Brevet FR2328159A1 — publié le 19770513

La présente invention se rapporte à un procédé pour réaliser une isolation sur les réservoirs cryogéniques, au moyen d'éléments d'isolation formés de plaques ou de nappes mousse de matière synthétique avec des couches élastiques au niveau de leurs arêtes, qui sont posées étroitement bord à bord en étant appliquées contre la paroi extérieure du réservoir, plus particulièrement en ~tant collées sur de grandes surfaces, l'invention se rapportant également à un dispositif servant à l'exécution de ce procédé. Pour stopper et transporter des gaz liquéfiés et des liquides à basse teipérature, par exemple dans des navires, on utilise des réservoirs cryogéniques formés de réservoir. d'acier, avantageusement sphériques. L'isolation de tels réservoirs cryogéniques pose des problèmes très importants au niveau des techniques d'isolation en raison de la grande différence de température entre l'intérieur du réservoir et l'atmosphère environnante d'une part et d'autre part en raison des déplacements thermiques importants, c'est-à-dire les contractions de matière spécifiques, la dilatation du réservoir et de la matière isolante entre l'état rempli et l'état à vide. Il est connu d'isoler des réservoirs cryogéniques de ce type au moyen d'un élément d'isolation plan (pour les grands réservoirs) ou en forme de calotte, réalisé par des plaques ou des nappes de matière synthétique, notamment de mousse de matière synthétique dure, de telle manière que la première couche soit déposée directement sur la face extérieure du réservoir, la pose des différents éléments d'isolation étant réalisée de manière à ce qu'ils soient décalés les uns par rapport aux autres, à la suite de quoi on applique une seconde couche isolante formée d'éléments isolants, sur la première oouche formée.Pour compenser les variations de température du réservoir et les#contractions et dilatations de la couche isolante interne qui en résultent, il est connu d'utiliser des éléments isolants qui comportent sur leurs arêtes un matériau élastique, notamment une matière synthétique élastifiée. Les éléments isolants proprement dits sont donc prévus à un certain écartement les uns des autres et le volume restant est rempli de la matière synthétique élastique si bien que les variations de température peuvent Outre absorbées sans que l'on ait à craindre de cassures ou de fêlures dAes au froid. Pour ce type d'isolation,les difficultés se posent au niveau des emplacements d'angle et de jointure. Par angle, il faut comprendre les emplacements au niveau desquels des éléments isolants voisins sont Juxtaposés par leur coin tandis que par les joints, on désigne les emplacements au niveau desquels un joint entre deux éléments isolants voisins vient buter sur l'arête longitudinale d'un troisième isolant.Etant donné qu'en général les couches isolantes élastiques au niveau des arêtes des éléments isolants ne présentent respectivement que la longueur de ces aretes, ils restent aux emplacements de coin des cavités sensiblement carrées tandis qu'aux emplacements de joint au niveau desquels seules les couches élastiques viennent buter l'une contre l'autre, il reste une portion relativement importante qui n'est sollicitée que dans une seule direction. La présente invention a donc pour but de configurer ces emplacements de coin ou de butée de telle manière que l'on obtienne également en ces endroits une isolation efficace, les mouvements de température des éléments isolants adjacents pouvant simultanément Otre absorbés en direction radiale. Pour un procédé du type précité, ce but est obtenu selon l'invention par le fait qu'aux emplacements de coin et de jointure d'éléments isolants voisins on prévoit parallèlement aux azotes un orifice continu, en ce Qu'ensuite un matériau élastique plastifié sous tension initiale en direction radiale est enfoncé dans cet orifice et est rendu solidaire dans l'orifice sous forme d'une bande au moins avec les éléments isolants adjacents. Il est particulièrement avantageux que les orifices continus soient circulaires et réalisés sous forme d'un alésage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est avantageux que le diamètre des alésages circulaires soit plus grand que l'écartement de deux azotes voisines ou dispostese~vis-A-vis des éléments isolants formant les points d'angle ou de joint. Suivant un autre exemple de réalisation de l'invention, la matière isolante élastique est collée dans l'orifice avec les éléments isolants adjacents de telle manière que cette matière ne soit collée que sous forme d'une bande, ce qui permet un déplacement des bouchons élastiques. D'une manière particulièrement avantageuse, le collage peut Entre obtenu par le fait que pendant le remplissage de la matière isolante élastique dans l'orifice, on introduit de la colle. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on colb sur la couche d'éléments isolants après mise en place du matériau isolant élastique dans les orifices, une couche de tissu sur toute la surface. Il est particulièrement avantageux que la couche des tissus soit un tissu de matière synthétique ou un tissu de verre. Pour obtenir une résistance particulièrement importante de l'isolation, il est avantageux, suivant une autre caractéristique de l'invent$on, que la couche de tissu soit disposée dans la zone neutre de l'isolation. L'invention prévoit également que sur la couche de tissu, on dépose une seconde couche d'éléments isolants étroitement juxtaposés les uns aux autres et collés. Dans une variante de l'exemple de réalisation de l'invention, on peut appliquer avantageusement une seconde couche de mousse injectée sur la couche de tissu, pour en faire une surface homogène. Enfin, la seconde couche isolante est avantageusement recouverte d'une couche formant pare-vapeur. La présente invention concerne également un dispositif pour réaliser une isolation pour les réservoirs cryogéniques au moyen d'éléments isolants formés de plaques ou de nappes de mousse de matière synthétique comportant des couches élastiques au niveau de leurs arêtes, qui sont disposées étroitement les unes à c8té des autres et reliées à la paroi extérieure du réservoir, notamment en étant collées par toutes leurs surfaces, ce dispositif servant à l'exécution du procédé selon l'invention.Le dispositif conforme à l'invention se caractérise par un carter d'introduction pour la matière isolante élastique dans les orifices des points de contact ou des coins d'éléments isolants voisins, comportant une partie de carter inférieure droite dont les dimensions extérieures sont plus petites que la dimension intérieure de l'orifice précité, par une partie de carter conique faisant immédiatement suite et par une autre partie de carter droite, ainsi que par une partie de couvercle comportant un tampon de pression et pouvant être relié à la partie rectiligne supérieure, les dimensions du tampon étant plus petites que les dimensions intérieures de la partie inférieure droite du carter. Par le dispositif conforme à l'invention,il est possible d'appliquer le matériau isolant élastique dans les orifices en excercant une tension initiale, si bien que d'une part on obtient un bon effet isolant et que d'autre part les mouvements de température des éléments isolants voisins peuvent etre facilement absorbés. Pour faciliter l'introduction de la matière isolante élastique, il est avantageux de prévoir sur les surfaces intérieures du carter d'introduction une couche glissante. Avantageusement, la couche sera en polyéthylène ou en polytétrafluoroéthylène ou analogue. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on a prévu un dispositif de pression pouvant Outre relié au tampon presseur qui est avantageusement formé d'un mécanisme à levier et tige filetée, comme ceci est particulièrement connu pour autre utilisé comme cric de voiture automobile. Suivant une variante de l'invention, on utilise comme dispositif de pression pour le tampon presseur un dispositif à cylindre et piston pour un fluide de travail, par exemple de l'air comprimé. Suivant un exemple de réalisation particulièrement avantageux, le carter est réalisé de manière à pouvoir autre divisé à hauteur de l'extrémité supérieure de la partie droite inférieure. De cette façon, il est possible d'intro- duire le matériau isolant élastique au niveau d'une station de remplissage à poste fixe et de le comprimer dans la partie droite inférieure, si bien qu'une élastification en direction radiale s'effectue. Ensuite le carter peut autre divisé et la matière isolante élastique peut Entre introduite sous pression sous forme d'un bouchon à l'aide d'une seconde presse légère ou analogue à l'emplacement de l'alésage correspondant. Pour obtenir le collage conforme à l'invention de la matière élastique avec les éléments isolants adjacents, il est avantageux de prévoir des tubes d'amenée de colle qui sont au nombre de quatre et s'étendent respectivement un écartement de 900 Jusqu'environ l'arête inférieure de la partie droite précitée. Pour utiliser un dispositif conforme à l'invention avec des orifices de forme circulaire, on configurera le carter et le tampon presseur également de manière circulaire. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue avec arrachesent partiel d'une isolation réalisée suivant l'invention - la figure 2 est une coupe transversale de l'isolation de la figure 1 - la figure 3 montre un coin à échelle agrandie ; et - la figure 4 montre le dispositif conforme à l'invention dans une vue en coupe longitudinale. On a représenté schématiquement à la figure 1 une vue de dessus sur l'isolation d'un réservoir cryogénique 1, une première couche d'éléments isolants 2 qui ont une forme carrée dans le présent exemple de réalisation, étant prévue, ces éléments comprenant respectivement au niveau de leurs azotes de la matière isolante élastique formant couche élastique 3. Dans les coins 4, il reste les volumes carrés ne contenant pas de matière isolante. Sur cette première couche d'éléments isolants 2 est déposée une couche de tissu 22 et collée sur toute sa surface. Audessus de la couche de tissu 22 est prévue une seconde couche 23 d'éléments isolants, ces éléments isolants étant appliqués directement bord à bord sans interposition de couche élastique et reliés les uns aux autres, par exemple par collage ou par soudure. Suivant le procédé conforme à l'invention, on prévoit dans les coins 4 des orifices 5 et dans ces orifices 5 on envoie sous pression de la matière isolante 6 élastique. Il apparat à la coupe transversale de la figure 2 que les éléments isolants de