EP2145652B1

EP2145652B1 - Cartouche d'additif filmogène pour extincteur

Info

Publication number: EP2145652B1
Application number: EP20090290564
Authority: EP
Inventors: François Deriaux; Hervé Berault; Jean-Louis Tiraboschi
Original assignee: UTC Fire and Security Services SAS
Current assignee: Chubb France SCS
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: FR2933873B1; FR2933873A1; EP2145652A1

Description

La présente invention concerne l'équipement des extincteurs émettant un liquide sous pression.
Un extincteur de ce type forme une bonbonne remplie d'eau, qui, au repos, est hors pression, c'est-à-dire sensiblement à pression atmosphérique. Le col de la bonbonne est muni d'une tête qui, outre l'herméticité au repos, assure deux fonctions.
La première fonction est d'autoriser l'éjection de l'eau à travers un passage auquel est raccordé un flexible dont l'extrémité libre est munie d'un embout d'arrosage.
La seconde fonction est de commander la mise en surpression de l'eau stockée, pour ainsi la repousser à grande vitesse vers le passage d'éjection. Pour ce faire, du gaz propulseur est libéré sous pression dans la bonbonne. L'eau à propulser à l'extérieur doit toutefois être enrichie d'un liquide additif filmogène, qui formera ainsi une couche de surface étouffant les flammes. Or, pour que cet additif se conserve, lors du stockage de la bonbonne, il doit être conservé dans un flacon constituant une cartouche hermétiquement fermée, c'est-à-dire à l'abri de l'eau. Lors de l'utilisation de l'extincteur, il faut donc rapidement diluer cet additif dans l'eau de la bonbonne, de la façon la plus homogène possible pour avoir en sortie un mélange à efficacité optimale. Le problème est donc d'ouvrir rapidement et de façon simple cette cartouche.
Il est connu d'installer la cartouche à l'intérieur de la bonbonne et de sceller cette cartouche par une membrane frangible, qui va ainsi imploser lorsque la pression du gaz propulseur vient à dépasser la limite de rupture. Une telle solution répond certes au problème posé mais elle présente toutefois des inconvénients. D'une part, la limite de rupture de la membrane ne peut être définie avec précision. D'autre part, la rupture de la membrane peut n'affecter qu'une zone très localisée de celle-ci, puisque, dès qu'un début de percement se manifeste, la pression interne de la cartouche remonte au niveau de la pression externe. En effet, même si la membrane se fend en deux sur tout son diamètre, les deux lèvres ainsi formées risquent de rester mutuellement voisines, si bien que l'évacuation de l'additif va n'être que très partielle. En particulier, les remous provoqués par la libération du gaz propulseur dans la bonbonne ne vont pratiquement pas se propager à l'intérieur de la cartouche, qui ne va donc pas être "rincé" de la sorte. En outre, la membrane constitue un opercule fragile qu'il faut protéger lors du transport. De plus, en fabrication, la membrane nécessite une machine à thermo-sceller.
Une cartouche comprenant une ouverture de sortie obturée par un élément d'obturation éjectable hors de la cartouche sous l'effet d'une pression déterminée est connue de l'art antérieur, voir le document DE 43 31 408 A .
La présente invention vise à proposer une autre solution à au moins l'un des problèmes ci-dessus, liés à la cartouche d'additif.
A cet effet, l'invention concerne tout d'abord une cartouche destinée à contenir un additif à mélanger avec un fluide d'extinction du feu contenu dans une bonbonne d'extincteur, la cartouche comportant :

un logement pour l'additif,
un passage de sortie du logement,
un organe obturateur du passage de sortie, et
des moyens de maintien de l'organe obturateur dans une position d'obturation du passage de sortie tant qu'une pression externe est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée.

