Appareil dans lequel un gaz sous pression est utilisé pour projeter un liquide
La présente invention a pour objet un appareil du genre dans lequel un gaz sous pression est utilisé pour projeter un liquide, cet appareil comprenant un premier récipient con- tenant du liquide, un orifice de décharge de ce récipient, un moyen cassable obturant cet orifice de décharge, une charge explosive inflammable électriquement et destinée à rompre le moyen cassable susdit en vue de déboucher l'orifice de décharge, un second récipient con- tenant un gaz sous pression utilisé pour l'expulsion du liquide hors du premier récipient par son orifice de décharge, un orifice de sortie du gaz hors du second récipient, grâce auquel le gaz peut pénétrer dans le récipient à liquide,
un autre moyen cassable obturant l'ouverture de sortie du récipient à gaz.
Suivant l'invention, cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un élément susceptible d'être déplacé par suite de l'inflammation de ladite charge explosive, afin de rompre ledit autre moyen cassable et déboucher ainsi l'orifice du récipient à gaz, le gaz sous pression étant, de ce fait, libéré pour provoquer l'expulsion du liquide par l'orifice de décharge du liquide.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet suivant l'invention sous forme d'un appareil extincteur.
La fig. 1 est une vue en coupe de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue similaire de la seconde forme d'exécution.
La fig. 3 est une vue en plan d'un détail de l'extrémité de décharge de la forme d'exécution représentée à la fig. 2
Les fig. 4 et 5 sont deux vues en coupe, à échelle agrandie, de l'extrémité de décharge de la forme d'exécution de la fig. 2, montrant le fonctionnement du réservoir.
La fig. 1 représente un appareil extincteur 10 comportant un n récipient de liquide 1 0a et un orifice de décharge 11, qui est normalement fermé par un bouchon 12 situé dans une tête 13 de l'extincteur 10, ce bouchon et cette tête étant reliés ensemble par une partie circulaire amincie 12a susceptible d'être rompue. Une charge explosive amovible 14, à allumage électrique, est fixée dans la tête 13, et la force ex plosive résultant de l'inflammation de la charge 14 pénètre dans un espace 15 et agit sur le bouchon 12 en le poussant vers le bas en direction de l'orifice de décharge 1 1 et en rompant la partie cassable 12a.
Le bouchon 12 est expulsé dans une cuvette 16 située à un niveau plus bas que l'orifice de décharge 11, en permettant ainsi une libre décharge du fluide à travers le col de l'extincteur et, de là, vers l'extérieur par l'orifice de décharge 11. L'extrémité de cet orifice de décharge est analogue à celle de réalisations antérieures des deman- deresses, mais l'autre extrémité du récipient 1 0a est tout à fait différente et elle est confor mée de manière à former un récipient t sphéri- que fermé 17 destiné à contenir un gaz sous pression.
Une ouverture centrale est ménagée dans la paroi du récipient à gaz 17 qui est orientée vers l'intérieur du récipient loua, et dans cette ouverture est fixé un tube 18 qui s'étend dans le récipient à gaz 17 et dont l'axe coïncide avec l'axe longitudinal de l'extincteur 10.
L'extrémité du tube 18 située dans le récipient 17 est fermée par un élément d'obturation 19 qui comprend un flasque mince cassable 19a et qui présente un épaulement rentrant 19b. Le bouchon 12 est fixé à une extrémité d'une tige 20 qui traverse l'extincteur et le tube 18 et dont l'autre extrémité 20a est placée à l'intérieur dé l'élément d'obturation 19 du récipient et y est emprisonnée derrière l'épaulement rentrant 19b. Un élément annulaire ajouré 21 est fixé dans le tube 18 près de la paroi du récipient à gaz 17 et constitue un guide pour la tige 20.
Un piston 22, constitué par une plaque métallique en forme de cuvette, par exemple en cuivre berylium, présente une jupe mince fendue en de nombreux points suivant sa circonférence, de manière à permettre l'obtention d'un contact élastique de la jupe avec l'intérieur de la paroi latérale de l'extincteur. Le piston 22 présente une ouverture centrale dans laquelle est fixé un tube de guidage 23 monté de manière à pouvoir glisser sur la tige 20. Le piston 22 est normalement disposé près du récipient à gaz 17 avec sa surface concave tournée vers celui-ci, et il peut être bloqué dans cette position par un arrêt à ressort 24 monté sur le tube de guidage 23 et pénétrant dans une gorge de localisation 20b ménagée dans la tige 20.
