Brevet FR2075969A1 — publié le 19711015

La présente invention concerne une canalisation isolée par le vide et son procédé de fabrication. Les canalisations isolées par le vide sont importantes pour le transport de fluides dont la température est très supérieure 5 ou très inférieure à la température ambiante. La présente invention concerne une nouvelle forme de canalisation isolée par le vide»qui est particulièrement facile à réaliser et à entretenir. L'ensemble isolé par le vide selon l'invention et destiné au transport d'un fluide à une température très supérieure ou très in-10 férieure à la température ambiante, comprend plusieurs éléments préfabriqués comportant chacun une canalisation tubulaire sur laquelle est fixée d'une manière étanche aux fluides une chemise tubulaire coaxiale, afin de ménager un espace isolant. Les éléments préfabriqués alternent avec des éléments de jonction tubulaires 15 dont la section droite est sensiblement la même que celle de la canalisation tubulaire. Un manchon tubulaire est réuni à chaque extrémité d'un élément préfabriqué, son diamètre intérieur eut supérieur au diamètre extérieur de chaque élément équipé de sa chemise et il est disposé de manière à ménager un espace isolant 20 autour des parties de la canalisation qui ne sont pas enfermées dans une chemise tubulaire. Les espaces isolants sont placés sous vide. Chacune des chemises d'un élément préfabriqué comprend une partie cylindrique et deux pièces d'extrémité annulaires. De préférence, les pièces d'extrémité annulaires sont en forme de cuvette 25 dont la concavité est tournée soit vers l'intérieur, soit vers l'extérieur du cylindre. Cette disposition aide l'ensemble à supporter les efforts résultant des différences de dilatation entre la canalisation et la chemise et à réaliser un chemin de fuite de la chaleur plus long entre la chemise et la canalisation. Pour 30 faciliter la construction, la canalisation tubulaire se prolonge de préférence au-delà des pièces d'extrémité de la chemise. De préférence, tous les éléments de l'ensemble sont réalisés en métal, l'acier inoxydable convenant particulièrement et, de préférence, tous les joints de l'ensemble entièrement métallique sont 35 soudés. Par commodité, les manchons et les chemises peuvent comporter des raccords de pompage facilitant la mise squs vide et les 71 00270 2- 2075969 chemises peuvent être placées sous vide à volonté ayant d1 être transportées.au lieu d'assemblage. l'élément de jonction est soit un tube simple, soit un tube ramifié,suivant que l'extrémité d.*un. élément préfabriqué particu-5 lier doit:être réuni à-un ou plusieurs autres éléments préfabriqués. -Tous les éléments de 1*ensemble,' à l'exception des. éléments de jonction, sont de préférence sensiblement droits, les coudes de l'ensemble étant réalisés en cas de besoin par les éléments de jonction eux-mêmes; Lorsque chaque extrémité: d*un élément équipé d'une che-10 mise est réunie en ligne, droite à .un seul, autre élément, on peut utiliser.soit deux manchons cylindriques de. jonction qui peuvent être, soudés directement bout à bout et aux chemises, soit un seul manchon cylindrique qui peut être soudé directement aux chemises. Lorsque chaque extrémité d'un élément équipé d'une chemise est 15 réunie à plusieurs autres éléments ou à un élément de jonction courbe les extrémités des manchons doivent être mises en forme afin .d'être ajustéel/'serrées l'une sur l'autre pour permettre la réalisation d'un joint soudé ferme. . Les éléments tubulaires préfabriqués et garnis 20 de chemises sont tous d'une section droite normale et, de préférence, le diamètre intérieur des manchons, n'est que légèrement supérieur au diamètre extérieur des éléments, de manière à faciliter le soudage . ». Cependant, le cas échéant un collier peut être disposé entre l'élément et la chemise et il peut être soudé à ceux-ci. 25 Normalement,la chemise ou la canalisation doit comporter un élément de dilatation de forme quelconque, par exemple un soufflet. De préférence, les éléments de jonction tubulaires ou les prolongements des éléments,-préfabriqués comportent des couches d'une matière extrêmement isolante. Cet isolement est particulièrement 30 important si le fluid.equi doit être transporté est de l'hydrogène ou de 1'hélium liquide. L'isolant peut être préparé à l'avance par rouleaux de couches assemblées, afin de faciliter sa mise en place. Une