FR2720467A1 - Device allowing the rapid opening of a channel for gases under high pressure. - Google Patents

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Herrybert Ende
Jean-Marc Wunderly
Remy Kempf
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K13/00Other constructional types of cut-off apparatus; Arrangements for cutting-off
    • F16K13/04Other constructional types of cut-off apparatus; Arrangements for cutting-off with a breakable closure member
    • F16K13/06Other constructional types of cut-off apparatus; Arrangements for cutting-off with a breakable closure member constructed to be ruptured by an explosion

Abstract

La présente invention concerne un dispositif permettant l'ouverture rapide d'un canal pour des gaz sous haute pression, avec une membrane conçue comme disque de rupture (1) disposée dans un support annulaire entre une chambre à haute pression (11) et une chambre à basse pression (9) du canal, un mandrin conçu sous forme de piston poinçonneur (4) pour détruire la membrane (1) disposé en face de cette dernière dans un logement dans la chambre à haute ou à basse pression (11, 9), et un dispositif d'accélération (6) permettant d'accélérer le piston poinçonneur (4) contre la membrane (1), le diamètre extérieur de ce piston n'étant que légèrement inférieur au diamètre intérieur du support annulaire (2) et le dispositif d'accélération (6) conçu de préférence comme charge propulsive étant disposé de manière à permettre une accélération du piston poinçonneur (4) telle que ce dernier poinçonne entièrement la membrane (1) le long du pourtour intérieur du support (2).The present invention relates to a device allowing the rapid opening of a channel for gases under high pressure, with a membrane designed as a rupture disc (1) arranged in an annular support between a high pressure chamber (11) and a chamber. at low pressure (9) of the channel, a mandrel designed in the form of a punching piston (4) to destroy the membrane (1) arranged opposite the latter in a housing in the high or low pressure chamber (11, 9) , and an acceleration device (6) for accelerating the punch piston (4) against the membrane (1), the outside diameter of this piston being only slightly less than the inside diameter of the annular support (2) and the acceleration device (6) preferably designed as a propellant charge being arranged so as to allow acceleration of the punch piston (4) such that the latter fully punches the membrane (1) along the inner periphery of the pport (2).

Description

L'invention concerne un dispositif permettant l'ouverture d'un canal pourThe invention relates to a device for opening a channel for

des milieuxbackgrounds

d'écoulement, de préférence des gaz, sous haute pression.  flow, preferably gases, under high pressure.

Pour produire un écoulement gazeux très rapide dans une installation d'essai aérodynamique hypersonique par exemple, il faut, dans des conditions définies très précis et reproductibles, en quelques millisecondes après un instant donné précis, ouvrir un passage  To produce a very fast gas flow in a hypersonic aerodynamic test installation for example, it is necessary, under very precise and reproducible defined conditions, in a few milliseconds after a precise given instant, to open a passage

par lequel un gaz sous haute pression, supérieure à 500 bar par exemple, puisse s'écouler.  by which a gas under high pressure, greater than 500 bar for example, can flow.

Cette ouverture doit être relativement grande, de l'ordre de 1 cm2 par exemple.  This opening must be relatively large, of the order of 1 cm 2 for example.

Lorsqu'on utilise les soupapes habituelles comportant un corps de soupape en forme de bille ou de cône qui repose sur un siège de soupape, on doit, du fait de la pression élevée et de la section importante, utiliser une servocommande déclenchée électriquement ou pneumatiquement par exemple. Une telle servocommande est de construction complexe et implique des coûts élevés et un encombrement important. Elle est d'autant plus compliquée  When using standard valves with a ball or cone shaped valve body which rests on a valve seat, due to the high pressure and the large cross-section, use a servo actuated electrically or pneumatically triggered by example. Such a servo drive is of complex construction and involves high costs and a large size. It is all the more complicated

que le temps d'ouverture souhaité est court.  that the desired opening time is short.

Si, pour le pilotage ou comme gaz à manipuler, on utilise les gaz de combustion de propergols solides par exemple, il convient de procéder à un nettoyage complet après chaque essai ou après un faible nombre d'essais, étant donné que les résidus de combustion se déposent sur les surfaces exposées aux gaz. Plus la soupape est complexe, plus le nettoyage  If, for piloting or as the gas to be handled, the combustion gases of solid propellants are used, for example, complete cleaning should be carried out after each test or after a small number of tests, since the combustion residues are deposited on surfaces exposed to gases. The more complex the valve, the more cleaning

est difficile.is difficult.

On sait également que, pour l'ouverture rapide d'un canal pour des gaz sous haute pression, on peut utiliser un robinet-vanne (EP A O 513 673); la pression élevée des gaz  It is also known that, for the rapid opening of a channel for gases under high pressure, it is possible to use a gate valve (EP A O 513 673); high gas pressure

nécessite à nouveau une servocommande car sinon, on a besoin de vérins trop grands.  again requires a servo drive because otherwise you need cylinders that are too large.

Dans ce cas également, le coût et le volume de construction seront d'autant plus  In this case also, the cost and the volume of construction will be all the more

grands que le temps d'ouverture sera court.  great that the opening time will be short.

Une solution nettement moins compliquée consiste à utiliser un disque de rupture qui est endommagé par l'amorçage d'une charge explosive ou percé au moyen d'un mandrin que l'on accélère contre lui, puis totalement détruit du fait de la contrainte exercée sur ce disque  A clearly less complicated solution consists in using a rupture disc which is damaged by the initiation of an explosive charge or pierced by means of a mandrel which is accelerated against it, then completely destroyed due to the stress exerted on this disc

par la pression élevée du gaz qu'il emprisonne.  by the high pressure of the gas it traps.

Pour endommager un tel disque de rupture, une force relativement faible est suffisante, si bien qu'on peut se passer de la servocommande. L'intervalle de temps pendant  To damage such a rupture disc, a relatively weak force is sufficient, so that the servo drive can be dispensed with. The time interval during

lequel le disque de rupture est totalement détruit est lui aussi suffisamment court.  which the rupture disc is totally destroyed is also sufficiently short.

Tant que l'épaisseur du disque de rupture est faible par rapport à son diamètre et tant que ses points de rupture sont pré-entaillés, on peut être sûr que le disque se brise le long des entailles et que les languettes restantes s'incurvent sur les côtés sous l'action de la pression et restent liées à la partie du disque de rupture fixée par serrage. Pour qu'un disque de rupture de ce type fonctionne correctement, il faut toutefois une profondeur d'entaille  As long as the thickness of the rupture disc is small compared to its diameter and as long as its rupture points are pre-notched, one can be sure that the disc breaks along the notches and that the remaining tongues curve on the sides under the action of pressure and remain linked to the part of the rupture disc fixed by tightening. For a rupture disc of this type to function properly, however, a notch depth is required

uniforme très précise et un tracé très précis des entailles.  very precise uniform and very precise tracing of the notches.

Pour les disques de rupture de petit diamètre, la précision nécessaire n'est toutefois pas réalisable avec des moyens acceptables. De plus, pour des pressions supérieures à 500 bar, les disques de rupture en laiton, métal utilisé en raison de l'étanchéité requise, sont relativement épais, de sorte que dans ce cas et malgré la disposition des entailles, la destruction du disque de rupture ne se déroule pas de manière suffisamment homogène et  However, for small diameter rupture discs, the necessary precision cannot be achieved with acceptable means. In addition, for pressures above 500 bar, the rupture discs in brass, the metal used because of the required seal, are relatively thick, so that in this case and despite the arrangement of the notches, the destruction of the disc failure is not sufficiently homogeneous and

que la montée en pression lors de l'ouverture n'est, en fin de compte, pas reproductible.  that the pressure build-up during opening is ultimately not reproducible.

D'autre part, des éclats et des particules du disque de rupture détruit sont entraînés dans l'écoulement gazeux et peuvent donner lieu à l'endommagement ou à la destruction de certains éléments du dispositif d'essai disposé qui se trouve en aval. Il faut noter que, du fait que la vitesse d'écoulement obtenue est relativement élevée, I'énergie cinétique des particules entraînées du disque de rupture est élevée même si leur masse est relativement  On the other hand, splinters and particles of the ruptured rupture disc are entrained in the gas flow and can give rise to damage or destruction of certain elements of the arranged test device which is located downstream. It should be noted that, since the flow rate obtained is relatively high, the kinetic energy of the particles entrained from the rupture disc is high even if their mass is relatively

faible. Des blindages spéciaux sont donc nécessaires pour les installations d'essai sensibles.  low. Special shields are therefore required for sensitive test facilities.

