Brevet FR2052909A1 — publié le 19710416

La présente invention concerne un dispositif ou baffle perméable aux gaz formant écran de protection soit contre tout rayonnement direct, et protégeant une enceinte refroidie à ',rès bas se température, soit contre la pénétration de certaines molécules gazeuses (dans ce demie cas le baffle joue le rôle de piège, cor me dans les pompes à diffusion où les baffles condensent les vapeurs d'huile qui rétrodiffusent de la poulpe, en évitant ainsi toute pollution de l'enceinte où lton fait le vide).Ces b ffleE sont généralement constitués de deux séries, l'une coté intérieur à la dite enceinte, l'autre coté extérieur, d'ailettes en forme de lames disposées côte à cote selon l'extension de ltécran, les lames d'une série étant inclinées par rapport aux lames en regard de l'au- tre série de façon que les lames d'une série inteeceptent tous les rayons qui passent directement entre deux lames successives de l'autre série. On assure ainsi la protection d'objets situés dans l'enceinte refroidie contre les effets thermiques des corps environnants qui sont à température ambiante ou même à température plus élevée.Pour parfaire l'effet d'interception, les lames du dispositif, ou baffle, sont refroidies à une température intermédiaire, généralement à la température de l'azote liquide (77 K), et cela soit par des serpentins latéraux, soit par une formation spéciale des ailettes ou lames permettant une circulation d'un liquide réfrigérant à l'intérieur de celles-ci Dans ces dispositifs connus, on utilise généralement deux séries de lames qui ont cette particularité d'avoir un coté longitudinal commun.En d'autres termes, une paire de lames, l'une intérieure, l'autre extérieure, est constituée par une découpe unique dans une feuille métallique, découpe qui est ensuite repliée et l'ensemble des lames est monté selon la disposition dite à chevrons Dans la plupart des cas, la surface forant écran est soit une surface plane qui s'étend transversalement x un passage de coîmunica- tion entre deux enceintes, ou entre une enceinte réfrigérée et l'extérieur, soit une surface cylindrique qui protège une zone anc trale du rayoernement latéral Dans l'un et l'autre cas, les ailettes en forme de chevrons sont alors brasées sur des supports constitués dans le prel-ier cas d 'uIc couronne circulaire, et dans le second cas de deux flasques d'extrémité entre lesquels sont dispo- scies les ailettes L'opération de brasgt des ailettes est toujours une opération délicate, et nécessite une mise et un maintien en po sition précise des ailettes avant et pendant leur brasage. Il s'en- nit un travail long e-t par conséquent onéreux. Un preaier objet de l'invention est de prévoir une truc- ture de l@mes ou d'ailettes qui permette une fixation aisée et rapide de celles-ci. Belon une première caractéristique de llirlven- tion, chaque lame faisant partie d'une ou de l'autre série intérieu re ou extérieure des lamcc est fixée, le long de ses bords transversaux d'extrémité, dans une rainure individuelle ménagée dans un support. Il en résulte que l'opération de montage et de fixation des lance est considérablement sinplifiéc en ce sens que les rainu e servent eu positionnement individuel des lames, et qu'il suffit ensuite de br:-ser les lames dans le logement constitué par les dites rainures, sans faire usage de moyen de positionnement auxiliaire. Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un dispositif perméable aux gaz, ou baffle, qui permet d'obtenir l'interception convenable de tout rayonnement direct comme dans les dispositifs connus, mais en réduisant le nombre de lames, toutes choses égales par ailleurs. Ce résultat est obtenu, selon l'invention, en ce que les lames d'une série sont disposées à décalage de pas par rapport aux lames de l'autre série, le tout de façon que tout rayon ns intercepté par deux lames successives d'une série de lames soit intercepté soit par l'une, soit par l'autre de deux la nes successives de l'autre série, selon l'incidence du dit rayon. le calcul montre qu'on obtied; pour le meme nombre de lames de mê mes dimensions, une augmentation du pas séparant deux lames successives, donc une plus grande surface de protection à nombre égal de lames. En outre, ce montage à décalage angulaire de pas, permet, selon une forme préférentielle de réalisation, une mise en oeuvre aisée du montage des lames selon la technique mentionnée plus haut aoc rainures individuelles ménagées dans un support, de préférence en alignant les bords intérieurs des lames de la série extérieure vos les bords longitudinaux extérieure de la série intérieure de lames. Grâce a cette disposition, on assure ainsi non seulement une réduction du nombre de lames par unité de surface couverte, is une canpacité du support, puisque celui-ci peut être constitué par un support uniques avec imbrication des rainures sans augmenta tion de l'épaissebu du support. les caractéristiques et avantages de l'invention ressor tiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple, de deux formes de réalisation d'un baffle, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un baffle à extension plane, - la figure 2 est une vue en coupe transversale du support du baffle selon la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective d'un baffle à extension cylindrique, - la