CH188416A - Procédé de fabrication d'un objet à paroi métallique destiné à présenter un espace où règne le vide, et objet obtenu suivant ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication d'un objet à paroi métallique destiné à présenter un  espace où règne le vide, et objet obtenu suivant ce procédé.         lia    présente invention comprend un pro  cédé de fabrication d'un objet à paroi métal  lique, destiné à présenter un espace où     règne     le vide, et un objet obtenu suivant ce pro  cédé.  



  Les objets clé ce genre sont utiles dans de  nombreux     domaines,    par exemple comme  panneaux creux ou boîtes destinés à diminuer  la     communication    de la chaleur dans les ap  pareils frigorifiques, les appareils de cuisson,  ou autres récipients; ou bien comme tubes à  doubles parois pour isoler les passages de       corps    fluides; ou encore comme dispositifs  électriques à: vide ou     audions.    La description  d'une bouteille du type Dewar n'est donnée  qu'à titre d'exemple. On avait déjà essayé  des parois métalliques, mais l'on s'était trouvé  en face de la difficulté créée par la rentrée  graduelle du gaz ou de l'air. On essaya d'évi  ter la     perte    de vide.

   Pour cela, on a appli  qué des couches de vernis, sans toutefois réus  sir. Des métaux comme l'argent, le nickel ou    le chrome furent appliqués sur les parois en  fer, par pulvérisation à froid ou par placage,  mais ces couches n'étaient que superficielles.  Elles laissaient passer les molécules d'air et le  vide se trouvait finalement détruit.  



  Le but de la présente     invention    est de       fournir    un objet à parois métalliques qui soit;  d'une façon     permanente,    imperméable à l'air  et qui soit pratiquement aussi     efficace     qu'une chambre en verre sans avoir l'inconvé  nient de la fragilité.  



  Le procédé suivant l'invention est caracté  risé en ce que l'on ajuste exactement ensem  ble des parties de parois distinctes, pour for  mer une partie au moins du     corps,    et en ce  que ces parties assemblées, sur lesquelles on  a appliqué une certaine quantité d'un métal  de bouchage ayant un point de fusion infé  rieur à celui du métal desdites parties de pa  rois et présentant une affinité d'alliage pour  ce dernier métal, sont chauffées dans une at  mosphère réductrice, à une température supé-           rieure    à celle du point de fusion du métal de  bouchage, mais inférieure à celle du point de  fusion du métal des parois, de manière que le  métal de bouchage se trouve à l'état liquide,

    coule librement sur la surface chaude     des-          dites    parties de parois et pénètre dans toutes  les     interstices,    cavités, pores et passages du  métal de ces parties, et coule également dans  les     joints        existant    entre ces parties et les bou  che en les brasant, de telle façon qu'après re  froidissement, le métal des parois ainsi que les  joints     existant    primitivement entre les par  ties de parois soient rendus imperméables  aux gaz.  



  L'objet à paroi métallique obtenu sui  vant ce procédé est caractérisé en ce que sa  paroi est formée de plusieurs parties de métal  fermement assemblées ensemble et en ce que  cette paroi est     recouverte    d'un recouvrement  d'étanchéité en un autre métal, de point de  fusion inférieur à celui du métal de ces parois  et présentant une affinité d'alliage pour ce  dernier métal, ce recouvrement ayant pénétré  dans les interstices,     cavités,    pores et passages  du métal de cette paroi et dans les joints exis  tant     primitivement    entre les différentes par  ties de paroi, en bouchant ces     joints    et     bra-          sant    les différentes parties de paroi,

   en     sorte     que le métal de la paroi et ces joints soient  étanches aux gaz.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, une forme     d'exécution    de l'objet  selon l'invention, des variantes et un four  pour la mise en     rnuvre    du procédé suivant  l'invention.  