Le but de la présente invention est de perfectionner un dispositif de ce type muni d'un disque de rupture, en vue d'obtenir une meilleure reproductibilité du profil de la montée en pression lors de l'ouverture du disque de rupture et d'empêcher l'apparition d'éclats dans  The object of the present invention is to improve a device of this type provided with a rupture disc, with a view to obtaining better reproducibility of the profile of the pressure build-up during the opening of the rupture disc and of preventing the appearance of shards in

l'écoulement gazeux, ou tout au moins, de le limiter fortement.  the gas flow, or at least, to limit it strongly.

D'autre part, le dispositif conforme à la présente invention doit être facile à monter et  On the other hand, the device according to the present invention must be easy to assemble and

à mettre en oeuvre.to implement.

Cet objectif est atteint par un dispositif permettant l'ouverture rapide d'un canal pour des milieux d'écoulement sous haute pression, avec une membrane conçue comme disque de rupture disposée dans un support annulaire entre une chambre à haute pression et une chambre à basse pression du canal, un mandrin pour détruire la membrane disposé en face de cette dernière dans un logement dans la chambre à haute ou basse pression, et un dispositif d'accélération permettant d'accélérer le mandrin contre la membrane, caractérisé en ce que le mandrin est conçu comme un piston poinçonneur dont le diamètre extérieur n'est que légèrement inférieur au diamètre intérieur du support annulaire et que le dispositif d'accélération est disposé de façon à permettre une accélération du piston poinçonneur telle  This objective is achieved by a device allowing the rapid opening of a channel for high pressure flow media, with a membrane designed as a rupture disc arranged in an annular support between a high pressure chamber and a low chamber. pressure of the channel, a mandrel for destroying the membrane arranged opposite the latter in a housing in the high or low pressure chamber, and an acceleration device making it possible to accelerate the mandrel against the membrane, characterized in that the mandrel is designed as a punch piston whose outside diameter is only slightly smaller than the inside diameter of the annular support and that the acceleration device is arranged so as to allow acceleration of the punch piston

que ce dernier poinçonne entièrement la membrane le long du pourtour intérieur du support.  that the latter fully punctures the membrane along the inner periphery of the support.

A la place d'un mandrin, qui atteint le disque de rupture conçu comme membrane, l'endommage et en entraîne ainsi la fragmentation irrégulière en éclats, I'invention prévoit un piston poinçonneur, dont la circonférence et par conséquent, le contour de l'arête de poinçonnage, coïncident avec un léger sous-calibrage, à l'ouverture aménagée dans le support de membrane. La membrane, fixée à son support de façon étanche aux gaz, n'est donc pas endommagée ponctuellement comme c'était le cas jusqu'à présent, puis ensuite décomposée en éclats de façon largement aléatoire, mais elle est découpée suivant une ligne fermée correspondant au périmètre de sa section libre, la partie poinçonnée de la membrane étant  Instead of a mandrel, which reaches the rupture disc designed as a membrane, damaging it and thus causing its irregular fragmentation into fragments, the invention provides for a punching piston, the circumference and consequently the outline of the 'punching edge, coincide with a slight undersizing, at the opening in the membrane support. The membrane, fixed to its support in a gas-tight manner, is therefore not punctually damaged as was the case until now, then then decomposed into fragments in a largely random fashion, but it is cut along a corresponding closed line. at the perimeter of its free section, the punched part of the membrane being

conservée en tant qu'élément lourd et cohérent.  kept as a heavy and coherent element.

A la différence d'un processus de poinçonnage lors du découpage d'un élément de tôle soumis à aucune contrainte, qui nécessite une force importante, la membrane du dispositif conforme à la présente invention est soumise le long du contour de son support, du fait de la pression gazeuse très élevée qui s'exerce sur elle, à une précontrainte telle qu'il suffit que le piston poinçonneur exerce une impulsion relativement faible pour que la  Unlike a punching process when cutting a sheet metal element subjected to any stress, which requires a large force, the membrane of the device according to the present invention is subjected along the contour of its support, because from the very high gas pressure exerted on it, to a prestress such that it suffices for the punch piston to exert a relatively weak impulse for the

membrane soit découpée.membrane is cut.

A cet égard, le piston poinçonneur peut être accéléré contre la membrane aussi bien  In this regard, the punch piston can be accelerated against the membrane as well

par le côté haute pression que par le côté basse pression de ladite membrane.  by the high pressure side than by the low pressure side of said membrane.

Alors qu'en utilisant comme jusqu'à présent un mandrin, il pouvait même se former de petits éclats susceptibles de suivre tout simplement les changements de direction de l'écoulement gazeux, la partie de membrane poinçonnée cohérente du dispositif conforme à l'invention forme un corps si lourd qu'il n'est pas en mesure de suivre les changements de direction notables de l'écoulement gazeux. On peut ainsi prévoir, dans le canal o sont dirigés les gaz qui s'échappent, une courbure comportant sur sa partie extérieure une surface de rebondissement destinée à récupérer et à retenir la partie poinçonnée de la membrane afin  While using a mandrel as hitherto, it could even form small fragments capable of simply following the changes in direction of the gas flow, the coherent punched membrane portion of the device according to the invention forms a body so heavy that it is unable to follow significant changes in the direction of the gas flow. It is thus possible to provide, in the channel where the escaping gases are directed, a curvature comprising on its outer part a rebound surface intended to recover and retain the punched part of the membrane so

d'éviter qu'elle ne soit entraînée avec l'écoulement gazeux.  to prevent it from being entrained with the gas flow.

Mais du fait de l'énergie cinétique élevée des gaz qui s'échappent, le guidage du piston poinçonneur ne va pas sans poser de problèmes, étant donné que celui-ci est  However, due to the high kinetic energy of the escaping gases, the guiding of the punching piston is not without problems, since it is

susceptible d'être entraîné par l'écoulement gazeux sur une trajectoire imprévisible.  likely to be driven by gas flow on an unpredictable path.

Dans une variante de réalisation, le piston poinçonneur est disposé de façon mobile dans une glissière de guidage, de préférence la trajectoire du piston est entourée d'une paroi percée au moins d'une ouverture pour la sortie des gaz. Cette dernière est disposée si près de la membrane qu'il se forme une section à fond plein de la chambre cylindrique, qui est suffisamment grande pour recevoir au moins le piston, voire le cas échéant, le dispositif  In an alternative embodiment, the punching piston is movably arranged in a guide slide, preferably the trajectory of the piston is surrounded by a wall pierced with at least one opening for the outlet of the gases. The latter is arranged so close to the membrane that a solid bottom section of the cylindrical chamber is formed, which is large enough to receive at least the piston, or even if necessary, the device.

d'accélération prévu pour celui-ci.  acceleration expected for this one.

Lorsque le piston poinçonneur a poinçonné la membrane, il est alors accéléré par le gaz sous haute pression dans le sens opposé à son mouvement initial et renvoyé en arrière dans la chambre à fond plein susvisée, le gaz s'écoulant ensuite par l'échappement de la  When the punching piston has punched the membrane, it is then accelerated by the high pressure gas in the opposite direction to its initial movement and returned back into the aforementioned full-bottom chamber, the gas then flowing through the exhaust of the

chambre cylindrique sans gêner davantage le piston poinçonneur.  cylindrical chamber without further obstructing the punching piston.

Il est en principe possible, par une accélération adaptée du piston poinçonneur, d'accélérer la partie poinçonnée de la membrane suffisamment fort pour qu'elle soit projetée à l'intérieur de la partie haute pression dans laquelle se trouve enfermé le gaz sous haute pression, jusqu'à un point o elle ne peut plus être entraînée par le gaz qui s'échappe et o  It is in principle possible, by suitable acceleration of the punching piston, to accelerate the punched part of the membrane strong enough for it to be projected inside the high pressure part in which the gas under high pressure is enclosed. , to a point where it can no longer be entrained by the escaping gas and o

elle peut, le cas échéant, être récupérée au moyen d'un dispositif de récupération.  it can, if necessary, be recovered by means of a recovery device.

