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" Perfectionnements aux dispositifs pour détecter des vitesses anormales d'augmentation de pression et pour en contrecarrer les effets."
La présente invention a trait à des perfection- nements apportés aux dispositifs destinés à détecter des vi- tesses anormales d'augmentation de pression et à en contre- carrer les effets, par exemple, en supprimant les explosions et en prévenant ou en éteignant les incendies.
L'invention concerne la détection et la réduc- tion de la pression maximum développée par l'explosion des mélanges de l'air avec des vapeurs, des gaz, des pulvérins, des brouillards, des poussières ou combustibles similaires et l'empêchement ou l'extinction des incendies résultant de telles explosions.
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En comparaison avec l'explosion d'une subs- tance qui porte son propre oxygène, l'explosion d'un mélange air/essence ou d'un mélange équivalent est caractérisée par le fait que la vitesse de développement de la pression est relativement faible; ainsi,par exemple, l'explosion d'un mélange de-pulvérin de paraffine/air peut prendre 0,5 secon- de pour développer sa pression maximum.
Il a été proposé de prévoir dans un système extincteur d'incendie des dispositifs sensibles à la pres- sion dans l'espace à protéger, dispositifs qui déplaoent l'air d'une conduite et, par ce moyen, déclenchent une vanne d'alimentation en eau reliée à l'appareil d'arrosage de l'ex- tincteur, mais un tel système n'est pas susceptible d'agir avec une rapidité suffisante pour supprimer l'explosion elle-même.
Dans la protection des transformateurs élec- triques à immersion d'huile, il a été proposé de prévoir un dispositif sensible à la pression, actionnant un disjoncteur électrique lorsque la vitesse d'augmentation de la pression dépasse une valeur prédéterminée.
Selon une particularité de l'invention, celle- ci vise à assurer la détection et la suppression de la com- bustion avant que l'explosion n'ait atteint le stade où la pression maximum est développée et, à cet effet, la présente invention consiste en un dispositif pour détecter les vites- ses anormales d'augmentation de pression, telles qu'en provo- quent des explosions et des phénomènes similaires, en combi- naison avec un dispositif explosif fonctionnant rapidement et destiné à répandre une substance supprimant la combustion ou prévenant ou éteignant l'incendie.
Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, des dispositifs perfeotionnéa sont prévus qui sont capables de détecter une vitesse d'augmentation de pression
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telle que lesdits dispositifs mettent 0,02 seconde à se dé- clencher lorsque la vitesse d'augmentation de la pression dépasse cinquante livres anglaises par pouce carré par se- conde, lesdits dispositifs détecteurs de vitesse d'augmenta- tion de pression étant combinés avec des dispositifs agissant rapidement, capables de distribuer une substance qui supprime la combustion ou prévient ou éteint l'incendie en l'espaoe de 0,05 seconde à partir de la naissance de ladite vitesse d'aug- mentation de pression, ce qui peut supprimer l'explosion, par exemple, une explosion ayant lieu dans un espace comparative- ment illimité,
telle que les explosions dues au grisou, au méthane et aux gaz similaires des houillères, qui se propagent le long de passages ou de voies déterminées.
Selon une autre particularité encore de l'in- vention, un dispositif est prévu pour détecter une vitesse anormale d'augmentation de pression dans des liquides tels que le combustible liquide contenu dans le réservoir d'un avion, et ledit dispositif est placé de façon que la pression du liquide y soit appliquée lorsqu'une accélération négative anormale est appliquée à l'avion. Dans cette application,le dispositif détecteur de vitesse d'augmentation de pression est combiné avec un dispositif explosif agissant rapidement pour déclencher des appareils prévenant ou éteignant l'incen- die, dont l'avion est muni, dans les cas d'aterrissage brutal ou de heurt de l'avion contre un obstacle, et agit ainsi pour prévenir ou éteindre les incendies dus à ces accidents.
Dans le cas d'explosions dans des espaces limités, puisque une augmentation de pression en un point d'un espace de volume défini peut être détectée presque instantané- ment en tout autre point de cet espace, la mise en action de dispositifs contrecarrant ou supprimant l'explosion par des appareils selon l'invention peut généralement être réalisée avec une célérité beaucoup plus grande que celle des appareils
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fonctionnant en réponse à une augmentation de la température .
Dans le cas des explosions dans des espaces comparativement illimités, la supériorité de la réponse est la plus marquée lorsque l'origine de l'explosion produisant l'augmentation de la pression et de la température à l'intérieur de l'espace est éloignée du dispositif ou des dispositifs employés.
