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Structures'thermo-isolantes hermétiques mises sous vide.
La présente invention concerne des structures thermo- isolanteshermétiques enfermant un espace dans lequel règne le vide et qui est en substance rempli de matière solide faible- ment conductrice, par exemple des récipients à double paroi servant à stocker des liquides cryogéniques ou des denrées péris- sables congelées ainsi que des panneaux dans lesquels règne le vide appelés ci-après "panneaux à vide" servant à isoler des réfri- gérateurs et des congélateurs.
En raison du besoin toujours existant d'accroître la mobi- lité,le volume de stockage ainsi que la charge payante, on s'est constamment efforcé de réaliser des structures thermo-isolantes
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hermétiques à vide plus légères et plus compactes qui conservent leur efficacité élevée. En évacuant au moins la majeure partie du gaz atmosphérique de lastruoture et en réalisant une construction hermétique, on réduit au minimum la transmission de la chaleur dans la structure par conduction et convection gazeusea Mais dos iso- lations à vide sont complexes et coûteuses et ont été réservées à des usages où les pertes thermiques sont très coûteuses.
La complexité et le prix de revient de ces isolations sont dus en grande partie à l'utilisation de constructions de parois rigides ou entretoisées qui exigent des matériaux massifs. Des matériaux légers comme l'aluminium ont été largement utilisés pour les parois étanches entourant l'isolation mais ce métal possède une-conductibilité thermique relativement élevée,à savoir 0,/+8 g- cal/sec. cm C et les matériaux des parois doivent souvent cou- vrir l'épaisseur de l'isolation. Cet inconvénient existe même lorsqu'on utilise , l'aluminium sous forme d'une feuille extrê- mement @ince prise en sandwich entre deux pellicules de matière plastique protectrices.
Par exemple, on a constaté que dans un panneau à vide de 1 m x 1 m et de 7,5 cm d'épaisseur, lorsqu'on utilise une feuille d'aluminium de 25 microns d'épaisseur prise en sandwich entre deux feuilles de matière plastique pour.assurer l'étanchéité des bords du panneau, les pertes périphériques par transmission de chaleur dues à la feuille métallique sont jusqu'à
20 fois supérieures au flux thermique qui passe par l'isolation faiblement conductrice de bonne qualité placée à l'intérieur du panneau. On a également découvert que, lorsqu'on utilise des stra- ', tifiés en aluminium et en matière plastique pour la paroi inté- rieure de récipients cryogéniques à double paroi, l'aluminium tend ' à s'écrouir et à devenir cassant sous l'effet de flexions et de contraintes répétées. aux basses températures.
Cela étant, des fuites se forment à travers le stratifié appoints fortement pliés ou ! froissés et il est virtuellement impossible de maintenir des joints'
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hermétiques.
D'autres métaux de conductibilité thermique très faible ont des limitations différentes ou supplémentaires. Par exemple, des aciers inoxydables ont des conductibilités thermiques de l'ordre ; de 0,033 à 0,041 g-cal/sec. cm/ C mais il est impossible de les laminer économiquement en des feuilles très minces. Ils s'éorouis- sent également et deviennent cassants lorsqu'ils sont pliée ou froissés.
Les difficulté précités? sont particulièrement graves dans les panneaux à vide connus. Pour réduire au minimum le poids et le prix de @@@ient de ces panneaux, il faut que leursparois soient relativement minces . Pour réduire au minimum la .transmission de la chaleur, les parois qui couvrent l'épaisseur du panneau doivent être extrêmement minces. Mais les parois sont exposées à la différence de pression entre l'atmosphère et le vide ,intérieur de sorte que des moyens doivent être prévus pour suppor- ter la charge de la pression atmosphérique si on veut éviter que l'élément s'aplatisse et/ou se détériore. On procédé connu dans 1 'industrie utilise des entretoises spéciales qui soutiennent les ,parois et les maintiennent convenablement alignées.
Ces organes de support intérieurs sont difficiles et coûteux à installer. Des parois de panneau très minces sont également exposées à être per- cées ou autrement détériorées par des moyens extérieurs qui altèrent leur sécurité et leur longévité.
On a proposé de construire un panneau à vide porteur compre nant dès-fibres de verre placées dans des enveloppes flexibles en tissu
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tel; que de la toile d'emballage caoutchoutée, naisses tiMUS ' ont une perméabilité excessive au gaz pour maintenir uri e sa- tisfaisant pendant une période d'utilisation prolongée sans1N&>on doive le établir* On a aussi utilisé des panneaux à vide entièrement mé- talliquespour éliminer la perméabilité, un parement du panneau
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étant, par exemple, en acier au carbone et l'autre en acier ino- xydables On déforme les parements sur les bords des panneaux suffi- samment pour pouvoir les réunir hermétiquement par soudure.
Mais les parois périphériques qui relient les parements chauds et froids présentent une conductance extrêmement élevée. On n'a pas pu éviter ce défaut en amincissant la matière dos parois périphéri- ques parce que le métal doit être suffisamment épais pour permettre une jonction étanche au vide et pour résister à une rupture pen- dant des manipulations normales. Le problème de la conductance périphérique s'aggrave à mesure qu'on diminue l'épaisseur des panneaux parce que le trajet de faite thermique se raccourcit.
Dans des panneaux de dimensions raisonnables, par exemple 1 m x 1 m, la transmission de la chaleur par oue paroi périphérique métalli- que de 0,07@ à 0,10 mm d'épaisseur atteint facilement un ordre de grandeur supérieur à la chaleur totale transmise à travers l'iso- , lation elle-même.
La présente invention a pour but de procurer un? structure ; hermétique à double paroi perfectionnéeenfermant un espace dans lequel règne le vide et qui estpratiquement rempli d'une matière solide faiblement conductrice qui entrave la transmission de la cha- leur,laquelle structure 'soit légère et raisonnablement peu coûteuse et présente une efficacité d'isolation thermique élevée.
La présente invention prévoit l'une structure hermétique comprenant un espace clos,dans lequel règne le vide ' en substance rempli de matière solide faiblement conductrice pour entraver la transmission de la chaleur, dans laquelle un stratifié à trois souches forme au moins une paroi étanche de la structure-Le stratifié comprend dans l'ordre une couche d'épaisseur comprise entra 12,5 et 50 microns en téréphtalate de polyéthylène ou en il 1 polyéthylène, une couche intermédiaire faite d'une feuille de plomb ou d'étain .,,on poreux d'une épaisseur comprise entre 2,5 et 50 microns et une couche en téréphtalate de polyéthylène d'une
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épaisseur comprise entre 25 et 50 microns.
La stratification's'ef- fectue à chaud, au moyen d'adhésifs ou d'une autre façon pour for- mer un matériau d'une pièce.
