosphérique extérieure au dispositif d'éjection selon
l'invention, par exemple du fait de la variation
d'altitude de l'aéronef. Il peut se présenter également
lors du déplacement du moyen de séparation 5 en
fonction de la variation volumique du fluide 14, et
donc de la variation de pression dans la première
enceinte A du fait du déplacement du moyen de
séparation 5. En effet, en fonction de la température
de l'air environnant, le fluide 14 peut présenter une
variation volumique par rapport à un volume de
référence défini pour une température donnée, par
exemple +20 C. Dans le cas de températures élevées, le
fluide 14 présente une dilatation volumique et exerce
alors une pression sur le moyen de séparation 5 dans la
direction de la première partie d'extrémité 3. Le moyen
de séparation 5 se déplace alors dans la direction de
la première partie d'extrémité 3.
Ainsi, tout déplacement du moyen de séparation 5 du
fait de la variation volumique du fluide 14 vient
modifier le volume de la première enceinte A et donc la
pression résidente à l'intérieur de cette enceinte A.
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Ainsi, la mise à l'air libre par la soupape 12 de la
première enceinte A assure qu'aucune des enceintes A et
B du dispositif d'éjection selon l'invention n'est sous
pression pendant la phase hors éjection.
En revanche, une variation rapide et importante de
pression dans la première enceinte A du fait de la
génération du gaz sous pression est apte à provoquer la
fermeture de la soupape 12.
Ainsi, la mise à l'air libre de la première
enceinte A assurée par la soupape 12 permet d'éviter
d'avoir dans le dispositif d'éjection selon l'invention
un gaz sous pression pendant la phase hors éjection, et
ce quelle que soit la position axiale du moyen de
séparation 5. Toute contrainte mécanique inutile qui
viendrait fragiliser le dispositif d'éjection est ainsi
évitée. De plus, dans le cas d'une utilisation de
l'invention sur un aéronef, le fait que la pression
interne du dispositif d'éjection du fluide soit
toujours équilibrée avec l'extérieur permet de
l'installer au plus près des zones à approvisionner en
fluide 14, en facilitant la réponse aux contraintes
imposées par la réglementation aéronautique. Cela
permet également de diminuer la longueur de la conduite
de distribution reliant le dispositif d'éjection aux
zones en question. La perte de charge linéaire dans la
conduite de distribution est donc diminuée, ce qui
permet d'obtenir un débit de fluide 14 plus important
pour une pression d'éjection donnée. L'efficacité
d'éjection du dispositif est ainsi améliorée. Enfin, la
diminution de la longueur de la conduite de
distribution et l'optimisation de l'épaisseur des
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parois du dispositif d'éjection permettent de répondre
aux exigences d'économie de masse en aéronautique.
En référence à la figure 4 montrant un mode de
réalisation de l'invention, la soupape 12 comprend un
corps de soupape 32 fixé de préférence à la première
partie d'extrémité 3 du réservoir 1. Le corps de
soupape 32 est creux et de préférence de forme
sensiblement tubulaire. Il permet la communication de
gaz entre la première enceinte A et l'environnement
extérieur du réservoir 1. Un bouchon 35 vient fermer de
manière étanche la partie du corps de soupape 32
communiquant avec l'environnement extérieur. Ledit
corps de soupape 32 comprend au moins un conduit de
communication 34 reliant l'intérieur du corps de la
soupape 32 à l'environnement extérieur du réservoir 1.
La face intérieure 321 comporte un siège de soupape 32S
situé sensiblement à proximité de l'extrémité du corps
de soupape 32 communiquant avec la première enceinte A.
Une pièce mobile 31 est apte à se déplacer suivant la
direction axiale du corps de soupape 32 et comporte une
tête 31T adaptée à venir en contact avec ledit siège de
soupape 32S définissant ainsi ladite position fermée de
la soupape.
La soupape 12 comprend en outre un moyen de
séparation 33 mobile suivant la direction axiale du
corps de soupape 32 et situé radialement entre le corps
de soupape 32 et la pièce mobile 31, ledit moyen de
séparation 33 étant adapté à venir en regard dudit
conduit de communication 34 du corps de soupape, de
manière à venir bloquer tout écoulement de gaz généré
au travers du conduit de communication 34, formant en
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cela une deuxième sécurité de fermeture. Au repos, le
moyen de séparation mobile 33 est en appui contre une
partie formant butée 32B du corps de soupape 32, sous
l'action par exemple d'un ressort 36, comprimé entre le
moyen de séparation mobile 33 et le bouchon 35, de
manière à ce que le moyen de séparation 33 ne soit pas
en regard dudit conduit de communication 34.
La pièce mobile 31 est en appui sur le moyen de
séparation mobile 33 par l'intermédiaire d'une pièce
formant butée 38 solidaire de la pièce mobile 31, sous
l'action d'un ressort 37 comprimé entre la pièce
formant butée 38 et le bouchon 35. Elle définit une
première enceinte de soupape 30A communiquant avec la
première enceinte A du réservoir 1 et une deuxième
enceinte de soupape 30B communiquant avec
l'environnement extérieur. Les deux enceintes 30A et
30B communiquent entre elles par l'intermédiaire de
conduits de communication 39 situés à l'intérieur de la
pièce mobile, comprenant une entrée 39A située
sensiblement dans la première enceinte 30A de soupape
et une sortie 39B située dans la deuxième enceinte 30B
de soupape.
Comme illustré dans la figure 5A, le positionnement
précis (par construction ou par réglage) de la pièce
formant butée 38 sur la pièce mobile 31 détermine un
léger jeu 40 entre la pièce mobile 31 et le corps de
soupape 32 permettant ainsi la communication entre la
première enceinte A du réservoir 1 et l'environnement
extérieur, par l'intermédiaire des conduits 34 du corps
32 et des conduits 39 de la pièce mobile 31.