Afin qu'une explosion puisse être supprimée avant qu'une haute pression soit développée, la réponse rapide du dispositif détecteur doit être secondée par un dispositif suppresseur d'explosion ou extincteur d'incendie agissant rapidement , et une charge explosive agissant rapi- dement peut être employée pour faire éclater un réservoir contenant une substance supprimant l'explosion ou prévenant ou éteignant l'incendie, ce réservoir étant monté à l'inté- rieur de l'espace, ou bien l'on peut avoir recours à quel- que autre procédé convenable pour répandre rapidement la substance sous une pression élevée.
D'une façon similaire, dans le cas d'explosions engendrées au front de taille d'une mine ou en un autre point, le détecteur répondant à la vitesse d'augmentation de la pression est secondé par des dispositifs de suppression d'ex- plosion ou par des appareils extincteurs d'incendie agissant rapidement situés à une distance suffisante du détecteur dans le sens opposé par rapport au point d'origine de l'ex- plosion, pour garantir le fait que la substance supprimait l'explosion ou l'agent extincteur d'incendie soit répandu ou éjecté de façon à remplir et bloquer les passages, voies ou galeries afin de prévenir la propagation de l'onde explo- sive le long desdits passages, voies ou galeries.
Certaines formes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrites à titre d'exemples en se réfé- rant aux dessins ci-annexés, dans lesquels :
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la fig.l est une coupe d'un dispositif détecteur de vitesse d'augmentation de pression, montré monté sur un réservoir à combustible pour avion, le dispositif étant supposé immergé dans le combustible, .la. fig.2 est un plan de la fig.l vu de l'exté- rieur du réservoir à combustible, le couvercle terminal étant enlevé, la fig.3 est une coupe d'un réservoir à subs- tance destinée à supprimer l'explosion ou à prévenir ou éteindre l'incendie, pourvu d'un dispositif explosif ou détonant agissant rapidement,
qui est destiné à distribuer ou à répandre ladite substance , le dispositif étant montré monté au sommet d'un réservoir à combustible pour avion , la fig.4 est une vue de la fig. 3, similaire à celle de la fig.2 par rapport la fig.l, la fig. 5 est une coupe partielle de l'aile d'un avion ou d'une structure similaire montrant un réservoir à combustible qui y est monté, ledit réservoir étant montré en coupe et étant muni d'appareils selon les figs.
1 et 3, la fig.6 montre un enregistrement photographi- que d'un oscillogramme d'oscillographe à rayon cathodique d'une explosion réprimée dans un réservoir, la fig.7 est une vue en perspective d'un avion partiellement en coupe, montrant les connexions électriques d'un système préventif et extincteur d'incendie, la fig.8 est une vue d'une houillère montrant une méthode d'exploitation particulière, et la disposition de son dispositif pour détecter et supprimer les explosions, la fig. 9 est une coupe d'une voie ou d'une galerie de mine, la fig.
IO est un appareil similaire à celui qui est montré à la fig.l, mais modifié de façon à le rendre plus approprié à l'usage minier,
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la fig.II est une vue de la fig.IO,similaire à celle de la fig.2.par rapport à la fig.l, la fig.I2 est la vue d'un appareil similaire à celui qui est montré à la fig. 3, mais modifié en vue de le rendre plus approprié à l'usage minier, et la fig.I3 est une vue de la fig.I2, similaire à celle de la fig.4 par rapport à la fig.3.
Si l'on se reporte maintenant aux figs.l et 2, on verra que la notation de référence 2 indique un certain nombre ou une pile de capsules de tôle mince de l'espèce utilisée dans les instruments détecteurs et enregistreurs de variations de pression barométrique, trois de ces capsules étant montrées assemblées en pile. Une plaque 3 est fixera l'ouverture centrale de la capsule extérieure 2 et munie ddun plot de contact fixé dans un manchon isolant 5 fixé dans une applique 6 fixée à la plaque 3.
Une tige à rebord 7 est fixée par le rebord à l'autre ouverture externe de la capsule 2, la tige saillant par un trou du dispositif de montage 8 fixé par son rebord 9 et les boulons 10 au réservoir à combustible 11 dans le- quel une ouverture 12 est ménagée à cet effet. Comme le à combustible réservoir/11 peut être construit en matière flexible, un anneau métallique 13 est prévu pour les boulons 10, et une rondelle d'étanchéité 14 est prévue entre le rebord 9 et le réservoir 11, afin d'empêcher les fuites de combustible.
