Brevet FR2111902A1 — publié le 19720609

i 2111902 La présente invention est relative à des systèmes de dégivrage et, plus particulièrement, à une soupape spéciale utile dans de tels systèmes. La soupape représente une des pièces constitutives d'un système de dégivrage et elle agit pour régler 1' 5 amenée et l'évacuation du fluide sous pression vers et à partir des sabots de dégivrage pneumatiques, prévus sur les ailes des avions afin d'empêcher 1'accumulation de la glace. Les sabots sont généralement formés par des minces articles en caoutchouc qui sont entièrement fixés sur le bord avant des ailes ou autres parties 10 de l'avion et qui comprennent plusieurs tubes ou passages qui sont alternativement gonflés ou dégonflés au moyen d'une soupape pneumatique afin de briser la pellicule de glace accumulée sur les surfaces extérieures des sabots. Antérieurement, les systèmes pneumatiques pour la mise en 15 oeuvre de ces sabots ont été formés par au moins trois parties constitutives indépendantes, à savoir (a) un moyen pour faire communiquer l'intérieur du sabot de dégivrage avec une pression inférieure à la pression atmosphérique afin que le contour extérieur du sabot de dégivrage reste aussi lisse et plat que possi-20 ble pendant la période du dégonflage; (b) un mécanisme à soupape séparé essentiellement à trois voies qui peut agir sélectivement pour déconnecter l'intérieur du sabot de dégivrage du moyen établissant le vide et pour mettre cet intérieur en communication avec une source de fluide sous pression afin de gonfler le dégi-25 vreur et de dilater les tubes de façon à briser la glace et Ce) une soupape séparée pour relier la source de pression au mécanisme décrit sous (b) ou bien pour évacuer la pression vers l'extérieur. En résumé, les fonctions pour maintenir les sabots à l'état 30 dégonflé et pour les gonfler au choix ont été réalisées par une série de pièces constitutives indépendantes, accomplissant en commun toutes les fonctions mais qui sont individuellement séparées. L'invention prévoit un système de dégivrage pneumatique 35 dans lequel le fluide sous pression est évacué de ou dirigé vers un sabot dégivreur par une seule soupape qui accomplit les trois opérations reprises plus haut sous (a), (b) et (c). Ceci est obtenu en prévoyant un système qui, comme principal composant opérationnel, présente un mécanisme à soupape qui agit 71 37523 2 2111902 normalement comme un évacuateur pour maintenir une pression inférieure à la pression atmosphérique dans le sabot de dégivrage. Pour actionner le sabot de dégivrage, le mécanisme à soupape est muni d'un solénoïde commandant l'ouverture et la fermeture de 1' 5 ouverture d'échappement et des ouvertures de la soupape pour gonfler rapidement le sabot de dégivrage. La construction au mécanisme à soupape est telle qu'un seul composant peut être utilisé pour toutes les fonctions citées plus haut et qui sera décrit en détails dans la description qui suit. 10 Les dessins annexés montrent une forme préféréedu système de dégivrage avec une soupape conforme à une forme d'exécution de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique d'un système de dégivrage pour avion, des sections ayant été enlevées. 15 La fig. 2 est une coupe transversale axiale de la soupape de la fig. 1 en position d'évacuation, des sections ayant été enlevées. La fig. 3 est une vue suivant la fig. 1, mais illustrant la soupape en position de gonflage, des sections ayant été enlevées. 20 La fig. 1 représente la soijape perfectionnée 10 installée dans un système typique de dégivrage d'avion et elle communique avec un sabot de dégivrage 11 qui peut être monté sur l'aile 12 au bord avant, la soupape 10 communique avec une série de tubes 13 prévus dans le sabot et qui peuvent être en matériau élastique 25 semblable au caoutchouc qui sont représentés à la fig. 1 à l'état gonflé, alors qu'à l'état dégonflé, ces tubes forment une surface lisse au bord avant de l'aile de l'avion. Dans une de ses positions actives, la soupape 10 conduit un fluide sous pression élevée, tel que de l'air, dans les tubes 13. 