Dans les dessins annexés : la Fig. 1 est une coupe horizontale d'un panneau à vide suivant l'invention montrant un procédé pour assembler le pan- neau; la Fig. 2 est'une coupe verticale du panneau à vide de la Fig. 1; la Fig. 3 est une coupe à plus grande échelle de la Fig. 2 montrant certains détails de.construction; la Fig. 4 est une coupe verticale d'un panneau à vide semblable à celui des Fig. 1 à 3 mais légèrement modifié; la Fig. 5 est une vue en perspective d'une caisse rec- tangulaire à double paroi suivant l'invention;
la Fig. 6 est une vue en élévation d'un récipient de gaz liquéfié à double paroi et à embouchure ouverte réalisé au moyen d'une autre forme de structure thermo-isolante suivant l'invention, et la Fig. 7 est une vue en élévation d'un récipient de gaz liquéfié à double paroi à embouchure ouverte suivant une autre forme d'exécution de l'invention.
La structure de l'invention peut prendre diverses formes.
Par exemple,elle peut constituer un récipient de stockage pour des liquides cryogéniques tels que de l'hydrogène et de l'oxygène.
Dans un tel récipient, le stratifié tricouche peut, par exemple, former la paroi intérieure qui contient le produit liquide et qui est enferma par une enveloppe extérieure métallique dont il . est séparée par un espace sous vide rempli d'une matière faible- ment conductrice. Dans une autre forme d'exécution, l'élément peut être un panneau à vide comportant au moins un parement formé par le stratifié tricouche. D'une manière plus spécifique, une forme d'exécution comprend un panneau thermo-isolant comprenant
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deux surfaces flexibles de forme semblable disposées parallèlement l'une à l'autre et espacées l'une de l'autre par des sections périphériques flexibles.
Les surfaces et les sections périphéri- ques sent réunies pour former une paroi continue hermétique en- veloppant une matière faiblement conductrice et supportée par celle-ci.
Comme indiqué plus haut, la partie la plus critique des panneaux à vide au point de vue -transmission de chaleur d'ensemble comprend les sections périphériques qui relient les surfaces parallèles relativement chaude et froide . Cela étant, au moins les sections périphériques des panneaux à vide suivant l'inven- tion sont de préférence formées par le stratifié tricouche fai- ' blâment conducteur. Si on le désire, une surface ou les deux sur- faces parallèles peuvent également être faites du même stratifié.
Dans une autre forme d'exécution encore, des caisses de réfrigé- rateur fabriquées en une matière appropriée quelconque telle que de l'acier inoxydable peuvent comprendre le stratifié tricouche comme bande de protection pour réunir et sceller hermétiquement les bords de l'a caisse de stockage intérieure relativement froide et les bords de l'enveloppe extérieure exposée à la température ambiante.
On a découvert d'une manière inattendue que des feuil- les métalliques choisies parmi le groupe comprenant le plomb l'étain, prises en sandwich ou stratifiées entre certaines pel- licules de matière plastique robustes d'épaisseurs particulières, ont une résistance élevée à l'écrouissage et à la fragilisation lorsqu'elles sont soumises à des flexions et des contraintes ré- pétées aux basses températures. On a démontré cet effet dans des essais comparatifs décrits plus loin en utilisant une feuille' d'aluminium de 6,3 et de 25 microns et une feuille de plomb de 20 microns, revêtues des deux côtés de couches intérieure et exté- rieure de téréphtalate de polyéthylène.
Dans ces essais, on a sou-
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mis les stratifiés à des épreuves de flexion sévères la tempé- rature de l'azote liquide et à des épreuves de longue durée comme barrières à un vide élevé. Les résultats ont montré qu'il est virtuellement impossible d'obtenir une paroi étanche au vide sûre avec un stratifié en feuille d'aluminium et téréphtalate de polyéthylène en dépit de techniques d'installation soigneuse- ment réglées. Au contraire, le stratifié qui comprend la feuille de plomb assure l' étanchéité au vide pourvu qu'on soigne par- ticulièrement les joints entre le stratifié et les autres parois qui enferment l'espace sous vide.
Ces joints sont, de pré- férence, réalisés par soudure à 127 C sous une pression d'environ ! 2,8 kg/cm suivie par un refroidissement rapide à environ 38 C.
Le stratifié à feuille de plomb ne présente aucune fuite aux points , où il a été fortement plié ou froide comme c'était le cas du stra- ; tifié à feuille d'aluminium.
Parmi les métaux communs, on a découvert d'une manière ' ' inattendue que le plomb et l'étain possèdent une série de proprié- t tés qui les rendent particulièrement appropriés comme élément métallique dans des stratifiés pour des parois à vide. Ces proprié- tés comprennent une faible conductibilité thermique, une structure cristalline appropriée, un bas point de fusion, une faible ré- sistance et une capacité d'autocristallisation prononcée à tempéra- ture ambiante ou aux basses températures.
La conductibilité thermique du constituant métallique ne dépasse pas 0,165 g-cal/sec.,cm, C autrement la'perte thermique
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périphérique est suffisante pour contrebalancer lava , ge du - vide qu'elle retient. Les conductibilités thermiques du et de l'étain sont respectivement de 0,083 et de '0,14-9 gc3l/se6.c
La malléabilité et la plasticité aux températures de # service sont des exigences importantes pour le constituant métal- lique. Ces propriétés permettent au stratifié d'être plié et frois- sé sans s'écrouir, se fissurer ou présenter des angles vifs capa-
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blés de percer les couches de matière plastique. La plasticité dé- termine également la facilité avec laquelle les métaux peuvent être laminés en feuille mince.
Cette exigence de malléabilité et de plasticité élimine automatiquement les métaux réfractaires à point de fusionélevé. A des températures normales ou aux basses températures compatibles avec le constituant, plastique , ces métaux réfractaires sont très fortement sous-refroidis en dessous de leurs points de fusion et sont invariablement durs et très ro- bustes.
On a découvert que les métaux qui ont des points de fu- sion supérieurs à 1093 C sont bien trop durs et trop peu élastiques pour pouvoir être utilisés avec succès dans des stratifiés desti- nés à résister au vide. L'antimoine et le bismuth sont très cassants et pour cette raison, ils ne sont pas.qualifiés comme matériaux satisfaisants pour les stratifiés. De plus, ces métaux transmettent leurs caractéristiques fragiles à leurs alliages s'ils y sont présents en des pourcentages substantiels. On attri- bue leur nature fragile à leur structure cristalline rhomboédrique.
Le vide impose encore une autre exigence sévère au constituant métallique du stratifié. Le métal doit présenter unecapa cité d'autorecristallisationprononcéeàune température ne dépassant au moins pas la température maximum que les constituants plasti- ques peuvent supporter sans fondre, par exemple 149 C. Cela est dû au fait que le stratifié est soumis à des contraintes localisées au-dessus de sa limite élastique lorsque l'isolation est mise sous vide. Lorsqu'on fait le vide, le stratifié .est fortement attiré dans les irrégularités ou les ouvertures du substrat qui le suppor- te.