  La     fig.    7 des dessins ci-joints est une  coupe en élévation d'une .chambre à vide,  ayant la forme d'un récipient ou bouteille;  Les     fig.    2 et 3 sont des coupes     partielles,     également en élévation, montrant des détails  modifiés de     construction;     La     fig.    4 est une coupe qui correspond à  la     fig.    1, mais qui ne montre que les parois  métalliques assemblées     renfermant    l'espace  de la chambre;  La     fig.    5 ne montre, à plus grande  échelle, que des portions de deux des parois    adjacentes représentées à la     fig.    4, avant le  traitement;

    La     fig.    6 est semblable à la     fig.    5 mais  fait voir l'application du métal de fermeture  ou de bouchage sur les parois;  La     fig.    7 montre schématiquement     une     manière de chauffer, dans un four, les cham  bres à vide comme celle représentée à la       fig.    4, avec métal de bouchage ou     fermeture     appliqué sur les parois comme     indiqué    à la       fig.    6;  La     fig.    8 montre approximativement à  l'échelle microphotographique, la nature po  reuse originelle d'une paroi métallique ainsi  que l'action de bouchage du métal du revê  tement;

    La     fig.    9, semblable aux     fig.    5 et 6, mon  tre le métal de bouchage bouchant les parois  et liant les joints ou raccords entre les pa  rois;  La     fig.    10 montre une phase postérieure,  une couche réfléchissante recouvrant le métal  de bouchage.  



  En ce qui concerne les     fig.    1-4, la cham  bre à vide 9 est représentée sous la forme d'un  récipient ou bouteille, mais pourrait tout  aussi bien avoir la forme d'un panneau, d'un  tube ou toute autre forme. Elle est munie  d'une paroi intérieure 14 avec disque de fond  16; également d'une paroi extérieure 22 avec  disque de fond 26 présentant un rebord 28;  et aussi d'une bague supérieure 30 avec re  bords 32. Ces parois renferment l'espace vide  24. Elles sont assemblées et ajustées d'une  façon étanche sous forme de chambre, avant  l'application du métal de bouchage; quoique  ce métal de bouchage puisse être appliqué  avant le montage. Il est évident que d'autres  formes de chambres peuvent se faire, cham  bres qui peuvent ne comporter qu'une seule  paroi façonnée. Un orifice est arrangé pour  faire le vide.

   Le disque 26 est muni d'une  bride circulaire 36 dans laquelle est herméti  quement aménagée la pièce 38 munie de l'ori  fice, avec filetage extérieur 40 pour raccords       pneumatiquès    et avec passage central d'air  42, destiné à être fermé au moyen d'un bou  chon 44.      Les parois ayant été assemblées, le traite  ment peut se faire comme indiqué aux     fig.    5  à 1(l. La     fig.    5 montre une portion des parois  14 et 16. La     fig.    6 montre le métal de bou  chage appliqué; du cuivre, par exemple, lors  que les parois sont en fer. Lorsqu'il y a des  joints ou raccords, on applique un surplus de  cuivre auprès de chacun d'eux.

   Du cuivre en  poudre fine est mélangé avec une matière de  support inerte et volatile et appliqué ou dé  posé en quantité amplement suffisante, mais  le métal peut s'appliquer par pulvérisation  directe sur les parois, il peut s'y appliquer  par frottement mécanique, ou peut même  s'appliquer chimiquement ou électriquement  par placage. Il peut s'appliquer en mince  couche aux endroits appropriés. A la     fig.    6, le  cuivre est à l'extérieur, par rapport à l'espace  vide entre les deux vases, mais il pourrait  s'appliquer à l'intérieur, par exemple au tra  vers du disque 26 avant l'insertion de la  pièce portant l'orifice.  



