Brevet FR2152422A1 — publié le 19730427

La présente invention qui résulte d'une collaboration entre MM. Denis FAGES et Jacques LECLERE du Commissariat à l'Energie Atomique, et M. Edmond DEPAQUIT de la Société Européenne de Propulsion, concerne la liaison entre les appareils de coulée et les enceintes devant être remplies de métal liquide. On sait que les métaux liquides sont des produits tres oxydables et que l'on doit veiller lors de leur transvasement d'un réceptacle dans un autre à ce qu'ils ne se trouvent jamais en contact avec l'air. Par ailleurs, on sait également que les enceintes recevant du métal liquide sont généralement après coulée du métal liquide mais avant leur obturation par écrasement et soudure de leur tube de remplissage, mises en communication avec une prise de vide ou avec une source de gaz sous pression pour, suivant les cas, assurer le vide de l'espace libre dans l'enceinte ou au contraire introduire dans cet espace un gaz sous pression. La présente invention a pour objet un dispositif répondant aux conditions opératoires définies plus haut. Elle concerne à cet effet un dispositif pour introduire du métal liquide dans des enceintes, en atmosphère non oxydante, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps tubulaire, dont une extrémité forme fourreau, raccordable par le fourreau à l'enceinte à alimenter et par son autre extrémité à un appareil de coulée, - un organe tubulaire dépla çable axialement dans le fourreau et susceptible d'occuper sélectivement deux positions: l'une "basse", dans laquelle il débouche hors du fourreau pour pénétrer dans l'enceinte, l'autre "haute", dans laquelle il est rétracté dans le fourreau, - une vanne à boisseau située en travers de l'alésage du fourreau, en aval de la position "haute" de l'organe tubulaire et dont le boisseau est susceptible d'occuper sélectivement deux positions: l'une dans laquelle il peut autre traversé par l'organe tubulaire, l'autre dans laquelle il obture avec étanchéité l'alésage du fourreau, - des moyens de raccordement de l'alésage du corps à une prise de vide, situés de part et d'autre de la vanne, - des moyens de raccordement de l'alésage du corps à une source de gaz neutre, situés entre la vanne et l'extrémité du fourreau. Suivant une caractéristique de l'invention, le corps comprend trois éléments solidaires les uns des autres: le fourreau et deux éléments semi-tubulaires, alignés- coaxia- lement et de sections croissantes à partir du fourreau. D'après une autre caractéristique de l'invention, l'organe tubulaire mobile comprend trois éléments solidaires les uns des autres alignés coaxialement: une aiguille hypodermique et deux tronçons cylindriques, présentant des sections croissantes à partir de l'aiguille. Ces deux dernières caractéristiques de l'invention permettent une réalisation simple des éléments du dispositif, ceux-ci ayant des formes de révolution et étant situés le long d'un axe commun. Pour permettre le positionnement désiré de l'organe mobile du dispositif, le tronçon de celui-ci opposé à l'aiguille porte deux poignées situées au voisinage de ses extrémités, s'étendant radialement dans un même plan axial et traversant chacune respectivement une de deux glissières longitudinales ménagées dans l'élément central du corps. Enfin le dispositif de l'invention comprend une pluralité de moyens assurant les uns l'étanchéité des éléments du dispositif lui-meme vis-à-vis de l'extérieur, les autres l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur des liaisons temporaires entre ledit dispositif et respectivement l'enceinte à remplir et l'appareil de coulée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention, destiné à l'introduction de métal liquide dans des enceintes-. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue d'ensemble, suivant coupe axiale, du dispositif de l'invention, coopérant avec une enceinte, l'organe tubulaire étant représenté, à gauche de l'axe dans sa position "basse" et à droite de l'axe dans sa position "haute". - la figure 2 est une vue partielle, de droite, du dispositif de la figure 1, partiellement arrachée pour-montrer le dispositif de verrouillage à bille maintenant l'organe mobile dans sa position "basse". Le dispositif suivant l'invention et tel que représenté sur les fig. 1 et 2 comprend essentiellement un corps fixe 1, raccordable à un appareil de coulée, figuré en 2 en traits mixtes, et un organe tubulaire 3, déplaçable dans ledit corps 1 et raccordable à une enceinte à alimenter, dont seul le tube de remplissage est figuré en 4 également en traits mixtes. Le corps 1 comprend trois éléments solidaires: un fourreau 5 et deux éléments semi-tubulaires 6-7 dont celui situé le plus haut 7, présente la section la plus importante. La liaison entre le fourreau 5 et l'élément voisin 6 est rendue étanche au moyen de joints annulaires 8 emprisonnés dans l'assemblage de liaison 9. Le fourreau 5 supporte une vanne 10 à commande manuelle, dont le boisseau 11 est disposé transversalement à l'alésage longitudinal 12 du fourreau. Le boisseau 11 peut être sélectivement amené dans l'une ou l'autre dA deux posi- tions angulaires dans l'une desquelles elle se laisse traverser par l'organe mobile 3 alors que dans l'autre elle obture hermétiquement l'alésage longitudinal 12 du fourreau. L'organe mobile 3 comprend trois éléments solidaires alignés coaxialement à la suite l'un de l'autre, à savoir une aiguille hypodermique 13, prolongée par deux tronçons cylindriques 14-15, les sections des éléments allant croissant à partir de l'aiguille hypodermique 13. L'élément de plus grande section 15 de l'organe mobile 3 est guidé dans les déplacements dudit organe par la portée centrale 16 du fond 17 de l'élément terminal 7 du corps, portée avec laquelle l'étanchéité est réalisée par l'intermédiaire de deux joints dynamiques 18. La commande sélective des déplacements de l'organe mobile 3 dans le corps 1 est assurée par action sur l'une de deux poignées 19 solidaires de l'élément central 14 de l'organe mobile 3 et rayonnant à partir de celui-ci dans un même plan diamétral. Les déplacements longitudinaux de ces poignées 19 sont guidés par deux glissières longitudinales 20 ménagées dans l'élément central 6 du corps 1. Pour assurer le maintien de l'organe mobile dans chacune de ses positions extrêmes, les glissières 20 sont prolongées à chacune de leurs extrémités par un décrochement latéral 21 (fiv. 2) et chaque extrémité de l'élément central 15 de l'organe mobile 3 est pourvue d'une nervure dans laquelle vient encliqueter dans lesdites positions extrêmes, la bille 22 d'un système de verrouillage à bille. L'extrémité libre de l'élément de plus grande section 7 du corps 1 est obturée par une bride 23 prolongée vers l'intérieur par un nez 24, bride etnez percés axialement d'un alésage 25 présentant une embouchure 26 dans laquelle pénètre le nez de l'appareil de coulée (représenté en 2 en traits mixtes). Le nez 24 de la bride 23 est de section inférieure à celle de l'élémént de plus grande section 15 de l'organe mobile 3 et de longueur telle qu'il pénètre partiellement dans ledit élément même dans la position basse de l'organe mobile 3. L'alésage du corps 3 est raccordé de part et d'autre de la vanne 10, par un piquage 27 communiquant sélectivement avec une prise de vide et avec une source de gaz inerte (non représentées) et par une tubulure 28 traversant la bride 23 avec une prise de vide (non représentée). Le volume libre dans l1élément du corps 1 présentant la section la plus grande 7, constitue autour de l'élément 15 de l'organe mobile une capacité de détente. Enfin, la liaison du dispositif de l'invention avec l'enceinte à alimenter et plus précisément avec le tube de remplissage 4 de ladite enceinte est assurée d'une part par introduction de l'aiguille hypodermique 13 dans le tube de remplissage 4, d'autre part, par pénétration du tube de remplissage 4 dans l'alésage du fourreau 5, l'étanchéité de ces deux éléments étant assurée par un raccord trois pièces 29 situé à l'extrémité libre du fourreau 5. Le fonctionnement du dispositif tel que décrit peut être résumé comme suit: - le corps 1 étant raccordé de façon étanche à travers la bride 23 à un appareil de coulée et par l'intermédiaire du fourreau 5 à l'enceinte à remplir, l'organe mobile 3 étant en position "haute" (partie droite de la fig. 1) et la vanne 10 en position "ouverte" on fait le vide dans l'alésage du corps 1 par l'intermédiaire du piquage 27 et de la tubulure 28 raccordées à une prise de vide, - l'organe mobile est alors amené à sa position "basse" (partie gauche de la fig. 1), l'aiguille hypodermique 13 pénétrant dans le tube de remplissage 4 de l'enceinte à remplir, après avoir traversé le boisseau 11 de la vanne 10, - on provoque alors la coulée du métal