Le dispositif 8 comprend un rebord 15 qui entoure les capsules 2 pour les protéger contre les avaries mécaniques et contre les effets de reflux du combustible contenu dans le réservoir 11, et une barre tampon 16 fixée au rebord 15 par les boulons 17 empêche la dilatation des capsules 2, comme il sera expliqué plus loin.
La tige à rebord 7, filetée en 18, est pourvue d'un éorou 19, par quoi la pile des capsules 2 est fermement
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fixée au dispositif 8, une rondelle d'étanchéité 20 étant interposée entre le rebord de la tige 7 et la paroi du dis- positif 8 pour empêcher les fuites de combustible.
Le rebord de la tige 7 présente un petit orifice 21 qui est connecté par un tube capillaire 22 à l'espace d'air du réservoir de combustible afin de permettre à l'air de s'écouler hors des capsules 2 de façon à égaliser la pres- sion due aux changements d'altitude, et un orifice d'environ 0,040 pouce de diamètre est suffisant pour assurer cette égalisation dans le réservoir à combustible d'un avion qu'on lance en piqué aux vitesses praticables les plus rapides, sans causer de dilatation ou de contraction des capsules 2.
De même, les réservoirs à combustible sont par- fois soumis à une pression de façon à mener le combustible au moteur de l'avion, et de telles augmentations de pression aussi/ sont/ équilibrées ou égalisées par l'orifice 21 et le tube 22.
Les capsules 2 ne sont, par conséquent, pas affectées par ces variations de pression.
Le tube 22 est logé dans une fente I5a du re- bord 15 et il est maintenu par une bride 22a fixée au dispo- sitif 8, un manchon élastique 22b étant passé sur le tube 22.
Afin d'empêcher le combustible de pénétrer dans le tube 22 lorsque l'avion vole à l'envers ou lors d'un piqué abrupt, un dispositif à dé ou à capuchon 22c est monté sur l'extrémité ouverte du tube et y est fixé par une paire de supports d'armature 22d qui permettent seulement un lent passage de combustible de façon à constituer un étranglement.
Une forme connue de dispositif à bloc-borne élec- trique 23 est monté sur le dispositif 8 et est pourvu d'une plaque de couverture 24 qui est montrée enlevée du bloc à la fig. 2.
Le bloc 23 est pourvu de bornes 25 et 26 qui y sont moulées et auxquelles sont connectées les conducteurs
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électriques venant d'une source de courant telle que la batte- rie de l'avion. Une vis de contact 27, fixée dans le manchon isolant 28, est montée dans la tige 7 et y est fixée par l'é- crou 19a (fig.l); cette vis se prolonge jusqu'au voisinage immédiat de la vis de contact 4, l'intervalle de contact étant réglable par la rotation de la vis 27 , et des écrous de serrage et de fixation de conduite électrique 29 sont prévus comme il est montré. Un conducteur électrique isolé
30 est fixé au plot 4 par une barre de contact flexible 30a et est connecté à la borne 25.
Des conduites électriques venant d'un appareil devant recevoir du courant, sont connectées aux bornes 26 et aux écrous 29 et, lorsque les contacts 27 et 4 entrent en contact par suite d'une vitesse anormale d'augmentation de pression appliquée aux capsules 2, le circuit à partir de la source d'énergie est fermé en passant par la borne 25, le conducteur 30, le contact 4,la vis 27 et ledit appareil recevra du courant. l'appareil montré à la fig.l est supposé monté comme le montre la fig. 5 en A, position dans laquelle les capsules 2 sont submergées dans le combustible du réservoir.
Un appareil pratiquement identique est monté en
B au sommet du réservoir 11, cas dans lequel le tube 22 peut être omis, l'orifice 21 s'ouvrant directement dans l'espace situé au-dessus du niveau du liquide dans le réservoir.
L'appareil montré à la fig.5 en B est connecté à l'appareil montré aux figs.3 et 4 et indiqué par U à la fig.5, et ce dernier comprend une pièce coulée ou moulée rigide 31 fixée par un rebord 32 au réservoir 11 d'une façon semblable à l'appareil 8, c'est-à-dire par des boulons iden- tiques 10, une bague de serrage 13 et une rondelle d'étanché- ité 14. L'appareil 31 a une partie cassable sphérique ou d'une autre forme, fixée à l'appareil 31 par soudure ou un autre
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moyen, de façon à être imperméable aux liquides en 33, et il comporte un dispositif-bouchon 34 vissé dans l'orifice de remplissage 35 ménagé dans le dispositif 31, orifice par lequel la substance supprimant l'explosion ou prévenant ou éteignant l'incendie peut être introduite dans l'appareil.
