Brevet FR2477423A1 — publié le 19810911

PERFORATEUR-INJECTEUR POUR INTERVENTIONS AU TRAVERS DE PAROIS RESISTANTES L'invention se rapporte à un dispositif apte à perforer des parois résistantes puis à injecter un fluide au travers de ces parois, et est destiné essentiellement aux personnels d'intervention tels que les forces de l'ordre ou les pompiers. Dans de nombreux cas o une intervention très rapide s'impose, il peut être intéressant de pouvoir injecter un fluide actif au travers d'une paroi résistante telle qu'une cloison d'un bâtiment ou une porte fermée. Il peut en être ainsi par exemple dans le cas de neutralisa- tion de personnes barricadées dans un local ou une carlingue d'aéronef, en injectant un fluide à action physiologique immédiate, ou encoe dans le cas de lutte contre un incendie circonscrit dans un local déterminé, en injectant un fluide extincteur. Les matériels actuellement mis à disposition des personnels d'intervention ne permettent pas d'effectuer rapidement l'injection d'un fluide au travers d'une paroi. L'invention a pour but de permettre successivement, mais quasiinstantanément, la perforation d'une paroi résistante, puis l'injection d'un fluide actif au travers de cette paroi, en utilisant un dispositif portatif maniable, fiable et offrant une sécurité absolue pour l'utilisateur. Ce dipositif se caractérise en ce que, - d'une part il comporte un piston: qui est placé dans un cylindre déterminant une chambre motrice située en amont de ce piston, dont la tige située en aval peut coulisser dans l'extrémité aval du cylindre, cette tige étant tubulaire et ménageant un canal d'injection, et dont la tête du piston est munie d'au moins un conduit d'admission du fluide actif dans ce canal d'injection, - et que d'autre part le cylindre comporte un corps qui est muni d'une ouverture d'admission du fluide actif qui ne communique avec ledit conduit d'admission que lorsque le piston se trouve sensiblement en butée sur ladite extré- mité aval du cylindre, sous l'effet d'un fluide moteur à haute pression présent dans la chambre motrice. Préférentiellement, le conduit d'admission du fluide actif est initialement obturé par le cylindre. Selon un premier mode préférentiel de construc- tion, la surface utile de la tête du piston est circulaire, le corps du cylindre étant une virole périphérique. Selon un second mode de construction, la surface utile de la tête du piston est annulaire, le corps du cylindre étant constitué par une.virole périphérique et par une tubulure interne. Selon le premier mode de construction, le conduit d'admission de la tête du piston est avantageusement un conduit latéral, et selon le second mode de construction le conduit d'admission de la tête du piston est avantageu- sement un conduit longitudinal qui est obturé à son extrémité amont. Préférentiellement le fluide moteur est un gaz résultant de la mise à feu d'une charge pyrotechnique, et avantageusement cette charge est logée dans l'extrémité amont du cylindre. Selon une mise en oeuvre particulière, l'ouver- ture d'admission du corps du cylindre communique avec un réservoir de fluide actif contenant sensiblement la quan- tité de fluide devant être injectée, notamment lorsque ce fluide actif est un gaz à effet physiologique très rapide, tel qu'un gaz paralysant. Selon la mise en oeuvre la plus courante, la tige du piston se termine par une pointe, et les orifices d'injection qui communiquent avec le canal d'injection de cette tige sont situés latéralement. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce-que le fluide actif n'est introduit dans le canal d'injection de la tige du piston que lorsque ce piston est au voisinage de sa position finale, cette introduction étant automatique et ne se produisant qu'après que la tige du piston ait perforé la paroi sur laquelle est appliquée le perforateur-injecteur. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant trois réalisa- tions différentes. La figure 1 représente en coupe axiale une première réalisation selon le mode préférentiel de construc- tion qui correspond à un corps de cylindre circulaire. Les figures 2 et 3 représentent en demi-coupe axiale une réalisation selon un second mode de construction qui correspond à un corps de cylindre annulaire: la figure 2 correspondant à la demi-coupe gauche du perforateur-injecteur en-position initiale, et la figure 3 correspondant à la demi-coupe droite du perforateur-injecteur en position finale. La figure 4 représente en vue extérieure, avec coupes partielles, un perforateur injecteur réalisé selon le mode préférentiel de construction, et aménagé pour une utilisation manuelle. En se référant à la figure 1, le perforateur- injecteur comprend un corps de cylindre (1) sur lequel est vissé à l'extrémité amont le bouchon (2) qui contient une charge propulsive (3), et sur lequel est vissé à l'extrémité aval la bague terminale (4) qui assure le guidage de la tige tubulaire (5) de perforation. Le corps de cylindre comporte dans sa partie aval quatre évents (6) qui débouchent intérieurement à proximité de la rondelle d'amortissement (7), réalisée en caoutchouc dur et collée sur la bague terminale (4) qui est elle-même revêtue sur sa face annulaire extérieure par une rondelle de caoutchouc souple (8). L'ouverture d'admission (9) ménagée latéralement dans la partie centrale du corps de cylindre est raccordée par une soudure à la tubulure d'admission (10) qui est coudée et se termine par un raccord vissé (11) sur lequel est fixé le flexible (12) d'alimentation en fluide actif. Cette tubulure (10) est maintenue rigidement au cylindre au moyen du bras (13) qui est utilisé pour la fixation des conducteurs de mise à feu de l'inflammateur électrique (14) placé dans la charge propulsive (3). Cette charge propul- sive est confinée dans la partie amont du bouchon (2) au moyen de l'opercule (15) et ce bouchon comporte une vis de décompression (16). La tige du piston (5) est réalisée en acier allié à haute résistance et son extrémité aval est taillée en biseau tandis que son extrémité amont est encastrée et vissée dans la tête du piston. Cette tête de piston est tubulaire, l'alésage axial (17) présentant le même diamètre que l'alésage de la tige (5), et cette tête comporte un chambrage périphérique (18) qui ménage d'une part dans sa partie aval une portée de guidage (19), munie d'un joint torique d'étanchéité (20), situé en aval de l'ouverture d'admission (9), et d'autre part dans sa partie amont, deux portées séparées par le chambrage d'admission (21) et munies chacune d'un joint torique (22 et 23), le conduit d'admission (24) transversal débouchant dans ce chambrage d'admission (21) et intercep- tant l'alésage axial (17). En fonctionnement, le réservoir de fluide actif sur lequel est raccordé le flexible (12) est ouvert, et ce fluide pénètre dans la tubulure (10) et dans le chambrage périphérique (18). Le perforateur-injecteur est maintenu fermement en contact avec la paroi à perforer, la rondelle (8) permettant une étanchéité locale suffisante, et une impulsion électrique est transmise à l'inflammateur (14). La mise à feu de la charge propulsive (3) engendre une montée en pression quasi-instantanée qui assure la rupture de l'opercule (15) puis l'éjection de l'ensemble du piston dont l'extrémité en biseau de la tige tubulaire perfore la paroi sur laquelle est appliquée le perforateur- injecteur. L'air situé en aval du piston est expulsé par les évents (6) et lorsque le piston arrive presque en butée sur la rondelle d'amortissement (7), le chambrage d'admission (21) communique avec l'ouverture d'admission (9) et le fluide actif s'écoule alors au travers du conduit d'admission (24) et de l'alésage axial 17, et est injecté au travers de la paroi sur laquelle est appliquée le perforateur-injecteur. En se référant aux figures 2 et 3, le perforateur- injecteur comprend un corps de cylindre qui est constitué par une virole périphérique (30) de grande longueur et par une tubulure interne (31) qui sont reliées et positionnées entre elles au moyen du bouchon de cylindre (32) qui com- porte à son extrémité extérieure un laiage et un filetage (33) qui permettent le raccordement étanche d'un réservoir de fluide actif (non représenté) et qui comporte à sa périphérie un lamage et un filetage (34) qui permettent le raccordement étanche d'un générateur de gaz à haute pression (non représenté). Le corps du cylindre comporte dans sa partie aval quatre évents (35) et un filetage d'extrémité qui permet la fixation de la bague terminale (36), cette bague assurant le guidage de la tige tubulaire (37) de perforation et étant munie intérieurement d'une rondelle d'amortissement (38) en plomb et extérieurement d'une rondelle d'étanchéité (39) en caoutchouc souple cellulaire. L'extrémité aval de cette tige tubulaire (37) est filetée pour recevoir une tête de perforation adaptée au matériau de la paroi à perforer, et