Les moyens de maintien autorisant un recul de l'organe obturateur vers l'intérieur du logement lorsque la pression externe excède la valeur de seuil prédéterminée.
Les moyens de maintien assurent donc un seuil de pression différentielle en dessous duquel l'organe obturateur reste en position de fermeture, et, au-dessus du seuil, l'organe obturateur va s'effacer pour ouvrir la cartouche et permettre ainsi, en exploitation, que les tourbillons de l'eau externe sous pression pénètrent dans la cartouche pour la rincer et donc ainsi la vider de son additif, qui va ainsi se mélanger dans le volume total d'eau externe.
Comme l'ouverture s'effectue par effacement de l'élément mobile que constitue l'organe obturateur, et non par déchirure d'un opercule, on conçoit que le réglage du seuil de pression, ou force, d'ouverture peut être relativement précis.
En outre, le montage ne présente intrinsèquement aucune fragilité puisque son principe ne repose pas sur une rupture d'opercule, de sorte que la cartouche n'impose aucune contrainte particulière d'emballage pour son transport.
La trajectoire précise d'éjection de l'organe obturateur ne constitue pas une caractéristique primordiale, c'est-à-dire que l'organe obturateur peut par exemple être monté rotatif, et, en pareil cas il peut être prévu pour ouvrir le passage dès qu'il commence à se déplacer, c'est-à-dire que l'organe obturateur est en appui contre un joint.
La valeur de seuil peut être fixée à toute valeur voulue, par exemple de deux à quatre atmosphères. La pression finale du gaz propulseur, déterminant la vitesse du jet de sortie de l'extincteur, sera fixée à par exemple cinq atmosphères, avec donc une marge de sécurité de 1 atmosphère sur le fait que la cartouche s'ouvre effectivement.
On conçoit que la nature de l'additif importe peu en ce qui concerne le mécanisme selon l'invention, c'est-à-dire que le produit interne à la cartouche peut être de toute nature chimique, et sous toute forme physique, et par exemple liquide, gazeuse ou en poudre. De ce fait, des utilisations autres que celle à l'origine de la présente invention sont parfaitement envisageables, comme par exemple la pulvérisation de brouillard de produit de traitement d'arbres fruitiers.
L'organe obturateur peut aussi être monté coulissant à la façon d'un piston.
Les moyens de maintien sont agencés pour autoriser un recul de l'organe obturateur vers l'intérieur du logement.
L'organe obturateur peut être associé à un joint d'étanchéité, si la constitution de l'organe obturateur ne lui permet pas d'assurer l'étanchéité voulue.
Dans une forme de réalisation, les moyens de maintien sont constitués par une surface latérale de l'organe obturateur prévue pour coulisser avec frottement sur une surface homologue, de section transversale constante, du passage de sortie.
L'organe obturateur, et précisément le piston, devra donc glisser sur une certaine longueur avant d'être totalement éjecté du passage et refoulé hors de celui-ci.
Le coefficient de frottement entre la surface latérale du piston et la surface de contact coulissant du passage intervient dans la valeur du seuil. En outre, si le piston, ou un joint qui l'entoure, présente une certaine élasticité au moins radiale ayant permis de l'introduire initialement dans le passage malgré le fait qu'il présente un gabarit d'encombrement transversal un peu excessif par rapport à un gabarit offert par le passage, la force radiale élastique ainsi stockée augmente d'autant la valeur du seuil puisque cette valeur est égale au produit de la force radiale globale, enserrant le piston, par le coefficient de frottement.
Dans une autre forme de réalisation, l'organe obturateur présente un gabarit transversal d'occupation comportant un appendice latéral débordant d'un gabarit de passage offert par le dit passage, l'appendice étant déformable pour rentrer à l'intérieur du gabarit de passage lorsque la pression externe excède la valeur de seuil.
L'appendice occupe donc une position naturelle, de repos, qui est une position de déploiement radial, empêchant le recul de l'organe obturateur, et la force de pression externe va forcer l'appendice à reculer globalement radialement par rapport à la direction de recul de l'organe obturateur, tel qu'un piston, dont le gabarit d'occupation va ainsi se conformer au gabarit de passage offert. L'organe obturateur va donc pouvoir être repoussé totalement.
L'appendice ci-dessus peut avoir toute forme voulue et, en particulier, constituer un relief en bague entourant totalement le piston, ou ne constituer qu'un secteur ou même un simple doigt radial formant un cliquet de blocage en position de fermeture.
