Brevet FR2432222A1 — publié le 19800222

ta présente invention a pour objet des réservoirs de stockage d'un liquide corrosif destinés notamment à contenir des électrolytes alcalins tels que de la potasse ou de la soude concentrée. te secteur technique de l'invention est celui de la construction de batteries de piles électrochimiques amorçables à électrolyte alcalin, par exemple de piles ayant des électrodes argent-zinc dans une solution de potasse concentree. On sait que dans de nombreux véhicules ou engins, on utilise comme source d'énergie des batteries de piles électrochimiques qui doivent répondre à des conditions sévères de conservation de longue durée et de sécurité de fonctionnement. Pour résoudre ce problème, on équipe ces engins de batteries de piles électrochimiques sèches et on stocke l'électrolyte corrosif, par exemple la potasse ou la soude concentrée, dans des réservoirs en matière plastique qui résistent bien à la corrosion. Peu de temps avant le lancement de l'engin, on amorce les piles en chassant vers celles-ci l'électrolyte contenu dans le réservoir, On eonnalt déjà des réservoirs de stockage d'eleetrolyte destiné à des piles amorçables. Ces réservoirs connus sont composés d'une enveloppe étanche et déformable, en matière plastique, qui est scellée de façon étanche après avoir été remplie d'électrolyte, et qui est placée à l'inte- rieur d'un reetpient rigide. ' ig récipient rigide comporte une arrivée de gaz sous pression dans ltespace intermédiaire entre l'enveloppe déformable et le récipient rigide. Il comporte également un couteau mû par le gaz comprime qui provoque le déchirement de l'enveloppe déformable. Le gaz comprimé est contenu dans un réservoir clos de façon étanche qui est équipé d'un poinçon pyrotechnique mfl par une charge de poudre ou il est produit par un générateur de gaz pyrotechnique. Ces réservoirs connus, comportant un couteau ou une tete de perforation mécanique de l'enveloppe déformable qui contient l'électrolyte,présentent des risques de mauvais fonctionnement des pièces en mouvement après des durées de stockage prolongées. De plus, le débit d'écoulement de l'électrolyte à travers les circuits d'une tête de perforation est freiné et l'amorçage des piles risque de ne pas se faire assez rapidement. Enfin les dispositifs de perforation mécaniques sont encombrants. L'objectif de la présente invention est de procurer des réservoirs perfectionnés de stockage d'un liquide corrosif, notamment de l'électrolyte destiné à des piles amorçables, qui permettent de réaliser un stockage de longue durée en toute sécurité et de chasser rapidement le liquide hors du réservoir. Les réservoirs de stockage d'un liquide corrosif, notamment d'un électrolyte destiné à des piles amorçables, qui font l'objet de la présente invention comportent, de façon connue - un récipient externe rigide muni d'un goulot et d'une arrivée de gaz comprimé; - et une enveloppe en matière plastique > étanche et déformable, qui est placée à l'intérieur dudit récipient rigide, qui contient ledit liquide corrosif et qui est également munie d'un goulot qui est placé à l'intérieur du goulot du récipient rigide et qui est obturé de façon étanche par une membrane de faible épaisseur. Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un réservoir de ce type dans lequel le goulot du récipient rigide est obturé par un opercule rigide déchirable et par un bouchon qui enveloppe entièrement ledit opercule déchirable et qui comporte, à sa périphérie, des orifices de sortie du liquide corrosif. Selon un mode de réalisation préférentiel, le goulot de l'envelop- pe déformable a un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne du goulot dudit récipient rigide et comporte, à sa périphérie externe, une première gorge dans laquelle est placé un joint d'étanchéité et une deuxième gorge dans laquelle est placé un anneau fendu qui sert à assembler ladite enveloppe et ledit récipient. L'opercule déchirable comporte une gravure circulaire dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre interne du goulot de l'enveloppe, laquelle gravure constitue une zone de moindre résistance le long de laquelle se produit la déchirure de l'opercule sous la