Brevet FR2465140A1 — publié le 19810320

OBTURATEUR A OUVERTURE PYROTECHNIQUE L'invention concerne un obturateur à ouverture pyrotechnique destiné notamment à être placé sur une enceinte remplie d'un fluide sous pression et à permettre l'evacuation rapide de ce fluide, cet obturateur comportant un élément d'obturation coulissant, qui est soumis à la pression du fluide tendant à le déplacer dans le sens de l'ouverture, et qui est en appui sur une pièce pyrotechniquement brisable le maintenant en position de fermeture. Les obturateurs à ouverture pyrotechnique tels que des vannes ou des soupapes sont connus, et, par exemple, les brevets français 1 525 072 et 2 256 357 décrivent respectivement une vanne pyrotechnique et une soupape pyrotechnique dont l'élément d'obturation coulisse et est soumis à la pression du fluide, et dont l'ouverture est obtenue par la rupture d'une pièce pyrotechniquement brisable. La vanne décrite dans le brevet F 1 525 072 est conçue pour être utilisée comme un élément de circuit d'acheminement de fluide, et elle ne permet pas l'ouverture d'une grande section de passage de ce fluide, à moins d'utiliser une vanne d'encombrement très important ; de plus, les éclats de la pièce pyrotechniquement brisable sont projetés par les ouvertures d'évacuation des gaz produits par l'explosion de cette pièce brisable, ce qui nécessite fréquemment l'utilisation d'un capot de protection afin d'éviter une projection à grande distance, ce capot augmentant encore l'encombrement relatif de cette vanne par rapport à la section d'ouverture. I1 faut également signaler qu'une telle vanne ne peut en aucun cas être utilisée dans une atmosphère explosive puisque cette vanne est conçue pour évacuer directement les gaz dans l'atmosphère environnante. La soupape décrite dans le brevet F 2 256 357 est par contre conçue pour être directement placée sur une enceinte, mais elle présente également un encombrement relatif important et induit des pertes de charge non négligeables, et de plus la pièce pyro techniquement brisable est placéedans la zone d'écoulement du fluide, ce qui peut provoquer la projection d'éclats par l'ouverture d'écoulement. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients précités, l'obturateur offrant toute sécurité et présentant un faible encombrement par rapport à-la section d'ouverture, et se caractérise en ce que l'élément d'obturation et la pièce terminale solidaire de l'enceinte sous pression sont prolongés chacun par une jupe périphérique qui déterminent une zone de recouvrement mutuel ménageant un passaye périphérique entre la jupe extérieure et la jupe intérieure, la pièce brisable étant située à l'intérieur de la chambre de protection formée au moyen d'une part du fond de l'élément d'obturation et de sa jupe périphérique, et d'autre part de la pièce terminale et de sa jupe périphérique. Avantageusement, les deux jupes périphériques sont cylindriques, et la jupe supérieure est extérieure à la jupe périphérique inférieure, le bord de la jupe périphérique intérieure comportant un chanfrein interne qui correspond sensiblement à l'épaisseur de cette jupe. Plus particulièrement, la zone de recouvrement mutuel des deux jupes présente un rapport, entre la largeur du passage péri phérique et la hauteur de cette zone, qui est tel que ce rapport satisfait aux normes définissant les matériels antidéflagrants, et la pièce brisable est une vis explosive qui travaille en compression, et dont l'extrémité active comporte un grain de frottement qui obture une cavité ménagée dans cette pièce brisable. Selon un mode particulier de construction, l'élément d'obturation est une soupape plane sensiblement horizontale, et selon une variante de réalisation la pièce terminale est solidarisée à l'enceinte sous pression par au moins trois tirants. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce que les éclats provenant de l'explosion de la pièce brisable sont confinés à l'intérieur de la chambre de protection, tout en permettant l'évacuation des gaz résultant de l'explosion, et cela même dans une atmosphère explosive, puisque l'obturateur selon l'invention peut être antidéflagrant lorsque la zone de recouvrement mutuel des jupes périphériques satisfait aux normes techniques définissant les matériels antidéflagrants.D'autres avantages particuliers à l'invention résident, d'une part dans l'encombrement très restreint de l'obturateur par rapport à la section d'ouverture, et d'autre part dans la création de très faibles pertes de charge qui contribuent à l'efficacité de l'évacuation du fluide sous pression, et il faut noter que la remise en état de l'obturateur après fonctionnement est particulièrement simple et peu onéreuse. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide d'un dessin représentant un mode particulier d'exécution. La figure unique représente en coupe frontale un obturateur de fond de cuve et correspond, dans sa partie gauche à une demi-coupe intégrale en position initiale d'obturation, et dans sa partie droite à une demi-coupe partielle en position finale d'ouverture. Cette figure sensiblement à l'échelle 1 correspond à un obturateur destiné à fermer un réservoir de fluide extincteur, tel que du halon, la pression de ce gaz très efficace étant relativement faible, de l'ordre de 20 à 30 bars, et nécessitant donc par conséquent une importante section d'ouverture afin de permettre la saturation rapide du local dans lequel un incendie s'est déclaré. Selon cette figure, l'obturateur comprend un élément d'obturation qui est constitué par une soupape plane (1) prolongée à la partie inférieure par une jupe périphérique cylindrique (la), cette soupape à fond (lb) étagé étant munie à l'extérieur d'un joint torique (6) et étant engagée dans l'orifice de vidange (7) de la partie inférieure de l'enceinte sous pression (3). Cette partie inférieure comporte quatre alésages taraudés dans lesquels sont engagés les quatre tirants (8) qui assurent la fixation de la pièce terminale (2) prolongée à sa partie supérieure par une jupe cylindrique (2a) qui pénètre à l'intérieur de la jupe