FR2862737A1 - Seal for component passing through wall of thermally insulated housing comprises bellows with non-elastic truncated conical upper section - Google Patents
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Abstract
Description
conduites sont ainsi munies en partie de coiffes ou d'éléments depipes are thus equipped in part with caps or elements of
recouvrement assurant la protection contre la pluie. Les robinetteries traversant le toit de la boîte froide sont fréquemment insérées complètement. Le montage et l'installation des deux types de moyens de protection contre la cover providing protection against rain. Valves passing through the roof of the cold box are frequently inserted completely. The installation and installation of both types of protection against
pluie entraînent de ce fait des temps et des coûts relativement importants. But de la présente invention La présente invention a pour but de développer un dispositif pour réaliser l'étanchéité d'une pièce traversant la paroi d'un boîtier isolé thermiquement, permettant d'éviter les inconvénients décrits ci-dessus. This leads to relatively high costs and time. OBJECT OF THE PRESENT INVENTION The present invention aims to develop a device for sealing a piece through the wall of a thermally insulated housing, to avoid the disadvantages described above.
Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le soufflet présente un endroit de périphérie maximale et la partie supérieure du soufflet est réalisée d'une manière non élastique entre la pièce de raccordement supérieure et l'endroit de périphérie maximale. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the present invention relates to a device of the type defined above, characterized in that the bellows has a maximum periphery location and the upper part of the bellows is made in a non-elastic manner. between the upper connecting piece and the maximum peripheral area.
Le dispositif selon l'invention possède une partie supérieure non élastique et une partie inférieure souple. Les expressions supérieure et inférieure correspondent à une position de montage préférentielle du dispositif. Le dispositif selon l'invention peut également être monté avec une orientation différente, par exemple de façon que les deux pièces de raccordement se situent principalement dans un plan horizontal. The device according to the invention has a non-elastic upper part and a flexible lower part. The upper and lower expressions correspond to a preferred mounting position of the device. The device according to the invention can also be mounted with a different orientation, for example so that the two connecting pieces are located mainly in a horizontal plane.
L'expression pièces de raccordement désgne les pièces du dispositif reliant celui-ci à la boîte froide ou traversant l'enveloppe de la boîte froide. Il peut s'agir d'un ajutage de forme particulière mais aussi seulement du prolongement en forme d,e tuyau du soufflet, qui est par exemple tiré par la pièce traversante ou par un ajutage de branchement d"une boîte froide. The term connecting pieces diverges the parts of the device connecting it to the cold box or through the envelope of the cold box. It may be a particular shaped nozzle but also only the bellows pipe-shaped extension, which is for example pulled by the through-piece or by a cold box connection nozzle.
La partie non élastique du soufflet est réalisée de façon que pour un mouvement relatif des deux pièces de raccordement du dispositif, l'une par rapport à l'autre, leur forme ne change pratiquement pas. De tels mouvements relatifs sont uniquement absorbés par la partie souple du soufflet. La partie non élastique du dispositif n'est pas concernée par l'allongement ou le retrait liés à la température de la pièce froide aboutis- saut à un mouvement correspondant de la pièce de raccordement du dis- positif reliée à la pièce. The non-elastic portion of the bellows is made such that for relative movement of the two connecting pieces of the device, relative to each other, their shape does not change substantially. Such relative movements are absorbed only by the flexible part of the bellows. The non-elastic part of the device is not concerned with the elongation or shrinkage related to the temperature of the cold room to jump to a corresponding movement of the connecting piece of the device connected to the workpiece.
De manière préférentielle, le dispositif est monté essentiellement en position verticale et suivant la nomenclature choisie, la pièce non élastique se situe en haut et la pièce souple se situe en bas. En cas de raccourcissement de la distance entre la pièce de raccordement supérieure et la pièce de raccordement inférieure, la partie supérieure non élastique du soufflet constitue un chapeau en forme d'écran au-dessus de la partie résiduelle du soufflet. La matière du soufflet, qui se replie en formant des plis lors du retrait et correspond à la partie inférieure du soufflet, est cou-verte par la partie supérieure, ce qui évite la formation d'une poche ou-verte dans laquelle l'eau ou la saleté pourrait s'accumuler. Preferably, the device is mounted substantially in a vertical position and according to the nomenclature chosen, the non-elastic part is at the top and the flexible part is at the bottom. In case of shortening of the distance between the upper connecting piece and the lower connecting piece, the non-elastic upper portion of the bellows constitutes a screen-shaped cap above the residual part of the bellows. The material of the bellows, which folds into folds during the withdrawal and corresponds to the lower part of the bellows, is covered by the upper part, which avoids the formation of a pocket or-green in which the water or dirt could accumulate.
