Brevet FR2027767A1 — publié le 19701002

La présente invention concerne -un récipient à double paroi pour liquides à bas point d'ébullition, en particulier pour gaz condensés, itespace enveloppe entre un récipient intérieur et un récipient extérieur étant maintenu sous vide, et le récipient in- térieur étant relié élastiquement au récipient extérieur par l'intermediaire du goulot tubulaire Pour emmagasiner des gaz condensés, on connaft déjà des réci pients à double-paroi constitués suivant le principe dit de Dewar, dans lesquels, pour améliorer l'isolation thermique du récipient intérieur, le vide est maintenu dans ltespace enveloppe entre les récipients métalliques intérieur et extérieur.Le remplissage du récipient intérieur s effectue par le goulot tubulaire qui forme pont thermique vers le récipient extérieur et doit donc comporter une paroi aussi mince que possible avec une faible conductibilité thermique. Dans les récipients à double paroi connus, ce goulot tubulaire est constitué d'un tube en acier fin à paroi mince qui est relié aux deux récipients par des joints de soudure. Lorsqu'on transporte de tels récipients à double paroi, le récipient intérieur rempli représente une masse relativement lourde qui est suspendue élastiquement au goulot tubulaire à paroi mince. Les forces dtaccélération agissantes provoquent en conséquence des mouvements os- cillatoires dans le sens vertical et dans le sens horizontal.La position du récipient interleur par rapport au récipient extérieur varie et il se produit un effort de traction alternative appliqué au goulot qui est très désavantageux et peut provoquer finalement le pliage ou la rupture du joint de soudure. C'est un but de 11 invention de fournir un récipient à double paroi pour liquides à bas point d'ébullition, en particulier pour gaz condensés comme de l1air liquide, de ltoxygene, de l'hydrogè- ne liquide et de l'hélium liquide, tel que les forces d1accéléra- tion qui se produisent en cas de transport ne peuvent provoquer de contrainte indésirable pour le--goulot tubulaire et tel que le reservoir intérieur conserve en tout temps au moins approximative- ment sa position par rapport au réservoir extérieur. Lt invention est caractérisée en ce que le réservoir intérieur prend appui sur un élément support en matériau isolant disposé dans l'espace enveloppe, qui est propre a donner naissance à une tension préalable élastique 51 exerçant dans le sens opposé au sens de la pesanteur du liquide remplissant le récipient intérieur. Une telle tension préalable doit donc etre suffisamment grande pour permettre de compenser les forces d'accélération auxquelles l'expérience a montré qu'on doit s'attendrie en cours de transport, et ceci d'une façon suffisante pour qu'il nty ait pas inversion du sens dans lequel s1 exercent les forces sollicitant le goulot tubulaire. Il en résulte une amélioration no-table en matière de sécurité de transport des récipients à double paroi et il est également possible de cette façon de réaliser des goulots tubulaires à parois particulièrement minces qui représentent un bon étranglement thermique entre récipients intérieur et extérieur. La pré-tension produite à l'aide de l'élément support dans le sens opposé à la pesanteur peut Btre provoquée soit gracie au fait que le récipient intérieur est monté de telle façon qu'il est poussé avec une force correspondante contre l'élément support placé dans la zone du fond à l'intérieur de l'espace enveloppe, soit grâce au fait que l'élément support présente une élasticité telle qu'il engendre la tension préalable nécessaire dans le sens opposé à l'action de la pesanteur. Pour dimensionner la tension prénla- ble, il est nécessaire de tenir compte de la hauteur de remplissage maximale admissible du récipient à double paroi. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le goulot tubulaire du récipient intérieur peut dtre raecordé à un couvercle du récipient extérieur sous forme d'une membrane, ce couvercle étant déformé sous l'action de la pression de l'air extérieur par rapport au vide régnant à 'intérieur de ltespace enveloppe, de sorte que le récipient intérieur est appliqué et*~serre sous tension préalable contre l'élément support prévu dans l'espace enveloppe entre le récipient intérieur et le récipient extérieur. Au lieu d'un su élément support, on p e' ut éventuellement prévoir dans la zone des fonds plusieurs éléments supports. Suivant un mode de réalisation 'préféré, un tel élément support est un tubeen matière plastique. liors que les mesures qui viennent d'erre décrites assurent déjà une sécurité étendue du goulot tubulaire à paroi mince contre les efforts de traction alternes, il- apparat avantageux, suivant un développement de l'invention, dé prévoir dans la zone de la surface latérale extérieure et intérieure dès récipients intérieur et -exté- rieur au moins un élément support latéral supplémentaire qui empt- che l'apparition d'oscillations de flambage au goulot tubulaire. Selon un développement de ce mode de réalisation, l'élément support latéral est forme par une bague intérieure conique montée sur la suriaee intérieure du récipient extérieur et d'une bague extérieure d'une forme conique inverse correspondante prévue sur la surface extérieure du récipient intérieur. Le mode de réalisation indiqué tient compte du fait que, lorsquton remplit le récipient intérieur au moyen d'un gaz conden sé, il se produit un retrait de contraction par rapport au récipient extérieur qui est à la température ambiante, cette contraction étant de l'ordre de grandeur de quelques millimètres. La disposition adoptée pour les éléments individuels est telle que les appuis ne peuvent se débloquer. Lorsqu'on utilise comme couvercle du récipient extérieur une membrane, cette membrane subit une déformation-supplémentaire