De plus, le support du stratifié est souvent une isolation élastique qui est comprimée jusqu'à une fraction de son épa@@seur initiale sous une charge de 1 kg/cm . Evidemment, le strati@@é doit glisser, s'étirer, se défroisser ou autrement se déplacer sous la traction latérale élevée pour s'adapter de lui-même aux @@uvelles
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dimensions de son support.Les couches de matière plastique du stratifié sont destinée à protéger le métal contre tout percement .toute rayure ou toute déchirure'mais elles ne peuvent pas soulager La métal malléable et flexible d'une traction soutenue en raison de la forte tendance des matières plastiques à fluer et à s'étirer sous la charge.
Cela signifie que la barrière métallique doit s'adapter sans se rompre à un fluage ou un étirage quelconque subi par la matière plastique.
Dans certaines applications des parois à vide flexibles, une compression supplémentaire est exercée sur l'isolation lorsqu'elle est en service. Par exemple, une doublure intérieure flexible pour un récipient de stockage de liquide cryogénique ,doit supporter non seulement la pression atmosphérique de 1 kg/cm2 exercée à température ambiante mais également la pression supplémen- taire.que le contenu du récipient exerce aux très basses tempéra- tures. La pression accrue exige un nouveau déplacement de l'iso- lation et,du stratifié à ces basse températures et ce déplace- ment peut être cyclique lorsque le récipient est rempli et vidé de façon répétée. Une contraction et une dilatation thermiques différentes, peuvent également contribuer à mettre.le stratifié sous contrainte.
Dans ces systèmes, l'aptitude du métal à fluer ou à s'étirer doit être conservée même à des températures cryogé- ! niques.
Très peu de métaux présentent de fortes caractéristiques ! de fluage sauf à haute température. La plupart des métaux sont ' élastiques et, s'ils cèdent élastiquement, ils s'écrouissent et restent dans cet état jusqu'à ce qu'ils soient chauffés au-dessus de leur température de recristallisation. Le plomb, l'étain et l'indium ont une température de recristallisation très basse et sont capables de se recristalliser rapidement d'eux-mêmes à une basse température.
L'indium n'est pas classé parmi les métaux courants parce
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ce qu'il est relativement rare et coûteux* Mais, lorsqu'on l'utilise en petites quantités dans des alliages de plomb et d'étain, il ' améliore les qualités de ces métaux souhaitables pour la présente invention. Par exemple, une petite quantité d'indium diminue no- tablement la conductibilité thermique du plomb à des températures cryogéniques.
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La plasticité et les propriétés d'autorecristallisation du plomb et de l'étain facilitent le laminage de ces métaux en des ' feuilles très minces. Le plomb, par exemple, peut être laminé en une épaisseur d'environ 6,3 microns au moyen de la technologie actuelle et il est facilement disponible en une épaisseur de 20 microns. One limite inférieurede l'épaisseur des feuilles pour les éléments de l'invention est déterminée par la nécessité d'utiliser des feuilles en substance exemptes de piqûre et des feuilles qui restent unies lorsqu'elles sont soumises à un allon- gement permanent considérable. Des piqûres 'existent dans de très minces Quilles et leurs dimensions et leur nombre augmentent si la feuille est étirée. Ces piqûres permettent le passage du gaz et diminuent ainsi l'efficacité du stratifié tricouche utilisé comme barrière imperméable au gaz.
Mais, on peut tolérer un cer- tain nombre de piqûres sans altérer gravement la nature imperméa- ble de la barrière. Si la surface totale des piqûres est faible, la nature semi-perméable des couches intérieure et extérieure en polyéthylène ou en téréphtalate de polyéthylène encore intactes du stratifié assure une résistance adéquate au passage du gaz.
La limite inférieure de l'épaisseur des feuilles métal- liques utile dans l'invention n'a pas été déterminée d'une manière empirique mais on estime qu'elle est de l'ordre de 2,5 microns.
Des feuilles plus minces sont extrêmement difficiles à laminer . sans produire un nombre de piqûres excessif et sont fastidieuses à manipuler sans les détériorer. D'autre part, des feuilles plus minces que 2,5 microns, en dépit d'une plasticité élevée, ont ten-
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danee à perdre leurs qualités de barrières au vide lorsqu'elles sont étirées dans la mesure permise par les couches de matière plastique. D'autre part, des épaisseurs de feuille supérieures à 50 microns ne sont pas nécessaires pou,r l'intégrité du vide et introduisent simplement un degré inutile et excessif de conduction thermique latérale.. Il faut donc éviter ces épaisseurs pour cette raison.
Il est essentiel pour Isolément de l'Invention que la couche métallique soit fabriquée par un procédé qui produit une feuille non poreuse, entièrement intégrée, par exemple par laminage.
On a constaté que d'autres'procédés de fabrication donnent des feuilles métalliques qui sont extrêmement poreuses au gaz et im- propres c o m m e barrière imperméable au gaz pendant des pé. riodes prolongées. Par exemple, des revêtements métallisés et plaqués à l'état de vapeur peuvent '-tre déposés en des couches beaucoup plus minces que les feuilles laminées mais sont très poreux. Par,le terme "couchesmétalliquesnon poreuses" utilisé dans ce mémoire, on entend des matières ayant une perméabilité inférieure à 3eO4 x 10-4 cm3 hélium/heure m2 atm. de différence de pression.
Par les termes "plomb" et "étain" utilisés dans ce mé- moire, la Demanderesse n'entend pas se limiter aux métaux purs mais envisage des impuretés normales ainsi que des alliages de ces métaux avec de faibles quantités d'autres métaux. L'addition de constituants d'alliage est souvent avantageuse, par exemple, l'addition de 4,5% d'étain et de 3% d'antimoine améliorâmes qualités de laminage du plomb. De plus, une addition de moinsde 1% de bismuth et d'antimoine 'à l'étain empêche la transfor- mation cristalline de l'étain de la forme "blanche" à la forme "grise" cassante indésirable. 5% de plomb ont un effet bénéfique analogue sur ltaln.
Les qualités et les propriétés nécessaires pour les couches
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de matière plastique intérieure (côté vide) et extérieure (côté pression ambiante) du stratifié sont également très critiques; chacune d'elles remplit une fonction importante et indispensable.
La couche de matière plastique intérieure du stratifié sert à protéger la feuille de plomb ou d'étain mince formant la couche intermédiaire, d'un percement par la matière Isolante solide faiblement conductrice contenue dans l'espace sous vide. borné par l'élément à double paroi hermétique. 'Par exemple, la plupart des matières isolantes contiennent des fibres relative- ment effilées ou des particules dures capables de percer facile- ment la feuille et de détruire sa fonction en tant que barrière imperméable au gaz. La couche de matière plastique intérieure permet d'éviter ces détériorations.
La couche intérieure relativement élastique empêche également le stratifié de devenir défectueux sous l'effet d'une, contraction thermique. Par exemple, dans un panneau à vide ex- posé à des températures cryogéniques, la contraction du stratifié exerce une forte contrainte de "décollement" au point de jonction avec un autre organe de la structure;Ces joints ont été éprouvés jusqu'au point de rupture dans des expériences exécutées avec uri panneau comportant des parois stratifiées tricouches :comprenant d'une couche intérieure etune couche extérieure en téréphtalate de polyéthylène et (.'une couche intermédiaire formée par une feuil-, le de plomb.
