Brevet FR2608725A1 — publié le 19880624

La présente invention est relative à une prise pour piquage de fluide sous pression. Les prises pour piquage de fluide sous pression à partir d'un réservoir sont actuellement réalisées à l'aide de moyens classiques du genre presse étoupe ou analogues dans lesquels l'étanchéité aux fuites est assurée au moyen de joints d'étanchéité classiques, tels que joints aux silicones par exemple. Si l'utilisation de ce type de composant permet d'assurer une étanchéité convenable dans la majorité des cas où le fluide même est contenu dans le réservoir sous haute pression, les composants précités se prêtent mal cependant à une utilisation amovible de ce type de prise, c'est-à-dire une utilisation dans laquelle le réservoir#-étant vide, le remplacement de celui-ci par un réservoir chargé de fluide et connecté à un tube de piquage est effectué de manière fréquente et rapide, et en la quasi-absence de contrainte sur le tube de piquage. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient par la mise enoeuvre d'une prise amovible pour piquage de fluide sous pression dans laquelle la connexion-déconnexion de la prise au tube de piquage, assurant le caractère amovible de la prise, peut être assuré sans démontage de la prise fixée sur le réservoir. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une prise pour piquage de fluide permettant une connexion-déconnexion du tube de piquage au réservoir nécessitant un nombre minimum d'opérations. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une prise pour piquage de fluide permettant malgré une utilisation répétitive par connexion-déconnexion une usure et une contrainte minimale appliquée au tube de piquage. La prise amovible pour piquage de fluide sous pression selon l'invention est remarquable en ce que le fluide étant contenu dans un réservoir, elle comprend une embase capable d'assurer l'adaptation mécanique et fluidique de la prise et du réservoir, l'embase étant munie d'un alésage traversant destiné à recevoir un tube abouchant à l'intérieur du réservoiretadapté à assurer l'écoulement du fluide vers une utilisation, une bague en matériau à mémoire de forme, à deux états de mémoire de forme réversible, étant disposée sur l'embase à l'extrémité libre de l'alésage traversant, la bague étant capable d'assurer une adaptation mécanique et fluidique amovible du tube au réservoir, en fonction de la température à laquelle elle est soumise. L'invention trouve application notamment pour le piquage de fluides sous haute pression alimentant les moteurs de fusées ou aéronefs par exemple. Elle sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels les mêmes références représentent les mêmes éléments et où La figure 1 représente en coupe selon un plan contenant l'axe longitudinal de symétrie, un premier mode de réalisation de la prise pour piquage de fluide objet de l'invention, La figure 2 représente, selon un même plan de coupe, un deuxième mode de réalisation de la prise pour piquage de fluide objet de l'invention, - la figure 3 représente, également selon un même plan de coupe, un troisième mode de réalisation de la prise pour piquage de fluide, objet de l'invention. La prise pour piquage de fluide sous pression sera tout d'abord décrite en liaison avec le mode de réalisation représenté en figure 1. Selon cette figure, le fluide est par exemple contenu dans un réservoir noté R et la prise comprend une embase 1 capable d'assurer l'adaptation mécanique et fluidique de la prise et du réservoir. Par adaptation mécanique et fluidique du réservoir et de la prise, on entend bien entendu la fixation mécanique de la prise sur le réservoir R ou sur toute canalisation adaptée à recevoir la prise précitée et munie par exemple d'une vanne permettant,en fonctionnement,d'isoler la prise du corps du réservoir proprement dit.Sur la figure 1, ainsi que sur l'ensemble des dessins relatifs à tous les modes de réalisation de la prise objet de l'invention, la vanne n'a pas été représentée, celle-ci ne faisant pas partie de l'objet de l'invention. L'assemblage mécanique de