Brevet FR2637651A1 — publié le 19900413

L'invention concerne un dispositif contenant un liquide et une vanne de remplissage pour ce dispositif, à utiliser conjointement avec un moteur. Un type de dispositif contenant un liquide, qui est utilisé conjointement avec un moteur, est une généra- trice à entraînement intégré (IDG). Une telle génératrice est une génératrice électrique commandée hydrauliquement, qui est montée sur un moteur d'aéronef et entraînée par ce moteur. La génératrice est conçue pour fonctionner avec succès quelle que soit l'attitude de l'aeronef. Elle est également conçue de manière que l'intérieur soit isolé hermétiquement de l'atmosphère ambiante pendant le fonctionnement. La génératrice à entraînement intégré est remplie à un niveau prédéterminé d'un lubrifiant liquide et d'un fluide de refroidissement tel qu'une huile, par remplissage sous pression au moyen d'un raccord à pression et d'un passage de remplissage du dispositif jusqu'à ce que le liquide commence à déborder d'un passage d'écoulement de trop-plein prévu dans le dispositif. Le débordement du liquide indique que le niveau du liquide "plein" de la génératrice à entraînement intégré a été atteint. Si le passage d'écoulement de trop- plein de la génératrice est obturé, par exemple lorsque l'opérateur néglige d'enlever un bouchon de vidange se trouvant dans le passage d'écoule- ment pendant le remplissage, la génératrice peut être remplie d'une quantité excessive de liquide, ce qui engendre des pertes excessives par battement du liquide et une génération de chaleur durant le fonctionnement, pouvant endommager les pièces de la génératrice. Un autre problème grave et potentiel associé au dispositif contenant un liquide, du type précité, apparaît lorsque le bouchon de vidange est retiré lors de l'entretien de la génératrice et n'est pas remis en place. Dans ce cas, le liquide peut s'écouler de la vidange de trop-plein, en particulier dans des manoeuvres de vol de l'aéronef. La perte de liquide peut avoir pour résultat une détérioration de la génératrice à entrainement intégré et constitue un risque d'incendie potentiel lorsqu'un liquide inflammable tel que de l'huile vient en contact avec des pièces chaudes du moteur. Un dispositif contenant un liquide est connu d'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 924 708, dispositif dans lequel des clapets à billes respectifs sont prévus dans des passages d'alimentation et de vidange du dispositif. Les clapets à billes sont normalement rappelés dans une position fermée au moyen de ressorts. Ce dis- positif est désavantageux car un élément extérieur spécial d'accouplement est nécessaire pour ouvrir les vannes afin d'ajouter du liquide au dispositif et de vidanger du liquide du dispositif. Les dispositifs de commande de liquide sont également connus d'après les brevets des EtatsUnis d'Amérique N 2 617 495, N 3 575 533, N 4 569 196 et N 4 589 524. Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif perfectionne contenant un liquide et une vanne de remplissage pour ce dispositif à utiliser conjointement avec un moteur, évitant les problèmes et inconvénients précités des dispositifs classiques. Plus particulièrement, un objet de l'invention est de proposer un dispositif perfectionné contenant un liquide et une vanne de remplissage pour ce dispositif à utiliser conjointement avec un moteur, qui empêchent un remplissage incorrect du dispositif sans nécessiter l'utilisation d'un dispositif extérieur spécial d'accouplement. Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif perfectionné contenant un liquide et une vanne de remplissage pour ce dispositif à utiliser conjointement avec un moteur, qui empêchent une manoeuvre accidentelle du dispositif alors que le passage de vidange ou le passage de remplissage est dans un état ouvert, ce qui permet au dispositif d'être placé dans toute attitude spéciale tout en assurant que le liquide contenu dans le dispositif ne se perd pas en s'écoulant par un passage ou par l'autre. Ces objets et autres sont réalisés avec le dispositif de l'invention à utiliser conjointement avec un moteur, le dispositif comprenant des moyens destinés à contenir un niveau prédéterminé de liquide, un moyen à passage de remplissage destinés à ajouter du liquide au dispositif jusqu'au niveau prédéterminé, un moyen à passage de vidange destinés à vidanger l'excédent de liquide du dispositif, un moyen à vanne mobile destiné à ouvrir et fermer le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange, et des moyens destinés à positionner le moyen à vanne afin de fermer à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange en réponse à la mise en marche du moteur. Les moyens destinés à positionner le moyen à vanne dans la forme de réalisation décrite comprennent