On a constaté que la couche de matière plastique ; intérieure se rompt en premier lieu sous l'effet de la traction après quoi la couche intérieure se décolle de la feuille métalli- que sous une charge beaucoup plus faible. L'aptitude du stratifié à supporter la charge dépend donc d'une façon critique de la ré- sistance de la couche de matière plastique intérieure.
La couche de matière plastique intérieure doit présenter une pression de vapeur peu élevée à la température de service afin de ne pas détruire le vida ou de ne pas subir'elle-même une dégra- ,
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dation physique ou chimique.
La couche de matière plastique intérieure doit conserver sa flexibilité à la température de service pendant une période de temps prolongée. La minceur de cette couche est importante pour sa flexibilité en particulier à des températures cryogéniques. Des épaisseurs de la couche intérieure de 50 microns ou moins, procu- rent normalement la protection nécessaire pour la couche métalli- que d'arrêt; une épaisseur accrue diminue la flexibilité et doit ' donc être évitée.
La matière de la couche intérieure doit être relative- '. , ment imperméable à l'humidité et à d'autres gaz ambiants pour deux raisons. Premièrement, elle sert de barrière finale s'opposant à la pénétration des gaz dans l'espace sous vide par des piqûres dans la feuille métallique. En second lieu, des techniques de fabri- cation permettent au gaz de pénétrer latéralemnt à travers la couche intérieur - dans l'espace sous vide. Tous les joints dans . la paroi à vide sont effectués en soudant la couche intérieure à une autre paroi de sorte que le bord de la couche intérieure est exposé à la pression de gaz ambiante.
Par conséquent, dans la région de ces soudures, la couche de matière plastique Intérieure constitue un trajet de pénétration du gaz dans l'espace sous vide qui n'est pas obstrué par une barrière métallique imperméable. La section de ce trajet est le produit de la longueur de la soudure et de l'épaisseur de la couche intérieure. Dans le cas de soudures stratifié-stratifié, la section totale est' de deux épaisseurs de la couche intérieure. Il existe encore une autre bonne raison pour réduire au minimum l'épaisseur de la couche de matière plastique intérieure.
Comme une fonction de la couche.de matière plastique intérieure est d'assurer un joint étanche pu vide, la matière doit pouvoir être facilement soudéeà d'autres matières de paroi '. à vide. Dans des panneaux à vide préférés, Il faut que cette coucha
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..4 r ' ,' :'Y,'1 puisse être soudée à elle-même directement ou au moyen .d'une'. âia= i . tière intermédiaire. Dans .d'autres cas, Il peut être nécessaire ;4||, de souder la couche intérieure à une surface métallique. Ces4''a '=.' "'#yï.'Qt joints doivent être produits rapidement et d'une manière sûre avec, un minimum de préparation des surfaces. Le joint doit être robuste*?,
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et excessivement étanche car une seule mise sous vide de l'iso" . lation doit souvent suffire pour toute sa vie utile.
Les joints
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sont, de préférence, formés par soudure à chaud. Après jonction, la matière plastique dans la zone de la soudure ainsi que toute matière intermédiaire utilisée pour effectuer la soudure doivent. conserver leurs propriétés souhaitables de flexibilité, résistance, imperméabilité et pression de vapeur faible.
On a constaté que le téréphtalate de polyéthylène et
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le polyéthylène ont les caractéristiques nécessaires de résistance1 pression de vapeur faible, perméabilité faible, flexibilité et soudabilité et sont idéals pour la couche intérieure du stratifiée Le téréphtalate de polyéthylène, vendu sous le nom de "Mylar"
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est pré-.*?able en raison de sa résistance relativement élevée , sur une large gamme de temaératures. Le polyéthylène convient parfaitement pour un service à température presque ambiante où les contraintes dues aux contractions thermiques ne sont pas fortes.
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Le polyéthylène a également l'avantage de pouvoir être facilement soudé à chaud à lui-même tandis que les surfaces de téréphtalate de polyéthylène doivent être d'abord recouvertes d'une matière intermé- diaire susceptible d'être soudée à chaud à elle-même telle qu'un ruban en résine de polyester.
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L'épaisseur de la couche intérieure en matière plasti- que du stratifié dépend en substance du type de matière isolante
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thermique solide à utiliser. Par exemple, si la matière ne pré- sente pas d'arêtes vives et est relativement souple, et si les contraintes thermiques sont faibles, l'épaisseur de la couche de matière plastique intérieure peut descendre jusqu'à 12,5 microns
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et procurer encore la protection nécessaire pour le métal.
D'autre part, avec des fibres relativement grossières telles que des feuilles de fibres de verre précomprimées de façon permanente de 5 à 10 mi- crons de diamètre, on a pu démontrer expérimentalement qu'une cou-,' che de téréphtalate de polyéthylène de 12,5 microns produit des piqûres fréquentes dans la feuille métallique qui sont dues aux fibres effilées des particules restant dans les feuilles du type papier manufacturés.On n'a pas rencontré cette difficulté avec une couche de téréphtalate de polyéthylène de 25 microns.
Mais il est à remarquer qu'une fibre de verre plus fine exempte de particules ou une'fibre organique plus souple permettrait probablement d'utiliser une couche intérieure en matière plastique de 12,5 microns sans rencontrer des difficultés avec la feuille métallique. L'épaisseur de cette r @che Intérieure ne doit pas dépasser environ 50 microns de manière à conserver sa souplesse, à éviter des difficultés de soudage à chaud de stratifiés inuti-. lement volumineux ainsi qu'une infiltration des gaz par la zone soudée. One épaisseur de la couche intérieure de 50 microns semble adéquate pour éviter le problème des piqûres dans 3a feuille de plomb. ou d'étain avec un type quelconque de matière isolante solide faiblement conductrice.
La couche de matière plastique extérieure sert princi- palement à protéger la barrière métallique délicate. Une protection est nécessaire contre les détériorations dues à des sources exté- rieures au système à vide de nature chimique et mécanique. One protection est également nécessaire contre des détériorations mé- caniques dues à une dilatation et une contraction thermiques et 'aux dimensions changeantes' des matières intérieures faiblement conduc- trices qui supportent le stratifié.
Une protection contra de sources extérieures exige une matière qui soit très stable et qui possède de bonnes qualités de résistan- ce aux intempéries. Elle doit être résistante aux huiles, graisses
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et autres produits chimiques courants susceptibles de venir en contact avec sa surface. Elle doit être tenace et très résistante à l'abrasion et aux piqûres.
