Brevet FR3027090A1 — publié le 20160415

La présente invention concerne un obturateur de réservoir, ainsi qu'un réservoir comportant un tel obturateur. Certains aéronefs comportent des réservoirs contenant des fluides comme par exemple un réservoir contenant un agent extincteur. Ce réservoir présente une ouverture munie d'un opercule que l'on vient percer par un moyen pyrotechnique lorsque la vidange du réservoir est souhaitée. La rupture de cet opercule génère des débris qui sont susceptibles d'être évacués en même temps que l'agent contenu dans le réservoir. Il est donc nécessaire d'installer un filtre de rétention afin de retenir ces débris. En outre, une fois ouvert, il n'est pas possible d'isoler le réservoir de tout retour potentiel d'agent par la canalisation d'évacuation, et si on veut éviter ce phénomène de retour de fluide, il convient alors de rajouter en aval dans le circuit d'évacuation un dispositif supplémentaire comme un clapet anti-retour. Bien qu'un tel système à opercule fonctionne parfaitement, il est difficile de régler la force à partir de laquelle le clapet s'ouvre. Un objet de la présente invention est de proposer un obturateur qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier permet d'ajuster et de connaître précisément la pression à partir de laquelle l'obturateur s'ouvre. Un autre objet de l'invention est de proposer un obturateur de réservoir qui fait aussi office d'opercule de sécurité, évitant ainsi toute dégradation de réservoir si la pression à l'intérieur du réservoir venait à augmenter pour une raison ou une autre et permettant sans ajout de dispositifs supplémentaires, l'ouverture du réservoir et la décharge de celui-ci sans génération de débris. Un autre objet de l'invention propose un obturateur de réservoir qui fait aussi office de clapet anti retour. A cet effet, est proposé un obturateur pour un réservoir comportant une ouverture, l'obturateur comportant : - un corps prévu pour être fixé dans l'ouverture et présentant un orifice, et caractérisé en ce qu'il comprend en outre - une membrane fixée au corps et dont une partie obture entièrement ledit orifice, - un noyau fixé à la partie de la membrane qui obture ledit orifice, et - des moyens d'arrêt prévus pour autoriser un déplacement du noyau entre une position d'obturation qui correspond à la membrane non rompue et obturant l'orifice, 3027090 2 et une position ouverte qui correspond à la membrane rompue et écartée de l'orifice, et pour maintenir le noyau solidaire du corps en position ouverte. En fonction des caractéristiques de la membrane, il est alors possible de connaître la force et donc la pression à partir de laquelle l'obturateur s'ouvre. 5 Avantageusement, les moyens d'arrêt sont constitués d'au moins un bras, et pour le ou chaque bras, d'une fenêtre que le corps présente, et l'une des extrémités du ou de chaque bras est solidaire du noyau et l'autre extrémité dudit bras est insérée dans ladite fenêtre. Avantageusement, le noyau épouse la forme de l'orifice. 10 Avantageusement, le corps présente un siège, le noyau présente un rebord, le corps présente des moyens de rappel qui contraignent le noyau dans une position d'appui dans laquelle le rebord est en appui contre le siège. Avantageusement, les moyens de rappel comportent une bague et un ressort de compression, la bague est mobile parallèlement à la direction de déplacement du 15 noyau et est en appui contre les extrémités des bras qui sont insérées dans les fenêtres et le ressort est placé entre une partie fixe du corps et la bague. Avantageusement, le noyau comporte une première partie qui porte le rebord et qui est fixée sur la face de la membrane destinée à être orientée vers l'intérieur du réservoir, et une deuxième partie qui porte les bras et qui est fixée sur la face de la 20 membrane qui est destinée à être orientée vers l'extérieur du réservoir. Avantageusement, le corps comprend: - un premier anneau comprenant une première bague et un premier disque s'étendant vers l'intérieur de la première bague, évidé au centre et formant le siège, - un deuxième anneau comprenant une deuxième bague et un deuxième disque 25 s'étendant vers l'intérieur de la deuxième bague et évidé au centre, et - des moyens de pression prévus pour maintenir en pression l'un contre l'autre le premier disque et le deuxième disque, et la membrane est prise en sandwich entre, d'une part, le premier disque qui est en contact avec la face de la membrane destinée à être orientée vers l'intérieur du 30 réservoir et, d'autre part, le deuxième disque qui est en contact avec la face de la membrane qui est destinée à être orientée vers l'extérieur du réservoir. Avantageusement, les moyens de pression sont constitués d'un contre-écrou comprenant une contre-bague prévue pour se visser contre la surface intérieure de la 3027090 3 première bague et dont une extrémité est prévue pour venir en appui contre le deuxième disque. L'invention propose également un réservoir comportant une ouverture et un obturateur selon l'une des variantes précédentes, et dont le corps est fixé dans 5 l'ouverture. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : 10 la Fig. 1 montre une vue en coupe d'un obturateur selon l'invention et en position fermée, la Fig. 2 montre une vue en coupe de l'obturateur de la Fig. 1 en position ouverte, et la Fig. 3 montre un agrandissement du détail II de la Fig. 1. 15 La Fig. 1 montre un obturateur 100 qui est mis en place dans un réservoir 50 qui comporte ici un goulot 52 présentant une direction axiale 10 et percé d'une ouverture 54. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, l'obturateur 100 est ici maintenu en place dans le goulot 52 par une mise en appui de l'obturateur 100 contre 20 un décrochement 56 réalisé à l'intérieur du goulot 52 et par un écrou 58 qui est percé d'un canal 59 et qui se visse à l'intérieur du goulot 52. L'obturateur 100 est ainsi pris en sandwich entre le décrochement 56 et l'écrou 58. L'obturateur 100 présente une forme générale de révolution autour de la direction axiale 10. L'obturateur 100 comporte: 25 - un corps 102 fixé dans l'ouverture 54, ici par le décrochement 56 et l'écrou 58, et présentant un orifice 104 traversant ledit corps 102, disposé en regard de l'ouverture 54 et prévu pour permettre une mise en liaison entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir 50, - une membrane 106 fixée au corps 102 et dont une partie obture entièrement 30 ledit orifice 104, - un noyau 108 fixé à la partie de la membrane 106 qui obture ledit orifice 104, et - des moyens d'arrêt 110 prévus pour autoriser un déplacement du noyau 108 entre une position d'obturation qui correspond à la membrane 106 non rompue et 3027090 4 obturant l'orifice 104, et une position ouverte qui correspond à la membrane 106 rompue et écartée de l'orifice 104 pour autoriser le passage du fluide, et pour maintenir le noyau 108 solidaire du corps 102 en position ouverte. Ainsi, lorsqu'une surpression est créée dans le réservoir 50, la surpression agit 5 sur la membrane 106 au niveau de l'orifice 104, et lorsque la surpression dépasse la force de résistance de la membrane 106, celle-ci se rompt instantanément permettant de libérer le fluide contenu dans le réservoir 50 qui s'échappe en traversant l'orifice 104 et le canal 59. Pour éviter que les débris de la membrane 106 ainsi rompue soient entraînés 10 avec le fluide, la partie de la membrane 106 obturant l'orifice 104 est solidaire du noyau 108 qui est lui-même arrêté par les moyens d'arrêt 110. La Fig. 2 montre l'obturateur 100 lorsque la membrane 106 est rompue et que le noyau 108 est arrêté par les moyens d'arrêt 110 en position d'ouverture. Le déplacement du noyau 108 correspond ici à une translation parallèle à la 15 direction axiale 10, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de l'orifice 104 et orientée de l'intérieur vers l'extérieur du réservoir 50. La force de rupture de la membrane 106, qui est ici un effort de cisaillement pur, est parfaitement déterminable en fonction du matériau utilisé, de son épaisseur et des dimensions de l'orifice 104. Ainsi, la surpression à partir de laquelle l'obturateur 100 20 va s'ouvrir est parfaitement connue. Pour faciliter une rupture nette de la membrane 106, celle-ci est réalisée dans un matériau rigide, plus particulièrement en métal, comme par exemple en inox ou en laiton. Les moyens d'arrêt 110 sont constitués ici d'au moins un bras 112, et pour le ou 25 chaque bras 112, d'une fenêtre 114 que le corps 102 présente. L'agencement de chaque bras 112 est tel que l'une des extrémités dudit bras 112 est solidaire du noyau 108 et l'autre extrémité dudit bras 112 est insérée dans la fenêtre 114 associée. La fenêtre 114 présente une forme appropriée pour permettre le déplacement du bras 112 entre la position d'obturation et la position ouverte. Chaque fenêtre 114 prend ici la forme d'un 30 trou oblong dont le grand axe est parallèle à la direction de déplacement du noyau 108. Les bras 112 sont ici au nombre de trois et répartis régulièrement autour du noyau 108. 