lorsqu'on remplit le récipient intérieur avec du gaz condensé, de sorte que la force de tension préalable de l'élément support, pré-mesurée, reste.sans changement.De façon analogue, les éléments drappui latéraux se présentent sous une forme telle que la contraction du récipient intérieur a'exprime uniquement par un déplacement de la bague inté rieure conique par rapport à la bague extérieure conique sans provoquer de jeu dans l'appui latéral. Lt amplitude du déplacement du récipient intérieur par rapport au récipient extérieur lors du remplissage est déterminée par le rapport entre sa longueur et le diamètre. L'appui doit donc titre choisi tel que soit réalisée une surface de glissement avec composante de mouvement dirigée dans le sens de la déformation.La bague extérieure prévue sur le récipient intérieur, servant de tampon d'amortissement, peut titre avantageusement faite en matériau élastique, par exemple en matière synthétique connut dans le commerce sous le nom de "Téflon". Lut élément support est également avantageusement fait avec cette -matière synthétique. le récipient intérieur est en acier fin tenace à froid. D'autres caractéristiques et avantages de la présente inven tionressortiront de la deseription qui suit, faite à titre dexem- ple et- en référence à la figure unique du dessin annexé représen- tant. en coupe l'objet de l'invention. Dans un récipient extérieur cylindrique 1 est prévu un réci pient intérieur 2. qui débouche dans un goulot tubulaire 3. Par 1' intermédiaire du goulot tubulaire 3, le récipient intérieur 2 est relié au récipient extérieur t par deux joints de soudure 4a -et 4b. -Le couvercle 5 du récipient extérieur 1 est une membrane élastique qui peut se déformer sous l'effet de la pression de l'air extérieur par rapport au vide--réalisé dans l'espace enveloppe sub suivant entre le récipient interieur et le récipient extérieur. Dans la zone des fonds, entre des douilles de guidage 8, 9 reliées solidairement respectivement avec le récipient intérieur 2 et le récipient extérieur 1, est engagé symétriquement un - tube en matière plastique 10 servant d'élément support. Pour l'ins tallation et pour le transport, le récipient extérieur 1 avec son récipient intérieur 2 est monté dans une console support constituée d'une plaque de base 7 à laquelle sont fixées des équerres supports 6. L'appui latéral du récipient intérieur 2 est réalisé au moyen d'une bague intérieure conique 12 prévue sur la surface intérieure du récipient extérieur 1 ainsi que d'une bague extérieure 11 conique en sens opposé et correspondant à la précédente, prévue sur la surface du récipient intérieur 2. La bague extérieure 1 i de même que l'élément support 10 est faite d'un matériau synthétique présentant les propriétés voulues. Entre la bague intérieure et la bague extérieure est formée une surface de glissement en forme d'aire latérale de cane qui peut compenser les déplacements de retrait de contraction du récipient intériéur sans pour autant débloquer latéralement l'appui. Au lieu d'une bague intérieure conique à laquelle s'adapte une bague extérieure conique, les deux parties, ou l'une de ces parties, peuvent être~remplacées par des supports en forme de barrettes s'adaptant pièce par pièce. 11 est également possible de prévoir, en cas de besoin, des éléments dtappui supplémentaires à une hauteur différente. Gracie aux mesures proposées par l'invention, on obtient un récipient à double paroi qui peut sans danger supporter les forces d'accélération qui se produisent en cours de transport et qui, en outre, assure une bonne isolation thermique entre le récipient intérieur et le récipient extérieur. REVENDICATIONS 1. Récipient à double paroi pour liquides à bas point dtébul- lition, en particulier pour gaz condensés, dans lequel l'espace enveloppe entre un récipient intérieur et un récipient extérieur est maintenu sous vide et dans lequel le récipient intérieur est relié élastiquement au récipient extérieur par ltintermédiaire du goulot tubulaire, caractérisé en ce que le récipient intérieur prend appui sur un élément support en matériau thermiquement isolant disposé dans l'espace enveloppe et qu'il engendre une pré-tension élastique en sens opposé à l'action de la pesanteur du liquide remplissant -le récipient intérieur. 2. Récipient à double paroi suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le goulot tubulaire du récipient intérieur est raccordé à un couvercle du récipient extérieur constitué sous forme d'une membrane, et en ce que le récipient intérieur est maintenu serré sous tension préalable contre l'élément support en matériau thermiquement isolant prévu dans ltespace enveloppe entre le récipient intérieur et le récipient extérieur. 3. Récipient à double paroi suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément support est disposé dans la zone des fonds entre le récipient intérieur et le récipient extérieur. 4. Récipient à double paroi suivant la revenUication 3, caractérisé en ce que l'élément support est un tube enmstiere synthétique. 5. Récipient à double paroi suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un élément support latéral est prévu dans la zone des surfaces latérales exterieure et intérieure du récipient intérieur et du récipient extérieur. 6. Récipient à double paroi suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément support latéral se compose d'une bague intérieure conique sur la surface intérieúre~-du récipient extérieur et, sur la surface extérieure du récipient intérieur, d'une bague extérieure conique en sens opposé conjuguée de la première bague. 7. Récipient à double paroi suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments supports sont des barrettes radiales qui forment des surfaces de glissement coniques conjuguées correspondantes.