substance absorbante est introduite dans les espaces mis sous vide-, en particulier si le fluide qui doit être 35 . transporté est de l'hydrogène liquide ou de 11hélium liquide. La présente invention concerne également un procédé de construction d*un ensemble isolé par le vide ,qui consiste à réunir 71 00270 -3- 2075969 alternativement des éléments tubulaires préfabriqués garnis de chemises»constitués chacun par une canalisation tubulaire et une chemise tubulaire coaxiale ménageant un espace isolant, à des éléments de jonction tubulaires dont les sections droites sont sensiblement 5 les mêmes que celles de la canalisation et à réunir ensuite des manchons tubulaires aux éléments afin de ménager des espaces isolants autour des parties de la canalisation qui ne sont pas enfermées dans une chemise tubulaire, le diamètre intérieur des manchons tubulaires étant plus grand que le diamètre extérieur des chemises des 10 éléments, et à mettre sous vide les espaces isolants. Un tel procédé peut être mis en oeuvre d'abord par la mise en place des éléments préfabriqués garnis de chemises, par la mise en forme des manchons, leur mise en place autour des chemises avec des espaces destinés à l'introduction des éléments de jonc-15 tion, l'introduction de ceux-ci, leur soudage sur les canalisations, l'introduction en cas de besoin de la matière extrêmement isolante, le coulissement des manchons vers leurs positions d'isolement et leur fixation finale par soudage. L'ensemble constitue une canalisation isolée par le vide, 20 destinée au transport de fluides à température élevée ou à basse température et il convient particulièrement pour le transport de gaz liquéfiés à basse température, par exemple l'oxygène liquide. Un avantage de la présente invention est le fait que les éléments préfabriqués garnis de chemises peuvent être préparés 25 à l'avance, puis transportés à l'endroit où l'ensemble doit être réalisé et assemblés epsuite facilement sur place. Les canalisations peuvent être constituées d'ensembles de longueur et de diamètre standards . Un autre avantage de l'invention est le fait que des tronçons de canalisation peuvent être enlevés facilement 30 pour être remplacés et que des tronçons de canalisation qui cessent d'être nécessaires dans un ensemble peuvent être récupérés facilement et être utilisés ailleurs. Il est possible d'allonger facilement la canalisation ou d'y pratiquer des points de prélèvement supplémentaires. 35 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res- sortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent, à titre explicatif mais 71 00270 -4- 2075969 nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe d'une partie d'un ensemble selon l'invention, par les axes des éléments; et 5 la figure 2 est une élévation d'un élément tubulaire équipé d'une chemise,suivant l'invention. Dans l'ensemble de la figure 1, tous les éléments sont en acier inoxydable et trois éléments tubulaires 10 garnis de chemises sont réunis par un élément de jonction ramifié 12 et des manchons 10 14, 16 et 18. Les éléments tubulaires 10 (qu'on voit également sur la figure 2) comportent tous une canalisation centrale 20 et une chemise 22 qui est fixée à la canalisation par des extrémités 24 en forme de cuvette et des joints annulaires soudés aux points indiqués par la 15 référence numérique 26. Chaque chemise 22 comporte un raccord de pompage 28 et un soufflet de dilatation 29. Des couches d'isolant 30 sont disposées autour des bras de l'élément de jonction 12 et autour des prolongements 13 des canalisations 20. 20 Les manchons 14, 16 et 18 sont réunis aux chemises par des soudures 32 et les uns aux autres par des soudures 34 réalisées entre leurs extrémités mises en forme. Un râccord de pompage 36 du manchon 16 permet la mise au vide de l'espace enfermé entre l'élément de jonction 12 et les manchons. 25 Pour réaliser l'ensemble, on commence par fixer les éléments 10 aux positions voulues, puis on réalise chaque élément de jonction 12 en disposant ses branches suivant l'angle nécessaire et on le présente, puis on l'enlève pour permettre de placer autour des chemises 22 les manchons 14, 16 et 18 après les avoir mis en 30 forme de manière qu'ils s'ajustent l'un à l'autre et qu'ils se montent avec un ajustage glissant sur les chemises 22. L'élément de jonction 12 est mis ensuite en position, puis il est soudé et enfermé dans des couches d'isolant 30. Les manchons 14, 16 et 18 sont alors glissés et soudés l'un à l'autre ainsi qu'aux chemises 22. Il faut 35 avoir soin de s'assurer qu'il n'existe aucune fuite dans les soudures. Finalement, une pompe à vide est reliée aux raccords 28 et 36. 