CA1026536A - Attachment method of ceramic microporous tubular barriers to metallic nipples, and products derived through said method - Google Patents
Attachment method of ceramic microporous tubular barriers to metallic nipples, and products derived through said methodInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
L'invention a pour objet un procédé de fixation d'une barrière microporeuse tubulaire en matériau céramique sur un embout métallique, caractérisé en ce que ledit embout métallique étant constitué de deux bagues raccordées par un soufflet, ladite barrière est enfilée sur l'une des deux ba-gues, et l'étanchéité entre ladite barrière et le soufflet est réalisée au moyen d'un joint en un matériau thermoplasti-que mis en forme. La présente invention s'applique à la fixa-tion de pièces en céramique poreuse sur des pièces métalliques, et plus particulièrement au scellement de barrières tubulai-res en céramique sur des embouts métalliques. Ces ensembles, barrières et embouts, destinés à la confection de diffuseurs pour la séparation des isotopes de l'uranium doivent présen-ter une étanchéité parfaite même dans les conditions de fonc-tionnement les plus sévères. Dans ce procédé, on utilise un polymère ou copolymère thermoplastique mis en forme, en une ou plusieurs étapes, soit par cuisson au four, soit par injec-tion sous pression. PRECISION OF DISCLOSURE:
The subject of the invention is a method of fixing a tubular microporous barrier made of ceramic material on a metal tip, characterized in that said tip metallic consisting of two rings connected by a bellows, said barrier is threaded on one of the two baskets gues, and the seal between said barrier and the bellows is made by means of a seal made of a thermoplastic material that shaped. The present invention applies to the fixing tion of porous ceramic parts on metal parts, and more particularly to the sealing of tubular barriers ceramic res on metal tips. These sets, barriers and end caps, intended for making diffusers for the separation of uranium isotopes must present ter a perfect seal even under operating conditions the most severe. In this process, a thermoplastic polymer or copolymer formed into a or several stages, either by baking or by injection tion under pressure.
Description
: ~z6s36 BREVFT D'INVENTION
. _ ~
PROCEDE DE FIXATION DE BARRIERES MICROPOREUSES
TUBULAIRES EN MATERIAU CERAMIQUE SUR DES FMBOUTS
METALLIQUES ET PRODUITS OBTENUS PAR CE PROCEDE
I Inventeurs : Henri COLAS
Pierre SCHAEGIS
Gilbert SIMON -~
CCMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE
~f ~:
Convention Internationale de 1883 eu egard à la . `~
~; demande de brevet français n EN 7105933 du 22~2~1971 . ~ ~
La presente InYention a pour objet un procedé de fixa-tio~n de pi~ces en ceramique poreuse sur des piaces métalliques, et elle s'applique plus particulièrement au scellement de bar-:::
rières tubulaires en céramique sur des embouts metalliques. Ces ensem~les, barriares et embouts, destinés a la confection de dif-~; fuseurs pour la s~paration des ~sotopes de l'uranium doivent pre-senter une etancheite parfaite même dans les conditions de fonc-ionnement les plus sevères.
Ce procede est essentiellement caracterise en ce qu'il IO~ s'effectue au moyen d'un polyme~re ou copo~eymère thermoplastique mis en forme, en une ou plusieurs etapes, soit par cuisson au four, so1t~par injection sous pression.
Dans le cas particulier de l'utilisation de ces en-sembles, embouts et barrieres, pour la fabr~cation de diffuseurs _ _.
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~: .
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PROCEDE DE FIXATION DE BARRIERES MICROPOREUSES
TUBULAIRES EN MATERIAU CERAMIQUE SUR DES FMBOUTS
METALLIQUES ET PRODUITS OBTENUS PAR CE PROCEDE
I Inventeurs : Henri COLAS
Pierre SCHAEGIS
Gilbert SIMON -~
CCMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE
~f ~:
Convention Internationale de 1883 eu egard à la . `~
~; demande de brevet français n EN 7105933 du 22~2~1971 . ~ ~
La presente InYention a pour objet un procedé de fixa-tio~n de pi~ces en ceramique poreuse sur des piaces métalliques, et elle s'applique plus particulièrement au scellement de bar-:::
rières tubulaires en céramique sur des embouts metalliques. Ces ensem~les, barriares et embouts, destinés a la confection de dif-~; fuseurs pour la s~paration des ~sotopes de l'uranium doivent pre-senter une etancheite parfaite même dans les conditions de fonc-ionnement les plus sevères.
