Brevet FR2832317A1 — publié le 20030523

La présente invention concerne un dispositif d'activation pour un extincteur. Il s'agit ici plus particulièrement d'extincteurs fixes automatiques tels ceux qui équipent par exemple certaines stations services. Dans un tel extincteur, un mécanisme de commande prend place sur une bouteille contenant du gaz carbonique (CO,) et appelé couramment "bouteille de chasse". Ce mécanisme de commande permet de libérer le CO2 pour pressuriser l'extincteur associé. Le CO2 sert alors d'agent propulseur. Le mécanisme de commande agit sur une vanne pour ouvrir celle-ci. La commande de ces vannes peut être manuelle ou automatique. Dans le cas d'une commande manuelle, un levier vient prendre place sur la bouteille de chasse. Dans le cas d'une commande automatique, un signal de déclenchement électrique, thermique ou éventuellement manuel permet d'activer la vanne. Les mécanismes automatiques connus sont des mécanismes relativement complexes et de ce fait onéreux. Ils sont soumis à d'importantes pressions (jusqu'à 176 bars) régnant dans les bouteilles de chasse et l'ouverture est réalisée grâce à une pression différentielle. Des pressions sont alors exercées des deux côtés de la vanne et des dispositifs d'étanchéité devant résister à des pressions importantes doivent être prévus. La présente invention a alors pour but de fournir un dispositif d'activation simple, d'un prix de revient inférieur aux dispositifs connus. De préférence, ce dispositif pourra être déclenché de diverses manières (électriquement, pneumatiquement, manuellement, etc...). L'effort à exercer pour activer l'extincteur correspondant sera avantageusement modéré. A cet effet, le dispositif qu'elle propose est un dispositif d'activation pour extincteur ou similaire, l'extincteur étant commandé par une vanne munie d'une tige de vanne. Selon l'invention, ce dispositif comporte : - un cylindre, - un piston monté coulissant dans le cylindre, - un levier placé entre le piston et la tige de vanne et monté pivotant entre une position d'installation dans laquelle le levier n'agit pas sur la tige de vanne et une position déclenchée dans laquelle le levier est en appui sur la tige de vanne, la vanne étant en position ouverte, le piston comportant une surface de poussée destinée à coopérer avec le levier de manière à transformer le mouvement coulissant du piston en un mouvement pivotant du levier. Ce mécanisme simple permet de commander l'extincteur et n'est pas soumis à la pression régnant à l'intérieur de celui-ci ou d'une bouteille de chasse associée. La coopération du levier avec la surface de poussée permet de réaliser une démultiplication des efforts. Ainsi, avec un effort relativement peu important, il est possible d'exercer une poussée importante sur la tige de vanne. Dans une forme de réalisation avantageuse, le cylindre est monté coaxialement à la tige de vanne et le levier pivote autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe du cylindre. Cette configuration permet une bonne transmission des efforts et un encombrement réduit. Dans cette forme de réalisation, pour une meilleure démultiplication des efforts, l'axe de pivotement du levier est avantageusement décalé par rapport à l'axe de la tige de vanne et du cylindre. Une variante de réalisation préférentielle prévoit que le levier se présente sous la forme d'une came, une partie de la surface de la came coopérant avec la tige de la vanne tandis qu'une autre partie de la surface de la came coopère avec la surface de poussée du piston. La partie de la came agissant avec le piston est par exemple de forme conique et le piston présente alors de préférence un évidement conique correspondant, les axes des cônes correspondants étant parallèles mais décalés lorsque le levier est en position d'installation. Pour pouvoir être commandé par une pression d'un fluide, le dispositif selon l'invention est avantageusement tel que le cylindre présente, du côté du piston opposé au levier, un fond de manière à définir une chambre entre le piston et le fond, et le fond présente un alésage reliant la chambre entre le piston et le fond à l'extérieur du cylindre, cet alésage