Brevet FR2035068A1 — publié le 19701218

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux dispositifs de sécurité, et elle concerne plus parti-culièrement des pare-flammes. Selon la présente invention, tin pare-flamme comprend 5 un moyen de fermeture pour permettre le passage du gaz mais empêcher le passage d'une flamme, et des moyens de retenue destinés à maintenir le moyen de fermeture en position dans jjne ouverture ou passage, ou à proximité de l'ouverture ou passage, le moyen de fermeture comprenant un métal poreux et/ou une 10 matière céramique sous forme d'un réseau tridimensionnel définissant une série d'espaces cellulaires qui comuuniquent les » uns avec les autres. Quand le pare-flamme comprend un métal poreux, le réseau tridimensionnel peut-être fabriqué par une technique 15 de pulvérisation, d'immersion ou d'électrodéposition du métal sur une matière poreuse. Cette matière poreuse peut être sous forme d'un agglomérat de fibres, par exemple une matière feutrée, une matière analogue à une éponge ou une mousse, telle qu'une éponge naturelle ou une mousse synthétique résineuse. 20 En général, on préfère des mousses de polyuréthane. La matière poreuse peut rester dans le métal ou peut en être éliainée, par exemple par chauffage jusqu'à fusion ou par évacuation sous forme de cendres. Lorsqu'on recherche un degré élevé de porosité, la 25 mousse peut être réticulée, c'est-à-dire être une mousse dans laquelle la phase organique est un réseau tridimensionnel pratiquement exempt de cloison entre les cellules. On peut préparer ces mousses réticulées en faisant disparaître les cloisons relativement minces de l'intérieur de la mousse, opération 30 qui peut se faire, par exemple, par des moyens chimiques tels qu'un traitement à l'hydroxyde de sodium aqueux dans le cas des mousses de polyuréthane. Quand le métal doit être électrodéposé, il est évidemment nécessaire d'utiliser une matière poreuse conductrice de 35 l'électricité ou de rendre cette matière conductrice par l'application d'une couche superficielle conductrice. On peut rendre conductrices des matières qui ne le sont pas par incorporation d'un additif tel que le graphite ou une poudre métallique.On peut appliquer une couche superficielle conductrice en revêtant la 40 matière d'une résine durcissable qui contient un additif conducteur, ou en déposant chimiquement un métal sur cette surface, eM> OWqinAL 70 09660 2 2035068 par exemple par réduction in situ de nitrate d'argent amoniacal. Sa général, lorsqu'on utilise le dépôt chimique, on doit traiter la surface avec un ou plusieurs agents de sensibilisation, par exemple avec du chlorure stanneux et ensuite avec du chlorure de 5 palladium quand le métal est l'argent. Parmi les métaux que l'on peut électrodéposer, on indiquera 1 ' argent , le cuivre, le nickel, le chrome et le fer. On peut préparer dans certains cas des mousses alliées par revêtement direct, alors que dans d'autres cas, on peut déposer deux ou 10 plusieurs métaux successivement et former l'alliage en chauffant la structure résultante. On peut préparer des mousses d'acier en incorporant les quantités requises de carbone et/ou d'azote. Le carbone peut être dérivé de la matière organique formant la mousse de base, ou il peut être ajouté dans un bain d'électrodé-15 position. Eventuellement, l'organe de fermeture peut comprendre un réseau de chrome. Pour fabriquer une structure poreuse en chrome, on dispose d'un choix entre plusieurs techniques mais on préfère chromer une structure poreuse en fer ou en nickel. 