l'embase 1 et donc de la prise sur le réservoir R ou la canalisation, peut être effectué par exemple par tout moyen tel que des vis engagées dans des orifices de fixation notées 1000, ménagés dans l'embase 1. Par adaptation fluidique, on entend bien sûr que l'étanchéité à l'écoulement du fluide entre l'embase 1 et le réservoir est assurée en présence ou en l'absence d'écoulement normal du fluide par la prise. Cette étanchéité peut être assurée par un joint d'étanchéité noté 1001 placé par exemple, ainsi que représenté en figure 1, entre deux surfaces de contact de l'embase î et du réservoir R. L'embase 1 est munie d'un alésage traversant, noté 10, lequel est destiné à recevoir un tube T abouchant à l'intérieur du réservoir R et adapté à assurer l'écoulement du fluide vers une utilisation. Une bague 2 en matériau à mémoire de forme est disposée sur l'embase li à l'extrémité libre de l'alésage traversant 10. Par extrémité libre de l'alésage traversant, on entend bien entendu, après montage de la prise sur le réservoir R, l'extrémité de l'alésage traversant 10 qui se trouve à l'extérieur du réservoir R. La bague 2 est de préférence une bague en matériau à mémoire de forme comportant deux états de mémoire de forme mémorisés réversibles. La bague 2 est ainsi capable d'assurer une adaptation mécanique et fluidique amovible du tube T au réservoir R en fonction de la température à laquelle elle est soumise. A titre d'exemple non limitatif, la bague 2 à température ambiante peut être adaptée de façon à occuper un état de mémoire de forme noté I, dans lequel l'adaptation mécanique et fluididque du tube T au réservoir R consiste en fait en un maintien mécanique stable du tube par la bague 2 par rapport au réservoir et en une jonction parfaitement étanche à l'écoulement du fluide entre le tube T et l'embase 1 de la prise, cette étanchéité étant assurée par la bague 2. A une température inférieure ou très inférieure à la température ambiante par exemple, l'adaptation mécanique et fluidique amovible du tube T au réservoir R consiste au contraire en une libération du tube T par passage de la igue 2 en son deuxième état de mémoire de forme mémorisé noté Il. Le passage du premier état de mémoire de forme au deuxième état de mémoire de forme et l'adaptation mécanique et fluidique amovible du tube T au réservoir permettant dans le premier état une jonction parfaitement étanche de la prise et du tube et au contraire une libération,à très faible contrainte, de la prise et du tube T dans le deuxième état, est ainsi obtenu par simple modification de la température de la prise ou éventuellement de la seule bague 2 en deçà ou au delà de la température dite température de transition du matériau à mémoire de forme constitutif de la bague. Afin d'obtenir le passage réversible du premier au deuxième état de forme mémorisés de la bague 2, par variation de la température de celle-ci, la bague, préalablement à son montage sur l'embase 1, a été soumise à un processus dit d'éducation lui permettant d'occuper l'une ou l'autre des positions mémorisées, de manière répétitive sur un grand nombre de cycle. Ce processus d'éducation sera décrit ultérieurement dans la description. A titre d'exemple non limitatif, le matériau à mémoire de forme constitutif de la bague 2 peut être choisi dans le groupe des composés nickeltitane, nickel-aluminium, nickel-titane-fer, cuivre zinc-aluminium, cuivre-aluminium-nickel. Ces composés peuvent être utilisés sous forme de composé intermétallique ou sous forme alliée. Le choix de la température de transition de la bague 2 peut être effectué par le choix en pourcentage de poids atomique relatif des composés précités. A titre d'exemple non limitatif, une bague réalisée à partir d'un alliage comportant sensiblement 4 % d'aluminium, 28 % de zinc, le reste du pourcentage étant constitué par le cuivre, les pourcentages indiqués s'entendant en pourcentage atomique, permet d'obtenir une température de transition voisine de - 800C. Un processus d'éducation approprié permet avec un tel type de bague, d'obtenir un maintien mécanique du tube T et l'étanchéité de la liaison de ce tube à la prise ou embase 1 pour le domaine des températures supérieures à -80 C, la libération du tube, en vue du retrait de celui-ci du réservoir si nécessaire, étant obtenue pour le domaine de températures inférieures à -800C. Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 1, l'embase 1 peut comprendre un corps sensiblement cylindrique 100, muni au voisinage de sa partie supérieure d'une collerette 1002, dans laquelle les orifices de fixation 1000 peuvent être prévus, l'ensemble permettant la fixation mécanique de l'embase I au réservoir R. L'embase 1 peut comprendre en outre un épaulemenet noté 11, placé sur l'extrémité libre du corps cylindrique 100, au voisinage de la collerette. Par extrémité libre du corps cylindrique 100, on entend lorsque la prise est montée sur le réservoir R, l'extrémité du corps cylindrique située à l'extérieur du réservoir. Bien entendu, l'épaulement 11, le corps cylindrique 100 admettent de préférence pour axe longitudinal de symétrie l'axe de l'embase a formant également l'axe de la prise. Le joint d'étanchéité 1001 est de préférence placé au voisinage de la collerette symétriquement à l'épaulement 11 , par rapport à celle-ci. L'embase 1 constituée par le corps cylindrique, l'épaulement 11 et la collerette 1002, peut être constituée en tout matériau métallique et obtenue par usinage conventionnel. La bague 2 en matériau à mémoire de forme peut être disposée sur l'épaulement 11 , la bague 2, l'épaulement 11 et l'alésage traversant 10 admettant pour axe longitudinal de symétrie, l'axe de la prise A . L'étanchéité de la jonction entre la bague 2 et l'épaulement 11 peut avantageusement être assurée au moyen d'un joint d'étanchéité 110 placé entre la bague 2 et l'épaulement 11. Les joints d'étanchéité 1001 et 110 peuvent être constitués par des joints aux silicones ou analogue. Selon une caractéristique supplémentaire de l'objet de l'invention, la bague 2 est fixée sur l'épaulement 11 de façon à être immobile en rotation par rapport à l'épaulement 11. Ce mode de fixation peut à titre d'exemple non limitatif, être réalisé par tout moyen tel qu'un ergot 21, une clavette ou analogue. Afin d'assurer la cohésion de l'ensemble constituant la prise objet de l'invention, l'épaulement 11 peut comporter un filetage ménagé sur la surface latérale de ltépaulement. Un écrou 3 est susceptible d'être engagé avec le filetage précité, de façon à assurer, par vissage de l'écrou 3, le blo- cage et le maintien de la bague 2 sur l'épaulement 11, dans une direction parallèle à l'axe longitudinale A . Enoutre, lorsque le tube T est muni d'une gaine de protection G, l'écrou 3 peut comprendre sur sa face externe une collerette 30 dans laquelle l'extrémité de la gaine G est engagée. La collerette 30 assure ainsi une protection de l'extrémité de la gaine. Le mode de réalisation décrit en liaison avec la figure 1 permet d'obtenir un fonctionnement tout à fait satisfaisant de la prise objet de l'invention. En particulier, le serrage de l'écrou 3 permet bien entendu, celui-ci étant suffisant, le maintien de la cohésion de l'ensemble, même en présence de vibration mécanique importante du réservoir, mais autorise également de façon convenable, la déformation radiale de la bague 2, lors du passage de l'un à l'autre de ses états de forme mémorisés. En particulier, l'orifice ménagé pour le passage du tube dans l'écrou 3, au centre de la collerette 30, peut comporter un diamètre supérieur au diamètre extérieur du tube T. Dans ces conditions, le passage de la position d'étanchéité et de blocage du tube T à la libération de celui-ci, peut avantageusement être effectué par le seul refroidissement de l'ensemble écrou 3, bague 2, l'écrou 3 étant maintenu en position vissée sur l'épaulement 11, et le tube pouvant alors être retiré en la quasi-absence de contraintesmécaniques exercées sur celui-ci, par simple translation relative selon l'axe longitudinal# L\ du réservoir et du tube. Une deuxième variante de réalisation non limitative de la prise objet de l'invention sera décrite en liaison avec les