Dispositif d'étanchéité La présente invention a pour objet un dispositif d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité entre deux surfaces prévues, par exemple entre un récipient et son couvercle.
Dans ce but, on utilise le plus souvent des joints plats de caoutchouc disposés entre des surfaces paral lèles ou des anneaux de caoutchouc de section cir- culaire logés dans une rainure creusée dans l'une des parties. L'emploi des joints de caoutchouc est toute fois limité par le domaine de température restreint dans lequel le caoutchouc conserve son élasticité : il devient cassant pour des températures inférieures à - 45- C et subit des transformations chimiques au- dessus de 1800 C.
De plus, les joints de section cir culaire ne peuvent être employés pour de très hautes pressions car leur résistance mécanique n'est pas très élevée. Enfin, les joints de caoutchouc ne peuvent être utilisés pour la fermeture de récipients conte nant des produits attaquant cette matière.
L'invention vise à fournir un dispositif d'étan chéité ne présentant pas les inconvénients susmen tionnés.
Le dispositif d'étanchéité objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par un tube étan che dont l'épaisseur de paroi est inférieure à 0,15 mm et qui est rempli d'un fluide sous pression, ce tube prenant appui sur les surfaces entre lesquelles il as sure l'étanchéité par l'intermédiaire d'une couche d'une matière tendre.
L'invention comprend également un procédé de fabrication de ce dispositif d'étanchéité .qui est carac térisé en ce qu'on forme un tube annulaire, en ce qu'on place ce tube dans une enceinte close, en ce qu'on introduit un fluide sous la pression requise pour le remplissage de ce tube dans l'enceinte, ce fluide pénétrant simultanément dans le tube par une ouver ture percée à cette fin dans ce dernier, en ce qu'on ferme cette ouverture pendant que la pression est maintenue à l'intérieur et à l'extérieur du tube, en ce qu'on relâche la pression dans l'enceinte, et en ce qu'on dispose le tube ainsi rempli à la pression vou lue entre les surfaces entre lesquelles il doit assurer l'étanchéité.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif d'étanchéité objet de l'inven tion compris dans un récipient muni d'un couvercle amovible.
La fig. 1 est une coupe de ce récipient. La fig. 2 est une coupe d'une variante.
Les fig. 3 et 4 représentent, à plus grande échelle, la section droite du tube utilisé dans la forme d'exé cution du dispositif représentée à la fig. 1 et celle d'une variante de ce tube.
La fig. 5 montre une installation permettant la mise en aeuvre du procédé que comprend l'invention. Le récipient représenté à la fig. 1 comprend un corps 1 et un couvercle 2 fixé à ce corps par des boulons 3 traversant une bride 4 du corps et 5 du couvercle. Une rainure 6 est creusée dans une face 7 du couvercle contiguë à une face 8 du corps et un tube métallique 9, à paroi mince et de section droite circulaire, est logé dans cette rainure 6.
Le tube 9 est rempli d'un fluide constitué par un gaz 10, de l'hélium, de l'azote ou un mélange comprenant de préférence 80 à 90 % d'azote et 20 à 10 % d'hélium ou de tout autre gaz inerte par exemple. Le gaz 10 qui remplit le tube 9 est comprimé à une pression atteignant de préférence une valeur comprise entre 42 et 105 kg/cm2.
A noter que cette pression est engendrée dans le tube, comme décrit ci-après, avant le serrage du tube entre le corps et le couvercle du récipient, la défor mation du tube restant minime lors de son serrage et la pression ne variant alors que peu du fait de la compressibilité du gaz et de l'étanchéité du tube.
Le tube 9 est par exemple en acier laminé à froid, en acier inoxydable, en cuivre, en monel, ou en tout autre métal pouvant être façonné à la forme voulue. Il a une épaisseur de paroi comprise entre 0,025 et 0,15 mm et son diamètre, avant le serrage du couver cle, est légèrement plus grand que la profondeur de la rainure 6 de sorte qu'après le serrage des boulons 3, le tube 9 légèrement aplati porte contre le fond de la rainure 6 et contre la face opposée 8 avec une pression de contact pratiquement égale à sa pression de remplissage comprise de préférence entre 42 et 105 kg/cm2.