Ce procede est essentiellement caracterise en ce qu'il IO~ s'effectue au moyen d'un polyme~re ou copo~eymère thermoplastique mis en forme, en une ou plusieurs etapes, soit par cuisson au four, so1t~par injection sous pression.
Dans le cas particulier de l'utilisation de ces en-sembles, embouts et barrieres, pour la fabr~cation de diffuseurs _ _.
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2~55 3 ~
pour la separation des isotopes de l'uranium, on ut;l;se pour effectuer la fixat;on des polymeres ou copolymeres fluores et, de préference, le copolym~re de tetrafluoroethylene et d'hexa-fluoropropylene~
Selon une réalisation préféree de l';nven~ion, l'em-bout métallique auquel est assujettie la barrière tubulaire est formé de deux bagues reliées par un soufflet.
La fixation conforme a l'invention possède gr~ce à la forme particulière de l'embout, outre une étanchéité absolue et une excellente résistance à la corrosion dues au choix d'un copo-lymère fluoré comme joint d'assemblage, une souplesse notable, ~-. autorisant la mise en place et le centrage élastique des barrières i tubulaires, et une solidité mécanique remarquable.
Les vibrations qui pourraient detériorer les barrières ou la couche active déposée sur celles-ci sont ainsi annulées ou toutefois notablement diminuées.
En se référant aux figures schématiques 1 à 6 ci-jointes, on va décrire ci-après divers exemples, donnés à titre non l~mi-tatif, de mise en oeuvre du procéde objet de l'invention. Les dis-positions de realisation qui seront décrites à propos de cesexemples devront être considérées comme faisant partie de l'in-vention étant entendu que toutes dispositians équivalentes pour-ront aussi bien etre utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
La Fig. 1 représente, en coupe schématique, un embout ~ 25 métalligue auquel est fixée une barrière tubulaire en céramique ;~ par l'intermêdiaire d'un joint externe , La Fig. 2 représente, en coupe schématique, un autre mode de fixation d'une barriere tubulaire et d'un embout métal-lique ~ans leque1 lc joint est interne et externe ;
La Fig. 3 represente un dispositif pour la réalisation des joints par cuisson au four ;
~ 3 ~
La Fig. 4 represente un dispositif pour la réalisation des joints par injection.
La Fig. ~ représente un embout enduit d'une couche de pslymere ou copolymère.
S La Fig. 6 représente un dispositif pour la realisation des joints en plusieurs étapes à partir d'embouts selon la Fig. 5.
On voit sur la Fig. 1 un embout metall;que constitué
d'une bague en monel 1 munie ~ une de ses extrémités d'un souf-flet 2 sur lequel est sertie en 3 une deuxième bague 4 en monel.
Cet ~mbout métallique est assujetti à une barrière tubulaire en céramique 5 au moyen d'un joint externe/en fluoroéthylènepropène.
Sur la Fig. 2, on voit la même fixation que celle schématisée sur la Fig. 1, mais possèdant en outre un second joint intérieur 6a en fluoroéthylèn~propène. Ce mode de réalisa-tion qui possède une do~ble étanché1té externe et interne est particulièrement intéressant.
~, Sur la Fig. 3, on a représenté une barrière tubulaire en céramique 5 mise en place sur la bague en monel 4 de l'embout métallique de façon que l'extrémité de la barri~re tubulaire 5 et la bague 4 de l'embout soient concentriques. Pour réa1iser la ~ixation on s'y prend comme suit. On place l'embout dans un moule 7 et on remplit la gorge comprise entre la bague et le moule par de la poudre de fluoroéthylènepropène micronisée qu'on tasse le plus possible ~ la main. Après tassement de la poudre, la barr1ère tubulaire 5 est mise en plaoe et on exerce sur celle-ci une légère pression par l'intermediaire d'un système simple comportant une tige coulissante 8, un ressort 9 compressible entre une plaque fixe 10 et une rondelle 11 s'appuyant sur l'autre extr~mité de la barrière tubulaire. Le moule et l'ernbout son~
disposes sur le socle metallique 12, lui-même place sur une ,.