étant muni d'un raccord pneumatique du côté extérieur. Dans cette dernière forme de réalisation, pour un meilleur guidage du piston, le fond présente de préférence un second alésage et le piston comporte une tige de piston guidée dans ce second alésage lors du coulissement du piston dans le cylindre. La tige du piston peut également être utilisée pour un actionnement manuel du dispositif d'activation. Plusieurs types de commande peuvent être prévus pour un dispositif selon l'invention. Ainsi le fond peut être équipé par exemple d'un déclencheur pyrotechnique à commande électrique ou bien encore le piston peut coopérer avec des moyens de commande manuels. Dans une forme de réalisation préférée, le levier et le piston sont équipés respectivement de moyens de blocage et de moyens de blocage complémentaires assurant le blocage du levier dans sa position déclenchée. La commande de l'ouverture de la vanne devient ainsi irréversible. Pour réaliser un tel blocage, on peut prévoir que le levier présente une forme globale tronconique, la zone de plus faible diamètre étant orientée vers le piston, que le piston présente un logement conique destiné à recevoir le levier et que les moyens de blocage sont constitués par un sommet cylindrique et coopèrent avec un logement cylindrique réalisé au fond du logement conique. Les détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'activation selon l'invention dans sa position d'installation, Figure 2 correspond à la figure 1 dans une position de déclenchement, Figure 3 correspond aux figures 1 et 2 dans une position déclenchée, et Figures 4 et 5 montrent deux variantes de réalisation d'un dispositif d'activation selon l'invention en position d'installation. Le dispositif d'activation représenté au dessin est monté sur une bouteille de chasse 2 contenant du gaz carbonique (C02). Cette bouteille de chasse 2 permet de pressuriser un extincteur fixe automatique tel par exemple un extincteur équipant une station service. Une vanne, non représentée, obture la bouteille de chasse 2 et empêche le gaz carbonique de s'échapper de celle-ci. Lorsque l'extincteur fixe doit être actionné, on agit sur la vanne pour libérer le CO2 de la bouteille de chasse 2 et pressuriser le produit contenu dans l'extincteur, par exemple de la poudre, ce qui permet la mise en marche de l'extincteur. La vanne empêchant le gaz carbonique de sortir de la bouteille de chasse 2 comporte une tige de vanne 4 dont l'extrémité, opposée à la vanne, est visible sur les figures du dessin annexé. Il convient généralement d'appuyer sur la tige de vanne 4, dans le sens la faisant entrer dans la bouteille de chasse 2, pour ouvrir la vanne correspondante. Le dispositif d'activation selon l'invention permet de réaliser cette opération lorsqu'un ordre de déclenchement est reçu. La bouteille de chasse 2 représentée partiellement au dessin est une bouteille classique. C'est en effet l'un des avantages de l'invention que de pouvoir se monter sur une vanne standard légèrement adaptée (filetage). La bouteille de chasse 2 comporte ainsi, autour de la tige de vanne 4, un col fileté 6. Le dispositif d'activation selon l'invention se monte alors par vissage sur ce col fileté 6. Le dispositif actionneur représenté sur les figures 1 à 3 comporte un écrou 8, un levier 10 basculant, une chemise 12, un piston 14 et une tête 16. Dans la suite de la description, on considère que la bouteille de chasse 2 est disposée verticalement, de même que la tige de vanne 4. L'extrémité de cette tige de vanne 4 visible sur le dessin est l'extrémité supérieure de cette tige. On considère alors un axe 18 vertical correspondant à l'axe de révolution de la tige de vanne 4. L'écrou 8 présente dans sa partie centrale 20 une section hexagonale. La partie inférieure de l'écrou 8 est quant à elle munie d'un alésage taraudé 22 correspondant au col fileté 6 de la bouteille de chasse 2. Dans sa partie supérieure, l'écrou est fileté pour recevoir la chemise 12. Lorsque l'écrou est vissé sur la bouteille de chasse 2, la partie centrale 20 hexagonale ainsi que la partie supérieure filetée sont centrées sur l'axe vertical 18. L'écrou 8 présente également un logement 