Brevet FR2840587A1 — publié le 20031212

(36) transversale. L'invention concerne un dispositif de securite pour systeme de repartition de gaz dans un avion, comprenant au moins un regulateur de pression monte entre une source de gaz sous pression et une branche d'alimentation. Un dispositif d'alimentation en oxygene des passagers et de l'equipage est connu par le document US 2,934,293. A partir de differents recipients de gaz sous pression destines a l'oxygene, qui vent relies les uns aux autres par un systeme de conduites, I'oxygene est achemine dans des branches d'alimentation, en passant par des soupapes reductrices. Dans ce cas, les branches d'alimentation qui bifurquent, a partir d'un repartiteur, a droite et a gauche des rangees de passagers, vent reliees a des dispositifs d'alimentation en oxygene de secours disposes a cote des sieges des passagers. Pour les pilotes et l'equipage, des branches d'alimentation en oxygene vent prevues en supplement, avec des regulateurs de pression 1 5 separes. Dans le systeme de repartition de gaz connu, des soupapes de limitation de pression vent prevues sur les bouteilles de gaz sous pression et vent reliees les unes aux autres par differentes conduites de decompression et, pour reduire les pies de pression, le gaz excedentaire est evacue par une sortie de gaz commune. Dans le cas ou le systeme comprend plusieurs bouteilles de gaz sous pression, on a besoin d'un nombre correspondent de soupapes de limitation de pression, qui doivent chacune etre entretenues. Habituellement, les soupapes de sGrete de ce type forment une seule unite constructive avec un reducteur de pression dans la bouteille, qui est monte sur la bouteille de gaz sous pression. Le bo^'tier du reducteur de pression dans la bouteille possede un raccord de sortie separe par lequel est evacue le gaz qui sort par la soupape de surete. Un reducteur de pression dans la bouteille de ce type est decrit, par exemple, dans le brevet EP 298 272 A2. L'invention a pour but d'obtenir une meilleure securite de fonctionnement d'un dispositif de securite du type evoque. Ce but est atteint grace au fait qu'est monte, en aval du regulateur de pression, un dispositif de limitation de pression constitue de deux branches paralleles qui comprennent chacune deux soupapes de limitation de pression montees en serie dans le meme sees. Le dispositif de securite selon ['invention presente l'avantage que, pour une serie de plusieurs bouteilles de gaz sous pression, on a seulement besoin d'un dispositif de limitation de pression unique, redondant, qui remplace les differentes soupapes. Dans la presente invention vent prevues, dans deux branches paralleles, deux soupapes de limitation de pression du meme type vent S montees en serie de telle sorte que chaque branche peut etre traversee par un ecoulement dans la meme direction. Le dispositif de limitation de la pression est monte entre les sources de gaz sous pression et le regulateur de pression et sert a limiter la pression d'admission du regulateur de pression. Du fait du montage, partiellement en parallele, et en eerie, des soupapes de limitation de pression, la fonction de limitation de pression du dispositif de limitation de la pression est assuree, aussi bien en cas de panne de l'une des soupapes de limitation de pression quten cas de panne d'une soupape de limitation de pression dans chacune des branches montees en parallele. Cette garantie couvre les cas de pannes possibles, comme celui dans lequel une soupape de limitation de pression se bloque en position ouverte ou fermee. Le regulateur de pression, qui est equipe du dispositif de limitation de pression se trouve en aval, du point de vue de l'ecoulement, des reducteurs de pression dans la bouteille qui vent visses sur les bouteilles de gaz sous pression et qui reduisent la pression qui regne dans la bouteille a ce qu'on appelle la pression moyenne. Avantageusement, les soupapes de limitation de pression vent conformees en soupapes anti-retour placees sous ['action d'un ressort, qui s'ouvrent lorsqu'une pression limite predeterminee est atteinte. Suivant une forme d'execution avantageuse, les soupapes anti retour presentent la meme pression limite. De fac on preferee, deux regulateurs de pression montes en parallele vent prevus pour servir de regulateurs de pression et fonctionnent independamment l'un de l'autre comme regulateurs de pression differentielle commandes en fonction de ['altitude. Le profil de pression du regulateur de pression s'eleve de fa,con lineaire de 400 millibars a 6800 millibars, dans une plage d'altitudes comprises entre 10 000 pieds et 40 000 pieds. Le montage en parallele des regulateurs de pression garantit