FR2466697A1

FR2466697A1 - Coupling for cryogenic surgical probe - uses conical spigots and sockets in screw-in case and springs to join coaxial fee and return lines

Info

Publication number: FR2466697A1
Application number: FR7925392A
Authority: FR
Inventors: Jean-Luc Burquier
Original assignee: Staubli Faverges SCA
Current assignee: Staubli Faverges SCA
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1981-04-10
Also published as: FR2466697B1

Abstract

The coupling is used on a combined feed and return line for a cryogenic surgical probe, using a spring (10) to maintain the seal whilst accommodating relative thermal movement. Two co-axial tubes (4,5) constitute the line with the inner tube (4) taking the feed and the annular section the return, the coupling being a screw-in double spigot (7,9) and socket (1,2) type with conical seats (1a,2a,7b,9a). A spigot (9) has axial float by virtue of a coil spring (10) and radial lugs (9b), the spring being compressed when the coupling is assembled. External casings (1,11) may provide the coupling threads (1b,11a) with split ring (13) acting elastically to maintain the outer seal (1a,7b).

Description

La présente invention a trait aux installations utilisant des fluides cryogéniques et elle concerne plus particulièrement (car c'est dans ce cas que son application semble présenter le plus d'intérêt), mais non exclusivement, les lignes de transfert destinées à l'alimentation des sondes cryochirurgicales en azote liquide. The present invention relates to installations using cryogenic fluids and it relates more particularly (because it is in this case that its application seems to present the most interest), but not exclusively, the transfer lines intended for supplying the liquid nitrogen cryosurgical probes.

On sait que les lignes de transfert de ce type comprennent un circuit aller en phase liquide et un circuit retour en phase gazeuse, de telle sorte que pour raccorder soit l'une des extrémités d'une telle ligne à la source d'azote liquide ou à la sonde, soit les extrémités en vis-à-vis de deux portions adjacentes d'une même ligne, l'on doit avoir recours à des dispositifs particuliers dont chacun des deux éléments m le et femelle usuels renferme deux passages distincts ne donnant lieu à aucune inter-communication parasite.Par ailleurs et surtout ces dispositifs doivent comporter une étanchéité parfaite à la position accouplée des deux éléments, et ce en dépit des effets de contraction et de dilatation dus à l'am plitude des variations de température, étant noté à ce sujet qu'aucun élastomère connu à ce jour ne peut assurer ce rôle par suite de la tes.lpérature très basse (-1960C) de l'azote liquide. It is known that transfer lines of this type include a go circuit in liquid phase and a return circuit in gas phase, so that to connect either one of the ends of such a line to the source of liquid nitrogen or to the probe, that is to say the ends opposite two adjacent portions of the same line, one must have recourse to particular devices each of which the two usual male and female elements contains two separate passages which do not give rise to no parasitic inter-communication. Furthermore and above all, these devices must have a perfect seal in the coupled position of the two elements, despite the effects of contraction and expansion due to the amplitude of temperature variations, being noted on this subject that no elastomer known to date can fulfill this role due to the very low temperature (-1960C) of liquid nitrogen.

Pour permettre la réalisation d'un dispositif de raccordement à usage cryogénique qui réponde particulièrement bien aux impératifs ci-dessus évoqués, l'invention fait appel dans chacun des elements à deux portées directes métal contre métal, orientées concentriquement l'une à l'autre et profilées de manière à coopérer avec les portees équivalentes de l'élément opposé sous l'effet de moyens élasti- ques convenablement agencés. To allow the realization of a connection device for cryogenic use which responds particularly well to the above-mentioned requirements, the invention uses in each of the elements two direct bearing metal against metal, concentrically oriented one to the other and shaped so as to cooperate with the equivalent bearing surfaces of the opposite element under the effect of suitably arranged elastic means.

Le dessin annexe, donne à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1 est une coupe axiale du premier élément d'un dispositif de raccordement suivant l'invention.The accompanying drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is likely to provide.
Fig. 1 is an axial section of the first element of a connection device according to the invention.

Fig. 2 est une coupe axiale de l'autre élément du dispositif. Fig. 2 is an axial section of the other element of the device.

Fig. 3 et 4 sont des coupes transversales suivant 111-111, respectivement IV-IV (fig. 2). Fig. 3 and 4 are cross sections along 111-111, respectively IV-IV (fig. 2).

Fig. 5 est une coupe des deux éléments à la position accouplée. Fig. 5 is a section through the two elements in the coupled position.

