Brevet FR2794984A1 — publié le 20001222

DISPOSITIF D'OUVERTURE AUTOMATIQUE D'UN ORGANE DE SECURITE, EN RESPONSE A UNE ELEVATION DE TEMPERATURE L'invention concerne un dispositif d'ouverture automatique d'un organe de sécurité, en réponse à une élévation de température. Ce dispositif peut être utilisé pour déclencher l'ouverture d'une buse d'extinction automatique d'incendie, d'une porte coupe-feu, d'un clapet coupe-feu, d'une trappe de désenfumage ou d'un radôme, par exemple. Dans certaines installations d'extinction automatique d'incendie il est courant d'utiliser comme dispositif déclencheur automatique un assemblage comprenant un fusible en alliage souvent ternaire changeant d'état à une température bien définie. Il est également fréquent d'utiliser un dispositif électronique comportant un élément sensible à l'élévation de température, et d'en effectuer un traitement électronique de façon à commander l'ouverture d'une vanne, ou d'une serrure. Ces deux produits présentent des inconvénients. La pastille fusible n'est pas fiable. Les alliages vieillissent avec le temps, leur température de fusion s'en trouve modifiée et leurs caractéristiques mécaniques sont telles que les fonctionnements peuvent être accidentels ou au contraire ne pas avoir lieu. Les dispositifs électroniques nécessitent câblages et source d'électricité. Dans tous les cas, l'installation demande l'assemblage de plusieurs pièces, ce qui entraîne addition de causes de non-fonctionnement et augmentation de coût. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients précités, et de présenter l'ensemble des qualités suivantes - réponse fiable et fidèle à l'élévation de température, - aptitude à fonctionner vérifiable facilement au cours des inspections, - robustesse, - conception et assemblage simples et comportant le minimum de pièces, - stabilité de la composition et de la cristallisation, donc stabilité de la température de déclenchement, - visualisation du fonctionnement. A cet effet, l'invention met en oeuvre au moins une pièce métallique réalisée dans un alliage à mémoire de forme, utilisée après un traitement thermique et mécanique, et dans un domaine de température lui conférant une qualité dite d'effet mémoire simple forme. La pièce en alliage est réalisée et traitée thermiquement pour mémoriser sa forme initiale. Puis elle est déformée pour passer à sa forme temporaire, ou active. Cette déformation mécanique induit un potentiel de mouvement, qui est libéré lorsque la pièce atteint la température, dite de transition, à laquelle la pièce revient à sa forme initiale par déformation plastique. La déformation plastique et la température de transition dépendent de l'alliage choisi pour réaliser la pièce. L'invention a pour objet un dispositif d'ouverture automatique d'un organe de sécurité, en réponse à une élévation de température, l'organe de sécurité se déplaçant axialement dans un passage et étant soumis à une sollicitation permanente à l'ouverture, caractérisé en ce que l'organe de sécurité est maintenu en position de fermeture, directement ou non, au moyen d'au moins une butée et une entretoise en alliage à mémoire de forme, de sorte que, lorsque la température atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'entretoise revienne à sa forme initiale et déplace la butée, assurant ainsi la libération de l'organe de sécurité. Selon d'autres caractéristiques - l'entretoise est une tige de section rectangulaire, vrillée pour passer à sa forme active, le déplacement de la butée se faisant par rotation ; - l'entretoise est disposée entre l'organe de sécurité et la butée ; - l'organe de sécurité est retenu directement par la butée ; - l'organe de sécurité est retenu indirectement par la butée constituée par une rondelle, par l'intermédiaire de billes coopérant avec une gorge annulaire de l'organe de sécurité. D'autres caractéristiques ressortent de la description qui suit faite avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 a est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un premier mode de réalisation de l'invention dans une application à une vanne à ouverture automatique ; - la figure lb est une vue partielle de dessus de la vanne de la figure 1 a, - la figure 2 est une vue schématique en coupe partielle axiale du premier mode de réalisation de l'invention appliqué à une serrure à ouverture automatique ; - la figure 3a est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention dans une application à un bouchon à ouverture automatique ; - la figure 3b est une vue de dessus de la figure 3a, - la figure 4 