FR2477423A1 - PERFORATOR-INJECTOR FOR INTERVENTIONS THROUGH RESISTANT WALLS - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF APTE A PERFORER DES PAROIS RESISTANTES PUIS A INJECTER UN FLUIDE AU TRAVERS DE CES PAROIS, DESTINE ESSENTIELLEMENT AUX PERSONNELS D'INTERVENTION TELS QUE LES FORCES DE L'ORDRE OU LES POMPIERS. LE PERFORATEUR-INJECTEUR COMPORTE UN PISTON QUI PEUT SE DEPLACER DANS UN CYLINDRE SOUS L'EFFET D'UN FLUIDE MOTEUR PRESENT DANS LA CHAMBRE MOTRICE SITUEE EN AMONT DE CE PISTON. LA TIGE DU PISTON EST TUBULAIRE ET MENAGE UN CANAL D'INJECTION, ET LA TETE DU PISTON EST MUNIE D'AU MOINS UN CONDUIT D'ADMISSION 24 D'UN FLUIDE ACTIF DANS CE CANAL D'INJECTION, CE CONDUIT NE COMMUNIQUANT AVEC UNE OUVERTURE D'ADMISSION 9 DU FLUIDE ACTIF MENAGEE DANS LE CORPS DU CYLINDRE, QUE LORSQUE LE PISTON EST EN POSITION FINALE.DEVICE SUITABLE FOR PERFORATING RESISTANT WALLS THEN INJECTING A FLUID THROUGH THESE WALLS, ESSENTIALLY INTENDED FOR RESPONSE PERSONNEL SUCH AS LAW OR FIRE FIGHTERS. THE PERFORATOR-INJECTOR INCLUDES A PISTON WHICH CAN MOVE IN A CYLINDER UNDER THE EFFECT OF A MOTOR FLUID PRESENT IN THE DRIVE CHAMBER LOCATED UPSTREAM OF THIS PISTON. THE PISTON ROD IS TUBULAR AND CONTAINS AN INJECTION CHANNEL, AND THE PISTON HEAD IS EQUIPPED WITH AT LEAST ONE INTAKE DUCT 24 OF AN ACTIVE FLUID IN THIS INJECTION CHANNEL, THIS DUCT DOES NOT COMMUNICATE WITH AN OPENING INTAKE 9 OF THE ACTIVE FLUID CONTAINED IN THE CYLINDER BODY, WHEN THE PISTON IS IN THE END POSITION.
Description
PERFORATEUR-INJECTEUR POUR INTERVENTIONSPERFORATOR-INJECTOR FOR INTERVENTIONS
AU TRAVERS DE PAROIS RESISTANTESTHROUGH RESISTANT WALLS
L'invention se rapporte à un dispositif apte à perforer des parois résistantes puis à injecter un fluide au travers de ces parois, et est destiné essentiellement aux personnels d'intervention tels que les forces de l'ordre The invention relates to a device capable of perforating resistant walls and then injecting a fluid through these walls, and is intended essentially for intervention personnel such as law enforcement agencies.
ou les pompiers.or firefighters.
Dans de nombreux cas o une intervention très rapide s'impose, il peut être intéressant de pouvoir injecter un fluide actif au travers d'une paroi résistante In many cases where a very rapid intervention is required, it can be interesting to inject an active fluid through a resistant wall
telle qu'une cloison d'un bâtiment ou une porte fermée. such as a partition of a building or a closed door.
Il peut en être ainsi par exemple dans le cas de neutralisa- This may be the case, for example, in the case of neutralization
tion de personnes barricadées dans un local ou une carlingue d'aéronef, en injectant un fluide à action physiologique immédiate, ou encoe dans le cas de lutte contre un incendie circonscrit dans un local déterminé, en injectant un fluide extincteur. Les matériels actuellement mis à disposition des personnels d'intervention ne permettent pas d'effectuer barricaded persons in a room or an aircraft cabin, by injecting a fluid with immediate physiological action, or still in the case of fighting against a fire circumscribed in a specific room, by injecting a fire-extinguishing fluid. The equipment currently available to the intervention staff does not make it possible to carry out
rapidement l'injection d'un fluide au travers d'une paroi. quickly injecting a fluid through a wall.