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De manière à ce que la soupape 12 se ferme sous la
pression du gaz généré dans la première enceinte A, le
jeu 40 et les conduits de communication 34 et 39 ont
une taille ne permettant pas un écoulement inertiel.
5 Dans ce but, une taille caractéristique du jeu 40 et
des conduits 34 et 39 peut être de l'ordre du
millimètre.
Lors de l'éjection du fluide sous l'action du gaz
généré, comme illustré dans les figures 5B et 5C, dès
10 le début de la pressurisation de la première enceinte A
du réservoir 1, la tête 31T de la pièce mobile 31 vient
au contact du siège 32S du corps de soupape 32 par
l'action conjuguée de la pression sur ladite pièce
mobile 31 ainsi que sur le moyen de séparation mobile
15 33 qui recule jusqu'à entrer en contact avec la pièce
formant butée 38 solidaire de la pièce mobile 31. Comme
le montre la figure 5B, le moyen de séparation mobile
33 dans son mouvement obture les conduits 34 du corps
32, ce qui assure une double étanchéité (contact entre
20 la tête 31T de la pièce mobile 31 avec le siège 32S du
corps 32 d'une part et fermeture des conduits 34 du
corps 32 par le moyen de séparation 33 d'autre part).
En outre quand la pièce mobile 31 est fermée, l'entrée
39A du conduit 39 de la pièce mobile 31 est obturée par
25 un ergot solidaire 35E du bouchon 35.
Si une légère fuite apparaît entre le moyen de
séparation 33 et le corps 32 puis vers le conduit 34 du
corps 32, comme illustré dans la figure 5C, cela
conduit à une baisse de pression sur le moyen de
30 séparation 33. Ledit moyen de séparation 33 poussé par
le ressort 36 va se déplacer jusqu'à revenir en appui
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sur le corps 32 ce qui a pour effet d'obturer les
conduits 39 de la pièce mobile 31, rétablissant ainsi
une double étanchéité.
En référence aux figures 2A et 2B, un moyen de
ressort 13 peut être disposé dans ladite première
enceinte A dudit réservoir 1 et placé entre la première
partie d'extrémité 3 et le moyen de séparation 5 de
manière à exercer un effort de compression suivant la
direction axiale dudit réservoir 1 sur ledit moyen de
séparation 5, toujours orientée dans la direction de la
deuxième partie d'extrémité 4. Cet effort de
compression toujours orienté dans la même direction
minimise le volume de la deuxième enceinte B et
maintient en contact permanent le moyen de séparation 5
avec le fluide 14 à éjecter. La surface 5B du moyen de
séparation 5 est ainsi entièrement en contact avec le
fluide 14 à éjecter. La figure 6A montre un moyen de
ressort 13 sous forme de ressort hélicoïdal, toutefois
d'autres types de ressort peuvent être utilisés.
Dans le cas de températures élevées, comme illustré
dans la figure 6B, le fluide 14 présente une dilatation
volumique et exerce alors une pression sur le moyen de
séparation 5 dans la direction de la première partie
d'extrémité 3. Le moyen de séparation 5 se déplace
alors dans la direction de la première partie
d'extrémité 3. Le moyen de ressort 13 se déforme et
exerce en retour un effort de compression, toujours
orienté dans la direction de la deuxième partie
d'extrémité 4, sur le moyen de séparation 5.
L'intensité de l'effort exercé par le moyen de ressort
13 dépend de l'intensité de la déformation de ce
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dernier. Ainsi, la surface 5B du moyen de séparation
est maintenue entièrement et de manière permanente en
contact avec le fluide 14 à éjecter, et la deuxième
enceinte B présente un volume minimal.
Dans le cas de faibles températures, le fluide 14
diminue de volume. Du fait de la pression exercée par
le moyen de ressort 13 sur le moyen de séparation 5, le
moyen de séparation 5 se déplace dans la direction de
la deuxième partie d'extrémité 4 de manière à maintenir
un contact entier et permanent entre la surface 5B de
la partie centrale 5C du moyen de séparation 5 avec le
fluide 14 à éjecter. La deuxième enceinte B présente
toujours un volume minimal.
Ainsi, du fait qu'il y ait un contact permanent
entre le moyen de séparation étanche 5 et le fluide à
éjecter 14, aucun mélange ne se produit entre le gaz
généré et le fluide 14 à l'intérieur du réservoir 1
durant toute la phase d'éjection du fluide 14. Ainsi le
fluide éjecté 14 arrive dans la zone à approvisionner
en fluide 14 avec une concentration maximale, ce qui
augmente l'efficacité du dispositif d'éjection selon
l'invention. De plus, en l'absence de moyen de ressort
13, un temps de retard est présent qui correspond au
temps pendant lequel le moyen de séparation 5,
lorsqu'il n'est plus en contact avec le fluide 14, va
au contact du fluide 14. Grâce au moyen de ressort 13,
il n'y a pas de temps de retard lors de l'éjection du
fluide 14 puisque la pression exercée par le gaz généré
sur le moyen de séparation 5 est immédiatement
transmise par le moyen de séparation 5 au fluide 14 à
éjecter. Notons également que la minimisation de la
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deuxième enceinte B par le moyen de séparation 5 sur
lequel s'exerce l'effet ressort permet de s'affranchir
de toute contrainte d'orientation du dispositif
d'éjection selon l'invention. Il n'est plus nécessaire
d'orienter le dispositif d'éjection dans le sens de la
gravité avec l'orifice d'éjection 16A en bas. De plus,
l'efficacité d'éjection du fluide 14 est améliorée
puisque la face 5A du moyen de séparation 5 subit à la
fois l'effort de compression du moyen de ressort 13 et
la pression du gaz généré, ce qui augmente le débit
d'éjection du fluide 14 au travers de l'orifice
d'éjection 16A.