Par cette disposition, le gaz sous pression et l'agent liquide d'extinction sont maintenus séparés jusqu'à ce que la charge explosive 14 soit allumée pour dégager le bouchon 12 obturant l'orifice de décharge. La seule retenue imposée au mouvement initial du bouchon n 12 est due à l'inertie de la tige 20, car la disposition est réalisée de telle manière que l'extrémité emprisonnée 20a-de la tige 20 peut se mouvoir suivant une courte distance avant de venir en contact avec l'épaulement rentrant 19b. Cependant, ce contact se produit après un court déplacement du bouchon 12, et un mouvement complémentaire de la tige provoque la rupture du flasque cassable 19a de l'élément d'obturation 19 du récipient. Le gaz sous pression peut ainsi agir sur le piston 22 et chasse de ce fait le fluide d'extinction hors de l'extincteur 10, par l'orifice 11.
Le piston 22 sert à maintenir la séparation entre le gaz et le liquide et il descend dans l'extincteur au fur et à mesure que le liquide est t expulsé, le piston 22 étant guidé dans son déplacement grâce au tube 23 coulissant sur la tige 20. Lorsque le piston 22 est déplacé sur la tige 20, le tube de guidage 23 atteint une partie 20c de cette dernière qui est de section transversale plus petite et le gaz peut alors traverser le piston 22 et maintenir la décharge du liquide d'extinction, non seulement jusqu'à ce que l'extincteur soit vide, mais encore le long de toute canalisation qui peut être reliée à l'orifice de décharge 11.
Il est possible de réaliser une disposition similaire dans laquelle l'extincteur présente deux orifices de décharge qui partent ensemble du col de la bouteille et sont inclinés vers l'extérieur l'un par rapport à l'autre. Il n'est pas aisément possible de ménager une connexion rigide entre les deux bouchons et la tige du fait qu'avec un mouvement vers l'extérieur du bouchon, ils se déplacent, en outre, en divergeant l'un de l'autre. Cependant, cette difficulté peut être surmontée en ménageant une connexion entre le bas de la tige et chaque bouchon qui soit une connexion flexible ou une liaison qui soit automatiquement rompue, après ouverture de l'orifice du récipient à gaz, par suite d'un déplacement suffisamment grand du bouchon vers l'extérieur.
Avec la plupart des extincteurs existants utilisés dans l'aviation, les positions dans lesquelles l'extincteur peut être monté sont très limitées, du fait que, dans d'autres positions, il est possible que le gaz sous pression s'échappe avant une partie ou la totalité du liquide d'extinction, d'où il résulte que la totalité de ce dernier n'est pas expulsée.
C'est pourquoi, en général, pour assurer une décharge effective, il est nécessaire que l'orifice de décharge soit le plus bas au moment de la décharge. Capent dant, même si un extincteur quelconque est monté de manière que son ouverture de décharge soit dans la position la plus basse lorsque l'avion est en vol normal ou dans sa position au sol, l'orientation de l'avion à la suite d'un accident peut être telle qu'au moment de la décharge, I'ouverture ne soit pas dans la position la plus basse, et qu'une décharge effective ne puisse pas se produire.
Cette restriction en ce qui concerne le montage de l'extincteur ne s'applique pas à la disposition décrite ci-dessus pour la raison que le gaz est maintenu séparé du liquide, jusqu'à ce que la plus grande partie du liquide ait été expulsée, et cela signifie que, quelle que soit la position de l'extincteur au moment de la décharge, le gaz ne peut pas s'échapper au-delà du liquide, tout au moins dans une mesure importante. Les extincteurs décrits conviennent, par conséquent, pour être utilisés dans les installations de protection contre les accidents d'avion, où un montage vertical de l'extincteur n'est pas possible, ou n'est tout au moins pas avantageuse, par exemple, dans les ailes d'avion de section mince, dans lesquelles ces extincteurs peuvent être placés horizontalement ou dans toute autre position inclinée par rapport à la verticale.
La séparation du gaz et du liquide signifie que seul le récipient à gaz doit être suffisamment robuste pour résister à la pression élevée du gaz qui peut atteindre 25 kg/cm2 ou même plus. La résistance du récipient à liquide est déterminée par le fait qu'avant le fonctionne- ment, ses parois ne doivent résister qu'à la pression de vapeur qui est beaucoup plus basse, mais qui augmente lorsque la température s'élève, bien qu'ensuite elles aient à résister à la pression existant lorsque le gaz a été libéré.