Due protection pour la feuille métallique contre des contraintes internes exige une matière plastique de haute ré- sistance à la traction. La couche extérieure doit être capable de supporter une large fraction de la contrainte exercée sur le stratifié sans se déformer d'une manière excessive,autrement l'ap-
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;;in>5e du métal doux à fluer et à s'étirer serait dépassée. La" sistance et la ténacité requises doivent être obtenues avec une '-',¯::! :# ce matière plastique extérieure mince afin d'éviter une pûi-zc ne flexibilité (en particulier aux basses températures) et ,:' . difficultés de souder les boxas du stratifié de façon étanche.
D'autres propriétés souhaitables pour la couche de @tière plastique extérieure sont semblables à celles décrites
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.:C .La. couche intérieure. La flexibilité est également importante .Mi.*: les deux couches à . toutes les températures de service.
1::2 faible perméabilité est également souhaitable pour aider la.
.#r?iw intérieure à résister à l'infiltration du gaz par des pi- dans la feuille métallique.
Finalement, la couche extérieure doit de préférence être compatible avec différents adhésifs de contact afin que des éléments d'isolation du typepanneau à vide séparablespuissent ! être montés ou suspendus sans l'aide de'consoles et d'organes analogues. '
Le téréphtalate de polyéthylène convient d'une façon unique pour la couche de matière plastique extérieure. Sa ré- @stance à la traction est excellente et est en moyenne d'environ 1582 Kg/cm tandis que la plupart des matières plastiques courantes ont une résistance '. la traction inférieure à 844 kg/cm2. Sa ré- sistance aux piqûres est environ double de celle d'une matière plastique courante.
Il . résiste également aux graissds. est inert<
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à la plupart des produits chimiques courants et est compatible avec les adhésifs disponibles.
Lorsqu'on compose un stratifié donné, il faut prendre soin de faire correspondre les couches plastiques et métalliques en fonction de la résistance totale de chaque couche-.; la résistan- ce totale étant le produit de la résistance unitaire par l'épais- seur. La résistance totale de la feuille métallique doit être faible par rapport à la résistance totale de chaque couche de matière plastique afin que la matièreplastique résiste auxpercements par le métal lorsque des arêtes vives sont formées dans le stratifié.
Lorsqu'une chemise flexible est mise sous vide, un grand nombre de ces "crêtes" tridimensionnelles fortement froissées sont normale- ment formées parce que la chemise se plaque latéralement contre son support.
On a constaté que la compatibilité de la feuille de métal .et des couches de matière plastique est assurée si le produit de la résistance à la traction et de l'épaisseur de la matière plasti- que est égal au moins à cinq fois le produit de la limite élastique et de l'épaisseur de la feuille métallique. Par exemple une feuil- le de plomb de 20 microns ayant une limite élastique d'environ 84,4 kg/cm a une résistance de 171 g/cm Cette feuille est en- tièrement compatible avec du téréphtalate de polyéthylène de 12,5 microns ayant une résistance à la traction de 1582 kg/cm parce que la résistance totale de celle-ci est de 2,0 kg/cm ou de 11,7 fois celle du métal.
La feuille est également compatible aveu du polyéthylène de 25 microns ayant une résistance à la traction de 337 kg/cm2 car la résistance de la matière plastique est de 858 g/cm ou cinq fois celle du métal.
Au contraire, de l'aluminium de 6,3 microns avec une limite élastique de 949 kg/cm2 n'est pas compatible avec du fluorure de polyvinyle de 12,5 microns dont la résistance à la traction est de 562 kg/cm 2 car le rapport résistance plastique:
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métal est égal à 1,2. De même, de l'aluminium de 6,3 microns ayant une limite élastique de 949 kg/cm n'est pas compatible avec du téréphtalate de polyéthylène de 6,3 microns ayant une.résistance à la traction de 1582 kg/cm2 car le rapportde résistance n'est que de 1,7 L'incompatibilité des stratifiés d'aluminium est mise en évidence par les essais de flexibilité , décrits ci-après.
Il faut remarquer que le rapport de résistance plastiques, métal seul ne constitue pas une base suffisante pour définir les spécifications du stratifié. D'autres exigences décrites plus haut doivent également être satisfaites, notamment les propriétés d'au- torecristallisation pour le métal ainsi qu'une protection adéquate contre les détériorations provenant de l'isolation oude sources extérieures à l'isolation,
La matière thermo-isolante faiblement conductrice peut 4, être choisie parmi des matières bien connues. Des facteurs à con- sidérer dans ce choix comprennent la conductibilité thermique totale requise de l'élément, les températures à rencontrer, le prix de ..svient et la facilité de montage.
Par exemple, une ma- tière pulvérulente telle que de l'aérogel de silice, de la perlite (verre volcanique explosé) et du silicate de calcium peuvent être utilisés. En variante, des matières fibreuses en verre, rayonne, coton, céramique et en bioxyde de titane peuvent être utilisées.
Des matières fibreuses synthétiques appropriées comprennent le produit de condensation du téréphtalate de diméthyle et de l'éty- lène glycol connu sous le nom de "Dacron', le produit de copolymé- risation de 40% d'acrylonitrile et de 60% de chlorure de vinyle connu sous le nom de "Dynel" et la série de résines de polyamide obtenues par la polymérisation d'un sel d'hexaméthylène diamine de l'acide adipique connu sous le nom de"Nylon".
Les fibres peuvent être obtenues sous forme de nattes non comprimées pour être intro- duites dans l'espace à mettre sous vide mais sont de préférence utilisées sous forme de feuilles,genre papier,précomprimées de
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façon permanente de manière à réduire au minimum les - changements: de dimensions lors de la mise sous vide.
Une faible quantité de liant doublement conducteur est également de préférence utilisée avec la fibre pour former les feuil les précomprmées, One faible teneur en liant, par exemple 10% de silice, donne une isolation de moindre densité lors d'une compres- sion à 1 kg/cm2
La qualité superlative des. stratifiés de l'invention a été clairement démontrée dans des essais de résistance à la traction effectués sur des échantillons de deux stratifiés. Des échantillons formés d'une feuille de plomb de 20 microns revêtue des deux côtés d'une pellicule de téréphtalate de polyéthylène .de 25 microns ont été examinés sous une forte lumière avant et après avoir été étirés sous une charge de 22,7 kg. Leur opacité complète est la preuve de l'absence de piquées et de fissures.
L'intégrité mécanique de la 'feuille de plomb a été conservée en dépit d'un étirage permanent d'environ 30% subi par le stratifié.
D'autres échantillons formés d'une feuille d'aluminium de 6,3 microns revêtue des deux côtés de téréphtalate de polyéthy- lène de 6,3 microns ont été examinés avant et après un étirage sous une charge de 5,7 kg. En supposant que la matière plastique soit la matière porteuse principale dans les deux échantillons, l'application d'une charge de 5,7 kg sur deux couches de 6,3 mi- crons équivaut à l'application d'une charge de 22,7 kg sur deux cou- ches de 25 microns. L'examen à la lumière montre une multitude de . piqûres et de fissures minuscules dans la feuille d'aluminium qui ne convient donc plus du tout comme paroi étanche au vide.