  La     fig.    7 montre le chauffage dans une  atmosphère réductrice, de préférence un four  à atmosphère d'hydrogène comme indiqué en       .A.    Les chambres montées 9 sont     entraînées     par un transporteur B. Les serpentins de  chauffage C sont munis de bornes D. Chaque  assemblage est transporté lentement pour  qu'il soit suffisamment exposé à la tempéra  ture spécifiée, qui est supérieure au point de  fusion du cuivre     (108â      C), afin que le cui  vre coule, à l'état liquide, sur la surface du  fer chaud, mais bien au-dessous du point de  fusion du fer<B>(1530'</B> C).

   La matière de sup  port inerte et volatile mélangée au cuivre     dis-          parait    et le cuivre se répand à l'état liquide  sur les surfaces des parois. L'assemblage  passe dans la chambre de refroidissement E  munie de conduites F dans lesquelles passe  un liquide refroidissant. Des rideaux G en  amiante recouvrent chaque entrée et chaque  sortie. De l'hydrogène ou tout autre gaz ré  ducteur approprié est amené par le tuyau     FI     dans la chambre chaude d'où il passe dans  la chambre E et s'échappe. Le gaz nettoie  chimiquement les parois en fer à la surface  et, dans une certaine mesure, en profondeur,    il fait     disparaitre    l'oxygène et évite l'oxy  dation.

     Le résultat est indiqué, considérablement  agrandi, à la     fig.    8 qui montre le cuivre 18  ayant coulé de façon à     couvrir    la surface et  ayant été profondément aspiré, par     affinité     d'alliage et par action capillaire, dans tous  les pores et passages existant entre ou dans  les cristaux ou particules microscopiques.  Lorsque les parois sont minces, il peut arriver  que le cuivre traverse et puisse être aperçu  de l'autre côté.  



  La     fig.    9 montre le produit, avec le cui  vre formant une couche de bouchage 18. Du  cuivre a été aspiré par capillarité dans la  mince crevasse ou fissure de chaque joint ou  raccord,     formant    ainsi un lien permanent re  liant les parois tout en les bouchant.  



  La pièce 38     (fig.    1) portant l'orifice  ayant été fixée en position, le vide peut se  faire au moyen d'une pompe pneumatique  que l'on relie au filetage ou pas de vis 40.  On bouche alors le passage 42 avec le bou  chon 44 que l'on peut rendre hermétique avec  de la soudure. Pour la réflexion de la cha  leur, une surface brillante est désirable, et la       fig.    10 montre un placage au chrome, ou une  couche de nickel 20, appliqué sur le cuivre  auquel il adhère parfaitement.  



  Bouchés au cuivre, le fer ou l'acier sont  des métaux satisfaisants, car ils possèdent  une affinité d'alliage avec le cuivre. On peut  aussi faire usage de fer ou de cuivre bouchés  à l'argent ou à l'aluminium, ou d'autres     com-          binaisons.    Le métal de bouchage peut s'appli  quer par placage ou par pulvérisation avant  le chauffage ou se mélanger avec une solu  tion de     pyroxyline    par exemple, et il est ainsi  possible de le faire adhérer. Ceci peut se  faire avant l'assemblage des parois, le chauf  fage ayant lieu ensuite. La solution de     py-          roxiline    s'évapore à une température     infé-          rieure    au point de fusion du cuivre.

   L'assem  blage des parois peut se faire par ajustage  sous pression ou par soudure     électrique    ou- au  gaz, ou encore par sertissage; aucun joint de  ce genre n'est imperméable aux gaz d'une fa-           çon    permanente, mais tous le deviennent par  un traitement suivant le procédé décrit.  



  La     fig.    4 montre la chambre 9     terminée     sous forme d'un récipient isolé ou à doubles  parois. Le vase intérieur 10 renferme l'espace  du récipient et comprend les parois 14 et 16;  le vase extérieur comprend les parois 22 et  26. La paroi 14 peut se     terminer    en s'amin  cissant à     proximité    de la bague 30, comme le  montre la     fig.    3,     ce    qui diminue la     conducti-          bilité    thermique. La bague 30 est mince et  faite d'un métal mauvais conducteur de la  chaleur; elle est soudée à l'autogène et sert  ainsi à espacer les vases à leur partie supé  rieure.