pression du gaz. Le bouchon comporte, de préférence,un filtre cylindrique coaxial aux goulots de l'enveloppe déformable et du récipient rigide, dont le diamètre est superieur au diamètre interne du goulot de l'enveloppe déformable La membrane d'étanchéité et l'opercule déchirable sont séparés l'un de l'autre par une lame d'air de faible epaisseur ou une rondelle amortisseur. L'invention a pour resultat un nouveau réservoir de stockage d'un liquide corrosif particulièrement adapté pour contenir un électrolyte, par exemple de la potasse ou de la soude concentrée, pendant un stockage de longue durée, sans risques de fuite du liquide corrosif et à distribuer rapidement cet électrolyte dans une batterie de piles amorçables, par exemple des piles électrochimiques argent-zinc. Les avantages d'un réservoir selon l'invention sont les suivants. L'encombrement est réduit à celui du volume d'électrolyte et du réservoir du gaz comprimé. Le dispositif d'obturation formé par un opercule déchirable est beaucoup moins encombrant que les dispositifs connus à poinçons ou à tête de perforation mécanique. La section de passage de l'électrolyte après déchirement de la membrane est égale à la section du goulot de l'enveloppe contenant l'élec- trolyte. L'opercule déchirable est plaqué par la pression dans le fond du bouchon et il ne gêne pas le passage de l'électrolyte. On peut adapter facilement le réservoir à différentes pressions de fonctionnement selon la source de gaz comprimé dont on dispose en changeant uniquement l'opercule déchirable. Les réservoirs selon l'invention peuvent être vidangés dans n 'importe quelle position ce qui est un avantage important pour des réservoirs qui peuvent être places à bord d'engins ou de véhicules, Les réservoirs selon l'invention présentent une très grande sécurite de conservation de l'électrolyte dans des conditions d'environnement sévères et pendant une longue durée. En effet, l'opercule est séparé de la membrane d'etanchelte par une lame d'air ou un amortisseur ce qui favorise la tenue de l'opercule. De plus, l'opercule est protégé mécaniquement par le bouchon qui l'enveloppe et qui le protège des chocs. L'enveloppe déformable est entièrement enveloppée et protégée des chocs par le récipient rigide. La membrane d'étan chéité et l'opercule déchirable forment une double barrière d'étanchéité. La membrane d'étanchéité est en un matériau qui résiste à la corrosion, de préférence le même matériau que celui de l'enveloppe > et elle est soudée de façon etanehe avee celle-ci. Elle protège l'opercule déchirable de la corrosion, La description suivante se réfère au dessin annexe qui représente sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un réservoir selon l'invention. La figure 1 représente, en coupe axiale, un réservoir. de capacité relativement grande, par exemple un réservoir destiné à contenir S litres de solution de potasse concentrée, puis à distribuer rapidement, en une durée de l'ordre de quelques secondes, le contenu de ce réservoir dans une batterie de piles amorçables Argent-zinc qui sont destinées à fournir l'énergie nécessaire à un engin, par exemple à une torpille, pendant le trajet de celle-ci. Le réservoir et la batterie de piles sèches sont placés à bord de l'engin et peuvent subir des stockages de très longue durée dans des conditions d'environnement sévères, par exemple à bord d'un sousmarin. La solution de potasse étant très corrosive, le réservoir de stockage doit présenter une très grande sécurité d'étanchéité pendant toute la durée du stockage et, de plus, le dispositif de vidange du réservoir pour distribuer l'électrolyte dans les piles amorçables doit fonctionner avec une très grande fiabilité, en cas de besoin, même après un stockage de très longue durée. Le réservoir selon l'invention, qui est désigné dans son ensemble par le repère 1, comporte un récipient ou une enceinte externe rigide 2, par exemple un récipient métallique qui est calculé pour résister à la pression maxima d'un gaz comprimé qui est contenu dans un réservoir de gaz comprime séparé et non représenté. Ce réservoir de gaz comprimé communique par une canalisation avec un orifice 3 d'arrivée de gaz dans le récipient 1. Le récipient 