FR2881054A1 - Gaine de protection thermique - Google Patents
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Abstract
Une gaine de protection thermique est ouverte longitudinalement et comprend une couche interne (11) comprenant des fibres de verre enduites d'un élastomère et une couche externe (12) tissée comprenant des multifilaments de méta-aramide.Utilisation d'une telle gaine pour protéger des éléments allongés du feu.
Description
La présente invention concerne une gaine de protection thermique.
D'une manière générale, la présente invention concerne la protection locale de faisceau de câbles électriques ou de système de fluide contre le feu.
Cette protection doit permettre un assemblage local et facile sur l'élément allongé à protéger, même après la pose d'éléments de connexion aux extrémités.
Cette gaine de protection doit également être ouvrable de manière à permettre l'inspection et la maintenance des faisceaux ou systèmes de fluide protégés.
Plus particulièrement, la présente invention s'applique au domaine aérospatial pour lesquels les faisceaux de câble électrique et systèmes de fluide doivent pouvoir résister momentanément à de très fortes contraintes thermiques causées par l'application directe de flammes.
Dans ce type d'application, il est nécessaire que les systèmes protégés restent parfaitement opérationnels en présence d'une flamme de 1 100 C pendant une durée d'au moins quinze minutes.
Différentes solutions sont utilisées à ce jour pour protéger des faisceaux électriques du feu.
Les solutions qui consistent par exemple à enrubanner les faisceaux de câbles avec des couches de matériau résistant au feu sont généralement lourdes à mettre en oeuvre en terme de temps. Elles ne permettent pas en outre d'ouvrir la protection thermique pour des opérations d'inspection et de maintenance ultérieures.
La présente invention a pour but de proposer une gaine de protection thermique permettant d'apporter une protection locale sur des éléments allongés.
A cet effet, une gaine de protection thermique conforme à l'invention est ouverte longitudinalement et comprend une couche interne comprenant des fibres de verre enduites d'un élastomère et une couche externe tissée comprenant des multifilaments de méta-aramide.
Ainsi, cette gaine de protection thermique peut être placée sur des éléments allongés déjà connectés à différents raccords.
Elle permet d'obtenir une bonne protection thermique des éléments par la simple application de la gaine constituée d'un assemblage de deux couches de matériau.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la couche interne comprend des fibres de verre tissées imprégnées d'un silicone ignifugé.
Par ailleurs, la couche externe est tissée en multifilaments de métaaramide et monofilaments de polyétheréthercétone.
En pratique, la couche externe et la couche interne sont disposées l'une contre l'autre, l'élastomère étant en contact avec la couche externe.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la couche externe et la couche interne sont disposées l'une contre l'autre et décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction transversale de la gaine.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: -la figure 1 est une vue en perspective d'une gaine de protection thermique conforme à un mode de réalisation de l'invention; et - les figures 2 et 3 sont des coupes transversales d'une gaine de protection thermique mise en place sur des applications de dimensions différentes.
On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 une gaine de protection thermique conforme à un mode de réalisation de l'invention.
Cette gaine de protection thermique 10 est une gaine allongée s'étendant selon une direction longitudinale.
Cette gaine est ouverte longitudinalement. En d'autres termes, elle est fendue sur un côté longitudinal pour permettre son positionnement le long d'une portion d'un élément allongé, même lorsque celui-ci est déjà connecté ou raccordé à ses extrémités.
Cette gaine de protection thermique est constituée d'un assemblage de deux couches 11, 12.
Une première couche 11 est appelée couche interne car destinée à venir en contact direct avec l'élément allongé à protéger. La seconde couche 12 est appelée a contrario couche externe dès lors que seule cette couche externe 12 est placée à l'extérieur lorsque la gaine est mise en place sur une application à protéger.
La couche interne 11 comprend des fibres de verre enduites d'un élastomère.
Plus particulièrement, cette couche interne 12 est constituée d'un tissage de fibres de verre imprégnées d'un élastomère résistant au feu du type d'un silicone ignifugé.