Mais pour que les forces nécessaires au déclenchement du dispositif restent cependant le plus faible possible, le piston poinçonneur n'est accéléré, conformément à l'invention, que dans la mesure nécessaire à l'obtention d'un poinçonnage fiable de la membrane. De préférence, la partie poinçonnée de la membrane est ensuite projetée en arrière avec le piston poinçonneur qui la surmonte, un logement à fond plein étant conçu de manière à recevoir non seulement le piston poinçonneur et, le cas échéant, son dispositif d'accélération, mais en plus également la partie poinçonnée de la membrane. Le piston poinçonneur est introduit dans la chambre à basse pression de manière à ne pouvoir se poinçonneur est introduit dans la chambre à basse pression de manière à ne pouvoir se coincer. Comme la partie poinçonnée surmonte la partie frontale du piston poinçonneur, cela évite que cette partie ne se coince elle aussi, de sorte qu'il est non seulement inutile que le volume o se loge la partie poinçonnée de la membrane soit plus profond que son épaisseur, mais qu'on évite également avec certitude que la membrane ne se coince pendant son  However, so that the forces necessary for triggering the device remain however as low as possible, the punching piston is accelerated, in accordance with the invention, only to the extent necessary for obtaining reliable punching of the membrane. Preferably, the punched part of the membrane is then projected backwards with the punching piston which surmounts it, a housing with a solid bottom being designed so as to receive not only the punching piston and, where appropriate, its acceleration device, but also also the punched part of the membrane. The punching piston is introduced into the low pressure chamber so that it cannot be punched is introduced into the low pressure chamber so that it cannot get caught. As the punched part surmounts the front part of the punching piston, this prevents this part from getting stuck too, so that it is not only useless that the volume where the punched part of the membrane is housed is deeper than its thickness , but that we also avoid with certainty that the membrane does not get stuck during its

mouvement et ne gêne ainsi l'écoulement gazeux.  movement and thus obstruct the gas flow.

Dans le gaz qui s'échappe, on est ainsi assuré de pouvoir établir une pression reproductible avec précision sans être gêné par le fait que la membrane peut, dans certain  In the escaping gas, it is thus guaranteed to be able to establish a reproducible pressure with precision without being hampered by the fact that the membrane can, in certain

cas, se coincer ou se bloquer.case, get stuck or hang.

En principe, la chambre à haute pression possède elle aussi dans la partie adjacente à la membrane un diamètre qui est au moins, et de préférence exactement égal au diamètre  In principle, the high-pressure chamber also has a diameter which is at least, and preferably exactly equal to, the diameter adjacent to the membrane.

intérieur de la chambre cylindrique basse pression.  interior of the low pressure cylindrical chamber.

Mais comme toutefois dans ce cas, lors du poinçonnage, la membrane subit au début une légère pénétration dans la chambre à haute pression d'une valeur qui dépend du comportement de rupture de la membrane et qui n'est donc pas reproductible avec précision, et comme l'établissement de la pression dans le gaz d'écoulement dépend de ladite valeur, une autre version de l'invention prévoit dans la chambre à haute pression une butée qui limite le mouvement de la membrane à l'intérieur de la chambre à haute pression à une valeur toujours constante, de préférence essentiellement à la valeur minimale nécessaire à la rupture  However, as in this case, during punching, the membrane initially undergoes slight penetration into the high pressure chamber of a value which depends on the rupture behavior of the membrane and which is therefore not reproducible with precision, and as the establishment of the pressure in the flow gas depends on said value, another version of the invention provides in the high pressure chamber a stop which limits the movement of the membrane inside the high chamber pressure at a value always constant, preferably essentially at the minimum value necessary for rupture

de la membrane.of the membrane.

Si l'on veut que le piston poinçonneur poinçonne de manière fiable la membrane, son impulsion doit être telle que, normalement, le piston poinçonneur et la partie poinçonnée devraient tomber dans la chambre à haute pression. Il faudrait prévoir à cet endroit un dispositif de récupération qui devrait pouvoir lui-aussi être manipulé. La butée réglable de préférence dans sa position axiale empêche la pénétration de la partie poinçonnée de la membrane dans la chambre à haute pression, de sorte que cette partie reste dans la chambre à basse pression, qui doit de toute façon être rendue accessible lors des opérations de remise  If the punch piston is to reliably punch the diaphragm, its impulse must be such that normally the punch piston and the punched part should fall into the high pressure chamber. A recovery device should be provided at this location, which should also be able to be handled. The adjustable stopper, preferably in its axial position, prevents penetration of the punched part of the membrane into the high pressure chamber, so that this part remains in the low pressure chamber, which must in any case be made accessible during operations. of discount

en service du dispositif conforme à la présente invention.  in service of the device according to the present invention.

Etant donné qu'une butée disposée sur le pourtour réduirait la section du canal d'écoulement et que le piston qui, on le sait, entraîne sur sa partie frontale la partie poinçonnée relativement souple de la membrane pourrait se coincer, la butée peut être conçue sous forme de boulon central présentant un espace circulaire le séparant de la paroi  Since a stopper arranged on the periphery would reduce the cross-section of the flow channel and since the piston which, as is known, drives on its front part the relatively flexible punched part of the membrane could become jammed, the stopper can be designed in the form of a central bolt with a circular space separating it from the wall

périphérique de la chambre à haute pression.  high pressure chamber device.

Etant donné qu'une butée disposée sur le pourtour réduirait la section du canal d'écoulement, la butée peut être conçue sous forme de boulon central présentant un espace  Since a stopper arranged on the periphery would reduce the cross-section of the flow channel, the stopper can be designed as a central bolt with space

annulaire le séparant de la paroi périphérique de la chambre à haute pression.  annular separating it from the peripheral wall of the high pressure chamber.

Pour éviter un flambage du boulon, on peut donner une forme conique à sa pointe et la paroi adjacente de la chambre à haute pression peut être élargie de manière à ce que l'on puisse au choix former une section constante ou une section qui se rétrécit en forme de  To avoid buckling of the bolt, one can give a conical shape to its tip and the adjacent wall of the high pressure chamber can be widened so that one can optionally form a constant section or a narrowing section shaped

tuyère jusqu'à la sortie de la chambre à haute pression bloquée par la membrane.  nozzle up to the exit of the high pressure chamber blocked by the membrane.

Comme on l'a décrit précédemment, on forme un espace à fond plein qui peut  As described above, we form a solid bottom space which can

recevoir la partie poinçonnée de la membrane.  receive the punched part of the membrane.

Mais pour éviter dans tous les cas que la membrane ne soit quand même entraînée, par suite d'une perturbation, par l'écoulement gazeux qui s'échappe, on peut prévoir au moins deux orifices de sortie de gaz dans la chambre cylindrique, qui possèdent respectivement un contour tel que la partie poinçonnée de la membrane ne peut sortir par l'un des orifices de sortie de gaz. En cas de perturbation, la membrane ne peut alors pas être entraînée avec le gaz, mais elle se coince dans un orifice de sortie. Même si celui-ci devait être bloqué, I'autre orifice ou, le cas échéant, les autres orifices assurent l'évacuation du gaz de la chambre à  But to avoid in all cases that the membrane is still entrained, as a result of a disturbance, by the escaping gas flow, it is possible to provide at least two gas outlet orifices in the cylindrical chamber, which respectively have a contour such that the punched part of the membrane cannot exit through one of the gas outlet orifices. In the event of a disturbance, the membrane cannot then be entrained with the gas, but it gets stuck in an outlet orifice. Even if this should be blocked, the other orifice or, if necessary, the other orifices ensure the evacuation of the gas from the chamber

basse pression.low pressure.

Comme installation d'accélération pour le piston poinçonneur, on peut par exemple utiliser un dispositif électromagnétique ou un dispositif d'étrier de ressort qui a l'avantage de pouvoir être réarmé par le piston poinçonneur renvoyé, le piston poinçonneur s'enclenchant  As an acceleration installation for the punch piston, one can for example use an electromagnetic device or a spring caliper device which has the advantage of being able to be reset by the punch piston returned, the punch piston engaging.

alors dans sa position de repos.then in its rest position.