   La paroi 16 est munie d'un renfonce  ment 46     (fig,    1), destiné à recevoir un outil  passant par l'orifice 42 pour espacer conve  nablement les fonds des vases pendant le  chauffage.  



  Les parois extérieures 22 et 26 sont min  ces pour réduire la conductibilité thermique,  mais les parois intérieures 14 et 16 sont  épaisses en vue de la solidité et du maintien  constant de la température. Les parois du  vase extérieur sont faibles, mais une enve  loppe extérieure 48     (fig.    1) sert à protéger  le récipient contre les dommages. L'enveloppe  48 peut être faite avec les produits de con  densation du phénol     formaldehidé    connus  sous le nom de     "Bakelite"    ou avec d'autres  produits résistants mauvais conducteurs de la  chaleur, et elle comprend une partie cylin  drique 50 et un disque de fond 52. Ces par  ties peuvent être cimentées aux parois 22 et  26 ou façonnées par revêtement ou par mou  lage. Elles empêchent les parois de s'aplatir.

    Au-dessus de la partie 50, la paroi 22 est  munie d'une bride 68 dirigée vers l'extérieur.  



  Le récipient 9 a une large embouchure qui  est accessible pour le placage et le polissage  mais qui se     trouve    rétrécie par des pièces  amovibles. Une pièce ouverte formant cha  peau 54 repose au-dessus des parois du ré  cipient, elle est munie d'un filetage extérieur  58 en permettant le montage, et d'un filetage  intérieur destiné à recevoir le bouchon 74. La  bride extérieure 60 du chapeau repose sur  un anneau en     bakelite    70 qui est cimenté à    l'enveloppe 50 et muni d'un filetage qui s'en  gage avec le filetage du chapeau 58. La     fig.    2  montre un arrangement différent, la bride  62 de la paroi 22 faisant saillie vers le haut  et présentant un filetage 64, pour recevoir à  son intérieur le chapeau 54, un anneau 66  étant disposé à l'extérieur.  



  Lors du montage du récipient, du cha  peau et de l'anneau, une rondelle élastique  72 est posée     contre    les parois 14, 30 et 68  pour servir de garniture en dessous du capu  chon ou chapeau. Une bague métallique  creuse et plate 76 dans laquelle le vide a été  fait est maintenue entre le chapeau 54 et la  rondelle 72, et présente une petite embou  chure ou passage 78 pour les liquides. Le pas  sage 80 dans le chapeau est évasé comme un  entonnoir. Le bouchon est muni d'un fond  métallique 82 et, en dessous, d'une rondelle  84 qui repose sur l'anneau ou bague 76. Le  bouchon a un petit     col    entouré d'un espace  enfermé, ce qui réduit encore la conductibilité       thermique.     



  Au moyen du filetage 86, au bas de l'en  veloppe 50, le récipient peut être relié, par  vissage, à un second récipient identique, le  filetage 86 s'engageant avec le filetage de  l'anneau 70 du second récipient; il peut aussi  se visser à toute autre partie filetée de façon  correspondante. Ou bien encore le récipient  peut, au moyen du filetage 86, se monter sur  une base ou support fixe.  



  Avant d'évacuer l'air de l'espace 24 de  la chambre, quelle qu'en soit la forme, cet es  pace peut être rempli d'un produit de rem  plissage mauvais     conducteur    de la chaleur.  Un produit avantageux est constitué par une  masse de granules durs qui peuvent être, soit  entièrement, soit partiellement, en charbon  activé. Un tel produit de remplissage absorbe  les gaz résiduaires. Il évite ou réduit, par sa  propre masse, le passage de la chaleur, car  ses points de contact sont     minimes.    Il per  met en même temps à l'air de passer à travers  les espaces vides entre les granules, pour  l'évacuation. Il renforce intérieurement les  parois de la chambre et résiste ainsi aux dé  formations et aplatissements dus à la pression      extérieure.

