COLLADON, Fabrice (221 Allée des Peupliers, Dammaries-les-Lys, F-77190, FR)
BERTHOD, Gilles (3 Rue Bernard, Massy, F-91300, FR)
COLLADON, Fabrice (221 Allée des Peupliers, Dammaries-les-Lys, F-77190, FR)
| REVENDICATIONS Dispositif (100) de récupération de particules magnétiques (20) piégées sur un bouchon magnétique (1 ), ledit bouchon magnétique (1 ) comportant un barreau magnétique (3) destiné à retenir les particules magnétiques (20) entraînées par un liquide dans lequel est plongé ledit bouchon magnétique (1 ), ledit dispositif (100) étant caractérisé en ce qu'il comporte : - une coiffe (4) comportant un tube (6) amagnétique comportant : o une extrémité proximale (15) munie d'une ouverture apte à assurer l'introduction du barreau magnétique (3) dans ledit tube (6) ; o une extrémité distale (14) fermée, ledit tube (6) étant apte à recouvrir le barreau magnétique (3) lorsque le barreau magnétique (3) est introduit dans ledit tube (6) ; - des moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe (4) et le barreau magnétique (3) lorsque le barreau magnétique (3) est introduit dans ledit tube (6) ; - des moyens d'extraction (5) munis d'une ouverture apte à assurer l'introduction dudit tube (6) dans lesdits moyens d'extraction (5), lesdits moyens d'extraction (5) étant aptes à recouvrir ledit tube (6) lorsque ledit tube (6) est introduit dans lesdits moyens d'extraction (5) de sorte à former une enceinte d'extraction fermée (16) et à recevoir les particules (20) piégées sur ledit tube (6) lorsque le barreau magnétique (3) est retiré dudit tube (6), ledit dispositif étant apte à être expédié pour que soit réalisée l'analyse des particules ; - des moyens aptes à assurer le maintien entre lesdits moyens d'extraction (5) et ledit tube (6) lorsque ledit tube (6) est introduit dans lesdits moyens d'extraction (5). Dispositif (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre lesdits moyens d'extraction (5) et ledit tube (6) lorsque ledit tube (6) est introduit dans ladite enceinte (5) sont des moyens de liaison réversible. Dispositif (100) selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens de liaison réversible sont formés par un système vis-écrou placé à ladite extrémité proximale (15) dudit tube (6). Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite coiffe (4) comporte un col (7) relié à l'extrémité proximal (15) dudit tube et muni d'un filetage sur son diamètre extérieur. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit tube (6) est une gaine élastique apte à enserrer le barreau magnétique (3). Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit tube (6) comporte un élément ferromagnétique (13) placé à son extrémité distale (14) ; Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe (4) et le barreau magnétique (3) lorsque le barreau magnétique (3) est introduit dans ledit tube (6) comportent des moyens d'étanchéité aptes à empêcher l'insertion de particules métalliques entre le tube (6) et barreau magnétique (3). Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe (4) et le barreau magnétique (3) lorsque le barreau magnétique (3) est introduit dans ledit tube (6) comportent un joint torique inséré dans ladite coiffe (4) et venant serrer le barreau magnétique (3) par élasticité. 9. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe (4) et le barreau magnétique (3) lorsque le barreau magnétique (3) est introduit dans ledit tube (6) comportent des languettes souples (10) insérées dans la coiffe et venant serrer le barreau magnétique (3) par élasticité. 10. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe (4) et le barreau magnétique (3) lorsque le barreau magnétique (3) est introduit dans ledit tube (6) comportent des ergots souples insérés dans la coiffe et venant serrer le barreau magnétique (3) par élasticité. 1 1 . Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, ledit bouchon magnétique (1 ) comportant une extrémité support (2), caractérisé en ce que ladite extrémité proximale (15) est apte à entrer en contact avec l'extrémité support (2) lorsque le barreau magnétique (3) est introduit dans ledit tube (6). 12. Procédé de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - mise en place de la coiffe (4) sur le barreau magnétique (3) du bouchon magnétique (1 ) par introduction du barreau magnétique (3) dans le tube (6) ; - mise en place du bouchon magnétique (1 ) équipé de la coiffe (4) et fonctionnement du moteur ; - extraction du bouchon magnétique (1 ) du moteur ; - fixation des moyens d'extraction (5) sur la coiffe (4) ; - extraction du dispositif (100) par retrait du barreau magnétique (3) du tube (6). |
L'invention concerne un dispositif et un procédé de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique destiné à retenir, au moyen d'un aimant, les particules magnétiques entraînées par un liquide et résultant de l'usure de pièces, telles que par exemple les pièces rotatives disposées dans un carter d'équipement ou de moteur d'aéronef.