L'imperméabilité des stratifiés de l'invention a éga- lement été démontrée par des mesures directes de transmis on de gaz sur des échantillons choisis. Le tableau I résume les résultats de cinqessais.
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TABLEAU I...
Essai Stratifié Perméabilité 10'4 OM3 hé11U1 au moment de' hr x m2 x atm *,. # """"'if" 1 1IL zootulim - .. après flexion ,1
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<tb>
<tb>
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12,5 hydrocarbure halofluoré
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<tb> 1 <SEP> 6,3 <SEP> aluminium <SEP> 67 <SEP> 420 <SEP>
<tb>
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12,5 hydrocarbure halofluoré
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<tb> 12,5 <SEP> fluorure <SEP> de <SEP> polyvinyle
<tb> 2 <SEP> 6,3 <SEP> aluminium <SEP> 10 <SEP> 22
<tb> 12,5 <SEP> fluorure <SEP> de <SEP> polyvinyle
<tb>
<tb> 6,3 <SEP> téréphtalate <SEP> de <SEP> poly-
<tb> éthylène
<tb> 6,3 <SEP> aluminium <SEP> 57 <SEP> 79
<tb> 6,3 <SEP> téréphtalate <SEP> de <SEP> polyéthylène
<tb>
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12,5 téréphtalate 'de polyéthy-
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<tb> lène
<tb>
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4 25 aluminium <1<5 73 '#
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<tb> 12,
5 <SEP> téréphtalate <SEP> de <SEP> polyéthy-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> lène
<tb>
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25 téréphtalate de Polyéthylène <1,5 <1,5 20 plomb-téréphtalate.
Inexpérience avec des isolations chemisées au moyen de ,,'
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tii.-'2?ssbrtifiés, a - montré que des perméabilités de l'ordre de '.; 3,,C-4 x 10"4 cm3 hélium/ heure, m2 atm. sont requises pour maintenir 1 un rendement satisfaisant en service prolongé sans de fréquents réta-
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bllssementa du vide. On peut voir que parmi les stratifiés cités dans le tableau III, seul le plomb-téréphtalate de polyéthylène de l'invention satisfait à cette exigence.
La souplesse remarquable des stratifiés de l'invention a été démontrée dans des essais rigoureux effectués à la tempéra- ture de l'azotge liquide. L'essai consiste à fabriquerune enveloppe au
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moyen du stratifié, à disposer l'enveloppe lâchement dansle passage annu- laire séparant deux paniers en treillis métallique concentriques et à immerger ce montage dans de l'azote liquide. On remplit en- suite lenveloppe d'hélium sous pression et on y fait le vide alternativement, les paniers servant de support pour éviter l'éclatement du stratifié.
One défectuosité du stratifié par des piqûres, des fissures ou des ruptures de joint est mise en évidence par 1 a détection visuelle des bulles d @élium gazeux
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qui montent dans le bain d'azote liquide. One enveloppe faite de trois épaisseurs de téréphtalate de polyéthylène ordinaire non stratifié de 25 microns a également été éprouvée à titre de ré- férence, cette matière devant normalement donner d'excellents résultats en raison de l'absence d'un constituant métallique ca- pable de percer la matière plastique.
Les résultats de ces essais sont les suivants :
Matière flexible Nombre maximum de cycles de ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ flexion
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<tb> Téréphtalate <SEP> de <SEP> polyéthylène <SEP> ordinaire,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> 3 <SEP> épaisseurs <SEP> de <SEP> 25 <SEP> microns <SEP> 380
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stratifié <SEP> en <SEP> aluminium <SEP> de <SEP> 25 <SEP> microns
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> et <SEP> en <SEP> téréphtalate <SEP> de <SEP> polyéthylène <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 12e5 <SEP> microns <SEP> 77
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stratifié <SEP> en <SEP> plomb <SEP> de <SEP> 20 <SEP> microns <SEP> et <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> téréphtalate <SEP> de <SEP> polyéthylène <SEP> de <SEP> 25 <SEP> microns <SEP> 1557
<tb>
Danschacun des essais précitée,,
le stratifié aluminium- matière plastique devient défectueux & la suite d'un percement du stratifié apparemment causé par des arêtes vives produites par froissement et un fissurage du métal. Au contraire, chaque défectuo- site du téréphtalate de polyéthylène ordinaire ou de stratifiés en té@éphtalate de polyéthylène et en plomb est due à une rupture de joint alors que la masse de la matière flexible reste étanche.
Dans les dessins annexés et plus particulièrement les Fig.
1 à 3, la Fig. 1 est une vue en plan vers le bas d'un panneau à vide 10 contenant une matière thermo-isolante faiblement conduc- trice 11 telle que, par exemple, plusieurs couches de fibres pré- comprimées d'une manière permanente de moins de 25 microns de dia mètre et, de préférence, des fibres de verre.ayant des diamètres compris entre 5et 10 microns. Les fibres sont de préfé- rence orientées au hasard dans des plans en substance parallèles aux surfaces supérieure et inférieure 12 du panneau 10.(voir la vue en élévation longitudinale de la.Fig. 3). La Fig. 4 est une vue en élévation longitudinale d'une partie à plus grande échelle
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de la Fig. 3 montrant les couches fibreuses précomprimées 13 ainsi que les surfaces supérieure et inférieure 12.
Ces surfaces sont formées d'un stratifié tricouche comprenant une couche de protec- tion en matière plastique intérieure (côté vide)14, une couche intermédiaire formée par une feuille de plomb ou d'étain 15 et une couchede protection en matière plastique extérieure (coté ambiance 16.
Une capsule 17 contenant un dégazeur approprié 17a est de préférence introduite entre.les couches fibreuses précomprimées 13 pour éliminer les gaz qui diffusent ou les gaz résiduels dans l'espace sous vide. Le dégazeur préféré est un métal pulvéru- lent, par exemple du baryum qui est actif à température ambiante.
Si une partie du panneau 10 est relativement froide, il peut être souhaitable d'utiliser un adsorbant tel que des tamis moléculaires (zéolite cristalline) pour éliminer les traces d'air dans l'espace à mettre sous vide et près de la surface froide.L'adsorbant, par exemple de la zéolite de calcium A, peut, par exemple, être noyée sous f@@me d'une fine poudre ou de pastilles dans les couches fibreuses 13. Si on utilise un adsorbant, il est préférable d'utiliser éga- lement un dégazeur sélectif vis-à-vis de l'hydrogène au lieu du baryum pulvérulent non sélectif décrit plus haut. On dégazeur sélec- tif vis-à-vis de l'hydrogène préféré est l'oxyde de palladium.
Le panneau à vide 10 peut être assemblé en superposant d'abord un nombre suffisant de couches 13 des feuilles de fibres précomprimées comme indiqué sur la Fig. 4 jusqu'à obtenir une hauteur égale à l'épaisseur finale voulue du panneau à vide mul- tipliée par le facteur de compression des feuilles utilisées. Par exemple, lorsqu'on utilise des feuilles en'fibres de verre de 0,5 mm d'épaisseur qui subissent une réduction d'épaisseur de 2:1, un empilage de 2,5 cm d'épaisseur d'isolation non comprimée est requis pour obtenir un panneau fini de 12,5 mm d'épaisseur.