20 Suivant un procédé de fabrication d'une structure poreu se chromée, on dispose une structure poreuse en fer dans un récipient que l'on remplit ensuite d'un mélange pulvérulent de chrome et d'alumine. On chauffe le récipient pendant 4 heures environ à 1300°C dans une atmosphère d'hydrogène. Ce traitement 25 effectue efficacement le chromage du fer poreux. Un autre procédé de chromage d'une structure en fer poreux consiste à faire réagir de l'hydrogène et du gaz chlorhy-drique avec du chrome de manière à obtenir du chlorure de chrome qui se comporte comme une barrière active pour le chrome. On 30 laisse ensuite réagir ce chlorure avec la surface du métal et le chlorure dégage du chrome libre qui diffuse vers l'intérieur pour produire un revêtement dur et fragile dont l'épaisseur peut varier de 12,7 à 127 microns. Ce revêtement contient de 10 à 30 % de chrome. 35 Un autre procédé consiste à chauffer le substrat dans de la vapeur de chrome-carbonyle à une température de 450 à 600°C jusqu'au dépôt de la quantité requise de chrome. Eventuellement, l'organe de fermeture peut comprendre du chrome ou être revêtu de chrome■uniquement sur les surfaces qui, 40 en service, sont en regard du front de flamme. ÊAD OR10iî#it 70 09660 3 2035068 Lr organe de fermeture peut être en une matière céramique poreuse et, selon les préférences, il peut être entièrement composé d'une matière céramique ou être, formé d'un revêtement céramique sur un métal poreux. Dans ce dernier cas, on peut appliquer 5 Tin émail vitreux, sur le réseau métallique en plongeant celui-ci dans ion coulis ou dans un lit fluidisé de matière sèche, ou bien encore par des techniques d'électrophorèse. On sèche ensuite la structure et on la chauffe jusqu'à sa température de vitrification. Pour obtenir une structure composée d'une matière céramique 10 poreuse on revêt un corps non métallique avec de la matière céramique, par exemple par immersion dans un coulis d'argile et par chauffage ultérieur. Bien entendu, en- peut soumettre les structures résultantes en métal ou en matière céramique à un traitement thermique 15 afin de lui conférer des propriétés physiques souhaitables, les traitements thermiques de ce genre étant bien connus des spécialistes. L'organe de fermeture peut comprendre plusieurs couches de métal poreux ou de matière céramique poreuse. Ces couches 20 peuvent être liées les unes aux autres, par exemple à l'aide d'un adhésif ou par soudage, ou bien encore deux ou plusieurs de ces couches peuvent être construites d'un seul tenant. De préférence, si l'on utilise une construction à couches multiples, la porosité de la couche en regard du front 25 de flamme doit être plus importante que celle de la couche éloignée de ce front de flamme., les porosités appropriées pour les diverses couches étant de 6 à 24 pores/cm devant le front de flamme et de 16 à 40 pores/cm pour la couche éloignée du front de flamme. 30 Les moyens de retenue de l'organe de fermeture peuvent être fixés à cet organe ou peuvent en être séparables. Les moyens de retenue peuvent être fixés à l'organe de fermeture par soudage, par un adhésif ou, lorsque l'organe de fermeture a été préparé par électro déposition d'un métal sur un substrat poreux, les 35 moyens de retenue peuvent être d'un seul tenant avec l'organe de fermeture, résultat que l'on obtient par revêtement simultané. Quand l'organe de fermeture est une structure métallique poreuse, les xaoyens de fermeture peuvent être éventuellement formés par ' compression de la structure métallique poreuse. Ainsi, la partie 40 marginale ou une ou plusieurs sections de la partie marginale 70 09660 * 2035068 peuvent être comprimées. La compression de la mousse peut avoir lieu avant, pendant ou après le dépôt du métal, lorsque l'organe de fermeture est fabriqué par revêtement d'un métal sur une mousse réticulée. 5 Quand l'organe de fermeture est séparable des moyens de retenue, ces derniers peuvent comprendre un élément creux muni d'un rebord à un bout ou aux deux bouts. En variante, lorsqu'on désire fixer le pare-flamme près d'une ouverture, les moyens de retenue peuvent être une bague munie d'un rebord, auquel cas, le 10 pare-flamme peut être fixé à la paroi en assujettissant les moyens de retenue. L'organe de fermeture selon l'invention peut être de forme très diverses et peut, éventuellement, combiner deux ou plusieurs des caractéristiques indiquées. Ainsi, il peut être 15 chromé sur une face (uniquement sur la face dirigée vers la flamme) et il peut également être composé de plusieurs couches dont les couches dirigées vers la flamme sont les plus poreuses» La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien compren— 20 dre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe d'une conduite montrant* un pare-flamme, suivant un mode de réalisation de l'invention, en position. La figure 2 est une coupe d'un autre type de pare—flam-25 me fixé en position près d'une ouverture. La figure 3 est une vue d'un autre type de pare-flamme en position près d'une ouverture. La figure 4 est une coupe montrant un autre type de pare-flamme destiné à être installé à l'extrémité d'une conduite. 30 La figure 5 est une coupe d'un autre type de pare-flam me également destiné à être installé à l'extrémité d'une conduite. La figure 6 est une coupe d'un, autre type de pare-flamme en position près d'une ouverture. La figure 7 est une vue en plan du pare-flamme repré-35 senté sur la figure 6. La figure 8 est une vue en plan d'un pare-flamme dont l'organe de fermeture est d'un seul tenant avec les moyens de retenue. Sur la figure 1, un pare-flamme 10 qui, vu en plan est 40 circulaire, est installé dans une conduite 13 et comprend un 70 0966C 5 2035068 organe de fermeture poreux 11 formé d'une mousse de polyuréthane réticulée portant un dépôt de nickel appliqué par voie électrique, cet organe étant retenu en position à l'aide de brides 12 disposées sur l'extrémité d'un tube 9. Le pare-flamme 10 peut être 5 fixé dans la conduite 13 par frottement ou à l'aide d'une butée prévue dans la conduite 13 et qui vient en contact avec les .brides 12. Sur la figure 2, on a représenté un pare-flamme qui, vu en plan, est également circulaire, en une position adjacente à 10 une ouverture 20 pratiquée dans une paroi 17, et ce pare-flamme comprend un 'élément de fermeture poreux 14 en mousse réticulée de polyuréthane portant un dépôt de fer appliqué par voie électrique cet organe étant retenu en position contre la paroi 17 au moyen d'un rebord ménagé sur une bague métallique 15» On fixe le 15 pare-flamme sur la paroi 17 par des boulons 18 qui traversent la paroi 17 et la bague 15 » et des écrous 19 et rondelles 21. Une matière de rembourrage 16 est interposée entre la paroi 17 et l'organe de fermeture 14 afin d'établir un joint hermétique. Sur la figure 3, un pare-flamaie qui, vu en plan, est 20 circulaire est représenté en position près d'une ouverture 24 ménagée dans une paroi 25 et il comprend un organe de fermeture 22 en mousse" poreuse qu'on obtient en déposant électriquement du nickel sur de la mousse réticulée de polyuréthane, l'organe étant retenu en position contre la paroi 25 par des manchons métalli-25 ques 23 qui traversent l'organe de fermeture 22. Le pare-flamme est fixé contre la paroi par des écrous 28 et des boulons 27. Une bague 26 est introduite entre la paroi 25 et l'organe de fermeture 22 pour assurer un jointfhermétique. La figure 4 représente un pare-flamme qui, vu en plan, 30 est circulaire et qui comprend un organe de fermeture 29 qur,on obtient en revêtant électriquement une mousse de polyuréthane réticulée avec du nickel, cet organe étant retenu sur une extrémité d'un élément creux 30 à l'aide d'un rebord 31» L'autre extrémité de l'élément creux 30 présente un taraudage 32 pour 35 permettre de raccorder une conduite, les deux parties de l'élément creux 30 étant réunies par une partie tronconique 33» La figure 5 représente un pare-flamme qui, vu en plan, est circulaire qui comprend un organe de fermeture poreux 34 en mousse réticulée de polyuréthane portant un revêtement de nickel. BAD ORiGîNAL 70 0966C 