Brevet FR2302853A1 — publié le 19761001

La présente inventioin concerne l@@pr @fabricution le panneaux constituant les parois isolantes rigides et @tanches des cuves a membrane cr@ ogénigue des methsniers et les reservoirs torrestres de liciudes cryogéniques, tels que gaz naturel liquéfié, éthylén licuide, azote, onygène, hylrogène licuide, etc... Les panneaux isolants utilises jusqu'ici ans la construction ues Lèthaniers et des stockages terrestres cryogéniques sont en général --e fai- bles dimensions.Ils sont constitues soit de blocs de balsa col lés ensemble sur des contreplaques de bais divers, soit de boite en contreplaqué remplies de perlite, soit encore de sandwiches de mousse de plastique renforcés par des contreplaqués ou autres matériaux. Ils peuvent comporter diverses attaches sur lesquelles sera ultérieurement fixée une membrane métallicue ou plastique séparant le liquide cryogénique de l'isolation. La mise en place de cette membrane, ainsi oue l'assemblage sur le chantier de très nombreux éléments constituant l'isolation rendent très ocreuse et très longue la construction des cuves te méthaniers t des réservoirs cryogénicues par les procédés connus. L'objet principal de la présente invention est la nabrica- tion de fanon continue, grace a une machine spéciale, de panneaux de longueur indéfinie comportant à la fois la membrane métallique et l'isolation rigide requise pour cette application Le système d'assemblage de ce type de panneaux et l'outillage de chantier ncessaire font l'objet d'une invention diposee séparement le 3/3/1975 sous le numero : 75 0651 Une particularité caracteristique de ce type de panneaux reside en ce qu'ils presentent une grande rigidité,ce qui rend possible la manipulation et l'assemblage de panneaux de grande longueur (20mx0, 5mx0,3m par exemple). Ils constituent l'équivalent mecanique d'une poutre compo- site dont la section est de preference un parallelogramme comme indiqué sur la figure 1.Les sert. elles 1 et 2 ce cette poutre sont faites de tissus de verre imprégnés de résine et l'aine en est constituée par une mousse plastique 3 à cellules fermées renforcée par des réseaux parallèles de fibres de verre 4 tendues selon trois directions obliques par rarport aux semelles. La membrane rttallique 5 est constituée par une tole mince Invar ou d'alliage de itne de type Alnha.Ses bords sont découpés et repliés de façon - lui donner une rigidité propre, et les rarties décou pees sont insérées are les mailles u tissu ce verre le long de deux arètes dela poutre, comme indiquè sur la figure 2 qui repré + sente l'une des tranches du pnn eau. Ces tranches sont de préfépence Cioses en oblique par rapport au plan des panneaux, suivant l'une ?.es directions principales des fibres de verre,4. La forme parall@lipipédique des parneaux rend leur mise à niveau plus facile et augmente la surface du joint de colle assurant la liaison de deux panneaux adjacents. Il on résulte un assemblage plus rapide, plus solide et plus étanche. La tension des fibres de verre impose à la mousse lastique une ore-contrainte de compression qui permet au panneau de subir des efforts de flexion ou de tension sur l'une de ses faces, sans qu'il y ait fissuratioi# de la mousse plastique. La description qui va suivre et les dessins annexes donnes titre d'exemple feront mieux comprendre coment es panneaux peuvent être réalisés industriellement. La fabrication de l'envelorpe extérieur en tissus de verre, ainsi que la repartition es réseaux parallèles de fibres de verre tendues utilise de préféren ce un procédé de tricot mécanique sans couture, mais le mère ré- sultat peut aussi ètre obtenu par des procadés de tissage, au pri d'une plus grande complexité des machines, par conséquent d'un cout de production nlus élevé. Seule la machine utilisant le procédé de tricot sera décrite.La transposition des différentes opérations peut ètre effectuée en particulier par des procs de tissage analogues à ceux utilisés dans les machines produisant les tissus de velours, par la technique dite "rn double