Brevet FR2746479A1 — publié le 19970926

La présente invention concerne des ensembles de sépa- ration de liquide. Dans un ensemble de séparation de liquide, un liquide, souvent sous forme de gouttelettes ou d'aérosols, est séparé d'un courant gazeux par un appareil tel qu'un appareil de coalescence. Le liquide est collecté dans un récipient et évacué de celui-ci. Un exemple particulier d'un ensemble de ce type est un circuit d'aéronef utilisé pour la mise sous pression des réservoirs hydrauliques. De l'air provenant d'une prise d'air des réacteurs de l'aéronef et/ou de l'air provenant d'une unité auxiliaire d'alimentation sont transmis aux réservoirs par une unité de mise sous pression des réservoirs. Cette unité traite l'air transmis aux réservoirs hydrauliques par filtration, séparation d'eau et régulation de pression. L'ensemble de séparation fait partie de la fonction de séparation d'eau. L'eau libre et les aérosols aqueux s'associent par coalescence et l'eau résultante peut tomber sous l'action de la pesanteur dans un récipient. L'eau est évacuée du récipient par manoeuvre d'une soupape manuelle de purge. En général, l'unité de mise sous pression des réser- voirs est à un emplacement peu accessible. Sa maintenance est difficile et elle n'est réalisée en théorie qu'après 250 h de vol. Cependant, lorsque la température se trouve au-dessous de 0 OC à ce moment, la purge manuelle est impossible car l'eau a gelé. Ce comportement peut empêcher un fonctionnement effi- cace de l'unité de mise sous pression des réservoirs puisque l'accumulation d'eau dans l'unité peut être si importante que l'air transmis aux circuits hydrauliques n'est pas dépourvu d'eau. Dans un premier aspect, l'invention concerne un ensemble de séparation de liquide qui comporte un boîtier contenant un séparateur de liquide, le boîtier retenant le liquide séparé et ayant un passage qui rejoint une sortie commandée par une soupape, et l'ensemble est caractérisé en ce que la soupape est une soupape commandée par une pression et elle fonctionne de manière automatique et périodique par ouverture de la sortie et évacuation du liquide du boîtier. L'invention concerne aussi une unité de mise sous pression des réservoirs d'un aéronef qui comporte une entrée destinée à être raccordée à une source d'air comprimé et une sortie destinée à être raccordée à un réservoir hydraulique, l'unité comprenant un ensemble de séparation de liquide tel qu'indiqué par le premier aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faite en référence au dessin annexé dont la figure unique est une coupe d'une partie d'un ensemble d'association de liquide par coalescence dans une unité de mise sous pression de réservoirs d'un aéronef. On se réfère au dessin; l'ensemble comporte un boîtier ayant une base 11 et une paroi latérale périphérique 12. Le boîtier 10 a aussi une extrémité supérieure fermée (non représentée), une entrée (non représentée) d'air chargé d'eau et une sortie (non représentée) d'air dont l'eau a été retirée. L'entrée est raccordée afin qu'elle reçoive l'air d'une prise d'une source d'air comprimé. L'air peut provenir de l'un des systèmes moteurs de l'aéronef, par exemple des réacteurs principaux ou d'une unité auxiliaire. La sortie peut être raccordée à un régulateur de pression. Le boîtier 10 possède un élément 13 de coalescence sous forme d'un élément de filtration de forme générale tubu- laire. L'entrée débouche à l'intérieur de l'élément 13 et, lorsque l'air circule dans l'élément radialement vers l'extérieur, l'eau s'associe par coalescence dans l'élément et tombe sous forme de gouttelettes 14 qui rejoignent le volume 15 de l'eau qui s'est déjà associée par coalescence. L'élément 13 peut être formé par exemple par une masse de fibres entremêlées. Ce filtre est vendu sous la marque de fabrique "Profile" par Pall Corporation. La base 11 du boîtier 10 a une soupape destinée à régler l'évacuation de l'eau associée par coalescence. Le boîtier 10 est réalisé avec un trou 16 dont une première extrémité est raccordée à une entrée 17 d'air comprimé et l'autre extrémité rejoint un passage 18 coaxial à l'axe du trou 16 et s'étendant d'une première extrémité ouverte 19, au niveau du trou 16, à une seconde extrémité ouverte 20, placée à l'extrémité de la base 11. Un piston 21 peut coulisser dans