Brevet FR2597757A1 — publié le 19871030

PERFECTIONNEMENTS A UN EXTINCTEUR A DECHARGE RAPIDE ET A SON PROCEDE DE FABRICATION L'invention est relative à un extincteur à décharge rapide. Un extincteur comporte habituellement un récipient contenant un corps inhibiteur, par exemple sous forme liquide, tel que celui connu sous la dénomination fréon ou halon, qui se vaporise lorsqu'il 5 est détendu, ainsi qu'un gaz, habituellement de l'azote, sous une pression de plusieurs dizaines de bars. Ce récipient est fermé par un opercule qui se déchire lors de l'explosion de la charge d'un détonateur. Cette explosion est souvent déclenchée de façon automatique quand un début d'incendie a été détecté, par exemple à 10 l'aide d'un détecteur infra-rouge et/ou ultra-violet. Le fréon ou halon vaporisé s'oppose à l'incendie par son pouvoir inhibiteur élevé réduisant à une valeur presque nulle la réaction chimique de combustion. Dans certains cas, notamment lorsque le produit à protéger est 15 susceptible de se consumer rapidement ou est du type explosif, il est souhaitable que l'extincteur agisse le plus rapidement possible après la détection, c'est-à-dire que le détonateur doit exploser au plus vite et vider le récipient dans le temps le plus court possible. Dans le brevet français 8409034 au nom de ABG-SEMCA a été 20 décrit un extincteur de ce type dans lequel le détonateur, qui agit par onde de choc, est disposé à l'intérieur du récipient, à la première extrémité d'une canne pyrotechnique qui s'étend selon l'axe du récipient et dont la seconde extrémité est solidaire du fond. En outre dans cet extincteur, au voisinage de l'ouverture de sortie, le 25 récipient a une forme telle que les pertes de charges singulières sont minimisées. Pour ne pas perturber la décharge on ne prévoit au voisinage de cette ouverture de sortie, aucun obstacle s'opposant à la sortie du liquide. e L'invention permet la réalisation d'un extincteur à décharge rapide ayant les mêmes qualités de rapidité de décharge que celui dudit brevet français mais dont le coût est nettement moins élevé. L'extincteur selon l'invention comprend, d'une façon en soi 5 connue (par le brevet 8409034): un récipient qui contient un liquide inhibiteur se vaporisant lorsqu'il est détendu et un gaz sous pression, un opercule fermant le récipient et qui est perpendiculaire à l'axe de ce dernier, et une charge explosive disposée à l'extrémité d'une canne pyrotechnique s'étendant selon l'axe du récipient, cette char10 ge se trouvant à l'intérieur du récipient au voisinage de l'opercule et agissant par onde de choc selon l'axe, le récipient ayant au voisinage de sa sortie une forme minimisant les pertes de charges singulières. Cet extincteur est caractérisé en ce que la canne pyrotechnique prend appui, par exemple par l'intermédiaire de bras radiaux, contre 15 la paroi interne de l'extrémité de sortie rétrécie du récipient, la pièce d'appui assurant en outre un centrage de la charge selon l'axe. A l'autre extrémité, la canne pyrotechnique est solidaire du fond du récipient. Dans le brevet antérieur la canne pyrotechnique prend égale20 ment appui contre la surface interne de la paroi latérale du récipient, mais cet appui se trouve dans la partie de plus grand diamètre du récipient. L'avantage qui résulte de la disposition de l'invention est que la pièce du soutien est de dimensions sensiblement plus faibles que 25 dans le brevet antérieur, ce qui permet de réduire le coût de fabrication et surtout, comme on le verra ci-après, d'utiliser la technique dite de "filage" pour la fabrication du récipient proprement dit et de se passer de soudure à l'intérieur de ce récipient. 3usqu'à présent on avait été dissuadé de disposer une pièce de 30 soutien, notamment des bras radiaux, dans la zone de sortie du récipient car cette pièce introduit, à cet endroit des pertes de charges singulières et donc, en principe, augmente le temps de décharge. Mais on a observé que ce temps de décharge reste pratiquement le même que dans la réalisation o la pièce d'appui était très éloignée de la zone de sortie du récipient. Ce résultat provient du fait que la position de la pièce d'appui pratiquement à l'extrémité de la canne pyrotechnique améliore le centrage de cette dernière; ainsi on est assuré que la charge explosive agira selon 5 l'axe, c'est-à-dire symétriquement, ce qui est un facteur de diminution du temps de décharge compensant l'augmentation du temps de décharge provenant