~ ~ ~ 5 3 ~
plaque d'amiante 13. Le chauffage est assure par un cyl indre chauffant 14 entour~ de cordons d'amiante 15. Le four ainsi rea-lise est enfin recouvert d'une plaque d'amiante 16. La temperatUre, amenee ~ 350C 3 est contrôlee au moyen d'un thermomètre 17 Le fluo-roethylènepropène 18 fond et constitue un ioint étanche b;enaccroche sur la partie inferieure du soufflet 2. On peut evidemment prevoir deux fours identiques places aux extremites d'une barrière tubulaire disposee horizontalement. Dans ces conditions, il faut faire tourner la barrière tubulaire autour de son axe pour eviter un dep~t heterogèn~ de fluoroethyleneprop~ne dans les moules.
Sur la Fig. 4, on voit la barriere tubulaire 5 et la bague 4 de l'embout metallique place dans un moule en deux parties 19 comportant des circuits de chauffage 20 et des circuits de re-froidissement 21. La fixation s'effectue alors de la façon suivante.
On introduit dans l'embout un mandrin de soutien 22 epousant le plus possible la forme de l'embout pour que celui-ci ne soit pas d~orm~ au cours de l'injection. La barrière tubulaire est ega-lement soutenue par des berceaux semi-cylindriques 23 et elle est positionnee en longueur à l'aide d'une butee reglable 24. Après mise en place de la barri~re tubulaire, on installe enfin le sommier de la presse 25. Le fluoroethylènepropène est alors injecte par le trou d'injection 26 sous une pression voisine de 600 bars par exemple.
Dans une variante du procede objet de l'invention, l'operation de fixation de la barri~re tubulaire en ceramique por~use se fait en plusieurs stades de la façon suivante :
Tout d'abord, dans un moule d'injection tel qu'il est esquisse sur la Fig. 4, on place -seulement l'embout en monel ainsi que son mandrin de soutien. On realise alors l'injection du fluoro-~thyleneprop~ne La pièce ainsi obtenue, representee a la Fig. 5, `` ~q~i;53~ii comprend l'embout 27 et du fluoroethylenepropene 28. Cet embout,muni de son enrobage de fluoroethylenepropene et débarrassé de la carotte d'injection 29 est alors fixe ~ la barr;ère tubulaire en céramique poreuse par chauffage dans un four (non represente) ; 5 ~ la temperature de fusion du fluoroethylenepropene.
Pour cela, on voit sur la Fig. 6 que deux embouts 27a et 27b sont placés respectivement dans des coquilles 31a et 32a, et 31b et 32b. Ces coquilles sont placees ensuite dans des em-preintes coniques 33 menagees dans les plaques inferieure 34 et superieure coulissante 35 d'un ou plusieurs moules. La barrière tubulaire 36 est alors placée entre les deux embouts. Dans le four, sous l'action de la temperature, le fluoroethylènepropène s'amollit et, sous l'e~fet du poids de la masse coulissante superieure 35 (le moule etant place verticalement dans le four) la barrière ceramique poreuse s'enfonce dans le fluoroethylène-propène et s'y accroche solidement. L'ensemble se demoule faci-lement après refroidissement.
Si la couche de ceramique poreuse fine à l'intérieur de la barrière est fragile, on peut eventuellement la proteger du retrait du fluoroéthylenepropène au refroidissement ~ l'aide d'une tras lagère couche du copolymère monochlorofluorethylène et fluorure de vinylidène, deposee au pinceau, ~ l'etat de solution saturee dans l'acetone.
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pour la separation des isotopes de l'uranium, on ut;l;se pour effectuer la fixat;on des polymeres ou copolymeres fluores et, de préference, le copolym~re de tetrafluoroethylene et d'hexa-fluoropropylene~
Selon une réalisation préféree de l';nven~ion, l'em-bout métallique auquel est assujettie la barrière tubulaire est formé de deux bagues reliées par un soufflet.
La fixation conforme a l'invention possède gr~ce à la forme particulière de l'embout, outre une étanchéité absolue et une excellente résistance à la corrosion dues au choix d'un copo-lymère fluoré comme joint d'assemblage, une souplesse notable, ~-. autorisant la mise en place et le centrage élastique des barrières i tubulaires, et une solidité mécanique remarquable.
Les vibrations qui pourraient detériorer les barrières ou la couche active déposée sur celles-ci sont ainsi annulées ou toutefois notablement diminuées.