De préférence, le dispositif d'accélération particulièrement simple une charge propulsive placée derrière le fond de la chambre cylindrique, qui est traversé par un canal de  Preferably, the particularly simple acceleration device propellant charge placed behind the bottom of the cylindrical chamber, which is crossed by a channel

gaz de poudre.powder gas.

Comme charge propulsive, on peut utiliser une pastille d'amorçage du commerce qui peut être amorcée électriquement avec une grande précision temporelle, c'est-à-dire à moins de 0,1 s près, et qui ne produit qu'une masse de gaz très faible qui n'influence pas le réglage  As a propellant charge, it is possible to use a commercial priming tablet which can be electrically primed with great temporal precision, that is to say within 0.1 s, and which produces only a mass of very weak gas which does not influence the setting

du profil de la pression gazeuse.of the gas pressure profile.

La chambre prévue pour recevoir la charge propulsive possède un canal conduisant vers l'extérieur pour le circuit d'amorçage électrique; lors de la combustion de la charge propulsive, le gaz produit s'échappe vers le piston poinçonneur. Si ce dernier est renvoyé en arrière, il se forme derrière le piston poinçonneur, vers le fond de la chambre, une couche de gaz dont la pression est cependant faible par rapport à celle exercée sur la partie frontale du piston poinçonneur, de sorte que cette couche de gaz est comprimée au point de ne pas  The chamber intended to receive the propellant charge has a channel leading towards the outside for the electrical ignition circuit; during the combustion of the propellant charge, the gas produced escapes towards the punch piston. If the latter is returned backwards, a layer of gas is formed behind the punching piston, towards the bottom of the chamber, the pressure of which is however low compared to that exerted on the front part of the punching piston, so that this gas layer is compressed to the point of not

gêner le mouvement de recul du piston poinçonneur.  interfere with the recoil movement of the punch piston.

Si toutefois on devait utiliser le dispositif conforme à la présente invention pour régler le débit d'un milieu d'écoulement de pression relativement faible, il serait judicieux d'éjecter les fils électriques lors de la combustion de la charge propulsive, de manière que la chambre destinée à la charge propulsive soit ouverte vers l'extérieur afin que la couche de gaz puisse  If, however, the device according to the present invention were to be used to regulate the flow rate of a relatively low pressure flow medium, it would be advisable to eject the electric wires during the combustion of the propellant charge, so that the propellant charge chamber is open to the outside so that the gas layer can

s'échapper par les alésages destinés à recevoir la charge propulsive.  escape through the bores intended to receive the propellant charge.

Pour permettre une fixation simple de la membrane, la chambre cylindrique est  To allow simple fixing of the membrane, the cylindrical chamber is

disposée de préférence dans une douille à l'extrémité de laquelle la membrane peut être fixée.  preferably arranged in a socket at the end of which the membrane can be fixed.

La douille peut à son tour être fixée dans un support, qui reçoit la chambre à haute pression et un élément d'ajustement qui entoure la sortie de gaz provenant de la chambre à haute pression et contre lequel s'appuie la membrane. Pour autant que, pour la membrane et le support ou la partie du support qui forme l'élément d'étanchéité, on utilise deux métaux durs différents, la pression exercée par la membrane contre l'élément d'étanchéité est  The sleeve can in turn be fixed in a support, which receives the high pressure chamber and an adjustment element which surrounds the gas outlet coming from the high pressure chamber and against which the membrane bears. Provided that, for the membrane and the support or the part of the support which forms the sealing element, two different hard metals are used, the pressure exerted by the membrane against the sealing element is

certainement suffisante.certainly sufficient.

Pour améliorer l'élément d'étanchéité, on peut toutefois utiliser tous les moyens d'étanchéité connus, comme par exemple un anneau plat entre la membrane et l'élément d'étanchéité ou un joint annulaire en O disposé dans une rainure annulaire dans la membrane  To improve the sealing element, however, all known sealing means can be used, such as for example a flat ring between the membrane and the sealing element or an O-ring seal arranged in an annular groove in the membrane

ou l'élément d'étanchéité.or the sealing element.

Le bord de la membrane fixé à la douille qui subsiste après le poinçonnage peut être ôté du support avec la douille. Dans ce contexte, il est judicieux de prévoir la rainure annulaire pour le joint annulaire en O dans la membrane, de manière que ce joint puisse être ôté et  The edge of the membrane attached to the sleeve which remains after the punching can be removed from the support with the sleeve. In this context, it is advisable to provide the annular groove for the O-ring seal in the membrane, so that this seal can be removed and

remplacé en même temps que la membrane.  replaced at the same time as the membrane.

La douille peut être fixée dans le support par un dispositif de serrage courant, étant à noter par exemple qu'un dispositif de serrage à genou possède l'avantage d'un maniement  The sleeve can be fixed in the support by a current clamping device, it should be noted for example that a knee clamping device has the advantage of handling

rapide.quick.

De préférence la partie extérieure de la douille est cependant munie d'un filetage extérieur de fixation qui vient se visser dans un filetage intérieur complémentaire prévu dans  Preferably, the external part of the sleeve is however provided with an external fixing thread which is screwed into a complementary internal thread provided in

le support.the support.

A l'aide d'un tel filetage, on peut sans difficulté obtenir et, le cas échéant, régler à volonté la force de pressage indispensable entre la membrane et l'élément d'étanchéité pour  Using such a thread, it is possible without difficulty to obtain and, if necessary, adjust at will the essential pressing force between the membrane and the sealing element for

produire l'étanchement nécessaire.  produce the necessary seal.

La membrane elle-même peut par exemple être conçue comme disque circulaire plat muni sur ses bords de trous taraudés traversés par des vis de fixation, qui permettent de fixer  The membrane itself can for example be designed as a flat circular disc provided with tapped holes on its edges crossed by fixing screws, which make it possible to fix

la membrane sur la tête de la douille.  the membrane on the head of the socket.

Il est cependant particulièrement avantageux que la membrane ait la forme d'un godet, afin de présenter un bord périphérique axial qui entoure et maintient la tête de la douille. Pour loger ce bord périphérique, on peut pratiquer une rainure dans la partie frontale de la douille; la membrane et la tête de la douille sont alors traversées par un certain nombre  It is however particularly advantageous for the membrane to have the shape of a cup, in order to present an axial peripheral edge which surrounds and maintains the head of the sleeve. To accommodate this peripheral edge, a groove can be made in the front part of the sleeve; the membrane and the head of the sleeve are then crossed by a number

de vis de fixation radiales.of radial fixing screws.

Conformément à une version particulièrement pratique et simple, le pourtour de la membrane possède cependant un filetage intérieur qui vient se visser dans un filetage  According to a particularly practical and simple version, the periphery of the membrane has however an internal thread which is screwed into a thread

extérieur complémentaire de la membrane sur la tête de la douille.  complementary exterior of the membrane on the head of the socket.

Ce filetage intérieur ne sert pas seulement à maintenir la membrane, mais aussi à assurer l'étanchéité entre la membrane et la tête de la douille. Lorsque la douille est fixée, la tête de la douille est cependant conçue de préférence de manière à venir s'appuyer contre la partie radiale de la membrane orientée vers la douille; lorsqu'on serre la douille, elle presse elle-même la membrane contre l'élément d'étanchéité; le filetage de la membrane n'est pas sollicité et peut donc être de petites dimensions, car il doit uniquement fournir les forces  This internal thread is used not only to maintain the membrane, but also to ensure the seal between the membrane and the head of the socket. When the sleeve is fixed, the head of the sleeve is however preferably designed so as to come to bear against the radial part of the membrane oriented towards the sleeve; when the socket is tightened, it presses the membrane itself against the sealing element; the membrane thread is not stressed and can therefore be small, because it only has to provide the forces

nécessaires pour retirer le reste de la membrane.  necessary to remove the rest of the membrane.

Pour pouvoir dans tous les cas ôter sans problème la membrane en même temps que la douille, le filetage extérieur de la douille et le filetage intérieur complémentaire du support d'une part, et le filetage intérieur de la membrane et le filetage extérieur de membrane complémentaire de la tête de douille d'autre part, sont de sens contraire, de sorte que lorsqu'on dévisse la douille du support, on ne peut dévisser par mégarde la tête de la douille  In order to be able to remove the membrane without any problem at the same time as the sleeve, the external thread of the sleeve and the complementary internal thread of the support on the one hand, and the internal thread of the membrane and the external thread of complementary membrane of the socket head on the other hand, are in the opposite direction, so that when you unscrew the socket from the support, you cannot inadvertently unscrew the socket head

de la membrane.of the membrane.

