Brevet FR2204868A1 — publié le 19740524

La présente invention a trait à un interrupteur électrique submersible capable de résister à de très fortes pressions de l'ordre de 600 bars, cet interrupteur étant commandé par la pression hydrostatique qui agit sur lui pour ouvrir et fermer un circuit électrique quelconque. Plus précisément, on sait que pour explorer les fonds sousou mesurer mes caractéristiques physiques du milieu marinst on fait souvent appel à des engins d'exploration du type dit "engins libres", ce qui veut dire qu'ils sont largués à partir d'un navire auquel ils ne sont pas reliés.Il s'agit de préleveurs d'échantillons ou de tout appareillage scientifiane ou d'appareils de prise de vues. Ces engins sont solidaires de flotteurs et munis d'un lest grâce auquel ils s'enfoncent dans l'eau. Lorsqu'ils atteignent le fond, des dispositifs automatiques qui ne seront pas décrits ici, car ils sortent du cadre de la présente invention, les amènent à effectuer les opération d'exploration auxquelles ils sont destinés et les désolidarisent du lest, ce qui leur permet de remonter à la surface sous l'effet des flotteurs. Comme le navire qui les a largués et qui est, le plus souvent, chargé également de leur récupération, se trouve généralement très éloigné de l'endroit où ils se trouvent lorsqu'ils refont surface, ils sont munis d'un ou plusieurs dispositifs de repérage à distance, parmi lesquels on peut citer les fumigènes, les générateurs d'éclairs lumineux et les balises radioélectriques. On conçoit que les dispositifs d'exploration iet de repérage qui viennent d'être cités mettent en oeuvre divers circuits électriques dont l'état d'ouverture ou de fermeture doit être fonction de la profondeur d'immer- sion de l'engin correspondant. C'est ainsi, par exemple, que l'alimentation électrique d'une balise radioélectrique doit être coupée lorsque cette balise se trouve sous l'eau, pour éviter toute usure intempestive des piles d'alimentation : l'émis sion d'ondes radioélectriques ne devient utile, en effet, que lorsque l'engin d'exploration dont la balise est solidaire, refait surface. A ce sujet, il semaines faut noter que le temps d'immersion est souvent de l'ordre de plusieurs ce qui explique l'intérêt présenté par de telles dispositions. Inversement, il peut être avantageux de couper un circuit électrique tant que le dispositif concerné par ce circuit nta pas atteint une certaine profondeur d'immersion. C'est le:cas, par exemple, d'un engin d'exploration à commande électrique qui doit seulement fonctionner lorsqu'il touche le fond : il est clair que si le circuit de commande reste coupé tant que l'engin n'a pas atteint une certaine profondeur, on évite tout risque de déclanchement intempestif lors de la mise à l'eau. Aussi, l'un des buts de la présente invention, est-il de fournir un interrupteur électrique submersible commandé par la pression hydrostatique qui agit sur Un objet de l'invention est un interrupteur de ce type qui soit susceptible de résister,sans infiltrations d'eau ni détériorations, à une très forte pression hydrostatique, de l'ordre de 600 bars, ce qui correspond à une profondeur d'immersion de 6000 mètres environ. Un autre objet est un interrupteur du genre spécifié au paragraphe précédent qui soit aisément montable et démontable. Ces buts, et d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints au moyen du dispositif selon l'invention qui comprend, en combinaison un bouchon sensiblement de révolution et muni de moyens pour le monter de façon étanche et amovible sur l'engin d'exploration sous-marine; un renfoncement tronconique dans la base extérieure de ce bouchon; un disque élastique maintenu en place par sa périphérie contre la base extérieure du renfoncement tronconaque; un doigt de commande à tette tronconique mobile dans un logement pratiqué axialement dans ledit bouchon entre une position dans laquelle il épou- se ledit logement et une position dans laquelle sa tête tronconique fait saillie dans le renfoncement; des moyens pour rappeler ce doigt de commande vers la position dans laquelle il fait saillie dans le renfoncement; et des moyens reliés fonctionnellement au doigt de commande pour ouvrir ou fermer le circuit électrique qu'il s'agit de commander. On comprend.qae, lorsquéil'engin équipé de ce dispositif s'enfonce sous l'eau, la pression hydrostatique ainsi exercée sur le disque élastique déforme ce dernier et l'appuie contre le fond du renfoncement tronconique