la seconde couche 23 sont décalés par rapport aux éléments isolants 2 de la première couche. Au-dessus de la seconde couche 23 est prévue une barrière pare-vapeur 24, par exemple en mastique, en métal, en feuille d'aluminium ou analogue. A la figure 3, on a montré un point 4 à échelle agrandie. Il apparat que quatre éléments isolants 2 sont respectivement disposés en vis-à-vis par leurs arases. Suivant l'invention, on a prévu au niveau de oes emplacements de coin, un orifice 5 circulaire. L'orifice circulaire 5 peut par exemple être réalisé par un processus de perçage conventionnel ou également à l'aide d'un outil coupant. Le diamètre de l'orifice circulaire 5 est plus grand que l'écartement de deux arêtes voisines ou respectivement ##es##es es éléments isolants 2. De cette façon, on obtient qu'en réalisant l'orifice 5, on découpe également une partie des éléments isolants 2. Etant donné que la matière isolante élastique 6 est enfoncée sous pression, on conserve toujours une isolation parfaite indépendamment des mouvements de température du réservoir cryogénique 1 ou des différents éléments isolants 2, sans qu'il se forme dans ces emplacements de coin, des ponts thermiques ou des ponts de froid. Le procédé conforme à l'invention peut également être utilisé de manière avantageuse lorsque des éléments isolants voisins ne viennent pas buter l'un contre l'autre sous forme d'un coin mais par exemple sous forme d'un T de telle manière qu'un joint ou qu'une fente entre deux éléments isolants 2 viennent buter sur l'arête d'un troisième élément. Ces emplacements en forme de T sont rencontrés lorsque les rangées des éléments isolants 2 sont décalées les unes par rapport aux autres, comme ceci est notamment montré à la figure I pour la seconde couche 23 d'éléments isolants. A la figure 4, on a représenté schématiquement en coupe un dispositif conforme à l'invention servant à l'exécution du procédé qui vient autre décrit. Ce dispositif 7 est formé d'un carter avec une partie inférieure de carter rectiligne 8 formée avantageusement d'un cylindre en creux, une partie de carter conique 9 et une partie supérieure droite 10 avec un diamètre plus grand que la partie inférieure 8. La partie supérieure droite 10 peut entre fermée par un couvercle Il qui porte un tampon presseur 12 avec un piston 14 ainsi qu'un dispositif de pression 15. Dans la partie supérieure 10 de plus grand diamètre est introduite la matière isolante élastique 6 dont les dimensions, par exemple le diamètre, sont plus petites que les dimensions ou le diamètre de la partie supérieure droite 10 du carter. Les parois intérieures du carter 8, 9 et 10, comportent une couche de glissement 13 formée avantageusement de polytétrafluoroéthylène ou analogue. A l'aide du tampon de pression 12 avant collaboration avec le dispositif de pression 15, la matière isolante élastique 6 est introduite sous compression par l'intermédiaire de la partie conique 9 dans la partie inférieure plus étroite 8 du carter. La partie inférieure 8 du carter correspond par sa hauteur à l'épaisseur des éléments isolants 2 tandis que les dimensions extérieures, notamment le diamètre extérieur est plus petit que le diamètre intérieur de l'orifice 5 précité. Des conduites d'amenée de colle 21 pouvant autre reliées à la partie inférieure 8 du carter ou directement reliées à cette dernière servent à 11 amenée d'une colle dans le matériau de remplissage respectivement chassé de la partie 8 sous forme d'un bouchon. La configuration est choisie de telle manière que les tubes 21 s'étendent sensiblement parallèlement aux parois de la partie 8 et débouchent à l'extrémité inférieure de cette partie 8. La colle est donc amenée au bord inférieur du dispositif sur la matière élastique qui est chassée respectivement de l'appareil et se dépose sous pression dans les orifices perforés 5. Pour actionner le tampon de pression 12, on peut utiliser différents générateurs de force, par exemple presse à levier 16 avec une tige 18 et un levier de commande 17 fonctionnant comme un cric de véhicule automobile. Au lieu de la presse à levier 16, on peut également utiliser un système à cylindre et piston ou une tige filetée, pouvant être actionné à l'aide d'un fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé ou d'un moteur électrique. Le carter 7, comme le montre la figure 4, peut tre réalisé de manière divisable sensiblement à la hauteur du bord supérieur de la partie inférieure droite 8, si bien que le long de la ligne 26 la partie supérieure du dispositif peut Entre séparée de la partie inférieure de ce dernier. Il est ainsi possible que la matière élastique 6 soit remplie dans le carter 7 à partir d'un dispositif à poste fixe, la matière élastique 6 étant introduite sous pression dans la partie inférieure 8 si bien que l'élastification se produit en direction radiale. Ensuite, la partie supérieure du carter 7 est séparée de la partie inférieure S et la partie 8 est introduite à l'emplacement voulu dans l'orifice désiré 5.Avec un second dispositif de pression qui peut être d'une structure simple, la matière élastique 6 est introduite sous pression sur place dans l'orifice correspondant. Dans une réalisation avantageuse, le carter ou le dispositif 7 comprend une plaque d'appui 25 grace à laquelle le dispositif peut