La présente invention convient particulièrement pour le passage de conduites, de conduites de sécurité ou de procédés, de vannes ou autres éléments de robinetterie à travers une enveloppe de boîte froide ou la paroi d'un autre boîtier à isolation thermique. The present invention is particularly suitable for the passage of pipes, safety lines or processes, valves or other valves through a cold box envelope or the wall of another thermally insulated housing.
De façon avantageuse, la partie non élastique du soufflet occupe entre un quart jusqu'à la moitié de l'extension maximale de l'ensemble du dispositif. A l'état allongé du dispositif, lorsque les deux parties de raccordement prennent l'une par rapport à l'autre la plus grande distance possible, entre 25 % et 50 % de la longueur totale et de préférence entre 30 % et 40 % de la longueur totale sont prises par la partie non élastique. Advantageously, the non-elastic part of the bellows occupies between a quarter and half of the maximum extension of the entire device. In the elongate state of the device, when the two connecting parts take the greatest possible distance with respect to each other, between 25% and 50% of the total length and preferably between 30% and 40% of the total length are taken by the non-elastic part.
D'une manière tout à fait particulière, l'endroit de la périphérie maximale correspond au tiers moyen du dispositif, de préférence à une zone comprise entre le milieu du dispositif, et s'étend en direction des deux pièces de raccordement, chaque fois de 5 à 10 % de la longueur totale du dispositif. On a constaté qu'une telle division du soufflet en une partie non élastique et une partie souple représentait un optimum entre une bonne protection contre la pluie par la partie non élastique et une mobilité aussi importante que possible liée à la partie souple. In a very particular way, the location of the maximum periphery corresponds to the average third of the device, preferably to an area between the middle of the device, and extends towards the two connecting pieces, each time from 5 to 10% of the total length of the device. It has been found that such a division of the bellows into a non-elastic part and a flexible part represents an optimum between a good protection against rain by the non-elastic part and a mobility as large as possible related to the flexible part.
La souplesse du dispositif exprimée par le rapport de la distance maximale des deux pièces de raccordement vis-à-vis de la dis-tance minimale est comprise de préférence entre 1,2: 1 et 3:1 et de manière tout à fait préférentielle entre 1,5:1 et 2:1. Il serait certes souhaitable d'avoir une plus grande souplesse pour pouvoir compenser des variations de longueur plus importantes mais on a constaté qu'alors le fonctionnement de la partie supérieure non élastique comme moyen de protection contre la pluie, les intempéries, était réduit. The flexibility of the device expressed by the ratio of the maximum distance of the two connecting pieces vis-à-vis the minimum distance is preferably between 1.2: 1 and 3: 1 and quite preferentially between 1.5: 1 and 2: 1. While it would be desirable to have greater flexibility to compensate for greater length variations, it was found that then the operation of the non-elastic upper part as a means of protection against rain, inclement weather, was reduced.
Selon un mode de réalisation préférentiel, la section de la partie supérieure de la pièce de raccordement supérieure augmente en continu jusqu'à l'endroit de la périphérie maximale. According to a preferred embodiment, the section of the upper part of the upper connecting piece increases continuously to the point of the maximum periphery.
De manière particulièrement préférentielle, la partie supérieure du soufflet est essentiellement en forme cle tronc de cône. Cette mise en forme de la partie supérieure du soufflet réalise un écran pour dévier la pluie et la saleté et protège la partie inférieure souple de manière efficace contre l'encrassement. In a particularly preferred manner, the upper portion of the bellows is essentially in the shape of a truncated cone. This shaping of the upper part of the bellows creates a screen to deflect rain and dirt and protects the flexible bottom part effectively against clogging.
De manière préférentielle, on utilise une matière de soufflet résistant au froid jusqu'à des températures de -50 C. Il est intéressant d'utiliser un soufflet fabriqué à partir d'un tissu d'aramide ou de verre. En pratique, il est intéressant de revêtir le soufflet d'un caoutchouc de silicone. En particulier, les joints entre les coutures et les arêtes du soufflet sont alors revêtus de caoutchouc de silicone. On obtient de cette manière une étanchéité aux gaz, résistant au froid pour le passage de la pièce à travers la paroi du boîtier. Preferably, a cold-resistant bellows material is used up to temperatures of -50 ° C. It is advantageous to use a bellows made from an aramid or glass fabric. In practice, it is advantageous to coat the bellows with a silicone rubber. In particular, the joints between the seams and the edges of the bellows are then coated with silicone rubber. In this way, a gastight, cold-resistant seal is obtained for the passage of the piece through the wall of the casing.