est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un troisième mode de réalisation de l'invention dans une application à un bouchon à ouverture automatique maintenu en position de fermeture par des billes ; - la figure 5 est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un quatrième mode de réalisation de l'invention appliqué à l'ouverture automatique d'une vanne à boisseau sphérique. Dans le mode de réalisation de la figure 1, une vanne à ouverture automatique en réponse à une élévation de température, est disposée à l'extrémité d'une canalisation non représentée située sous la vanne 4, dans l'axe du passage 7 obturé par le bouchon 8. L'étanchéité entre le bouchon 8 et le passage 7 est assurée par des joints toriques 6. Le corps de la vanne 4 est prévu cylindrique, par exemple, avec une ouverture latérale 9 pour l'échappement du fluide sous pression arrivant par la canalisation non représentée et le passage 7. Le corps de la vanne 4 est fermé par un chapeau 1 vissé par exemple, et présentant une ouverture centrale 10, rectangulaire par exemple, dont le grand axe est perpendiculaire au plan de la figure l a. Cette ouverture centrale 10 est prévue pour laisser passer une butée 2 de forme correspondante. La butée 2 est placée sous le chapeau 1 avec son grand axe dans le plan de la figure 1. Entre la butée 2 et le bouchon 8 est disposée une entretoise 3 en alliage à mémoire de forme. L'entretoise se présente de préférence sous forme d'une tige de section carrée ou rectangulaire, dont la section est calculée pour présenter la résistance à la compression nécessaire pour maintenir le bouchon 8 dans le passage 7. Par exemple, pour une vanne à C02 dont le passage 7 a un diamètre de 12mm, la section de l'entretoise 3 est de 8x4mm. La forme initiale de l'entretoise 3 est rectiligne. Puis l'entretoise 3 est vrillée d'un quart de tour pour passer à sa forme active. L'entretoise est alors mise en place et solidarisée d'une part au bouchon 8, d'autre part à la butée 2 qui est dans la position représentée aux figures 1 a et lb. Le chapeau 1 est alors immobilisé et de préférence plombé pour éviter tout dérangement. Le bouchon 8 est avantageusement bloqué en rotation par rapport au corps de la vanne 4 par un ergot 5, ou par la forme, carrée ou hexagonale par exemple, de sa partie supérieure. Lorsque la température s'élève et atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme constituant l'entretoise 3, l'entretoise revient à sa forme initiale rectiligne. Comme le bouchon 8 est bloqué en rotation, c'est la butée 2 qui effectue une rotation d'un quart de tour. Elle se trouve alors en face de l'ouverture centrale 10 et elle cesse de jouer son rôle de butée. La pression existant dans le passage 7 soulève alors le bouchon 8 qui n'est plus retenu par l'entretoise 3 et la butée 2. La butée 2 passe à travers l'ouverture centrale 10 et le bouchon 8 est projeté jusqu'au chapeau l qui le retient. Pendant ce temps, le fluide régnant dans la canalisation non représentée et dans le passage 7 s'échappe par l'ouverture latérale 9. Dans la figure 2, les éléments de structure jouant le même rôle que dans les figures la et lb, portent les mêmes références. Le corps de serrure 4 porte un chapeau 1 muni d'une ouverture centrale 10. La butée 2 est solidaire de l'entretoise 3 en alliage à mémoire de forme. Un pêne 11 faisant saillie du corps de serrure 4 est sollicité vers le haut par des ressorts 12. L'entretoise 3, de forme initiale rectiligne, est vrillée d'un quart de tour dans sa forme active. Lorsque la température atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'entretoise revient à sa forme initiale, entraînant la rotation de la butée 2 qui passe dans l'ouverture centrale 10 sous l'action des ressorts 12, le pêne 11 s'effaçant alors dans le corps de serrure 4 et libérant, par exemple, une porte coupe-feu. Comme dans le cas de la figure la, l'entretoise 3 travaille en compression pour bloquer le mouvement du pêne. Dans les figures 3a et 3b, les entretoises 3 travaillent en traction pour bloquer le mouvement du bouchon 8 (ou du pêne 11). Le corps de vanne 4 comporte un bouchon 8 destiné à être libéré pour assurer l'ouverture de la vanne. Au moins une entretoise 3 est fixée à son extrémité inférieure au corps de vanne 4, éventuellement par une pièce de fixation 13. A son extrémité supérieure, elle est fixée à une butée 14 de retenue du bouchon 8. L'entretoise 3, rectiligne dans sa forme initiale, est vrillée d'un quart de tour dans sa forme active, de sorte que la butée de retenue 14 est disposée radialement par rapport au corps de vanne 4 et assure le blocage du