Le filetage extérieur de fixation se présente de préférence sous forme de filetage à droite usuel et le filetage intérieur de membrane, sous forme de filetage à gauche: ainsi, pour serrer la douille, on peut utiliser une clé dynamométrique normale uniquement conçue pour  The external fixing thread is preferably in the form of usual right-hand thread and the internal membrane thread, in the form of left-hand thread: thus, to tighten the sleeve, a normal torque wrench can only be used for

serrer des filetages à droite.tighten threads on the right.

Le boulon précité formant la butée, qui est disposé à l'intérieur de la chambre à haute pression et dont la pointe se termine près de la partie haute pression de la membrane utilisée, peut être fixé par rivets dans le support en vue d'assurer une fixation particulièrement simple  The aforementioned bolt forming the stop, which is placed inside the high pressure chamber and whose tip ends near the high pressure part of the membrane used, can be fixed by rivets in the support in order to ensure particularly simple attachment

et durable.and durable.

Conformément à une autre version de l'invention, le boulon est toutefois démontable.  According to another version of the invention, the bolt is however removable.

Il peut ainsi non seulement être remplacé par un autre boulon de longueur différente ou un boulon non usé mais il est également possible, en enlevant le boulon, d'enlever la butée de la  It can thus not only be replaced by another bolt of different length or an unworn bolt but it is also possible, by removing the bolt, to remove the stopper from the

membrane, si cela s'avère utile.membrane, if that proves useful.

En outre, le boulon peut être réglable dans le sens longitudinal, de sorte que la distance entre la pointe du boulon et la surface de membrane qui lui fait face peut être réglée,  In addition, the bolt can be adjustable in the longitudinal direction, so that the distance between the tip of the bolt and the membrane surface facing it can be adjusted,

et ainsi, optimisée.and thus, optimized.

Il est en outre possible d'allonger cette distance de réglage à un point tel que le boulon devient inefficace en tant que butée, de sorte qu'il est alors possible de pousser la  It is also possible to extend this adjustment distance to such a point that the bolt becomes ineffective as a stop, so that it is then possible to push the

partie poinçonnée de la membrane à l'intérieur de la chambre à haute pression.  punched part of the membrane inside the high pressure chamber.

La tige du boulon est conçue en l'occurrence sous forme de tige filetée traversant une paroi du support et pouvant être déplacée de l'extérieur au moyen d'une manette usuelle  The bolt rod is designed in this case as a threaded rod passing through a wall of the support and which can be moved from the outside by means of a conventional handle.

permettant de régler ou de retirer le boulon.  for adjusting or removing the bolt.

Dans le montage décrit jusqu'à présent, I'espace à l'intérieur du support est conçu comme chambre à haute pression et l'espace cylindrique à l'intérieur de la douille, comme  In the assembly described so far, the space inside the support is designed as a high-pressure chamber and the cylindrical space inside the sleeve, as

chambre à basse pression.low pressure chamber.

Mais conformément à une autre version de l'invention, on peut également permuter la chambre à haute pression et la chambre à basse pression, de sorte que le réservoir ou le dispositif de production du gaz sous haute pression peut être raccordé aux orifices de la  But according to another version of the invention, it is also possible to swap the high pressure chamber and the low pressure chamber, so that the reservoir or the device for producing the gas under high pressure can be connected to the orifices of the

douille décrits jusqu'à présent comme orifices de sortie.  socket described until now as outlet openings.

Dans ce cas, il est judicieux d'enlever le boulon agissant comme butée dans la procédure décrite précédemment ou de le reculer de la membrane au point que la membrane et, le cas échéant également le piston, puissent atteindre la chambre se trouvant dans le support, décrite jusqu'à présent comme chambre à haute pression, étant donné qu'après l'accélération du piston et le poinçonnage de la membrane, toute la pression gazeuse pèse sur  In this case, it is advisable to remove the bolt acting as a stop in the procedure described above or to move it back from the diaphragm so that the diaphragm and, if necessary also the piston, can reach the chamber in the support. , described until now as a high-pressure chamber, since after the acceleration of the piston and the punching of the membrane, all the gas pressure weighs on

la partie arrière du piston opposée à cette dernière.  the rear part of the piston opposite to the latter.

Mais si l'on utilise un boulon en acier à ressort, il est également possible, en choisissant un matériau et une forme de boulon appropriés, que celui-ci renvoie élastiquement la membrane et le piston contre la charge de la pression gazeuse dans la chambre cylindrique,  But if a spring steel bolt is used, it is also possible, by choosing a suitable material and shape of a bolt, that this resiliently returns the diaphragm and the piston against the load of the gas pressure in the chamber cylindrical,

en direction du fond de celle-ci, I'écoulement gazeux pouvant alors agir librement.  towards the bottom thereof, the gas flow can then act freely.

L'objet de la présente invention est décrit encore plus précisément à l'aide des schémas annexés, qui représentent en Fig. 1 une coupe longitudinale d'un modèle expérimental, qui possède le dispositif conforme à l'invention, Fig. 2 une coupe longitudinale agrandie de la douille du dispositif représenté en fig. 1, et en  The object of the present invention is described still more precisely with the aid of the appended diagrams, which represent in FIG. 1 a longitudinal section of an experimental model, which has the device according to the invention, FIG. 2 is an enlarged longitudinal section through the socket of the device shown in FIG. 1, and in

Fig. 3 une coupe suivant la ligne 111-111 de la fig. 2.  Fig. 3 a section along line 111-111 of FIG. 2.

On examinera d'abord la fig. 2, qui représente une douille 13 conçue comme pièce  We will first examine fig. 2, which represents a socket 13 designed as a part

tournée de forme allongée.elongated tour.

Cette douille 13 possède un alésage borgne à chacune de ses deux extrémités.  This sleeve 13 has a blind bore at each of its two ends.

L'alésage borgne partant de l'extrémité située à droite sur le schéma possède un plus grand diamètre et pénètre encore davantage à l'intérieur de la douille 13 que l'alésage borgne partant de l'extrémité de gauche. Entre les deux alésages borgnes, il reste un fond traversé  The blind bore starting from the end located on the right in the diagram has a larger diameter and penetrates even more inside the sleeve 13 than the blind bore starting from the left end. Between the two blind bores, there remains a crossed bottom

par une ouverture d'admission des gaz.  by a gas inlet opening.

L'alésage borgne de droite forme un espace cylindrique 9, conçu comme chambre à basse pression. Cette chambre 9 possède, en partant de sa bouche à l'extrémité de la douille 13, une première section dont la longueur correspond à peu près à son rayon et dont la paroi  The right blind bore forms a cylindrical space 9, designed as a low pressure chamber. This chamber 9 has, starting from its mouth at the end of the sleeve 13, a first section whose length roughly corresponds to its radius and whose wall

est fermée.is closed.

Cette section est suivie d'une seconde section dont la longueur axiale est presque égale au diamètre de l'espace 9 et dont la paroi présente 4 orifices longitudinaux 16 qui  This section is followed by a second section, the axial length of which is almost equal to the diameter of the space 9 and the wall of which has 4 longitudinal holes 16 which

traversent la paroi de la douille 13 sous forme d'orifices de passage.  pass through the wall of the sleeve 13 in the form of through orifices.

Ces orifices de sortie 16 apparaissent avec encore plus de précision en fig. 3.  These outlet orifices 16 appear with even more precision in FIG. 3.

Cette section de l'espace cylindrique 9 limitée par les orifices 16 est suivie d'une troisième section à fond plein dont la longueur axiale correspond à peu près à celle des ouvertures 16 et donc au diamètre de l'espace cylindrique 9. La section à fond plein est  This section of the cylindrical space 9 limited by the orifices 16 is followed by a third section with a solid bottom, the axial length of which roughly corresponds to that of the openings 16 and therefore to the diameter of the cylindrical space 9. The section to solid bottom east

limitée par un fond.limited by a background.