Dans le cadre des applications aéronautiques, il
est avantageux qu'un dispositif de surveillance vérifie
en continu l'intégrité d'un dispositif d'éjection de
fluide, notamment pour une application d'extinction
mais aussi pour une application comme générateur
hydraulique de secours.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le
dispositif de surveillance est constitué d'un circuit
électrique tel que celui-ci change d'état, entre l'état
ouvert et l'état fermé, lorsque le moyen de séparation
5 se trouve dans une position axiale déterminée entre
la première extrémité 3 et la deuxième extrémité 4.
Avantageusement, ledit circuit électrique est ouvert
lorsque le moyen de séparation se trouve entre ladite
position déterminée et la deuxième extrémité 4 et fermé
lorsqu'il se trouve entre la première partie
d'extrémité 3 et ladite position déterminée. Ce circuit
électrique est constitué de deux conducteurs
électriques, par exemple des fils électriques ou des
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pistes, disposés sur la face intérieure 21 du corps
cylindrique 2 et s'étendant suivant la direction axiale
du réservoir 1. L'une des extrémités des fils est
reliée à un circuit électrique par l'intermédiaire d'un
connecteur étanche 21 situé dans la première partie
d'extrémité 3. L'autre extrémité d'au moins un
conducteur électrique est positionnée à une distance
déterminée de la deuxième partie d'extrémité 4,
définissant ainsi une position d'ouverture du circuit
électrique. Les deux conducteurs sont reliés
électriquement par le moyen de séparation 5, par
exemple par le moyen de blocage 19 également réalisé en
matériau conducteur. Ainsi, le moyen de séparation 5
assure la fermeture du circuit électrique lorsqu'il est
situé entre la première partie d'extrémité 3 et ladite
position d'ouverture, le circuit étant ouvert lorsqu'il
est situé entre ladite position d'ouverture et la
deuxième partie d'extrémité 4. L'ouverture du circuit
sera reconnue par un système de surveillance comme un
défaut d'intégrité du dispositif d'éjection de fluide.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention,
le dispositif de surveillance 20 est constitué par au
moins un fil conducteur 20, de préférence deux, fixé
d'une part au moyen de séparation 5 et connecté par
exemple à un circuit de masse via un connecteur étanche
21 situé sur la première partie d'extrémité 3, comme
l'illustrent les figures 6A, 6B et 6C. La longueur du
fil est adaptée aux différentes positions que peut
prendre le moyen de séparation 5 dans le réservoir 1 en
fonction des températures extrêmes de fonctionnement du
dispositif d'éjection, comme le montrent les figures 6A
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et 6B. Ainsi, le fil ne subit aucune contrainte
mécanique excessive en phase hors éjection. Si la
quantité de fluide 14 diminue à cause d'une évaporation
liée par exemple à une micro-fuite, susceptible de
5 survenir plus particulièrement avec des fluides qui
s'évaporent facilement comme le NOVEC 1230 de la
société 3M, le moyen de séparation 5 va poursuivre son
déplacement vers la deuxième partie d'extrémité 4 du
réservoir 1 sous la pression exercée par le moyen de
10 ressort 13. La contrainte sur les fils va donc
augmenter de façon continue. Comme le montre la figure
6C où l'on voit le dispositif d'éjection déchargé, au-
delà d'une position déterminée du moyen de séparation
5, la contrainte va provoquer la rupture ou la
15 déconnexion d'au moins un des fils.
La rupture ou la déconnexion d'au moins un fil 20
conducteur entraîne l'ouverture d'un circuit de masse,
ouverture constituant un signal qui sera reconnu par un
système de surveillance comme un défaut d'intégrité du
20 dispositif d'éjection de fluide 14 et provoquera une
opération de maintenance au cours de laquelle sera
identifié rapidement le problème. Il est possible de
s'affranchir d'un des deux fils 20, par exemple dans la
mesure où le retour de masse se fait par le corps
25 cylindrique 2 du réservoir 1, en assurant une
continuité électrique entre le moyen de séparation 5 et
le corps cylindrique 2 par exemple en utilisant le
moyen de blocage 19 du moyen de séparation 5 qui sera
décrit en détail plus loin. Celui-ci étant en contact
30 avec la paroi intérieure 21 du corps cylindrique 2
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pendant le déplacement du moyen de séparation 5, la
continuité de masse peut être assurée.
De la même façon que précédemment, lors de la
décharge du dispositif d'éjection, le moyen de
séparation 5, en se déplaçant, va également provoquer
rapidement la rupture ou la déconnexion de ces fils, et
donc l'ouverture du circuit de masse comme illustrée
dans la figure 6C. L'évènement faisant cette fois suite
à une commande volontaire de la séquence d'éjection
sera interprété par le système de surveillance comme la
preuve de la décharge du dispositif d'éjection, preuve
qui est également une exigence réglementaire dans les
applications aéronautiques.