bouchon 8 en traction. Lorsque sa température de transition est atteinte, l'entretoise 3 revient à sa forme initiale. La butée de retenue 14 est alors disposée tangentiellement au corps de vanne 4 et le bouchon 8 est libéré, assurant l'ouverture de la vanne. La même disposition s'applique au cas d'un pêne sollicité par des ressorts, comme dans la figure 2. Dans le mode de réalisation de la figure 4a, le bouchon n'est pas maintenu directement par l'entretoise 3 qui n'a pratiquement pas d'effort à subir de façon permanente dans le sens longitudinal. Le corps de vanne 4 présente un passage central pour un bouchon 8 comportant une gorge annulaire 15 susceptible de recevoir des billes de blocage 16. Ces billes 16 sont maintenues dans la gorge 15 par une rondelle 17 sollicitée vers le haut par des ressorts 18. La rondelle 17 est maintenue en position de blocage des billes par des entretoises 3 fixées au chapeau 1 qui est vissé sur le corps de la vanne 4. Les entretoises 3 ne sont pas fixées à la rondelle 17. Elles la maintiennent seulement par appui. Dans leur forme initiale, les entretoises sont vrillées ou arquées. Dans leur forme active, elles sont rectilignes. Lorsque la température de transition est atteinte, les entretoises reviennent à leur forme initiale, qui est longitudinalement plus courte que leur forme active. Elles autorisent alors la surrection de la rondelle 17 sous l'action des ressorts 18, ce qui permet le retrait des billes 16 et la libération du bouchon 8. Dans cette réalisation, l'ouverture centrale 10 du chapeau 1 est suffisante pour laisser s'échapper le bouchon 8. Pour équilibrer le mouvement de surrection de la rondelle 17, et donc le retrait des billes 16 qui libère le bouchon 8, il est avantageux de prévoir plusieurs entretoises 3, par exemple quatre entretoises 3 réparties sur la circonférence de la rondelle. Dans le cas de la figure 5, une canalisation 20 est contrôlée par une vanne à boisseau sphérique 21, dont la rotation est commandée par un carré 22. L'entretoise 3 est vrillée et fixée d'une part au carré 22 de commande du boisseau 21, d'autre part à un corps 23 fixé par rapport à la vanne. Lorsque la température de transition est atteinte, l'entretoise revient à sa position initiale et elle assure la rotation d'un quart de tour du boisseau 21, ouvrant ainsi la vanne. Dans les exemples de réalisation décrits, le dispositif est utilisé pour bloquer le mouvement d'un bouchon obturant le passage d'un produit extincteur par exemple, ou du pêne d'une serrure. Ce blocage est assuré, directement ou non, par une entretoise réalisée en alliage à mémoire de forme. Le retour de l'entretoise à sa forme initiale entraîne le déblocage du bouchon ou du pêne. Le choix du mode d'action en simple effet pour l'entretoise, assure un fonctionnement unique irréversible, et interdit le réemploi, ce qui assure la visualisation du fonctionnement. Il est également possible d'utiliser le dispositif décrit ci-dessus pour commander à distance une ouverture de vanne ou de porte par exemple. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un moyen de chauffage de l'entretoise, par exemple par passage d'un courant électrique, pour permettre un déverrouillage volontaire ou l'arrosage préventif d'une zone sensible. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ouverture automatique d'un organe de sécurité, en réponse à une élévation de température, l'organe de sécurité se déplaçant axialement dans un passage (7) et étant soumis à une sollicitation permanente à l'ouverture, caractérisé en ce que l'organe de sécurité (8, 11) est maintenu en position de fermeture, directement ou non, au moyen d'au moins une butée (2, 14, 17) et une entretoise (3) en alliage à mémoire de forme, de sorte que, lorsque la température atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'entretoise (3) revienne à sa forme initiale et déplace la butée, assurant ainsi la libération de l'organe de sécurité. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise (3) est une tige de section rectangulaire, vrillée pour passer à sa forme active, le déplacement de la butée se faisant par rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entretoise (3) est disposée entre l'organe de sécurité (8) et la butée (2). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de sécurité (8) est retenu directement par la butée (14). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de sécurité (8) est retenu indirectement par la butée constituée par une rondelle (17), par l'intermédiaire de billes (16) coopérant avec une gorge annulaire (15) de l'organe de sécurité.