peluche" bien connue des constructeurs de machines à tisser. Dans ce cas les deux nappes de tissu constituant les faces avant et arrière joueraient le m@me role que les faces envers @es deux tissus de velours, avant tranchage Ces fils e pluche cui les retint. La machine à tricoter est représentée schématiquement sur la figure 2. Elle comporte ouatre séries de crochets dispos@s dans quatre lans 6, 7, 8, 9. Dans le plan U , transverse C la direction du tube de tricot les Dans le plan 6, transverse à lissières leur servant e guides comme indiqué sur la figure 3. Leur mouvement est comandé p la rotation de l'arceau extérieur 1G qui comporte per exemple une rainure 11 dans laquelle viennent s'insérer les extrémités recour bées des tiges des crochets. La frome de la rainure dévie de la forme circulaire en 12 sur une faible portion de sa longueur, de telle sorte que les tiges de crochets engagés par cette partie de la rainure se trouvent alternativement pousses vers l'intérieur cuis tirées dans leur glissière.Ces mouvements le translation ùe faible amplitude crochets sont placés dans des permettent au crochet de saisir le T, il inte- rieur 13, et de former une maille. Chaque rotation d'un tour e l'anneau 10 ralise ainsi une nouvelle rangée de mailles du tube ont la longueur se trouve alors augmentée de la longueur d'une maille.Les crochets situes dans les plans ,) et 6 sont fixés sur une barre transversale, pour constituer une sorte de peigne, dont 11e mouvement- de translation d'ensemble vers le bas permet de faire traverser aux crochets le tricot dèja formé, puis de saisir le @ fil extérieur 14 sur toute la longueur d'une face du panneau, Par un mouvement d'ensemble des crochets vers le haut, et de grande amplitude, les crochets entrainent le fil à travers le tricot en formant des boucles très allongées qui sont reprises en fin de course par une aiguille 15, sur laquelle elles sont enfilées et omises en attente.La machine constitue ainsi deux réseaux oblique sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre de mailles très al longées, dont chaque nappe est retenue par une aiguille. Le troi sième réseau de mailles allongées, constitué dans le plan 9 est représenté sur la figure 4. Il est réalisé d'une manière semblable à ceux des plans 7 et 8 au moyen d'un peigne pour la par tie centrale de la nappe, constituée de mailles de même longueur. les parties latérales de la nappe, constituées de mailles de lon gueur croissante linéairement a partir des sommets opposes du parallèlogramme, sont réalisées au moyen de crochets de longueur progressivement croissante ou décroissasnte placés dans des glis sières. Les mouvements d'avance puis de retrait de chacun des crochets sont provoqués par le passage 'un chariot poussoir triangulaire 16 ou 17 se déplaçant sur une glissière 18 ou 19, comme indiqué sur la fifre 4. Les aiguilles 20, 21, 22, sur lesquelles sont enfilées ces mailles sont respectivement dans le plan d'une face du panneau et dans le plan des deux tranches en biseau.Ires crochets des plans 7, 8, et 9, sont écartés d'un intervalle correspondant à trois des mailles normales réalisées dans le plan 6. Ceux du plant 7 sont décalés d'une maille par-rarport ceux dg plan 8, et de deux mailles par rapport à ceux du plan 9, de façon à permettre leurs mouvements respectifs sans interférences.Lorsque les crochets extérieurs du plan 6 se trouvent en face d'une aiguille portant des mailles allongées, ils reprennent chaque maille l'une après l'autre, simultanément avec la maille normale cu'ils portent,avant de saisir le fil intérieur 13 pour former une nouvelle maille. Les mailles allongées se trouvent donc tendues entre les faces opposées ou aracentes du tube de tricot.Lorsque les ailles portées par une aiguille ont toutes été ainsi reprises, 1' aiguille 20 est retirée, pour servir de nouveau @ enfiler les pailles allongées du niveau supérieur en position 15. Cette permutation des aiguilles est effectuée par un dispositif mécanique connu, oui n'est pas représenté sur la figure 2, pour