figures 2 et 3. Sur ces figures, la bague 2 peut comprendre un corps sensiblement cylindrique, percé d'un alésage 20, le corps percé formant manchon. Le manchon comporte à une de ses extrémités une collerette notée 22, destinée à prendre appui sur la surface libre de l'é- paulement 11 ou de préférence sur la surface libre d'un logement ménagé dans l'épaulement 11 et destiné à recevoir le manchon formant la bague 2.Bien entendu, ainsi que représenté en figures 2 et 3, le manchon comprend également un ergot ou clavette 21, permettant l'immobilisation en rotation de celui-ci, par rapport à l'épaulement 11. En outre, de façon non limitative ainsi que représenté en figure 2, le manchon comprend sur sa surface latérale un joint d'étanchéité 23 jouant sensiblement le rôle du joint d'étanchéité Tt de la figure 1 et destiné à assurer l'étanchéité entre le manchon et l'épaulement 11. Le joint 23 peut également être constitué par un joint aux silicones. Le mode de réalisation de la figure 3 est sensiblement analogue à celui de la figure 2, dans lequel cependant le joint d'étanchéité 23 a été remplacé par un joint de type joint conique noté 110. Le processus dit d'éducation de la bague 2 ou tout au moins un mode de réalisation de celui-ci, sera maintenant décrit en liaison avec la bague 2, telle que représentée en figure 1. il est bien entendu que celui-ci peut également être appliqué avec les modes de réalisation de la bague 2 différents, et en particulier avec le mode de réalisation des figures 2 et 3. La bague 2 est tout d'abord usinée à partir par exemple d'une plaquette de matériau dont la composition a été donnée précédemment, de façon à conformer celle-ci aux formes et dimensions finales consituant le premier état I de mémoire de forme correspondant dans l'exemple donné précédemment à l'état de forme mémorisé à température ambiante. La bague 2 est ensuite soumise à un traitement thermique capable d'amener celle-ci en état de phase cristallographie de type austénitique, puis à un refroidissement à une température voisine de la température ambiante. Par refroidissement, on entend un refroidissement tel que celui obtenu au moyen d'un traitement du type trempage, de façon à éviter l'apparition de phase cristallographique parasite. La bague 2 est ensuite soumise sur l'ensemble de la périphérie constituant le trou central de celle-ci, zone appelée zone de déformation, au processus d'éducation proprement dit. Ce processus peut consister à imposer répétitivement à la zone de déformation précitée une contrainte mécanique telle que la bague 2 dans cette zone de déformation, soit déformée de manière à amener la périphérie consituant le trou central dans une position de forme voisine du deuxième état de mémoire de forme Il et à soumettre l'ensemble, la contrainte étant maintenue, à un abaissement de température susceptible d'amener la bague 2,ou au moins la zone de déformation de celle-ci,en état de phase martensitique. Bien entendu, l'abaissement de température peut être réalisé au moyen de toute source de froid appliquée soit à l'ensemble de la bague 2, soit au seul niveau de la zone de déformation. La contrainte mécanique peut être appliquée au moyen d'un outil permettant une déformation radiale de la zone de déformation. Dans l'exemple décrit, la périphérie formant le trou central de la bague est ainsi déformé de façon à augmenter le diamètre de celui-ci jusqu'd obtenir la deuxième position ou état de forme souhaité. Cette déformation peut être exercée par un outil tel qu'un mandrin de section légèrement conique par exemple. Après suppression de la contrainte mécanique, la bague 2 est soumise à un réchauffement progressif à température ambiante. Elle reprend alors sont état de forme stable ou premier état de mémoire de forme. La répétition du cycle imposé pour l'éducation, telle que définie précédemment, soit être suffisante pour obtenir un bon degré de reproductibilité des transitions entre le premier et le deuxième état de mémoire de forme ultérieurement, par seule variation de la température en deçà et au-delà de la température de