De même, cet appendice peut être prévu en toute position le long du passage, dans la mesure où la paroi du passage présente un relief à composante radiale sur lequel pourra buter, en direction de recul, "axiale", une surface de l'appendice tournée par exemple vers l'intérieur du logement. De façon commode, l'embouchure du passage peut fournir une telle surface, de margelle, c'est-à-dire que le piston pourra par exemple présenter un profil longitudinal en T, le tronc du T étant de section ajustée au gabarit du passage et les branches du T constituant l'appendice, qui va buter sur la surface radiale de margelle.
Dans une autre forme de réalisation, les moyens de maintien comportent un ressort de rappel.
L'organe obturateur comporte de préférence un appendice anti-retournement interne au logement, l'organe obturateur avec l'appendice présentant une longueur d'encombrement supérieure à toute longueur libre dans le logement.
On peut ainsi prendre toute mesure utile pour empêcher la partie côté externe de l'organe obturateur de revenir contre le débouché du passage.
Ainsi par exemple, il est prévu des moyens d'entretoise agencés pour empêcher un retour de l'organe obturateur en direction du passage de sortie.
On évite ainsi tout risque que l'organe obturateur ne revienne obturer sensiblement le passage. Si l'organe obturateur est monté libre après recul, les tourbillons peuvent en effet tendre à le ramener vers le passage. Si l'organe obturateur est rappelé vers celui-ci par un ressort, il faut donc que ce ressort soit inefficace après ouverture.
Les moyens d'entretoise peuvent présenter des formes très diverses, en fonction du type de montage de l'organe obturateur ou piston. Si l'organe obturateur est et reste guidé après ouverture, il peut suffire de prévoir que le côté de l'organe obturateur tourné vers le passage soit muni d'un doigt entretoise radial et souple, qui va ainsi pouvoir se déployer radialement après recul de l'organe obturateur dans le logement, si tel est le cas. En cas de retour de l'organe obturateur vers le passage, l'extrémité libre du doigt constitue un appendice hors gabarit et vient donc buter contre une zone de paroi du logement proche du débouché interne du passage, empêchant ainsi le retour de l'organe obturateur jusqu'à ce débouché.
Dans une forme de réalisation particulière, les moyens de maintien comportent un élément de butée constitué par au moins un secteur d'un élément de surface tronconique de type rondelle Belleville dont un bord de plus grand diamètre est en appui anti-recul sur un épaulement du passage et dont un bord opposé constitue une butée pour un épaulement de l'organe obturateur.
L'organe obturateur doit donc repousser l'élément de butée, qui constitue une sorte de chapelet de languettes radiales juxtaposées, réparties en pourtour, et travaillant en flambage, jusqu'à en retourner la forme tronconique, et c'est ainsi la force de retournement de la forme tronconique qui détermine le seuil voulu.
De façon intéressante, l'élément de butée constitue totalement une rondelle Belleville et constitue en outre un dit moyen de joint d'étanchéité.
Les deux fonctions sont ainsi assurées très économiquement par un seul élément.
De façon intéressante, le logement comporte un volume utile, pour l'additif, et un volume mort séparés par une paroi qui, au repos, présente un bombement en direction du volume utile, pour ainsi le restreindre, et qui est agencée pour, sous l'effet d'une augmentation de pression dans le volume utile, retourner son bombement, en direction du volume mort, pour ainsi engendrer une dépression dans le volume utile par augmentation de celui-ci.
De la sorte, une fois que le seuil de résistance est franchi, le freinage à l'enfoncement de l'organe obturateur ou piston se transforme en une action motrice, qui peut ainsi permettre d'exercer à elle seule, ou au moins faciliter, un mouvement final d'enfoncement du piston, pour dégager le passage.
De façon duale, le logement peut comporter une zone de paroi déformable présentant une forme de repos bombée vers l'extérieur et agencée pour, sous l'effet de la pression externe, prendre une forme bombée vers l'intérieur du logement, pour ainsi repousser l'organe obturateur vers l'extérieur.
Ce peut par exemple être le fond de la cartouche qui présente la forme bombée et qui, par retournement de sa forme, constitue une membrane ayant l'effet d'un piston pour réduire le volume du logement et ainsi y accroître la pression pour expulser l'organe obturateur ou piston hors du passage.
L'invention concerne aussi une bonbonne d'extincteur à liquide, comportant des moyens de libération d'un gaz propulseur mettant sous pression le liquide, et comportant une cartouche d'additif à mélanger au liquide lors de l'utilisation, bonbonne caractérisée par le fait qu'il s'agit d'une cartouche selon l'invention.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation d'une cartouche selon l'invention et d'une bonbonne la contenant, en référence au dessin annexé, sur lequel :

