Brevet FR2092619A1 — publié le 19720128

On sait réaliser des piles électrochimiques qui sont destinées, dans un premier temps, à être mises en réserve, pour,lors d'une demande ultérieure, être mises en marche. On notera d'ailleurs que de telles piles sont couramment utilisées dans des expéditions éloignées de bases d'approvisionnement régulières, dans des conditions de températures souvent extrêmes, ce qui est, par exemple, le cas des expéditions polaires Les piles connues sont constituées par un certain nombre de piles élémentaires, constituées chacune par deux réservoirs séparés, le premier contenant l'électrolyte à injecter dans le deuxième réservoir au moment voulu. L'injection dans les différentes piles élémentaires est généralement assurée par la combustion d'un bloc de poudre contenu dans un seul récipient relié aux différents premiers réservoirs. On constate, d'abord, qu'il est nécessaire dans de telles piles, d'avoir des nombres identiques de premiers et de deuxièmes réservoirs. En effet, on n'a pas su jusqu'à présent faire autrement, étant entendu, par ailleurs, qu'on réalise le branchement électrique- des piles élémentaires entre elles pour obtenir la tension désirée, et qu'il est indispensable, après l'injection, d'isoler chaque deuxième réservoir afin d'éviter tout court-circuit par l'intermédiaire de l'électrolyte. De plus, des inconvénients secondaires, mais cependant importants par leurs conséquences, sont apparus à l'utilisation desdites piles. C'est ainsi, notamment, que par très basses températures, l'électrolyte peut devenir très visqueux, ce qui entrave notablement le bon déroulement de l'injection, qui, de ce fait n'est pas toujours assurée de manière satisfaisante. La demanderesse entend pallier les imperfections précitées et propose pour ce faire un injecteur, qui, concomitamment, est plus simple et fonctionne mieux que les dispositifs antérieurement connus. On notera cependant dès maintenant que la portée de l'invention dépasse le cadre des seules piles électrochimiques, pour couvrir les dispositifs dans lesquels deux substances doivent réagir l'une sur l'autre, chimiquement et/ou physiquement, mais évidemment pas nécessairement pour constituer une pile électrochimique. L'invention a donc pour objet un injecteur d'une première substance, susceptible de se présenter sous forme pâteuse, liquide ou pulvérulente, contenue dans au moins un premier récipient, qui comporte un piston déplaçable par rapport au corps dudit récipient, dans au moins une deuxième substance, contenue dans une pluralité de deuxièmes récipients, cependant que la première substance constitue un réactif chimique et/ou physique pour les deuxièmes substances. Le premier récipient est unique et est relié à chacun des deuxièmes récipients par un conduit séparé, cependant qu'un clapet d'éjection isole initialement le premier récipient de chacun des conduits et est attelé au piston, qu'un clapet d'obturation desdits conduits est également attelé au piston, que les clapets d'éjection et d'obturation sont concomitamment en position ouverte pour au moins une position du piston intermédiaire entre les deux positions extrêmes dudit piston, et qu'ils sont en position fermée, ltun pour l'une des positions extrêmes du piston3 et l'autre pour lfautre position extrême dudit piston. Le clapet d'éjection est avantageusement constitue par une paroi mince, initialement solidaire du corps du premier récipient, et susceptible de se rompre sous la poussée du piston. En outre, le corps du premier récipient présente préférentiellement une forme au moins partiellement semi-hémisphérique et a sa face externe entourée par une source pyrotechnique de chaleur munie d son dispositif d'allumage. Le piston du premier récipient est attelé à un vérin pyrotechnique muni de son dispositif d'allumage, cependant qêe la commande des dispositifs d'allumage de la source de chaleur et du vérin pyrotechniques est une commande à séquences réalisant, d'abord l'allumage éventuel de la source de chaleur, ensuite l'allumage du vérin pyrotechnique. L'invention a également pour objet un générateur électrochimique faisant application d'un injecteur conforme à lftM des types précites, et dans lequel la première substance constitue l'électrolyte, ceeendant que chacun des deuxièmes récipients est susceptible de constituer un générateur élémentaire. L'invention sera mieux comprise et des caractéristiques secondaires, ainsi que leurs avantages, apparaitront au cours de la description d4une realisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessias ne #oat donnes qu'à là titre indicatif Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure l représente, partiellement schématiquement, et partiel- lement en coupe, un injecteur conforme à l'invention, avant fonctLoncement, - les figures 2 et 3 représentent respectivement, partiellement et en coupe, ltinjecteur déjà représenté sur la figure 1, mais au cours de l'injection et après achèvement de l'injection. Un générateur électrochimique est en fait représenté sur les figures. Sur la figure 1, on remarque