La figure 3 illustre un mode de réalisation de
l'invention dans lequel le moyen de séparation 5 peut
posséder au moins un conduit de communication 15, de
préférence quatre repartis à 90 débouchant
latéralement et perpendiculairement à la paroi
intérieure 21 du corps cylindrique 2. Le corps
cylindrique 2 comporte sensiblement à proximité de la
deuxième partie d'extrémité 4 un épaulement 17. Cet
épaulement 17 autorise la dépressurisation de la
première enceinte A et l'éjection complète du fluide 14
et par suite du gaz généré dans les moyens de
distribution. En effet, lorsque le moyen de séparation
5 est sensiblement en butée en fin de course à
proximité de la deuxième partie d'extrémité 4, il y a
mise en communication de la première enceinte A avec
les moyens de distribution de manière à ce que le gaz
généré s'écoule au travers de l'orifice 15 placé en
vis-à-vis de l'épaulement 17 puis s'écoule dans au
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moins un évidement 18 situé dans la face intérieure 41
de la deuxième partie d'extrémité 4, jusqu'à l'orifice
d'éjection 16A. L'évidement 18 peut également être
réalisé sur la face 5B du moyen de séparation 5 de
manière à permettre l'écoulement du gaz généré jusqu'à
l'orifice d'éjection 16A. Ainsi, le fluide 14 est
éjecté et le gaz généré est évacué dans les moyens de
distribution. Cela permet une vidange totale du
dispositif d'éjection du fluide, à la fois en fluide 14
à éjecter et en gaz généré. Cela permet également de
mettre le réservoir 1 à l'air libre et d'éviter ainsi
toute contrainte mécanique liée à une éventuelle
surpression résiduelle. Cela permet notamment de
garantir la sécurité d'un opérateur, par exemple lors
d'une opération d'entretien, puisque tout risque
d'intervention sur le dispositif présentant encore une
surpression interne est écarté.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le
moyen de séparation 5 est pourvu d'un moyen de blocage
19, comme illustré dans la figure 3. Ce moyen de
blocage 19, par exemple un segment élastique ou un
ensemble tige métallique et ressort, est placé entre
les éléments d'étanchéité 6 et au-dessus des orifices
15 dont la fonction est de verrouiller le moyen de
séparation 5 en fin de parcours, ceci afin d'éviter
tout retour en arrière dudit moyen de séparation 5 par
réaction à un éventuel coup de bélier ou par contre-
pression dans les moyens de distribution qui nuirait à
l'efficacité de la décharge. En fin d'éjection du
fluide 14, la partie latérale 5L du moyen de séparation
5 est en regard de l'épaulement 17. Par effet ressort,
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le segment se déplace suivant la direction radiale du
réservoir 1 dans cet épaulement 17 et constitue de ce
fait une butée mécanique interdisant tout retour en
arrière du moyen de séparation 5.
La figure 7 illustre un mode de réalisation
alternatif de l'invention dans lequel le moyen de
séparation 5 comprend une zone de rupture 5R s'étendant
à la circonférence de la partie centrale 5C et située
entre la partie centrale 5C et la partie latérale 5L du
moyen de séparation 5. La deuxième partie d'extrémité 4
comprend une portion formant butée 4B de manière à ce
que, sous la pression du gaz généré, ladite partie
centrale 5C vient en contact avec la portion formant
butée 4B provoquant ainsi la rupture de la zone de
rupture 5R du moyen de séparation 5, de sorte à
permettre la communication entre la première enceinte A
et l'orifice d'éjection 16A. Ainsi le gaz généré peut
être évacué et s'écouler ensuite par les moyens de
distribution. Cela permet une vidange totale du
dispositif d'éjection du fluide, à la fois en fluide à
éjecter et en gaz généré. Cela permet également de
mettre le réservoir 1 à l'air libre et d'éviter ainsi
toute contrainte mécanique liée à une éventuelle
surpression résiduelle.
La figure 8A montre le dispositif d'éjection au
repos selon le mode de réalisation de l'invention
présenté dans la figure 7. Le moyen de ressort 13 n'est
pas représenté pour souci de clarté de la figure. Le
moyen de séparation 5 est positionné à proximité de la
première partie d'extrémité 3. La figure 8B montre la
phase initiale de l'éjection dans laquelle le gaz
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généré est introduit dans la première enceinte A et
exerce une pression sur la surface 5A du moyen de
séparation 5. Le moyen de séparation 5 exerce alors un
effort sur le fluide à éjecter 14 dans la direction de
la deuxième partie d'extrémité 4. En conséquence,
l'opercule de distribution 16 s'ouvre et le fluide 14
est évacué au travers de l'orifice d'éjection 16A. Dans
la figure 8C, le moyen de séparation 5 s'est déplacé en
direction de la deuxième partie d'extrémité 4 sous
l'effet conjoint de la pression exercée par le gaz
généré et de l'effort de compression exercé par le
moyen de ressort 13. La partie centrale 5C du moyen de
séparation est venue au contact de la portion formant
butée 4B de la deuxième partie d'extrémité 4, alors que
la partie latérale 5L du moyen de séparation 5 n'est
pas au contact avec une quelconque partie formant
butée. Aussi la partie centrale 5C ne peut poursuivre
le déplacement dans la direction de la deuxième partie
d'extrémité 4 du fait du contact avec la portion
formant butée 4B, alors que la partie latérale 5L peut
poursuivre le déplacement. Ainsi, du fait de l'énergie
cinétique acquise lors du déplacement par le moyen de
séparation 5, la partie latérale 5L se désolidarise de
la partie centrale 5C par rupture de la zone de rupture
5R. La figure 8D montre le dispositif d'éjection en fin
de phase d'éjection. La partie latérale 5L du moyen de
séparation 5 s'est désolidarisée de la partie centrale
5C et est venue en butée contre la deuxième partie
d'extrémité 4, créant ainsi une ouverture s'étendant de
manière circonférentielle et située entre la partie
latérale 5L et la partie centrale 5C du moyen de
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séparation 5. Dans le mode de réalisation de
l'invention représenté dans la figure 8D, des conduits
d'éjection 4E sont prévus dans la deuxième partie
d'extrémité 4 de manière à permettre l'évacuation du
5 fluide 14 et du gaz généré jusqu'à l'orifice d'éjection
16A. Ainsi le gaz généré peut être évacué et s'écouler
ensuite par les moyens de distribution. Cela permet une
vidange totale du dispositif d'éjection du fluide, à la
fois en fluide à éjecter et en gaz généré. Cela permet
10 également de mettre le réservoir 1 à l'air libre et
d'éviter ainsi toute contrainte mécanique liée à une
éventuelle surpression résiduelle.
