Brevet FR2651342A1 — publié le 19910301

"a 2651342 DISPOSITIF D'IEQLIBRAE EN PRESSIN D'UNE CAPAITE DE GAZ M1R, 1AM T PORAR mAT PAuRiR SOUS IMASI L'invention concerne un dispositif destiné à équilibrer les pressions externe et interne d'une capacité de gaz - et notamment d'air - immergée, munie de parois mobiles ou déformables, la position de ces parois ne devant pas être influencée par les variations d'immersion de la capacité. Un exemple typique d'application est constitué par les haut-parleurs sous-marins, destinés au dragage des mines acoustiques. L'équipression interne-externe des diaphragmes formant les faces parlantes de ces haut-parleurs, nécessaire à leur bon fonctionnement, est assurée par l'utilisation d'une vessie souple de compensation maintenue dans un réservoir à l'arrière du véhicule de draguage, la vessie étant en communication avec la capacité à équilibrer. Les moyens de montage du réservoir maintiennent celui-ci fixement au niveau général de la capacité à équilibrer. Le principe de la mise en équipression est le suivant: toute variation d'immersion de navigation du veéhicule entraîne une variation de la pression hydrostatique appliquée aux diaphragmes de haut-parleur et simultanément une compression ou une dilatation de la vessie de compensation jusqu'à ce que l'équilibre des pressions interne et externe de cette capacité soit rétabli. Cette compensation se fait de manière autonome et automatique et parait donc satisfaisante. Mais elle souffre d'une limitation, ne permettant une immersion nominale de navigation que d'environ 8 m, avec des variations possibles de 4 m autour de cette immersion nominale. L'invention a pour but de proposer un dispositif d'équilibrage d'une capacité immergée, compatible avec des immersions profondes et des variations importantes autour de l'immersion nominale. A titre d'exemple, une profondeur d'immersion nominale d'environ 60 m est envisagée, avec des variations de plus ou moins 30 m. L'adaptation pure et simple de la technique connue pour les faibles immersions ne convient pas: en effet, les grandes différences de hauteur d'immersion entraTnent des fortes variations de pression hydrostatique et, partant, nécessitent des variations de volume de vessie relativement importantes. Or, une vessie souple de grande capacité se déforme, immergée, d'abord en sa partie basse o la pression hydrostatique est plus élevée. Cette partie basse se déplacera par rapport au réservoir fixe et donc à la capacité, et il existera entre le niveau moyen de cette partie basse et le niveau moyen fixe (par rapport à la capacité) des parois mobiles à équilibrer une différence de hauteur variable, entraîtnant une différence des pressions interne et externe variable au niveau des parois à équilibrer. L'équipression recherchée ne sera donc pas atteinte. Cette difficulté est résolue conformément à l'invention du fait que les moyens de montage du réservoir maintenant la vessie sont agencés pour permettre au réservoir un déplacement relatif vertical par rapport à la capacité de gaz de manière à maintenir le front moyen des plis de la vessie au niveau des parois à équilibrer lors de l'immersion plus ou moins profonde de la capacité. Avantageusement, les moyens de montage du réservoir comprennent un moyen de guidage selon au moins une composante verticale, et un moyen de rappel élastique. Les premiers comprennent avantageusement un bras, solidaire du réservoir et articulé autour d'un axe horizontal, tandis que les seconds comprennent un ressort exerçant son action sur un câble relié au bras articulé, de préférence par l'intermédiaire d'un secteur solidaire du bras et autour duquel le câble s'enroule partiellement. Il est avantageux de prévoir deux réservoirs répartis de chaque côté de la capacité. L'application préférée de l'invention est l'éq uilibrage des faces parlantes des haut-parleurs sous-marins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, se référant aux dessins annexés sur lesquels: - les figures 1A, 1B, 1C sont trois vues schématiques d'une capacité munie de deux réservoirs de vessies de compensation, mobiles par rapport à la capacité, à trois stades d'immersion. - La figure 2 est une vue latérale d'un réservoir et de sa vessie