supérieure (la), en formant une zone de recouvrement (4) qui présente une hauteur d'environ 5 millimetres et qui ménage un passage périphérique annulaire entre les deux jupes, dont la largeur est de 0,5 millimètre.L'ensemble constitué par l'élément d'obturation (1) muni de sa jupe périphérique (la) et par la pièce terminale (2) muni de sa jupe périphérique (2a) délimite la chambre de protection (9), cette dernière jupe comportant un chanfrein interne (10) qui correspond sensiblement à son épaisseur, ce chanfrein étant destiné à éviter la retenue d'éclats sur le rebord de cette jupe. La pièce brisable est constituée par une vis explosive (5), qui est engagée dans le bossage fileté (2b) ménagé sur le fond de la pièce terminale (2), et qui est en appui sur le fond (lb) de la soupape (1). Cette vis, réalisée en fonte à faible résilience, comporte un perçage axial, qui permet le passage des fils (11) de mise à feu de la cartouche pyrotechnique (12) et qui débouche dans un alésage permettant le logement de cette cartouche, cet alésage étant fermé à sa partie supérieure par un grain de frottement (13).La cartouche pyrotechnique est constituée par un étui cylindrique en cuivre, qui est serti dans sa sa partie basse sur un inflammateur électrique, et qui contient 0,5 grammes de poudre à base de nitrocellulose. L'obturateur représenté à la figure 1 ne satisfait pas aux conditions nécessaires pour obtenir un matériel antidéflagrant, mais une variante de réalisation (non représentée) satisfaisant à ces conditions peut être obtenue en effectuant les modifications qui suivent et qui n'influent que très peu sur l'encombrement total d'un tel obturateur. La zone de recouvrement mutuel doit être modifiée afin que le rapport entre la largeur du passage périphérique et la hauteur de cette zone soit beaucoup plus faible et satisfasse aux normes définissant les matériels antidéflagrants. Ainsi, pour l'obturateur représenté sensiblement à l'échelle 1 sur la figure 1, il est nécessaire que la largeur du passage périphérique soit ramenée à 0,2 millimètre et que la hauteur de la zone de recouvrement soit portée à 25 millimètres, ce qui nécessite de prolonger de 20 millimètres les deux jupes périphériques (la) et (2a), les quatre tirants (8) et la vis explosive (5), cette dernière pouvant ne pas être prolongée dans la mesure où le bossage fileté (2b) est lui même surélevé de 20 millimètres par rapport à la collerette extérieure (2c) de la pièce terminale (2). L'obturateur représenté à la figure 1 peut également être modifié dans sa partie extérieure selon une seconde variante de réalisation (non représentée) afin de constituer une vanne d'ouverture pyrotechnique. Selon cette variante les tirants (8) sont remplacés par une virole cylindrique, qui est solidaire de la partie inférieure de l'enceinte sous pression (3), et dont le diamètre intérieur est égal au diamètre correspondant aux axes de ces tirants, la partie inférieure de cette virole étant obturée de façon étanche par la collerette extérieure (2c) de la pièce terminale (2), et cette virole comportant une ouverture latérale cylindrique d'un diamètre égal à l'orifice de vidange (7) de la partie inférieure de l'enceinte sous pression. Un tel obturateur est particulièrement adapté pour être fixé sur une enceinte telle qu'une cuve remplie d'un fluide sous pression, aussi bien à la partie inférieure qu'à la partie supérieure de cette enceinte, mais cet obturateur peut également être intégré dans un circuit d'acheminement de fluide nécessitant l'ouverture d'une grande section de passage de ce fluide, ou être placé à la partie inférieure d'une cuve contenant un liquide non pressurisé, la simple pression hydrostatique étant suffisante pour provoquer l'enfoncement de la soupape après l'éclatement de la vis explosive. - REVENDICATIONS 1. Obturateur à ouverture pyrotechnique destiné à être placé sur une enceinte remplie d'un fluide sous pression, cet obturateur comportant un élément d'obturation coulissant, qui est soumis à la pression du fluide tendant à -le déplacer dans le sens de l'ouverture, et qui est en appui sur une pièce pyrotechnique ment brisable le maintenant en position de fermeture, caracté risé en ce que l'élément d'obturation (1) et la pièce terminale (2) solidaire de l'enceinte sous pression (3) sont prolongés chacun par une jupe périphérique (la) et (2a) qui déterminent une zone de recouvrement mutuel (4) ménageant un passage périphérique entre la jupe extérieure et la jupe intérieure, la pièce brisable (5) étant située à l'intérieur de la chambre de protection formée au moyen d'une part du fond (lb) de l'élément d'obturation et de sa jupe périphérique, et d'autre part de la pièce terminale et de sa jupe périphérique (2 a). 2. Obturateur pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux jupes périphériques (la) et (2a) sont cylindriques. 3. Obturateur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la jupe périphérique supérieure est extérieure à la jupe périphérique inférieure. 4. Obturateur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bord de la jupe périphérique inté rieure comporte un chanfrein interne qui correspond sensible ment à l'épaisseur de cette jupe. 5. Obturateur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone de recouvrement mutuel des deux jupes présente un rapport, entre la largeur du passage périphérique et la hauteur de cette zone, qui est tel que ce rapport satisfait aux normes définissant les matériels antidéflagrants. 6. Obturateur pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce brisable est une vis explosive. 7. Obturateur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 ou 6, caractérisé en ce que la pièce brisable comporte à son extrémité active un grain de frottement-qui obture une cavité ménagée dans cette pièce brisable. 8. Obturateur pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'obturation est une soupape plane sensi blement horizontale. 9. Obturateur pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce terminale est solidarisée à l'enceinte sous pression par au moins trois tirants.