   La masse des granules durs est  mobile et se verse aisément dans l'espace à       remplir.    Une chambre ainsi remplie a une  valeur pratique pour l'isolation thermique.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I Procédé de fabrication d'un objet à paroi métallique, destiné à présenter un espace où règne le vide, caractérisé en ce que l'on ajuste exactement ensemble des parties de parois distinctes, pour former une partie au moins de l'objet, et en ce que ces par ties assemblées, sur lesquelles on a appli qué une certaine quantité d'un métal de bouchage ayant un point de fusion infé rieur à celui du métal desdites parties de parois et présentant une affinité d'al liage pour ce dernier métal.

   sont chauffées dans une atmosphère réductrice, à une température supérieure à, celle du point de fusion du métal de bouchage, mais in férieure à celle du point de fusion du mé tal des parois, de manière que le métal de bouchage se trouve à l'état liquide, coule librement sur la surface chaude desdites parties de parois et pénètre dans tous les interstices, cavités, pores et passages du métal de ces parties, et coule également dans les joints existant entre ces parties et les bouche en les brasant, de telle fa çon qu'après refroidissement, le métal des parois, ainsi que les joints existant pri mitivement entre les parties des parois soient rendus imperméables aux gaz.

   II Objet à paroi métallique obtenu par le procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que sa paroi est formée de plusieurs parties de métal fermement as semblées ensemble et en ce que cette pa roi est recouverte d'un recouvrement d'é tanchéité en un autre métal, de point de fus-Ion inférieur à celui du métal de ces parois et présentant une affinité d'alliage pour ce dernier métal, ce recouvrement ayant pénétré dans les interstices, cavités, pores et passages du métal de cette paroi et dans les joints existant primitivement entre les différentes parties de paroi, en bouchant ces joints et brasant les diffé rentes parties de paroi, en sorte que le métal de la paroi et ces joints soient étanches aux gaz.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1 Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce que le métal de bouchage est appliqué sur le métal de la paroi, avant assemblage des parties de celle-ci. 2 Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce que le métal de bouchage est appliqué sur le métal de la paroi après assemblage des parties de celle-ci. 3 Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce que l'on applique le métal de bouchage sur toute la surface de l'une au moins des faces de la paroi de l'objet.

   Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, pour la fabrication d'un objet à double paroi, caractérisé en ce qu'on ménage un orifice d'évacuation des gaz dans la double paroi de l'objet, en ce qu'on maintient cet orifice ouvert pendant l'opération d'application du mé tal de bouchage, et en ce qu'on le ferme de façon permanente après évacuation des gaz. Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce que le métal de bouchage est ap pliqué sous la forme d'une fine poudre mélangée à une matière de support, inerte et volatile, qui disparaît durant le chauf fage.

   6 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 5, caractérisé en ce que la matière de support est une solution de pyroxyline. Objet selon la revendication II, caracté risé en ce qu'il constitue un récipient à double parois, l'une intérieure, l'autre ex térieure, espacées l'une de l'autre et entre lesquelles on a fait le vide, ces deux parois étant rendues imperméables aux gaz, la paroi intérieure limitant la capacité du récipient.

   8 Objet selon la revendication II et la sous- revendication 7, caractérisé en ce que la paroi intérieure est relativement épaisse, pour assurer la rigidité et la résistance mécanique, la paroi extérieure étant rela tivement plus mince et étant protégée par une gaine externe isolante en matière non métallique figée par adhérence sur elle.

   9 Objet selon la revendication II et la sous- revendication 7, caractérisé en outre en ce que l'espace compris entre les deux parois intérieure et extérieure est rempli de gra- nules durs formés au moins partiellement de charbon activé, les vides entre les gra nules réduisant la conductibilité thermi que, lesdits granules étant destinés à ren forcer les parois, en vue de résister aux déformations, et à absorber les gaz rési duels lors de la production du vide.