transition du matériau à mémoire de forme. Le processus d'éducation ainsi décrit n'est pas limitatif, d'autres processus pouvant bien entendu être envisagés. On a ainsi décrit une prise amovible pour piquage de fluide sous pression, particulièrement remarquable en ce que la connexion du tube de piquage au réservoir et la déconnexion de celui-ci peuvent être effectuées avec un minimum d'opérations, celles-ci s'analysant au seul abaissement de température de la prise, en deçà d'une température dite de transition, translation relative du tube et du réservoir, puis retour à la température initiale. Les différents modes de réalisation décrits sont en outre remarquables en ce que bien que d'une masse inférieure à 20 g, ces prises en raison notamment de leur cohésion d'ensemble peuvent résister à des vibrations de niveau maximum égal à 20 g pour des fréquences de vibration comprises entre 10 et #2000 Hz et à des accélérations statiques de l'ordre de 100 g. REVENDICATIONS 1. Prise amovible pour piquage de fluide souslpression, caractériséeen ce que, ledit fluide étant contenu dans un réservoir, ladite prise comprend - une embase capable d'assurer l'adaptation mécanique et fluidique de la prise et du réservoir, ladite embase étant munie d'un alésage traversant, destiné à recevoir un tube abouchant à l'intérieur du réservoir et adapté à assurer l'écoulement du fluide vers une utilisation, - une bague en matériau à mémoire de forme, diposée sur l'embase à l'extrémité libre de l'alésage traversant, ladite bague étant capable d'assurer une adaptation mécanique et fluidique amovible dudit tube au réservoir en fonction de la température à laquelle elle est soumise. 2. Prise selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite embase comprend - un corps sensiblement cylindrique muni au voisinage de sa partie supérieure d'une collerette de fixation mécanique de l'embase au réservoir, - un épaulement placé sur l'extrémité libre du corps cylindrique au voisinage de la collerette, l'épaulement et le corps cylindrique admettant pour axe longitudinal de symétrie l'axe de l'embase, - un joint d'étanchéité placé au voisinage de la collerette symétriquement à l'épaulement par rapport à celle-ci. 3. Prise amovible selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ladite bague en matériau à mémoire de forme est disposée sur l'épaulement, ladite bague, l'épaulement et l'alésage admettant pour axe longitudinal de symétrie l'axe de la prise. 4. Prise selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite bague est fixée sur l'épaulement de façon à être immobile en rotation par rapport à l'épau- lement. 5. Prise selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite bague comprend un corps sensiblement cylindrique percé d'un alésage, formant manchon, ledit manchon comportant à une de ses extrémités une collerette destinée à prendre appui sur la surface libre de l'épaulement ou sur la surface libre d'un logement ménagé dans l'épaulement et destiné à recevoir ladite bague. 6.Prise selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit manchon comprend sur sa surface latérale un joint d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité entre le manchon et l'épaulement. 7. Prise selon l'une des revendications 2 à 7 précédentes, caractérisée en ce que l'épaulement comportant un filetage ménagé sur la surface latérale de celui-ci, ladite prise comprend en outre un écrou susceptible d'être engagé avec ledit filetage, ledit écrou étant adapté à assurer la cohésion de l'ensemble. 8. Prise selon la revendication 7, caractérisée en ce que le tube compoSant une gaine de protection, ledit écrou comprend sur sa face externe, une collerette dans laquelle l'extrémité de ladite gaine est engagée, la collerette assurant une protection de la gaine. 9. Prise selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau à mémoire de forme constitutif de la bague (2) est choisi dans le groupe des composés nickel-titane, nickelaluminium, nickel-titane-fer, cuivre-zinc-aluminium, cuivre-aluminium-nickel sous forme de composés intermétalliaue ou alliée.