Lorsque le tube 9 coopère avec des surfaces pré sentant un fini insuffisamment poussé, il est difficile d'empêcher qu'il se produise à la longue de petites fuites, notamment si la pression à l'intérieur du réci pient est élevée. Pour obtenir une parfaite étanchéité même sur des surfaces relativement irrégulières, le tube 9 est pourvu d'un revêtement 12 relativement mince (voir fig. 3) constitué par exemple par du caoutchouc amélioré par adjonction de silicone,
par des matières plastiques synthétiques telles que le poly- tétrafluoréthylène connu sous la désignation de Té flon ou le polymère de trifluorchloroéthylène con nu sous la désignation de Kel-F . Ce revêtement 12 peut aussi être constitué par des métaux mous tels que le cuivre, l'argent, l'or ou des alliages de ces métaux ou enfin par des métaux rendus spongieux par un mélange de plusieurs de ces matières ou par plusieurs couches superposées de matières différentes.
Les matières plastiques synthétiques susmention nées ne conviennent pas lorsque des températures supérieures à 2300 C sont à prévoir. Pour les tem pératures supérieures, on utilisera des métaux mous ou rendus spongieux. Le choix de la matière de revê tement dépendra ainsi essentiellement du domaine de température dans lequel le récipient est utilisé.
L'épaisseur d'un revêtement de caoutchouc sera de préférence comprise entre 0,025 et 0,625 mm, tandis qu'un revêtement métallique de 0,012 à 0,12 mm d'épaisseur suffit en général. Le revêtement peut être obtenu par placage, pulvérisation, dépôt électrolytique, vaporisation sous vide ou par tout autre procédé et on a constaté qu'il était particuliè rement avantageux d'utiliser un revêtement relative ment spongieux qui sera plus apte à pénétrer dans les crevasses ou irrégularités des surfaces de serrage.
Dans la variante représentée à la fig. 2, le tube métallique 9 est resté libre de tout revêtement mais les faces de serrage sur lesquelles portent la base et le sommet du tube sont en revanche munies de cou ches 12' d'une matière tendre.
Le tube 9, dont la section droite est représentée à plus grande échelle à la fig. 3, est constitué tout d'abord par un tronçon de tube étiré ouvert à ses extrémités et coupé à la longueur de la rainure 6. Le tronçon est ensuite façonné pour être amené à une forme correspondant à celle de la rainure puis ses extrémités sont reliées l'une à l'autre de manière étanche par soudage, brasage ou tout autre mode d'assemblage déterminé en fonction de la matière du tube et du domaine de température dans lequel le dispositif est appelé à travailler.
Le gaz sous pression est introduit dans le tube par un trou percé dans la paroi du tube puis refermé par soudage ou brasage ou par tout autre procédé.
Selon le procédé que comprend l'invention, on peut remplir le tube 9 de gaz sous pression en le plaçant dans l'installation représentée à la fig. 5. Cette installation comprend un caisson 13 muni d'un tuyau d'admission 14 et d'un manomètre 15. Le tube 9 à remplir percé d'une ouverture 11 est placé dans ce caisson, dans lequel on introduit le gaz à la pres sion requise.
Pendant que la pression est maintenue dans le caisson, l'ouverture 11 est refermée par sou dage, à la suite d'un chauffage réalisé au moyen d'une résistance électrique 16 suivi d'un refroidisse ment qui assure la fermeture de l'ouverture 11. La pression dans le caisson est alors relâchée et le tube 9 rempli est sorti du caisson et disposé dans la rai nure 6.
D'autres procédés peuvent également être utilisés pour le remplissage du tube. On peut notamment in troduire dans le tube une petite quantité de gaz li quéfié à une température relativement basse ou des produits chimiques à l'état solide ou liquide qui, après chauffage, produiront le milieu gazeux sous la pres sion requise dans le tube.
Dans des variantes, le tube 9 peut être en une matière non métallique, notamment en des matières plastiques se prêtant à l'exécution de tubes présen tant une faible épaisseur de paroi.
De même, la section droite du tube peut pré senter une forme autre que circulaire, notamment la forme rectangulaire représentée à la fig. 4.
Dans une variante, le fluide sous pression em plissant le tube 9 peut être un liquide, de l'huile par exemple. En effet, le tube, du fait de la souplesse de sa paroi, se prête à des modifications de forme lui permettant de jouer son rôle de joint indépendam ment de la faible compressibilité de l'huile ou de tout autre liquide utilisé.
Enfin, et plus particulièrement lorsque le tube est rempli d'un fluide à l'état liquide, la mise en pression de ce dernier peut aussi être obtenue par le fait du serrage du tube entre les surfaces sur les quelles il prend appui dans le dispositif d'étanchéité.
La présence d'une couche de matière tendre entre ces surfaces et le tube rend superflue la finition pous sée de ces surfaces et permet ainsi de réaliser des économies d'usinage.