En se référant aux figures schématiques 1 à 6 ci-jointes, on va décrire ci-après divers exemples, donnés à titre non l~mi-tatif, de mise en oeuvre du procéde objet de l'invention. Les dis-positions de realisation qui seront décrites à propos de cesexemples devront être considérées comme faisant partie de l'in-vention étant entendu que toutes dispositians équivalentes pour-ront aussi bien etre utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
La Fig. 1 représente, en coupe schématique, un embout ~ 25 métalligue auquel est fixée une barrière tubulaire en céramique ;~ par l'intermêdiaire d'un joint externe , La Fig. 2 représente, en coupe schématique, un autre mode de fixation d'une barriere tubulaire et d'un embout métal-lique ~ans leque1 lc joint est interne et externe ;
La Fig. 3 represente un dispositif pour la réalisation des joints par cuisson au four ;
~ 3 ~
La Fig. 4 represente un dispositif pour la réalisation des joints par injection.
La Fig. ~ représente un embout enduit d'une couche de pslymere ou copolymère.
S La Fig. 6 représente un dispositif pour la realisation des joints en plusieurs étapes à partir d'embouts selon la Fig. 5.
On voit sur la Fig. 1 un embout metall;que constitué
d'une bague en monel 1 munie ~ une de ses extrémités d'un souf-flet 2 sur lequel est sertie en 3 une deuxième bague 4 en monel.
Cet ~mbout métallique est assujetti à une barrière tubulaire en céramique 5 au moyen d'un joint externe/en fluoroéthylènepropène.
Sur la Fig. 2, on voit la même fixation que celle schématisée sur la Fig. 1, mais possèdant en outre un second joint intérieur 6a en fluoroéthylèn~propène. Ce mode de réalisa-tion qui possède une do~ble étanché1té externe et interne est particulièrement intéressant.
~, Sur la Fig. 3, on a représenté une barrière tubulaire en céramique 5 mise en place sur la bague en monel 4 de l'embout métallique de façon que l'extrémité de la barri~re tubulaire 5 et la bague 4 de l'embout soient concentriques. Pour réa1iser la ~ixation on s'y prend comme suit. On place l'embout dans un moule 7 et on remplit la gorge comprise entre la bague et le moule par de la poudre de fluoroéthylènepropène micronisée qu'on tasse le plus possible ~ la main. Après tassement de la poudre, la barr1ère tubulaire 5 est mise en plaoe et on exerce sur celle-ci une légère pression par l'intermediaire d'un système simple comportant une tige coulissante 8, un ressort 9 compressible entre une plaque fixe 10 et une rondelle 11 s'appuyant sur l'autre extr~mité de la barrière tubulaire. Le moule et l'ernbout son~
disposes sur le socle metallique 12, lui-même place sur une ,.
~ ~ ~ 5 3 ~
plaque d'amiante 13. Le chauffage est assure par un cyl indre chauffant 14 entour~ de cordons d'amiante 15. Le four ainsi rea-lise est enfin recouvert d'une plaque d'amiante 16. La temperatUre, amenee ~ 350C 3 est contrôlee au moyen d'un thermomètre 17 Le fluo-roethylènepropène 18 fond et constitue un ioint étanche b;enaccroche sur la partie inferieure du soufflet 2. On peut evidemment prevoir deux fours identiques places aux extremites d'une barrière tubulaire disposee horizontalement. Dans ces conditions, il faut faire tourner la barrière tubulaire autour de son axe pour eviter un dep~t heterogèn~ de fluoroethyleneprop~ne dans les moules.
Sur la Fig. 4, on voit la barriere tubulaire 5 et la bague 4 de l'embout metallique place dans un moule en deux parties 19 comportant des circuits de chauffage 20 et des circuits de re-froidissement 21. La fixation s'effectue alors de la façon suivante.
On introduit dans l'embout un mandrin de soutien 22 epousant le plus possible la forme de l'embout pour que celui-ci ne soit pas d~orm~ au cours de l'injection. La barrière tubulaire est ega-lement soutenue par des berceaux semi-cylindriques 23 et elle est positionnee en longueur à l'aide d'une butee reglable 24. Après mise en place de la barri~re tubulaire, on installe enfin le sommier de la presse 25. Le fluoroethylènepropène est alors injecte par le trou d'injection 26 sous une pression voisine de 600 bars par exemple.