l'alimentation en gaz des branches d'alimentation, meme en cas de panne de l'un des regulateurs de pression. Avantageusement, le dispositif de limitation de pression selon I'invention, qui comprend deux branches paralleles equipees chacune de deux soupapes de limitation de pression montees en serie dans le meme sees, peut etre utilise dans un systeme de repartition de gaz d'un avion Un exemple d'execution de ['invention est represente sur le dessin, et va maintenant etre explique de fa,con detaillee. S La figure 1 represente de fa,con schematique un systeme de repartition de gaz, la figure 2 represente un dispositif de limitation de pression redondant, selon ['invention, la figure 3 represente un dispositif d'arret monte sur une bouteille de gaz sous pression, avec un interrupteur de fin de course. La figure 1 represente schematiquement un systeme de repartition de gaz 1, destine a de l'oxygene, dans un avion qui ntest pas represente en detail sur la figure1, ce systeme comprenant trots bouteilles de gaz sous pression 2 destinees a de l'oxygene, qui servent de source de gaz sous pression, et des reducteurs de pression dans les bouteilles 3, montes en aval, un dispositif de limitation de pression 4, deux regulateurs de pression 5 montes en parallele et un point de bifurcation 6, a partir duquel, par l'intermediaire d'une premiere soupape d'arret 8, une premiere branche d'alimentation 7 et, par l'intermediaire d'une deuxieme soupape d'arret 10, une deuxieme branche d'alimentation 9 vent alimentees en oxygene. Sur les branches d'alimentation 7, 9 vent montes des dispositifs d'alimentation en oxygene de secours 11 equipes de masques respiratoires 12 et de soupapes de regulation de debit 14. Lorsque les dispositifs d'alimentation en oxygene de secours 11 vent actives, le gaz peut s'ecouler librement dans les masques respiratoires 12, en passant par les soupapes d'arret 82 et les dispositifs doseurs de gaz 92. Les extremites libres des branches d'alimentation 7, 9 vent reliees, par l'intermediaire d'une premiere soupape anti-retour 16 et d'une deuxieme soupape anti-retour 15, a une conduite de reflux 17 et a une troisieme branche d'alimentation 18 sur laquelle vent raccordes des dispositifs d'alimentation en oxygene de secours 19. Dans la partie avant de l'avion, qui n'est pas represente, vent prevues une quatrieme branche d'alimentation 20 et une cinquieme branche d'alimentation 21, qui fournissent egalement de l'oxygene a des dispositifs d'alimentation en oxygene de secours 22. A la hauteur des turbines, c'est-a-dire a la hauteur de ce que l'on appelle ["'Engine Burst Area" (zone d'explosion du moteur) se trouvent la premiere branche d'alimentation 7 et la deuxieme branche d'alimentation 9. Un dispositif d'evaluation 23 est relic aux soupapes d'arret 8, 10, aux regulateurs de pression 5, ainsi qu'a un dispositif de mesure de pression 24, qui detecte la pression entre les branches d'alimentation 7, 9. Une unite centrale de calcul 25, qui execute toutes les taches de commande et de surveillance, re,coit les signaux de commande et de mesure du dispositif de commande 24 et des interrupteurs terminaux 26 qui vent montes sur les soupapes d'arret 27 des bouteilles de gaz sous pression 2. Le systeme de repartition de gaz 1 selon ['invention fonctionne de la fa, con suivante: Une fois ouvertes les soupapes d'arret 27 qui vent montees sur les bouteilles de gaz sous pression 2, I'unite centrale de calcul 25 re,coit, par I'intermediaire des interrupteurs terminaux 26, I'information que le systeme d'alimentation en oxygene est pret a fonctionner. Par l'intermediaire des reducteurs de pression dans la bouteille 3, des regulateurs de pression 5 et du point de bifurcation 6, les branches d'alimentation 7, 9, 18, 20, 21 vent sollicitees en pression, dans le cas d'une decompression dans la cabine, ce qui fait que les dispositifs d'alimentation en oxygene de secours 11, 19, 22 vent press a etre utilises. A ['aide du dispositif de mesure de pression 24, la pression differentielle entre la premiere branche d'alimentation 7 et la deuxieme branche d'alimentation 9 est mesuree. En fonctionnement normal, les soupapes d'arret 8, 10 vent egalement ouvertes. II regne par consequent, dans les branches d'alimentation 7, 9, 18, 20, 21, une pression sensiblement identique, ce qui fait que le dispositif de mesure de pression 24 envoie au dispositif d'evaluation 23 I'information qu'il n'y a pas de pression differentielle. Lorsque les dispositifs d'alimentation en oxygene de secours 11, 19, 22 fonctionnent, on constate effectivement une chute de pression dans ['ensemble du systeme, due au prelevement de gaz, mats, du fait qu'il existe un nombre sensiblement identique