interne de compensation. - La figure 3 est une vue schématique montrant les moyens de montage d'un réservoir et de sa vessie de compensation au côté de la capacité à équilibrer. - La figure 4 montre l'implantation du dispositif de l'invention dans un véhicule sous-marin pour la chasse aux mines acoustiques. La capacité d'air immergée 1 est étanche et comprend une paroi mobile devant rester indifférente aux variations d'immersion autour d'une immersion nominale. Une telle paroi mobile peut être constituée par le diaphragme d'un haut-parleur sous-marin. On désigne par O l'axe horizontal de la paroi à équilibrer, et par H le plan horizontal contenant cet axe. De part et d'autre de la capacité 1, on prévoit deux réservoirs mobiles 2, contenant une vessie souple 4 (figure 2) dont le volume intérieur est relié par une communication souple, schématisée en 3, au volume intérieur de la capacité d'air 1. Les réservoirs 2 comportent dans leur paroi des orifices de passage non représentés communiquant avec le milieu extérieur, c'est-à-dire avec l'eau environnante, de manière que les vessies 4 qu'ils contiennent soient soumises à la pression hydrostatique ambiante. Commne la pression hydrostatique s'exerçant sur le bas de la vessie 4 est supérieure à celle qui s'exerce sur le haut, la vessie 4 soumise à une pression qui augmente avec la profondeur de l'immersion va se contracter de bas en haut en formant des plis 4' définissant un front sensiblement horizontal. Selon le principe de l'invention, illustré très schématiquement sur les figures 1A, lB et 1C, les moyens de montage des réservoirs 2 par rapport à la capacité 1 sont tels que le front moyen bas 4' de la vessie 4 se trouve sensiblement toujours dans le plan H contenant l'axe O des parois mobiles de la capacité 1 à équilibrer, et ce, dans une plage de variation de profondeur d'immersion autour de la profondeur nominale d'immersion de la capacité 1. Pour cela, il convient comme le montrent les figures lA et 1C que les réservoirs soient mobiles entre: - une position haute (figure 1A) o les vessies ne sont pas contrac- tées dans les réservoirs 2, c'est-à-dire que le point bas des réservoirs 2 est sensiblement tangent au plan H - et une position basse (figure 1C) o les vessies sont complètement (ou presque) écrasées dans les réservoirs 2, lesquels sont alors remplis d'eau 5, et sont sensiblement tangents au plan H au niveau de leur partie supérieure. Entre ces deux positions extrêmes, existent toutes sortes de positions intermédiaires telles que celle de la figure lB, o les vessies sont en partie contractées dans les réservoirs 2, toujours de manière telle que le front moyen des plis 4' de la vessie soit sensiblement dans le plan H. Dans ces conditions, on comprend que, conformément à l'invention, la pression d'air régnant dans les vessies de compensation 4 est toujours égale à la pression hydrostatique au niveau du plan H, et donc que la pression d'équilibrage offerte par lesdites vessies au volume interne de la capacité 1 soit précisément celle qui règne à l'extérieur des parois mobiles de la capacité, de sorte que celles-ci sont parfaitement équilibrées et ne se déplacent pas malgré les variations de profondeur d'immersion. Les moyens de montage mobile des réservoirs 2 sur la capacité 1 sont réalisables sous diverses formes. C'est ainsi qu'il est possible de prévoir que les réservoirs 2 sont montés mobiles en translation verticale, et soutenus par un dispositif à ressort. Toutefois, dans une forme préférée d'exécution (figure 3), chaque réservoir 2 est monté sur un système de charnières ou articulations 6 d'axe horizontal par un bras 7. Un secteur circulaire de renvoi 8, lié au bras 7 du réservoir 2, est centré sur l'articulation 6 et reçoit sur une gorge formée dans sa périphérie circulaire une extrémité d'un câble 9 dont l'autre extrémité est liée à un ressort de rappel 10, lui-même solidaire d'un point fixe du châssis. Lors de la descente sous-marine du système à équilibrer, la vessie 4 se contracte, la poussée d'Archimède s'exerçant sur elle diminue donc; son poids apparent dans l'eau augmente, et le couple s'exerçant sur le bras 7 (tendant à faire pivoter le réservoir dans le sens horaire) augmente. Ce couple est