la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une cartouche selon l'invention, fermée par un bouchon en forme de piston à enfoncer,
les figures 2, 3 et 4 sont des vues en perspective de la cartouche en coupe axiale, avec le piston en position respectivement de fermeture, juste après ouverture et en position finale d'ouverture totale, et
la figure 5 représente le détail d'un joint en rondelle Belleville selon une variante.

Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent une cartouche 1 destinée à contenir un additif à mélanger avec un fluide d'extinction du feu, contenu dans une bonbonne d'extincteur. La cartouche 1 comporte un corps creux 2, formant un logement 10 pour un volume 14 d'additif sous forme liquide, avec un volume 15 de gaz déterminé, par exemple 30% d'air, le logement 10 résistant jusqu'à au moins une pression externe autorisée prédéterminée. Le corps 2 comporte un col 3 offrant un passage de sortie 11 muni d'un organe obturateur ici en forme de piston 30 monté pour s'effacer du passage 11 lorsqu'il subit une force de pression différentielle, externe. Dans l'utilisation prévue, c'est de l'eau externe mise sous pression par du gaz propulseur, qui fournit la force nécessaire pour enfoncer le piston 30. Le col 3 présente une surface interne 4 de dit passage 11 qui définit un gabarit de passage 11G, c'est-à-dire transversal, qui est constant tout du long du col 3. Le gabarit de passage 11G est ici circulaire, autour d'un axe virtuel 20 qui définit la direction d'enfoncement du piston 30. La notion de rotation du piston 30 n'intervenant pas dans ce montage, on conçoit que les sections des éléments ci-dessus pourraient ne pas être circulaires.
Le piston 30 constitue un bouchon globalement cylindrique, avec un corps cylindrique 31 de section transversale présentant un gabarit d'occupation 31G correspondant au gabarit de passage 11G, avec toutefois un léger jeu radial qui est rattrapé par un joint torique 40 ainsi écrasé radialement entre une surface latérale périphérique cylindrique 31 P du corps 31 et la surface interne 4 du col 3. Le joint torique 40 peut être partiellement logé dans une gorge de la surface interne 4 ou de la surface périphérique 31P, c'est-à-dire être fixe ou être solidaire du piston 30. Le piston 30 comporte, côté externe, une tête 32 de diamètre maximal représentant un gabarit d'encombrement 32G excédant légèrement une valeur de diamètre du gabarit de passage 11G. Précisément ici, la tête 32 est tronconique, en s'élargissant en allant axialement vers l'extérieur, c'est-à-dire qu'elle bute contre une surface radiale de margelle 5 constituant l'extrémité libre du col 3. La direction "axialement vers l'extérieur" désigne donc ici la direction descendante selon l'axe 20 sur la figure 1, c'est-à-dire la direction opposée à celle d'enfoncement du piston 30 dans le passage 11, vers le logement 10.
Dans cet exemple, une surface externe 33 de la tête 32 porte une pluralité d'au moins deux entretoises 34 anti-retour en forme d'antennes souples mutuellement écartées, qui, en position non contrainte, présentent des extrémités distantes d'une longueur supérieure au diamètre du passage 11.
Dans cet exemple, il est en outre prévu un appendice interne 35, anti-retournement, qui est solidaire du corps 31 et qui le prolonge dans le logement 10, ici axialement, pour déterminer au total une longueur supérieure à toute longueur libre à l'intérieur du logement 10.
Le fonctionnement du piston 30 va maintenant être exposé.
En position de fermeture selon les figures 1 et 2, le joint torique 40, éventuellement en plusieurs exemplaires étagés axialement, assure l'étanchéité voulue pour sceller hermétiquement la cartouche 1.
Lorsque la pression externe s'exerçant sur la surface externe 33 de la tête 32 s'accroît, elle exerce donc une force de repoussement axial du piston 30 selon l'axe 20. Dans un premier temps, la tête 32 inhibe tout mouvement de recul du fait qu'elle présente un gabarit d'encombrement 32G supérieur au gabarit de passage 11G qui lui est offert. La partie la plus étroite de la forme tronconique de la tête 32 s'appuie donc plus fortement, par une force de contact en direction axiale, sur la surface radiale 5 d'extrémité libre du col 3. A mesure que croît la pression externe, la force de contact ci-dessus tend, par effet de coin, à rabattre radialement le bourrelet que constitue la partie tronconique de la tête 32, le matériau de celle-ci présentant l'élasticité voulue dans cette zone. Finalement, la tête 32 est ainsi progressivement enfoncée dans l'entrée du passage 11 et la pression externe peut alors, sans difficulté, repousser axialement le piston 30 jusqu'au débouché interne du passage 11, puisque le logement 10 contient un élément compressible, à savoir du gaz. La seule résistance à ce mouvement de translation est constituée par le frottement de la tête sur la surface interne 4 du col 3 et le frottement du joint 40.