Le bouchon 34 est pourvu d'une charge explosive
36 amorcée électriquement par un dispositif d'allumage 37, cette charge étant enfermée dans une boîte 38 vissée sur le bouchon 34 et ayant une partie cassable 39 saillant dans le centre de la partie sphérique 32.
Une forme connue de bloc-borne 40 est montée sur le dispositif 31, ce bloc-borne 40 étant muni d'un couvercle
31 montré enlevé à la fig-4 afin de faire apparaître les bornes 42 et 43 auxquelles sont connectés les conducteurs 44 et 45 venant du dispositif d'allumage 37 et les conducteurs venant des bornes 26 et 27a de l'appareil montré en B, à la fig. 5.
Le dispositif d'allumage 37 et la charge explo- sive 36 ne sont pas de l'espèce habituelle d'explosifs fusants ou d'explosifs ordinaires tels que la poudre à canon ou la cordite employés dans les tirs de mine, ils sont de l'espèce à fonctionnement exceptionnellement rapide connue générale- ment sous le nom de détonateurs .
En se reportant maintenant à la fig.5, les ap- pareils montrés aux figs. 3 et 4 sont indiqués par C et un type connu d'extincteur d'incendie amorcé électriquement et fonctionnant par explosion est montré en D.
La lettre a indique la surface extérieure d'un avion et b indique des éléments de la structure d'une aile portant le réservoir 11, indiquant des éléments de butée; d indique une tuyauterie de distribution de la substance ex- tinctrice, qui est de construction connue et entoure le réservoir à combustible 11.
On sa it que dans le cas de réservoirs de oom-
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bustible d'avions militaires, ces réservoirs peuvent être percés par des balles incendiaires, cas dans lequel la vapeur du combustible qui est contenue dans les réservoirs est allu- mée et explose, brisant une partie de la structure de l'avion, fuselage ou ailes, et y répandant le combustible en feu, ce qui provoque la chute de l'avion en flammes.
Des expériences ont montré que la vapeur d'es- sence à l'air libre développe une pression d'environ 80 lir vres par pouce carré 0,040 seconde après allumage, mais que le brouillard de paraffine prend 0,2 à 0,3 seconde à dévelop- per la pression maximum de 40 à 60 livres environ par pouce carré.
En vue de s'assurer si les explosions ayant lieu dans les réservoirs à combustible contenant de la paraf- fine et situés sur les avions propulsés par des unités à ré- action, peuvent être réprimées par des dispositifs de l'es- pèce décrite ci-dessus, un dispositif du genre montré aux figs.
1 et ?, fut enfermé dans un réservoir métallique muni d'un dispositif destiné à injecter une quantité prédéterminée de brouillard de paraffine au moyen d'une pompe pulvérisatrice à haute pression, et allumer ce brouillard afin de provoquer le développement d'une pression d'explosion de 40 à 50 livres environ par pouce carré observée sur un manomètre.
Les résultats furent enregistrés par la combi- naison d'un oscillographe à rayon cathodique et d'un appareil d'enregistrement photographique ainsi qu'il est montré sur le graphique de la fig.6, qui représente une partie du film photographique.
Le film comporte une base ohronométrique comme il est montré en e, laquelle est produite par un rayon catho- dique oscillant avec un courant électrique à 50 périodes.
Le rayon enregistreur d'explosion ou de pres- sion est actionné par un dispositif à condensateur électro- statique fixé dans la paroi du réservoir, de façon qu'une
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déflexion proportionnelle à la pression soit produite.
L'appareil enregistreur étant en fonctionnement et les rayons enregistreurs de pression enregistrant apprnxi- mativement la pression zéro , le graphique produit par une explosion est montré en f, graphique qui, prolongé, mont que la pression maximum de 40 à 50 livres par pouce carré environ aurait été atteinte en 0,2 à 0,3 seconde.
Afin de prouver l'efficacité du dispositif mon- tré à la fig.l, les bornes ont été reliées au condensateur électrostatique et, avec un intervalle de contact de 0,020 pouce environ, on trouva que le rayon enregistreur était arrêté dans l'espace de 0,010 seconde après le début de l'explosion, indiquant la fermeture des contacts 4 et 27.
Afin de réprimer une explosion dans ces condi- tiona, une miniature du dispositif montré aux figs.3 et 4 fut alors introduite dans le réservoir, le détonateur à fonction- nement rapide devant répandre une petite quantité de fluide extincteur d'incendie lors de l'allumage par l'appareil B.