de masques respiratoires dans la premiere branche d'alimentation 7 et dans la deuxieme branche 9, on ne mesure aucune difference significative de pression entre les branches 7, 9. Si, dans la zone des branches d'alimentation 7, 9, c'est-a-dire dans la zone appelee "Engine Burst Area", un morceau de turbine, non represente sur la figure 1, vole erratiquement et endommage la premiere branche d'alimentation 7, le dispositif de mesure de pression 24 detecte une pression differentielle en raison de l'oxygene qui s'echappe, et le dispositif d'evaluation 23 constate que la valeur limite de la pression differentielle a ete depassee. Le seuil de commutation, pour envoyer un signal de fermeture a la premiere soupape d'arret 8, est compris dans la plage entre approximativement 50 millibars et 200 millibars. Dans ce cas, la troisieme branche d'alimentation 18 est alimentee en gaz par l'intermediaire de la deuxieme branche d'alimentation 9 et par la deuxieme soupape anti-retour 15. Les soupapes anti-retour 15, 16 vent montees dans un sens inverse l'une par rapport a l'autre, de sorte que seul du gaz provenant des branches d'alimentation 7, 9 peut stecouler dans la conduite de reflux 17, mais pas dans la direction inverse. Dans le cas ou l'une des branches d'alimentation 7, 9 est endommagee, on ne constate pas de fuite totale du gaz; les branches d'alimentation 9, 18, 20, 21 qui vent intactes peuvent continuer a etre alimentees en oxygene. Si le stock de gaz contenu dans les bouteilles de gaz sous pression 2 est epuise, celles-ci peuvent etre remplies par le raccord de remplissage central 13. La figure 2 represente de facon schematique la construction du dispositif de limitation de pression 4 selon ['invention, entre les reducteurs de pression dans la bouteille 3 et les regulateurs de pression 5. Dans une premiere branche 41 vent montees, dans le meme sees, deux soupapes anti- retour 43, 44 placees chacune sous ['action d'un ressort, et une deuxieme branche 42, qui est montee en parallele de la premiere branche 41, contient les soupapes anti-retour 45, 46. Toutes les soupapes anti-retour 43, 44, 45, 46 possedent la meme pression d'ouverture. Si, par exemple, on constate un bloc du corps de soupape de la soupape anti-retour 43, qui fait que la soupape ne peut pas s'ouvrir, la limitation de la surpression est assuree par les soupapes anti-retour 45, 46. Au cas ou la soupape anti-retour 43 peut etre traversee librement, du fait que le corps de soupape est bloque en position ouverte, ctest la soupape anti-retour 44 qui assure la limitation de la surpression. Dans le cas ou l'une des soupapes anti-retour est defectueuse dans les deux branches 41, 42, la limitation de la surpression est assuree par les soupapes anti-retour intactes restantes. Le dispositif de limitation de pression 4 selon ['invention permet de couvrir, outre le premier cas de panne, le deuxieme cas de defailiance. La figure 3 represente schematiquement la soupape d'arret 27, equipee d'une roue actionnable manuellement, presente sur la bouteille de gaz sous pression 2. Si la roue actionnable manuellement 28 est tournee en position d'ouverture, suivant le sens de la fleche 29, I'interrupteur de fin de course 26 detecte que la position terminale est atteinte. L'unite centrale de calcul 25, figure 1, re,coit ['information, envoyee par l'interrupteur de fin de course 26, que la soupape d'arret 27 qui lui est associee a ete ouverte. REVENDICATIONS 1. Dispositif de securite pour systeme de repartition de gaz dans un avion, comprenant au moins un regulateur de pression (5) monte entre une source de gaz sous pression (2) et une branche d'alimentation (7), caracterise en ce qu'est monte, en amont du regulateur de pression (5), un dispositif de limitation de pression (4) constitue de deux branches (41, 42) paralleles qui comprennent chacune deux soupapes de limitation de pression (43, 44,45, 46) montees en serie dans le meme sees. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce les soupapes de limitation de pression vent conformees en soupapes anti-retour (43, 44, 45, 46) placees sous ['action d'un ressort, qui s'ouvrent lorsqutune pression limite predeterminee est atteinte. 3. Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que les soupapes anti-retour (43,44,45, 46) presentent la meme pression limite. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce que deux regulateurs de pression (5) montes en parallele vent prevus pour servir de regulateurs de pression. 5. Utilisation d'un dispositif de limitation de pression (4), comprenant deux branches (41, 42) paralleles equipees chacune de deux soupapes de limitation de pression (43, 44, 45, 46) montees en serie dans le