La déformation ci-dessus d'écrasement axial de la tête 32 correspond ainsi à une force de pression externe bien définie puisque le matériau, par exemple un matériau plastique, de la tête 32 présente des propriétés d'élasticité parfaitement connues. Ainsi, le mécanisme présente une résistance à l'enfoncement qui est parfaitement définie, c'est-à-dire tarée à une valeur de seuil.
Pour que la force de pression externe puisse s'appliquer efficacement, afin d'enfoncer le piston 30, le corps 2 doit être suffisamment indéformable pour que la pression interne ne présente pas un accroissement qui soit égal à l'accroissement de la pression externe, auquel cas la pression différentielle resterait constante. Le logement 10 est prévu pour résister suffisamment à la pression externe afin de conserver un volume sensiblement constant. La pression interne reste donc sensiblement constante et l'accroissement de la pression externe se traduit par un accroissement de sensiblement même valeur pour la pression différentielle que subit le piston 30, c'est-à-dire la pression externe exercée sur la surface externe 33 de la tête 32 par rapport à la pression interne exercée sur l'extrémité axiale du corps 31. Le corps 2 doit donc rester suffisamment indéformable dans la gamme de pression voulue pour pouvoir enfoncer le piston 30, c'est-à-dire que la pression externe maximale autorisée, jusqu'à laquelle le corps 2 résiste suffisamment, est supérieure à toute pression nécessaire pour enfoncer le piston 30.
On notera que, en cas d'absence de gaz, on pourrait prévoir, dans le logement 10, un volume partiel "mort" 16 (figure 1) totalement vide limité par une paroi interne de séparation (référencée 17 et occupant une position de repos référencée 18 sur la figure 1) maintenue par un ressort de force limitée pour ainsi autoriser le recul de la paroi interne 17, c'est-à-dire la diminution du volume mort 16, dès que le piston 30 s'enfonce. En variante, il peut aussi être prévu un matériau apte à s'écraser, c'est-à-dire du type alvéolaire à cellules fermées.
En variante encore, et comme dessiné précisément, la paroi interne 17 de séparation du volume mort 16 peut être exempte de ressort rapporté et c'est elle-même qui assure la fonction ressort voulue. La paroi interne 17 peut ainsi être en forme de coupelle légèrement bombée vers l'extérieur du volume mort 16, c'est-à-dire vers la partie 14 du logement 10 contenant l'additif, c'est-à-dire le volume utile. Lorsque le piston 30 commence à être enfoncé dans le passage 11 par l'effet de la pression externe, le volume utile 14 reste constant si son contenu est incompressible, c'est-à-dire est entièrement constitué par le liquide additif, sans gaz, c'est-à-dire sans le volume 15. Si le volume de gaz 15 est toutefois prévu, il sert d'amortisseur, ou intégrateur de surpression, et retarde donc la transmission de la surpression externe vers la paroi interne 17.
En l'absence du volume de gaz 15, la perte de volume utile 14 du côté du piston 30, qui s'enfonce dans ce volume 14, est donc automatiquement compensée par un écrasement de la paroi bombée 17, qui réduit d'autant le volume mort 16. Au-delà d'un certain niveau de déformation, c'est-à-dire lorsque le sommet de la paroi interne 17 en coupelle a été ramené à proximité du plan de base délimité par le pourtour de la coupelle, la forme bombée se retourne, c'est-à-dire que la paroi interne 17 prend une forme concave indiquée par la référence 19, qui est la forme de symétrie spéculaire par rapport à la forme bombée convexe d'origine 18. Cette déformation finale est très brutale puisqu'il s'agit de la libération des forces de déformation stockées. Il s'en suit que ce mouvement de reflux de la paroi interne 17 en coupelle tend à produire une dépression qui attire violemment le piston 30 vers l'intérieur de la partie utile 14 du logement 10. Il est ainsi avantageux de prévoir que l'augmentation de volume utile ainsi engendrée pour le retournement de la paroi interne 17 en coupelle corresponde à une valeur de volume restant à parcourir par la tête 32 du piston 30 dans le passage 11 pour en être libérée, dans la position selon la figure 3. De la sorte, la paroi interne 17 en coupelle fait office de tire-bouchon interne, à effet d'attraction vers l'intérieur. La violence de l'attraction du piston 30 contribue à chasser l'additif hors du logement 10. Sur les figures 2 à 4, le fond de la cartouche 1 comporte un appendice externe, homologue de l'appendice 35, empêchant le retournement de la cartouche 1 dans la bonbonne.