L'alésage borgne qui part de l'extrémité opposée (sur le schéma à gauche) de la douille 13 possède tout d'abord une première section de grand diamètre suivie d'une seconde section oblongue possédant un filetage intérieur, qui s'étend presque jusqu'au fond de cet alésage borgne. Les deux fonds délimitent une paroi de séparation entre l'espace cylindrique  The blind bore which starts from the opposite end (on the diagram on the left) of the sleeve 13 firstly has a first section of large diameter followed by a second oblong section having an internal thread, which extends almost to the bottom of this blind bore. The two bottoms define a partition wall between the cylindrical space

et l'alésage borgne.and the blind bore.

Sur la partie extérieure de la douille 13, en partant de l'extrémité dans laquelle s'ouvre l'espace cylindrique 9, est représenté un filetage extérieur à gauche 7 qui s'étend en longueur (de préférence 2 à 3 pas de vis) sur environ deux tiers de la longueur axiale occupée par la première section de l'espace cylindrique 9. En partant de ce filetage extérieur jusqu'audelà des orifices de sortie 1 6, le diamètre extérieur de la douille 1 3 augmente et reste  On the outer part of the sleeve 13, starting from the end in which the cylindrical space 9 opens, is shown an external left-hand thread 7 which extends in length (preferably 2 to 3 threads) over approximately two thirds of the axial length occupied by the first section of the cylindrical space 9. Starting from this external thread up to beyond the outlet orifices 1 6, the external diameter of the sleeve 1 3 increases and remains

globalement le même dans la section traversée par les orifices de sortie 16.  overall the same in the section through which the outlet orifices 16 pass.

A l'extrémité des orifices de sortie longitudinaux 16 opposés au filetage à gauche 7  At the end of the longitudinal outlet holes 16 opposite the left-hand thread 7

décrit, le diamètre extérieur de la douille 1 3 s'agrandit et est muni d'un filetage à droite 8.  described, the outside diameter of the sleeve 1 3 increases and is provided with a right-hand thread 8.

Le filetage à droite 8 possède un diamètre de noyau supérieur à tous les diamètres  Right-hand thread 8 has a core diameter greater than all diameters

extérieurs de la douille 13 cités jusqu'à présent.  outside of the socket 13 cited so far.

A l'extrémité gauche sur le dessin se trouve une prise à six pans qui permet de serrer à fond la douille 13 au moyen d'une clé à pipe. Sa longueur est prévue de manière à  At the left end in the drawing is a hex socket which allows the socket 13 to be tightened completely by means of a pipe wrench. Its length is planned so that

permettre d'appliquer l'effort de serrage voulu et d'adapter convenablement la clé.  allow the desired tightening force to be applied and the key to be suitably adapted.

L'extrémité réduite citée en dernier lieu occupe environ un cinquième de la longueur axiale de la douille, le filetage à droite 8 environ deux cinquièmes de la longueur axiale de la  The reduced end mentioned last occupies approximately one fifth of the axial length of the sleeve, the right-hand thread 8 approximately two fifths of the axial length of the

douille 1 3.socket 1 3.

Sur le filetage à gauche 7, on a vissé une membrane 1 en forme de godet qui possède une paroi de rupture, s'étendant radialement, formant un fond d'épaisseur pariétale uniforme, et sur son bord, un rebord s'étendant axialement. La surface intérieure de ce rebord  On the left-hand thread 7, a cup-shaped membrane 1 has been screwed in, which has a rupture wall, extending radially, forming a bottom of uniform parietal thickness, and on its edge, a rim extending axially. The inner surface of this ledge

est munie d'un filetage à gauche complémentaire au filetage à gauche 7.  has a left-hand thread complementary to the left-hand thread 7.

Le bord axial de la membrane 1 est légèrement plus court que le filetage à gauche 7 de la douille 13 de sorte que, lorsque la membrane 1 est vissée à fond sur le filetage à gauche 7, sa paroi de rupture axiale est en contact avec l'extrémité libre de la douille 1 3 dans  The axial edge of the diaphragm 1 is slightly shorter than the left-hand thread 7 of the sleeve 13 so that, when the diaphragm 1 is fully screwed onto the left-hand thread 7, its axial breaking wall is in contact with the free end of socket 1 3 in

une zone de fixation en forme d'anneau de cercle 5.  a fixing area in the form of a circle ring 5.

Dans la chambre cylindrique 9, on a disposé un piston poinçonneur 4 coulissant axialement, qui repose sur le fond de ladite chambre 9 et dont la surface frontale tournée vers la membrane 1 est légèrement en retrait par rapport à l'arête axiale adjacente des orifices de  In the cylindrical chamber 9, an axially sliding punch piston 4 has been placed, which rests on the bottom of said chamber 9 and whose front surface facing the membrane 1 is slightly recessed with respect to the adjacent axial edge of the orifices of

sortie 1 6.exit 1 6.

Dans l'alesage fileté qui part de l'extrémité gauche de la douille 13 se trouve une pastille d'amorçage 6, qui est pressée contre le fond par unbouchon de confinement 20 vissé  In the threaded bore which leaves from the left end of the sleeve 13 is a priming disc 6, which is pressed against the bottom by a screwed confinement plug 20

dans le filetage intérieur de l'alésage borgne.  in the internal thread of the blind bore.

La paroi de séparation qui forme les deux fonds est traversée par un canal destiné  The partition wall which forms the two bottoms is crossed by a channel intended

aux gaz propulseurs.with propellants.

Le bouchon 20 possède un alésage intérieur qui est traversé par un moyen de  The plug 20 has an internal bore which is traversed by a means of

déclenchement, par exemple par une ligne d'amorçage.  triggering, for example by a priming line.

La surface de la paroi de rupture ou de la membrane 1 opposée à la douille 13 est conçue comme surface radiale plane et repose sur une surface d'étanchéité d'un support 10 qui possède un alésage aligné avec la chambre cylindrique 9 de même diamètre qui fait partie  The surface of the rupture wall or of the membrane 1 opposite the sleeve 13 is designed as a flat radial surface and rests on a sealing surface of a support 10 which has a bore aligned with the cylindrical chamber 9 of the same diameter which is part

d'une chambre à haute pression 1 1.  a high pressure chamber 1 1.

Les arêtes de l'alésage dans le support 10 sont de préférence arrondies, comme le  The edges of the bore in the support 10 are preferably rounded, as the

suggère le dessin.suggests the drawing.

Comme on peut le voir à la fig. 1, la douille 13 est vissée avec le filetage à droite 8 dans un alésage fileté complémentaire du support 10 de façon que la membrane 1 soit pressée de manière étanche contre la surface d'étanchéité 3. Le filetage à gauche est ainsi soulagé car la paroi de rupture de la membrane 1 est serrée entre la surface d'étanchéité 3 du  As can be seen in fig. 1, the sleeve 13 is screwed with the right-hand thread 8 in a threaded bore complementary to the support 10 so that the membrane 1 is pressed in leaktight manner against the sealing surface 3. The left-hand thread is thus relieved because the wall of rupture of the membrane 1 is clamped between the sealing surface 3 of the

support 10 et l'extrémité de la douille 13 qui repose sur le côté intérieur de la membrane.  support 10 and the end of the sleeve 13 which rests on the inside of the membrane.

Dans le cas présenté, le support 10 constitue une maquette expérimentale utilisée  In the case presented, the support 10 constitutes an experimental model used

dans le tube à choc d'une installation d'essai aérodynamique hypersonique.  in the shock tube of a hypersonic aerodynamic test facility.

Le support ou la maquette 10 possède ici une chambre préliminaire annulaire 14 qui  The support or the model 10 has here an annular preliminary chamber 14 which

entoure l'alésage de positionnement de la douille 13 dans la zone des orifices de sortie 16.  surrounds the positioning bore of the sleeve 13 in the zone of the outlet orifices 16.

Cette chambre préliminaire 14 débouche dans une tuyère de pilotage 1 2.  This preliminary chamber 14 opens into a pilot nozzle 1 2.

Comme le montre encore la fig. 1, I'alésage pratiqué dans le support 10 adjacent à la membrane 1 est suivi d'une chambre à haute pression 1 1 de diamètre agrandi dans laquelle  As still shown in fig. 1, the bore in the support 10 adjacent to the membrane 1 is followed by a high pressure chamber 11 of enlarged diameter in which

débouche une arrivée de gaz, ou dans laquelle est installé un générateur de gaz.  opens a gas inlet, or in which a gas generator is installed.