71 00270 -5- 2075969 Il est "bien entendu nécessaire qu'un tel ensemble se termine à l'une de ses extrémités ou à ses deux extrémités- dans un récipient, tel qu'un récipient d'emmagasinage, et il faut alors réaliser une jonction appropriée avec le récipient. Un procédé 5 pour réaliser-cette jonction consiste à souder des brides sur la paroi du récipient et sur la chemise 22. .. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son 10 cadre. 71 00270 -6- 2075969 - REVENDICATIONS - ' 1. Ensemble isolé par le vide,destiné'au transport d'un fluide à une température très supérieure ou très inférieure à la température "ambiante, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs 5 éléments préfabriqués comprenant chacun une canalisation tubulaire et une chemise tabulaire coàxiale fixée d'une manière étanche à la canalisation de manière à ménager un espacé isolant, les éléments préfabriqués alternant avec des éléments de jonction tubulaires dont la section droite est sensiblement la même que celle de la 10 canalisation, le diamètre intérieur d-' un manchon-réuni à chaque extrémité de l'élément équipé; de chemise étant supérieur au diamètre extérieur de l'élément, les manchons étant disposés de manière à ménager un espace isolant autour des parties de la canalisation qui ne sont pas enfermées à l'intérieur d'une chemise tubulaire 15 et les espaces isolants étant placés sous .vide. 2. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément préfabriqué comporte des extrémités annulaires en forme de cuvette. 3. Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce 20 que la canalisation tubulaire se prolonge au-delà des pièces d'extrémité de la' chemise. 4. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est en métal. 5. Ensemble suivant la revendication 4, caractérisé en ce 25 que tous les joints sont soudés. 6. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les manchons et' les chemises comportent des raccords de pompage.' • T. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que tous les éléments* à l'exception des éléments de jonction, sont sensiblement rectilignes. 8. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section droite des éléments tubulaires préfabriqués garnis de chemises est normale. 35 9. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre intérieur des manchons n'est que légèrement supérieur au diamètre extérieur des éléments 71 00270 -7- 2075969 garnis de chemises. 10. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un collier disposé entre l'élément de canalisation garni d'une chemise et le manchon est soudé 5 à tous les deux. 11. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément de dilatation est monté soit sur la chemise, soit sur la canalisation. 12. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce que des couches d'une matière extrêmement isolante sont disposées sur les éléments de jonction tubulaires. 13. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une substance absorbante est 15 disposée dans les espaces placés sous vide. 14. Procédé de fabrication d'un ensemble isolé par le vide, caractérisé en ce qu'il consiste à réunir alternativement des éléments tubulaires préfabriqués,comprenant chacun une canalisation tubulaire et une chemise tubulaire coaxiale ménageant un espace 20 isolant,à des éléments de jonction tubulaires dont la section droite est sensiblement la même que celle de la canalisation et à réunir ensuite des manchons tubulaires aux éléments garnis de chemises, de manière à ménager des espaces isolants autour des parties de la canalisation qui ne sont pas enfermées dans une chemise tubu- 25 laire, le diamètre intérieur des manchons étant plus grand que le diamètre extérieur d^s éléments, et à mettre sous vide les espaces isolants. 15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments tubulaires préfabriqués sont d'abord mis en position, 30 les manchons étant ensuite disposés autour des chemises de manière à laisser de l'espace pour l'introduction des éléments de jonction, qui sont ensuite introduits et soudés aux canalisations, les manchons étant glissés vers leurs positions et étant fixés par soudage.