Brevet FR2574524A1 — publié le 19860613

1.- " Dispositif pour relier des tubes de canalisations destinés au transport de fluides refroidis à basse température." L'invention concerne un dispositif pour relier des tubes de canalisations destinés au transport de fluides refroidis à basse température, ou bien pour le raccordement de robinetteries, de pièces d'obturation, etc..., à de tels tubes de canalisations, dispositif dans lequel les parties à relier sont enfichées l'une dans l'autre à la manière d'une liaison mâle femelle. Par le document DE-OS 31 42 702,on con- nait une liaison par enfichage pour les tubes internes d'une canalisation tubulaire isolée par le vide, liai- son dans laquelle les tubes internes sont enfichés l'un dans l'autre à la manière d'une jonction mâle femelle. Dans une liaison de ce type, du liquide peut s'échapper à la liaison frontale des tubes, pénétrer dans l'espace annulaire entre les tubes de la liaison par enfichage et s'y vaporiser. Comme cet espace annulaire est étanché à ses autres extrémités, il s'établit un matelas de pres- sion empêchant un nouvel échappement du liquide à partir du tube interne. Ce matelas de pression ne s'établit tou- tefois que lorsque le tube de canalisation est disposé verticalement et il ne s'établit seulement que lorsque l'extrémité mâle est introduite depuis le haut dans l'extrémité femelle. 2.- Selon le document DE-OS 33 10 034, le pro- blème de 1' étanchement est résolu en recouvrant les ex- trémités des tubes internes par un manchon en matière thermo-plastique qui, lors du transport d'un fluide re- froidi à basse température, se rétracte beaucoup plus fortement que les extrémités des tubes métalliques et s'applique ainsi fermement sur les extrémités des tubes internes. Du fait de ce rétreint sur les extrémités des tubes internes, il s'établit une jonction étanche aux liquides. Cette liaison par enfichage présente toutefois l'inconvénient qu'elle ne peut pas itre mise en oeuvre là o se manifeste un rayonnement radio-actif car les matières plastiques sont décomposées par le rayonnement radio-actif. Un autre inconvénient de cette liaison con- nue réside en ce que la douille en matière plastique est fortement fragilisée par le refroidissement et peut - ainsi devenir vulnérable mécaniquement. L'invention a en conséquence pour but d'améliorer la liaison mole femelle connue de façon que celle-ci puisse &tre mise en oeuvre même en présence d'un rayonnement radio-actif. En outre, la résistance mécanique doit être améliorée. Ce but est atteint, conformément à l'in- ventionpour un dispositif du type précité en ce que la partie interne enfichable est constituée d'un métal ayant un coefficient de dilatation réduit, tandis que la partie externe enfichable est constituée d'un métal avec un coef- ficient de dilatation normal. Dans le dispositif conforme à l'invention, les extrémités des tubes internes sont ainsi enfichées l'une dans l'autre et se rétreignent l'une sur l'autre lors du transport d'un fluide à basse tem- pérature. Il est particulièrement avantageux que la par- tie interne enfichable soit constituée d'un acier com- portant plus de 30 % de nickel. Ce matériau se distingue en ce que,dans une zone de température du local allant jusqu'à 5 Kelvin, il présente un retrait inférieur à 3.- 0,5 pour mille. En outre, ce matériau peut être très bien usiné avec enlèvement de copeaux. La partie enficha- ble externe est avantageusement constituée de laiton, de cuivre, d'acier inoxydable ou d'autres matériaux ana- logues. Le rétreint de ces matériaux est dans la zone de température précitée, de l'ordre de 3,5 à 4 pour mille. Lors du choix du matériau pour la partie enfichable ex- terne et interne, on doit veiller à ce que ces matériaux puissent être facilement usinés par enlèvement de co- peaux et puissent être facilement soudés avec ou sans apport de métal sur de l'acier inoxydable. Les deux par- ties enfichables sont avantageusement de forme tubulaire et enfichées l'une dans l'autre. Elles sont soudées avec ou sans apport de métal aux extrémités des tubes internes de la canalisation tubulaire. Pour être assuré d'obtenir une liaison par rétreint présentant une bonne étanchéité, on doit être certain que la différence entre le diamètre interne de la partie enfichable externe et le diamètre ex- terne de la partie enfichable interne, soit inférieure à 0,5 % à la température du local. Les surfaces en contact l'une avec l'autre des parties enfichables sont avanta- geusement polies. Par ce terme de surfaces, on entend ici notamment la surface interne de la partie d'enficha- ge externe et la surface externe de la partie d'enficha- ge interne. L'invention va être exposée plus en détail en se référant à l'exemple de réalisation représenté sché- matiquement sur les figures 1 et 2. Les deux tubes de canalisation la et lb de- vant être reliés ensemble sont constitués d'un tube in- terne ondulé 2a et 2b, d'un tube externe ondulé 3a et 3b ainsi que d'une enveloppe externe en polyéthylène 4a et 4b. L'espace annulaire entre les tubes 2a, 2b, 3a et 3b est isolé par le vide. De telles canalisations sont uti- lisées de préférence pour le transport de fluides re- 4.