de l'augmentation des pertes de charges singulières. Avec l'invention le temps de décharge est de 35 à 40 mil10 lisecondes à partir de la détection d'incendie, pratiquement comme dans la réalisation décrite dans le brevet 8409034; mais le coût de fabrication est nettement inférieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, 15 celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure I est un schéma en coupe axiale d'un extincteur comportant le perfectionnement de l'invention, la figure 2 est une vue en perspective d'un élément de l'extinc20 teur de la figure 1, et les figures 3a, 3b, 3c et 3d, montrent des étapes de fabrication du récipient de l'extincteur de la figure 1. Dans l'exemple l'extincteur à décharge rapide est destiné à être installé dans un endroit de stockage de charges explosives. La 25 détection d'incendie est effectuée à partir d'un capteur de rayonnement infrarouge et/ou ultraviolet qui commande la décharge rapide du fréon dès que l'incendie a été détecté. Cet extincteur comporte un récipient métallique 10 chargé de fréon liquide et d'azote sous une pression de l'ordre de 60 bars. Le 30 récipient 10 est, comme on le verra plus loin en relation avec les figures 3a à 3d, fabriqué par la technique de filage. Il a une forme générale de révolution autour d'un axe 11. Sa partie centrale 12 est constituée par un cylindre tandis que sa partie antérieure, ou goulot, 13 a une section qui se rétrécit jusqu'à l'ouverture 14. Au voisinage immédiat de cette ouverture 14 le récipient 10 présente une autre section cylindrique 15 filetée extérieurement pour recevoir un diffuseur 16. Immédiatement à l'arrière de la section cylindrique 15 le 5 goulot 13 a, en section par un plan passant par l'axe 11, une forme d'arc de cercle de centre disposé à l'extérieur du récipient. Cette forme est favorable à la minimisation des pertes de charges singulières (les pertes de charges does à la forme proprement dite), ce qui maximise le débit de sortie du fréon (et minimise donc le temps de 10 décharge). L'ouverture 14 est fermée par un opercule 17 constitué par une membrane qui se déchire lorsqu'éclate une charge explosive 18 disposée à l'intérieur du récipient 10, au voisinage de cet opercule 17. La charge 18 est du type produisant une détonation, c'est-à- dire qui explose avec une onde de choc se déplaçant à une vitesse supérieure à celle du son. Cette charge 18 contient par exemple de l'azoture de plomb. Elle est à l'extrémité antérieure d'une canne pyrotechnique 19 formée d'un tube 20 d'axe 11, s'étendant sur 20 pratiquement toute la longueur du récipient 10 avec une extrémité antérieure 21, o se trouve la charge 18, au niveau de la zone 15 et une extrémité postérieure 22 qui traverse le fond 23 du récipient. La canne pyrotechnique 19 comporte en outre un autre tube 24 logé dans le tube 20 et qui lui est coaxial. La longueur du tube 24 est 25 égale à celle du tube 20 diminuée de la longueur de la charge 18. Le diamètre du tube 24 est pratiquement égal à celui de la charge 18. Cette dernière est ainsi logée dans une chambre 25 à l'extrémité 21 du tube 20 qui est limitée, perpendiculairement à l'axe 11, d'un côté par l'extrémité 26 du tube intérieur 24 et de l'autre côté par un 30 autre opercule 27 fermant le tube 20. La charge 18 occupe pratiquement tout le volume de cette chambre 25. Le tube 24 contient les conducteurs électriques 28 qui raccordent la charge 18 à un système de déclenchement associé à un détecteur à l'extérieur du récipient 10. l Conformément à l'invention, pour soutenir la canne pyrotechnique 19 au voisinage de l'extrémité antérieure 21, on prévoit que le tube 20 présente sur sa face extérieure un épaississement 30 qui se termine vers l'avant, c'est-à-dire vers l'ouverture de la bouteille, par un épaulement 31 formant une butée contre laquelle s'appuie l'extrémité postérieure d'une bague cylindrique 32 de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube 20 et de laquelle sont en saillie trois bras radiaux 33, 34, 35 (figure 2) disposés régulièrement autour de l'axe 11, c'est-à-dire qui font entre 10 eux des angles de 120 . La surépaisseur 30 du tube 20, est par exemple, constituée par une simple bague entourant le tube 20 et soudée à celui-ci. La longueur de la bague 32 est inférieure à la longueur séparant l'épaulement 31 de l'extrémité antérieure du tube 20. A leurs extrémités en direction radiale, les bras 33, 34 et 35 s'appuient par leurs arêtes antérieures 