30 Dans son autre position active, le dégonflage des tubes 13 est obtenu en ouvrant les tubes à la pression atmosphérique et en appliquant une pression inférieure à la pression ambiante aux tubes par un conduit approprié 14, représenté schématiquement à la fig.l Le conduit 14 est connecté à une ouverture de sortie 15 de la sou-35 pape 10 qui est alimentée en air à pression élevée à partir d'une pompe à air ou d'une autre source de fluide sous pression 17. Un conduit d'alimentation 18 connecte la soupape 10, à l'endroit de l'ouverture d'entrée 19, à la source de fluide sous pression 17. Un régulateur de pression 20 peut être intercalé dans le conduit 71 37523 3 2111902 d'alimentation 18 pour contrôler la pression et le flux de l'air vers la soupape 10. La soupape 10 présente également une ouverture d'évacuation 22 à travers laquelle l'air, évacué des tubes 13, est éjecté en commun avec l'air produisant le vide, de la source 5 de fluide sous pression 17. Un solénoïde 23 est monté sur la soupape 10 pour l'actionnement de la soupape à partir de commandes appropriées qui fournissent l'énergie d'actionnement par les conducteurs 24 et 25. Les détails de la structure de la soupape 10 sont mieux in-10 diqués aux figs. 2 et 3 dans lesquelles la soupape est munie d'une seule enveloppe principale 26 contenant un manchon 27 coulissant en avant et en arrière dans un forage central 29 s'étendant longi-tudinalement d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe, cette extrémité de l'enveloppe étant filetée pour être raccordée au conduit 15 d'alimentation 18 à l'endroit de l'ouverture d'entrée 19. L'enveloppe 26 est munie d'une ouverture de sortie 15 s'étendant à travers un corps tubulaire 32 faisant partie intégrante de l'enveloppe et fileté pour être raccordé au conduit de sortie 14. L'ouverture de sortie 15 est placée entre l'ouverture d'entrée 20 19 et l'ouverture d'échappement 22. D'autre part, l'enveloppe 26 est munie d'ouvertures d'échappement 33, prévues à proximité de l'extrémité du manchon 27. Un corps tubulaire 34, contenant l'ouverture d'échappement 22, fait partie intégrante de l'enveloppe 26 et s'étend radiale-25 ment vers l'extérieur des ouvertures d'échappement 33 pour recêvoir l'air éjecté du manchon 27 et chassé à travers les ouvertures d' échappement 33. Le corps tubulaire 34 peut être fileté pour être raccordé à un conduit d'échappement, s'étendant vers l'extérieur de l'avion. 30 Le manchon 27 porte un manchon intérieur 35 du côté du som met de la soupape 10, comme montré à la fig. 2 et qui est inséré téléscopiquement et relié à un manchon extérieur 36 du côté du bas de la soupape 10. Le manchon intérieur 35 présente un passage central 37 qui s'étend de l'ouverture d'entrée 19 jusqu'à 35 une paroi 38 ayant un orifice 39 d'un diamètre substantiellement réduit. Un prolon/pient 42 du passage central, d'un diamètre plus élevé que celui de^orifice 39 mais d'un diamètre moindre que celui du passage central 37 dans le manchon 35, s'étend vers le fond de la soupape 10 à partir de la paroi 38. L'extension 42 du passa- 71 37523 4 2111902 ge central a le même diamètre que l'ouverture centrale 43 prévue dans le manchon extérieur 36. Le diamètre extérieur du manchon extérieur 36 est substantiellement le même que le diamètre intérieur de l'enveloppe à la partie inférieure de la soupape 10, com-5 me montré à la fig. 2, de manière à obtenir un ajustage à glissement substantiellement étanche au fluide. Le manchon intérieur 35, à l'autre extrémité de la soupape 10, présente une paroi extérieure 44 qui est espacée de la surface 45 de la paroi intérieure de l'enveloppe de façon à obtenir