Le dispositif peut avantageusement être utilisé
comme un système de génération hydraulique dit de
15 "dernier secours" pour aéronef. Dans ce cas, lorsque
l'aéronef, suite à un incident, a perdu toutes ses
générations électriques et hydrauliques, un tel
dispositif permet de fournir l'énergie hydraulique
nécessaire pour opérer une commande mécanique, par
20 exemple pour des applications de type freinage et
direction au sol, voire ouverture et verrouillage de
train d'atterrissage lorsque les caractéristiques du
train ne permettent pas de réaliser ces opérations par
simple gravité. Pour ce type d'utilisation, le fluide
25 expulsé est une huile hydraulique de caractéristiques
adéquates pour l'application considérée.
Les figures 9 et 10 représentent un deuxième aspect
de l'invention.
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Les références numériques identiques à celles des
figures 2 et 3 désignent des éléments identiques ou
similaires.
La figure 9 représente le dispositif d'éjection
d'un fluide selon un mode de réalisation de
l'invention. Celui-ci comprend un réservoir 1 dont le
corps 2 est de forme sensiblement cylindrique, séparé
en deux chambres A et B par un élément séparateur 5 de
type piston, apte à coulisser longitudinalement dans le
réservoir. L'une des chambres B contient le fluide à
éjecter et est fermée par une partie d'extrémité 4, ou
flasque, comprenant un opercule 16, séparant la chambre
B contenant le fluide du circuit de distribution.
Le piston 5 comprend des moyens d'étanchéité avec
la paroi latérale intérieure du réservoir, sous la
forme d'un segment élastique 19 et/ou d'un joint à
lèvre 6, ou segment d'étanchéité. La chambre de
pressurisation A est également fermée par une autre
partie d'extrémité 3, ou flasque, et contient un
générateur de gaz pyrotechnique 7. Avantageusement, le
flasque 3 fermant la chambre de pressurisation est
pourvu de moyens formant soupape (non représentés) et
permettant de mettre celle-ci en communication avec
l'air extérieur vis-à-vis à des variations lentes de
pression.
Avantageusement, le dispositif comporte un système
de contrôle de son intégrité, par exemple, sous la
forme d'un circuit de masse fermé par un fil 20 de
longueur déterminée, tel que décrit précédemment. La
longueur de ce fil lui permet de suivre les variations
de position du piston sur une plage donnée. De telles
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variations de position sont par exemple liées à la
dilatation thermique du fluide à éjecter. Lorsque le
dispositif a été déclenché ou lorsque le niveau de
fluide à éjecter atteint un minimum défini, du fait
d'un phénomène d'évaporation dû à une légère fuite vers
l'extérieur par exemple, le fil 20 se rompt, ouvrant le
circuit de masse. Il est donc possible de contrôler par
une simple mesure électrique, prise au contact 21 situé
sur le flasque supérieur 3, de vérifier l'intégrité du
système, c'est-à-dire :
- que le dispositif d'éjection n'a pas été
déclenché ;
- que le volume de fluide à éjecter n'est pas passé
en dessous d'un seuil critique qui ne permettrait plus
au dispositif d'assurer pleinement son rôle
d'extincteur ou de secours hydraulique.
Comme décrit précédemment, le piston est maintenu
en contact avec le fluide à éjecter par des moyens
formant ressort agissant sur le piston selon l'axe
longitudinal du cylindre. Ces moyens formant ressort
peuvent être constitués par un ressort hélicoïdal d'axe
longitudinal (non représenté) disposé entre le flasque
supérieur 3 et le piston 5, ou, si le dispositif ne
dispose pas de moyens de mise à l'air libre de la
chambre de pressurisation, ils peuvent être formés par
le gaz initialement contenu dans celle-ci. Selon ce
mode de réalisation, la chambre de pressurisation A est
étanche vis-à-vis de l'extérieur. Ledit gaz, de
préférence un gaz inerte, y est introduit au montage du
dispositif sous une pression légèrement supérieure à la
pression atmosphérique par l'intermédiaire d'une valve
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(non représentée) située, par exemple, sur le flasque
supérieur 3. Cette pression de gaz initiale dans la
chambre de pressurisation est choisie de sorte que le
piston appuie sur le fluide à éjecter même lorsque
ledit fluide occupe un volume minimum sous l'effet de
la dilatation thermique et que la pression maximale
dans le fluide, lorsque celui-ci occupe un volume
maximal sous l'effet de la dilatation thermique soit
suffisamment éloignée de la pression entraînant la
rupture de l'opercule, de sorte qu'il ne puisse pas y
avoir de risque de rupture de l'opercule en dehors du
cas de déclenchement du dispositif.
Selon l'invention, l'étanchéité entre les deux
chambres est améliorée par la présence d'une chaussette
50 comprise entre le piston 5 et le flasque supérieur 3
dans la chambre de pressurisation A. Avantageusement,
cette chaussette est constituée d'un matériau
diamétralement expansible, de sorte qu'elle puisse
assurer son rôle d'étanchéité lors de la montée en
pression dans la chambre de pressurisation. Afin que la
chaussette 50 n'empêche pas le piston d'appuyer
constamment sur le fluide à éjecter, celle-ci est
constituée d'un matériau extensible longitudinalement
entre les deux positions extrêmes que peut occuper le
piston au contact avec le fluide à éjecter sous l'effet
de la dilatation thermique de ce fluide. Selon un mode
de réalisation avantageux, la chaussette 50 comporte au
moins un pli 51 qui en facilite l'extension.
Si une quantité d'agent d'éjection se trouve
emprisonnée sous la chaussette 50 au cours du temps du
fait d'une dégradation lente de l'étanchéité du joint
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6, ce reliquat sera repoussé à travers le joint
d'étanchéité qui est de type adapté au cours de la
phase de vidange. Un joint à lèvre est parfaitement
adapté à ce fonctionnement.
