FR3033421A1 - Dispositif pour generer un ecoulement d'un liquide avec un debit regule - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif embarqué dans un aéronef pour générer un écoulement d'un liquide avec un débit régulé. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une ligne (36, 36') comportant : - un système de pompage (38) configuré pour pomper un liquide (32) dans un réservoir (30) et le refouler en direction d'une sortie (34), - un système de mesure (40) configuré pour mesurer un débit du liquide refoulé par le système de pompage (38) et pour transmettre un signal (42) fonction du débit mesuré à un système de pilotage (44) configuré pour réguler le système de pompage (38) en fonction dudit signal (42). L'invention a également pour objet un équipement embarqué pour réaliser des essais de drainage dans un aéronef.
Description
1 DISPOSITIF POUR GENERER UN ECOULEMENT D'UN LIQUIDE AVEC UN DEBIT REGULE L'invention se rapporte à un dispositif pour générer un écoulement d'un liquide avec un débit régulé. Un tel dispositif est notamment utilisé pour réaliser des essais de drainage sur un aéronef. Ce dispositif comprend un réservoir sous pression contenant le liquide à diffuser. Ce réservoir est relié à un réseau de liquide qui est installé dans l'aéronef et qui comprend des sorties disposées dans des zones à contrôler. Pour maîtriser le débit du liquide diffusé lors des essais en vol, la pression du réservoir est calibrée au sol préalablement à l'installation du réservoir dans l'aéronef. Cette calibration de la pression est réalisée en reliant le réservoir à un réseau de liquide installé au sol et en ajustant la pression du réservoir de manière à obtenir le débit souhaité au niveau des sorties du réseau de liquide. Ce mode opératoire ne permet pas entre autre de maîtriser de manière précise le débit de l'écoulement du liquide dans les zones à contrôler. En effet, la géométrie du circuit de liquide au sol lors de la calibration n'étant pas identique à celle du circuit de liquide installé dans l'aéronef, les pertes de charge des circuits ne sont pas rigoureusement identiques. Par conséquent, le débit de liquide obtenu en vol lors des essais n'est pas identique au débit régulé au sol. Aussi, la présente invention vise à remédier à cet inconvénient. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif embarqué dans un aéronef pour générer un écoulement d'un liquide avec un débit régulé, ledit dispositif comprenant un réservoir contenant au moins un liquide et un moyen de pilotage. Selon l'invention, le dispositif se caractérise en ce qu'il comprend au moins une ligne comportant : - un système de pompage configuré pour pomper le liquide dans le réservoir et le refouler en direction d'une sortie, ledit système de pompage comprenant une motorisation accouplée à une pompe, 3033421 2 - un système de mesure configuré pour mesurer un débit du liquide refoulé par le système de pompage et pour transmettre un signal qui est fonction du débit mesuré au système de pilotage, le système de pilotage comprenant : 5 - au moins un moyen de calcul configuré pour réaliser, pour chaque ligne, une comparaison entre le signal et une consigne de référence, - pour chaque ligne, un moyen de régulation d'un courant électrique configuré pour modifier l'alimentation électrique de la motorisation en fonction du résultat de la comparaison. 10 L'utilisation d'un système de pompage asservi à un système de mesure du débit réel permet d'obtenir une régulation du débit précise quelle que soit la configuration du circuit de fluide. De préférence, le système de pilotage comprend une interface homme machine qui est configurée pour autoriser la saisie de la consigne de référence. Selon une autre caractéristique, le réservoir comprend au moins un capteur de niveau de 15 remplissage. Avantageusement, le dispositif comprend un système d'alimentation pour remplir le réservoir. De préférence, chaque capteur de niveau est configuré pour transmettre au moins un signal à un système de pilotage qui est configuré pour contrôler le système d'alimentation du 20 réservoir en fonction du signal transmis par le ou les capteurs de niveau. Selon une autre caractéristique, le système d'alimentation comprend au moins une pompe doreuse avec une entrée reliée à une canne de prélèvement. Selon un mode de réalisation, le système de mesure est un débitmètre volumétrique à engrenage. 25 L'invention a également pour objet un équipement embarqué pour réaliser des essais de drainage dans un aéronef qui comprend au moins un circuit de fluide et au moins un dispositif pour générer un écoulement d'un liquide avec un débit régulé selon l'invention, ledit circuit de fluide étant configuré pour acheminer le liquide depuis ledit dispositif jusqu'à au moins une sortie disposée dans une zone dudit aéronef.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard de l'unique figure 3033421 3 qui est un schéma d'un dispositif permettant de générer un écoulement d'un liquide avec un débit régulé qui illustre un mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, on a représenté de manière schématique un moteur 10 d'un aéronef relié par un pylône 12 à une voilure 14. Ce moteur 10 comprend un premier compartiment 16 qui 5 correspond au compartiment de la soufflante du moteur et un second compartiment 16' qui correspond au compartiment du coeur du moteur. Des essais de drainage sont réalisés dans ces deux compartiments 16 et 16'. A cet effet, l'aéronef comprend un équipement pour réaliser des essais de drainage qui comporte au moins un réseau de liquide 18 et au moins un dispositif 20 permettant de générer un 10 écoulement d'un liquide à un débit régulé. Chaque réseau de liquide 18 comprend au moins une entrée 22 d'alimentation en liquide configurée pour être reliée au dispositif 20 et au moins une sortie 24 à partir de laquelle s'écoule le liquide. Selon un mode de réalisation, le réseau de liquide 18 comprend une rampe de pulvérisation avec plusieurs sorties 24.
15 Sur la figure unique, on a représenté un unique circuit de liquide 18. Ce circuit de liquide 18 comprend deux branches 26 et 28, une pour chaque compartiment 16, 16', chacune d'elles comprenant des sous-branches 26.1, 26.2, 28.1, 28.2. En complément, le circuit de liquide comprend pour chaque branche 26, 28 une vanne26V et 28V pour autoriser ou non le passage du liquide ou un système de déconnexion avec un bouchon de type « swagelock » 20 (marque déposée). Sur la figure, la vanne 26V est à l'état passant et la vanne 28V est à l'état bloqué. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette architecture pour le circuit de liquide ou à ce nombre de circuits de liquide. Ainsi, l'aéronef peut comprendre plusieurs circuits de liquide, par exemple un pour chaque moteur.
25 Selon une variante simplifiée, le circuit de liquide 18 comprend un unique conduit dont une première extrémité correspond à l'entrée 22 et dont une seconde extrémité correspond à la sortie 24. Selon une application, le dispositif 20 permettant de générer un écoulement d'un liquide à un débit régulé est utilisé pour réaliser des essais de drainage dans des compartiments situés 30 par exemple au niveau des moteurs, des pylônes, des groupes auxiliaires de puissance. Pour cette application, le liquide est un mélange de trois liquides, à savoir de l'eau, du glycol et de l'éosine.
3033421 4 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette application ou à ce liquide. Le dispositif 20 comprend un réservoir 30 contenant au moins un liquide 32 à diffuser ainsi qu'au moins une sortie 34' configurée pour être reliée à l'entrée 22 d'un circuit de liquide 18.
5 Le dispositif 20 comprend un châssis configuré pour être fixé à l'intérieur d'un fuselage d'un aéronef. La géométrie et le volume du dispositif ainsi que sa liaison avec l'aéronef lui permettent d'être sorti de l'aéronef une fois les essais réalisés. Le dispositif 20 comprend au moins une ligne 36 qui comprend un système de pompage 38 configuré pour pomper le liquide 32 dans le réservoir 30 et le refouler en direction de la 10 sortie 34 ainsi qu'un système de mesure 40 du débit du liquide refoulé par le système de pompage 38 configuré pour transmettre un signal 42 en direction d'un système de pilotage 44 configuré pour réguler le fonctionnement du système de pompage 38 en fonction du signal 42 reçu. Selon un mode de réalisation, le système de pompage 38 comprend une motorisation 46 15 accouplée à une pompe 48. Selon cette configuration, le débit du liquide refoulé par le système de pompage 38 est ajusté en contrôlant la vitesse de rotation de la motorisation 46 dont la vitesse de rotation est proportionnelle au débit de la pompe 48. En parallèle, le système de pilotage 44 est configuré pour fournir une alimentation électrique à la motorisation 46, la régulation de l'alimentation électrique permettant de réguler la vitesse 20 de la motorisation 46. Selon un mode d'asservissement, le signal 42 est un signal électrique qui est transmis au système de pilotage 44 qui régule l'alimentation électrique de la motorisation 46 en fonction dudit signal 42. Selon un mode de réalisation, le système de pompage 44 comprend au moins un filtre et/ou 25 au moins un composant de sécurité comme par exemple un limiteur ou un clapet de surpression. Selon un mode de réalisation, le système de mesure 40 est un débitmètre de précision, par exemple un débitmètre volumétrique à engrenage. Selon un mode de réalisation, chaque ligne 36 comprend un conduit 50 qui relie le réservoir 30 30 et le système de pompage 38, un conduit 52 qui relie le système de pompage 38 au système de mesure 40 et un conduit 54 qui relie le système de mesure 40 à la sortie 34.
3033421 5 De préférence, chaque ligne 36 comprend au moins un organe de sécurité comme par exemple un pressostat 56, un thermostat 58 et/ou une électrovanne d'isolation 60. Selon un mode de réalisation, le pressostat 56 et le thermostat 58 sont disposés entre le système de pompage 38 et le système de mesure 40. L'électrovanne d'isolation 60 est disposée entre le 5 système de mesure 40 et la sortie 34. Selon un mode de réalisation, le dispositif 20 comprend deux lignes 36, 36' identiques. Les systèmes de pompage 38 et les systèmes de mesure 40 de chaque ligne sont indépendants d'une ligne à l'autre. Ainsi, les deux lignes 36, 36' peuvent fonctionner indépendamment l'une de l'autre et être reliées chacune à un réseau de fluide. De la sorte, il est possible de 10 réaliser deux essais simultanément. Selon un mode de réalisation, le système de pilotage 44 comprend au moins un moyen de calcul configuré pour comparer le signal 42 avec une consigne de référence qui correspond au débit souhaité et un moyen de régulation d'un courant électrique configuré pour modifier l'alimentation électrique de la motorisation en fonction de la comparaison du signal 42 et de 15 la consigne de référence. La consigne de référence est réglable. En présence de plusieurs lignes 36, 36', la consigne de référence de chaque ligne peut être différente. De plus, le moyen de calcul du système de pilotage 44 est configuré pour effectuer pour chaque ligne 36, 36' la comparaison entre le signal 42 provenant de chaque 20 ligne et la consigne de référence de chaque ligne et pour transmettre un signal qui est fonction du résultat de la comparaison au moyen de régulation de chaque ligne. Selon un mode de réalisation, le système de pilotage 44 comprend une interface homme machine qui est configurée pour autoriser la saisie de la consigne de référence correspondant au débit souhaité, et de préférence, pour afficher le débit mesuré par chaque 25 système de mesure 40 des différentes lignes 36, 36' et éventuellement l'état de chaque organe de sécurité de chaque ligne. Avantageusement, le réservoir 30 comprend au moins une jauge pour visualiser le niveau de remplissage du réservoir. De préférence, le réservoir 30 comprend au moins un capteur pour déterminer au moins un 30 niveau de liquide dans le réservoir 30. Selon un mode de réalisation, le réservoir comprend un premier capteur de niveau 62 haut, positionné en partie supérieure du réservoir pour la détection d'un premier niveau qui correspond au niveau rempli du réservoir et un deuxième 3033421 6 capteur de niveau 64 bas, positionné en partie inférieure du réservoir pour la détection d'un deuxième niveau qui correspond au niveau presque vide du réservoir. Sur le plan fonctionnel, ces capteurs de niveau 62, 64 sont utilisés notamment pour contrôler le remplissage du réservoir 30.
5 Selon un autre mode de réalisation, en plus de la jauge et des capteurs de niveau, le réservoir 30 comprend d'autres équipements, comme un capteur de température, un reniflard, ... Selon une autre caractéristique, le dispositif 20 comprend un système d'alimentation pour alimenter le réservoir 30. Ce système d'alimentation comprend au moins une pompe 10 doreuse 66 avec une entrée reliée à une canne de prélèvement 68. De préférence, le système d'alimentation comprend autant de cannes de prélèvement 68 et de pompes doseuses 66 que de liquides à mélanger dans le réservoir 30. Selon l'exemple illustré sur la figure, le système d'alimentation comprend trois cannes de prélèvement 68 configurées pour pénétrer dans des réservoirs de liquide 70.
15 Avantageusement, le ou les capteurs de niveau 62, 64 sont configurés pour transmettre au moins un signal à un système de pilotage, notamment le système de pilotage 44, qui est configuré pour contrôler le système d'alimentation du réservoir 30 en fonction du signal transmis par le ou les capteurs de niveau 62, 64. Selon cette configuration, l'interface homme machine affiche le niveau de remplissage du 20 réservoir. Selon une autre caractéristique, le dispositif 20 comprend en partie inférieure, un bac de récupération 72 configuré pour collecter le liquide provenant d'une éventuelle fuite du dispositif 20. Les avantages procurés par le dispositif 20 selon l'invention sont les suivants : 25 L'utilisation d'un système de pompage 38 asservi à un système de mesure 40 du débit réel transmis au circuit de fluide 18 permet d'obtenir une régulation du débit précise quelle que soit la configuration du circuit de fluide 18 et l'orientation de l'aéronef. Selon un autre avantage, il est possible à partir de deux lignes 36, 36' de réaliser simultanément des essais sur deux zones à contrôler différentes, chacune à un débit donné 30 qui peut être différent d'une zone à l'autre. Cette solution permet de réduire le nombre de vols d'essais.
3033421 7 Cette solution permet également de réduire significativement le temps de préparation des essais, en supprimant les essais nécessaires à la calibration et en réduisant le temps de mise en configuration. Selon un autre point, le système de pilotage et son interface facilitent son utilisation.
5 Enfin, le fait de ne pas utiliser un réservoir sous pression permet d'améliorer les conditions de sécurité.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Dispositif embarqué dans un aéronef pour générer un écoulement d'un liquide avec un débit régulé, ledit dispositif comprenant un réservoir (30) contenant au moins un liquide (32) et un moyen de pilotage (44), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins une ligne (36, 36') comportant : - un système de pompage (38) configuré pour pomper le liquide (32) dans le réservoir (30) et le refouler en direction d'une sortie (34), ledit système de pompage (38) comprenant une motorisation (46) accouplée à une pompe (48), - un système de mesure (40) configuré pour mesurer un débit du liquide refoulé par le système de pompage (38) et pour transmettre un signal (42) qui est fonction du débit mesuré au système de pilotage (44), le système de pilotage (44) comprenant : - au moins un moyen de calcul configuré pour réaliser, pour chaque ligne, une comparaison entre le signal (42) et une consigne de référence, - pour chaque ligne, un moyen de régulation d'un courant électrique configuré pour modifier l'alimentation électrique de la motorisation en fonction du résultat de la comparaison.
- 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système de pilotage (44) comprend une interface homme machine qui est configurée pour autoriser la saisie de la consigne de référence.
- 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (30) comprend au moins un capteur de niveau (62, 64) de remplissage.
- 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'alimentation pour remplir le réservoir.
- 5. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que chaque capteur de niveau (62, 64) est configuré pour transmettre au moins un signal à un système de pilotage qui est configuré pour contrôler le système d'alimentation du réservoir (30) en fonction du signal transmis par le ou les capteurs de niveau (62, 64).
- 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système d'alimentation comprend au moins une pompe doreuse (66) avec une entrée reliée à une canne de prélèvement (68). 3033421 9
- 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de mesure (40) est un débitmètre volumétrique à engrenage.
- 8. Equipement embarqué pour réaliser des essais de drainage dans un aéronef comprenant au moins un circuit de fluide (18) et au moins un dispositif pour générer un 5 écoulement d'un liquide avec un débit régulé selon l'une des revendications précédentes, ledit circuit de fluide (18) étant configuré pour acheminer le liquide depuis ledit dispositif jusqu'à au moins une sortie (24) disposée dans une zone dudit aéronef.
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