On enveloppe ensuite les couches fibreusessuperposées 13 aumoyendu stra
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l'isolation 13 et empêche ainsi le gaz de sortir de l'isolation par le tube. Pour éviter cet aplatissement, on introduit d'abord un tube de support de plus petit diamètre 22 sans serrage dans le tube de mise sous vide 20 de manière que son extrémité intérieure pénètre légèrement dans la masse fibreuse de l'isolation 13. On soutire ensuite le gaz contenu dans le panneau 10 par le tube 20 au moyen d'une pompe à vide qui y est raccordée et on évite toute obstrustion car le tube 22 supporte l'enveloppe sous le vide.
Lorsque le panneau 10 a été mis sous vide, on rétracte le tube de support 22 dans le tube de.plus grand diamètre 20 en dégageant le petit tube lentement d'entre l'isolation aplatie.
On exéeute une seconde soudure à chaud transversale 23 tout près de @@@@ extérieur de l'isolation enfermée 13, intérieurement par @@port à la première soudure à chaud transversale etsans être gôné par le tube de support 22. Cette seconde soudure devient la soud@ze germanente et le bord périphérique ou la "bavure" qui con- tient te tube de support 22 et le tube d'évacuation 20 est rogné légèrement à l'extérieur de la seconde soudure à chaud transversale 23 A mesure que le panneau 10 est mis sous vide, une largeur sppréeiable de matière stratifiée périphéqieu apparaît le long de tous les bords et représente l'excès de paroi périphérique résultant de la réduction d'épaisseur de l'isolation.
Si on le désire,, on peut rogner cette matière périphérique des trois autres bords d'une façon semblable à celle décrite pour le second bord trans- versal 18' en exécutant une seconde soudure à chaud tout près de l'isolation, après quoi on rogne à nouveau le bord jusqu'à la ' nouvelle soudure.
Avec un dégazeur efficace tel que ceux décrits plus haut, il est nécessaire de faire le vide dans le panneau jusqu'à 100 microns de Hg environ. Après exposition, le dégazeur 17a abaisse le vide dans le panneau à 1 micron de Hg ou moins suivant
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tifié tricouche, les surfaces de la couche de matière plastique intérieure 14 étant contiguës aux surfaces et aux bords exté- rieurs de la pile non comprimée de couches d'isolation. La largeur et la longueur du stratifié d'enveloppement excèdent les dimen--- sions correspondantes des couches d'isolation superposées suffisam- ment pour procurer des sections longitudinales ou d'extrémité 18 qui : se recouvrent et des sections transversales 19 qui se recouvrent également .
Un bord longitudinal 18 et les deux bords transver- saux 19 du stratifié sont repliés en ligne et sont soudés à chaud pour former une enveloppe ouverte au second bord longi- tudinal 18'.
Lo procédé préféré pour réunir les stratifiés afin de former des joints étanches au vide est un procédé de soudure à chaud. Afin de favoriser l'adhérence du téréphtalate de poly- éthylène, il faut appliquer un polyester intermédiaire sous forme de liquide ou de ruban d'une manière continue sur la surface dans la zone du joint. On peut alors souder les bords à chaud d'une manière étanche au vide au moyen d'une soudeuse du type à impulsions ou à mâchoires chaudes.
Ces dispositifs sont, en générale bien connus dans l'industrie de l'emballage. On procédé préféré pour obtenir des joints soudés à chaud sûrs consiste à appliquer une compres- sion d'environ 2,8 kg/cm , à chauffer le joint à environ 127 C pendant 20 secondes puis à refroidir le joint à environ 38 C pen- dant 10 secondes tout en maintenant la compression.
On introduit un tube 20 servant à faire le vide d'une cour. te distance, dans l'enveloppe stratifiée entre les surfaces supérieure et inférieure du second bord longitudinal 18'. On soude ensuite les extrémités extérieures 21 de ce bord longitudinal 18' à chaud transversalement aux bords transversaux soudés 19 et autour du tube 20 comme le montre la Fig. 1. Si on essaie maintenant de faire le vide dans le panneau 10 par le tube 20, le bord longitu- dinal 18' de l'enveloppe s'aplatit entre l'extrémité du tube et
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la nature du dégazeur et son activité.
Des panneaux à vide con- struits suivant l'invention utilisant le stratifiétricouche dé- crit plus haut, ont retenu en toute sécurité des vides inférieurs à 1 micron de Hg pendant plusieurs mois sans présenter de détério-- ration visible.
Le panneau à vide décrit plus haut est rigide et robuste en dépit du fait que tous les éléments avant la mise sous vide sont très flexibles et conformables. Les couches de fibres précomprimées d'une manière permanente utilisées dans le panneau préféré, peuvent être facilement obtenues en des épais- seur et des densités uniformes de sorte que le panneau fini est lui même d'épaisseur uniforme et comporte une surface unie exempte de creux ou de protubérances importants. Dans certaines limites, les panneaux conservent la forme qui leur a été imposée pendant la mise , sous vide. Les panneaux peuvent donc être assemblés sur une surfafe cylindrique ou sphérique courbe ayant le même profil qu'une paroi à isoler. Les panneaux sous vide conservent cette forme et peuvent être manipulés de la façon normale sans déformation.
Le prix de revient de ces panneaux à vide comprenant des stratifiés à feuille de plomb et des couches de fibres de verre précomprimées d'une ma- niée permanente n'est que d'environ 1/6 de celui des panneaux à pression de construction métallique.
Danslepanneauàvide des Fig.l à 3, le stratifié tricouche . forme la totalité de l'enveloppe 'hermétique pour l'isolation thermique. La Fig. 4 est une vue longitudinale en coupe transver- sale d'une variante de panneau suivant l'invention dans laquelle les sections périphériques 18" sont faites du stratifié. Les surfaces supérieure et inférieure 25 sont en métal et comprennent, par exem- ple des tôles de parement en acier inoxydable. Il apparaît immédia- tement que les bords stratifiés 18 doivent être soudés d'une manière. étanche au vide aux tôles de parement.
Des soudures étanches au vide ont été obtenues avec succès entre du téréphtalate de polyéthy-
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lène et de l'acier inoxydable au moyen d'adhésifs époxydes ou de polyuréthannes.Ces soudures se sont révélées satisfaisantes sur une gamme de températures comprise . entre la température de l'azote liquide et 65 C.
On a indiqué plus haut qu'une fraction relativement impor- -tante de la chaleur transmise dans les éléments hermétiques à' double paroi passe par les parties périphériques qui relient les surfaces relativement chaude et froide de l'élément. Cela étant, on peut fortement améliorer cette efficacité d'isolation thermi- que en utilisant le stratifié à feuille de plomb ou d'étain com- me matériau de construction pour ces parties périphériques même si les surfaces relativement chaude.et froide sont fabriquées en des matières classiques, par exemple des métaux. La Fig. 4- décrite plus haut montre cette forme d'exécution dans un panneau à vide.