faciliter la compréhension de cette dernière. Le tube de tricot est maintenu tendu entre quatre tubes guides 29 formant les arêtes du parallélipipède. L'écartement entre j tubes guides est progressivement croissant, de façon a placer les| mailles en tension, au fur et e mesure oue le tube de tricot et son réseau tridimensioneel de mailles de renfort est tire vers le bas par les rouleaux extérieurs 23. Les faces externes du tricot sont ensuite imprégées de résine thermo-durcissable, de façon à les rendre imperméables. La membrane métallique en tole d'Invar 24 est alors incorporée sur l'une des faces du panneau comme indiqué sur la figure 2 La structure pénètre ensuite dans une enceinte résistant à-la pression, constituée par trois tapis roulants métalliques 95, et par la tole d'Invar. Toutes les surfaces métallioues en contact avec la résine sont recouvertes d'un film ne silicone ou de tout autre agent empêchant l'adhérence du métal la résine. v'est a ce moment que la mousse plastioue est injectée sous forme liquide par les extrémités des tubes guides. Cette résine, |qui contient un produit e=anseur, tel que le Fron liquide, formé une mousse qui remplit totalement l'espace intérieur du tube , enrobe les fibres de renfort, et arplique fermement les faces imprégnées de résine contre l'enceinte résistant à la pression. Après durcissement de la mousse, le panneau composite recouvert de la membrane métallique incorqorse sur l'une ce ses faces émerge des tapis roulants metalliques 25, formant un élément rigide Ce longueur indéfinie, cui est ensuite ronronne @ la longueur voulue. La préparation de la membrane métallique; avant son incorporation au tube de tricot dont les faces ont été préalableent imprégnées de plastique, comporte les phases suivantes: - @eroulage @u rouleau de tole - perforation 26 et pliage 27 ces bordures par emboutissage - formation par pliage sur les galets des bords relevés 28 La tole ainsi formée possède une rigidite appréciable dans le sens longitudinal. Les bords découpés et plis constituent une serie de crochets qui, en pénétrant dans les mailles du tricot, sur les tranches da anneau, assurent ainsi l'accrochage de la membrane sur la paroi isolant rigide. Après tronçonnage c la longueur voulue Se chaque panneau, les extrérites de la-tole membrane sont repliées et soudées comme indiqué sur la figure 5, de façon à former un cadre rigide. # Le procédé de fabrication, et les machines qui font l'objet de l'invention peuvent ètre utilisés dans tous les cas ou on a besion de construire des panneaux rigides isolants de grande longueur, recouverts sur au moins l'une de leurs faces d'une membrane métallique. De tels panneaux sont nécessaires en particulier pour la réalisation des cuves de méthaniers et de réservoirs de stoc kage pour liquides cryogéniques tels que le méthane liquide, ou l'ethylène liquide. Les applications de ces panneaux ne sont cependant pas limitées au domaine cryogénqiue.En offet, les qualités intrinsèques de ces panneaux, a savoir grande rigidité, très faible conductivité thermique, étanchéité totale sur une face au moins race àune membrane métallique, permettent leur emploi pour la construction de parois de camions ou de wagons frigorifiques, de containers, et mème de batiments @'habitation, pour climats extrèmes froids ou chaues, Suivant les grauients thermiques auxquels les panneaux @eront soumis, on pourra rem placer la tole d'Invar ou de Titane poar une tole d'une matériau moins noble, par exemple l'acier inoxydable. On pourra également incorporer une deuxieme membrane métallique sur l'autre face du panneau, avec possibilite d'employer un matériau différent de celui de la promière membrane si la température à la laquelle il sera exposé en service est différente. Bien entendu, la présente invention n'est Das limitée aux modes de realisation décrits, mais s'etens @ teutes les variantes sonformss @ son esprit. R V E -;- I A .: ï c- N S 1- Méthode de fabrication de panneaux isolants riFides et étanche de longueur inde finie, comportant une paroi en mousse de plastique rigide précontrainte par un réseau tridimensionnel de fibres de verre tendues a' l'intérieur d'une enveloppe imperméable en tissus des verre imprégnés de résine plastique dans laquelle sont fixés les bords repliés d'une membrane métallique soudable destine à assurer l*etanchéité primaire des panneaux. 