en repoussant le doigt de commande qui ouvre ou ferme le circuit électrique. Lors de la remontée de l'engin vers la surface, inversement, la pression transmise au doigt de commande par le disque élastique se relâche, et le circuit électrique reprend son état initial. De préférence, le disque élastique spécifié ci-dessus est maintenu en place par une rondelle rigide, filetée extérieurement, munie de trous et vissée dans le fond du bouchon qui constitue le corps de l'interrupteur. Cet organe remplit ainsi un double rôle : d'une part, il serre le disque élastique contre la périphérie du renfoncement tronconique dans lequel il peut s'enfoncer sous l'effet de la pression hydrostatique extérieure et, d'autre part, il pro maladroite tège le disque contre toute manipulation qui-pourrait se produire, par exemple lors de la mise à l'eau, tout en permettant l'action de la pression hydrostatique sur le disque élastique grâce aux trous dont il est pourvu. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens reliés fonctionnellement au doigt de commande pour ouvrir ou fermer le circuit électrique comprennent un poussoir mobile axialement dans le bouchon qui forme le corps de l'interrupteur, entre le doigt de commande et les moyens prévus pour ouvrir ou fermer ledit circuit électrique. Ce poussoir est muni d'un ressort de compression le poussant vers le doigt de commande, de façon à rappeler ce dernier vers la position dans laquelle il fait saillie dans son renfoncement. Ledit poussoir est réalisé en un matériau électriquement isolant et vient en contact avec un pole d'une pile électrique servant à l'alimentation du circuit électrique, de façon à établir ou à interrompre le contact de ce pôle avec une rondelle vissée sur le bouchon et maintenant en place le poussoir et le ressort de compression. Ainsi, lorsque la pression hydrostatique pousse vers l'intérieur le doigt de commande, le poussoir isolant écarte la pile d'alimentation de la rondelle métallique qui ferme le circuit électrique. Inversement, lorsque la pression s'annule, il y a contact entre la pile et la rondelle métallique, ce qui ferme le circuit électrique. Il est d'ailleurs également possible de placer un contact électrique de genre classique au voisinage de l'extrémité intérieure du poussoir, ce dernier agissant sur le contact lorsque le disque élastique appuie sur le doigt de commande et, par l'intermédiaire de ce doigt, enfonce le poussoir vers l'intérieur. Il est clair que, dans ce cas, le poussoir peut être réalisé en un matériau conducteur si le contact utilisé est muni de moyens d'isolation. En outre, on comprend que, selon le type de contact employé, le circuit électrique sera, soit ouvert, soit fermé, lorsque l'enfoncement du poussoir a lieu. Il convient, enfin, de noter que le montage de l'interrupteur selon l'invention sur l'engin d'exploration ou de repérage à distance peut être réalisé par vissage ou par un dispositif à bålonnette. Dans les deux cas, l'interchangeabilité de l'interrupteur est totale, du fait qu'il n' exige aucune connexion de fils ou d'autres éléments de liaison électrique ou mécanique. La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard de la figure annexée qui représente, en vue en coupe longitudinale, l'interrupteur manostatique selon l'invention en l'absence de pression hydrostatique extérieure. Sur la figure, ce dispositif a été représenté tel qu'il se présente lorsqu'il est monté à l'extrémité d'une balise radioélectrique qui, ainsi qu'on l'a exposé plus haut, peut servir au repérage à distance d'un engin d'exploration sous-marine. Le corps tubulaire 12 de cette balise contient notamment un circuit non représenté engendrant des ondes radioélectriques et il se prolonge par une antenne émettrice non représentée. Il contient également une pile électrique 16 qui est maintenue en place par un ressort 15 et qui sert à l'alimentation du circuit d'émission, ce dernier se fermant par le corps métallique 12 de la balise et par l'interrupteur lui-même. Ainsi qu'il a été dit plus haut, le rôle de l'interrupteur selon l'invention est de couper le circuit électrique de la pile 16 lorsque la balise est immergée, afin d'en limiter l'usure. L'interrupteur proprement dit sera décrit maintenant en supposant qu'il se trouve dans la position représentée sur la figure, ce qui donne un sens aux expressions comme :"supérieur", "inférieur", etc... qui seront utilisées par la suite. D'autre part, on comprend aisément que l'ensemble