En variante, un fonctionnement dual peut être prévu. En pareil cas, le volume mort 16 n'est pas prévu et la paroi 17 n'est plus interne mais constitue une zone déformable, ici de fond, de la paroi externe du logement 10. Au repos, la paroi 17 présente la forme de coupelle bombée vers l'extérieur référencée 19, c'est-à-dire que le logement 10 présente un volume maximal. Si la pression croît au-delà d'un certain seuil, le bombement de la paroi 17 se retourne et elle prend la position rentrée 18, c'est-à-dire une forme concave en vue externe. La position rentrée 18 correspond donc à un volume minimal du logement 10. En l'absence de tout gaz interne, le volume du logement 10, occupé entièrement par le liquide additif, non compressible, reste constant, de sorte que le piston 30 est chassé vers l'extérieur sur une certaine longueur pour "récupérer", dans le passage de sortie 11, le volume "perdu" entre les positions 19 et 18. Le passage de sortie 11 peut ainsi être prévu avec une section transversale suffisamment réduite pour que la longueur de chasse ci-dessus excède la longueur utile du passage de sortie 11, où se trouve initialement le piston 30. Celui-ci est donc totalement éjecté par le retournement du bombement de la paroi 17.
On notera que la paroi 17 peut, au repos, présenter une certaine précontrainte, pour abaisser le seuil de déclenchement, c'est-à-dire de retournement de son bombement. Sur la figure 1, on peut ainsi prévoir que le fond du corps 2 subsiste à titre de butée au repos mais soit percé, c'est-à-dire que le volume "mort" 16 soit en communication avec l'extérieur, et soit fonctionnellement inexistant, comme indiqué. En pareil cas, et contrairement au dessin, la paroi 17 occupe initialement sensiblement la position 19 bombée vers l'extérieur mais toutefois de façon moindre que la forme naturelle hors contrainte représentée, c'est-à-dire que la paroi 17 subit une précontrainte de la part du fond indéformable du corps 2, par exemple au niveau de l'axe 20, empêchant son bombement total vers l'extérieur. L'énergie de précontrainte ainsi stockée fournit donc une force dirigée vers l'intérieur, qui vient ainsi s'ajouter à la force de pression externe qu'exercera l'eau externe.
Revenant à la présente forme de réalisation, le piston 30 est de densité inférieure à celle de l'additif, c'est-à-dire que le piston 30, une fois libéré, vient flotter en surface de celui-ci, selon la figure 4. De ce fait, la cartouche 1 est de préférence utilisée dans la position représentée, c'est-à-dire retournée, pour que le piston 30 vienne flotter au niveau du fond du logement 10 selon la figure 4, à l'opposé du col 3 qui est en partie inférieure, et ainsi chasse l'additif lors du parcours du trajet correspondant. La cartouche 1 est donc immergée dans l'eau de l'extincteur et y est maintenue selon l'orientation retournée indiquée ci-dessus par un blocage entre deux parois ou équivalents, par son appendice externe, ou par plombage de son col 3 ou ancrage du col 3 au fond de la bonbonne d'extincteur, si la cartouche 1 est de densité inférieure à celle de l'eau.
Une fois le piston 30 enfoncé, l'appendice interne 35 empêche son retournement, de sorte que cela assure que les antennes-entretoises 34 constituent des pattes de butée anti-retour qui empêchent tout retour axial du piston 30 en sens inverse, vers le débouché interne du passage 11. Les antennes-entretoises 34 peuvent remplacées par tout autre élément souple qui, une fois déployé dans le logement 10, va présenter une emprise suffisante pour maintenir la tête 32 à distance du débouché interne du passage 11. Les deux antennes-entretoises 34 peuvent en particulier être réunies pour former une large boucle maintenant le piston 30 dans la partie élargie du logement 10, c'est-à-dire à distance du passage 11.