centré par le moment de rappel imposé sur le bras 7 par le ressort 10 qui se comprime progressivement assurant la descente réglée du réservoir 2, tout en le maintenant. Lors de la remontée du système à équilibrer, le fonction- nement inverse se produit. Il est possible de prévoir des butées, hautes et basses, délimitant les déplacements possibles du réservoir. Par ailleurs, on peut pour moduler le contre-couple de rappel exercé par le câble 9 prévoir un secteur d'enroulement 8, non pas circulaire, mais à rayon variable, et/ou un ressort 10 de rappel à raideur variable. La figure 4 illustre l'implantation du dispositif conforme à l'invention dans un véhicule sous-marin 11 pour la chasse aux mines acoustiques. On sait qu'un tel véhicule est destiné à influencer les mines de feu acoustiques des mines dans le but de les détruire en les faisant exploser. Il constitue l'émetteur sonore du système de dragage et peut-être remorqué à distance (par exemple 450 m) derrière le bâtiment porteur, ou bien naviguer de façon autonome. La capacité 1 comporte l'émetteur principalement constitué par un double haut-parleur. Les faces parlantes sont deux diaphragmes hémisphériques 12 disposés latéralement et se mouvant en opposition de phase. L'étanchéité de ces diaphragmes est assurée par des joints circulaires déformables en caoutchouc. Le véhicule 11 comprend deux réservoirs 2 d'environ 80 1 à l'avant et à l'arrière de la capacité 1. Chaque réservoir est constitué par un cylindre allongé à parois frontales arrondies, maintenus sur deux génératrices par deux bras doubles 7, montés en pivotement sur un axe d'articulation 6 (ou deux demi-axes) prévus dans une chape solidaire du châssis du véhicule 12. Contre l'intérieur d'un des bras doubles 7, un secteur solidaire 8 est monté. Une extrémité d'un câble 9 est fixée au secteur 8 et son autre extrémité à un ressort fixé au châssis du veéhicule 12. Les vessies 4 des deux réservoirs 2 sont en communication par une liaison souple 3, elle-même raccordée (de manière non représentée) à l'intérieur de la capacité 1. Les réservoirs 2 comportent, fixé sur un génératrice, un volet rectangulaire 13 anti-tangage destiné à amortir les mouvements parasites d'oscillations rapides du réservoir, en provoquant un couple résistant visqueux, dû à la traînée dans l'eau de ce plan. La figure 4 montre les réservoirs 2 en position haute, ainsi qu'une esquisse 2' des réservoirs en position basse. Ces positions correspondent à une immersion comprise entre environ 35 met 90 m. REV&qDICATIOS 1. Dispositif d'équilibrage en pression d'une capacité (1) du gaz immergé, munie de parois mobiles ou déformables (12), ce dispositif comprenant une vessie souple (4) immergée de compensation, maintenue dans un réservoir (2) et communiquant avec ladite capacité (1) et disposée grâce à des moyens de montage sensiblement au niveau général de celle-ci, caractérisé en ce que les moyens de montage du réservoir (2) de la vessie (4) de compensation sont agencés pour permettre au réservoir (2) un déplacement relatif vertical par rapport à la capacité de gaz (1) de manière à maintenir le front moyen (4') des plis de la vessie (4) au niveau (fI) des parois à équilibrer lors de l'immersion plus ou moins profonde de la capacité. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de montage du réservoir (2) comprennent un moyen de guidage (6,7,8) selon au moins une composante verticale, et un moyen de rappel élastique (9,10). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de montage du réservoir comprennent un bras articulé (7) autour d'un axe horizontal (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de rappel comprend un ressort (10) exerçant son action sur un câble (9) relié au bras articulé (7). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le câble (9) est relié au bras articulé (7) par l'intermédiaire d'un secteur solidaire (8) du bras (7) et sur lequel il s'enroule. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce qu'il comprend deux réservoirs (2) situés de part et d'autre de la capacité (1) à équilibrer. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la capacité (1) à équilibrer a comme parois mobiles des faces parlantes de haut-parleur sous-marin.