Les effets conjugués de la montée en pression dans
la chambre de pressurisation A, et de l'extension
jusqu'à sa rupture de la chaussette 50 plaquent la
chaussette contre la paroi de la chambre de
pressurisation éjectant ainsi le reliquat de fluide à
travers le joint 6. Dans le cas où tout le reliquat
d'agent venait à ne pas être totalement repoussé à
travers le joint 6, celui-ci serait tout de même éjecté
dans la cinquième phase de la vidange.
Le déclenchement de la décharge du réservoir
s'opère en déclenchant le générateur de gaz
pyrotechnique 7. La génération d'un volume de gaz dans
la chambre pressurisation conduit à l'augmentation de
la pression dans cette chambre, pression qui est
transmise au fluide à éjecter dans l'autre chambre B
par l'intermédiaire du piston. Sous l'effet de cette
pression, l'opercule 16 se rompt provoquant
l'écoulement du fluide dans le circuit de distribution
et la translation du piston, plaqué sur le fluide par
la pression générée dans la chambre de pressurisation.
La pression dans la chambre de pressurisation
provoque également l'expansion diamétrale de la
chaussette 50.
La translation du piston au-delà d'une position
définie provoque la rupture du fil 20 puis la rupture
de la chaussette.
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En fin de course, un épaulement 17 pratiqué sur la
paroi de la chambre B contenant le fluide au voisinage
de l'extrémité, permet l'expansion du segment élastique
19 du piston. L'expansion du segment bloque toute
5 possibilité de remontée du piston et, par conséquent,
toute possibilité de remontée de fluide dans le
réservoir.
Avantageusement le piston comprend une soupape 60
apte à laisser passer les gaz de la réaction
10 pyrotechnique vers le circuit de distribution, afin de
le purger.
Les figures 11 à 19 représentent un troisième
aspect de l'invention.
15 Les références numériques identiques à celles des
figures 2 et 3 désignent des éléments identiques ou
similaires.
La figure 11A représente un premier mode de
réalisation d'un dispositif d'éjection de fluide selon
20 ledit troisième aspect de l'invention utilisant un
réservoir 1 de forme sensiblement sphérique comprenant
une membrane intérieure 105 séparant le réservoir en
deux chambres A, B. La première chambre A peut être
mise en communication avec un gaz comprimé par
25 l'intermédiaire de la vanne 700. La seconde chambre B
contenant le fluide devant être éjecté, tel qu'un agent
d'extinction pour la lutte contre l'incendie.
Lorsque le gaz sous pression remplit la chambre A,
la membrane 105 se déforme en direction de la chambre B
30 contenant le fluide, l'accroissement de la pression qui
en résulte dans ledit fluide provoque la rupture de
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l'opercule déchirable 16 libérant l'orifice de
connexion du réservoir avec le circuit de distribution
de fluide 25. Ainsi le réservoir est mis en
communication avec le circuit de distribution 25 et le
fluide se déverse dans celui-ci en direction du point
d'utilisation.
La figure 11A représente un tel dispositif en fin
de vidange. La chambre B ne contient plus ou très peu
de fluide. La membrane 105 est alors plaquée par la
pression contre l'orifice de communication entre le
réservoir et le circuit de distribution et obstrue cet
orifice de sorte que toute réintroduction de fluide
dans le réservoir est impossible, et que plusieurs
réservoirs de ce type peuvent être montés en parallèle
sur le même circuit de distribution et déclenchés
séquentiellement sans que le fluide éjecté d'un
réservoir ne vienne remplir un des réservoirs déjà
vidés. A fonctionnalités égales avec l'art antérieur
(figure 1), ce mode de réalisation permet de supprimer
les clapets anti-retour sur le circuit et ainsi de
supprimer les pertes de charges constatées en leur
présence. Néanmoins, un tel dispositif présente des
difficultés quant au choix de la membrane et à la
prévision de son comportement et, par suite, de la
fiabilité du dispositif. En effet la membrane 105 doit
être suffisamment souple pour assurer une vidange
complète du réservoir et une obturation efficace de
l'orifice de connexion, appelé également orifice
d'éjection, et suffisamment résistante pour ne pas se
percer sous l'effet de la pression ou de la rencontre
avec l'orifice en fin de vidange. A titre d'exemple, la
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membrane 105 peut être constituée d'un élastomère non
armé.
Afin d'améliorer le dispositif en regard de ces
inconvénients, un mode de réalisation du dispositif
selon l'invention comprend (figure 2B) un réservoir 1
dont le corps 2 est cylindrique à l'intérieur duquel se
trouve un piston 5 comprenant des moyens d'étanchéité 6
entre ledit piston et la paroi intérieure du réservoir.
Le piston est apte à se déplacer axialement dans le
réservoir de manière à provoquer l'éjection du fluide
hors du réservoir à la manière d'une seringue. Le
déplacement du piston est obtenu par tout moyen connu
de l'homme du métier notamment par l'intermédiaire d'un
vérin ou par l'introduction dans le réservoir de gaz
sous pression du côté de la face opposée à la face du
piston en contact avec le fluide.
En provoquant le déplacement axial du piston 5 (la
figure 11B montre deux étapes de déplacement dudit
piston 5), la pression dans le fluide augmente jusqu'à
provoquer la rupture de l'opercule déchirable 16
obturant l'orifice de la connexion 16A du réservoir
avec le circuit de distribution 25. Le fluide est
éjecté du réservoir par le déplacement du piston 5 dans
le sens de la flèche et s'écoule alors dans le circuit
de distribution 25 en direction du point d'utilisation.
En fin de course, le piston 5 vient obturer l'orifice
de connexion avec le circuit, soit par contact direct,
soit par l'intermédiaire de moyens d'étanchéité 6 qui
peuvent être placés sur le piston (cas de la figure 2B)
ou alternativement liés au réservoir à proximité de la
connexion 16A avec le circuit de distribution.