figure 4 est une vue schématique de la disposition des lames selon la figure 3. En se référant d'abord aux figures 1 et 2, un baffle à extension plane comporte un support 1, en forme de couronne cylindrique, dans lequel ont été pratiquées, à partir de la face plane supérieure 2 et à partir de la face plane inférieure 3, deux séries de rainures inclinées telles que 4 sur' la face 2, et 5 sur la face 3. C'est dans Ces rainures 4 et 5 que sont fixés les bords transversaux d'extrémité 8, 8' de deux séries de lames 9 et 10, la série de lames 9, dites lames extérieures, étant par exemple située à l'ex- térieur de la série de lames 10, dites lames intérieures, par rapport à la zone réfrigérée désignée par le chiffre de référence 11, tandis que la zone 12, située à l'opposé, est à température plus élevée. les rainures 4 d'une part sont toutes parallèles entre elles et sont constituées chacune de deux parties de rainures alignées 4a, 4b ; les rainures 4 sont écartées entre elles de la même distance, ou pas. les rainures 5 sont également parallèles entre elles et sont constituées chacune de deux parties de rainures alignées 5a et 5b. les rainures 5 sont écartées entre elles du même pas, qui est égal au pas des rainures 4. les rainures 4 et 5 sont par contre inclinées l'une par rapport à l'autre.Par exemple, les rainures 4 sont inclinées de 450 par rapport au plan de la face 2, tandis que les rainures 5 sont inclinées de 450 par rapport à la face D du support 1, mais cette dernière inclinaison est opposée, de sorte que l'angle de rainures 4 par rapport aux rainures 5 est de 900. les rainures sont également profondes, et avantageusement telles que les lignes de fond 6 des rainures 4 et les lignes de fond 7 des rainu res 5, c'est-à-dire les bords longitudinaux intérieurs 15 des lames extérieures 9 et les bords longitudinaux extérieurs 14 des lames intérieures 10, soient situées sensiblement dans le meme plan médian entre les faces 2 et 3 du support 1, ce qui permet une utilisation optimale de ce support 1.Dans une forme préférentielle de réalisation, les rainures 5 présentent un décalage de pas par rap- port aux rainures 4,de préférence d'un demi pas. Il est clair que, san ce décalage de pas, on devrait conserver une certaine distance entre les fonds E des rainures 4 et les fends 7 des rainures 5, ce qui conduirait à un accroissement de l'épaisseur du support 1, par rapport c la réalisation représentée au dessin, liais en outre, com- me un calcul simple le montre, le décalage de pas permet d'assurer un espacement plus grand des lcrileS entre elles, sans nuire à l'ef- ficacité de la protection thermique, d'où il résulte une réduction sensible du nombre. de lames par unité de surface à protéger. Ainsi, par exemple, dans la réalisation représentée aux figures 1 et 2, avec les rainures 4 et 5 inclinées à 900, le pas des lames est 4/3 de celui qu'il serait nécessaire de respecter dans une disposition où les lames de la série extérieure 9 auraient leurs côtés longitudinaux 13, situés à l'intérieur du support 1, immédiatement adjacents, sinon confondus avec les cotés longitudinaux 14 des lames de la série intérieure 10, comme c'est le cas des réalisations usuelles o une paire de lames 9 et 10 est réalisée avec une plaque repliée en deux parties gales selon une ligne longitudinale médiane. Dsune façon générale on précise que les dimensions et la disposition respectives des laies 9 et 10 sont telles qu'une quelconque lame inté rieure 10 (p.r exemple la lame e 10a) s'étend, au moins, et de préférence exactement, latéralement du coté intérieur 13 jusqu'à l'intersection 15 avec un plan passant par le bord longitudinal extérieur 16 d'une lande extérieure 9a et par le bord longitudinal intérieur d'une lame extérieure voisine 9b d'une part, et latéralement du cô- té extérieur 12 jusqu'c.' l'intersection 14 avec un plan passant par le bord extérieur 16 de la première lame extérieure 9a et le bord longitudinal intérieur 15 d'une seconde lame intérieure voisine 10b. Par lame "intérieure", bord "intérieur" on entend la lame proche de l'enceinte intérieure Il et le bord le plus prochç de l'enceinte 11, tandis que par lame "extérieure" et bord "extérieur" on entend la lame la plus proche du côté extérieur 12 et le bord le plus proche du COAt extérieur 12. je réalis@ tien du dispositif décrit ne présente aucune difficulté particulière. Il suffit de pratiquer à la fraise des séries de rainures, d'engager les bords transversaux des lames et de procéder au brasage, qui est avantageusement suivi d'une opération d'usinage au tour. Bien que cela ne soit nullement indispensable, il est évidemment plus simple 'de procéder au fraisage des rainures de part en part du support 1. le montage est complété par un tube refroidisseur 15. En se référant maintenant aux figures 3 et 4, on voit que l'on a réalisé un dispositif, ou baffle, à extension cylindrique. Ce baffle est constitué de deux flasques d'extrémité 21 et 22, et sur une face des flasques 21 et 22 ont été pratiquées deux séries de rainures, les unes qui sont les rainures extérieures ont été représentées par le chiffre de référence 23 et sont toutes inclinées du môme angle par rapport à un rayon du flasque, tandis que les autres, qui sont les rainures intérieures, sont représentées par le chiffre de référence 24 et sont également