formé par la balise et son interrupteur manostatique est destiné à être immergé dans l'eau à des profondeurs allant jusqu'à 6.000 mètres, de sorte que les termes :"intérieur" et "extérieur" désignent respectivement l'intérieur de l'ensemble balise-interrupteur et l'extérieur de cet ensemble, c'est-à-dire sa partie en contact avec l'eau. Le corps de l'interrupteur submersible à commande manostatique selon l'invention est constitué par un bouchon 1, sensiblement de révolution, qui est réalisé en un métal résistant à la corrosion par l'eau de mer, comme certains alliages d'aluminium contenant du magnésium. Bien entendu, sa surface extérieure peut être anodisée pour fournir une protection supplémentaire contre la corrosion. Ce bouchon 1 est muni d'un perçage axial en plusieurs parties pour le logement des organes de commande. De bas en haut, ce perçage comprend - un évidement cylindrique dans le fond duquel un disque élastique 2 est maintenu en place par une rondelle d'assemblage 3 qui est vissée dans l'évidement et qui est munie d'orifices 4 pour le passage de l'eau. De préférence, le disque élastique 2 est réalisé en un polychloroprène comme celui vendu sous la marque de fabrique "Néoprène"; - un renfoncement tronconique 5 ménagé dans le fond de l'évidement cylindrique précédent de façon à y conserver une partie annulaire plane pour le serrage du disque 2; - un logement épousant la forme d'un doigt de commande coulissant 6 qui se présente comme un rivet à tête plate.La tête de ce rivet 6 est placée vers l'extérieur et peut venir en saillie dans le renfoncement tronconique 5; - un alésage cylindrique de plus grand diamètre que le corps du rivet 6 dans lequel est placé un poussoir 7 électriquement isolant et muni vers le bas d'une tête 9. Le poussoir 7 est maintenu dans son logement par une rondel lef H HlxegeUesur le bouchon 1 au moyen de vis dont l'une a été représentée en 11. En outre, un ressort de compression 8 entoure le poussoir 7 en s'appuyant, d'une part, sur la tete 9 du poussoir et, d'autre part, sur l'extrémité inférieure de la rondelle 10, de façon à forcer le poussoir 7 vers le bas. Le bouchon 1 qui est avantageusement moleté sur sa surface extérieure, est monté à l'extrémité inférieure du corps 12 de la balise par un système à baionnette qui comporte des tétons 14 solidaires du bouchon 1 et une rampe non représentée pratiquée à l'intérieur du corps 12 de la balise. Un joint torique d'étanchéité 13 est monté dans un logement annulaire ménagé sur le pourtour du bouchon 1 de manière à venir en contact avec la surface latérale interne du corps 12 de la balise. Le mode de fonctionnement de ce dispositif est le suivant : lorsque l'ensemble formé par la balise et son interrupteur manostatique est immergé dans l'eau à une profondeur suffisante, la pression hydrostatique qui s exerce sur la face extérieure du disque élastique 2 à travers les orifices 4 de la rondelle d'assemblage 3 appuie ce disque 2 sur le fond du renfoncement tronconi la tette zou que 5 eh repoussant le doigt de commande 6 et / poussoir isolant 9 à l'encontre du ressort 8. Le poussoir isolant 7, à son tour, écarte le fond de la pile 16 de la rondelle 10, en coupant le circuit électrique correspondant qui, ainsi qu'il a été dit plus haut, se ferme par le ressort 15 ~~~~~~~ et par la rondelle 10. Inversement, lorsque l'engin remonte à la surface, la pression hydrostatique exercée sur le disque 2 s'annule, de sorte que ce disque quitte le fond du renfoncement tronconique 5 et redevient plan. L'ensemble reprenifiFS position représentée sur la figure : sous l'effet du ressort 8, le poussoir 7 et le doigt de commande 6 subissent un déplacement vers le bas, la tete 9 du poussoir venant stappuyer sur le fond de son alésage, et la tete du doigt 6 venant en saillie dans le renfoncement tronconique 5. Le fond de la pile 16 revient donc en contact avec la rondelle 10, ce qui rétablit le courant dans le circuit émetteur de la balise. L'expérience montre que la coupure du circuit électrique a lieu au pl tcoaredrms;ure% est atteinte, que l'ensemble reste étanche jusqu'a des profondeurs de l'ordre de 6.000 mètres et que le contact se rétablit lorsque l'engin se trouve de nouveau à 10 mètres environ de la surface de l'eau. Il faut remarquer, en outre, que le fonctionnement du dispositif selon l'invention n'entrain aucun effort due la part du disque élastique 2, qui conserve ainsi toutes ses qualités et peut etre réutilisé presque indéfiniment. D'autre