être déposé sur les éléments isolants 2 ou pour introduire sous pression la matière isolante élastique 6 dans l'orifice correspondant 5. A l'aide de ce dispositif, on introduit dans tous les coins et dans tous les joints des éléments isolants 2 de la couche de base, les matériaux isolants 6 qui agissent, dans une certaine mesure, comme cheville d'écartement isolante élastique en direction radiale. Bien entendu, l'invention n1 est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser une isolation pour les réservoir cryogéniques aux moyens d'éléments isolants réalisés sous forme de plaques ou de nappes de mousse de matière synthétique comportant des couches élastiques au niveau de leurs arêtes, qui sont déposés en venant s'appliquer étroitement les uns contre les autres et s'appliquent contre la paroi extérieure du réservoir, en étant avantageusement collés sur toute leur surface, caractérisé en ce qu'aux emplacements de coin ou de Jointure des éléments isolants voisins, après collage de ces derniers parallèlement suivant leurs arêtes, on réalise un orifice continu, en ce qu'ensuite de la matière isolante élastique est introduite sous pression sur une certaine tension initiale pour former une élastification en direction radiale dans cet orifice et en ce que ladite matière isolante élastique est rendue solidaire dans lto a ice sous forme de bande au moins avec les éléments isolants adjacents. 2. Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que les orifices continus sont circulaires et sont formés par un alésage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre d'un alésage circulaire est plus grand que l'écartement des arêtes respectivement opposées de deux éléments isolants. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière isolante est collée dans l'orifice aux éléments isolants adjacents sous forme de bande. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la colle est introduite pendant l'introduction de la matière isolante élastique, dans l'orifice, en forme de bande. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la couche d'éléments isolants après application de la matière isolante élastique dans les orifices, on colle sur toute la surface une couche de tissu. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que cette couche de tissu est une couche de tissu de verre ou de tissu de matière synthétique. 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la couche de tissu est disposée dans la zone neutre de l'isolation. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la couche de tissu on dépose une seconde couche d'éléments isolants étroitement juxtaposés les uns aux autres en collant lesdits éléments. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une seconde couche de mousse coulée ou injectée est appliquée sur la couche de tissu sous forme d'une surface homogène. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la seconde couche isolante est recouverte d'une barrière pare-vapeur. 12. Dispositif servant à la réalisation d'une isolation pour les réservoirs cryogéniques au moyen d'éléments isolants formés de plaques ou de nappes de mousse de matière synthétique comportant des couches élastiques au niveau de leurs azotes, pour l'exécution du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un carter d'introduction pour introduire la matière isolante élastique précitée dans les orifices des coins ou des joints des éléments isolants voisins, qui comprend une partie inférieure de carter droite dont les dimensions extérieures sont plus petites que les dimensions intérieures des orifices, une partie de carter conique s'y rattachant immédiatement et une autre partie de carter droite ainsi qu'un couvercle comprenant un tampon de pression pouvant astre assemblé à une première partie supérieure droite, les dimensions du tampon de pression étant plus petites que les dimensions intérieures de la partie de carter inférieure droite. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la surface intérieure du carter d'introduction comprend une couche de glissement. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couche de-glissement précitée est une couche de polytétrafluoroéthylène. 15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par un dispositif de pression pouvant être assemblé au tampon de pression précité. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif de pression précité est formé d'un mécanisme d'entrarnement à levier et tige filetée. 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par un dispositif à cylindre et piston pour un fluide de travail servant de dispositif de pression pour le tampon de pression précité. 18. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que le carter est configuré de manière à pouvoir Autre ouvert ou divisé sensiblement à la hauteur du bord supérieur de la partie inférieure droite de carter précité. 19. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé par des tubes d'amenée de colle, prévus au nombre de quatre, s'étendant respectivement suivant des écartements de sensiblement de 900 Jusqu'd l'arête inférieure de la partie inférieure droite de carter précité. 20. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 19, caractérisé en ce que le carter et le tampon de pression précités sont de forme circulaire.