Cette chambre à haute pression globalement cylindrique 1 1 possède un fond traversé par un filetage. Dans ce filetage est vissée la tige filetée d'un boulon de réglage 15, dont la pointe conique, formant à la base une bride qui dépasse de la tige, est arrondie au sommet et  This generally cylindrical high pressure chamber 1 1 has a bottom crossed by a thread. In this thread is screwed the threaded rod of an adjusting bolt 15, the conical tip of which forms at the base a flange which protrudes from the rod, is rounded at the top and

se termine à proximité de la membrane 1.  ends near membrane 1.

L'extrémité de la tige filetée du boulon 15 qui se trouve à l'extérieur du support 10 ou de la chambre à haute pression 11 est munie d'une prise destinée à adapter une clé de serrage. L'alésage adjacent à la membrane 1 dans le support 10 est arrondi en direction de la chambre à haute pression de manière à former entre l'arrondi et la surface de la pointe conique du boulon 15 une section resserrée en forme de tuyère qui s'élargit ensuite de  The end of the threaded rod of the bolt 15 which is outside the support 10 or the high-pressure chamber 11 is provided with a socket intended to adapt a tightening wrench. The bore adjacent to the membrane 1 in the support 10 is rounded in the direction of the high-pressure chamber so as to form between the rounding and the surface of the conical tip of the bolt 15 a tight section in the form of a nozzle which s' then widens by

nouveau en direction de la membrane 1.  again towards the membrane 1.

En service, la chambre à haute pression 11 est sollicitée par un gaz sous une  In service, the high pressure chamber 11 is acted upon by a gas under a

pression qui peut dépasser 500 bar.  pressure which can exceed 500 bar.

La section intérieure de la surface d'étanchéité 3, qui coïncide avec la section intérieure de la chambre cylindrique 9 et de l'alésage adjacent à la membrane 1 dans le support 10, mesure environ 1 cm2. La section du piston poinçonneur 4 est légèrement inférieure. Le piston poinçonneur 4 est du reste maintenu dans la position présentée sur le  The inner section of the sealing surface 3, which coincides with the inner section of the cylindrical chamber 9 and of the bore adjacent to the membrane 1 in the support 10, measures approximately 1 cm2. The section of the punch piston 4 is slightly smaller. The punching piston 4 is moreover maintained in the position shown on the

dessin par des moyens appropriés, comme par exemple par un léger serrage.  drawing by suitable means, such as by light tightening.

Lorsque la pastille d'amorçage 6 est amorcée, ses gaz propulseurs s'écoulent à travers la paroi de séparation et accélèrent contre la membrane 1 le piston poinçonneur 4, qui en poinçonne le fond de manière circulaire le long de l'arête intérieure de la surface  When the priming pad 6 is primed, its propellant gases flow through the partition wall and accelerate against the membrane 1 the punch piston 4, which punctures the bottom of it circularly along the inner edge of the area

d'étanchéité 3.sealing 3.

La distance entre la membrane 1 et le sommet du boulon 15 est alors uniquement calculée de manière à ne pas empêcher la courbure de la membrane 1 qui peut apparaître l1 avant l'achèvement du processus de poinçonnement et à permettre que le processus de  The distance between the membrane 1 and the top of the bolt 15 is then only calculated so as not to prevent the curvature of the membrane 1 which may appear 11 before the completion of the punching process and to allow the process of

poinçonnement s'achève de manière fiable.  punching ends reliably.

Il s'est avéré particulièrement judicieux de laisser le sommet du boulon plan et de ne l'émousser que sur les bords; avec un boulon 15 conçu de cette manière, la partie poinçonnée de la membrane 1 restait largement indéformée et ne se coinçait pas à l'intérieur  It has proven particularly useful to leave the top of the bolt flat and to blunt it only at the edges; with a bolt 15 designed in this way, the punched part of the membrane 1 remained largely undeformed and did not get stuck inside

de la partie de la membrane 1 demeurant après le poinçonnement.  of the part of the membrane 1 remaining after the punching.

A présent, la partie poinçonnée de la membrane 1 et le piston poinçonneur 4 qui vient se placer dessus arrivent en position de repos du fait de la butée contre le boulon 15 et sont ensuite renvoyés dans la chambre à haute pression 11 sous l'action de la pression jusqu'à ce que le piston 4 retrouve sa position initiale et que la partie poinçonnée de la membrane repose sur sa surface de poinçonnement. La surface de la partie poinçonnée de la membrane 1 tournée vers la chambre à haute pression 11 est alors exactement adjacente aux arêtes des  Now, the punched part of the membrane 1 and the punching piston 4 which is placed thereon arrive in the rest position due to the stop against the bolt 15 and are then returned to the high pressure chamber 11 under the action of pressure until the piston 4 returns to its initial position and the punched part of the membrane rests on its punching surface. The surface of the punched part of the membrane 1 facing the high pressure chamber 11 is then exactly adjacent to the edges of the

orifices de sortie 1 6.outlet ports 1 6.

Pour que le dispositif présenté puisse être une nouvelle fois prêt à l'emploi, la douille 13 est entièrement devissée du support 10, la partie annulaire restante de la membrane 1 étant obligatoirement retirée en même temps, car du fait de son filetage à gauche, lors du dévissage de la douille 13, elle peut uniquement être serrée à bloc au moyen du filetage à  So that the device presented can once again be ready for use, the sleeve 13 is entirely unscrewed from the support 10, the remaining annular part of the membrane 1 being necessarily removed at the same time, because because of its left-hand thread, when unscrewing the sleeve 13, it can only be tightened completely by means of the thread

droite 8, mais ne peut être desserrée.  right 8, but cannot be loosened.

De la douille démontée 13, on retire le bouchon de confinement 20, la partie poinçonnée de la membrane et le résidu annulaire de la membrane 1, la douille est nettoyée le cas échéant et, après avoir introduit une nouvelle pastille d'amorçage et une nouvelle membrane 1, elle est revissée dans le support 10 et est prête à être utilisée dans un nouvel essai.  From the disassembled sleeve 13, the containment plug 20 is removed, the punched part of the membrane and the annular residue of the membrane 1, the sleeve is cleaned if necessary and, after having introduced a new priming disc and a new membrane 1, it is screwed back into support 10 and is ready to be used in a new test.

En principe, le dispositif présenté peut aussi être utilisé dans le sens contraire, c'est-  In principle, the device presented can also be used in the opposite direction, that is to say

à-dire que la chambre cylindrique 9 utilisée jusqu'à présent comme chambre à basse pression est sollicitée par un gaz sous haute pression; comme surface d'étanchéité, on utilise l'installation entre l'extrémité libre de la douille 13 et la surface intérieure de la membrane 1,  that is to say that the cylindrical chamber 9 used until now as a low-pressure chamber is stressed by a gas under high pressure; as a sealing surface, the installation is used between the free end of the sleeve 13 and the interior surface of the membrane 1,

et la chambre à haute pression 1 1 constitue désormais la chambre à basse pression.  and the high pressure chamber 1 1 now constitutes the low pressure chamber.

Au moyen d'un outil, le boulon 15 doit toutefois être écarté suffisamment loin de la membrane 1 pour permettre à la partie poinçonnée de la membrane 1 et au piston  By means of a tool, the bolt 15 must however be spaced far enough from the membrane 1 to allow the punched part of the membrane 1 and the piston

poinçonneur 4 de pénétrer dans la chambre 1 1 à l'issue du processus de poinçonnement.  punch 4 to enter the chamber 1 1 at the end of the punching process.

L'ensemble du processus d'ouverture se déroule en moins de 10 ms et est  The whole opening process takes place in less than 10 ms and is

reproductible avec une grande précision.  reproducible with great precision.

