Brevet FR2953418A1 — publié le 20110610

L'invention appartient au domaine des dispositifs d'éjection d'un fluide. De tels dispositifs sont plus particulièrement utilisés comme extincteurs, le fluide éjecté étant alors un agent d'extinction sous forme liquide ou pulvérulente. De tels dispositifs sont décrits, par exemple, dans la demande de brevet internationale W02009056574 au nom de la demanderesse. Selon l'art antérieur, de tels dispositifs comprennent : - Un réservoir de forme cylindrique séparé en deux chambres étanches par un piston mobile axialement - Une première chambre contient le fluide à éjecter, elle communique avec un orifice d'éjection, fermé par un opercule - Une seconde chambre, dite chambre de pressurisation, est raccordée à des moyens permettant d'augmenter la pression dans ladite chambre Pour déclencher le dispositif et provoquer l'éjection du fluide contenu dans la première chambre, la pression est augmentée dans la chambre de pressurisation soit en mettant celle-ci en communication avec un fluide sous pression soit en activant à l'intérieur de celle-ci un générateur de gaz pyrotechnique. L'augmentation de la pression provoque la translation du piston de la seconde chambre vers la première, ce qui augmente la pression dans cette dernière. L'opercule de fermeture de l'orifice d'éjection cède pour une pression donnée, libérant le passage et provoquant l'éjection du fluide hors de la première chambre. Ce dispositif de l'art antérieur présente l'avantage de n'être soumis à aucune pression en dehors de la phase d'éjection du fluide. N'étant pas sous contrainte il peut rester dans ce mode passif pendant des années et est à ce titre fréquemment utilisé comme dispositif de sécurité incendie. Le piston formant séparation entre les deux chambres étant libre de se translater, le fluide contenu dans la première chambre, étanche, est libre de se dilater ou de se contracter avec la température durant cette phase passive, entraînant un mouvement du piston en translation au cours de ces variations de volume. Ainsi la première chambre est toujours remplie d'un fluide quasi pur ce qui améliore l'efficacité en lutte contre l'incendie lors de la phase d'éjection, lorsque le fluide est par exemple un agent d'extinction. Cependant, ces mouvements du piston sous l'effet des variations de volume du fluide contenu dans la première chambre entraînent une usure des éléments tels que les joints et les membranes qui assurent l'étanchéité entre les deux chambres. Cet effet est plus particulièrement marqué lorsque le fluide contenu dans la première chambre présente un coefficient de dilatation thermique élevé, comme c'est le cas des fluorocétones utilisés pour la lutte contre l'incendie, et que le dispositif d'éjection du fluide est soumis à de fortes amplitudes de variation de la température, comme c'est le cas des dispositifs de lutte contre l'incendie de moteur d'aéronefs. Cette usure des éléments d'étanchéité peut nuire à la fiabilité du dispositif. Afin de résoudre cette insuffisance de l'art antérieur l'invention propose un dispositif d'éjection d'un fluide comprenant : - Un réservoir de forme cylindrique séparé perpendiculairement à son axe de manière étanche en deux chambres par un élément, dit piston, apte à coulisser axialement à l'intérieur du réservoir - Une première chambre contenant un fluide non gazeux en communication avec un orifice d'éjection fermé par un opercule apte à s'ouvrir pour une pression supérieure ou égale à une pression déterminée dans ladite première chambre - Une seconde chambre dite de pressurisation apte à être connectée à des moyens pour augmenter la pression dans ladite chambre 25 - Des moyens liant le piston au réservoir en liaison complète aptes à se rompre et libérer le piston en translation axiale pour une pression supérieure ou égale à une pression déterminée dans la chambre de pressurisation. Ainsi, en dehors de la phase d'éjection du fluide, le piston est immobile par rapport au réservoir. De ce fait les éléments d'étanchéité ne subissent pas d'usure mécanique et de frottement continu avec le corps du réservoir. Le réservoir peut ainsi être réalisé avec un état de surface interne moins soigné, donc pour un coût inférieur, sans pour autant dégrader la fiabilité du dispositif. Avantageusement les moyens liant le piston au réservoir sont aptes à se rompre sous l'effet d'une augmentation de pression dans la chambre de pressurisation et sont insécables dans le cas d'une augmentation de pression dans la chambre contenant le fluide à éjecter. Ainsi le piston ne peut être libéré que lors d'une phase d'éjection du fluide et ne peut être désolidarisé du corps par une surpression dans la chambre contenant le fluide à éjecter. Selon un mode de réalisation avantageux, le piston comprend des moyens aptes à l'immobiliser en translation par rapport au réservoir dans un sens allant de la première vers la deuxième chambre pour une position fin de course correspondant à la position dite de vidage. Ainsi après l'éjection du fluide et le vidage de la première chambre du réservoir, le piston ainsi immobilisé en translation évite tout retour de fluide dans le réservoir. Cette disposition permet notamment de coupler en parallèle plusieurs dispositifs de ce type, déclenchables séquentiellement, sur un même circuit de distribution du fluide. Avantageusement, le piston comporte - deux bagues