6 2035068 ledit organe étant installé à l'intérieur d'un écrou six-pans 36 qui est muni d'un rebord 38 et d'un filetage permettant le raccordement d'une conduite. Entre le rebord 38 et l'organe de fermeture 34 est montée une garniture étanche 35» L'organe de fer-5 meture 34 est retenu dans 1'écrou six-pans 36 à l'aide d'une bague de retenue 37» Sur ],a figure 6, on a représenté un pare-flamme 39 qui, vu en plan, est circulaire dans une position adjacente à une ouverture 43 pratiquée dans une paroi 44, et ce pare-flamme comprend 10 un organe de fermeture poreux 40 que l'on forme en déposant électriquement du nickel sur m substrat de mousse réticulée de polyuréthane et ensuite en chromant le produit ainsi obtenu. Le pare-flamme est retenu en position près de l'ouverture 43 à l'aide de parties comprimées 45. Entre la paroi 44 et l'organe de ferme-15 ture 40 est interposée une garniture circulaire étanche 41. Le pare-flamme est fixé à la paroi 44 par des écrous et des boulons 42 qui traversent les parties comprimées 45. La figure 7 représente le pare-flamme 39 dans lequel l'organe de fermeture poreux 40 a été comprimé localement en 45 20 pour faciliter sa fixation à la paroi 44 par dea écrous et des boulons 42 qui traversent des trous 46 pratiqués dans les parties comprimées 45. La figure 8 représente un pare-flamme 47 dans lequel la partie marginale d'un organe de fermeture poreux 50, en mousse 25 réticulée de polyuréthane et portant un revêtement de nickel, a été comprimée en 48 pour former ainsi les moyens de retenue. La partie marginale 48 est percée de trous 49 à travers lesquels on fait passer des éléments de fixation du pare-flamme 47 à une paroi. L'exemple suivant montrera les avantages qui découlent de 30 l'utilisation des pare-flammes selon l'invention. EXEiJPLE : Le pare-flamme qu'on soumet aux essais comprend deux feuilles ayant 12,7 mm d'épaisseur en mousse réticulée de polyuréthane successivement nickelée et chromée, la mousse présentant 35 32 pores/cm et les feuilles étant liées entre elles le long de leurs bords latéraux qui sont encastrés dans un cadre métallique présentant une surface de serrage ayant. 25,4 mm de largeur et servant à monter le pare-flamme. Le pare-flamme est boulonné sur une bride de 25,4 mm. de largeur faisant partie d'un récipient à 40 explosions, une garniture assurant l'étanchéité entre la bride et SÀD ORIGINAL 70 0966C 7 2035068 la mousse métallique. La surface de l'organe de fermeture disponible pour détendre l'explosion est une surface rectangulaire et ses dimensions sont' 20 15 cm.Les dimensions intérieures du récipient à explosions sont 20 x 15 x 7»5 cm. Ce récipient est 5 monté dans une seconde chambre. Pour chaque essai, on fait le vide dans l'installation assemblée et on la remplit ensuite avec le mélange gazeux nécessaire préalablement préparé, sous pression atmosphérique. On allume le mélange dans le récipient interne à l'aide d'une étincelle à haute tension et de faible puissance. 10 Pour la plupart des essais, la source d'étincelles est installée sur la paroi du récipient à explosions et par conséquent à une distance d'environ 7,f? cm de la face de l'organe de fermeture. Pour les autres essais, comme on le verra plus loin, on amorce l'allumage au milieu de l'organe de fermeture et à une distance 15 de 1 cm de sa face. Des transducteurs de pression servent à mesurer la pression d'explosion à l'intérieur du récipient interne. On effectue dix essais avec chacun des mélanges gazeux utilisés, c'est-à-dire avec des mélanges d'hydrogène et d'air et des mélanges d'acétylène et d'air. Dans chaque série, on effec— 20 tue trois essais sur dix en utilisant une source d'allumage proche de la face de l'organe de fermeture. Dans ces essais, on n'obtient aucun allumage du mélange extérieur. La pression de pointe de l'explosion développée dans le » " 2 récipient interne est d'environ 