L'invention a pour but de permettre successivement, mais quasiinstantanément, la perforation d'une paroi résistante, puis l'injection d'un fluide actif au travers de cette paroi, en utilisant un dispositif portatif maniable, fiable et The purpose of the invention is to allow successively, but almost instantaneously, the perforation of a resistant wall, then the injection of an active fluid through this wall, using a portable device that is easy to handle, reliable and
offrant une sécurité absolue pour l'utilisateur. offering absolute security for the user.
Ce dipositif se caractérise en ce que, - d'une part il comporte un piston: qui est placé dans un cylindre déterminant une chambre motrice située en amont de ce piston, dont la tige située en aval peut coulisser dans l'extrémité aval du cylindre, cette tige étant tubulaire et ménageant un canal d'injection, et dont la tête du piston est munie d'au moins un conduit d'admission du fluide actif dans ce canal d'injection, - et que d'autre part le cylindre comporte un corps qui est muni d'une ouverture d'admission du fluide actif qui ne communique avec ledit conduit d'admission que lorsque le piston se This dipositive is characterized in that, - firstly it comprises a piston: which is placed in a cylinder determining a driving chamber located upstream of the piston, whose downstream rod can slide in the downstream end of the cylinder , this rod being tubular and providing an injection channel, and whose piston head is provided with at least one inlet duct of the active fluid in this injection channel, and that on the other hand the cylinder comprises a body which is provided with an active fluid inlet opening which communicates with said intake duct only when the piston
trouve sensiblement en butée sur ladite extré- substantially abuts on the said end
mité aval du cylindre, sous l'effet d'un fluide moteur à haute pression présent dans la chambre motrice. Préférentiellement, le conduit d'admission du downstream of the cylinder, under the effect of a high pressure engine fluid present in the drive chamber. Preferably, the admission duct of the
fluide actif est initialement obturé par le cylindre. active fluid is initially closed by the cylinder.
Selon un premier mode préférentiel de construc- According to a first preferred embodiment of
tion, la surface utile de la tête du piston est circulaire, the useful surface of the piston head is circular,
le corps du cylindre étant une virole périphérique. the cylinder body being a peripheral shell.
Selon un second mode de construction, la surface utile de la tête du piston est annulaire, le corps du cylindre étant constitué par une.virole périphérique et par According to a second method of construction, the effective surface of the piston head is annular, the body of the cylinder being constituted by a peripheral ring and by
une tubulure interne.internal tubing.
Selon le premier mode de construction, le conduit d'admission de la tête du piston est avantageusement un conduit latéral, et selon le second mode de construction According to the first method of construction, the intake duct of the piston head is advantageously a lateral duct, and according to the second method of construction
le conduit d'admission de la tête du piston est avantageu- the intake duct of the piston head is advantageously
sement un conduit longitudinal qui est obturé à son a longitudinal duct which is closed to its
extrémité amont.upstream end.
Préférentiellement le fluide moteur est un gaz résultant de la mise à feu d'une charge pyrotechnique, et avantageusement cette charge est logée dans l'extrémité Preferably, the driving fluid is a gas resulting from the firing of a pyrotechnic charge, and advantageously this charge is accommodated in the end
amont du cylindre.upstream of the cylinder.
Selon une mise en oeuvre particulière, l'ouver- According to one particular implementation, the opening
ture d'admission du corps du cylindre communique avec un intake of the cylinder body communicates with a
réservoir de fluide actif contenant sensiblement la quan- active fluid reservoir substantially containing the amount
tité de fluide devant être injectée, notamment lorsque ce fluide actif est un gaz à effet physiologique très fluid quantity to be injected, especially when this active fluid is a gas with a very physiological effect
rapide, tel qu'un gaz paralysant.fast, such as stun gas.
Selon la mise en oeuvre la plus courante, la tige du piston se termine par une pointe, et les orifices d'injection qui communiquent avec le canal d'injection de cette tige sont situés latéralement. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce-que le fluide actif n'est introduit dans le canal d'injection de la tige du piston que lorsque ce piston est au voisinage de sa position finale, cette introduction étant automatique et ne se produisant qu'après que la tige du piston ait perforé la paroi sur According to the most common implementation, the piston rod ends with a tip, and the injection ports which communicate with the injection channel of this rod are located laterally. The advantages obtained thanks to this invention consist essentially in the fact that the active fluid is introduced into the injection channel of the piston rod only when this piston is in the vicinity of its final position, this introduction being automatic and does not occur. producing that after the piston rod has punctured the wall on
laquelle est appliquée le perforateur-injecteur. which is applied the perforator-injector.
Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus In what follows, the invention is exposed more
en détail à l'aide de dessins représentant trois réalisa- in detail using drawings representing three
tions différentes.different conditions.
La figure 1 représente en coupe axiale une FIG. 1 represents in axial section a
première réalisation selon le mode préférentiel de construc- first realization according to the preferential mode of
tion qui correspond à un corps de cylindre circulaire. which corresponds to a circular cylinder body.
Les figures 2 et 3 représentent en demi-coupe axiale une réalisation selon un second mode de construction qui correspond à un corps de cylindre annulaire: la figure 2 correspondant à la demi-coupe gauche du perforateur-injecteur en-position initiale, et la figure 3 correspondant à la demi-coupe droite du perforateur-injecteur en position finale. La figure 4 représente en vue extérieure, avec coupes partielles, un perforateur injecteur réalisé selon le mode préférentiel de construction, et aménagé pour une FIGS. 2 and 3 show in axial half-section an embodiment according to a second method of construction which corresponds to an annular cylinder body: FIG. 2 corresponding to the left half-section of the perforator-injector in the initial position, and FIG. 3 corresponding to the right half-cut of the perforator-injector in the final position. FIG. 4 is an external view, with partial sections, of an injector perforator produced according to the preferred embodiment of construction, and arranged for a
utilisation manuelle.manual use.
En se référant à la figure 1, le perforateur- Referring to FIG. 1, the perforator
injecteur comprend un corps de cylindre (1) sur lequel est vissé à l'extrémité amont le bouchon (2) qui contient une charge propulsive (3), et sur lequel est vissé à l'extrémité aval la bague terminale (4) qui assure le guidage de la tige tubulaire (5) de perforation. Le corps de cylindre comporte dans sa partie aval quatre évents (6) qui débouchent intérieurement à proximité de la rondelle d'amortissement (7), réalisée en caoutchouc dur et collée sur la bague terminale (4) qui est elle-même revêtue sur sa face annulaire extérieure par une rondelle de caoutchouc souple (8). L'ouverture d'admission (9) ménagée latéralement dans la partie centrale du corps de cylindre est raccordée par une soudure à la tubulure d'admission (10) qui est coudée et se termine par un raccord vissé (11) sur lequel injector comprises a cylinder body (1) on which is screwed to the upstream end the plug (2) which contains a propellant charge (3), and on which is screwed to the downstream end the end ring (4) which ensures guiding the tubular rod (5) perforation. The cylinder body has in its downstream portion four vents (6) which open internally close to the damping washer (7), made of hard rubber and bonded to the end ring (4) which is itself coated on its outer annular face by a flexible rubber washer (8). The inlet opening (9) arranged laterally in the central part of the cylinder body is connected by welding to the intake manifold (10) which is bent and terminated by a screw connection (11) on which
est fixé le flexible (12) d'alimentation en fluide actif. the fluid supply hose (12) is fixed.