On a illustré sur les figures 2 et 3 cette structure particulière de la couche interne 11, ainsi constituée d'un tissage de fibres de verre 11 a et de 15 silicone 11 b.
Cette couche interne permet de protéger thermiquement les éléments allongés recouverts par la gaine de protection.
La couche externe 12, destinée éventuellement à être en contact directement avec des flammes, doit être résistante au feu. A cet effet, elle 20 comprend des multifilaments de méta-aramide du type Nomex .
Le Nomex est bien connu pour ses qualités de protection au feu.
De préférence, la couche externe est tissée à partir de multifilaments de Nomex et de monofilaments de polyétheréthercétone (PEEK) .
Ces monofilaments PEEK sont des thermoplastiques de haute 25 performance, résistants aux hautes températures et ayant une très faible inflammabilité.
Cette couche externe tissée est en outre imprégnée de polytétrafluoroéthylène (Téflon (D).
La couche interne 11 et la couche externe 12 sont fabriquées 30 indépendamment l'une de l'autre selon des techniques classiques de tissage et d'imprégnation.
Ensuite, afin de réaliser la gaine de protection thermique de l'invention, la couche externe et la couche interne sont disposées l'une contre l'autre de telle sorte que l'élastomère de la couche interne 11, ici réalisée en silicone ignifugé, vient en contact avec la couche externe 12.
En pratique, comme bien illustré sur la figure 1, la couche interne 11 et la couche externe 12 sont disposées l'une contre l'autre et décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction transversale de la gaine.
Dans ce mode de réalisation, la couche interne 11 et la couche externe 12 ont une largeur, dans la direction transversale de la gaine, identique de telle sorte que le décalage de chaque couche 11, 12 au niveau des deux bords longitudinaux de la gaine présente une même valeur d.
A titre d'exemple, la distance d séparant un bord libre 11' de la couche interne du bord libre 12' de la couche externe peut être comprise entre 15 et 30 mm, et par exemple égale à 25 mm.
Bien entendu, la couche interne 11 et la couche externe 12 peuvent ne pas avoir les mêmes dimensions dans la direction transversale de la gaine de telle sorte que le décalage des bords de la couche interne 11 et de la couche externe 12 est différent d'un bord longitudinal à l'autre bord longitudinal de la gaine de protection thermique.
Afin de solidariser la couche interne 11 et la couche externe 12 de la gaine, une couture est réalisée selon une ligne s'étendant parallèlement à la direction longitudinale de la gaine. On a illustré à la figure 1 cette ligne de couture 13.
Bien entendu, le fil de couture utilisé doit également être résistant au feu, et par exemple être un fil méta-aramide.
Cette ligne de couture 13 est réalisée à proximité du bord libre 12' de la couche externe 12 au-delà duquel s'étend une portion de couche interne 11 jusqu'au bord libre 11'.
On a illustré sur les figures 2 et 3 l'application d'une même gaine de protection thermique sur un élément allongé, et ici un tuyau de conduite de fluide 20 de diamètres différents.
Dans le mode de réalisation décrit à la figure 2, l'élément allongé 20 à protégera un diamètre de 10 mm.
La gaine de protection thermique décrite précédemment peut être appliquée par enroulement autour d'une portion de l'élément 20 à protéger de telle sorte que la couche interne 11 et plus particulièrement le tissage de fibres de verre 11 a vient en contact direct avec l'élément à protéger 20.
Dans cette application, le recouvrement de la couche interne 11 par ellemême s'étend sur un secteur angulaire de l'ordre de 280 , compris entre les bords longitudinaux 11', 11" de cette couche interne 11. On double ainsi la quantité de matière permettant de protéger l'élément 20 sur un secteur angulaire important.
De même, la couche externe 12 forme une portion de recouvrement comprise entre les bords longitudinaux 12' et 12" de la couche externe 12 de l'ordre de 130 .
On a illustré sur la figure 3 l'application d'une gaine de protection thermique identique à celle illustrée à la figure 2 sur un élément allongé 20' de diamètre supérieur, et par exemple égal à 16 mm.