24 débouchant dans sa face supérieure. Ce logement est décalé par rapport à l'axe 18 et est destiné à recevoir le levier 10 basculant. Le levier 10 comporte trois zones : une base 26 cylindrique supportant une zone centrale 28 tronconique se terminant par un sommet 30 cylindrique. Le diamètre de la base 26 cylindrique correspond au plus grand diamètre de la zone conique 28 tandis que le diamètre du sommet 30 cylindrique correspond au plus petit diamètre de la zone tronconique 28. La base 26 présente un alésage transversal recevant une goupille 32 cannelée dont les extrémités (non cannelées) pivotent librement dans des paliers réalisés dans l'écrou 8 au niveau du logement 24. La chemise 12 est de forme tubulaire cylindrique circulaire. Elle est taraudée à sa base pour pouvoir être vissée sur le filetage correspondant réalisé dans la partie supérieure de l'écrou 8. La partie supérieure de cette chemise est adaptée pour recevoir la tête 16 décrite ci-après. La tête 16 vient fermer la partie supérieure de la chemise 12. Elle présente à sa base une zone en forme de disque 34 dont le diamètre extérieur est adapté au diamètre intérieur de la chemise 12. Ce disque 34 vient en appui sur un épaulement réalisé dans la partie supérieure de la chemise 12 et est maintenu en position dans cette chemise 12 à l'aide d'un circlips. Un joint torique réalise l'étanchéité entre la tête 16 et la chemise 12. Le disque 34 est surmonté d'une zone de raccordement 35 ne formant qu'une seule pièce avec le disque 34. La tête 16 est traversée de part en part par deux alésages parallèles à l'axe géométrique du disque 34. Un premier alésage 36 est centré sur le centre du disque 34 tandis que le second alésage 38 est décentré. Chacun de ces deux alésages 36 et 38 présente une extrémité taraudée du côté opposé au disque 34. Le piston 14 est monté coulissant dans la chemise 12. Il comporte une tête de piston 40 et une tige de piston 42. La tête de piston 40 est de forme cylindrique circulaire et son diamètre est adapté au diamètre intérieur de la chemise 12. L'étanchéité entre la tête de piston 40 et la chemise 12 est réalisée à l'aide d'un joint. La tige de piston 42 est montée coulissante à l'intérieur du premier alésage 36 de la tête 16. La tête de piston 40 comporte un logement conique 43 dans sa face orientée vers le levier 10. Ce logement 43 est destiné à coopérer avec ce levier 10 et sa surface sert de surface de poussée pour le levier 10. Ce logement 43 est centré par rapport à l'axe géométrique du piston 14 et le cône est assez ouvert pour que, lorsque le piston s'approche du levier 10, le sommet 30 de ce levier pénètre à l'intérieur du logement 43. Ce dernier se termine par un logement cylindrique 45 permettant de réaliser un blocage du levier 10 par rapport au piston 14 en position déclenchée. Quand l'ensemble comportant la chemise 12, le piston 14 et la tête 16 est assemblé et monté sur l'écrou 8, lui-même vissé sur le col fileté 6, alors l'écrou 8, la chemise 12, la tête de piston 40 et sa tige 42, le disque 34 et le premier alésage 36 sont centrés sur l'axe 18. Dans la première variante de réalisation représentée sur les figures 1 à 3, le dispositif d'actionnement décrit ci-dessus peut être commandé manuellement ou pneumatiquement. Pour pouvoir réaliser une commande manuelle, la forme de réalisation représentée au dessin prévoit qu'un support 44 tubulaire est vissé sur l'extrémité filetée du premier alésage 36. Dans sa partie inférieure, ce support 44 sert au guidage d'un doigt de commande 46. Dans sa partie supérieure, le support 44 est fendu longitudinalement et reçoit un levier d'actionnement 48. Ce levier 48 présente une forme générale rectangulaire allongée arrondie à l'une de ses extrémités. Ce levier est monté pivotant sur le support 44 autour d'un axe traversant le levier du côté de son extrémité arrondie et décalé par rapport à l'axe longitudinal de ce levier. L'extrémité arrondie du levier 48 peut ainsi agir comme une came sur le doigt de commande 46. Pour réaliser un actionnement pneumatique, la tête 16 est équipée au niveau du taraudage du second alésage 38 d'un raccord pneumatique en forme de coude 50. Une extrémité de ce coude est vissée de façon étanche dans le taraudage prévu à cet effet. L'étanchéité est par exemple réalisée par de la colle. L'autre extrémité du coude reçoit par exemple une conduite pneumatique maintenue à l'aide d'un collier de serrage. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4, le dispositif d'actionnement est configuré pour être actionné uniquement pneumatiquement. Le coude 50 est alors placé comme décrit précédemment et l'ensemble formé par le support 44, le doigt de commande 46 et le levier 48 est remplacé par un bouchon 52 vissé dans le taraudage réalisé à l'extrémité du premier alésage 36 de la tête 16. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 5, la commande du dispositif d'actionnement selon l'invention est réalisée à l'aide d'un allumeur pyrotechnique. Cet allumeur est monté sur le taraudage de l'extrémité du premier alésage 36 de la tête 16, l'autre alésage 38 étant fermé à son extrémité munie d'un taraudage par un bouchon 54. Le dispositif de commande comporte ici un raccord 56, un porte allumeur 58, l'allumeur 60 proprement dit et un piston actionneur 62. Le raccord 56 est un raccord tubulaire présentant une extrémité filetée destinée à être vissée dans l'extrémité taraudée du premier alésage 36 de la tête 16. Lorsque le raccord 56 est vissé dans le taraudage correspondant, la partie en saillie du raccord 56 présente un taraudage destiné à recevoir le porte allumeur 58. Ce dernier est de forme cylindrique circulaire tubulaire présentant à l'une de ses extrémités un fond. Son diamètre intérieur est adapté à la taille de l'allumeur 60. L'extrémité du porte allumeur 58 opposée à son fond est filetée de manière à pouvoir venir se visser sur le raccord 56. Lorsque le porte allumeur 58 est vissé sur le raccord 56, on a ainsi une enceinte dans laquelle prend place l'allumeur 60. L'allumeur 60 est un allumeur pyrotechnique de type connu. Cet allumeur n'est pas représenté dans le détail au dessin. Il comporte par exemple une charge de poudre d'environ 150 mg placée dans une jupe en polyamide. Cette jupe est fermée par un bouchon en polyuréthane et l'ensemble ainsi formé est placé dans un étui en aluminium. Le bouchon en polyuréthane porte une tête d'amorce placée au milieu de la charge de poudre. Le bouchon en polyuréthane est aussi traversé par un câble 64 électrique raccordé, par exemple à l'aide d'une brasure, à la tête d'amorce. Le piston actionneur 62 se présente sous la forme d'une tige cylindrique. Il est monté coulissant à l'intérieur du raccord 56 et un joint est prévu pour réaliser l'étanchéité entre le piston 62 et le raccord 56. Le fonctionnement de ce dispositif d'actionnement est expliqué ciaprès. Dans la position d'installation (figures 1,4 et 5) du dispositif, le piston 14 se trouve en position haute, c'est-à-dire que la tête de piston 40 se trouve au contact, ou quasiment au contact, du disque 34 de la tête 16. Le levier 10 est droit : son axe est sensiblement parallèle à l'axe 18 de la tige de vanne 4 et du piston 14. La face inférieure du levier 10 repose sur le sommet de la tige de vanne 4. Pour déclencher l'extincteur associé à ce dispositif actionneur, il convient d'agir sur le piston 14 pour le faire descendre. Dans les cas de figure représentés au dessin, l'action exercée sur le piston peut être manuelle, pneumatique ou pyrotechnique. Dans le cas d'une action manuelle, le levier 48 (figure 1) est pivoté autour de son axe. Comme indiqué plus haut, l'extrémité arrondie de ce levier 48 agit comme une came et pousse le doigt de commande 46 en appui sur la tige de piston 42. Le déplacement du doigt de commande 46 actionne le piston 14. Dans le cas d'une action pneumatique, un gaz sous pression, par exemple de l'air comprimé ou bien encore du gaz carbonique (C02), est introduit dans le dispositif d'actionnement par le coude 50. Ce gaz sous pression traverse alors le second alésage 38 et vient exercer sa pression sur la tête de piston 40, poussant cette dernière vers l'écrou 8. Dans le cas de la présence d'un allumeur pyrotechnique, un signal électrique est envoyé à l'aide du câble 64 provoquant ainsi la mise à feu de la charge de poudre se