Brevet FR2028419A1 — publié le 19701009

La présente invention se rapporte à un dispositif pour relier l'anneau de distribution de réfrigérant en acier ou en une matière"ayant une résistance élevée comparable, à la paroi en cuivre ou en une matière tendre comparable de la tuyère de 5 poussée ou de la chambre de combustion d'un moteur-fusée. Pour permettre notamment un refroidissement efficace de la paroi des chambres de combustion ou des tuyères de poussée de moteurs-fusées, on prévoit à l'intérieur de cette paroi un système de canaux par lequel on fait passer un réfrigérant liqui-10 de, généralement l'un des ergols, sous une pression très élevée. Ces parois creuses sont fabriquées en particulier par galvanoplastie à partir de cuivre ou de métaux semblables, convenant à cet effet. À l'extrémité de la paroi en question de la chambre de combustion ou de la tuyère de poussée, on fait dé-15 boucher les canaux de refroidissement à la surface extérieure de la paroi afin de pouvoir les alimenter ici en réfrigérant à partir d'un canal circulaire commun. En raison des pressions élevées et des ergols en partie corrosifs, on doit réaliser ce canal circulaire, de même que les conduites d'arrivée, en acier 20 inoxydable à résistance élevée. De cette exigence résulte le problème qui est à la base de la présente invention et qui consiste à relier l'anneau en acier renfermant le oanal circulaire à la paroi en cuivre de manière que soit assurée une étanchéité parfaite sous les pressions élevées de liquide. 25 On connaît déjà des assemblages indissolubles entre l'anneau en aoier et la paroi en cuivre. Cependant, du fait que les soudures par fusion exigent des traitements préliminaires onéreux, le cuivre non traité ne supportant pas les températures de soudage, on a utilisé jusqu'ici des brasurés à cet effet. 30 ïoutefois, ce» dernières se sont également avérées insuffisantes, du fait qu'elles ne sont pas à même de- supporter des pressions ou des contraintes thermiques très élevées. la présente invention vise un dispositif pour relier l'anneau de distribution de réfrigérant à la paroi de la cham-35 bre de combustion ou de la tuyère de poussée d'un moteur-fusée, dispositif qui supporte les sollicitations élevées auxquelles il faut s'attendre ici, mais qui en même temps n'exigent pas la mise en oeuvre de moyens importants quant." à la construction. Suivant l'invention, on obtient ce résultat par le 40 fait qu'on relie l'anneau de distribution de façon amovible à 69 45476 2 2028419 la tuyère de poussée ou à la chambre de combustion en passant par des surfaces tronconiques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité de la tuyère ou de la chambre de-combustion, présen-5 tant la surface d'étanchéité conique, est réalisée sous la forme d'une bride annulaire à profil en T, dont une extrémité est engagée dans une gorge circulaire de l'anneau de distribution. Suivant une autre caractéristique de la présente invention, les deux surfaces coniques sont appliquées de façon 10 étanche l'une contre l'autre par une bague de serrage qui est reliée rigidement à l'anneau de distribution et qui s'engage à la manière d'une griffe sur l'autre extrémité de la bride annulaire. Les principaux avantages de l'objet de l'invention 15 ayant les caractéristiques décrites sont l'insensibilité aux contraintes thermiques et la possibilité de produire une étanchéité efficace des surfaces d*étanchéité coniques avec des forees d*application élevées. Du fait que la bride annulaire est entourée sur les deux côtés par la gorge circulaire, d'une 20 part, et par la bague de serrage, d'autre part, les forces d'application élevées, exercées sur le "cône en cuivre" sont supportées par des pièces en acier de sorte que mSme en cas:de •déformation plastique de la bride annulaire en cuivre, 1'étanchéité de l'assemblage ne se trouve pas compromise. 25 Suivant une autre caractéristique de. l'invention, la force d'application avec laquelle la bague de serrage applique l'anneau de distribution contre la bride annulaire est produite par rua assemblage à vis, à savoir par un grand nombre de goujons répartis far,1e pourtour de l'anneau de distribution. La 30 fixation des goujons dans l'anneau de distribution et l'assemblage avec la bague de serrage par des écrous présentent l'avantage que le cuivre tendre ne se trouve pas sollicité directement au. voisinage de chaque goujon, mais que la force de serrage est répartie uniformément par la bague de serrage sur la bride an-35 nulaire en cuivre, ce qui évite le risque d'un fluage entraînant des fuites. Selon l'invention, dès canaux de liaison sont disposés à peu près au milieu de l'assemblage par Surfaces coniques, canaux qui mènent du canal circulaire de l'anneau de distribution 