liquide de l'appareil de coulée à l'enceinte à travers le dispositif de l'invention, - la coulée terminée, on ramène et verrouille l'organe mobile dans sa position haute, - on provoque alors la venue du boisseau 11 de la vanne 10 dans la position fermée de celle-cif - l'étanchéité étant assurée en aval de la vanne 10, on commande l'admission dans l'enceinte, à travers le piquage 27, d'une quantité déterminée de gaz neutre devant assurer dans l'enceinte, la couverture inerte au-dessus du métal liquide, - on précède alors à l'obturation usuelle de l'enceinte et on peut alors désolidariser le dispositif de l'invention d'avec l'enceinte et éventuellement d'avec l'appareil de coulée. Bien entendu, la présente invention ne se limite nullement au mode d'application, non plus qu'à l'exemple de réalisation plus particulièrement décrits et représentés; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour introduire du métal liquide dans des enceintes, en atmosphère non oxydante, caractérisé en ce qu'il comprend : - un corps tubulaire, dont une extrémité forme fourreau, raccordable par le fourreau à l'enceinte à alimenter et par son autre extrémité à un appareil de coulée, - un organe tubulaire déplaçable axialement dans le fourreau et susceptible d'occuper sélectivement deux positions : l'une "basse", dans laquelle il débouche hors du fourreau pour pénétrer dans l'enceinte, l'autre "haute" dans laquelle il est rétracté dans le fourreau une vanne à boisseau située en travers de l'alésage du fourreau, en aval de la position "haute" de l'organe tubulaire et dont le boisseau est susceptible d'occuper sélectivement deux positions: l'une dans laquelle il peut être traversé par l'organe tubulaire, l'autre dans laquelle il obture avec étanchéité l'alésage du fourreau - des moyens de raccordement de l'alésage du corps à une prise de vide, situés de part et d'autre de la vanne - des moyens de raccordement de l'alésage du corps à une source de gaz neutre, situés entre la vanne et l'extrémité du fourreau. 20) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps comprend trois éléments solidaires les uns des autres, le fourreau e deux éléments semi-tubulaires, alignés coaxialement et de sections croissantes à partir du fourreau. 30) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage angulaire de l'organe mobile par rapport au corps et des moyens de maintien temporaire dudit organe mobile dans chacune de ses positions extrèmes. 40) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe -tubulaire mobile comprend trois éléments solidaires les uns des autres alignés coaxialement: une aiguille hypodermique et deux tronçons cylindriques, présentant des sections croissantes à partir de l'aiguille. 50) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le tronçon cylindrique opposé à l'aiguille porte deux poignées situées au voisinage de ses extrémités, s'étendant radialement dans un même plan axial et traversant chacune respectivement une de deux glissières longitudinales ménagées dans l'élément central du corps. 6 ) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de verrouillage à bille pour assurer le maintien de l'organe mobile dans chacune de ses positions extrêmes, système dont les constituants sont portés respectivement par l'élément central du corps et par l'élément central de l'organe mobile. 70) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'élément de plus grande section du corps comporte une portée coaxiale supportant au moins un joint dynamique traversé avec étanchéitF par l'élément de plus forte section de l'organe tubulaire. 80) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'ex rétf libre de l'élément de plus grande section du corps est obturée par une bride percée axialement pour sa liaison avec lln np > prei' de coulée, le perçage se prolongeant à travers un ne- F t dant coaxialement à l'élément, à l'intérieur de celui-ci et plongeant dans l'élément de plus grande section de l'organe mobile. 90) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le raccordement de la partie de l'alésage du fourreau située en aval de la vanne avec une prise de vide ou une source de gaz inerte s'effectue sélectivement par un piquage unique. . 100) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend à l'extrémité libre du fourreau un raccord trois pièces pour la réalisation des liaisons étanches avec les enceintes à alimenter.