En fig. l la référence 1 désigne la partie arrière du corps d'une sonde cryochirurgicale. Cette partie arrière 1, prévue tubulaire, renferme une pièce intérieure 2 elle-même établie sous forme tubulaire et elle comporte à son extrémité libre une portée tronconique la qui va en s'évasant de l'intérieur vers l'extérieur, de la même manière que la portée concentrique 2a prévue dans le débouché correspondant de la pièce 2. L'espace annulaire délimité par cette pièce 2 à l'intérieur de la partie 1 communique avec l'alésage axial 2b de ladite pièce à travers des passages obliques 2c. In fig. l the reference 1 designates the rear part of the body of a cryosurgical probe. This rear part 1, provided tubular, contains an inner part 2 itself established in tubular form and it has at its free end a frustoconical bearing 1a which widens from the inside to the outside, in the same way that the concentric bearing 2a provided in the corresponding outlet of the part 2. The annular space delimited by this part 2 inside the part 1 communicates with the axial bore 2b of said part through oblique passages 2c.

Un tuyau 3 engagé axialement avec jeu dans-l'alesage 2b définit de la sorte deux circuits concentriques de circulation pour l'alimentation de la partie terminale (non représentée) de la sonde cryochirurgicale.A pipe 3 axially engaged with clearance in the bore 2b thus defines two concentric circulation circuits for supplying the terminal part (not shown) of the cryosurgical probe.

L'élément ainsi Prévu à l'arrière de la sonde est destiné à coopérer avec un élément correspondant fixé en bout de la canalisation ou ligne de transfert, laquelle est à la manière habituelle formée par deux conduits flexibles 4 et 5 (fig. 2) logés concentriquement l'un à l'intérieur de l'autre. Le corps de cet élément est constitué par l'assemblage de deux pièces tubulaires 6 et 7, vissées l'une à l'autre. La périphérie de la pièce 6 est filetée pour recevoir un capuchon 8 qui assure, par serrage, la fixation de l'extremi- té du conduit extérieur 5. The element thus provided at the rear of the probe is intended to cooperate with a corresponding element fixed at the end of the pipeline or transfer line, which is in the usual way formed by two flexible conduits 4 and 5 (fig. 2) concentrically housed one inside the other. The body of this element is constituted by the assembly of two tubular parts 6 and 7, screwed to one another. The periphery of the part 6 is threaded to receive a cap 8 which ensures, by tightening, the fixing of the end of the external conduit 5.

La pièce intérieure 7 du corps 6-7 renferme à coulissement une douille 9 établie à un petit diamètre et orientée axialement de fa çon à que sur sa partie arrière (c'est-à-dire tournée du c#té de la canalisation ou ligne 4-5) vienne s'emmancher et se fixer l'extremi- té arrière du conduit 4 à plus petit diamètre. L'extrémité opposée de cette douille 9 présente une portée 9a à profil tronconique, l'angle du tronc de cône étant identique à celui de la portée 2a précitée. La douille 9 comporte encore trois bras radiaux 9z (fig. 3) formant butée#pour un ressort 10 qui prend par ailleurs appui contre-un épaulement annulaire-6a (fig. 2) de l'ouverture axiale de la pièce 6, de façon a tendre à repousser élastiquement vers l'avant ladite douille. The inner part 7 of the body 6-7 slidingly encloses a socket 9 established at a small diameter and oriented axially so that on its rear part (that is to say turned towards the side of the pipe or line 4-5) come to be fitted and fix the rear end of the smaller diameter conduit 4. The opposite end of this socket 9 has a bearing 9a with a frustoconical profile, the angle of the truncated cone being identical to that of the abovementioned bearing 2a. The sleeve 9 also has three radial arms 9z (fig. 3) forming a stop # for a spring 10 which also bears against an annular shoulder-6a (fig. 2) of the axial opening of the part 6, so to tend to push said bush elastically forward.

La partie antérieure de la pièce 7 qui dépasse au-delà de la pièce 6 est engagée à l'intérieur d'une bague de raccordement 11, taraudée en lia pour se visser sur une partie filetée lb du corps 1 de l'élément fixé sur la sonde. La retenue axiale de cette bague 11 sur le corps 6-7 est opérée à l'aide de deux goupilles cylindrique 12 (fig. 4) engagées dans des logements transversaux 13 de ladite bague 11 et dans une gorge annulaire 7a de la bague 7 précitée ; les goupilles 12 sont fendues longitudinalement de manière à être susceptibles de se déformer elastiquement, ainsi qu'on le com prendra mieux ci-après.On notera enfin que la paroi extérieure terminale de la pièce 7 présente une portée tronconique 7b propre à venir s'emmancher dans la portée -la du corps 1 précité, les portées 7b et 9a étant prévues concentriquement l'une à l'autre, de la même manière que les portées la et 2a. The front part of the part 7 which protrudes beyond the part 6 is engaged inside a connection ring 11, tapped in lia to be screwed onto a threaded part lb of the body 1 of the element fixed on the probe. The axial retention of this ring 11 on the body 6-7 is effected by means of two cylindrical pins 12 (fig. 4) engaged in transverse housings 13 of said ring 11 and in an annular groove 7a of the aforementioned ring 7 ; the pins 12 are split longitudinally so as to be capable of deforming elastically, as will be understood better below. Finally, it will be noted that the outer terminal wall of the part 7 has a frustoconical bearing 7b suitable for coming s' fit in the scope -la of the aforementioned body 1, the ranges 7b and 9a being provided concentrically to one another, in the same way as the ranges la and 2a.