Cette tubulure (10) est maintenue rigidement au cylindre au moyen du bras (13) qui est utilisé pour la fixation des conducteurs de mise à feu de l'inflammateur électrique (14) This pipe (10) is held rigidly to the cylinder by means of the arm (13) which is used for fixing the firing conductors of the electric igniter (14)
placé dans la charge propulsive (3). Cette charge propul- placed in the propellant charge (3). This charge propels
sive est confinée dans la partie amont du bouchon (2) au moyen de l'opercule (15) et ce bouchon comporte une vis de décompression (16). La tige du piston (5) est réalisée en acier allié à haute résistance et son extrémité aval est taillée en biseau tandis que son extrémité amont est encastrée et vissée dans la tête du piston. Cette tête de piston est tubulaire, l'alésage axial (17) présentant le même diamètre que l'alésage de la tige (5), et cette tête comporte un chambrage périphérique (18) qui ménage d'une part dans sa partie aval une portée de guidage (19), munie d'un joint torique d'étanchéité (20), situé en aval de l'ouverture d'admission (9), et d'autre part dans sa partie amont, deux portées séparées par le chambrage d'admission (21) et munies chacune d'un joint torique (22 et 23), le conduit d'admission (24) transversal sive is confined in the upstream part of the cap (2) by means of the lid (15) and this cap comprises a decompression screw (16). The piston rod (5) is made of high-strength alloy steel and its downstream end is bevelled while its upstream end is recessed and screwed into the piston head. This piston head is tubular, the axial bore (17) having the same diameter as the bore of the rod (5), and this head comprises a peripheral recess (18) which provides on the one hand in its downstream part a guided bearing surface (19) provided with an O-ring seal (20), located downstream of the inlet opening (9), and in the upstream portion thereof, two bearing surfaces separated by the counterbore (21) and each provided with an O-ring (22 and 23), the transverse intake duct (24)
débouchant dans ce chambrage d'admission (21) et intercep- opening into this intake chamber (21) and intercepting
tant l'alésage axial (17).both the axial bore (17).
En fonctionnement, le réservoir de fluide actif sur lequel est raccordé le flexible (12) est ouvert, et ce fluide pénètre dans la tubulure (10) et dans le chambrage périphérique (18). Le perforateur-injecteur est maintenu fermement en contact avec la paroi à perforer, la rondelle (8) permettant une étanchéité locale suffisante, et une In operation, the active fluid reservoir to which the hose (12) is connected is open, and this fluid enters the tubing (10) and the peripheral chamber (18). The perforator-injector is held firmly in contact with the wall to be perforated, the washer (8) allowing a sufficient local sealing, and a
impulsion électrique est transmise à l'inflammateur (14). electrical pulse is transmitted to the igniter (14).
La mise à feu de la charge propulsive (3) engendre une montée en pression quasi-instantanée qui assure la rupture de l'opercule (15) puis l'éjection de l'ensemble du piston dont l'extrémité en biseau de la tige tubulaire perfore The firing of the propellant charge (3) generates a quasi-instantaneous increase in pressure which ensures the rupture of the seal (15) and the ejection of the entire piston, the end of which is beveled to the tubular stem. perforated
la paroi sur laquelle est appliquée le perforateur- the wall on which is applied the perforator-
injecteur. L'air situé en aval du piston est expulsé par les évents (6) et lorsque le piston arrive presque en butée sur la rondelle d'amortissement (7), le chambrage d'admission (21) communique avec l'ouverture d'admission (9) et le fluide actif s'écoule alors au travers du conduit d'admission (24) et de l'alésage axial 17, et est injecté au travers de la paroi sur laquelle est appliquée le perforateur-injecteur. injector. The air located downstream of the piston is expelled by the vents (6) and when the piston comes almost in abutment on the damping washer (7), the intake chamber (21) communicates with the intake opening (9) and the active fluid then flows through the intake duct (24) and the axial bore 17, and is injected through the wall on which is applied the perforator-injector.
En se référant aux figures 2 et 3, le perforateur- Referring to FIGS. 2 and 3, the perforator
injecteur comprend un corps de cylindre qui est constitué par une virole périphérique (30) de grande longueur et par une tubulure interne (31) qui sont reliées et positionnées injector comprises a cylinder body which is constituted by a peripheral ring (30) of great length and by an internal tubular (31) which are connected and positioned
entre elles au moyen du bouchon de cylindre (32) qui com- between them by means of the cylinder plug (32) which
porte à son extrémité extérieure un laiage et un filetage (33) qui permettent le raccordement étanche d'un réservoir de fluide actif (non représenté) et qui comporte à sa périphérie un lamage et un filetage (34) qui permettent le raccordement étanche d'un générateur de gaz à haute pression (non représenté). Le corps du cylindre comporte dans sa partie aval quatre évents (35) et un filetage d'extrémité qui permet la fixation de la bague terminale (36), cette bague assurant le guidage de la tige tubulaire (37) de perforation et étant munie intérieurement d'une rondelle d'amortissement (38) en plomb et extérieurement d'une carries at its outer end a laiage and a thread (33) which allow the sealed connection of an active fluid reservoir (not shown) and which comprises at its periphery a countersink and a thread (34) which allow the tight connection of a high pressure gas generator (not shown). The cylinder body has in its downstream part four vents (35) and an end thread which allows the fixing of the end ring (36), this ring guiding the tubular stem (37) perforation and being provided internally. a damping washer (38) made of lead and externally of a
rondelle d'étanchéité (39) en caoutchouc souple cellulaire. sealing washer (39) of cellular soft rubber.