De façon connue, un bouchon magnétique est placé dans un circuit de liquide en mouvement, (typiquement de l'huile, du liquide de refroidissement ou du carburant) à l'intérieur d'un carter contenant des pièces en mouvement, telles que des engrenages ou des roulements, qui baignent dans ledit liquide.
De façon générale, la fonction du circuit de liquide est de permettre la lubrification et/ou le refroidissement des pièces en mouvement (typiquement les pièces rotatives). Il se trouve que les pièces en mouvement sont amenées à s'user au cours de leur vie, par exemple en raison du frottement résultant du contact entre deux roues dentées ou de roulements, ou bien en raison de chocs ou frottements intenses entre pièces rotatives dus à des vibrations intenses et anormales se propageant dans le carter. Quelle que soit sa cause, l'usure des pièces entraîne la formation de particules qui se détachent des pièces et sont entraînées par le liquide dans le circuit de liquide. Dans la mesure où les pièces rotatives sont généralement métalliques, les particules résultant de l'usure des pièces sont conductrices et se présentent généralement sous la forme de limaille. Qui plus est, les pièces sont le plus souvent réalisées en un métal du type ferromagnétique comme le fer, c'est-à-dire apte à être attiré par un élément magnétique tel qu'un aimant. Le bouchon magnétique est typiquement utilisé en complément d'un filtre conventionnel, placé en aval du bouchon, qui filtrera les particules non magnétiques. Filtres et bouchons sont placés de sorte que leur maintenance est facilitée. De manière connue et tel qu'illustré schématiquement en figure 1 , un bouchon magnétique 1 comporte à une extrémité une tête ou support 2 et un aimant permanent formé par un barreau magnétique 3 plongé dans le circuit de liquide, ledit barreau 3 attirant les particules métalliques 20 lors de la circulation du liquide.
Les opérateurs sur site doivent alors vérifier périodiquement lors des opérations de maintenance au sol la présence de particules sur ces bouchons magnétiques, prélever les particules piégées sur le barreau magnétique et les faire analyser, par exemple par des analyses du type microscopie électronique à balayage MEB et spectroscopie EDS (« spectroscopie par dispersion d'énergie). A partir de ces analyses, il est possible d'identifier la nature et la géométrie des particules prélevées. En fonction de la position du bouchon dans le circuit, on peut alors circonscrire le ou les éléments affectés par l'usure et prendre les mesures qui garantiront l'intégrité de la machine et la sécurité du vol. On connaît différentes techniques permettant aux opérateurs de prélever les particules piégées sur le bouchon magnétique.
Une première technique consiste à utiliser un ruban adhésif que l'opérateur met en contact avec le barreau magnétique du bouchon. Une telle solution n'est pas entièrement satisfaisante dans la mesure où les particules restent collées sur l'adhésif et sont difficile à séparer (par dissolution du ruban adhésif) pour l'analyse. Il demeure donc un reliquat de particules inexploitables pour l'analyse qui entraîne une perte d'informations. En outre, l'adhésif peut générer une pollution de surface des particules susceptible de fausser les résultats de l'analyse de matière.