La Fig. 5 est une vue en perspective vers le bas d'un récipient rectangulaire 30 formé par une caisse intérieure 31 et une cais- se extérieure 32 séparées par un espace 33 dans lequel on peut faire le vide. Les parois des caisses 31 et 32 peuvent être faites , de tôles rigides et l'espace intermédiaire peut être rempli d'une matière thermo-isolante appropriée telle que de la poudre de pèr- lite. En variante, la construction de paroi peut comprendre un panneau entretoisé utilisant un profilé en matière plastique comme ,' élément de construction formant encadrement pour supporter ses parements dans la zone périphérique.
Les parois intérieure et extérieure à la partie supérieure du récipient sont réunies par le stratifié tricouche décrit plus haut sous forme d'une bande de jonction faiblement conductrice 33 qui s'étend autour i' des bords de la caisse d'une manière chevauchante. Les bandes de jonction 33 peuvent être hermétiquement soudées aux parois de la caisse intérieure 31 et de la caisse extérieure 32,de la même façon que celle décrite à propos du panneau à vide de la Fig. 4.. Le récipient rectangulaire 30 utilise évidemment un
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couvercle qui n'a pas été représenté'pour la simplicité.
La Fig. 6 montre un récipient de stockage de gaz liquéfié à double paroi comportant une capacité intérieure 40 formée par le. stratifié tricouche et une enveloppe extérieure métallique 41.
L'espace intermédiaire sous vide 42 est hermétiquement 'scellé et forme une structure. suivant l'invention. L'espace sous vide 41 peut, par exemple, être rempli d'une isolation composite 43 comprenant au moins deux matières présentes chacune en des quan" tités multiples. Une matière est caractérisée par sa. faible con- ductibilité thermique et sa perméabilité aux radiations, par exem- ple de la poudre ou des fibres, tandis que l'autre matière est, caractérisée par son imperméabilité aux radiations, par exemple des flocons métalliques réfléchissants ou des tôles.
Des mélangès de flocons métalliques et d'aérogel de silice et,des couches de fibres alternant avec des feuilles métal- liques constituent des exemples de telles installations.
Une capacité du type représenté sur la Fig. 6 peut être construite par exemple en appliquant la doublure intérieure et une couche d'isolation sur le mandrin et en glissant ensuite l'enveloppe extérieure sur l'isolation. Après avoir effectué la soudure finale 45 entre le stratifié et l'enveloppe, on fait le vide dans l'isolation par un raccordement à pincement 44 que l'on pince par la suite, puis que l'on soude et que l'on détache du dispositif à faire le vide.
La doublure 40-formée par le strati- fié tricouche flexible est étroitement pressée contre l'isola- tion par la pression atmosphérique et né nécessite pas d'autres moyens de support*
Il est clair que la paroi représentée sur la Fig. 6 peut être prolongée tout autour d'un récipient fermé dans lequel le stratifié flexible 40 forme essentiellement un récipient continu étanche à la pression. Dans ce cas, le stratifié peut être collé
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sur les parois métalliques du système à vide autour de zones où des conduites traversent l'espace d'isolation.
Il est clair également que la réalisation de la Fig. 6 pent être inversé,de sorte que la capacité métallique 41 se
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trouva h l'intérieur tandis quele stratifié 40 forme l'enveloppe .;xtéeure. pans ce cas-ci, une enveloppe de protection finale en matais en matière plastique armée ou en une autre matière ap- propriée peut être glissée sur le stratifié exposé pour diminuer. cmeore les risques de détérioration.
On construit un récipient 50 tel que représenté sur la
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Fig. 7 oa fabriquant d'abord un i'écipient intérieur 53 en acier -':"=IJ:Y'1<:.1:Ú"ç Eince de 60 x 35 x 40 cm de profondeur et en collant 2U3úis usa panneau à vide 52 sur .naque paroi extérieure du réci- ien1.;, GU ac1r inoxydable. Les panneaux 52 sont du type représenté us' les Fige, 1 et 2.
On remplit ensuite les jonctions des panneaux @@@ées les coins d'un isolant en uréthanne expansé en place
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5:5 pris oa glisse une enveloppe ,n contre-plaqué 51 sur le sous- 3agesbl@o0n attache des lattes chanfreinées 54 à la partie supé- rieure de l'enveloppe en contre-plaqué autour de son périmètre in- térieur pour permettre au récipient de recevoir un couvercle amo- ritle construit de la même façon que la paroi du récipient.Avant d'attacher les lattes 54 on utilise également de l'isolation expan- sée en place pour remplir l'espace situé au-dessus du bord supé- rieur des panneaux d'isolation des parois latérales.
On remplit ce récipient d'azote liquide jusqu'à une profondeur de 30 cm. Lorsque le couvercle est en place, on con- s@tge que le. taux d'évaporation, lorsque l'azote n'est pas agitée est do 1,1 kg d'azote par heure ce qui correspond à une con-
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uutib11ité thermique totale d'environ 13,6 x 10'*' g-ca2../ea. em.O( Une matière plastique expansée remplie d'air est une des meilleures
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isolations connues et, à titre de comparaison, sa conduf 1- bilité thermique est d'envir.on 61,9 x z.0"6 g-cal./ec. (:.11", 0..
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Le récipient isolé par des panneaux à vide a conservé des proprié- tés excellentes avec une détérioration ne dépassant pas environ
3% pendant une période de service supérieure à 7 mois.
On construit un récipient semblable à celui de la
Fig. 7 en fabriquant d'abord une caisse en contre-plaqué de 46 x 71 x 48 cm de profondeur et en garnissant ensuite cette caisse intérieurement des panneaux à vide des Fig. 1 à 3. on utilise de la matière plastique en mousse pour isoler la jonc- tion entrg les panneaux ainsi que le bord supérieur des panneaux.
On fabrique une doublure intérieure complète au moyen d'un stra- tifié en téréphtalate de polyéthylène et en plomb et on l'intro- duit dans la caisse garnie des panneaux et on la colle le long du bord supérieur des panneaux..
On remplit ce dernier récipient d'azote liquide j jusqu'à une hauteur de 30 cm. Après avoir mis en place un couvercle isole, on constate que le taux d'évaporation lorsque l'azote n'est pas agitée est de 0,89 kg par'heure ce qui cor- respond à une conductibilité thermique totale d'environ
10,3 x 10-6 g-cal./sec. cm C On peut donc voir qu'en utili- sant le stratifié plomb-téréphtalate de polyéthylène comme doublure intérieure plutôt que de l'acier inoxydable, on ob- tient une diminution de la conductibilité totale de près de
25%, tous les autres facteurs étant supposés égaux. Ceci démon- tre l'avantage de la faible conduction thermique latérale du stratifié.