d'étanchéité avec la surface intérieure du réservoir, lesdites bagues étant séparées et disposées axialement de sorte à former une chambre annulaire entre le piston et la face intérieure du réservoir, - des orifices de communication entre ladite chambre annulaire et la chambre de pressurisation, des moyens d'obturation desdits orifices aptes à s'ouvrir sous l'effet d'une pression déterminée dans la chambre de pressurisation Selon ce mode de réalisation, le dispositif comprend en outre des moyens pour mettre la chambre annulaire du piston en communication avec la chambre contenant le fluide lorsque le piston se trouve dans une position axiale de vidage. Ainsi, le gaz s'échappe de la chambre de pressurisation par les orifices du piston et l'orifice de vidange, lorsque le piston arrive en fin de course, ce qui a pour effet de dépressuriser la chambre de pressurisation et de purger le circuit de distribution du fluide. Avantageusement, les moyens d'obturation des orifices de communication entre la chambre annulaire du piston et la chambre de pressurisation sont constitués par une bague élastique expansible, de sorte à ouvrir les orifices de communication sous l'effet de la pression dans la chambre de pressurisation. Ainsi lorsque la pression est réduite dans la chambre de pressurisation, la bague se resserre par retour élastique sur les orifices du piston fermant de manière étanche la chambre de pressurisation et empêchant tout retour de fluide dans le réservoir. Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsque plusieurs dispositifs de ce type, déclenchables séquentiellement, sont montés sur le même circuit de distribution du fluide. Avantageusement, le dispositif comprend un opercule sécable pour une pression définie obturant la chambre comprenant le fluide à éjecter. Le piston étant fixe en phase passive les variations de volume dans la première chambre ne peuvent pas être compensées par le déplacement du piston. A cette fin la première chambre n'est que partiellement remplie par le fluide et le volume résiduel est avantageusement rempli par un gaz neutre compressible tel que de l'argon, de l'azote ou de l'hélium . L'opercule sécable joue un rôle de sécurité en cas de surpression dans la première chambre en mettant celle- ci à l'air libre au-delà d'une pression définie, évitant ainsi tout risque d'explosion du réservoir. L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, représentés sur les figures 1 à 3, dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale et en perspective d'un exemple de réalisation du dispositif de l'invention en phase passive ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale et en perspective du dispositif selon un exemple de réalisation après déclenchement dudit dispositif lorsque le piston arrive en position axiale dite de vidage ; - et la figure 3 représente une vue de détail en coupe et en perspective du piston en position axiale de vidage. Figure 1, selon un exemple de réalisation le dispositif d'éjection d'un fluide comprend un corps (1) de forme cylindrique séparé en deux chambre (11,12) par un piston (10) et fermé en ses extrémités par deux flasques (21,22). La première chambre (11) est partiellement remplie par le fluide à éjecter (110) le complément de volume étant rempli d'un gaz neutre de sorte qu'il règne toujours à l'intérieure de la chambre une pression supérieure à la pression atmosphérique. Cette première chambre communique avec un orifice (13) pratiqué dans le flasque (21) d'extrémité, lequel orifice est fermé par un opercule sécable (30). Des moyens de mesure (210) de la pression dans la première chambre permettent de vérifier son étanchéité. La seconde chambre (12) dite de pressurisation est également fermée par un flasque (22) lequel supporte en outre des moyens (40) aptes à augmenter la pression dans cette chambre, en l'occurrence un générateur de gaz pyrotechnique (40). Figure 1 détail Z, l'extrémité (102) de la jupe du piston (120) comprend un filetage intérieur et un épaulement (103) de diamètre inférieur au diamètre de la partie filetée. Ladite partie filetée se visse sur une partie filetée (222) du flasque (22) s'étendant dans la chambre de pressurisation jusqu'à ce que l'épaulement (103) de la jupe vienne en contact avec ledit flasque. La jupe du 5 piston est d'épaisseur réduite (101) entre l'épaulement et le filetage intérieur (102). Lorsque la réaction pyrotechnique est déclenchée dans le générateur de gaz (40) la pression monte dans la chambre de pressurisation (12) et le flux d'effort appliqué au piston (10) passe par cette zone de section réduite (101) qui est alors sollicitée en traction. Au-delà d'un effort critique déterminé par l'épaisseur de cette zone, celle-ci cède et libère le piston (10). En revanche si la pression monte dans le fluide (110) contenu dans la première chambre (11) le flux d'effort auquel est soumis le piston (10) passe par l'épaulement (103) et est transmis au flasque (22) sans passer par la zone de section réduite (101) qui n'est pas sollicitée. Le piston comprend des moyens d'étanchéité (106, 107) avec l'intérieur du réservoir et délimitant un chambre annulaire (105) entre une gorge pratiquée dans la jupe du piston et la paroi interne du réservoir. Des orifices débouchants (108) traversent le fond de ladite gorge mettant en communication la chambre de pressurisation (12) avec la chambre annulaire (105). Lorsqu'aucune pression ne règne dans la chambre de pressurisation ces orifices sont obstrués par une bague élastique (50). Lorsque la pression augmente dans la chambre de pressurisation (12) ladite bague élastique s'expanse radialement sous l'effet de la pression mettant alors en communication le gaz contenu dans la chambre de pressurisation (12) avec la chambre annulaire (105). Figure 2, sous l'effet de la montée de pression engendrée dans la chambre de pressurisation (12) suite au déclenchement de la réaction pyrotechnique dans le générateur de gaz (40), la section réduite (101) du piston cède libérant celui-ci qui, se translatant axialement dans le réservoir, fait monter la pression dans le fluide (110) contenu dans la première chambre (11). Lorsque la pression atteint un seuil défini l'opercule sécable (30) cède à son tour, désobstruant l'orifice (13) du flasque d'extrémité (22) et autorisant ainsi l'éjection du fluide (110) par cet orifice. Le piston continu de se translater sous l'effet de la pression du gaz, chassant ainsi tout le fluide (110) contenu dans le réservoir. Au-delà d'une position axiale du piston, dite position de vidage, le diamètre interne du réservoir s'élargit pour former un épaulement (121). L'élargissement de ce diamètre casse l'étanchéité entre le joint (106) situé à l'avant de la chambre annulaire (105) de sorte que, les orifices (108) de la jupe du piston étant ouverts car la bague élastique (50) est toujours expansée par la pression du gaz, le dit gaz est en communication avec l'orifice (13). Ainsi la chambre de pressurisation est purgée, et, si l'orifice (13) est en communication avec un circuit de distribution du fluide (110), ledit circuit est également purgé. Le gaz s'évacuant, la pression baisse dans la chambre de pressurisation et la bague élastique (50) reprend sa forme non contrainte, obturant les orifices (108) de la jupe du piston. Figure 3, dans cette position, un jonc élastique (109) placé sur la jupe du piston arrive face à l'épaulement (121) pratiqué à l'extrémité du corps du réservoir (1). Le dit jonc sous l'effet de son élasticité s'expanse radialement empêchant tout retour en arrière du piston (10). Ainsi en fin de vidange, le piston (10) empêche toute introduction de gaz ou de fluide dans le réservoir vidé. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle permet de conserver en phase passive un fluide à éjecter dans un réservoir sans dégrader les moyens d'étanchéité entre le corps du réservoir et les moyens d'éjection du fluide. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éjection d'un fluide caractérisé en ce qu'il comprend : Un réservoir (1) de forme cylindrique séparé perpendiculairement à son axe de manière étanche en deux chambres (11,12) par un élément, dit piston (10), apte à coulisser axialement à l'intérieur du réservoir Une première chambre (11) contenant un fluide non gazeux (110) en communication avec un orifice d'éjection (13) fermé par un opercule (30) apte à s'ouvrir pour une pression supérieure ou égale à une pression déterminée dans ladite première chambre Une seconde chambre (12) dite de pressurisation apte à être connectée à des moyens (40) pour augmenter la pression dans ladite chambre Des moyens (101) liant le piston au réservoir en liaison complète dans une première position axiale dite de stockage, lesquels moyens sont aptes à se rompre et libérer le piston en translation axiale pour une pression supérieure ou égale à une pression déterminée dans la chambre de pressurisation (12), de sorte à provoquer l'éjection du fluide (110). 20 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens liant le piston au réservoir (101) dans la position de stockage sont aptes à se rompre sous l'effet d'une pression déterminée dans la chambre de pressurisation (12) et sont insécables quelque soit la pression dans la chambre (11) contenant le fluide. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le piston (10) comprend des moyens (109) aptes à l'immobiliser en translation par rapport au réservoir dans un sens allant de la première vers la deuxième chambre pour une seconde position dite de vidage. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que : - le piston comporte deux zones d'étanchéité (106,107) avec la surface intérieure du réservoir, lesdites zones étant séparées et disposées axialement de sorte à former une chambre annulaire (105) entre le piston et la face intérieure du réservoir, des orifices (108) de communication entre ladite chambre annulaire (105) et la chambre de pressurisation (12), des moyens d'obturation (50) desdits orifices aptes à s'ouvrir sous l'effet d'une pression déterminée dans la chambre de pressurisation - il comprend des moyens pour mettre la chambre annulaire (105) du piston 15 en communication avec la chambre (11) contenant le fluide lorsque le piston se trouve dans la position axiale de vidage. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens d'obturation des orifices (108) sont constitués par une bague élastique (50) 20 expansible sous l'effet de la pression dans la chambre de pressurisation de sorte à ouvrir lesdits orifices. 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un opercule sécable (30) pour une pression définie obturant la chambre comprenant le fluide à éjecter 25 7. Nacelle de moteur d'aéronef caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes