FR3099829A1 - Raccord pour la mesure de différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant - Google Patents
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Abstract
Raccord pour la mesure de différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant Un raccord (200) pour la mesure de différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant (100) comprend un corps cylindrique creux (210) s’étendant entre deux extrémités libres (210a, 210b) suivant une direction longitudinale (DL) et un canal de mesure de potentiel (240) présent à l’intérieur du corps cylindrique. Le canal de mesure de potentiel comprend une première extrémité (241) débouchant à l’extérieur du corps cylindrique creux et une deuxième extrémité (242) débouchant au centre du corps cylindrique creux. Un conducteur électrique (250) est en outre présent dans le canal de mesure de potentiel (240), le conducteur électrique (250) comportant un contact électrique (260) présent dans le volume interne (220) du corps cylindrique creux (210) au voisinage de la deuxième extrémité (242) du canal de mesure de potentiel (240). Le raccord est en un matériau isolant électriquement. Figure pour l’abrégé : Fig. 3.
Description
La présente invention concerne le domaine de la mesure de différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant.
Dans le domaine des moteurs à alimentation en carburant et plus particulièrement dans le domaine des moteurs aéronautiques alimentés en kérosène, on a constaté des dégradations rapides dans les tuyauteries d’alimentation en carburant qui entraînent des fuites de carburant dans une zone moteur. Une des causes possibles de ces dégradations provient de l’effet triboélectrique lié au frottement du carburant sur le revêtement interne de la tuyauterie.
L’effet triboélectrique désigne le phénomène électrostatique créé par la mise en contact de deux matériaux de nature différente. Une partie des électrons présents à la surface d’un des matériaux est transférée à l’autre matériau, ce transfert subsistant après la séparation des matériaux. L’effet triboélectrique peut être augmenté par apport d’énergie mécanique en frottant les matériaux l’un contre l’autre.
Il existe, par conséquent, un besoin pour mesurer la différence de potentiel entre un carburant et la surface interne d’une tuyauterie afin de déterminer la présence d’un phénomène triboélectrique. La difficulté de ce type de mesure réside dans la mesure du potentiel du carburant circulant dans la tuyauterie.
A cet effet, selon l’invention, il est proposé un raccord pour la mesure de différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant, le raccord comprenant un corps cylindrique creux s’étendant entre deux extrémités libres suivant une direction longitudinale et un canal de mesure de potentiel présent à l’intérieur du corps cylindrique, le canal de mesure de potentiel comprenant une première extrémité débouchant à l’extérieur du corps cylindrique creux et une deuxième extrémité débouchant au centre dudit corps cylindrique creux, un conducteur électrique étant en outre présent dans le canal de mesure de potentiel, le conducteur électrique comportant un capteur électrique présent dans le volume interne du corps cylindrique creux au voisinage de la deuxième extrémité du canal de mesure de potentiel, le raccord étant en un matériau isolant électriquement.
L’invention propose ainsi un moyen fiable pour mesurer le potentiel électrique du carburant circulant dans la tuyauterie. En effet, grâce au raccord de l’invention qui peut être interposé entre deux sections de tuyaux, le capteur électrique est présent au centre du corps cylindrique creux correspondant à cet endroit au centre de la tuyauterie. On réalise ainsi une mesure de potentiel au cœur même du carburant tout en minimisant les perturbations sur l’écoulement. Il est alors aisé de mesurer une éventuelle différence de potentiel entre le carburant et la surface interne de la tuyauterie et de détecter la présence éventuelle d’un effet triboélectrique.
Selon une caractéristique particulière du raccord selon l’invention, celui-ci comprend en outre trois bras s’étendant en étoile à partir de la surface interne du corps cylindrique creux et se rejoignant au centre du corps cylindrique creux, le canal de mesure de potentiel étant présent dans un des trois bras. On assure ainsi un maintien fiable du capteur électrique au centre du raccord tout en minimisant l’occupation de la section de passage de la tuyauterie.
Selon une autre caractéristique particulière du raccord selon l’invention, celui-ci est réalisé en polyétheréthercétone (PEEK) par fabrication additive.
Selon une autre caractéristique particulière du raccord selon l’invention, la surface externe du corps cylindrique creux comprend un revêtement électriquement conducteur.
Selon une autre caractéristique particulière du raccord selon l’invention, le conducteur électrique est collé de manière étanche dans le canal de mesure de potentiel.
L’invention a encore pour objet un système de mesure de la différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant comprenant une pluralité de sections de tuyaux, le système comprenant en outre au moins un raccord selon l’invention interposé entre deux sections de tuyaux adjacentes et un dispositif de mesure de la différence de potentiel relié, d’une part, au conducteur électrique du raccord et, d’autre part, à la surface interne d’une section de tuyau.
L’invention concerne en outre un procédé d’évaluation d’un revêtement interne pour une tuyauterie d’alimentation en carburant comprenant la mesure avec le système selon l’invention de la différence de potentiel entre un carburant circulant dans la tuyauterie et un revêtement présent sur la surface interne de la tuyauterie.
Les figures 1 et 3 représentent une portion de tuyauterie ou canalisation 100 dans laquelle un carburant, par exemple du kérosène est destiné à circuler. La tuyauterie 100 comprend ici deux sections de tuyaux adjacentes 110 et 120. La tuyauterie 100 comprend un revêtement interne 130, par exemple en carbone.
Conformément à l’invention, un raccord 200 est interposé entre les deux sections de tuyaux adjacents 110 et 120. Le raccord 200 comprend un corps cylindrique creux 210 qui s’étend entre deux extrémités libres 210a et 210b suivant une direction longitudinale DL, le corps 210 définissant un volume interne 220 dans lequel le carburant est destiné à circuler. Le corps cylindrique creux comprend une première partie 211 logée dans la section de tuyau 110 et une deuxième partie 212 logée dans la section de tuyau 120 (figure 3). Le corps cylindrique creux 210 de raccord 200 comprend en outre une structure interne 230 comprenant un canal de mesure de potentiel 240. Plus précisément, dans l’exemple décrit ici, la structure interne 230 comprend trois bras 231, 232 et 233 qui s’étendent en étoile à partir de la surface interne 213 du corps cylindrique et qui se rejoignent sensiblement au niveau du centre dudit corps cylindrique suivant une direction radiale DRcomme illustré sur la figure 4.
Toujours dans l’exemple décrit ici et comme représenté sur les figures 2 et 3, un canal de mesure de potentiel 240 est présent dans un des bras 231 à 233, ici le bras 231. Le canal de mesure de potentiel 240 comprend une première extrémité 241 débouchant à l’extérieur du corps cylindrique creux 210 et une deuxième extrémité 242 débouchant au centre du volume interne 220 du corps cylindrique creux.
Un conducteur électrique 250 est présent dans le canal de mesure de potentiel 240. Le conducteur électrique 250 est constitué d’un câble électrique 251 entouré d’une gaine isolante 252. L’extrémité 251b du câble électrique débouchant au niveau de la deuxième extrémité 242 du canal 240 comporte un premier contact électrique 260. Le contact électrique 260 est ainsi maintenu dans le volume interne du corps cylindrique creux au voisinage de la deuxième extrémité de canal de mesure de potentiel, à savoir au centre du corps cylindrique 210 suivant la direction radiale. Le conducteur électrique est de préférence maintenu à l’intérieur du canal de mesure de potentiel 240 avec un joint de colle 243 afin d’assurer l’étanchéité de celui-ci vis-à-vis du carburant qui circule sous pression (par exemple à 30 bars) dans la tuyauterie. Dans l’exemple décrit ici, une bague d’arrêt 253 est en outre fixée sur la partie du conducteur 250 débouchant au niveau de la deuxième extrémité 242 du canal 240 afin de retenir le conducteur en cas de traction sur celui-ci depuis l’extérieur du raccord.
De manière optionnelle, le corps cylindrique creux 210 peut comporter sur sa surface externe 214 des joints (non représentés sur les figures 1 à 4) destinés à assurer l’étanchéité respectivement avec les deux sections de tuyaux adjacents 110 et 120. La surface externe 214 du corps comporte en outre un épaulement circulaire 217 présent entre les deux joints 215 et 216 et au travers duquel s’étend le canal de mesure de potentiel 240. L’épaulement circulaire 217 comprend un orifice correspondant à la première extrémité 241 du canal de mesure de potentiel 240.
Le raccord 200 est réalisé en un matériau électriquement isolant. Selon une caractéristique particulière de l’invention, le raccord 200 comprenant le corps cylindrique creux 210 et les bras 231 à 233 est réalisé par fabrication additive à partir d’un matériau isolant électriquement, en particulier du polyétheréthercétone (PEEK) pour ses qualités diélectriques.
L’extrémité 251a du câble électrique opposée à l’extrémité 251b et située à l’extérieur du raccord 200 comporte un deuxième contact électrique 270. Le contact électrique 270 est destiné à être relié à une première borne d’un appareil de mesure de différence de potentiel comme par exemple un voltmètre (non représenté sur les figures 1 à 4). La deuxième borne de l’appareil de mesure de différence de potentiel est destinée à être reliée à la surface interne de la tuyauterie. Selon une caractéristique particulière de l’invention, la prise de contact sur la surface interne de la tuyauterie peut être réalisée par le raccord 200 lui-même. Dans ce cas, la surface externe 214 du corps cylindrique creux réalisé en matériau isolant comprend une couche conductrice, réalisée par exemple par métallisation (non représentée sur les figures 1 à 4). Ainsi, les première et deuxième parties 211 et 212 du corps 210 logée respectivement dans les sections de tuyau 110 et 120 sont en contact électrique avec la surface interne 101 de la tuyauterie 100. La deuxième borne de l’appareil de mesure de différence de potentiel peut être alors connectée à une portion de la surface externe du corps 210, par exemple au niveau de l’épaulement circulaire 217 accessible à l’extérieur de la tuyauterie. Selon une variante, il est également possible de connecter un deuxième conducteur électrique à la surface interne de la tuyauterie et de réaliser un passage supplémentaire dans le corps du raccord pour permettre au deuxième conducteur d’être relié à la deuxième borne de l’appareil de mesure.
Le raccord selon l’invention permet la réalisation d’un système de mesure dans une tuyauterie d’alimentation en carburant de la différence de potentiel entre le carburant et la surface interne de la tuyauterie. Avec ce système, il est possible de tester différents revêtements pour la surface interne de la tuyauterie et d’évaluer pour chacun d’entre eux l’impact de l’effet triboélectrique. Ce système permet ainsi d’évaluer et de sélectionner le ou les revêtements internes pour la tuyauterie qui sont le moins sensibles à l’effet triboélectrique et de concevoir ainsi une tuyauterie d’alimentation en carburant dans laquelle les dégradations sont réduites.
Selon des variantes de réalisation, la structure interne comprenant le canal de mesure de potentiel peut comprendre seulement un ou deux bras s’étendant à partir de la surface interne du corps cylindrique du raccord selon l’invention.
Claims (7)
- Raccord (200) pour la mesure de différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant (100), le raccord comprenant un corps cylindrique creux (210) s’étendant entre deux extrémités libres (210a, 210b) suivant une direction longitudinale (DL) et un canal de mesure de potentiel (240) présent à l’intérieur du corps cylindrique, le canal de mesure de potentiel comprenant une première extrémité (241) débouchant à l’extérieur du corps cylindrique creux et une deuxième extrémité (242) débouchant au centre dudit corps cylindrique creux, un conducteur électrique (250) étant en outre présent dans le canal de mesure de potentiel (240), le conducteur électrique (250) comportant un contact électrique (260) présent dans le volume interne (220) du corps cylindrique creux (210) au voisinage de la deuxième extrémité (242) du canal de mesure de potentiel (240), le raccord étant en un matériau isolant électriquement.
- Raccord selon la revendication 1, comprenant en outre trois bras (231, 232, 233) s’étendant en étoile à partir de la surface interne (213) du corps cylindrique creux (210) et se rejoignant au centre du corps cylindrique creux, le canal de mesure de potentiel (240) étant présent dans un (231) des trois bras.
- Raccord selon la revendication 1 ou 2, ledit raccord (200) étant réalisé en polyétheréthercétone (PEEK) par fabrication additive.
- Raccord selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la surface externe (214) du corps cylindrique creux (210) comprend un revêtement électriquement conducteur.
- Raccord selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le conducteur électrique (250) est collé de manière étanche dans le canal de mesure de potentiel (240).
- Système de mesure de la différence de potentiel dans une tuyauterie d’alimentation en carburant (100) comprenant une pluralité de sections de tuyaux (110, 120), le système comprenant en outre au moins un raccord (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 interposé entre deux sections de tuyaux adjacentes (110, 120) et un appareil de mesure de la différence de potentiel relié, d’une part, au conducteur électrique (250) du raccord et, d’autre part, à la surface interne (101) d’une section de tuyau.
- Procédé d’évaluation d’un revêtement interne pour une tuyauterie d’alimentation en carburant (100) comprenant la mesure avec le système selon la revendication 6 de la différence de potentiel entre un carburant circulant dans la tuyauterie et un revêtement présent sur la surface interne (101) de la tuyauterie.
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