- froidis à basse température, tels que de l'oxygène li- quide, de l'azote liquide, de l'hydrogène liquide, de l'hélium liquide etc. Eventuellement, le tube externe 3a ou bien 3b peut encore être entouré d'autres tubes ondulés isolés les uns par rapport aux autres. Pour réa- liser une liaison entre de telles extrémités de tubes de canalisations, le tube externe 3a ou bien 3b est tout d'abord recoupé sur une longueur déterminée et sur le tube ondulé interne 2a, une douille 5 est vissée et l'ex- trémité du tube ondulé est soudée du côté frontal sur cette douille 5. Sur le tube externe 3a est vissée une douille filetée 6 qui est soudée de la même façon au tube ondulé 3. Sur la périphérie externe de la douille filetée 6 est soudée une pièce tubulaire 7 qui délimite, avec une autre pièce tubulaire 8 soudée sur la périphé- rie externe de la douille 5, un espace annulaire 9. Cet espace annulaire 9 est fermé par un anneau 10 qui est soudé aussi bien avec la pièce tubulaire 7 qu'avec la pièce tubulaire 8. L'espace annulaire 9 est en commu- nication, comme on peut le voir, avec l'espace annulai- re se trouvant entre les tubes 2a et 3a, c'est-à-dire que cet espace annulaire 9 est également mis sous vide. Sur l'anneau 10 est soudée une bride 11. A l'extrémité du tube interne 2b est sou- dé, d'une façon non décrite en détail, un tronçon de tube lisse 12 à l'extrémité libre duquel est également soudée une douille 13. Sur le tube externe 3b est vissée une douille 14 qui est soudée à l'extrémité du tube 3b. Sur la périphérie externe de la douille 14 est soudée une pièce tubulaire 15 à l'extrémité libre de laquelle est soudée une bride 16 par l'intermédiaire d'une pièce intermédiaire 17. Un tube 18 est soudé à l'intérieur de la pièce intermédiaire 17 et sur la périphérie externe de la douille 13. L'espace annulaire se trouvant entre le tronçon de tube lisse 12 et le tube 18 est directement 5.- relié à l'espace annulaire entre les tubes 2b et 3b, c'est-à-dire qu'il est également mis sous vide. Pour réaliser la liaison, l'extrémité du tube de canalisation lb est maintenant introduite dans l'extrémité du tube de canalisation la, comme cela est représenté sur la figure 1. Il est alors essentiel que le diamètre externe du tube 18 ne soit inférieur au diamètre interne du tronçon de tube 8 que dans la mesure o ces deux pièces puissent être facilement introduites l'une dans l'autre. Les douilles 5 et 13 comportent chacune une partie cylindrique 5a et 13a qui sont introduites concentriquement l'une dans l'autre. La surface interne de la partie cylindrique 5a est polie tout comme la sur- face externe de la partie cylindrique 13a. La douille 13, ou tout au moins sa partie cylindrique 13a, est consti- tuée conformément à l'invention, d'un matériau qui est connu sous le nom commercial INVAR et qui est un acier comportant au moins 30 % de nickel. Ce matériau a la pro- priété d'avoir un coefficient de dilatation thermique très réduit. La douille 5 et sa partie cylindrique 5a sont avantageusement constituées d'un laiton facilement usinable avec enlèvement de copeaux. Le diamètre interne de la partie cylindrique 5a et le diamètre externe de la partie cylindrique 13a sont accordés l'un à l'autre à la température du local de façon qu'ils puissent cou- lisser facilement l'un dans l'autre. Avantageusement, la différence de diamètre doit être inférieure à 0,5 %. Si, maintenant, un fluide à basse température circule dans le tube interne la ou bien lb, les douilles 5 et 13 se refroidissent aussitôt à la température du fluide à basse température, grâce à quoi, comme cela a été mentionné ci-dessus, la douille 5 et donc la partie cy- lindrique 5a se rétracte beaucoup plus fortement que la douille 13 à sa partie cylindrique 13a. Il s'établit ainsi un emplacement de rétreint qui exclut à peu près 6.- totalement le passage d'tun fluide liquide ou gazeux. Grâce à l'invention, on crée ainsi, avec des moyens très simplesun dispositif pour la liaison de ce que l'on appelle des cryo-canalisations, ce disposi- tif étant également étanche de façon durable en présence d'un rayonnement radio-actif. 7.- R E V E N D I C A T 1 0 N S 1.- Dispositif pour relier des tubes de canalisations destinés au transport de fluides refroi- dis à basse température, ou bien pour le raccordement de robinetteries, de pièces d'obturation, etc.., à de tels tubes de canalisations, dispositif dans lequel les parties b relier sont enfichées l'une dans l'autre à la manière d'une liaison mâle femelle, dispositif caracté- risé en ce que la partie interne enfichable (13, 13a) est constituée d'un métal ayant un coefficient de dila- tation réduit, tandis que la partie externe enfichable (5, 5a), est constituée d'un métal avec un coefficient de dilatation normal. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie interne enfichable (13, 13a) est constituée d'un acier comportant plus de 30 % de nickel. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie ex- terne enfichable (5, 5a) est constituée de laiton, de cuivre, d'acier inoxydable ou bien de matériaux analo- gues. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces enfichables (5, 5a' 13, 13a) sont de forme tubulaire. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pièces enfichables (5, 5a, 13, 13a) sont soudées avec ou sans apport de métal aux extrémités des tubes (2a, 12). 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la différence entre le diamètre interne de la pièce externe enfichable (5a) et le diamètre externe de la pièce interne enficha- ble (13a) est inférieur à 0,5 % à la température du lo- cal. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les surfaces se trouvant en contact les unes avec les autres des piè- ces enfichables (5a, 13a) sont polies.