Le dispositif selon l'invention est utilisé de préférence pour faire passer des pièces à travers l'enveloppe d'une boîte froide d'une installation de génie technologique cryogénique. Dans de telles installations on utilise des boîtes froides qui peuvent avoir en partie des hauteurs de 50 mètres et plus. Lorsqu'on refroidit de telles boîtes froides à des températures cryogéniques allant jusqu'à -196"C, on produit des retraits relati- vement importants. C'est pourquoi on utilise avantageusement des dispositifs permettant un mouvement relatif des deux pièces de raccorde- ment l'une par rapport à l'autre de plus de 15 centimètres et de préférence de plus de 20 centimètres. Cela permet d'absorber pour l'essentiel toute la variation de longueur liée à la température du dispositif ce qui permet d'éviter des boucles de conduite pour compenser les retraits. The device according to the invention is preferably used to pass coins through the envelope of a cold box of a cryogenic technology plant. In such installations cold boxes are used which can have in part heights of 50 meters and more. When such cold boxes are cooled to cryogenic temperatures up to -196 ° C., relatively large withdrawals are produced, which is why devices are advantageously used which allow relative movement of the two connecting pieces. relative to each other more than 15 centimeters and preferably more than 20 centimeters.This makes it possible to absorb essentially all the variation of length related to the temperature of the device which makes it possible to avoid driving loops to compensate for withdrawals.
La présente invention convient notamment pour faire passer des pièces à travers l'enveloppe d'une boîte froide d'une installation de décomposition de l'air à très basse température. Dans de telles installations dans lesquelles on décompose l'air par rectification, on rencontre des 3o températures de l'ordre de -200 C si bien que notamment au démarrage de l'installation on a des retraits liés à la température qui sont particulièrement importants. The present invention is particularly suitable for passing parts through the casing of a cold box of an air decomposition system at very low temperature. In such installations in which the air is decomposed by grinding, temperatures of the order of -200 ° C. are encountered, so that, particularly at the start of the installation, temperature-related withdrawals are particularly important.
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins 35 annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un dispositif selon l'invention à l'état dilaté, et - la figure 2 montre un dispositif selon l'invention à l'état contracté. The present invention will be described below in more detail with the aid of exemplary embodiments shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a device according to the invention in the expanded state, and Figure 2 shows a device according to the invention in the contracted state.
Description de modes de réalisation Description of embodiments
Les figures 1 et 2 montrent un dispositif selon l'invention servant au passage d'une conduite 1 à travers l'enveloppe 2 d'une boîte froide. L'enveloppe 2 de la boîte froide est munie d'un ajutage 3 traversé s par la conduite 1. Le dispositif selon l'invention permet de réaliser l'étanchéité du passage. Figures 1 and 2 show a device according to the invention for the passage of a pipe 1 through the casing 2 of a cold box. The casing 2 of the cold box is provided with a nozzle 3 crossed by the pipe 1. The device according to the invention makes it possible to seal the passage.
Le dispositif a une construction symétrique en rotation et à ses deux extrémités il comporte deux pièces de raccordement 4, 5. Entre les deux pièces de raccordement 4, 5 se trouve une partie supérieure de soufflet 6 non élastique et une partie inférieure de soufflet 7 élastique souple. Le dispositif a ainsi une structure de tuyau et du fait de la partie inférieure souple 7 du soufflet le dispositif peut être dilaté ou contracté dans la direction de son axe de rotation. The device has a rotationally symmetrical construction and at its two ends it comprises two connecting pieces 4, 5. Between the two connecting pieces 4, 5 is a bellows 6 non-elastic and a bellows 7 elastic bottom part flexible. The device thus has a pipe structure and because of the flexible lower portion 7 of the bellows the device can be expanded or contracted in the direction of its axis of rotation.
Comme matière pour la réalisation du soufflet il est intéres- saut d'utiliser un tissu d'aramide revêtu de caoutchouc de silicone. En particulier les coutures et les arêtes frontales du soufflet sont revêtues de caoutchouc de silicone. As a material for producing the bellows it is interesting to use an aramid fabric coated with silicone rubber. In particular the seams and the front edges of the bellows are coated with silicone rubber.