des moyens destinés à appliquer une pression de fluide au moyen à vanne en réponse au fonctionnement du moteur pour placer le moyen à vanne afin de fermer automatiquement à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange. Le moyen & vanne comprend en outre des moyens destinés à le maintenir dans une position pour fermer à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen de maintien de vidange lorsque le moteur est arrêté. Les moyens de maintien comprennent le frottement statique de joints d'étanchéité prévus autour du moyen à vanne. On peut intervenir manuellement de façon prioritaire sur les moyens de maintien lorsque le moteur est arrêté afin d'ouvrir les passages pour un remplissage, une mise à l'air, une vidange ou une autre opération d'entretien du dispositif. Des moyens sont également prévus pour retenir le moyen à vanne dans la position d'ouverture à la fois du moyen à passage de remplissage et du moyen à passage de vidange en l'absence de fonctionnement du moteur. Conformé- ment à la forme de réalisation décrite, le moyen de retenue comprennent un aimant qui maintient le moyen à vanne dans la position d'ouverture à la fois du moyen à passage de remplissage et du moyen à passage de vidange. La force excercée par l'aimant sur le moyen à vanne est très inférieure à la force appliquée au moyen à vanne par les moyens de positionnement au démarrage du moteur, de manière que le moyen à vanne puisse être déplacé par les moyens de positionnement pour fermer à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen a passage de vidange afin d'empêcher une perte accidentelle de liquide quelle que soit l'attitude dans l'espace dudit dispositif. Selon une autre particularité de l'invention, le moyen à passage de remplissage du dispositif comprend une entrée pour ajouter du liquide au dispositif et le moyen à passage de vidange comprend une sortie pour vidanger le liquide du dispositif. Un bouchon de vidange est prévu pour fermer la sortie du moyen à passage- de vidange et un couvercle est prévu pour recouvrir de façon amovible l'entrée du moyen à passage de remplissage. A titre de mesure de sécurité supplémentaire de l'invention, le bouchon de vidange comprend des moyens destinés à empêcher soit le couvercle d'être retiré de l'entrée, soit le tuyau de remplissage sous pression de s'accoupler avec l'entrée pendant que le bouchon de vidange ferme la sortie afin que le dispositif ne puisse pas être rempli de liquide pendant que le bouchon de vidange ferme la sortie. Les moyens d'empêchement se présentent sous la forme d'une bride située sur le bouchon de vidange, qui fait saillie au-dessus du couvercle appliqué sur l'entrée afin d'em- pêcher soit l'enlèvement du couvercle de l'entrée, soit l'accouplement d'un tuyau de remplissage sous pression avec l'entrée lorsque le bouchon de vidange ferme la sortie. La vanne de remplissage du liquide du dis- positif selon l'invention comprend un corps de vanne, un moyen à passage de remplissage situé dans le corps de la vanne pour conduire un liquide à ajouter au dispositif, un moyen à passage de vidange situé dans le corps de vanne pour conduire un liquide vidangé du dispositif, et un moyen d'obturation se présentant sous la forme d'un tiroir qui est mobile à l'intérieur du corps de vanne entre une première position dans laquelle le tiroir ouvre à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange, et une seconde position dans laquelle le tiroir ferme à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange. Une extrémité du tiroir est conçue pour être soumise à l'action d'une pression de fluide sous l'effet du fonctionnement du moteur pour placer le tiroir dans la position de fermeture à la fois du moyen à passage de remplissage et du moyen à passage de vidange. Par consé- quent, même si le bouchon de vidange pour la sortie et le couvercle pour l'entrée n'ont pas éte remis en place par l'opérateur, toute perte de liquide a partir du dispositif par ces passages est empêchée. L'autre extrémité du tiroir est conçue pour être poussée à la main par l'opérateur afin que le tiroir glisse vers une position d'ouverture du moyen à passage de remplissage et du moyen à passage de vidange pendant une période au cours de laquelle le moteur est arrêté. Le tiroir reste dans la position d'ouverture des passages en raison de l'attraction magnétique entre une plaque d'acier prévue à la première extrémité du tiroir et un aimant adjacent monté sur le corps de la vanne. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 illustre schématiquement un dispositif contenant un liquide à utiliser conjointement avec un moteur, la vanne de remplissage du dispositif étant représentée en coupe, son tiroir étant dans une première position pour fermer à la fois un passage de remplissage et un passage de vidange; et la figure 2 est une vue en coupe de la vanne de remplissage du dispositif de la figure 1, sur laquelle le tiroir de la vanne est placé dans une seconde position pour ouvrir à la fois le passage de remplissage et le passage de vidange. En référence à présent au dessin, un dispositif 1 selon l'invention est une génératrice à entraînement intégré pour un aéronef. La génératrice à entraînement intégré est un accessoire d'aéronef qui est conçu pour fonctionner de façon satisfaisante quelle que soit l'attitude de l'aéronef et pour être protégé intérieure- ment de façon hermétique de l'atmosphère ambiante pendant le fonctionnement. Le dispositif 1 comprend une enceinte 2 représentée schématiquement sur la figure 1, destinée à contenir un niveau prédétermine A d'huile. L'enceinte est remplie d'huile par remplissage sous pression au moyen d'un raccord 3 d'huile et d'un passage 4 de remplissage en communication avec l'enceinte 2 jusqu'à ce que l'huile commence à déborder d'un écoulement 5 de trop-plein au moyen d'une colonne 6 dont le sommet est ouvert au niveau A dans l'enceinte 2 et d'un passage 7 de vidange ayant une sortie 9 à son extrémité inférieure. Un bouchon amovible 8 de vidange est destiné à fermer la sortie 9 du passage 7 de vidange. Le bouchon est retiré de la sortie pendant le remplissage de l'enceinte 2 afin que l'air puisse s'échapper et que l'huile puisse finir par déborder de la sortie pour indiquer que le niveau d'huile A "plein" de la génératrice à entraînement intégré a été atteint. Le raccord 3 d'huile est muni d'un couvercle amoviblement 10 placé sur ce raccord. Le couvercle 10 est relié amoviblement au dispositif, au-dessus du raccord d'huile, au moyen d'un dispositif de fermeture du type à encliquetage, mais d'autres types de liaison amovibles peuvent être utilisés. Le bouchon de vidange est fixé de façon amovible dans la sortie 9 par des filets de vis coopérants sur des surfaces contiguës de ces éléments. Si la sortie 9 est bouchée, par exemple par le fait que le bouchon 8 de vidange n'est pas retiré, la génératrice à entraînement intégré peut être remplie excessivement d'huile, ce qui entraîne des pertes exces- sives d'huile par battement et un dégagement de chaleur risquant d'endommager les pièces de la génératrice (non représentées). Pour empêcher ceci de se produire, conformé- ment à l'invention, le bouchon 8 de vidange est muni de moyens destinés à empêcher le couvercle 10 d'être retiré d'au-dessus du raccord d'entrée du passage de remplissage pendant que le bouchon de vidange ferme la sortie 9 afin que le dispositif 1 ne puisse pas être rempli d'huile alors que le passage de vidange est obturé par le bouchon 8. A cet effet, une bride 11 est prévue sur le bouchon 8 de vidange. La bride 11 fait saillie audessus du couvercle 10 afin d'empêcher le retrait du raccord 3 d'huile lorsque le bouchon de vidange ferme la sortie 9. De plus, la bride 11 gêne l'accouplement d'un raccord de tuyau de remplissage sous pression (non représenté) avec le raccord d'huile 3 pendant que le bouchon 8 est en place. Par conséquent, il faut retirer successivement le bouchon de vidange et le couvercle avant de remplir sous pression le dispositif, ce qui empêche tout remplissage excessif accidentel d'huile de la génératrice à entraînement intégré. Le dispositif 1 comprend en outre une vanne 12 de remplissage de liquide comprenant un corps de vanne 13 renfermant un manchon 18 et un tiroir mobile 14. Dans la position d'ouverture du tiroir comme montré sur la figure 2, le passage 4 de remplissage s'étend à travers le corps de vanne 13, le manchon 18 et des parties du tiroir 14 entre le raccord 3 d'huile et l'enceinte 2 du dispositif 1 à génératrice à entraînement intégré. De la même manière, le passage 7 de vidange partant de la colonne montante 6 s'étend à travers le corps de vanne 13, le manchon 18 et des parties du tiroir 14 jusqu'à la sortie 9 pour vidanger l'huile excédentaire de l'enceinte 2 de la génératrice à entraînement intégré après le remplissage. Le manchon 18 est placé a l'intérieur d'une cavité allongée 15 dans le corps de vanne 13. Un aimant annulaire 16, traversé d'un passage central 17, est fixé mécaniquement ou autrement assujetti au corps de vanne 13, à l'extrémité de gauche ou extrémité intérieure de la cavité 15, comme représenté sur le dessin. Le manchon creux et allongé 18 est placé à l'intérieur de la cavité 15 et son étanchéité avec le corps de vanne 13 est assurée par plusieurs joints d'étanchéité 20 tels que des bagues toriques. Un organe 19 de fixation assujettit le couvercle 29 au corps de vanne. Les joints d'étanchéité 20 empêchent l'entrée ou la sortie de liquide dans ou du passage 4 de remplissage et dans ou du-passage 7 de vidange s'étendant à travers