0,14 à 0,21 kg/cm , avec chacun 25 des deux mélanges gazeux indiqués, bien que cette mesure ne soit qu'approximative, car la pression ne constitue qu'une petite fraction de la portée de l'équipement d'essai. On effectue plusieurs essais supplémentaires en utilisant une surface réduite de 'détente de la pression. Pour cela, on 30 place une feuille d'une matière de garnissage entre le pare-flamme et le récipient interne. On pratique dans le centre de la feuille une fenêtre rectangulaire de 5 x 6,3 cm et on obtient ainsi une zone de détente qui représente environ 10% de la zone totale disponible de l'organe de fermeture. On effectue trois 35 essais avec le mélange d'hydrogène et d'air et cinq essais avec le mélange d'acétylène et d'air en utilisant le montage indiqué. On ne contaste aucun allumage externe. La pression de pointe des explosions dans ces essais 2 est d'environ 1,75 kg/cm dans le cas du mélange d'hydrogène et 40 d'air et d'environ 2,1 kg/cm avec le mélange d'acétylène et d'air. BAD ORIGINAL 70 0966C On ne constate aucune détérioration visible de l'organe de fermeture après la première série d'essais et seulement une légère altération de teinte après les essais effectués avec une . surface réduite de détente. 2035068 BAD ORIGINAL 70 Ô966C 9 2035068 REVENDICATIONS 1.- Pare-flamme, caractérisé en ce qu'il comprend un. moyen de fermeture pour permettre le passage du gaz mais empêcher 5 le passage d'une flamme, et des moyens de retenue destinés à maintenir le moyen de fermeture en position dans une ouverture ou passage, ou à proximité de l'ouverture ou passage, le moyen de fermeture comprenant un métal poreux et/ou une matière "céramique bous forme d'un réseau tridimensionnel définissant une 10 série d'espaces cellulaires qui communiquent les uns avec les autres. ' 2.- Pare-flamme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de fermeture est formé par électrodéposition d'un métal sur un substrat poreux. 15 3«- Pare-flamme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le substrat poreux est une mousse réticulée. 4-.- Pare-flamme selon la revendication 3, caractérisé en ce que la mousse réticulée est une mousse réticulée de polyuréthane. 20 5*- Pare-flamme selon l'une quelconque des revendicaa» tions 2v^3 ou 4, caractérisé en ce que le métal est choisi dans le groupe comprenant le nickel et le fer. 6«— Pare-flamme selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de fermeture est soit en fer chromé, soit en 25 nickel chromé. 7»- Pare-flamme selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de fermeture comprend plusieurs couches d'un métal poreux ou d'une matière céramique poreuse. 30 8.- Pare-flamme selon la revendication 7, caractérisé en ce que les couches sont réunies par soudage. 9.- Pare-flamme selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la porosité de la couche qui fait faee au front de flamme est plus grande que celle .de la couche éloignée du 35 front de la flamme. 10.- Pare-flamme selon la revendication. 9, caractérisé en ce que la porosité de la couche qui fait face au front de flamme est de 6 à 24 pores/cm. 11.- Pare-flamme selon la revendication 9 ou 10, carac-40 térisé en ce que la porosité de la couche éloignée du front de BAD ORIGINAL 70 09660 10 2035068 flamme est de 16 à 40 pores/cm. 12.- Pare-flamme selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens de retenue sont fixés au moyen de fermeture. 13.- Pare-flamme selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de retenue comprennent une partie du moyen de fermeture qui a été comprimée. 14.- Pare-flamme selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que les moyens de retenue sont séparables du moyen de fermeture. 15»- Pare-flamme selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de retenue sont constitués d'un élément creux muni d'une bride à un bout ou aux deux bouts. BAD ORIGÎNAL