331, 341 et 351 contre un épaulement 36 que présente la face interne du récipient 10 dans sa partie cylindrique 15 au voisinage de l'ouverture. Pour permettre l'introduction de la bague 32 avec ses bras 33, 20 34, 35 dans le récipient 10 par l'ouverture 15, en la présentant avec son axe 321 perpendiculaire à l'axe 11, la longueur axiale de cette bague 32 est sensiblement inférieure au diamètre de la surface interne de la partie cylindrique 15. L'extrémité postérieure 22 du tube 20 est introduite dans une 25 ouverture cylindrique 39 d'une pièce 38 vissée dans un taraudage 40 du fond 23. La fixation de l'extrémité du tube 20 à la pièce 38 est effectuée par soudage 41 de la face antérieure d'extrémité de cette pièce 38 avec une partie de la surface externe de l'extrémité 22 du tube 20. Par ailleurs le fond 23 comporte, en plus de la pièce 38, de façon classique, une vanne 42 de remplissage constituant en même temps une soupape de sécurité contre les surpressions ainsi qu'un pressostat 43 pour détecter les chutes de pression dans le récipient 10. Le récipient 10 est habituellement disposé avec son axe Il en position verticale, l'ouverture étant vers le bas pour faciliter l'évacuation du liquide inhibiteur. Le montage de la canne pyrotechnique à l'intérieur du réci5 pient 10 s'effectue de la façon suivante: On introduit la bague 32, comme indiqué ci-dessus, par l'ouverture 15 en la présentant avec son axe 321 perpendiculaire à l'axe 11. Puis on retourne cette bague de façon qu'elle prenne la position représentée sur la figure 1 avec ses arêtes 331, 341 et 351 en appui 10 par leurs extrémités radiales contre l'épaulement 36 de la surface interne du récipient. Ensuite la canne 19 proprement dite est introduite par le fond. La pièce 38 est vissée dans ce fond 23. En fin de montage l'épaulement 31 du tube 20 s'appuie contre l'extrémité postérieure de la bague 32. Ainsi la bague 32 est coincée entre 15 Pépaulement 31 et Pépaulement 36 (par l'intermédiaire des bras radiaux). Du fait de la position de la bague 32 au voisinage de l'ouverture, et donc autour de la charge 18, l'axe du tube 20 est confondu de façon très précise avec l'axe Il du récipient 10. Ainsi on est 20 assuré que l'axe de la charge explosive 18 est, avec précision, selon l'axe 11 du récipient. Au contraire, dans la réalisation antérieure l'appui radial du tube 20 s'effectue au centre du récipient 10 ce qui laisse entre cet appui radial et l'extrémité 21 une longueur importante ne permettant pas d'assurer la position centrale de la charge 25 explosive. La position de la charge 18 selon l'axe permet de minimiser les pertes de charges et donc de minimiser le temps de décharge du liquide inhibiteur. En outre il n'est pas besoin, comme dans la réalisation antérieure, de souder les bras radiaux 33, 34, 35, à la paroi du récipient. 30 De plus la dimension relativement faible de la pièce constituée par la bague 32 avec ses bras radiaux permet de la réaliser par moulage, donc à faible coût. Enfin le récipient 10 est fabriqué par la technique dite de filage qui est illustrée schématiquement par les figures 3a à 3d. On part d'un lingot cylindrique 50 de métal (figure 3a) qu'on dispose au fond d'un pot 51 et sur lequel on appuie avec une presse de diamètre inférieur au diamètre interne du pot de façon que la matière puisse s'échapper par l'espace entre cette presse et la 5 surface interne du pot. On réalise ainsi le fond 23 et une surface cylindrique 52 qui forme la partie cylindrique 12 du récipient; cette dernière est ensuite conformée à l'extrémité opposée au fond 23 par un ogivage (figures 3c et figure 3d) pour former la partie antérieure d'ouverture 13, 14, 15 du récipient. L'ogivage s'effectue à l'aide d'une autre presse 53 dont la forme intérieure 54 correspond à la forme désirée pour l'extrémité antérieure 13, 14, 15. Après l'opération d'ogivage la bouteille est terminée par divers usinages du fond 23 et de l'extrémité cylindrique 15, notamment 15 pour le filetage extérieur de cette extrémité. Le seul usinage interne est celui qu'il est nécessaire d'effectuer pour réaliser l'épaulement 36. Cet usinage est par exemple un simple alésage. Le fonctionnement est le suivant: Quand un début d'incendie a été détecté un signal de déclen20 chement de la charge est transmis par les fils 28 à cette dernière. Celle-ci explose avec production d'une onde de choc s'exerçant exactement selon l'axe 11, perpendiculairement à l'opercule 17, qui