L'utilisation et le fonctionnement du dispositif de raccordement ci-dessus décrit découlent des explications qui précèdent et se comprennent aisément. The use and operation of the above-described connection device follow from the foregoing explanations and are easily understood.

Pour raccorder la sonde à la ligne -4-5 on introduit la partie arrière du corps 1 à l'intérieur de la bague 11 et l'on impartit à cette dernière un mouvement de vissage. La coopération des filets Lla et lb provoque évidemment le déplacement axial des deux éléments l'un en direction de l'autre, de telle sorte que la portée tronconique 2a vient prendre appui contre la portée correspondante 9a ; cette dernière recule avec l'ensemble de la douille 9 à l'encontre du ressort 10 (fig. 5), si bien que la portées la vient à son tour prendre appui contre la portée 7b et détermine en conséquence la fin de l'opération de vissage. To connect the probe to line -4-5, introduce the rear part of the body 1 inside the ring 11 and impart a screwing movement to the latter. The cooperation of the threads Lla and lb obviously causes the axial displacement of the two elements one towards the other, so that the frustoconical bearing 2a comes to bear against the corresponding bearing 9a; the latter moves back with the whole of the socket 9 against the spring 10 (fig. 5), so that the ranges la in turn comes to bear against the range 7b and consequently determines the end of the operation of screwing.

A cette position les portées 9a et 2a sont maintenues élastique- ment appliquées l'une contre l'autre sous l'effet du ressort 10, tandis que l'appui mutuel des portées 7b et la est assuré par la réaction élastique des goupilles fendues 12, déformées en fin de vissage de la bague 11. L'élasticité des deux contacts concentriques ainsi obtenue opère une étanchéité parfaite et permet d'encaisser, sans risque de fuite, les contractions et dilatations provoques par les variations importantes de température. At this position, the bearing surfaces 9a and 2a are held resiliently applied one against the other under the effect of the spring 10, while the mutual support of the bearing surfaces 7b and 1a is ensured by the elastic reaction of the split pins 12 , deformed at the end of the screwing of the ring 11. The elasticity of the two concentric contacts thus obtained operates a perfect seal and makes it possible to absorb, without risk of leakage, the contractions and expansions caused by significant variations in temperature.

Il doit d'ailleurs titre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On conçoit en particulier que les pièces 1 et 2 peuvent être agencées pour constituer, non pas la partie arrière d'une sonde ou autre dispositif d'utilisation, mais un élément de raccordement indépendant, destiné par exemple à la jonction amovible de deux portions adjacentes d'une même ligne de transfert à usage cryogénique. It should also be understood that the foregoing description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents. It is understood in particular that the parts 1 and 2 can be arranged to constitute, not the rear part of a probe or other device for use, but an independent connection element, intended for example for the removable junction of two adjacent portions of the same transfer line for cryogenic use.

Claims

R E V E # N D I C A T I- O N S

1. Connection device for transfer line for cryogenic use, in particular for the supply, by two separate circuits, of a cryosurgical probe in liquid nitrogen, of the type comprising two elements suitable for fitting one inside the other and to be locked in a sealed manner, characterized in that each element has two bearing surfaces oriented concentrically to one another and having a frustoconical profile so as to cooperate in sealed manner with the equivalent bearing surfaces of the opposite element under the effect of elastic return means used during the connection operation.

2. Device according to claim 1, characterized in that one of the elements slidingly encloses an axial bush associated with a return spring which tends to maintain the range provided at the end of said bush in contact with the range provided at the end of 'a suitable interior part of the opposite element.

3. Device according to claim 2, characterized in that the return spring bears against radial arms integral with the sliding bushing, these radial arms thus passing through the annular space provided around said bushing for one of the circuits.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, of the kind in which the assembly of the two elements is operated by screwing an outer ring, characterized in that the ring is made integral with the body of one of the elements by split pins adapted to deform elastically at the end of screwing of said ring so as to constitute the elastic means which maintain in constant support the bearing surfaces provided at the end of the aforementioned body and at the end of the body of the element on which is screwed this ring.