Dans une variante du procede objet de l'invention, l'operation de fixation de la barri~re tubulaire en ceramique por~use se fait en plusieurs stades de la façon suivante :
Tout d'abord, dans un moule d'injection tel qu'il est esquisse sur la Fig. 4, on place -seulement l'embout en monel ainsi que son mandrin de soutien. On realise alors l'injection du fluoro-~thyleneprop~ne La pièce ainsi obtenue, representee a la Fig. 5, `` ~q~i;53~ii comprend l'embout 27 et du fluoroethylenepropene 28. Cet embout,muni de son enrobage de fluoroethylenepropene et débarrassé de la carotte d'injection 29 est alors fixe ~ la barr;ère tubulaire en céramique poreuse par chauffage dans un four (non represente) ; 5 ~ la temperature de fusion du fluoroethylenepropene.
Pour cela, on voit sur la Fig. 6 que deux embouts 27a et 27b sont placés respectivement dans des coquilles 31a et 32a, et 31b et 32b. Ces coquilles sont placees ensuite dans des em-preintes coniques 33 menagees dans les plaques inferieure 34 et superieure coulissante 35 d'un ou plusieurs moules. La barrière tubulaire 36 est alors placée entre les deux embouts. Dans le four, sous l'action de la temperature, le fluoroethylènepropène s'amollit et, sous l'e~fet du poids de la masse coulissante superieure 35 (le moule etant place verticalement dans le four) la barrière ceramique poreuse s'enfonce dans le fluoroethylène-propène et s'y accroche solidement. L'ensemble se demoule faci-lement après refroidissement.
Si la couche de ceramique poreuse fine à l'intérieur de la barrière est fragile, on peut eventuellement la proteger du retrait du fluoroéthylenepropène au refroidissement ~ l'aide d'une tras lagère couche du copolymère monochlorofluorethylène et fluorure de vinylidène, deposee au pinceau, ~ l'etat de solution saturee dans l'acetone.
;,
Claims (12)
sont définies comme il suit:
1. Procédé de fixation d'une barrière microporeuse tubulaire en matériau céramique sur un embout métallique constitue de deux bagues raccordées par un soufflet caractérisé en ce que l'on enfile ladite barrière sur l'une des deux bagues, et l'on façonne un joint étanche en matériau thermoplastique entre ladite barrière et le soufflet de l'embout métallique.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le joint thermoplastique est un polymère thermoplastique.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le thermoplastique est en un copolymère thermoplastique.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le copolymère thermoplastique est le copolymère de tétrafluoroéthylène et d'hexafluoropropylène.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les deux bagues sont en monel.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mise en forme du joint est réalisée en une seule étape.
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mise en forme du joint est réalisée en plusieurs étapes, dont l'une comporte la fabrication d'une pièce intermédiaire composée de l'embout enrobé de son matériau thermoplastique.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en forme du joint thermoplastique intervient par cuisson au four.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en forme du joint thermoplastique intervient par injection sous pression.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint est simple et le matériau thermoplastique est répandu à la surface externe de la barrière tubulaire et du soufflet.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint est double et le matériau thermoplastique est répandu sur les surfaces interne et externe de l'assemblage de la barrière et du soufflet.
12. Embout de fixation de barrière microporeuse tubulaire en matériau céramique obtenu selon le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux bagues métalliques raccor-dées par un soufflet, une barrière tubulaire emboîtée à l'une de ses extrémités sur l'une des deux dites bagues et un joint en un matériau thermoplastique assurant la fixation et l'étanchéité
entre ladite barrière tubulaire, le soufflet et la bague sur laquelle ladite barrière est emboîtée.
entre ladite barrière tubulaire, le soufflet et la bague sur laquelle ladite barrière est emboîtée.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7105933A FR2356344A5 (en) | 1971-02-22 | 1971-02-22 | PROCESS FOR FIXING MICRO-CARRIER BARRIERS IN CERAMIC MATERIAL ON METAL END CAPS AND PRODUCTS OBTAINED BY THIS PROCESS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1026536A true CA1026536A (en) | 1978-02-21 |
Family
ID=9072270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA135,004A Expired CA1026536A (en) | 1971-02-22 | 1972-02-18 | Attachment method of ceramic microporous tubular barriers to metallic nipples, and products derived through said method |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE778827A (en) |
| CA (1) | CA1026536A (en) |
| FR (1) | FR2356344A5 (en) |
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