Dans ce cas, les contacts 4 et 27 furent connec- tés à une source de courant électrique et aux bornes 42 et 43 afin de provoquer l'explosion, et le graphique de la fig. 6 mon- tre les résultats de l'allumage d'un brouillard de paraffine pulvérisée et la répression de l'explosion résultante.
Comme on le voit, le rayon cathodique enregis- treur commence à monter suivant le graphique f par suite de l'explosion de la paraffine pulvérisée, mais il est intercepté après une demi-période, comme il est montré sur le graphique e, après le commencement de l'augmentation de la pression, indi- quant un décalage dans le temps de 0,010 seconde. En ce point, le détonateur explose, provoquant l'épanchement du fluide ex- tincteur et entraînant une agitation du rayon cathodique durant environ un cycle sur le graphique c, ce qui indique que la dé- tection eut lieu en l'espace de 0,010 seconde et la répression
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de l'explosion, en l'espace de 0,020 seconde, ce qui donna un délai total de 0,030 seconde entre l'explosion du brouillard de paraffine et la répression de l'explosion.
Le graphique f montre que le rayon cathodique avait un déréglage initial du zéro lorsque l'explosion eut lieu, que l'augmentation maximum de pression fut de livres par pouce carré environ et que l'augmentation résultante de la pression dans le réservoir,qui était d'une livre par pouce carré environ, persista par suite de la présence des valeurs extinctrices d' incendie. Ainsi qu'on le notera, si la pression de 2 livres par pouce carré avait été appliquée graduellement, l'orifLoe 21 aurait provoqué l'égalisation des pressions à l'intérieur et à l'extérieur des diaphragmes 2 et les contacts 4 et 27 n'auraient pas été réunis.
L'augmentation de la pression de 2 livres par pouce carré environ eut toutefois lieu en l'espace de 0,020 seconde, correspondant à une vitesse d'augmentation de pression de 100 livres par pouce carré par seconde, ce qui ne permet pas l'égalisation des pressions des deux côtés des dia- phragmes 2, et, par conséquent, les contacts 4 et 27 fuient réunis.
L'utilité des dispositifs décrits ci-dessus pour un avion va maintenant être expliquée en se référant à la fg.7 qui montre une perspective d'un avion indiqué par E, muni dé nacelles à moteur F et de moteurs G.
L'avion est pourvu d'un système de forme co-nnue pour la. prévention et l'extinction des incendies, comprenant des extincteurs d'incendie H pour les moteurs, alimentant un tuyau pulvérisateur extincteur I et un extincteur d'admission d'air J relié au système K et disposé de la manière connue.
Le système comprend en outre un appareil détec- teur d'incendie L connecté à la lampe de signalisation d'incen- die du pilote M et au commutateur de l'extincteur d'incendie N manoeuvré par le pilote, commutateur agenoé pour provoquer
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instantanément le fonctionnement de l'extincteur J et le fonc- tionnement retardé de l'extincteur H grâce à l'action de retar- dement du commutateur 0,également d'un type connu.
Le commutateur P fonctionnant à l'inertie et les commutateurs Q à détecteur d'impact, actionnent le relais R en envoyant du courant dans sa bobine S à partir de la batterie T lorsque l'avion heurte un obstacle.
Le réservoir à combustible 11 est montré monté dans l'avion E plus à l'extérieur que le moteur tribord G et est représenté muni des appareils A, B et C, et d'un extincteur D avec son tuyau de distribution d.
Comme on le voit,une conduite électrique U ve- nant de la batterie T est connectée aux appareils A et B de façon que, lorsque les contacts dans ces appareils sont fermés, les appareils C et D reçoivent le courant de la batterie T afin de les faire fonctionner. Un conducteur auxiliaire V montré en traits de chaînette, part du conducteur W qui part d'une paire de contacts sur le relai R, lequel recevra du courant de la batterie T dans le cas du heurt de l'avion contre un obstacle, cet arrangement étant seulement employé dans l'aviation civile.
Dans le cas où l'aile d'un avion civil heurte un obstacle tel qu'un arbre ou la flèche d'une église, cela peut ne pas être suffisant pour faire fonctionner les appareils P et Q, mais une accélération négative anormale appliquée à l'aile d'un avion déplacera vers l'avant le combustible du ré- servoir 11 et celui-ci appliquera une pression rapidement crois- sante sur les capsules 2 de l'appareil A, provoquant ainsi la fermeture des contacts 4 et 27 et le fonctionnement résultant de l'appareil C, aussi bien que celui des extincteurs D, H et J, ce par quoi le risque d'incendie dû à l'endommagement de l'avion et de son installation motrice ainsi que de son réser- voir à combustible sera grandement diminué grâce au fonction- nement de l'installation extinctrice,
mais on doit noter que
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les réservoirs à combustible et les moteurs de l'aile bâbord ne seront pas affectés, ce qui est une particularité impor- tante de ce type d'installation de heurt.