l'extrémité amont est encastrée à force dans l'élément aval (40) de la tête de piston qui est creuse. Cette tête comporte une chambre de transfert (41) tubulaire qui forme avec les quatre canaux (42) l'ensemble du conduit d'admission pouvant être mis en communication avec l'ouverture d'admission constituée par l'extrémité aval de la tubulure interne (31) du corps de cylindre. L'élément aval (40) de la tête du piston est solidaire de l'élément amont (43) au moyen de la jupe externe (44), la jupe interne (45) n'étant fixée qu'à l'élément aval et comportant à son extrémité libre un joint torique d'étanchéité en contact avec la tubulure interne (30). Le perforateur-injecteur manuel représenté à la figure 4 présente une construction interne semblable à ce qui est représenté à la figure 1. La tige tubulaire (51) ménageant un canal d'injection se termine par une pointe pyramidale (52>, et les orifices latéraux d'injection (53) qui traversent cette tige débouchent au niveau de la rondelle d'amortissement (54) en caoutchouc dur. Deux poignées métalliques identiques sont fixées orthogonalement l'une par rapport à l'autre sur le corps du cylindre (55) au moyen d'une soudure (56), la poignée amont (57) compor- tant l'entrée (58) des deux conducteurs de mise à feu, l'un de ces conducteurs étant directement raccordé à l'inflam- mateur du bouchon pyrotechnique (59), tandis que l'autre conducteur comporte en série deux contacteurs commandés par les boutons poussoirs (60 et 61) placés respectivement sur la poignée amont (57) et sur la poignée aval orthogonale (62). Les essais effectués avec un prototype réalisé selon la figure 4, et présentant une longueur totale de centimètres et un diamètre extérieur de cylindre égal à 5 centimètres, ont permis d'obtenir des résultats satisfaisants aux essais de perforation d'une tôle d'acier doux de 2 millimètres d'épaisseur, d'une tôle de dura- lumin de 2,5 millimètres, et d'une porte creuse en bois comportant deux panneaux de 6 millimètres d'épaisseur. - REVENDICATIONS - 1. Dispositif destiné à perforer une paroi résistante et à injecter un fluide actif au travers de cette paroi, caractérisé en ce que, - d'une part il comporte un piston: qui est placé dans un cylindre déterminant une chambre motrice située en amont de ce piston, dont la tige située en aval peut coulisser dans l'extrémité aval du cylindre, cette tige étant tubulaire et ménageant un canal d'injection, et dont la tête du piston est munie d'au moins un conduit-d'admission du fluide actif dans ce canal d'injection, - et que d'autre part le cylindre comporte un corps qui est muni d'une ouverture d'admission du fluide actif qui ne communique avec ledit conduit d'admission que lorsque le piston se trouve sensiblement en butée sur ladite extrémité aval du cylindre, sous l'effet d'un fluide moteur à haute pression présent dans la chambre motrice. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'admission du fluide actif est initiale- ment obturé par le cylindre. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface utile de la tête du piston est circulaire, le corps du cylindre étant une virole périphérique. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface utile de la tête du piston est annulaire, le corps du cylindre étant constitué par une virole périphérique et par une tubulure interne. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que le conduit d'admission de la tête du piston est un conduit latéral. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que le conduit d'admission de la tête du piston est un conduit longitudinal qui est obturé à son extrémité amont. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide moteur est un gaz résultant de la mise à feu d'une charge pyrotechnique. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la charge pyrotechnique est logée dans l'extrémité amont du cylindre. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture d'admission du corps du cylindre communique avec un réservoir de fluide actif contenant sensiblement la quantité de fluide devant être injectée. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 9, caractérisé en ce que le fluide actif est un gaz à effet physiologique très rapide, tel qu'un gaz paralysant. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige du piston se termine par une pointe, les orifices d'injection qui communiquent avec le canal d'injection de cette tige étant situés latéralement.