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L'orifice 16A de la connexion avec le circuit de
distribution étant obturé par le piston, il ne peut y
avoir de retour du fluide dans le réservoir déjà vidé
lors de la vidange subséquente d'un autre réservoir
monté en parallèle sur le même circuit de distribution
25. Toutefois, cette solution comme la précédente
(figure 2A) impose que la force d'application du piston
5, ou de la membrane 105 dans le cas du mode de
réalisation selon la figure 2A, sur la périphérie de
l'orifice de connexion, soit conservée, au moins
pendant le temps de la vidange de l'ensemble des
réservoirs. Dans le cas où cette force d'application
est obtenue par l'injection, dans le réservoir, d'un
gaz sous pression, cela implique que le réservoir soit
conservé sous pression, ce qui entraîne des risques
d'explosion ou de dépressurisation subite de ces
réservoirs après son fonctionnement, notamment lors de
la reconfiguration de ceux-ci suite à des opérations de
maintenance. De telles explosions ou dépressurisations
subites peuvent être très préjudiciables aux composants
situés à proximité de ces réservoirs.
Afin de remédier à ces inconvénients, un mode de
réalisation avantageux (figure 12) comporte des moyens
de verrouillage du piston 5 en fin de course. Ces
moyens de verrouillage peuvent être obtenus par la
coopération d'un anneau élastique 19, ou segment
élastique, installé dans une gorge du piston 5 et d'un
épaulement 17 pratiqué dans le corps de réservoir à
l'extrémité comportant la connexion avec le circuit de
distribution 25.
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Par réaction élastique, le segment ou anneau
élastique 19 placé dans la gorge du piston tend à
s'expanser, c'est-à-dire à augmenter de diamètre.
Lorsque, lors de son déplacement axial dans le
réservoir afin d'éjecter le fluide, le piston 5 arrive
dans la zone de fin de course, l'anneau élastique 19
s'écarte jusqu'à atteindre le diamètre de l'épaulement
17. Ainsi le piston ne peut plus revenir en arrière
même en l'absence de l'application d'une action
mécanique sur celui-ci.
Dans ces conditions, même s'il n'y a pas obturation
parfaite de la connexion avec le circuit seul, une
faible quantité de fluide émanant de la vidange d'un
autre réservoir peut pénétrer dans le réservoir vidé,
le piston 5, verrouillé en position par les moyens de
verrouillage 17, 19, empêche tout remplissage du
réservoir, par l'intermédiaire de ses moyens
d'étanchéité avec la paroi intérieure du réservoir 21.
Ainsi, après verrouillage du piston, le volume du
réservoir placé derrière le piston peut être purgé afin
qu'il ne contienne plus de gaz sous pression et ainsi
éviter tout risque inhérent à la présence d'un élément
sous pression.
Selon un mode de réalisation avantageux (figure
13), le gaz sous pression nécessaire à l'éjection du
fluide peut être généré par le déclenchement d'une
cartouche pyrotechnique 70 placée directement dans le
réservoir ou à proximité. Le piston définit alors deux
chambres A, B séparées de manière étanche, la première
A étant destinée à recevoir le gaz sous pression
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nécessaire pour provoquer le déplacement axial du
piston. La seconde chambre B contient le fluide.
L'allumage de la cartouche pyrotechnique 70
provoque la génération de gaz sous pression ce qui a
5 pour effet de propulser le piston vers l'autre
extrémité, comprimant ainsi le fluide dans la chambre
B. Lorsque le fluide atteint une pression donnée, il
déchire l'opercule et se déverse dans le circuit de
distribution. En fin de vidange, le piston se
10 verrouille par l'action combinée de l'anneau élastique
19 et de l'épaulement 17, formant ainsi un anti-retour
dans le réservoir.
Le réservoir peut être équipé d'une soupape
d'équilibrage des pressions 12, par exemple comme
15 décrite précédemment. Cette soupape particulière
équilibre la pression entre l'intérieur de la chambre A
et l'extérieur du réservoir en cas de variation lente
de ladite pression et se ferme en cas de pic de
pression. Au moment de l'allumage du générateur de gaz
20 pyrotechnique 70 ou de l'introduction d'un gaz sous
pression, la variation brusque de pression qui en
résulte dans la chambre A ferme la soupape 12, et
propulse le piston 5 vers l'autre extrémité du
réservoir, éjectant ainsi le fluide après rupture de
25 l'opercule 16. En fin de vidange, l'anneau élastique 19
s'écarte dans l'épaulement 17 empêchant tout retour du
piston et formant ainsi un système anti-retour vis-à-
vis du fluide dans le circuit de distribution. La
pression se stabilise alors dans la chambre A à une
30 valeur supérieure à la pression à l'extérieur du corps.
La soupape d'équilibrage 12, permet alors la fuite du
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gaz hors de la chambre A et la baisse de la pression
dans celle-ci. Alternativement, la soupape
d'équilibrage 12 peut être normalement fermée et
pilotée à l'ouverture par un système la reliant à la
position du piston 5 verrouillé en fin de course,
autorisant la dépressurisation de la chambre A.
Selon ce mode de réalisation, on dispose d'un
dispositif d'éjection autonome qui ne reste pas sous
pression après fonctionnement.
Toutefois, il est avantageux en fin de vidange du
réservoir de diriger les gaz sous pression dans la
chambre A vers le circuit de distribution de manière à
assurer la vidange totale du réseau de distribution.
La figure 14 présente une vue partielle en coupe du
piston 5 intégrant des moyens formant soupape aptes à
mettre en communication la chambre A contenant le gaz
sous pression et la chambre B contenant le fluide. De
tels moyens formant soupape comprennent un alésage 110
dans le piston 5. Ledit alésage est obturé par une
soupape 111 portant sur deux sièges 212, 213, le siège
213 situé du côté de la chambre A recevant le gaz sous
pression étant réalisé directement par l'alésage, le
siège 212 situé côté fluide étant constitué dans une
bague rapportée 214. La soupape 111 est idéalement
plaquée contre chacun des sièges 212, 213 par des
moyens formant ressort 112.