trouvant dans l'allumeur 60. L'explosion de cette poudre provoque une brusque augmentation de volume qui pousse le piston actionneur 62 vers le bas entraînant avec lui le piston 14. En descendant, le piston 14 vient au contact du levier 10. Le sommet 30 cylindrique de ce levier vient alors glisser contre la paroi conique du logement 43 réalisé dans la tête de piston 40. Ceci entraîne le basculement du levier 10 comme montré sur la figure 2. En basculant, le levier 10 vient appuyer sur la tige de vanne 4 permettant ainsi la libération du CO2 de la bouteille de chasse 2. L'extincteur associé est alors mis sous pression et la poudre (ou autre) qu'il contient est projetée. Le piston 14 poursuit sa course jusqu'à venir en butée contre l'écrou 8. Les dimensions du levier 10 et des logements conique 43 et cylindrique 45 de la tête de piston 40 sont telles que le sommet 30 du levier commence alors à pénétrer dans le logement cylindrique 45. De cette manière, le levier est bloqué dans sa position d'appui maximum sur la tige de vanne 4. En effet, même si la pression exercée d'une manière ou d'une autre sur le piston 14 faiblit, la vanne commandée par la tige de vanne 4 ne pourra plus se refermer. En effet, pour que cette vanne se referme, il faudrait que la tige de vanne 4 remonte. Tant que le sommet 30 du levier glisse sur la surface conique du logement conique 43, un effort axial exercé par la tige de vanne 4 sur le levier permet de faire remonter le piston 14. Par contre, lorsque le sommet 30 a commencé à pénétrer dans le logement cylindrique 45 de la tête de piston 40, l'action exercée par la tige de vanne 4 sur le levier 10 ne permet plus au piston de remonter. Dans ces conditions, même si la pression de commande chute, l'ouverture de la vanne commandée par la tige de vanne 4 est irréversible. Lors de la descente du piston 14 vers l'écrou 8, pour éviter de créer une contre pression sur la tête de piston 40, des trous de mise à l'air libre sont prévus pour la cavité comprise entre la tête de piston 40 et l'écrou 8. Ces trous de mise à l'air libre n'ont pas été représentés au dessin et ne sont pas décrits cidessus. Le dispositif d'activation décrit ci-dessus peut prendre place sur la plupart des bouteilles de chasse commercialisées actuellement. Ce dispositif n'est pas soumis à la forte pression régnant dans la bouteille de chasse sur laquelle il est monté. Il est de conception très simple et son prix de revient est bien inférieur aux mécanismes d'activation antérieurs à la présente invention. Le dispositif décrit ci-dessus permet, grâce à la géométrie du levier 10 et du piston 14, de démultiplier l'effort exercé sur le piston (par action du levier 48, de l'allumeur pyrotechnique ou du gaz sous pression). Cet effort démultiplié permet avec de faibles pressions de commande (pour le cas d'un actionnement pneumatique ou pyrotechnique) de manoeuvrer un petit levier actionnant la vanne de la bouteille de chasse. De cette manière, un déclenchement de l'extincteur est possible même dans des conditions défavorables. Le dispositif décrit présente l'avantage de pouvoir être actionné de différentes manières sans adaptation particulière. Deux types d'actionnement peuvent même être prévus pour un même dispositif. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi par exemple la forme des levier et piston pourrait être sensiblement modifiée tout en permettant une démultiplication d'effort. Le levier pourrait être simplement un levier coudé monté basculant, une extrémité de ce levier venant en appui sur la tige de vanne à actionner tandis que l'autre extrémité du levier viendrait au contact du piston. Dans ce cas, le piston pourrait présenter une surface frontale sensiblement plane. Le piston agissant sur le levier ne présente pas forcément une tête de piston et une tige de piston. Dans le cas d'une commande purement pneumatique, un piston sans tige de piston est envisageable. D'autres moyens d'action sur le piston peuvent également être envisagés. Une solution hydraulique n'est pas exclue. Le dispositif décrit, lorsqu'il peut être actionné de deux façons différentes, est actionné manuellement et pneumatiquement. D'autres combinaisons sont envisageables. On pourrait par exemple avoir un dispositif actionnable pneumatiquement et à l'aide d'un allumeur pyrotechnique. Toutes les combinaisons sont ici envisageables. La forme des différentes pièces peut bien entendu être adaptée. Une adaptation peut être nécessaire en fonction par exemple de l'environnement (encombrement). Pour réduire encore les coûts du dispositif, la tête, dont la présence n'est pas indispensable, pourrait être adaptée et optimisée dans le cas par exemple où un seul type d'actionnement est demandé. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'activation pour extincteur ou similaire, l'extincteur étant commandé par une vanne munie d'une tige de vanne (4), caractérisé en ce qu'il comporte : - un cylindre (12), - un piston (14) monté coulissant dans le cylindre (12), - un levier (10) placé entre le piston (14) et la tige de vanne (4) et monté pivotant entre une position d'installation dans laquelle le levier (10) n'agit pas sur la tige de vanne (4) et une position déclenchée dans laquelle le levier (10) est en appui sur la tige de vanne (4), la vanne étant en position ouverte, le piston (14) comportant une surface de poussée (43) destinée à coopérer avec le levier (10) de manière à transformer le mouvement coulissant du piston (14) en un mouvement pivotant du levier (10). 2. Dispositif d'activation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre (12) est monté coaxialement à la tige de vanne (4) et en ce que le levier (10) pivote autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe (18) du cylindre. 3. Dispositif d'activation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe de pivotement du levier (10) est décalé par rapport à l'axe (18) de la tige de vanne (4) et du cylindre (12). 4. Dispositif d'activation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le levier (10) se présente sous la forme d'une came, une partie de la surface de la came coopérant avec la tige de la vanne (4) tandis qu'une autre partie de la surface de la came coopère avec la surface de poussée du piston (14). 5. Dispositif d'activation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie (28) de la came agissant avec le piston (14) est de forme conique et en ce que le piston présente un évidement conique (43) correspondant, les axes des cônes correspondants étant parallèles mais décalés lorsque le levier (10) est en position d'installation. 6. Dispositif d'activation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le cylindre (12) présente, du côté du piston opposé au levier, un fond (16) de manière à définir une chambre entre le piston (14) et le fond (16), et en ce que le fond (16) présente un alésage (38) reliant la chambre entre le piston et le fond à l'extérieur du cylindre, cet alésage étant muni d'un raccord pneumatique (50) du côté extérieur. 7. Dispositif d'activation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fond (16) présente un second alésage (36) et en ce que le piston (14) comporte une tige de piston (42) guidée dans ce second alésage (36) lors du coulissement du piston (14) dans le cylindre (12). 8. Dispositif d'activation selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le fond (16) est équipé d'un déclencheur pyrotechnique à commande électrique. 9. Dispositif d'activation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le piston (14) coopère avec de moyens de commande manuels (44,46, 48). 10. Dispositif d'activation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le levier (10) et le piston (14) sont équipés respectivement de moyens de blocage (30) et de moyens de blocage complémentaires (45) assurant le blocage du levier (10) dans sa position déclenchée. 11. Dispositif d'activation selon la revendication 10, caractérisé en ce que le levier (10) présente une forme globale tronconique, la zone de plus faible diamètre étant orientée vers le piston (14), en ce que le piston (14) présente un logement conique (43) destiné à recevoir le levier (10), en ce que les moyens de blocage sont constitués par un sommet cylindrique (30) et coopèrent avec un logement cylindrique (45) réalisé au fond du logement conique (43).