part, l'étanchéité intrinsèque du système est assurée par ses ajustements coniques, le disque élastique 2 n'intervenant de ce point de vue que pour assurer l'étanchéité aux faibles profondeurs. Dans un autre mode de réalisation, non représenté, l'interrupteur selon l'invention permet de fermer un circuit électrique lorsqu'il est soumis à une pression hydrostatique extérieure. Il suffit pour cela de disposer, au voisinage de ltextrémité supérieure du poussoir 7, un contact électrique de type classique que le poussoir vient fermer lorsque le disque 2 est poussé au fond du renfoncement tronconique 5 par la pression extérieure. De meme, le poussoir 7 pourrait etre réalisé en un matériau conducteur de l'électricité et actionner un contact pourvu d'une isolation convenable pour ouvrir ou fermer un circuit électrique lorsque la pression hydrostatique extérieure devient suffisante. On sait, en effet,que, selonle type de contact utilisé, la pression du poussoir 7 sur ce contact peut entraîner, soit la fermeture, soit l'ouverture du circuit dans lequel il est interposé. On remarquera enfin que l'interrupteur selon l'invention est parfaitement amovible et interchangeable, puisque son montage n' exige aucune connexion de fils ou d'autres éléments de liaison, tant mécaniqu qu'électriques. Il est ainsi possible de le monter sur de nombreux engins d'exploration sousmarine sans adaptation préalable. REVENDICATIONS 1. Interrupteur manostatique submersible destiné à changer l'état d'un circuit électrique associé à un engin d'exploration subaquatique lorsque ledit engin est soumis à une pression hydrostatique extérieure et caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison : un bouchon sensiblement de révolution et.muni de moyens pour le monter de façon étanche et amovible sur lesdits engins; un renfoncement tronconique dans la base extérieure dudit bouchon; un disque élastique maintenu en place par sa périphérie contre la base extérieure dudit renfoncement; un doigt de commande à tête tronconique mobile dans un logement pratiqué axialement dans ledit bouchon entre une position dans laquelle il épouse ledit logement et une position dans laquelle sa tête tronconique fait saillie dans ledit renfoncement; des moyens pour rappeler ledit doigte commande vers la position dans laquelle il fait saillie dans ledit renfoncement; et des moyens reliés fonctionnellement audit doigt de commande pour ouvrir ou fermer ledit circuit électrique 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit disque élastique est maintenu en place par une rondelle rigide, filetée extérieurement, munie de trous, et vissée dans le fond dudit bouchon. 3. Interrupteur selon les revendications 1 et 2 prises séparément, caractérisé par le fait que lesdits moyens reliés fonctionnellement audit doigt de commande pour ouvrir ou fermer ledit circuit électrique comprennent un poussoir mobile axialement dans ledit bouchon, entre ledit doigt de commande et des moyens pour ouvrir ou fermer ledit circuit électrique. 4. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit poussoir est muni d'un ressort de compression le poussant vers ledit doigt de commande, de façon à rappeler ce dernier vers la position dans laquelle il fait saillie dans ledit renfoncement. 5. Interrupteur selon les revendications 3 et 4 prises séparément, caractérisé par le fait que ledit poussoir est réalisé en un matériau électriquement isolant et vient en contact avec un pôle d'une pile électrique servant à l'alimentation dudit circuit électrique, de façon à établir ou à interrompre le contact dudit pole avec une pièce métallique faisant partie dudit circuit, selon la position dudit poussoir. 6. Interrupteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite pièce métallique est constituée par une rondelle vissée sur ledit bouchon et maintenant en place ledit poussoir et ledit ressort de compression. 7. Interrupteur selon la revendication 3,caractérisé par le fait que ledit poussoir est relié fonctionnellement à un contact monté en série dans ledit circuit électrique. 8. Interrupteur selon la- revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour monter ledit bouchon de façon étanche et movible comprennent un joint torique d'étanchéité. 9. Interrupteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent un filetage pratiqué sur la surface latérale dudit bouchon. 10. Interrupteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent un montage à batonnette.