le trou 16 et il a une face 33 de travail tournée vers l'entrée 17. Le piston 21 a une tige 22 ayant une partie radialement épaisse 23 dans le trou 16. La partie épaisse 23 est raccordée par un épaulement tronconique 24 à une partie relativement mince 25 de tige placée dans le passage 18. Le rayon de cette partie relativement mince 25 de tige est tel qu'il existe une cavité annulaire 26 entre la partie relativement mince 25 de tige et la paroi du passage 18. Un passage 27 de sortie part de la base 11 et rejoint cette partie du passage 18. Un joint d'étanchéité 35 est placé autour du piston 21 et assure l'étanchéité entre le piston 21 et le trou 16. La partie relativement mince 25 de tige rejoint elle- même une troisième partie de tige 28 qui est ajustée intimement dans le passage 18. Un joint 34 d'étanchéité entoure cette partie 28 et assure l'étanchéité entre la partie 28 et le passage 18. Dans la position du piston 21 et de la tige 22 représentée sur le dessin, une extrémité de la tige 22 distante du piston 21 dépasse de la seconde extrémité 20 du passage 18. La partie 23 de tige qui est relativement épaisse est entourée d'un ressort hélicoïdal qui agit entre une surface du piston et une face annulaire d'extrémité du trou 16. Une sortie 32 est formée en un point bas de la paroi du trou 16. Pendant l'utilisation, l'entrée 17 d'air comprimé est raccordée à une source d'air, provenant par exemple d'une unité motrice d'un aéronef, notamment des réacteurs princi- paux ou d'une unité auxiliaire. Lorsque l'ensemble moteur est en fonctionnement, de l'air à une pression supérieure à la pression ambiante est transmis à la face 33 de travail du piston. Il comprime le ressort 29 et applique l'épaulement tronconique 24 à la première extrémité ouverte 19 du passage 18. Ce comportement empêche alors la communication entre le passage 27 qui débouche de la base 11 et la sortie 32 dans le trou 16. L'extrémité de la tige 22 est aussi maintenue en position dans laquelle elle dépasse de la seconde extrémité ouverte 20 du trou 16 pour indiquer que la soupape est fermée. Lorsque l'unité motrice s'arrête (par exemple lorsque les réacteurs sont arrêtés), l'air sous pression n'est plus transmis à l'entrée 17 et à la face 33 de travail du piston 21. Le ressort 29 agit alors de manière qui le piston 21 se déplace vers l'entrée 17 d'air comprimé. L'opération provoque alors un déplacement de l'épaulement tronconique 24 qui s'écarte de la première extrémité ouverte 19 du passage 18 et permet ainsi la circulation de l'eau du boîtier 10 dans le passage 27 vers la cavité 26, autour de la partie relativement mince 25 de tige, dans le trou 16 et vers l'extérieur par la sortie 32. L'extrémité de la tige 22 distante du piston 21 recule aussi dans la seconde extrémité ouverte 20 du passage 18 et indique que la soupape est ouverte. De cette manière, la soupape fonctionne chaque fois que l'ensemble moteur s'arrête de fonctionner. Par exemple, lorsque l'ensemble moteur est constitué d'un réacteur prin- cipal de l'aéronef, la soupape s'ouvre chaque fois que les réacteurs sont arrêtés. Evidemment, il arrive que la température ambiante soit inférieure ou égale à la tempé- rature de congélation et empêche l'évacuation. Le boîtier est suffisamment grand pour stocker l'eau ou la glace si bien qu'un certain nombre de défauts de fonctionnement est possible avant que la soupape ne puisse libérer l'eau, à un moment o il n'existe plus de conditions de gel. Il faut noter que l'ensemble décrit précédemment en référence au dessin n'est pas obligatoirement utilisé dans un aéronef car il peut être utilisé dans tout ensemble de séparation. Il n'est pas nécessaire que le gaz soit de l'air ni que le liquide soit de l'eau. Lors d'une utilisation ailleurs que dans un aéronef, l'entrée 17 de pression d'air peut être raccordée à toute source d'air comprimé variable périodiquement. Il faut noter que la disposition peut être inverse, c'est-à-dire que la soupape est ouverte lorsque de l'air comprimé est appliqué et fermée en l'absence d'air comprimé. Il est aussi possible de ne pas utiliser l'indication donnée par l'extrémité en saillie de la troisième partie de tige 28. Il n'est pas nécessaire que la soupape soit logée dans un prolongement du boîtier placé sous le boîtier 10 et sous la base 11 car la soupape peut être séparée. En outre, il n'est pas nécessaire que la soupape soit commandée par une pression différentielle, car elle peut être commandée par une pression agissant sur une seule face. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux ensembles et unités qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble de séparation de liquide, comprenant un boîtier (10) qui contient un élément séparateur (13) de liquide, le boîtier (10) contenant le liquide séparé, le boîtier (10) ayant un passage qui rejoint une sortie qui est commandée par une soupape, caractérisé en ce que la soupape est une soupape commandée par une pression et elle fonc- tionne automatiquement de manière périodique en ouvrant la sortie et en évacuant le liquide du boîtier (10). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage (18) est normalement fermé par un organe obturateur qui s'ouvre périodiquement de manière automatique pour l'évacuation du liquide. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la soupape est une soupape à pression différentielle. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape est maintenue en position fermée par la pression, une réduction de la pression provoquant l'ouverture de la soupape (21). 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la soupape comporte un piston (21) qui peut coulisser dans un trou (16), le piston (21) étant rappelé par un ressort dans une position dans laquelle la soupape ouvre la sortie, le piston (21) étant raccordé à une source de fluide à pression variable, le piston (21), lorsque la pression du fluide est à un niveau élevé, étant déplacé malgré la force de rappel du ressort pour la fermeture de la soupape, le piston (21), lorsque la pression du fluide est à un niveau inférieur, étant déplacé par une force de rappel du ressort de manière que la soupape soit ouverte. 6. Ensemble selon la revendication 5, destiné à être monté sur un aéronef, caractérisé en ce que le fluide à une pression élevée et le fluide à une pression faible proviennent du système moteur de l'aéronef, la pression élevée étant transmise par le système moteur lorsqu'il fonctionne et la pression faible existant lorsque le système moteur ne fonctionne pas. 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le trou (16) a une extrémité qui débouche à l'air ambiant, une face du piston (21) étant exposée à l'air ambiant, la force de rappel par le ressort étant exercée par un ressort qui agit contre une seconde face du piston (21). 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications à 7, caractérisé en ce que le trou (16) est coaxial à une partie du passage (18) qui a un diamètre plus petit que le trou (16) et qui rejoint le trou (16), le piston (21) ayant une tige (22) placée le long du trou (16) et de la partie de passage et qui possède un épaulement (24) qui est au contact d'une extrémité de la partie de passage au niveau du trou (16) afin qu'il ferme cette partie de passage. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la sortie (27) est formée dans une paroi du trou (16). 10. Ensemble selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la partie de passage possède une extrémité ouverte (20) à l'extrémité opposée à l'extrémité du trou (16), la tige (22) ayant une extrémité distante du piston qui dépasse de l'extrémité ouverte (20) lorsque la soupape est fermée et qui se trouve dans ladite partie de passage lorsque la soupape est ouverte pour indiquer l'état de fonctionnement de la soupape. 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la soupape se trouve dans une partie du boîtier (10) qui est au-dessous de la base du boîtier (10). 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le séparateur est un élément (13) de filtration fonctionnant par coalescence. 13. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble est associé à une source d'énergie, la soupape s'ouvrant sous la commande de la source d'énergie lorsque celle-ci est rendue inopérante. 14. Unité de mise sous pression de réservoirs d'aéro- nef, comprenant une entrée destinée à être raccordée à une source d'air comprimé et une sortie destinée à être raccor- dée à un réservoir hydraulique, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble de séparation de liquide selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.