Une seconde technique consiste à utiliser un chiffon pour prélever les particules sur le barreau magnétique. Une telle solution pose également certaines difficultés. En effet, il est nécessaire de nettoyer le chiffon en l'immergeant dans un solvant puis de filtrer le produit obtenu pour récupérer les particules. Par ailleurs, l'utilisation d'un chiffon rend difficile la récupération de l'intégralité des particules ; dès lors, la totalité des particules n'est plus disponible pour réaliser l'analyse et un reliquat de particules reste présent sur le barreau magnétique, ce reliquat étant susceptible de fausser l'indication de pollution lors d'un contrôle ultérieur. Enfin, l'utilisation d'un chiffon potentiellement pollué peut entraîner une suspicion de pollution parasite.
Une troisième technique peut consister à prélever directement les particules sur le barreau à l'aide d'un aimant plus puissant que l'aimant du barreau magnétique. Une telle solution est toutefois difficilement exploitable car elle entraînerait un risque d'altération du bouchon magnétique par modification du champ rémanent de ce dernier.
L'invention a donc plus particulièrement pour but de remédier aux inconvénients précités. Dans ce contexte, la présente invention vise à fournir un dispositif permettant une récupération simple (y-compris dans le cadre de récupération in-situ, par exemple sous une aile de l'aéronef), rapide, fiable et complète des particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique.
A cette fin, l'invention porte sur un dispositif de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique, ledit bouchon magnétique comportant un barreau magnétique destiné à retenir les particules magnétiques entraînées par un liquide dans lequel est plongé ledit bouchon magnétique, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte :
- une coiffe comportant un tube amagnétique comportant :
o une extrémité proximale munie d'une ouverture apte à assurer l'introduction du barreau magnétique dans ledit tube ;
o une extrémité distale fermée, ledit tube étant apte à recouvrir le barreau magnétique lorsque le barreau magnétique est introduit dans ledit tube ;
- des moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe et le barreau magnétique lorsque le barreau magnétique est introduit dans ledit tube ; - des moyens d'extraction munis d'une ouverture apte à assurer l'introduction dudit tube dans lesdits moyens d'extraction, lesdits moyens d'extraction étant aptes à recouvrir ledit tube lorsque ledit tube est introduit dans lesdits moyens d'extraction de sorte à former une enceinte d'extraction fermée et à recevoir les particules piégées sur ledit tube lorsque le barreau magnétique est retiré dudit tube, ledit dispositif étant apte à être expédié pour que soit réalisée l'analyse des particules ;
- des moyens aptes à assurer le maintien entre lesdits moyens d'extraction et ledit tube lorsque ledit tube est introduit dans lesdits moyens d'extraction.
L'invention permet à l'opérateur de désolidariser les particules magnétiques du bouchon magnétique, sans aucune perte desdites particules. L'invention permet en outre de sécuriser le transport des particules vers le lieu ou elles seront analysées avec un minimum de manipulation et donc un risque minimum d'altération ou de contamination des particules.
Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre lesdits moyens d'extraction et ledit tube lorsque ledit tube est introduit dans ladite enceinte sont des moyens de liaison réversible ;
- lesdits moyens de liaison réversible sont formés par un système vis- écrou placé à ladite extrémité proximale dudit tube ;
- ladite coiffe comporte un col relié à l'extrémité proximal dudit tube et muni d'un filetage sur son diamètre extérieur ;
- ledit tube est une gaine élastique apte à enserrer le barreau magnétique ; - ledit tube comporte un élément ferromagnétique placé à son extrémité distale ;
- lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe et le barreau magnétique lorsque le barreau magnétique est introduit dans ledit tube comportent des moyens d'étanchéité aptes à empêcher l'insertion de particules métalliques entre le tube et barreau magnétique ;
- lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe et le barreau magnétique lorsque le barreau magnétique est introduit dans ledit tube comportent un joint torique inséré dans ladite coiffe et venant serrer le barreau magnétique par élasticité ;
- lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe et le barreau magnétique lorsque le barreau magnétique est introduit dans ledit tube comportent des languettes souples insérées dans la coiffe et venant serrer le barreau magnétique par élasticité ;
- lesdits moyens aptes à assurer le maintien entre ladite coiffe et le barreau magnétique lorsque le barreau magnétique est introduit dans ledit tube comportent des ergots souples insérés dans la coiffe et venant serrer le barreau magnétique par élasticité ;
- ledit bouchon magnétique comporte une extrémité support et ladite extrémité proximale est apte à entrer en contact avec l'extrémité support lorsque le barreau magnétique est introduit dans ledit tube. La présente invention a également pour objet un procédé de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- mise en place de la coiffe sur le barreau magnétique du bouchon magnétique par introduction du barreau magnétique dans le tube ;
- mise en place du bouchon magnétique équipé de la coiffe et fonctionnement du moteur ;
- extraction du bouchon magnétique du moteur ; - fixation des moyens d'extraction sur la coiffe ;
- extraction du dispositif par retrait du barreau magnétique du tube. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées ci-jointes parmi lesquelles :
- la figure 1 représente, de façon schématique, un bouchon magnétique ;
- la figure 2 représente, de façon schématique, la coiffe ;
- la figure 3 représente, de façon schématique, le bouchon magnétique et sa coiffe, dans un circuit de liquide ;
- la figure 4 représente, de façon schématique, l'extracteur
- la figure 5 représente, de façon schématique, le dispositif monté sur le bouchon magnétique ;
- la figure 6 représente, de façon schématique, l'extraction du dispositif du bouchon magnétique ;
- les figures 7 et 8 représentent, de façon schématique, deux autres modes de réalisation de la coiffe.
Pour des raisons de clarté, seuls les éléments utiles pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. En outre, les éléments similaires situés sur différentes figures comportent des références identiques.
La figure 1 a déjà été décrite en référence à l'état de la technique. La figure 2 représente schématiquement une coiffe 4 qui est un des éléments du dispositif 100.
La coiffe 4 selon l'invention comporte un tube 6 comportant une extrémité proximale 15 ouverte et une extrémité distale 14 fermée. Pour assurer le maintien entre la coiffe 4 et le barreau magnétique 3 tel que représenté en figure 1 , le tube 6 comporte un dispositif de liaison 10 entre la coiffe 4 et le barreau magnétique 3 lorsque le barreau magnétique 3 est introduit dans le tube 6. Le dispositif de liaison 10 peut également assurer une fonction d'étanchéité entre la coiffe 4 et le barreau magnétique 3.
La forme et les dimensions du tube 6 sont complémentaires de la forme et des dimensions du barreau magnétique 3 afin que le tube 6 puisse recouvrir au plus près le barreau magnétique 3. Le tube 6 peut être en matière plastique, souple ou rigide, ou en métal. Pour ne pas perturber le champ magnétique du barreau magnétique 3, le tube 6 doit être amagnétique. Le tube 6 peut être formé par une gaine élastique souple venant enserrer le barreau magnétique 3 et assurant le maintien de la coiffe 4 sur celui-ci. La gaine élastique doit pouvoir résister à l'environnement dans lequel est plongé le bouchon magnétique. Le dispositif de liaison et d'étanchéité 10 entre la coiffe 4 et le barreau magnétique 3 est ici formé par des languettes souples 10 ; ce dispositif peut également être un joint torique 10' tel que représenté en figure 8 ou des ergots 10" en caoutchouc tels que représentés en figure 7 insérés dans le tube 6 à son extrémité proximale 15 (les autres éléments des figures 7 et 8 sont identiques aux éléments de la figure 2).
La coiffe 4 comporte également un col 7, de forme annulaire, s'étendant vers l'extérieur du tube 6 et relié à l'extrémité proximale 15 du tube 6 et supportant des moyens 12 de liaison réversible avec l'extracteur 5 tel que représenté en figure 4 et sur lequel nous reviendrons par la suite.
Le dispositif de liaison du tube 6 avec le barreau 3 peut être un élément ferromagnétique 13 placé à l'extrémité distale 14 du tube 6 qui, une fois le tube 6 en contact sur le barreau magnétique 3, est attiré par ledit barreau magnétique 3 et permet le maintien entre le tube 6 et le barreau magnétique 3. Cet élément ferromagnétique 13 peut compléter ou se substituer au dispositif de liaison 10 entre le tube 6 et le barreau magnétique 3 tel que décrit précédemment, mais ne permet pas d'assurer la fonction d'étanchéité entre le tube 6 et le barreau magnétique 3.