3027090 5 Pour permettre une rupture régulière de la membrane 106 le long du périmètre de l'orifice 104, le noyau 108 épouse la forme de l'orifice 104. Ainsi, la membrane 106 va se rompre régulièrement le long du pourtour du noyau 108. Dans ce dernier mode de réalisation, pour réaliser un contact étanche entre le 5 corps 102 et le noyau 108 après rupture de la membrane 106, le corps 102 présente un siège 116 et le noyau 108 présente un rebord 118 dont la forme est adaptée à celle du siège 116 de manière à ce que lorsque le rebord 118 est en appui contre le siège 116, le contact étanche est créé. Le corps 102 présente en outre des moyens de rappel 120 qui contraignent le 10 noyau 108 dans une position d'appui dans laquelle le rebord 118 est en appui contre le siège 116, la position d'appui correspond sensiblement à la position d'obturation. Les moyens de rappel 120 génèrent une force de rappel et la somme de la force de rappel et de la force de résistance de la membrane 106 doit être inférieure à la force créée par la surpression pour permettre la rupture de la membrane 106 et l'ouverture de 15 l'obturateur 100. Ainsi, après rupture de la membrane 106 et évacuation du fluide du réservoir 50, les moyens de rappel 120 repoussent le noyau 108 vers la position d'appui, ce qui évite qu'un fluide provenant d'un autre réservoir monté sur le même réseau de distribution s'introduise dans le réservoir 50 après ouverture de l'obturateur 100. 20 Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, les moyens de rappel 120 comportent un ressort de compression 122 et une bague 124. La bague 124 est disposée à l'intérieur d'un logement 126 du corps 102 et elle est mobile parallèlement à la direction de déplacement du noyau 108. La bague 124 est en appui contre les extrémités des bras 112 qui sont insérées dans le corps 102 et le ressort 122 est placé 25 dans le logement 126 entre une partie fixe du corps 102 et la bague 124. La bague 124 est disposée contre les bras 112 de manière à repousser ces derniers en position d'obturation. Après rupture de la membrane 106, et afin de pouvoir récupérer le noyau 108 et le fixer à une nouvelle membrane 106, ledit noyau 108 est avantageusement 30 démontable. Le noyau 108 comporte une première partie 128 qui porte le rebord 118 et qui est fixée sur la face de la membrane 106 qui est orientée vers l'intérieur du réservoir 50, et une deuxième partie 130 qui porte les bras 112 et qui est fixée sur la face de la membrane 106 qui est orientée vers l'extérieur du réservoir 50. 3027090 6 La fixation de la première partie 128 et de la deuxième partie 130 est assurée ici par une vis de serrage 132 dont la tête est en appui contre la première partie 128 et qui se visse dans la deuxième partie 130 en traversant la membrane 106. La fixation de la membrane 106 sur le corps 102 peut être réalisée par tous 5 moyens appropriés, en fonction des matériaux utilisés, il est ainsi possible de souder la membrane 106 sur le corps 102. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le corps 102 comprend un premier anneau 134 et un deuxième anneau 136 et la membrane 106 est prise en sandwich entre le premier anneau 134 et le deuxième anneau 136. 10 Le premier anneau 134 comprend une première bague 138 qui est en appui contre le décrochement 56 et un premier disque 140 qui s'étend vers l'intérieur de la première bague 138 et qui est évidé au centre et forme le siège 116. Le deuxième anneau 136 comprend une deuxième bague 142 et un deuxième disque 144 qui s'étend vers l'intérieur de la deuxième bague 142 et qui est évidé au 15 centre pour permettre le passage du noyau 108. La membrane 106 est prise en sandwich entre le premier disque 140 et le deuxième disque 144 qui sont maintenus en pression l'un contre l'autre par des moyens de pression 150 du corps 102. Le premier disque 140 et le deuxième disque 144 sont disposés de manière à ce 20 que le premier disque 140 soit en contact avec la face de la membrane 106 orientée vers l'intérieur du réservoir 50 et le deuxième disque 144 est en contact avec la face de la membrane 106 orientée vers l'extérieur du réservoir 50. Le logement 126 est ici réalisé entre la première bague 138 et la deuxième bague 142. 