est alors déchiré. Du fait de la pression d'azote le fréon s'évacue rapidement, en un temps de l'ordre de 35 à 40 millisecondes. La 25 détente provoque la vaporisation du freon. Comme dans la réalisation antérieure la minimisation du temps de décharge du fréon est favorisée par la nature et la position de la charge 18 ainsi que par la forme du récipient 10. Mais, par rapport à la réalisation antérieure le meilleur positionnement de la 30 charge 18, grâce à la bague 32 et ses bras radiaux 33, 34 et 35 au voisinage de l'ouverture, améliore encore la rapidité de la décharge par la minimisation des pertes de charges. Le gain obtenu par le meilleur positionnement de la charge 18 compense la perte de charge provoquée par la présence des bras radiaux 33, 34, 35 au voisinage de l'ouverture. REVENDICATIONS 1. Extincteur à décharge rapide comprenant un récipient (10) contenant un liquide inhibiteur qui se vaporise lorsqu'il est détendu et un gaz sous pression tel que l'azote, un opercule (17) fermant le récipient, et une charge explosive (18) pour déchirer l'opercule par 5 onde de choc et qui est disposée au voisinage de l'opercule à l'extrémité (21) d'une canne pyrotechnique (19) coaxiale au récipient avec une extrémité fixée au fond (23) de ce dernier, cette canne étant par ailleurs solidaire de la paroi latérale du récipient par l'intermédiaire d'une pièce d'appui, caractérisé en ce que la pièce 10 d'appui (32, 33, 34, 35) de la canne pyrotechnique (19) est disposée au voisinage de l'ouverture (15) du récipient, cette pièce d'appui assurant en outre un centrage de la charge explosive (18) selon l'axe du récipient. 2. Extincteur selon la revendication I caractérisé en ce que la 15 pièce d'appui comporte une bague (32) qui entoure l'extrémité (21) de la canne pyrotechnique (19) qui se trouve au voisinage de l'ouverture du récipient (10) et de laquelle sont en saillie des bras radiaux (33, 34, 35), ces bras radiaux s'appuyant, par les extrémités (33, 34, 35) de leurs arêtes dirigées vers l'ouverture, contre un 20 épaulement ou une butée (36) que présente la surface interne du récipient (10). 3. Extincteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que la bague (32) s'appuie, en direction du fond (23) du récipient, par son extrémité postérieure, contre un épaulement ou une butée (31) de la 25 surface externe de la canne pyrotechnique (19) 4. Extincteur selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'épaulement ou butée (31) que présente la surface externe de la canne pyrotechnique est à l'extrémité d'une autre bague (30) entourant la canne et fixée à cette dernière, par exemple par soudage. 30 5. Extincteur selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que, pour permettre l'introduction de la bague (32) avec ses bras radiaux (33, 34, 35) dans l'ouverture du récipient, cette bague (32) présente une longueur axiale sensiblement inférieure au diamètre intérieur de l'ouverture (15) du récipient (10). 6. Extincteur selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que la bague (32) avec ses bras radiaux (33, 34, 35) est réalisée d'une seule pièce par moulage. 7. Extincteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la charge explosive (18) est disposée dans une chambre (25) dont elle occupe pratiquement la totalité du volume. 8. Extincteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie arrière de la charge (18) s'appuie contre une butée (26) afin que l'onde de choc produite par l'explosion se propage surtout vers l'avant. 9. Extincteur selon lune quelconque des revendications 1 à 8 15 caractérisé en ce qu'au voisinage de son ouverture de sortie (14) le récipient (10) présente une forme de révolution engendrée par la rotation autour de l'axe (11) du récipient d'un arc de cercle (13) dont le centre est à l'extérieur du récipient. 10. Procédé de réalisation d'un extincteur selon l'une quelcon20 que des revendications précédentes caractérisé en ce que le récipient est fabriqué par filage à partir d'un lingot cylindrique (50) qui est écrasé dans un pot (51) de façon à former le fond (23) et une paroi cylindrique (52), et en ce que l'extrémité rétrécie du récipient est ensuite formée par ogivage. 11. Procédé selon la revendication 10 pour la réalisation d'un extincteur selon la revendication 2 caractérisé en qu'après l'ogivage on usine, par exemple par alésage, la surface interne du récipient au voisinage de l'ouverture (15) afin de former l'épaulement (36).