L'extracteur 5 représenté en figure 4 est un tube comportant une extrémité proximale et une extrémité distale fermée et qui vient coiffer le tube 6 et le col 7 de sorte à former une enceinte d'extraction fermée 16 comme représenté en figure 5. L'extracteur 5 peut être en matière plastique ou en métal mais doit être amagnétique. Avantageusement, l'extracteur 5 peut comporter une zone de marquage afin de faciliter son l'identification.
Les moyens 12 de liaison réversible entre l'extracteur 5 et la coiffe 4 sont par exemple formés par un filetage 12 sur le diamètre extérieur du col 7 et d'un filetage 1 1 situé sur l'extracteur 5, qui, en coopérant forment un système vis-écrou. D'autre dispositifs de liaison, non représentés, peuvent être utilisés : par emboîtement, par clipsage, par ergots... La liaison entre l'extracteur 5 et la coiffe 4 doit être suffisamment solide pour permettre l'extraction du dispositif 100 du barreau magnétique 3 et garantir que les particules contenues dans l'enceinte d'extraction fermée 16 ne s'échappent pas.
La figure 6 illustre l'extraction du dispositif 100 du bouchon magnétique 1 et le dispositif 100 seul
Nous allons décrire en référence aux figures 1 à 6 un exemple de procédé de récupération de particules ferromagnétiques piégées sur un bouchon magnétique 1 tel que celui représenté en figure 1 à l'aide du dispositif de récupération 100 selon l'invention tel que représenté en figure 6. Ce dispositif de récupération 100 intègre la coiffe 4 et l'extracteur 5. Ce procédé sera préférentiellement mis en œuvre sur site par un opérateur lors d'une opération de contrôle de la machine.
Selon la première étape illustrée par les figures 1 et 2, le bouchon magnétique 1 , après avoir été extrait du moteur par l'opérateur, est coiffé par la coiffe 4 pour donner l'ensemble illustré en figure 3. Plus précisément, la coiffe 4 est disposée sur le barreau magnétique 3 jusqu'à ce que l'extrémité proximale 15 du tube 6 soit en contact avec la tête 2 du bouchon magnétique 1 .
Selon la deuxième étape illustrée en figure 3, le bouchon 1 et la coiffe 4 sont insérés dans le moteur et ce dernier est mis en fonctionnement. Les particules ferromagnétiques 20 en suspension dans le liquide sont attirées par le barreau magnétique 3 et se collent sur la paroi du tube 6.
Selon l'étape suivante, le bouchon magnétique est retiré du moteur par l'opérateur.
L'étape suivante, illustrée par les figures 4 et 5, va consister à fixer l'extracteur 5 par vissage sur la coiffe 4 (via les filetages 1 1 et 12) afin de piéger les particules 20 dans l'enceinte d'extraction 16.
Selon la dernière étape illustrée en figure 6, l'opérateur retire le dispositif 100 contenant les particules du bouchon magnétique 1 de sorte que les particules 20 tombent au fond de l'extracteur 5 puisqu'elles ne sont plus retenues par le barreau magnétique 3. Le dispositif 100 peut être alors expédié pour que soit réalisé l'analyse des particules.
L'invention permet d'éviter la manipulation des particules et donc leur éventuelle perte ou contamination. Par ailleurs, le dispositif 100 est réutilisable une fois les particules analysées.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit.
Le dispositif selon l'invention qui vient d'être décrit trouve une application particulièrement intéressante dans un emploi avec des bouchons magnétiques utilisés sur toutes les machines pour lesquelles il est important de pouvoir détecter une usure, notamment sur les turbomachines aéronautiques. Sur ces dernières, l'utilisation de plusieurs bouchons magnétiques, sur les différents circuits d'huile, peut permettre de localiser rapidement une pièce présentant un début d'usure.