Brevet FR2566956A1 — publié le 19860103

- I - Procédé et dispositif de torsadage de brins multifilamentaires supraconducteurs La présente invention concerne un procédé de torsadage de brins multifilamentaires supraconducteurs de diamètre inférieur à 1 mm, susceptibles de fonctionner en régime alternatif. Elle s'étend en outre à un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Pour réduire au maximum les pertes thermomagnétiques dans des enroulements supraconducteurs formés à partir de tels brins, on sait qu'il convient de diminuer le diamètre des filaments de ces brins pour réduire les pertes hystéritiques, d'augmenter la résistance électrique transverse et de réduire le pas de torsadage, ce qui limite les pertes par courants induits. On avait toutefois constaté que l'on ne pouvait réduire le pas relatif de torsadage (rapport du pas au diamètre de brin) à des valeurs inférieures à 7, sous peine d'une dégradation importante de la densité de courant critique. Mais les pertes par courants induits, qui sont proportionnelles au carré du pas, restent encore élevées pour des pas relatifs de 7. La présente invention a pour but de procurer des brins de pas relatif de torsadage notablement inférieur à 7, et pouvant atteindre jusqu'à 3, sans cependant présenter une densité de courant critique notablement inférieure à celle du brin non torsadé. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on torsade les brins à un pas compris entre 7 et 3 diamètres, à une température d'au moins 200 C et à une vitesse entre 30 et 5000 tours/min. On effectue de préférence le chauffage du brin au cours du torsa- dage par circulation à son contact d'un courant de gaz non réactif sur le filament. Lorsque le brin est à base d'un alliage niobium-titane, on effectue le torsadage à une température entre 200 et 500 C, et notamment de 250 C environ pour un diamètre de brin de O, 12mmo Le dispositif de torsadage selon l'invention,- comprenant une bobine débitrice du brin à torsader, une bobine réceptrice du brin torsadé, des moyens pour faire tourner la bobine débitrice autour d'un axe perpendiculaire à son axe propre, formant axe d'avance du brin, et des moyens pour tirer le brin selon cet axe d'avance, est caractérisé - 2- en ce qu'il comprend en outre un tube de guidage du brin sortant de la bobine débitrice, et des moyens pour mettre en circulation dans ce tube un courant de gaz chaud non réactif sur le brin. On a observé en outre que l'on pouvait dans le domaine de l'invention compenser les facteurs vitesses d'avance et température du brin, une température relativement peu élevée du brin pouvant être compensée par une vitesse d'avance plus faible, les vitesses d'avance très faibles ne présentant cependant naturellement pas d'intérêt industriel. Il est décrit dans la figure unique du dessin une machine de torsadage de brins à base de niobium-titane de 0,12 mm de diamètre. La machine comprend un bâti métallique 1 entourant un corps cylindrique rotatif 2 d'axe 3, entraîné en rotation par un moteur à variateur de vitesse (non représenté) et pouvant tourner à 3000 tours/min. sur des roulements à billes 4. La bobine débitrice 5 d'axe 6 perpendiculaire au plan de la figure, débite le brin 7 à une vitesse d'avance de 2 m/min. à l'intérieur du cône de guidage 8, son freinage étant assuré par un joint torique interne. A la sortie du cône de guidage, le brin fait une boucle sur la bobine 9 d'axe 10 perpendi- culaire au plan de la figure. Le brin se déroulant de la bobine 9 passe dans le tube cylindri- que 11 de faible diamètre en silice ou en alumine, disposé entre la bobine 9 et une bobine de blocage de la rotation 12, sur laquelle le brin torsadé fait quelques boucles. Le torsadage s'effectue à l'inté- rieur du tube 11 entre les bobines 9 et 12. Le tube 11 comporte au voisinage de son extrémité d'entrée du brin une tubulure 13 d'admission d'un courant d'azote à 250 C, qui s'évacue à l'extrémité opposée du tube. A la sortie de la bobine de blocage 12, le fil torsadé est envoyé à une bobine réceptrice, non représentée. Une machine de ce genre permet de torsader le brin à base d'un alliage niobium-titane jusqu'à un pas relatif de torsadage de 4 ou 5 diamètres, pour lequel la diminution de l'intensité critique n'est que de 5% environ. Bien que le chauffage du brin en cours de torsadage s'effectue 3- dans la machine qui vient d'être décrit par circulation au contact du brin d'un courant de gaz chaud, on comprendra que l'on peut l'effectuer également par d'autres moyens, notamment par induction ou par rayonnement infrarouge. L'invention s'applique au torsadage de brins multifilamentaires en d'autres matériaux à propriété supraconductrices que les alliages niobium-titane, notamment à ceux en alliages niobium-étain. -4- REVENDICATIONS 1/ Procédé de torsadage de brins multifilamentaires supraconducteurs de diamètre inférieur à 1 mm, susceptibles de fonctionner en régime alternatif, caractérisé en ce que l'on torsade les brins à un pas compris entre 7 diamètres et 3 diamètres, à une température supérieure à 200 C et à une vitesse entre 30 tours/min et 5000 tours/min. 2/ Procédé selon la revendication 1, pour le torsadage de brins à filaments de niobium-titane, caractérisé en ce que l'on effectue le chauffage du brin en cours de torsadage par circulation à son contact d'un courant de gaz chaud non réactif sur le filament. 3/ Procédé selon la revendication 1, pour le torsadage de brins à filaments de niobium-titane, caractérisé en ce que la température de torsadage est inférieure à 500 C. 4/ Procédé selon la revendication 3, pour le torsadage de brins à filaments en niobium-titane de diamètre 0,12 mm, caractérisé en ce que l'on effectue le torsadage à une température de 250 C. / Dispositif de torsadage par le procédé selon la revendication 1, comprenant une bobine (5) débitrice du brin (7) à torsader, une bobine réceptrice du brin torsadé, des moyens pour faire tourner la bobine débitrice autour d'un axe (3) perpendiculaire à son axe propre (6), formant axe d'avance du brin, et des moyens pour tirer le brin selon cet axe d'avance, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un tube (11) de guidage du brin sortant de la bobine débitrice, et des moyens pour mettre en circulation dans ce tube un courant de gaz chaud non réactif sur le brin.