toutes inclinées du môme angle par rapport à un rayon du flasque, de sorte que les rainures 23 sont également inclinées du môme- angle par rapport aux rainures homologues de la série de rainures 24. De plus, les rainures 24 sont décalées par rapport aux rainures 23. Dans la position montée, le flasque 22 présente ses rainures 23 (24) dans un plan commun avec les rainures 23 (24) du flasque 21.Lors du montage, des ailettes, qui sont constituées par des découpes en forme de lames rectangulaires telles que 25, sont engagées à une extrémité transversale dans une rainure 23 du flasque 21 et à l'autre extrémité transversale dans une rainure homologue 23 du flasque 22, tandis que les lames identiques 26 sont engagées à une extrémité dans une rainure 24 du flasque 21 et à l'autre extrémité dans une rainure 24 du flasque 22, et, une fois que les lames 25, 26 sont ainsi mises enposition elles peuvent alors entre brasées sur le support constitué par les flasques 21 et 22. Après quoi, le baffle est soumis à une opération de tournage, de façon à éliminer les diverses saillies latérales provenant des lames. Dans la forme de réalisation représentée, on voit (figure 4) que l'angle DCA sous lequel une lame extérieure 24 est vue depuis le bord longitudinal intérieur C d'une lame 23 est le même que l'angle CAB sous lequel une lange intérieure 23 est vue depuis le bord longitudinal extérieur A d'une lame extérieure 24. De même on voit qu'un rayon OC ou OA constitue la bissectrice de l'angle DCA ou CAB respectivement.~ les applications d'un tel baffle sont la protection de toute enceinte sous vide et/ou réfrigérée telles que cryopompes, pompes à diffusion, etc... RLVENDICATIONS 1) Dispositif, ou baffle, perme-able aux gaz et formant écran de protection, du genre comportant deux séries, l'une intérieure à la dite enceinte, l'autre extérieure, d'ailettes en orme de lames disposées cote à côte selon l'extension de la surface protéger, les lames d'une série étant inclinées par rapport aux lames en regard de l'autre série, De façon que les lames d?une série interceptent tous les rayons qui passent directement entre deux lames successives de l'autre série de lames, caractérisé en ce eue les lames d'une serie sont disposées à décalage de pas par rapport aux lames de l'autre série, le tout de façon que tout rayon, non intercepté par deux lames successives d'une série de lames, soit intercepté soit par l'une, soit par l'autre de deux lames -uccessives de l'autre série selon l'angle d'incidence du dit rayon 2) Dispositif, ou baffle, permécable sux gaz et formant écran de protection, du genre comportant deux séries, l'une intérieure à la dite enceinte, l'autre extérieure, d'ailettes en ferme de lames disposées côte à côte selon l'extension de la surface à pro téger, les lames d'une serie étant inclinées par rapport aux lames en regard de l'autre série, de façon que les telles d'une série interceptent tous les rayons qui passent directement entre deux lames successives de l'autre série de lames, caractérisé en ce que chaque lame est fixée à des bords transversaux d'extrémité dans une rainure individuelle ménagée dans un support. 3) Dispositif, ou baffle, perméable aux gaz et formant écran de protection, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une quelconque lame de la série intérieure de lames s'étend, au moins et de préférence exactement, latéralement du caté intérieur jusqu'à l'intersection avec un plan passant pus le bord langitudi- nal extérieur d'une première lame de la série extérieure et port le bord intérieur d'une seconde lame, immédiatement voisine, de la série extérieure d'une part, et latéralement du côté extérieur jusqu' à l'intersection avec un pian passant par le dit bord longitudinal extérieur de la dite première Lclv de la .série extérieure et le bord longitudinal intérieur d'une seconde lame, lamédia@ement voisine, de la e série intérieure de lames 4) Dispositif, ou baffle, per@éable anx gaz et formant écran de protection, selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bords intérieurs des lames de la série extérieur sont dis poses sur la même ligne d'alignement que les bords longitudinaux extérieurs de la série intérieure de lames 5) Dispositif, ou baffle, perméable aux gaz et formant écren de protection, selon la revendication 4, notamment appliqué à une surface forman L écran d'extension plane, caractérisé en ce que les lames sent % également inclinées par rapport s' la dite surface, les lames de la série intérieure étant décalées d'un demi pas par rapport aux les de la série extérieure. 6) Dispositif, ou baffle, perméable aux gaz et formant écran de protoction, selon la revendication 5, utilisant les lames d' une inclinaision de 450 par rapport an plan de la surface formant éoran, caractérisé en ce que le pas entre deux lames adjacentes est e al su 4/3 de la distance normale au plan de la dite surface et se parant deux bords longitudinaux d'une lame. 7) Dispositif, ou baffle, perméable aux gaz et formant écran de protection, selon la revendication 4, avec une surface d' extension cylindrique, caractérisé en ce que l'angle sous lequel une lame est vue par le bord éloigné, c'est-à-dire le plus extérieur ou le plus intérieur, d'ure lame de l'autre série est divisé en deux angles égaux @@@ un rayon passant par le dit bord éloigné.