le corps de vanne et le. manchon. Le tiroir 14 est placé à l'intérieur du manchon 18 du corps de vanne afin de pouvoir être déplacé entre une première position telle que représentée sur la figure 2, dans laquelle les passages 21 et 22 du tiroir font partie du passage 4 de remplissage et du passage 7 de vidange, et une seconde position, à droite de la première position, comme montré sur la figure 1, dans laquelle les passages 21 et 22 du tiroir 14 sont éloignés de toute communication avec le passage 4 de remplissage et avec le passage 7 de vidange, respectivement. Dans cette position, les surfaces du tiroir ferment les passages de remplissage et de vidange traversant la vanne 12 afin d'empêcher le remplissage ou la vidange de l'huile par rapport au dispositif 1. Plusieurs joints 23 d'étanchéité, qui peuvent être des joints du type à bague toriaque, par exemple, sont prévus entre le tiroir 14 et le manchon 18 l'entourant ainsi que le couvercle 29, afin d'empêcher toute fuite d'huile vers l'intérieur ou vers l'extérieur des passages 4 et 7. Pour l'entretien du dispositif 1, le technicien d'entretien peut déplacer à la main le tiroir 14 de la position de fermeture des passages montrée sur la figure 1 vers la position d'ouverture des passages montrée sur la figure 2 en poussant l'extrémité de droite 24 du tiroir 14 vers l'intérieur afin de faire glisser le tiroir par rapport au manchon 18 et au corps de vanne 13. L'entretien est effectué alors que le moteur 25 de l'aéronef est arrêté. Une fois poussé vers la position d'ouverture des passages telle que montrée sur la figure 2, le tiroir 14 est retenu en position, tant que le moteur 25 est arrêté, au moyen de l'attraction magnétique entre l'aimant 16 maintenu entre le corps de vanne 13 et le manchon 18, et une plaque annulaire 26 en acier fixée à l'extrémité de gauche du tiroir par un organe de fixation 27. Apres que le bouchon 8 de vidange et le couvercle 10 ont été retirés, de l'huile peut être ajoutée au dispositif et en être vidangée. Le raccord d'huile 3, pour le remplissage sous pression du dispositif 1, renferme un clapet de retenue destiné & empêcher toute perte d'huile à travers le raccord après le remplissage lorsque le tiroir 14 reste dans la position d'ouverture des passages. Le clapet de retenue empêche l'huile de s'écouler du raccord d'huile 3 à tous moments, à moins qu'une pression d'huile extérieure soit appliquée pour libérer le clapet de retenue. Apres l'entretien, le couvercle 10 et le bouchon 8 de vidange sont remis en place sur le raccord d'huile 3 et dans la sortie 9, respectivement. Comme indiqué précédemment, le tiroir 14 reste dans la position d'ouverture des passages montrée sur la figure 2, en raison de l'attraction magnétique entre l'aimant 16 et la plaque d'acier 26, tant que le moteur reste arrêté. A cet égard, l'aimant est une particularité supplémentaire qui n'est pas nécessaire au fonctionnement correct de l'invention. Par exemple, le frottement établi par les joints d'étanchéité 23 est suffisant, dans de nombreuses applications, pour maintenir le tiroir en position durant l'opération de remplissage. A la suite de la mise en marche du moteur 25, un bloc 28 d'alimentation fournit de l'huile à haute pression appliquée à l'extrémité de gauche du tiroir 14 au moyen d'un passage 30 formé dans le corps de vanne 13 et du passage central 17 traversant l'aimant 16. La force provenant de l'huile à haute pression vainc la force de l'attraction magnétique entre l'aimant 16 et la plaque 26 et du frottement statique des joints d'étanchéité et entraîne le tiroir 14 vers la droite comme montré sur le dessin afin de fermer le passage 4 de remplissage et le passage 7 de vidange. Ceci se produit automatiquement a la mise en marche du moteur 25. Dans une telle condition, même si l'opérateur a négligé de remettre en place le bouchon 8 de vidange, toute fuite d'huile par le passage 7 de vidange est empêchée. Une fois que le moteur 25 est arrêté, le tiroir 14 reste dans la position de fermeture des passages montrée sur la figure 1 en raison du frottement statique des joints d'étanchéité 23 entre le tiroir et le manchon 18 comme indiqué précédemment. Par conséquent, la sécurité de l'aéronef et le fonctionnement fiable du dispositif à génératrice à entraînement intégré sont protégés de façon sûre contre tout entretien incorrect du dispositif par l'opérateur et sans nécessiter l'utilisation d'un matériel spécial, extérieur au dispositif. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la vanne de remplissage de liquide et le dispositif selon l'inven- Z637651 tion pourraient être utilisés pour l'addition et la vidange de liquide avec d'autres types de dispositifs que la génératrice à entraînement intégré d'un aéronef comme décrit ici. En outre, bien qu'un seul tiroir ferme automatiquement et simultanément à la fois le passage de remplissage et le passage de vidange à la suite de la mise en marche du moteur conformément à la forme de réalisation décrite, d'autres agencements de distribution pourraient être utilises pour réaliser la fermeture décrite de ces passages lors de la mise en marche du moteur. REVENDICATIONS 1. Dispositif à utiliser conjointement avec un moteur (25), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (2) destinés à contenir un liquide, un moyen (4) à passage de remplissage destiné à ajouter du liquide au dispositif, un moyen (7) à passage de vidange destiné à vidanger du liquide du dispositif, un moyen à vanne mobile (12) destiné à ouvrir et à fermer le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange, et des moyens destinés à positionner le moyen à vanne de façon à fermer à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange en réponse à la mise en marche du moteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de positionnement du moyen à vanne comprennent des moyens destinés à appliquer la pression d'un fluide au moyen à vanne en réponse à la mise en marche du moteur afin de placer le moyen à vanne de façon à fermer à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen à vanne comprend des moyens destinés à maintenir le moyen à vanne dans une position fermant à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange lorsque le moteur est arrêté. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent le frottement statique de joints d'étanchéité (23) disposés autour du moyen à vanne. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens destinés à agir prioritairement, à la main, sur lesdits moyens de maintien afin que le moyen à vanne puisse être placé de manière à ouvrir à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange lorsque le moteur est arrêté pour permettre le remplissage du dispositif avec un liquide. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour retenir le moyen à vanne dans une position ouvrant à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange lorsque le moyen à vanne a été déplacé manuelle- ment vers ladite position et en l'absence d'une mise en marche du moteur. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de retenue comprennent des moyens (16, 26) destinés à maintenir magnétiquement le moyen à vanne dans la position d'ouverture à la fois du moyen à passage du remplissage et du moyen à passage de vidange, la force du maintien magnétique du moyen à vanne étant inférieure à la force appliquée au moyen à vanne par lesdits moyens de positionnement en réponse au démarrage du moteur de manière que le moyen à vanne puisse être déplacé par lesdits moyens de positionnement pour fermer à la fois le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange à la suite de la mise en marche du moteur. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen à passage de remplissage comprend une entrée pour le liquide destiné au dispositif et le moyen à passage de vidange comprend une sortie (9) pour le liquide provenant du dispositif, un bouchon (8) de vidange étant prévu pour fermer de façon amovible ladite sortie du moyen à passage de vidange et un couvercle (10) étant prévu pour couvrir de façon amovible ladite entrée du moyen à passage de remplissage. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une génératrice (1) à entraînement intégré pour un aéronef. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide contenu dans le dis- positif est une huile. 11. Dispositif, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (2) destinés à contenir un liquide, un moyen (4) à passage de remplissage destiné à ajouter du liquide au dispositif, un moyen (7) à passage de vidange destiné à vidanger du liquide du dispositif, un moyen à vanne mobile (14) destiné à ouvrir et fermer le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange, des moyens (16, 26) étant prévus pour maintenir magnétique- ment le moyen à vanne dans une position d'ouverture à la fois du moyen à passage de remplissage et du moyen à passage de vidange. 12. Dispositif selon la revendication 11 à utiliser conjointement avec un moteur (25), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens destinés à position- ner le moyen à vanne afin de fermer le moyen à passage de remplissage et le moyen à passage de vidange en réponse à une mise en marche du moteur, la force des moyens de maintien magnétique sur le moyen à vanne étant inférieure à la force appliquée au moyen à vanne par lesdits moyens de positionnement en réponse à une mise en marche du moteur afin que le moyen à vanne puisse être déplacé et disposé de façon à fermer à la fois le moyen à passage de remplis- sage et le moyen à passage de vidange.