que l'électrolyte 1 est contenu dans un récipient unique 2, qu est délimité notarirefit, nar une parcs 3 présentant une forme cmi-homispù#riq-#e par Jee membrane n dtfermable plane sertie sur le pourtour de la parai 3 et par se clapet d'éjection constitué par une paroi mince 5, susceptible de céder sous la poussée d us piston pyrotechnique.Cette paroi 5, initialement sertie sur le corps du récipient 2, peut céder, soit par dessertissage, soit par sa prcpre rupture C est cette dernière réalisatien, qui a été choisie dans 'exemple représenté On notera que, d une manière connue en sot, le vérin pyrotechnique est constitué par la membrane 4 qui délimite avec le reste du corps 6, un volume empli d'un liquide 7, de l'eau par exemple. un orifice de remplissage 8 étant prévu à cet effet dans le corps 6 ne source pyrotechnique de chaleur 9 constituée par un bloc de poudre ayant une combustion exempte de dégagement gazeux est disposée à proximité du liquide 7 pour en permettre le chauffage jusqu'à ébullition, quand elle est mise à feu par son dispositif d'allumage 10. On notera encore, qu avantageusement le récipient 2 est entouré par une autre source pyrotechnique de chaleur 11 essentiellement d'ailleurs dans la zone de la paroi semi-hémisphérique 3 La source pyrotechnique 11 est munie de son dispositif d'allumage 12. On retiendra3 dès maintenant, que les dispositifs d'allumage 10 et i2 peuvent être commandés selon une séquence déterminée, d'abord, mais seulement éventuellement, le dispositif d'allumage 12, puis le dispositif d'allumage 10 La commande du dispositif 12 peut notamment être déclenchée en fonction d'une certaine température de référence, et, par exemple, seulement lorsque la température extérieure ambiante du lieu où se trouve disposé le corps 6 est inférieure à une température donnée. Une entretoise 13 est attelée entre la membrane 4 et la paroi mince 5. Elle se prolonge, au-delà de la paroi 5, en une tige de guidage 14 susceptible de coulisser dans le corps 6. On remarque que ledit corps 6 est muni d'un certain- nombre d'orifices 15, quatre dans #l'exemple représenté, qui scnt raccordés, chacun a un récipient 16 par un conduit 17. Un clapet d'obturation 18 desdits orifices 15 est, en l'espèce, solidaire de la paroi mince 5, et est, plus généralement, attelé à la membrane 4 formant piston du vérin pyrotechnique. Lorsque l'électrolyte 1 est parvenu dans chaque récipient 16 celui-ci constitue un générateur électrochimique élémentaire possédant une borne positive 16a et une borne négative 16b. Généralement, pour obtenir une tension globale suffisante, on réalise un branchement électrique en série des bornes des différents récipients 16, comme celui représenté sur la figure 1 Sur la figure 1, l'ensemble du générateur conforme à l'invention est- représenté dans sa conformation initiale.La paroi mince 5 isole complètement l'électrolyte 1 du reste du générateur. Par contre, le clapet d'obturation 18 est a-lors en une position indifférente et par -exemple, en position ouverte. Sur la figure 2, le dispositif d'allumage 10 a été mis en oeuvre pour commander la combustion de la source pyrotechnique de chaleur 9. La combustion en cours a mis en ébullition le liquide 7, et l'a fait monter en pression, de sorte que la membrane 4 s'est déformée et, jouant le rôle de piston, a repoussé l'entretoise 13. La paroi mince 5 s'est rompue, de sorte que le clapet d'éjection qu'elle constituait est maintenant ouvert, le clapet d'obturation 18 étant également concomitamment ouvert. La communication est -donc établie entre le récipient 2 et les conduits 17. Enfin, sur la figure 3, la déformation de la membrane 4 est achevée, et le clapet 18 obture tous les orifices 15, isolant ainsi les différents conduits 17 entre eux. Le clapet d'éjection est, en l'espèce, complètement ouvert, sans que cette disposition soit nécessaire. On remarquera qu'un gicleur d'expansion 19 a été prévu dans le corps 6 pour permettre, après que le clapet 18 a obturé les orifices 15, l'éjection de l'électrolyte 1 en excès et sous pression hors dudit corps 6. Le fonctionnement du générateur est décrit ci-après. Dans la configurat#ion de la figure 1, l'électrolyte est isolé- -dans le récipient 2 par la paroi mince 5 intacte. Les différents récipients 16 ne constituent donc, chacun, qutun générateur incomplet, qui ne produit d'ailleurs aucun courant, mais qui peut être emmagasiné sans dommage pendant un délai- pratiquement indéterminé, puisque l'électrolyte 1 ne réagit pas sur -les éléments contenus dans les récipients 16. Pendant la phase intermédiaire, représentée sur la# figure 2, pendant laquelle se- produit l'-injection de l'éLectrolyte 1 dans les récipients 16, les différents conduits 17 sont en -communication les uns avec les autres. L'électrolyte 1 n'ayant pas encore réagiavec0es éléments complémentaires des générateurs élémentaires, il n'y a pas encore nécessité d'isoler les différents conduits 17 les uns des autres. Par contre, quand l'électrolyte a été totalement injecté, et qu'alors le générateur possède la configuration de la figure 