Claims (14)

REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant l'ouverture rapide d'un canal pour des milieux d'écoulement sous haute pression, avec une membrane conçue comme disque de rupture disposée dans un support annulaire entre une chambre à haute pression et une chambre à basse pression du canal, un mandrin pour détruire la membrane disposé en face de cette dernière dans un logement dans la chambre à haute ou à basse pression, et un dispositif d'accélération permettant d'accélérer le mandrin contre la membrane, caractérisé en ce que le mandrin est conçu comme un piston poinçonneur (4) dont le diamètre extérieur n'est que légèrement inférieur au diamètre intérieur du support annulaire (2), et que le dispositif d'accélération (6) est disposé de façon à permettre une accélération du piston poinçonneur telle que ce dernier poinçonne entièrement la membrane (2) le long du pourtour intérieur du  1. Device allowing the rapid opening of a channel for high pressure flow media, with a membrane designed as a rupture disc arranged in an annular support between a high pressure chamber and a low pressure chamber of the channel, a mandrel for destroying the membrane arranged opposite the latter in a housing in the high or low pressure chamber, and an acceleration device making it possible to accelerate the mandrel against the membrane, characterized in that the mandrel is designed as a punching piston (4) whose outside diameter is only slightly smaller than the inside diameter of the annular support (2), and that the acceleration device (6) is arranged so as to allow an acceleration of the punching piston such that last fully punctures the membrane (2) along the inner periphery of the support (2).support (2). 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le piston  2. Device according to claim 1, characterized in that the piston poinçonneur (4) est disposé de façon mobile dans une glissière de guidage.  punch (4) is movably disposed in a guide rail. 3. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre à basse pression (9) est conçue comme une chambre essentiellement cylindrique dont la paroi proche de la membrane (1) possède au moins un orifice pour le passage des gaz (16) et dont la partie opposée à la membrane (1) est fermée par un fond et est conçue pour recevoir le  3. Device according to claim 1, characterized in that the low pressure chamber (9) is designed as an essentially cylindrical chamber, the wall close to the membrane (1) has at least one orifice for the passage of gases (16 ) and the part opposite the membrane (1) is closed by a bottom and is designed to receive the piston poinçonneur (4) et éventuellement le dispositif d'accélération (6).  punch piston (4) and possibly the acceleration device (6). 4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que dans la chambre cylindrique (9), entre l'arête opposée à la membrane (1) d'au moins un des orifices de passage des gaz (16) et l'arête de poinçonnage du piston poinçonneur (4), on a ménagé lorsque ce dernier est renvoyé dans le logement par l'écoulement gazeux, un logement à fond  4. Device according to claim 3, characterized in that in the cylindrical chamber (9), between the edge opposite the membrane (1) of at least one of the gas passage orifices (16) and the edge punching the punch piston (4), when the latter is returned to the housing by the gas flow, a housing at the bottom plein permettant de reccueillir la partie poinçonnée de la membrane (1).  full to collect the punched part of the membrane (1). 5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que, dans la chambre à haute pression (11) à proximité de la membrane (1), on a disposé une butée (15) qui empêche la pénétration de la partie poinçonnée de la membrane (1) ainsi que, le cas  5. Device according to claim 4, characterized in that, in the high pressure chamber (11) near the membrane (1), a stop (15) has been arranged which prevents the penetration of the punched part of the membrane (1) as well as, if applicable échéant, du piston poinçonneur (4) dans la chambre à haute pression (11).  if necessary, the punch piston (4) in the high pressure chamber (11). 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la butée est conçue comme un boulon central (15) et qu'entre son pourtour et l'orifice de sortie des gaz de la chambre à haute pression (11) obturable par la membrane, il existe un espace annulaire  6. Device according to claim 5, characterized in that the stop is designed as a central bolt (15) and that between its periphery and the gas outlet orifice of the high pressure chamber (11) closable by the membrane there is an annular space susceptible d'être traversé par l'écoulement gazeux.  likely to be crossed by gas flow. 7. Dispositif conforme à l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu' au  7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that at moins deux orifices de sortie des gaz (16) sont prévus et que le contour de chacun de ces orifices de sortie des gaz (16) est conçu de manière à empêcher le passage de la partie  at least two gas outlet orifices (16) are provided and the outline of each of these gas outlet orifices (16) is designed so as to prevent the passage of the part poinçonnée de la membrane.punched out of the membrane. 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le  8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the piston poinçonneur (4) se trouve, en position de repos, à l'extrémité ou à proximité de l'extrémité de la glissière de guidage, de préférence au fond ou près du fond de la chambre cylindrique (9) et repose de préférence sur celui-ci, que ce fond est traversé par au moins un canal de gaz de poudre qui débouche dans une chambre disposée derrière le fond destinée à  punching piston (4) is, in the rest position, at the end or near the end of the guide rail, preferably at the bottom or near the bottom of the cylindrical chamber (9) and preferably rests on the latter, that this bottom is crossed by at least one powder gas channel which opens into a chamber disposed behind the bottom intended for recevoir une charge propulsive (6).receive a propellant charge (6). 9. Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la  9. Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the chambre à haute pression (11) est logée dans un support (10) qui possède un orifice de passage des gaz avec un élément d'étanchéité (3) opposé à la chambre à haute pression pour la membrane (1), et que la glissière de guidage ou une douille (13) dans laquelle est logée la chambre cylindrique (9) supporte à son extrémité la membrane (1) et peut être fixée dans le support (10) de manière que la membrane (1) vienne appuyer de façon étanche contre  high pressure chamber (11) is housed in a support (10) which has a gas passage orifice with a sealing element (3) opposite to the high pressure chamber for the membrane (1), and that the slide guide or a sleeve (13) in which is housed the cylindrical chamber (9) supports at its end the membrane (1) and can be fixed in the support (10) so that the membrane (1) comes to press in a sealed manner against l'élément d'étanchéité (3).the sealing element (3). 10. Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que la douille (13) possède un filetage extérieur de fixation (8) qui, pour fixer ladite douille, peut être vissé dans  10. Device according to claim 9, characterized in that the sleeve (13) has an external fixing thread (8) which, to fix said sleeve, can be screwed into un filetage intérieur complémentaire exécuté dans le support (10).  an additional internal thread executed in the support (10). 1 1. Dispositif conforme à l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la  1 1. Device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the membrane (10) a la forme d'un godet avec un bord périphérique axial dans lequel vient se  membrane (10) in the form of a bucket with an axial peripheral edge into which comes fixer un élément sur la partie frontale de la douille (13) tournée vers la membrane (1).  fix an element on the front part of the sleeve (13) facing the membrane (1). i12. Dispositif conforme à la revendication 1 1, caractérisé en ce qu'à la partie intérieure du bord périphérique de la membrane (1) se trouve un filetage intérieur de  i12. Device according to claim 1 1, characterized in that at the inner part of the peripheral edge of the membrane (1) is an internal thread of membrane qui se visse dans un filetage extérieur complémentaire de la douille (13).  membrane which is screwed into an external thread complementary to the sleeve (13). 1 3 Dispositif conforme aux revendications 8 et 1 1, caractérisé en ce que le filetage  1 3 Device according to claims 8 and 1 1, characterized in that the thread extérieur de fixation de la douille (13) et le filetage intérieur de la membrane (1) sont de sens contraire.  outside for fixing the sleeve (13) and the internal thread for the diaphragm (1) are in opposite directions. 14. Dispositif conforme à l'une des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que le  14. Device according to one of claims 5 to 13, characterized in that the boulon (1 5) peut être retiré.bolt (1 5) can be removed. 15. Dispositif conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que la position  15. Device according to claim 14, characterized in that the position axiale du boulon (15) est réglable.  axial of the bolt (15) is adjustable. 16. Dispositif conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que le boulon (15) possède une tige filetée qui traverse un taraudage exécuté dans la paroi de la chambre à haute pression (1 1) opposée à la membrane (1), et qu'en tournant la tige filetée de l'extérieur  16. Device according to claim 15, characterized in that the bolt (15) has a threaded rod which passes through a thread made in the wall of the high pressure chamber (1 1) opposite the membrane (1), and qu '' by turning the threaded rod from the outside avec sa pointe formant la butée, on peut régler sa distance à la membrane (1).  with its point forming the stop, its distance to the membrane (1) can be adjusted. 17. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la  17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the chambre à haute et à basse pression (11, 9) sont interchangeables, de sorte que le gaz sous  high and low pressure chambers (11, 9) are interchangeable, so that the gas under haute pression peut être raccordé sur la chambre à basse pression (9).  high pressure can be connected to the low pressure chamber (9).
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