Dans le cas d'un avion militaire , si une balle incendiaire est tirée dans le réservoir 11 et fait exploser les vapeurs du combustible qui se trouvent au-dessus du ni- veau du liquide, l'appareil B va faire détoner l'appareil C qui répandra le liquide extincteur d'incendie, de préférence du bromure de mêthyle, dans l'espace occupé par la vapeur, réprimant ainsi l'explosion avant que la pression que celle- ci engendre monte à plus de 2 à 3 livres par pouce carré au- dessus de la normale, empêchant ainsi l'explosion et préve- nant tout dommage ou incendie résultants.
On peut noter que, dans ce cas, la conduite V ne sera pas utilisée car son emploi provoquerait le fonction- nement des extincteurs J et H, causant ainsi une perte de puissance qui serait la dernière chose à désirer lors d'nn combat aérien.
On notera toutefois que, si une balle incen- diaire ou un projectile analogue pénètre dans le liquide du ré- setvoir 11, le choc hydraulique va faire fonctionner l'appa- reil A, mais, dans tous les cas, grâce aux interconnexions montrées sur le dessin, le fonctionnement des appareils A on B ou des deux entraîne le fonctionnement des appareils C et D à la fois, et, outre qu'il est désirable de réprimer l'explo- sion par l'appareil C, il est aussi désirable de répandre le fluide extincteur d'incendie dans l'espace entourant le ré- servoir, dans le cas où le combustible enflammé est entiaîné hors du réservoir par le trou formé par la balle incendiaire, ce qui peut provoquer l'allumage de la vapeur de combmstible dans le réservoir.
En ce qui concerne la quantité de liquide ex- tinoteur nécessaire pour charger un appareil C, on estime qu' une livre de bromure de méthyle est capable de réprimer...
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l'explosion dans un réservoir à combustible de 100 gallons rempli de vapeurs de combustible, le réservoir étant prati- quement vide de combustible. Des réservoirs à combustible plus grands doivent, par conséquent, être munis d'appareils C sup- plémentaires, à raison d'un appareil C par 100 gallons de capa- cité.
On peut aussi noter que, grâce à la haute volatilité du bromure de méthyle, il ne faut s'attendre qu'à une faiblconta- mination seulement du combustible contenu dans le réservoir 11 par suite du fonctionnement de l'appareil C et, par conséquent, le combustible du réservoir peut être fourni au moteur même si le passage d'une balle incendiaire à travers le réservoir a fait fonctionner les appareils C et D, à moins, évidemment, que la tuyauterie à combustible n'ait été endommagée par des balles ou à là suite d'autres causes.
Dans le cas de l'application de l'invention à la répression des explosions dans les houillères et exploitations similaires, il est bien connu que certains types de charbons dégagent une certaine quantité de gaz inflammable tel que de l'hydrogène ou, plus généralement, du méthane ou grisou, et que, lorsque 10% de méthane est mélangé avec de l'air, le mélange est éminemment explosif.
En se reportant maintenant à la fig.8, on voit que 100 indique un puits de ventilation de sortie d'air et que 101 indique le puits de ventilation d'entrée d'air.Les voies ou galeries 102 sont parcourues par l'air de ventilation dans le sens des flèohes, tandis que les voies ou galeries trans- versales 103 sont barrées par des portes 104 afin de s'assurer que le courant d'air passe aux fronts de taille 105.
Pendant l'abattage du charbon, on sait que les gaz susmentionnés se dégagent du front d'abattage, mais bien que le système de ventilation de la mine soit chargé d'empor- ter ces gaz, si temporairement le mélange d'air et de méthane acquiert une teneur hautement explosive et si, en même temps, une étincelle est provoquée par le pic d'un mineur ou par
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d'autres machines d'abattage, une explosion sérieuse pourra en résulter.
Des expériences ont montré que la vitesse de pro- pagation d'une onde explosive varie selon certaines conditions telles que, par exemple, les dimensions de la voie où elle se produit et qu'elle dépend du fait que le passage est ouvert aux deux bouts ou fermé à un bout.
La vitesse initiale de propagation de l'onde ex- plosive d'un mélange d'air et de méthane, à 10% de méthane,dans un tube à grande section fermé à un bout, est comprise entre 10 et 20 pieds par seconde et croît rapidement après l'amorçage.