1 comporte, en outre, une enveloppe en matière plastique 4, étanche et déformable qui contient l'électrolyte ou tout autre liquide corrosif. L'enveloppe 4 est une enveloppe souple, qui est placée à l'in térieur du récipient 2 et qui épouse la forme de celui-ci lorsqu'elle est remplie de liquide. Lorsqu'on désire amorcer les piles,selon un procédé connu, on envoie par l'orifice 3 un gaz comprimé dans l'espace intermédiaire entre le récipient 2 et l'enveloppe 4 et on déchire l'enveloppe 4. La pression du gaz comprime l'enveloppe 4 et chasse l'électrolyte vers les piles par un réseau de canalisations prévu à cet effet. Le réservoir de gaz comprimé comporte, par exemple, de façon connue, un poinçon mu par une charge pyrotechnique qui est mise à feu lorsqu'on désire amorcer les piles. Le récipient 2 et l'enveloppe 4 sont par exemple des récipients cylindriques d'axe z zl, en forme de bouteilles qui comportent un goulot respectivement 2a pour le récipient 2 et 4a pour l'enveloppe 4. Le goulot 4a, qui est placé à l'intérieur du goulot 2a, a un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du goulot 2a. Il comporte à sa périphérie externe une première gorge 5 dans laquelle est placé un joint 6 qui assure l'étancheite vers l'extérieur du volume 7 intermédiaire entre le récipient 2 et l'enveloppe 4. Le goulot 4a comporte une deuxième gorge 8 dans laquelle est placé un anneau ou jonc fendu 9 ou deux demi coquilles en demi cercle qui assemblent l'enveloppe 4 avec le récipient 2 et qui les maintiennent solidaires. L'anneau 9 est maintenu en place par une bague 10 qui est fixée à l'extrémité du goulot 2a et qui prolonge celui-ci. Après que l'enveloppe 4 a été remplie d'électrolyte, le goulot 4a est obturé par une membrane d'étanchéité 11, qui est une membrane mince, composée de la même matière plastique que l'enveloppe 4 et soudée à la périphérie du goulot de sorte qu'aucune fuite d'électrolyte ne peut se produire tant que la membrane il est entière.Cette membrane a une épaisseur nettement inférieure à celle de l'enveloppe 4, de telle sorte que lorsque le gaz comprimé arrive dans 1' espace 7 et comprime l'enveloppe 4, la membrane il constitue un point faible et elle se rompt avant que l'enveloppe 4 ne risque de se déchirer, Le goulot 2a est obturé de façon étanche par un opercule rigide 12 qui comporte une gravure ou une empreinte circulaire 13 qui constitue une amorce de rupture qui rend l'opercule 12 déchirable, L'opercule 12 est situé à l'extérieur de la membrane 11 et il est séparé de celle ci par une mince lame d'air 14, par exemple une lame de quelques millimètres d'épaisseur. Lorsque ltespace 7 est rempli de gaz comprimé, la pression est transmise intégralement au liquide contenu dans l'enveloppe déformable 4 et elle s'applique sur la surface interne de la membrane 11. Celle-ci se déforme et elle transmet la pression à l'opercule 12 qui se déchire suivant l'empreinte 13 qui a été prévue pour que la résistance au cisaillement de l'opercule 12 soit inférieure à la poussée qu'il reçoit. La membrane 11, qui a une très faible résistance mécanique, se déchire également et le liquide est expulsé hors de l'enveloppe 4. Le diamètre de la gravure 13 est sensiblement égal au diamètre interne du goulot 4a, de sorte que la section de passage du liquide est égale à celle du goulot 4a après le déchirement de l'opercule 12, Le goulot 2a du récipient 2 comporte un bouchon 15 qui enveloppe ledit goulot et ltopereule 12. Ce bouchon est fixé, de façon étanche, par tout moyen, par exemple par des vis 16 sur le goulot 2a. Une première fonction du bouchon 15 est de protéger l'opercule 12 contre les chocs extérieurs. Le bouchon 15 comporte une collerette interne 17 qui délimite une ouverture circulaire ayant une section légèrement supérieure à la section interne du goulot 4a. Cette collerette 17 est appuyée contre la périphérie de l'opercule 12 et maintient celui-ci en place. Un joint d'étanchéIté 18 est interposé entre la collerette 17 et l'opercule 12. Le bouchon 15 comporte un filtre cylindrique 19, d'axe z z1, dont le diamètre est supérieur au diamètre intérieur du goulot 4a. Le filtre 19 est appuyé contre la périphérie interne de la collerette 17 et il délimite avec celle-ci et avec les parois internes du bouchon une chambre annulaire 20 dans laquelle débouchent des orifices 21 qui sont les orifices de sortie de l'électrolyte qui sont reliés par des canalisations non représentées aux batteries de piles amorçables. On voit que grâce à cette forme particulière du bouchon,lorsque l'opercule 12 et la membrane 11 ont éclaté, ils sont plaqués dans le fond du bouchon 15 ainsi que l'amortisseur éventuel et ils ne gênent pas l'écoulement rapide de l'électrolyte. On voit sur la figure 1 que le goulot 2a comporte un prolon- gement 22 vers l'intérieur du récipient 2. Ce prolongement maintient la partie de l'enveloppe 4 qui entoure le goulot 2a, séparée du récipient 2, de sorte que l'air comprimé peut pénétrer dans le vide intermédiaire 7 pour comprimer l'enveloppe 4 de tous les cotés. La figure 2 représente une vue partielle d'une variante de réalisation selon laquelle on interpose entre la membrane il et l'opercule rigide 13 un amortisseur 14a qui est constitué par exemple par une rondelle en un matériau élastomère ou alvéolaire souple. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers éléments constitutifs du réservoir qui vient d'être décrit à titre d'exemple, pourront être remplacés par des éléments équivalents remplissant les mêmes fonctions. REVENDICATIONS 1 - Réservoir de stockage d'un liquide corrosif, notamment d'un électrolyte pour des piles amorçables, comportant - un récipient externe rigide, muni d'un goulot et d'une arrivée de gaz comprimé; - et une enveloppe en matière plastiquejetanehe et déformable, qui est placée à L'intérieur dudit récipient rigide, qui contient ledit liquide corrosif et qui est également munie d'un goulot qui est placé à l'in térieur du goulot du récipient rigide et qui est obturé de façon -étanche par une membrane d'étanchéité de faible épaisseur, caractérisé en ce que le goulot dudit récipient rigide est obturé par un opercule rigide, déchirable et par un bouchon qui enveloppe entière ment ledit opercule déchirable et le goulot du récipient rigide et qui comporte, à sa périphérie, des orifices de sortie dudit liquide corrosif. 2 - Réservoir selon la revendication 1,#caractérisé en ce que le goulot de ladite enveloppe déformable a un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne du goulot dudit récipient rigide et comporte à sa périphérie externe une première gorge dans laquelle est placé un joint d'étanchéIté et une deuxième gorge dans laquelle est placé un anneau fendu qui sert à assembler ladite enveloppe et ledit récipient. 3 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit opercule déchirable comporte une gravure circulaire dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre interne du goulot de l'enveloppe, laquelle gravure constitue une zone de moindre résis tance le long de laquelle se produit la déchirure de l'opercule sous la pression du gaz. 4 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bouchon comporte un filtre cylindrique, coaxial auxdits goulots, dont le diamètre est supérieur au diamètre interne du goulot de l'enveloppe déformable. 5 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit bouchon comporte une collerette interieurequi est appuyée contre la périphérie dudit opercule déchirable pour le maintenir en place. 6 - Réservoir selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit filtre est appuyé contre ladite collerette et il délimite avec celle-ci et les parois internes du bouchon, une chambre annulaire dans laquelle débouchent lesdits orifices de distribution du liquide. 7 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite membrane d'etanehelte et ledit opercule déchirable sont séparés l'un de l'autre par un amortisseur pouvant être réduit à une mince lame d'air. 8 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite membrane d'étanehéité et ledit opercule déchirable sont séparés l'un de l'autre par un amortisseur composé d'une rondelle souple en un matériau élastomère ou alvéolaire. 9 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le goulot dudit récipient rigide comporte un prolongement vers l'intérieur dudit récipient qui maintient ladite enveloppe écartée dudit récipient.