Il est à noter que dans un espace occupé par un mélange de vapeur et d'un gaz qui ne réagissent pas chimiquement l'un sur l'autre, chacun exerce la pression qu'il créerait s'il occupait seul l'espace. La pression totale, lorsque le gaz et le liquide ne sont pas séparés est, par conséquent, égale à la somme de la pression de vapeur et de la pression du gaz. Cependant, en séparant le gaz et le liquide de la manière décrite, la pression maximum exercée sur le récipient à gaz est celle qui est due au gaz seul, tandis que la pression maximum exercée sur le restant du récipient est celle qui est due à la pression de vapeur de liquide seule.
I1 est évident que même dans les cas où il n'y a pas un avantage à séparer le gaz et le liquide du point de vue de la position de montage de l'extincteur, une telle séparation peut encore être désirable en vue d'obtenir les avantages signalés ci-dessus en ce qui concerne les pressions. Le piston utilisé dans la disposition décrite ci-dessus peut être supprimé lorsqu'une séparation n'est plus nécessaire après que la décharge a commencé.
Bien que, dans la disposition décrite cidessus, il y ait des avantages évidents à utiliser une seule cartouche pour réaliser l'ouverture à la fois de l'orifice de gaz et de l'orifice de liquide, il est évident qu'on peut utiliser des cartouches séparées pour ouvrir chaque orifice, les cartouches étant allumées pratiquement simul tunément.
En se référant maintenant aux fig. 2 et 3, on y voit une seconde forme d'exécution dans laquelle l'extincteur est d'une forme générale similaire à celle représentée à la fig. 1. Dans cette nouvelle forme d'exécution, l'orifice de décharge 31 est fermé par un élément d'obturation ou chapeau de fermeture 32 formant diaphragme qui est destiné à être ouvert par I'allumage d'une charge explosive 34, à allu mage electrique ; la force de l'explosion, utilisée pour enfoncer le chapeau de fermeture 32 est également utilisée pour provoquer le déplacement d'un élément 35 qui, à son tour, libérera le gaz du récipient 36 pour que ce gaz puisse agir sur le contenu liquide d'un récipient à liquide 30a.
La charge explosive 34 est disposée dans un support 44 ménagé dans une tête 45. Le support 44 est prolongé dans ler milieu du col de l'extincteur 30 et il est conformé de manière à présenter le minimum d'obstruction à la décharge du liquide. Le support 44 présente un alésage 44a qui, à une extrémité, communique avec la charge explosive et, à l'autre extrémité, est terminé dans une partie transversale 44b dont une extrémité est fermée par une ampoule cassable 37 en forme de dé. Le dé 37 est disposé en regard du chapeau de fermeture 32 et il est dimensionné de manière à résister à la pression résultant de l'inflammation de la charge explosive 34 jusqu'à ce que la combus tion de la charge soit pratiquement t totale, après quoi le dé 37 se brise pour libérer la force contenue de l'explosion, qui fera éclater le chapeau de fermeture 32.
L'autre extrémité de l'alésage transversal 44b forme un cylindre dans lequel un élément 38 en forme de piston est monté de manière à pouvoir glisser. Le déplacement du piston 38 vers le dé 37 est limité par un ergot d'arrêt 39. L'extrémité de l'alésage transversal 44b est obturée pour empêcher l'entrée de liquide, par un soufflet 40 qui enferme l'extrémité en saillie du piston 38. L'extrémité de celui-ci porte, par l'intermédiaire de l'extrémité du soufflet 40, contre l'élément 35. Ce dernier consiste en un tube 35a pourvu, à une extrémité, d'un support 35b qui est monté de manière à pouvoir glisser dans un tube de guidage 41.
L'autre extrémité du tube 35a est supportée par un élément 35c qui est monté également de manière à pouvoir glisser dans le tube de guidage 41 et qui est pourvu d'un poin çon effilé, ou pièce de pénétration 35d, disposé en face de deux diaphragmes voisins 42 et 43.
Le diaphragme 42 ferme l'extrémité du récipient à liquide 30a, tandis que le diaphragme 43 ferme le récipient à gaz sphérique 36.