40 vers les canaux de refroidissement de la paroi.de la tuyère 69 45476 3 2028419 de poussée/cfë la chambre de 'bombustion. GraGe à cette disposition, les canaux de refroidissement ne risquent pas d'être bouchés en cas de formation plastique de la bride annulaire en cuivre, notamment dans les zones marginales ou aux extrémités du 5 profil en T de la bride. Finalement, suivant une autre caractéristique de l'invention, les surfaces coniques du bord de la tuyère ou de l'anneau de distribution, subdivisées par les canaux de liaison en deux tronçons placés E'jugl derrière l'autre en direction axiale, 10 se trouvent chaque fois sur une même surface latérale de cône. Cela présente davantage' de tolérance d'ajustement plus larges et, par conséquent, d'une fabrication simplifiée. Le dessin annexé représente schématiquement un exemple de réalisation non limitatif de l'objet de l'invention j sur 15 ce dessin : la figure 1 est une coupe longitudinale de la tuyère de poussée d'un moteur-fusée, avec le dispositif conforme à l'invention pour relier l'anneau de distribution de réfrigérant à la paroi de la tuyère ; 20 la figure 2 est une vue en élévation de ce même dis positif, dans le sens de la flèche A sur la figure 1. La paroi t, selon la figure 1, d'une tuyère de poussée comporte à son extrémité arrière une bride annulaire conique 2 à profil en T, engagée par son extrémité 3a. dans une gorge circu-25 laire 4 d'un anneau de distribution 5 également conique. La référence 6 désigne le canal circulaire de réfrigérant dans l'anneau de distribution 5. Une bague de serrage 7 est assemblée avee l'anneau de distribution 5 par des goujons 8 vissés dans l'anneau de distribution 5 et par des écrous 9. A l'aide d'un 30 collet 10 en forme de griffe, la bague de serrage 7 passe sur l'autre-extrémité 3b de la bride annulaire à profil en £ et applique ainsi les surfaces de cône 11a^ de l'anneau de distribution 5 et 11b du collet annulaire 2 l'une-contre l'autre. Le réfrigérant -arrivant par le canal circulaire 6 est envoyé aux canaux 35 de refroidissement 1a de la paroi de la tuyère par des trous 12a et 12b pratiqués à peu près au milieu de la bride annulaire 2» La figure 2 permet de reconnaître l'agencement et le grand nombre des assemblages à vis 8, 9 entre l'anneau de distribution 5 et la bague de serrage 7, 40 En eas de serrage très fort des assemblages à vis 8, 9 au-delà de la limite de fluage du cuivre, la bride annulaire 2 en cuivre à profil en T de la tuyère est enfoncée dans la gorge cifleulaire 4 et dans la gorge formée entre le collet 10 et l'anneau de distribution 5 jusqu'à la déformation plastique du 45 cuivre, ce qui élimine tout risque de fuites. 69 45476 4 2026419 REVENDICATIONS 1°) Dispositif pour relier l'anneau de distribution de réfrigérant'en aeier ou en une matière à résistance élevée comparable, à la paroi en cuivre ou en une matière tendre compara-5 ble de la tuyère de poussée ou de la chambre de combustion d'un moteur-fusée, caractérisé par le fait que l'anneau de distribution est relié de façon amovible, en passant par des surfaces tronconiques, à la paroi de la tuyère de poussée ou de la cham-fcre de combustion. 10 2°) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait'que le bord de la tuyère ou de la chambre de combustion, présentant une surface d*étanchéité conique, est réalisé sous la forme d'une bride annulaire à profil en T,dont une extrémité est engagée dans une gorge circulaire de l'anneau de dis-15 tribut ion. 3°) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'une bague de serrage est utilisée pour appliquer de façon étanche l'une contre l'autre les surfaces coniques de l'anneau de distribution et de la bride annulaire, cette bague étant reliée rigidement à l'anneau de distribution et s'engageant à la manière d'une griffe sur une extrémité de la bride annulaire. 4°) Dispositif suivant toutes les revendications 1 à 3, caractérisé'par le fait que la bague de serrage est reliée par 25 via à l'anneau de distribution au moyen d'un grand nombre de goujons répartis sur le pourtour de l'anneau de distribution. 5°) Dispositif suivant toutes les revendications 1 à 4, caractérisé'par le fait que des canaux de liaison menant du"canal circulaire de l'anneau de distribution aux canaux de refroidisse-ment de la paroi de la tuyère de poussée ou de la chambre de combustion sont pratiqués à peu près au milieu de l'assemblage à surfaces coniques. 6°) Dispositif suivant toutes les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les surfaces coniques du bord dé la 35 tuyère et de l'anneau de distribution, subdivisées par les canaux de liaison en deux tronçons placés axialement l'un derrière l'autre, sont situées chaque fois sur une unique surface latérale de cÔne„