3, chaque générateur élémentaire est en fonctionnement. Pour éviter que les différents générateurs élémentaires ne soient en court-circuit, il est donc bien nécessaire d'iso ler les différents conduits 17, ce que réalise correctement le clapet 18. On comprend bien que seule la constitution particulière des clapets d'éjection 5 et d'obturation 18 permet avec un seul récipient 2 d'alimenter en électrolyte 1 plusieurs récipients 16. On conçoit d'ailleurs bien que la réalisation de ces clapets puisse avoir des variantes diverses qui seraient encore du ressort de la présente invention, de même d'ailleurs que le sont les différents modes d'attelage envisageables desdits clapets à la membrane déformable 4. Si la température extérieure est basse, l'électrolyte 1 se présentera naturellement sous forme visqueuse. Il sera alors judicieux de le réchauffer en réalisant la combustiondèlasource pyrotechnique de chaleur 11. Le flux calorifique dégagé par la combustion de la source 11 est transmis à l'électrolyte 1 à travers la paroi semi-hémisphérique 3, dont la conformation même assure une transmission satisfaisante. Bien entendu, il est évident que, si la température extérieure est suffisante, il n'y a pas besoin de réchauffer l'électrolyte. La séquence de commande des dispositifs d'allumage 10 et 12 ne comprendra dans ce cas que l'allumage du seul dispositif 10. On notera encore que la substance contenue dans le récipient 2 peut ne pas être un électrolyte. Il est même possible, et l'invention s'intéresse à de tels dispositifs, que la réaction de cette substance avec celle contenue initialement dans les récipients 16 soit de nature physique. Par exemple, cette réaction pourra être l'élévation de poids des différents récipients 16 pour commander plusieurs contacts électriques, dont les basculements modifient certains circuits particuliers pour obtenir un résultat d'ensemble. Et on comprend que, là encore, il soit simple et peu motteux d'utiliser un injecteur, conforme à l'invention, et qui interdit un retour, ou même une simple communication entre les différents récipients 16 une fois l'injection réalisée. Au reste, l'invention n'est pas limitée à la réalisation qui vient d'être décrite, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Injecteur d'une première substance susceptible de se présenter sous forme pâteuse, liquide ou pulvérulente, contenue dans au moins un premier récipient, dans au moins une deuxième substance contenue dans une pluralité de deuxièmes récipients, cependant que la première substance constitue un réactif chimique et/ou physique pour les deuxièmes substances, dont on veut obtenir une action différée, et que, lors de la mise en service, la premiere substance est injectée dans la deuxième substance, caractérisé en ce que l'injection de ladite première substance dans ladite deuxième substance est réalisée en rapport avec la valeur d'au moins un paramètre chimique et/ou physique, soit après un réchauffage préalable de cette première substance, soit sans réchauffage préalable, les deuxièmes récipients étant susceptibles de ne pas contenir de première substance jusqu'CL la mise en service, mais en étant emplis simultanément et de manière égale lors de la mise en service. 2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'Fi est constitué par une membrane reliée CL un piston déplaçable par rapport au corps dudit premier récipient unique relié à chacun des deuxièmes récipients par un conduit séparé, cependant qu'un clapet d'éjection isole initialement le premier récipient de chacun des conduits et est attelé au piston, qu'un clapet d'obturation desdits conduits est également attelé au piston, que les clapets d'éjection et d'obturation sont concomitamment en position ouverte pour au moins une position intermédiaire entre les deux positions extrêmes dudit piston, que ces clapets sont en position fermée, ltun pour l'une des positions extrêmes du piston et l'autre pour l'autre position extrême dudit piston, et qu'en outre, le corps du premier récipient présente une forme au moins partiellement semi-hémisph#rique et sa face externe est entourée par une source pyrotechnique de chaleur munie d'un dispositif d'allumage, dont la commande est une commande à séquences, réalisant d'abord l'allumage éventuel de la source de chaleur et ensuite la mise en service de ltorgane d'entrainement auquel est attelé le piston du premier récipient. 3. Injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement est constitué par un vérin pyrotechnique muni de son dispositif d'allumage. 4. Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu en outre le clapet d'éjection est constitué par une paroi mince, initialement solidaire du corps du premier récipient, et susceptible de se désolidariser dudit corps sous la poussée du piston et/ou la poussée du fluide. 5. Générateur électrochimique faisant application d'un injecteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première substance constitue l'électrolyte, cependant que c#hacun des deuxièmes récipients est susceptible de constituer un générateur élémentaire.