Lorsque la charge explosive 34 s'est enflammée, la force explosive résultante est transmise par les alésages 44a et 44b pour rompre le dé 37 et le chapeau 32 de la manière décrite ci-dessus, et comme représenté à la fig. 4. En même temps, le piston 38 est déplacé en allongeant le soufflet 30 et en poussant le poinçon 35d à travers les deux diaphragmes 42 et 43.
Du fait que le bord coupant du poinçon 3 5d n'est pas placé dans un plan normal à l'axe longitudinal de l'élément 35, les deux diaphragmes 42, 43 n'ont pas une partie complètement découpée, mais une patte circulaire est formée, dans chaque diaphragme, chaque patte pendant du bord non découpé. L'extrémité du poinçon 35d est légèrement conique, de manière qu'elle se coince dans les diaphragmes 42 et 43 et qu'il soit improbable que les pattes ne se replient et ne réalisent à nouveau une fermeture partielle de l'ouverture formée.
Le gaz passe par des fentes pratiquées dans la paroi du poinçon 35d et du tube de guidage 41 pour agir sur un piston 46 qui réalise une fonction analogue à celle du piston 22 de la première forme d'exécution. Le piston 46 comprend un tube intérieur 46a et un tube extérieur 46b à partir desquels s'étendent un certain nombre de palettes métalliques flexibles 46c, par exemple douze, les palettes adjacentes se recouvrant partiellement. Du fait de cette construction, les palettes 46c peuvent se resserrer suffisamment pour pouvoir faire passer le piston à travers l'extrémité de l'orifice de décharge du réservoir à liquide 30 au moment de l'assemblage. Le tube intérieur 46a est monté de manière à pouvoir glisser sur l'extérieur du tube de guidage 41.
Le piston 46 comporte une série de pinces à ressort 47 qui, avant le fonctionnement de l'extincteur, s'engagent dans des fentes ménagées dans l'élément 35c, l'extrémité 47a de chaque pince 47 traversant une fente pratiquée dans le tube de guidage 41.
Avant le fonctionnement de l'extincteur, les pinces 47 servent à retenir le piston 46 à l'ex- trémité du récipient à liquide, et servent également à retenir l'élément 35 en position correcte dans le tube de guidage 41. Lorsque l'élément 35 est déplacé du fait de l'inflamma- tion de la cartouche, l'extrémité 47a de chaque pince 47 est chassée hors de la fente de l'élément 35c, et le piston 46 peut se déplacer le long du tube de guidage 41. Lorsque ce piston 46 atteint l'autre extrémité du tube de guidage 41, le gaz peut s'échapper par les fentes 41a.
Comme on l'a déjà mentionné, un des avantages qui découlent de la séparation du gaz et du liquide avant la décharge est qu'une décharge se produira de manière satisfaisante, quelle que soit la position de l'extincteur au moment de la décharge. Cependant, lorsque l'orifice de décharge est bouché par un diaphragme, tel que le chapeau 32, la force explosive est transmise plus efficacement au chapeau, s'il y a du liquide entre le dé 37 et le chapeau 32.
La réduction possible de l'efficacité de la charge explosive en l'absence de liquide entre le dé 37 et le chapeau 32 peut être évitée en fermant l'espace annulaire qui entoure le dé 37 à l'arrière du chapeau 32 et par lequel le liquide passe durant la décharge. Evidemment, cet espace ne doit être fermé qu'avant l'éclatement du chapeau 32, de manière qu'une libre décharge du contenu liquide de l'extincteur soit possible après.
Il y a de nombreuses manières possibles de réaliser ce dernier perfectionnement; dans la disposition représentée aux fig. 2 et 3, le moyen de fermeture a la forme d'un disque annulaire 48. Ce disque 48 présente des rainures radiales 48a (fig. 3) afin de former des sortes de pétales, par exemple 6, les rainures 48a étant terminées avant la périphérie du disque, de manière que les pétales soient attachés l'un à l'autre au voisinage de la périphérie.
Le disque 48 est renforcé par une gnlle de support 49 disposée du côté du disque 48 opposé au chapeau 32. Lorsque le dé 37 éclate, la grille 49 soutient les pétales contre la force de l'explosion, comme montré à la fig. 4, l'explosion étant confinée dans l'espace compris entre le chapeau 32 et le disque 48, de sorte que la pleine force de l'explosion agit virtuellement sur le chapeau 32. Lorsque celui-ci éclate, les pétales sont exposés à la pleine force du liquide sous pression, et sont repliés, comme montré à la fig. 5, en permettant la libre dé charge du liquide.