L'extrémité aval de cette tige tubulaire (37) est filetée pour recevoir une tête de perforation adaptée au matériau de la paroi à perforer, et l'extrémité amont est encastrée à force dans l'élément aval (40) de la tête de piston qui est creuse. Cette tête comporte une chambre de transfert (41) tubulaire qui forme avec les quatre canaux (42) l'ensemble du conduit d'admission pouvant être mis en communication avec l'ouverture d'admission constituée par l'extrémité aval de la tubulure interne (31) du corps de cylindre. L'élément aval (40) de la tête du piston est solidaire de l'élément amont (43) au moyen de la jupe externe (44), la jupe interne (45) n'étant fixée qu'à l'élément aval et comportant à son extrémité libre un joint The downstream end of this tubular rod (37) is threaded to receive a perforation head adapted to the material of the wall to be perforated, and the upstream end is forced into the downstream element (40) of the piston head. which is hollow. This head comprises a tubular transfer chamber (41) which, together with the four channels (42), forms the assembly of the intake duct that can be placed in communication with the intake opening constituted by the downstream end of the internal tubing. (31) of the cylinder body. The downstream element (40) of the piston head is integral with the upstream element (43) by means of the outer skirt (44), the inner skirt (45) being fixed only to the downstream element and having at its free end a seal
torique d'étanchéité en contact avec la tubulure interne (30). sealing ring in contact with the internal tubing (30).
Le perforateur-injecteur manuel représenté à la figure 4 présente une construction interne semblable à ce qui est représenté à la figure 1. La tige tubulaire (51) ménageant un canal d'injection se termine par une pointe pyramidale (52>, et les orifices latéraux d'injection (53) qui traversent cette tige débouchent au niveau de la rondelle d'amortissement (54) en caoutchouc dur. Deux poignées métalliques identiques sont fixées orthogonalement l'une par rapport à l'autre sur le corps du cylindre (55) The manual perforator-injector shown in Figure 4 has an internal construction similar to that shown in Figure 1. The tubular shaft (51) providing an injection channel terminates in a pyramidal tip (52>, and orifices injection side (53) which pass through this rod open at the level of the hard rubber damping washer (54), two identical metal handles are fixed orthogonally relative to one another on the cylinder body (55). )
au moyen d'une soudure (56), la poignée amont (57) compor- by means of a weld (56), the upstream handle (57) comprises
tant l'entrée (58) des deux conducteurs de mise à feu, l'un both the inlet (58) of the two firing leads, one
de ces conducteurs étant directement raccordé à l'inflam- of these conductors being directly connected to the
mateur du bouchon pyrotechnique (59), tandis que l'autre conducteur comporte en série deux contacteurs commandés par les boutons poussoirs (60 et 61) placés respectivement sur la poignée amont (57) et sur la poignée aval orthogonale (62). Les essais effectués avec un prototype réalisé selon la figure 4, et présentant une longueur totale de centimètres et un diamètre extérieur de cylindre égal à 5 centimètres, ont permis d'obtenir des résultats satisfaisants aux essais de perforation d'une tôle d'acier pyrotechnic plug (59), while the other conductor has in series two contactors controlled by the push buttons (60 and 61) placed respectively on the upstream handle (57) and on the orthogonal downstream handle (62). The tests carried out with a prototype made according to FIG. 4, and having a total length of centimeters and an outside diameter of a cylinder equal to 5 centimeters, have made it possible to obtain satisfactory results from the perforation tests of a steel sheet.
doux de 2 millimètres d'épaisseur, d'une tôle de dura- soft 2 millimeters thick, a sheet of dura-
lumin de 2,5 millimètres, et d'une porte creuse en luminaire of 2.5 mm, and a hollow door
bois comportant deux panneaux de 6 millimètres d'épaisseur. wood with two panels 6 millimeters thick.
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