En variante, l'écrasement de la partie tronconique de la tête 32 peut être remplacé par un pivotement de la matière considérée dans cette zone, c'est-à-dire un rabattement radial et axialement vers l'extérieur, c'est-à-dire vers le bas de la figure 1. En effet, la partie tronconique de la tête 32 peut être remplacée par une languette pivotante, ou plusieurs en couronne, occupant la position de la surface de cette partie tronconique, le reste étant vide, c'est-à-dire dans la zone de pourtour de la surface externe 33, où va ainsi pouvoir se rabattre la languette ci-dessus. En pareil cas, la languette est élastique ou est rigide mais montée pivotante élastiquement ou pivotante avec déformation irréversible, c'est-à-dire de type plastique. La couronne de languettes peut se limiter à un ou quelques secteurs mutuellement espacés du pourtour de la tête 32, qui vont ainsi pouvoir pivoter par un rabattement à composante radiale, sans se gêner mutuellement.
En variante encore, la partie tronconique constituant ici la tête 32, qui présente un gabarit 32G initialement incompatible avec le gabarit de passage 11G, peut être située axialement en toute position voulue, dans la mesure où la surface interne 4 du col 3 présente une discontinuité de sa section transversale, c'est-à-dire comporte une gorge en une certaine position axiale, dans laquelle pourra initialement se loger un relief radial du corps 31, assurant la fonction de cliquet initial qu'assurait la tête 32.
Selon une autre variante illustrée sur la figure 5, où les éléments homologues de ceux de la figure 1 portent la même référence précédée de la centaine "1", le joint 40 est remplacé par un joint 140 représentant une surface tronconique, en matériau à déformation élastique, par exemple un matériau métallique ou plastique, assurant à la fois l'étanchéité voulue et la résistance initiale calibrée à l'enfoncement du piston 130. Un tel joint 140 constitue une rondelle Belleville, dont un bord circulaire 141 de plus grand diamètre, constituant la base de la partie tronconique, côté interne à la cartouche 1, est en appui anti-recul axial sur un épaulement 108 de la surface interne 104 du passage 111. Un bord circulaire opposé 142, donc côté externe, de diamètre moindre, sert de butée à la tête 132 du piston 130, au niveau d'un épaulement 132P de celle-ci tourné axialement vers l'intérieur de la cartouche 1. La tête 132 peut en fait présenter la même section que le corps 131, c'est-à-dire qu'elle n'a pas de fonction spécifique, et l'épaulement 132P est un flanc, axialement côté externe, d'une gorge séparant la tête 132 du corps 131.
Un joint de cette forme, non plan, est par exemple utilisé pour fermer les bocaux de confiture, mais il est alors utilisé en pincement entre ses deux grandes surfaces opposées, les bords de tranche interne et externe n'intervenant pas.
Au contraire, dans la présente application, les forces d'écrasement s'exercent par l'entremise des deux bords circulaires opposés, c'est-à-dire que le profil du joint 140 constitue un chapelet de languettes juxtaposées travaillant en flambage, et non en pincement. Précisément, sous l'effet de la pression externe, l'épaulement 132P de la tête 132 repousse axialement le joint 140 et son profil initial en languette répartie en couronne, à profil sensiblement rectiligne en coupe axiale, tel que dessiné, se transforme en un profil courbe, de par le flambage. Finalement, la forme tronconique se retourne, c'est-à-dire que le bord de plus faible diamètre 142, côté externe, est repoussé derrière le plan radial défini par le bord de plus grand diamètre 141. L'énergie nécessaire pour ce faire représente donc un seuil en dessous duquel la pression externe ne pourra pas chasser le piston 130, même si celui-ci recule légèrement. On peut prévoir en plus un joint torique 40, c'est-à-dire que le joint 140 exposé ci-dessus peut ne constituer qu'un joint médiocre, en particulier dans la phase d'activation de la cartouche. On peut même prévoir que le joint ci-dessus 140 ne soit en fait qu'un élément purement mécanique de tarage de seuil, et non un joint.
Une fois passé le plan radial du bord de plus grand diamètre 141, l'énergie de déformation élastique emmagasinée par le joint 140 peut, en sens inverse, se libérer, c'est-à-dire que le piston 130 subit alors de sa part une force axiale de repoussement vers l'intérieur du logement 10. On peut ainsi disposer le joint 140 près du débouché interne du passage 111, pour ainsi en expulser violemment le piston 130 en direction de l'intérieur du logement 10. D'une part, cela libère nettement le passage 111 et, d'autre part, cela provoque un remous qui chasse l'additif vers le passage 111.
Le joint 140 peut toutefois être prévu exempt de propriétés de déformation élastique, et seule sa résistance à la déformation est utilisée.
Dans tous les cas, la rondelle Belleville ci-dessus peut se limiter à un ou quelques secteurs assurant la fonction mécanique exposée ci-dessus, l'étanchéité étant assurée par un élément autre.

Claims

Cartouche (1) destinée à contenir un additif à mélanger avec un fluide d'extinction du feu contenu dans une bonbonne d'extincteur, la cartouche comportant :
un logement (10) pour l'additif,

un passage de sortie (11, 111) du logement,

un organe obturateur (30, 130) du passage de sortie (11, 111), et

des moyens (32, 132P, 140) de maintien de l'organe obturateur (30, 130) dans une position d'obturation du passage de sortie (11, 111) tant qu'une pression externe est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée,

caractérisé en ce que les moyens de maintien (32, 132P, 140) autorisent un recul de l'organe obturateur (30, 130) vers l'intérieur du logement (10) lorsque la pression externe excède la valeur de seuil prédéterminée.
Cartouche selon la revendication 1, dans laquelle l'organe obturateur (30, 130) est associé à un joint d'étanchéité (40, 140).
Cartouche selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle les moyens de maintien sont constitués par une surface latérale (31P) de l'organe obturateur (30) prévue pour coulisser avec frottement sur une surface homologue (4), de section transversale constante, du passage de sortie (11).
Cartouche selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle l'organe obturateur (30) présente un gabarit transversal d'occupation (11G) comportant un appendice latéral (32) débordant d'un gabarit de passage (11G) offert par le dit passage (11), l'appendice (32) étant déformable pour rentrer à l'intérieur du gabarit de passage (11 G) lorsque la pression externe excède la valeur de seuil.
Cartouche selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle les moyens de maintien comportent un ressort de rappel.
Cartouche selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle l'organe obturateur comporte un appendice anti-retournement (35) interne au logement (10), l'organe obturateur (30) avec l'appendice (35) présentant une longueur d'encombrement supérieure à toute longueur libre dans le logement (10).
Cartouche selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle il est prévu des moyens d'entretoise (34) agencés pour empêcher un retour de l'organe obturateur (30) en direction du passage de sortie (11, 111).
Cartouche selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle les moyens de maintien comportent un élément de butée (140) constitué par au moins un secteur d'un élément de surface tronconique de type rondelle Belleville dont un bord de plus grand diamètre (141) est en appui anti-recul sur un épaulement (108) du passage (111) et dont un bord opposé (142) constitue une butée pour un épaulement (132P) de l'organe obturateur (130).
Cartouche selon les revendications 2 et 8 prises en combinaison, dans laquelle l'élément de butée (140) constitue totalement une rondelle Belleville et constitue en outre le joint d'étanchéité.
Cartouche selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle le logement (10) comporte un volume utile (14, 15), pour l'additif, et un volume mort (16) séparés par une paroi (17) qui, au repos, présente un bombement (18) en direction du volume utile (14, 15), pour ainsi le restreindre, et qui est agencée pour, sous l'effet d'une augmentation de pression dans le volume utile (14, 15), retourner son bombement, en direction du volume mort (16), pour ainsi engendrer une dépression dans le volume utile (14, 15) par augmentation de celui-ci.
Cartouche selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle le logement (10) comporte une zone de paroi déformable (17) présentant une forme de repos bombée vers l'extérieur et agencée pour, sous l'effet de la pression externe, prendre une forme bombée vers l'intérieur du logement (10), pour ainsi repousser l'organe obturateur (30, 130) vers l'extérieur.
Bonbonne d'extincteur à liquide, comportant des moyens de libération d'un gaz propulseur mettant sous pression le liquide, et comportant une cartouche d'additif à mélanger au liquide lors de l'utilisation, bonbonne caractérisée par le fait qu'il s'agit d'une cartouche (1) selon l'une des revendications 1 à 11.