2- Methode de fabrication de panneaux isolants rigides et étanche selon la revendication 1 caractérisée par l'assemblage de manière continue de la mousse plastique rigide de ltenvelorpe en tissu de verre avec son réseau tridimensionnel de fibres de verre tendues, et de la membrane métallique, trace & une machine spéciale permettant de réaliser des panneaux de longueur indéfinie. 3- Méthode de fabrication de panneaux rigides et étanches et isolants selon la revendication 1 caractérisée par la disposition des fibres de verre constituant le réseau tridimensionnel de fils de pro contrainte suivant trois directions principales obliques par rapport aux faces des panneaux. 4- Methode de fabrication de vanneaux isolants rigides et étanche selon la revendication 1 caractérisée par le recouvrement du pa- neau, sur une face au moins, par une membrane métallique tance en alliage soudable dont les bords repliés sont ancrés dans le tissu de verre et dans la mousse rigide parrâllèlement aux arètes de l'une les faces du panneau. 5- Mothode de fabrication de panneaux isolants rigides et @tanches selon la revendication 1 caractérisée par le fait nu'elle permet de réaliser des panneaux dont la section est de préférence un parallélogramme. 6 Méthode de fabrication et machine selon la revendication 2 caractérisée par le fait autelles mettent en oeuvre quatre tubes guides sur lesquels eat tendu un réseau tridimensionnel te fibres de verre et, une enveloppe tubulaire en fibres de verre tricotés ou tisses ensemble par la machine. 7- Methode de fabrication et machine selon la revendication @ caractérisees par le fait cue la résine liquide destinée à former la mousse plastique rigide qui enrobe la stucture tridimensionnete en fibres de verre est introauite dans ce le-ci par l'intermediaire des tubes guides ou de tubes d'injection sensibleent paralléles à ceux-ci. @ - @éthode de fabrication et machine selon la revencication 6 caractériseés par le fait cu'elles permettent de réaliser a'e nani re continue une structure de longueur indéfinie @onstituée par l'enveloppe tubulaire on fibres de verre et par le réseau tridime sionnel de fibres de verre, en utilisant par exemple uatre machi nes à tricoter d e type connu iont les crochets se lacent dans quatre plans differents, et dont les mailles vises en attente sur des aiguilles sont ensuite incorpoorées aux mailles ou tricot tubu laire de l'enveloppe. cS Méthode Ce fabrication et machine selon la revenlication 6 caract6risies par le fait que l'enveloppe en fibres de verre tissée ou tricotée est rendue imperméable par une imprégnation de résine plastique Ut recouverte sur une face au moins par une membrane @étallique atanche, avant d'ètre remplie par une injection de mousse; des parois extérieures fies ou mobiles soutiennent tempo rairement cette enveloppe pendant l'expansion de 1 mousse. O- Méthode de fabrication et machines selon la revendication 9 aractérisèes par le fait que la ou les membranes métallicues @ecouvrant la ou les faces du panneau sont fixées tout au lon de retes par une série de crochets enrobés dans la ousse plastique t imbriqués dans les réseaux de fibres de verre tendus. Il- Méthode de fabrication et machines selon la revendication 10 caractérisées par le fait que les bords de la bande de tole utili ée pour r aliser la ou les membranes métalliques sont découpés t repliés pour former les crochets et pour former un rebord lon mitudinal rigide. 12- Kéthode de fabrication et machines selon la revendication 10 aractérisées par le fait que les extrémités de la membrane métal liane, après tronçonnage du panneau à la longueur voulue, sont ussi repliages et soudées de façon à constituer avec les rebords ongitudinaux un cadre rigide.