A son extrémité inférieure, le dispositif comporte une pièce de raccordement 4 annulaire glissée par-dessus l'embout 3 et reliée de manière étanche à celui-ci, par exemple à l'aide d'un collier à tuyau. Une pièce de raccordement 5 correspondante est prévue à l'extrémité supérieure du dispositif. Le diamètre intérieur des deux pièces de raccorde-ment 4, 5 est adapté au diamètre extérieur de l'ajutage 3 de la boîte froide et de la conduite 1, de sorte que les pièces de raccordement 4, 5 peuvent être serrées sur les ajutages 3 de la conduite tubulaire 1 et être reliées de manière étanche aux gaz à celle-ci. At its lower end, the device comprises an annular connection piece 4 slid over the tip 3 and sealingly connected thereto, for example by means of a hose clamp. A corresponding connecting piece 5 is provided at the upper end of the device. The inner diameter of the two connecting pieces 4, 5 is adapted to the outer diameter of the nozzle 3 of the cold box and the pipe 1, so that the connecting pieces 4, 5 can be clamped on the nozzles 3 of the tubular pipe 1 and be connected gas-tight thereto.
La pièce de raccordement 4 inférieure se poursuit par la partie de soufflet inférieure 7. La partie de soufflet 7 est souple pour per-mettre des mouvements de la pièce de raccordement inférieure 4 par rap- o port à la pièce de raccordement supérieure 5. Entre la partie inférieure 7 du soufflet et la pièce supérieure de raccordement 5 se trouve la partie de soufflet 6 non élastique. La partie de soufflet 6 non élastique est formée d'un tissu d'aramide rigidifié et sa forme est tronconique. L'extrémité inférieure de la partie de soufflet 6 de forme tronconique correspond en même temps au plus grand diamètre du dispositif. La partie supérieure 6 du soufflet est rigidifiée et même sous l'effet des allongements ou des rétractions de l'ensemble du dispositif elle conserve pour l'essentiel sa forme. The lower connecting piece 4 continues with the lower bellows portion 7. The bellows portion 7 is flexible to allow movements of the lower connection piece 4 relative to the upper connecting piece 5. Between the lower portion 7 of the bellows and the upper connecting piece 5 is the bellows portion 6 non-elastic. The non-elastic bellows portion 6 is formed of stiffened aramid fabric and its shape is frustoconical. The lower end of the bellows portion 6 of frustoconical shape corresponds at the same time to the larger diameter of the device. The upper portion 6 of the bellows is stiffened and even under the effect of the elongations or retractions of the entire device it essentially retains its shape.
En cas de refroidissement de la conduite 1, par exemple lorsqu'elle est traversée par un fluide cryogénique, on a une variation de longueur liée à la température, c'est-à-dire une contraction de la conduite 1. Or, l'enveloppe de la boîte froide est toujours à la température am- bi.ante. Le retrait d'origine thermique de la conduite 1 se traduit par conséquent par un mouvement relatif de la conduite 1 par rapport à l'ajutage 3 de la boîte froide. In case of cooling of the pipe 1, for example when it is traversed by a cryogenic fluid, there is a variation in length related to the temperature, that is to say a contraction of the pipe 1. Now, the cold box envelope is always at ambient temperature. The thermal withdrawal of the pipe 1 is therefore reflected by a relative movement of the pipe 1 relative to the nozzle 3 of the cold box.
La figure 2 montre le dispositif dans cet état froid . La pièce de raccordement supérieure du dispositif, reliée solidairement à la to conduite 1 s'est rapprochée de l'ajutage 3 de la boîte froide du fait du raccourcissement de la conduite 1. Le dispositif est ainsi contracté. Cette contraction est absorbée par la partie souple 7 du soufflet qui forme alors des plis. Figure 2 shows the device in this cold state. The upper connection piece of the device, integrally connected to the conductor 1 has moved closer to the nozzle 3 of the cold box due to the shortening of the pipe 1. The device is thus contracted. This contraction is absorbed by the flexible portion 7 of the bellows which then forms folds.
La partie supérieure 6 du soufflet en forme de tronc de cône conserve même dans cette phase sa forme et constitue un couvercle en forme de parapluie par-dessus la partie de soufflet 7, repliée. La partie de soufflet 6, rigide, protège ainsi la partie souple 7 du soufflet ainsi que le branchement du dispositif à l'ajutage de boîte froide 3 contre l'influence de l'environnement. En particulier la pluie et la poussière ne pourront plus se déposer dans des poches qui se formeraient dans les plus de la partie inférieure 7 de soufflet. The upper portion 6 of the truncated cone bellows retains even in this phase its shape and constitutes an umbrella-shaped cover over the bellows portion 7, folded. The bellows portion 6, rigid, thus protects the flexible portion 7 of the bellows and the connection of the device to the cold box nozzle 3 against the influence of the environment. In particular the rain and dust will no longer be deposited in pockets that would be formed in the more of the lower portion of bellows.
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2004
- 2004-11-25 FR FR0452755A patent/FR2862737B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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