Les effets d'une explosion sur les mineurs sont sérieux généralement leurs vêtements sont saturés de gaz et de poussière de charbon, si bien que les vêtements sont arrachés et que des brûlures sérieuses sont causées par les gaz brûlants.
Il apparaît, toutefois, que ce sont les hautes pressions (sembla- bles à celles que développe le pulvérin de paraffine) qui ont un effet d'écrasement fatal.
Les appareils décrits peuvent détecter une vitesse d'augmentation de pression dépassant 50 livres par pouce carré par seconde en l'espace de 0,010 à 0,020 seconde à partir du dé- but de l'augmentation de pression et, en outre, ils peuvent ré- pandre la substance réprimant l'explosion à travers les passages ou galeries menant au front de taille en l'espace de 0,020 à 0,050 seconde supplémentaire, assurant l'achèvement de l'opéra- tion en l'espace de 0,1 seconde et, par conséquent, une explosion peut être supprimée à quelques pieds de distance du point de son origine.
Dans les mines grisouteuses, il est de pratique oourante de disposer des plateaux basculants chargés de pulvérin rocheux près du toit des voies ou galeries, ces plateaux étant basculés par l'onde explosive afin de produire des rideaux de poussière réprimant l'explosion, mais cet arrangement ne peut
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évidemment pas fonctionner avec la rapidité des appareils décrits ci-dessus.
Dans la mine représentée à la fi g.8, la taille 105, sur le côté gauche du dessin, est susceptible d'être la plus exposée au risque d'une explosion car, avant de l'atteindre, le courant d'air passe d'abord dans les deux autres tailles , enga- gées plus avant dans la couche, et, par conséquent, l'air de ventilation peut être déjà chargé de gaz avant de parvenir à la première taille susmentionnée.
Le type des appareils détecteurs d'explosion- pour usage minier est montré aux figs.IO et 11, et l'on voit que les capsules 2 sont montées dans une enveloppe protectrice 50 ,telle qu'une pièce en laiton coulé munie d'abat-vent ou d'ouvertures 51 qui assurent que les capsules 2 sont soumises à la pression atmosphérique entourant l'appareil tandis qu'elles sont en même temps protégées oontre les avaries mécaniques ou le déplacement.
L'enveloppe 50 est fixée à une plaque de base 52 par des oreil- les 53 et des vis 54, ladite plaque de bas.e étant fixée à la pièce coulée principale 55 qui comporte des saillies taraudées 56 auxquelles sont connectées les conducteurs électriques par des racoords 57. Deux saillies 56 sont prévues sur la pièce 55 de façon à permettre à deux conducteurs de se prolonger d'un dispositif détecteur d'explosion à un dispositif réprimant l'ex- plosion de l'espèce montrée à la fig.3 ou 4 ou de l'espèce mon- trée aux figs 12 et 13. La plaque 52 est fixée à la place prin- cipale 55 par des oreilles 58 et des vis 59, une rondelle anti- humidité 60 étant prévue entre ces parties ainsi que le montre la fig.IO.
Au fond de la pièce principale 55 se trouve montée une plaque isolante 61 fixée par les vis 62, plaque sur laquelle sont montées les bornes 63 et 64 auxquelles sont connectés les conducteurs 30 et la vis de contact 27. La pièce principale 55 ,est pourvue d'oreilles 55a qui facilitent la fixation de tout l'appareil sur la paroi ou le plafond d'une galerie de mine au
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moyen de boulons de scellement à orans ou similaires.
Un réservoir contenant la matière réprimant l'explosion, semblable à celui qui est montré aux figs. 3 et 4, mais d'une plus grande capacité et plus adapté au montage dans une mine, est montré aux figs.I2 et 13, réservoir dans lequel une hémisphère 32 pouvant être brisée ou déchirée , est fixée à une enveloppe de laiton ou de bronze à canon 70, celle-ci étant montée sur un support 71 fait d'une matière analogue.
Le support 71 est pourvu de solides oreilles 72 agencées pour fixer l'appareil sur les paroi ou le toit d'une mine au moyen de longs boulons de scellement à crans, et des goujons 73 sont prévus qui servent à assembler les parties 70 et 71, un joint d'étanchéité 74 étant interposé. Des serre-garnitures 75 pour conducteurs ou câbles électriques sont prévus sur le support 71 afin de permettre la connexion électrique avec l'appareil B, comme le montrent les figs.IO et II et les fils de détonateur 44 et 45 sont connectés aux bornes 76 et 77 Situées sur la bague d'isolement 78 montée sur le support 71.