Le recouvrement de la couche interne entre les bords 11' et 11" s'étend ici sur un secteur angulaire d'angle égal environ à 153 . La couche externe 12 présente également une portion de recouvrement s'étendant sur un secteur angulaire de l'ordre de 73 .
Ainsi, même pour des éléments à protéger 20' de diamètre supérieur, le taux de recouvrement des différentes couches 11, 12 de la gaine reste suffisant pour assurer une bonne protection thermique.
Grâce à la forme longitudinalement fendue de la gaine, celle-ci peut être appliquée uniquement sur la longueur à protéger de l'élément 20 ou 20'.
L'augmentation de masse générée ainsi par la présence de la gaine de protection thermique peut être limitée aux zones définies pouvant être exposées au feu.
La mise en place de la gaine est relativement simple et peut être réalisée sur des faisceaux de câbles ou des systèmes de conduite de fluide, même lorsque ceux-ci sont terminés avec des connecteurs, dérivations et raccords installés.
Le maintien en position de la gaine ouverte une fois enroulée sur ellemême, tel qu'illustré sur les figures 2 et 3, peut être réalisé grâce à des fixations du type collier de serrage résistant à des hautes températures. Ce type de fixation peut en outre être démonté pour les opérations d'inspection et de maintenance sur la zone protégée.
La présente invention permet ainsi de proposer une gaine de protection thermique particulièrement simple à monter, pouvant éventuellement être installée sur des faisceaux déjà installés ou ayant été endommagés pendant la durée de vie de l'appareil.
Elle permet d'assurer une très bonne protection thermique, c'est-à-dire une bonne résistance à la chaleur et au feu, même pour des températures élevées de l'ordre de 1000 C.
C'est l'interaction des deux couches qui permet d'assurer une protection thermique résistant en température pendant 15 min. La couche externe en Nomex permet une protection thermique et carbonise tout en restant en place autour de la couche interne siliconée, permettant ainsi de retarder l'exposition directe du silicone à la flamme et son changement d'état.
De même, même en cas de vibrations, l'épaisseur de silicone est maintenue en place par la couche externe de Nomex et assure ainsi son rôle de protection thermique. La forte épaisseur de fibre de verre, de l'ordre de 3,8 mm, permet d'assurer une réduction de la conduction de chaleur au faisceau protégé.
Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation décrits précédemment sans sortir du cadre de l'invention.
En particulier, les dimensions et le positionnement relatif des couches interne 11 et externe 12 de la gaine peuvent être modifiés suivant les applications.
Claims (8)
1. Gaine de protection thermique, caractérisée en ce qu'elle est ouverte longitudinalement et comprend une couche interne (11) comprenant des fibres de verre enduites d'un élastomère et une couche externe (12) tissée comprenant des multifilaments de méta-aramide.
2. Gaine de protection thermique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la couche interne (Il) comprend des fibres de verre tissées (11a) imprégnées d'un silicone ignifugé (11 b).
3. Gaine de protection thermique conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que la couche externe (12) est tissée en multifilaments de méta-aramide et monofilaments de polyétheréthercétone.
4. Gaine de protection thermique conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couche externe (12) est 15 imprégnée de polytétrafluoroéthylène.
5. Gaine de protection thermique conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche interne (11) et la couche externe (12) sont disposées l'une contre l'autre, l'élastomère (11 b) étant en contact avec la couche externe (12).
6. Gaine de protection thermique conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couche interne (11) et la couche externe (12) sont disposées l'une contre l'autre et décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction transversale de la gaine (10).
7. Gaine de protection thermique conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couche interne (11) et la couche externe (12) sont fixées l'une à l'autre selon une ligne de couture (13) s'étendant parallèlement à la direction longitudinale de la gaine (10).
8. Gaine de protection thermique conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que la ligne de couture (13) s'étend à proximité d'un bord longitudinal (12') de la couche externe (12) au-delà duquel s'étend un bord longitudinal (11') de la couche interne (11).
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