25 Les moyens de pression 150 sont réalisés ici par un contre-écrou 150 comprenant une contre-bague 152 qui est prévue pour se visser contre la surface intérieure de la première bague 138 et dont une extrémité est prévue pour venir en appui contre le deuxième disque 144 pour le plaquer contre le premier disque 140. La partie fixe du corps 102 contre laquelle le ressort 122 est en appui est ici un 30 contre-disque 154 s'étendant vers l'intérieur de la contre-bague 152. Un tel agencement permet après ouverture de l'obturateur 100, le démontage de la membrane 106 rompue restant entre le premier disque 140 et le deuxième disque 144 et son remplacement par une nouvelle membrane 106. 3027090 7 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la membrane 106 est fixée au premier disque 140 et au deuxième disque 144 par exemple par une soudure par laser ou faisceau d'électrons. REVENDICATIONS1) Obturateur (100) pour un réservoir (50) comportant une ouverture (54), l'obturateur (100) comportant : - un corps (102) prévu pour être fixé dans l'ouverture (54) et présentant un orifice (104), et caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - une membrane (106) fixée au corps (102) et dont une partie obture entièrement ledit orifice (104), - un noyau (108) fixé à la partie de la membrane (106) qui obture ledit orifice (104), et - des moyens d'arrêt (110) prévus pour autoriser un déplacement du noyau (108) entre une position d'obturation qui correspond à la membrane (106) non rompue et obturant l'orifice (104), et une position ouverte qui correspond à la membrane (106) rompue et écartée de l'orifice (104), et pour maintenir le noyau (108) solidaire du corps (102) en position ouverte. 2) Obturateur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt (110) sont constitués d'au moins un bras (112), et pour le ou chaque bras (112), d'une fenêtre (114) que le corps (102) présente, et en ce que l'une des extrémités du ou de chaque bras (112) est solidaire du noyau (108) et l'autre extrémité dudit bras (112) est insérée dans ladite fenêtre (114). 3) Obturateur (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le noyau (108) épouse la forme de l'orifice (104). 4) Obturateur (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps (102) présente un siège (116), en ce que le noyau (108) présente un rebord (118), en ce que le corps (102) présente des moyens de rappel (120) qui contraignent le noyau (108) dans une position d'appui dans laquelle le rebord (118) est en appui contre le siège (116). 5) Obturateur (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de rappel (120) comportent une bague (124) et un ressort de compression (122), en ce que la bague (124) est mobile parallèlement à la direction de déplacement du noyau 3027090 9 (108) et est en appui contre les extrémités des bras (112) qui sont insérées dans les fenêtres (114) et en ce que le ressort (122) est placé entre une partie fixe du corps (102) et la bague (124). 6) Obturateur(100) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le 5 noyau (108) comporte une première partie (128) qui porte le rebord (118) et qui est fixée sur la face de la membrane (106) destinée à être orientée vers l'intérieur du réservoir (50), et une deuxième partie (130) qui porte les bras (112) et qui est fixée sur la face de la membrane (106) qui est destinée à être orientée vers l'extérieur du réservoir (50). 10 7) Obturateur(100) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le corps (102) comprend: - un premier anneau (134) comprenant une première bague (138) et un premier disque (140) s'étendant vers l'intérieur de la première bague (138), évidé au centre et formant le siège (116), 15 - un deuxième anneau (136) comprenant une deuxième bague (142) et un deuxième disque (144) s'étendant vers l'intérieur de la deuxième bague (142) et évidé au centre, et - des moyens de pression (150) prévus pour maintenir en pression l'un contre l'autre le premier disque (140) et le deuxième disque (144), 20 et en ce que la membrane (106) est prise en sandwich entre le premier disque (140) qui est en contact avec la face de la membrane (106) destinée à être orientée vers l'intérieur du réservoir (50) et le deuxième disque (144) qui est en contact avec la face de la membrane (106) qui est destinée à être orientée vers l'extérieur du réservoir (50). 25 8) Obturateur (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de pression (150) sont constitués d'un contre-écrou (150) comprenant une contre-bague (152) prévue pour se visser contre la surface intérieure de la première bague (138) et dont une extrémité est prévue pour venir en appui contre le deuxième disque (144). 9) Réservoir (50) comportant une ouverture (54) et un obturateur(100) selon l'une 30 des revendications 1 à 8, et dont le corps (102) est fixé dans l'ouverture (54).