un passage annulaire 46 entre le 10 manchon intérieur et l'enveloppe 26. L'extrémité supérieure du manchon intérieur 35 présente une bride 47 qui engage à glissement la surface 45 de la paroi intérieure de l'enveloppe et qui est munie d'ouvertures 48 s'étendant axialement et à travers lesquelles l'air peut passer de l'ouverture d'entrée 19 vers le pas-15 sage annulaire 46 à l'autre côté de la bride 47. Le manchon intérieur 35 est muni d'un collier de soupape 49 s'étendant radialement et qui engage fermement un siège de soupape 52 sur le bord d'un manchon d'évacuation multiple 53, monté d'une manière étanche au fluide à la surface 45 de l'enveloppe 20 26. Un groupe d'ouvertures 55, s'étendant radialement, prévu dans le manchon multiple 53, met l'intérieur du manchon en communication avec une rainure périphérique 56, prévue dans la face extérieure du manchon. La surface intérieure 57 du manchon 53 est espacée de la surface extérieure 44 du manchon intérieur 35 pour obtenir une 25 extension 58 du passage annlaire. Un autre groupe d'ouvertures 59 est prévu dans la paroi du manchon intérieur 35 contenant l'orifice 39 pour envoyer l'air de l'extension 58 du pasaage annulaire vers et entre l'extension 42 du passage central du manchon intérieur 35. 30 A partir du raccord télescopique entre le manchon intérieur 35 et le manchon extérieur 36, le manchon extérieur s'étend jusqu'à une position proche du bord du manchon multiple 53. Une rondelle élastique 60 est disposée autour du manchon intérieur 35 et entre les bords adjacents du manchon multiple 53 et du manchon 35 extérieur 36, afin de maintenir le manchon extérieur 36 dans la position montrée à la fig. 2, dans laquelle l'air est injecté à travers l'orifice 39 pour évacuer l'air des tubes gonflables 13 du sabot de dégivrage 11. A l'extrémité inférieure du manchon extérieur 36, comme 71 37523 5 2111902 montré à la fig. 2, l'ouverture centrale 43 est élargie afin d' obtenir un siège 63 recevant un ressort conique 64 s'étendant axialement de l'enveloppe de soupape 26 en engagement avec une bille 65 qui peut être déplacée axialement à l'enveloppe par un 5 plongeur 66 du solénoïde 23. La bille 65 peut se déplacer en engagement avec un siège de soupape 67, prévu au bord du manchon extérieur 36. En fonctionnement, un fluide tel que de l'air à pression élevée est conduit vers l'ouverture d'entrée 19 par le conduit 10 d'amenée 18 à partir de la source de fluide sousfetession 17, et, lorsque la soupape 10 se trouve dans la position d'échappement, comme montré dans la fig. 2, l'air est injecté à travers le pssage central 37 et à travers l'orifice 39 dans l'extension 42 du passage central, provoquant ainsi un effet de venturi. Le 15 passage de l'air à travers l'orifice 39 produit une pression inférieure à la pression ambiante qui favorise la mise sous vide des tubes 13 du sabot de dégivrage 11 en réduisant la pression dans le conduit de sortie 14, relié à l'extrémité 42 du passage central par les ouvertures 59 du manchon intérieur 35, dans 1' 20 extension 58 du passage annulaire entre la manchon intérieur et la manchon multiple 5 3 par les ouvertures 55 du manchon multiple et par la rainure 56 qui est en alignement avec l'ouverture de sortie 15 de l'enveloppe de soupape 26. L'air évacué des tubes 13 et injecté par l'ouverture 15 est amené à partir de l'extension 25 42 du passage central et à travers l'ouverture centrale 43 jusque dans le manchon extérieur 36 et à l'ouverture d'échappement 22. par rapport Bien que l'ctifice 39 ait une ouverture relativement faible/au pas sage central, l'extension 42 et l'ouverture centrale 43 occupent une zone substantiellement plus grande et, pendant le dégonflage 30 initial des tubes, un grand volume d'air peut être conduit à l'ou verture d'échappement 22, ce qui facilite le dégonflage initial rapide, l'évacuation finale ayant lieu ensuite grâce à la pression inférieure à la pression ambiante et produite par l'effet venturi de l'orifice 39. Pendant ce processus d'évacuation, le 35 collier 49 est appliqué sur le siège de soupape 52 par suite de la. pression élevée régnant dans le passage annulaire 46 et de la faible pression régnant dans l'extension 5 8 du passage annulaire. En outre, la rondelle élastique 60 refoule le manchon extérieur 36 vers l'ouverture d'échappement 22 pour s'opposer à toutes for 71 37523 6 2111902 ces tendant à déplacer le manchon extérieur dans une autre direc tion et à ouArir le passage annulaire 46 vers l'extension 58 du passage annulaire. Lorsque les tubes 13 du sabot de dégivrage 11 doivent être 5 gonflés et dilatés, le solénoïde 23 est alimenté en énergie et le plongeur 66 refoule la bille 65 en engagement étanche avec le siège de soupape 67 à 1'encontre de la résistance du ressort 64, fermant ainsi l'ouverture centrale 43 dans la manchon extérieur 36, comme montré dans la fig. 3. Ce mouvement axial du plongaur 10 contre la bille 65 pousse également le manchon extérieur 36 en engagement avec l'extrémité du manchon de sortie multiple 53 en comprimant la rondelle 60 entre eux. Le mouvement du manchon extérieur 36 entraîne le manchon intérieur 35 de manière que le collier 49 sorte du siège de soupape 52 en formant un passage 15 supplémentaire 68 entre le passage annulaire 46 et l'extension 58 du passage annulaire, ce qui permet que l'air circule de 1' ouverture d'entrée 19 à travers les ouvertures 48 de la bride 47. Le flux d'air sous pression à travers l'orifice 39 est diri gé vers l'ouverture de sortie 15 et à travers le conduit de sor-20 tie 14 vers les tubes 13 du sabot de dégivrage 11. La dimension du passage supplémentaire 68 par lequel l'air peut être injecté dans les tubes 13, permet une expansion immédiate et rapide des tubes, de façon à enlever effectivement la glace accumulée sur la surface du sabot de dégivrage 11. 71 37523 7 2111902 REVENDICATIONS 1.- Mécanisme à soupape pour le sabot de dégivrage pneumatique de systèmes de dégivrage , caractérisé en ce que la soupape comprend une enveloppe munie d'une première ouverture permettant d'introduire le fluide sous pression dans l'enveloppe et d'une 5 deuxième ouverture qui permet d'évacuer le fluide de l'enveloppe, tandis que l'orifice du forage qui amène le fluide sous pression de la première ouverture à la deuxième ouverture présente un diamètre réduit, alors que l'enveloppe comprend une troisième ouverture prévue entre la première et la deuxième ouverture et desti-10 née à amener le fluide sous pression du forage au sabot de dégivrage, la troisième ouverture étant en communication avec l'orifice du forage dans la zone orientée vers la deuxième ouverture afin d'obtenir dans le sabot de dégivrage une pression infâieure à la pression ambiante lorsque la soupape se trouve dans la posi-15 tion d'échappement dans laquelle le fluide-sous pression est évacué des tubes du sabot de dégivrage en raison du flux du fluide sous pression à travers l'orifice; une soupape arrête le flux du fluide sous pression à travers la deuxième ouverture lorsque la soupape se trouve en position de gonflage dans laquelle le 20 fluide sous pression est injecté dans les tubes du sabot de dégivrage, alors qu'on prévoit un moyen d'actionnement qui ferme la soupape de manière que le sabot de dégivrage soit gonflé par le dit orifice pour permettre d'enlever la glace du dit sabot. 2.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 1, carac-25 térisë en ce que la soupape comprend un siège de soupape prévu dans une des extrémités de l'enveloppe, tandis qu'un élément de soupape est relié au moyen d'actionnement et s'applique dans le siège de soupape lorsque l'élément de soupape engage le siège de soupape pour fermer la soupape. 30 3.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 2, carac térisé en ce qu'il comprend un moyen disposé entre l'élément de soupape et le siège de soupape afin de refouler l'élément de soupape à écartement du siège de soupape pour ouvrir la soupape lorsque le moyen d'actionnement n'est plus alimenté en énergie. 35 4.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 3, carac térisé en ce que le moyen d'actionnement est formé par un solénoïde connecté à l'élément de soupape. 71 37523 8 2111902 5.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément à soupape est formé par une bille dont 6, s diametre est essentiellement identique au diamètre du forage à 1! endroit de la deuxième ouverture, alors que le moyen servant à 5 refouler l'élément de soupape est formé par un ressort hélicoïdal. 6.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe de soupape est munie d'un forage comprenant un ensemble à manchons qui peut se déplacer axialement entre une position d'échappement et une position de gonflage, 10 l'orifice étant prévu dans l'ensemble à manchons, alors qu'une deuxième soupape, disposée dans le forage, répond à un mouvement coulissant de l'ensemble à manchons vers la position de gonflage afin d'ouvrir un passage supplémentaire formé entre la première ouverture et la troisième ouverture de manière à accroître la 15 valeur du fluide de gonflage circulant vers le sabot de dégivrage et à faciliter l'enlèvement de la glace de ce dernier, le moyen d' actionnement étant connecté à l'ensemble à manchons en vue d'un mouvement axial dans le dit forage. 7.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 6, carac-20 térisé en ce que la deuxième soupape comprend un collier prévu dans l'ensemble à manchons et s'engageant d'une manière étanche avec le siège de soupape de 1'enveloppe,de manière que le collier se dégage du siège de soupape de l'enveloppe lorsque l'ensemble à manchons est déplacé de la position d'échappement à la position 25 de gonflage. 8.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'un élément d'arrêt de l'enveloppe peut être engagé par l'ensemble à manchons lors du mouvement de ce dernier de la position d'échappement vers la position de gonflage afin de 30 limiter l'ouverture de la deuxième soupape. 9.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le siège de soupape sur l'enveloppe pour la soupape et l'élément d'arrêt de l'enveloppe sont disposés aux bords opposés d'un manchon multiple monté dans l'enveloppe et muni d' 35 ouvertures radiales qui relient la troisième ouverture à l'espace voisin de l'orifice dans l'ensemble à manchons. 10.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'ensemble à manchons comprend un manchon intérieur relié télescopiquement à un manchon extérieur 7 t ulld is v ' ' 'IL 71 37523 9 2111902 passage central s'étend à travers le manchon intérieur et le manchon extérieur pour conduire le fluide sous pression, le manchon extérieur présentant une surface extérieure qui engage à glissement et d'une manière étanche la surface du forage, alors que le 5 manchon intérieur présente une surface extérieure qui est espacée de la surface du forage afin de former un passage annulaire qui entoure la face extérieure du manchon intérieur. 11.- Mécanisme à soupape suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'une des extrémités du manchon intérieur est 10 montée télescopiquement dans le manchon extérieur, tandis que l'autre extrémité du manchon intérieur présente une bride s'étendant radialement et engageant à coulissement la surface du forage, alors que la bride est munie d'ouvertures s'étendant axialement et destinées à amener le fluide sous pression de la première ou-15 verture à traders le passage annulaire entourant le manchon intérieur et à travers le passage supplémentaire vers la troisième ouverture lorsque l'ensemble à manchons se trouve dans la position de gonflage.