Dans cet appareil, une batterie électrique 78 est fixée de façon démontable dans le support 71 afin d'assurer l'allumage du dispositif 37 (fig.3) et un condensateur élec- trique 79 d'une capacité adéquate est connecté à ses bornes pour accélérer l'ignition du dispositif d'allumage et la dé- flagration de la charge explosive.
Un appareil détecteur d'explosion B, mais d'une construction selon les figs.IO et 11, est monté près de la taille dans la voie ou galerie y allant et y retournant, comme il est montré à la fig.8 et, quand une explosion survient, l'augmentation de pression agit sur l'appareil B lorsqu'elle l'atteint ; par conséquent, celui-ci doit être aussi près que possible de la taille, mais généralement, il peut toutefois, sans inconvénient, être placé à une distance de 5 à 10 pieds de la taille.
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Un appareil C de la construction montrée aux figs.I et 13 disperse la substance réprimant l'explosion à travers la voie 102 en l'espace de 0,05 seconde, en sup- posant que toute l'opération soit terminée en l'espace de 0,1 seconde et, si la vitesse de propagation de l'onde ex- plosive est de 20 pieds par seconde, on voit que l'onde ex- plosive peut être interceptée après qu'elle a dépassé l'ap- pareil B de quelques pieds.
Toutefois, afin de créer une onde contre- e x- plosive au moyen de l'appareil C, deux appareils 0 seront normalement montés dans une galerie de mine, ainsi qu'il est montré à la fig. 9, dans les coins du toit, de façon à pro- jeter la substance à travers la galerie, et afin de créer une onde contre-explosive, l'appareil C sera à une distance normale de quelque 10 à 20 pieds de l'appareil B, loin de l'origine supposée de l'explosion, et comme la substance réprimant l'explosion peut être projetée le long de la galerie vers la taille et loin de celle-ci, il se formera un épais rideau de substance/réprimant l'explosion, qui ne sera pas pénétré par l'onde expl osive.
Pour assurer la répression de l'explosion à son point d'origine, des appareils C additionnels seront montés pratiquement aussi près de la taille 105 que possible, et la substance répandue par ces appareils tendra à éteindre toute flamme qui pourrait brûler au front de taille , de fa- qon à éviter le risque d'autres explosions si, éventuelle- ment, l'air de ventilation amenait de l'air chargé de gaz au lieu de la première explosion.
Il est inutile de dire que des explosions peu- vent survenir dans les mines en d'autres points qu'à l'en- droit de la taille, par exemple, des engins électriques,tels que des transformateurs, sont fréquemment employés et des conduites électriques détériorées ou des avaries mécaniques
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des transformateurs peuvent provoquer des étincelles électri- ques ; paf conséquent, un appareil B sera normalement monté au voisinage de telles sources potentielles de feu ou d'étincel- les électriques, avec un appareil C disposé de chaque côté à une distance suffisante pour assurer la répression de toute explosion éventuelle.
En ce qui concerne la substance réprimant l'ex- plosion, la substance la plus efficace qui soit connue est le bromure de méthyle, en partie, grâce à sa grande densité sous forme liquide et à sa haute volatilité sous forme de vapeur, mais avant tout grâce à ses propriétés inhibitrices de feu ou de combustion exceptionnelles, mais d'autres substances, y compris le pulvérin rocheux ou d'autres poudres extinctrices d'incendie, peuvent être employées au lieu du bromure de méthy- le ou de liquides similaires, ou en addition ceux-ci.
On sait que le bromure de méthyle est légèrement toxique, mais les effets de l'inhalation de ses vapeurs par un être humain ne sont pas sérieux, à moins que la concentra- tion ne soit très élevée et à moins que le séjour dans ces va- peurs ne se prolonge pendant plusieurs minutes. Dans les con- ditions d'exploitation des mines, la concantration sera extr- mement faible, et grâce à la ventilation, les fumées ou va- peurs seront rapidement chassées et dispersées, si bien que le séjour en question ne se prolongera pas au delà de quelques secondes, de sorte que,comparé aux avantages obtenus en sup- primant les explosions, le risque encouru par suite de l'ef- fet toxique du bromure de méthyle est tout à fait négligeable.
L'invention a d'autres applications que celles qui ont été décrites ci-dessus, par exemple, dans la répres- sion des explosions d'air chargé de poussière ou de farine, comme il en survient dans divers processus industriels, tels que le filage du coton ou la mouture de la farine.