Selon un mode de réalisation avantageux, la
position axiale de la bague 214 est réglable afin
d'assurer une portée parfaite des deux extrémités de la
soupape 111 sur les deux sièges 212, 213. Les moyens
formant ressort 112 et les diamètres extérieurs des
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deux extrémités de la soupape 111 sont choisis de telle
sorte qu'au cours de la vidange la force axiale
appliquée sur la soupape résultant de la pression du
gaz et qui tend à ouvrir ladite soupape, s'équilibre
avec la somme de la force appliquée sur l'autre
extrémité de la soupape par le fluide et la force du
ressort 112, des deux dernières forces tendant à
refermer à la soupape. Ainsi, tant qu'il y a du fluide
dans la chambre B contenant le fluide, la soupape est
fermée et étanche. Lorsque le réservoir est vide, la
pression appliquée par le gaz sur la soupape 111 n'est
plus équilibrée par la pression du fluide et la soupape
s'ouvre, laissant passer le gaz sous pression qui
pénètre dans le circuit de distribution 25 et favorise
l'éjection du fluide.
Lorsque la pression dans la chambre A contenant le
gaz chute, la soupape 111 se referme sous l'effet du
ressort 112. La soupape étant fermée, le piston 5 est à
nouveau étanche et joue son rôle anti-retour vis-à-vis
du fluide contenu dans le circuit de distribution 25.
Avantageusement les moyens formant soupape 140
(figure 14) peuvent être disposés radialement. Selon ce
mode de réalisation (figure 15), le piston 5 comprend
une jupe 113 s'étendant axialement, ladite jupe
comportant une gorge annulaire comprise en des moyens
d'étanchéité 121, 122 disposés axialement de part et
d'autre de la gorge. Lorsque le piston 5 muni d'une
jupe 113 est présent dans le réservoir, les moyens
d'étanchéité 121, 122 et la gorge, forment une chambre
annulaire étanche 80.
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Des moyens formant soupape 140 sont montés
radialement et sont aptes à mettre en communication la
chambre annulaire 80 avec la chambre A contenant le gaz
sous pression.
Lors de la vidange, les deux moyens d'étanchéité
121, 122 disposés de part et d'autre de la gorge
annulaire du piston sont en contact avec la paroi
intérieure du cylindre. Le gaz sous pression tend à
ouvrir la soupape 140, et entre dans la chambre
annulaire étanche jusqu'à ce que les pressions
s'équilibrent et que la soupape se referme sous
l'action du ressort de la soupape.
En fin de course du piston, l'anneau élastique 19
s'expanse dans l'épaulement 17 empêchant le retour du
piston 5. Du fait de la présence de l'épaulement 17, le
moyen d'étanchéité 122 situé à proximité de la face
avant du piston 5 n'est plus en contact avec la paroi
du réservoir et n'assure plus sa fonction d'étanchéité.
Sous l'effet de la pression du gaz, la soupape 140
s'ouvre et met en communication le gaz sous pression
avec le circuit de distribution 25.
Selon un mode de réalisation alternatif (figures 16
et 17), les moyens formant soupape dans la jupe 113 du
piston sont remplacés par de simples lumières 115
pratiquées dans ladite jupe et débouchant dans la
chambre annulaire étanche 80. Lesdites lumières sont
obturées par une bague élastique circulaire 116 placée
dans la gorge du piston et tendant, par élasticité, à
se plaquer dans le fond de cette gorge, de sorte que
les lumières de la jupe 115 soient obturées par la
bague 116. Lorsque le gaz sous pression est introduit
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dans la chambre A prévue à cet effet, la pression
entraîne l'expansion de la bague 116 qui n'étant plus
plaquée en fond de gorge met en communication la
chambre A contenant le gaz sous pression avec la
chambre annulaire étanche 80.
Avantageusement le fond du réservoir comprend des
butées 101 aptes à recevoir le piston 5 en fin de
course. En fin de vidange, le piston vient en contact
avec lesdites butées 101 en même temps que l'anneau
élastique 19 vient bloquer le retour du piston en
s'engageant dans l'épaulement 17. Une partie des moyens
d'étanchéité 122 n'étant plus en contact avec la paroi
intérieure du réservoir au niveau de l'épaulement, la
chambre 80 n'est plus étanche en fin de course. La
pression de gaz continuant d'expanser la bague 116, le
gaz peut s'écouler au travers des lumières 115 vers le
circuit de distribution. Lorsque la pression de gaz
chute, la bague 116 se rétreint sur les lumières
assurant à nouveau l'étanchéité du piston et son rôle
de système anti-retour vis-à-vis du fluide contenu dans
le circuit de distribution.
La bague élastique 116 apte à obturer les lumières
115 se présente avantageusement comme une bague fendue
(figures 18 et 19) . Outre le fait de procurer une
capacité d'expansion élastique supplémentaire cette
fente peut avantageusement être utilisée pour orienter
angulairement la bague 116 et faire en sorte que la
dite fente ne soit pas positionnée face à une lumière
115. A cette fin, la gorge du piston recevant la bague
116 est avantageusement munie d'une protubérance 215 en
fond de gorge. Lorsque la bague élastique fendue
CA 02703853 2010-04-26
WO 2009/056574 PCT/EP2008/064689
d'obturation 116 est montée dans la gorge, les deux
bords de la fente se positionnent de part et d'autre de
ladite protubérance 215. La coopération entre la fente
et la protubérance 215 permet ainsi d'arrêter la
5 rotation de la bague 116 dans la gorge de la jupe du
piston.
