FR3131617A3 - CONNECTOR WITH PRESSURIZED SEAL CHAMBER FOR TUBULAR FURNACE PROCESSING TUBE - Google Patents
CONNECTOR WITH PRESSURIZED SEAL CHAMBER FOR TUBULAR FURNACE PROCESSING TUBE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3131617A3 FR3131617A3 FR2114719A FR2114719A FR3131617A3 FR 3131617 A3 FR3131617 A3 FR 3131617A3 FR 2114719 A FR2114719 A FR 2114719A FR 2114719 A FR2114719 A FR 2114719A FR 3131617 A3 FR3131617 A3 FR 3131617A3
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- tube
- connector
- annular
- treatment
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 30
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 78
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L17/00—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure
- F16L17/02—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
CONNECTEUR AVEC CHAMBRE D’ÉTANCHÉITÉ PRESSURISÉE POUR TUBE DE TRAITEMENT DE FOUR TUBULAIRE L'invention concerne un connecteur (12) pour un tube de traitement (8), comprenant un corps annulaire (18) ; un alésage d'engagement (42) formé dans le corps annulaire (18), pour recevoir une extrémité du tube de traitement (8) ; une rainure d'étanchéité (20) formée dans l'alésage d'engagement, pour recevoir au moins deux joints annulaires (22) pour entrer en contact avec l'extrémité du tube de traitement (8) ; dans lequel le corps annulaire (18) comprend un port d'étanchéité (28) en communication fluidique avec la rainure d'étanchéité (20) de manière à permettre l'application d'une pression de gaz dans la rainure d'étanchéité (20) entre les au moins deux joints annulaires (22). (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 2)CONNECTOR WITH PRESSURIZED SEAL CHAMBER FOR TUBULAR FURNACE PROCESS TUBE A connector (12) for a process tube (8), comprising an annular body (18); an engagement bore (42) formed in the annular body (18), to receive one end of the treatment tube (8); a sealing groove (20) formed in the engagement bore, to receive at least two seal rings (22) to contact the end of the process tube (8); wherein the annular body (18) includes a seal port (28) in fluid communication with the seal groove (20) so as to allow application of gas pressure to the seal groove (20 ) between the at least two annular seals (22). (Figure to be published with abstract: Figure 2)
Description
L’invention a trait au domaine de procédés gazeux dans un tube de traitement, par exemple en présence de chaleur et/ou de vide. Plus spécifiquement, l’invention a trait à la mise en connexion d’un tube de traitement d’une machine à tube de traitement, comme, par exemple, un four tubulaire, à une alimentation en gaz de procédé.The invention relates to the field of gaseous processes in a treatment tube, for example in the presence of heat and/or vacuum. More specifically, the invention relates to the connection of a processing tube of a processing tube machine, such as, for example, a tube furnace, to a process gas supply.
Un four tubulaire de procédé de laboratoire comprend généralement un châssis équipé de résistances électriques et d'un équipement de contrôle de température, et un couvercle isolé articulé à une partie supérieure du châssis. Le couvercle et le châssis forment un passage transversal pour recevoir un tube de traitement. Ce dernier est généralement constitué d'un matériau résistant aux hautes températures tel que de l'alumine. Le tube de traitement forme un passage interne destiné à recevoir un substrat et un gaz de traitement afin de réaliser des traitements réactifs et/ou thermiques. Un connecteur, ou bride d'étanchéité, est monté à chaque extrémité du tube de traitement de manière à isoler de manière étanche son passage intérieur de l'environnement et à y injecter un ou plusieurs gaz de traitement. En raison des températures potentiellement très élevées du processus ci-dessus, par ex. à plus de 1000°C, le matériau du tube de traitement est un matériau réfractaire comme l'alumine céramique, où le tube de traitement est fabriqué par la technologie des poudres. En raison de ce processus de fabrication, la surface extérieure du tube de traitement peut présenter une grande tolérance géométrique ainsi que de grandes tolérances d'état de surface. Cela signifie que les connecteurs, ou les brides d'étanchéité, montés aux extrémités du tube de traitement peuvent présenter des faiblesses dans l'étanchéité avec la surface extérieure du tube de traitement.A laboratory process tube furnace generally includes a frame equipped with electrical resistors and temperature control equipment, and an insulated cover hinged to an upper portion of the frame. The cover and the frame form a transverse passage for receiving a treatment tube. The latter is generally made of a material resistant to high temperatures such as alumina. The treatment tube forms an internal passage intended to receive a substrate and a treatment gas in order to carry out reactive and/or thermal treatments. A connector, or sealing flange, is mounted at each end of the treatment tube so as to sealingly isolate its interior passage from the environment and to inject one or more treatment gases therein. Due to the potentially very high temperatures of the above process, e.g. above 1000°C, the processing tube material is refractory material like alumina ceramic, where the processing tube is made by powder technology. Due to this manufacturing process, the outer surface of the processing tube can have a large geometric tolerance as well as large surface finish tolerances. This means that the connectors, or sealing flanges, fitted to the ends of the processing tube may have weaknesses in sealing with the exterior surface of the processing tube.
Le document de brevet de l'art antérieur publié US 2003/0015142 A1 divulgue un tube de réaction en quartz et pourvu d'un connecteur en forme de manchon s'engageant de manière étanche avec ledit tube au moyen de joints toriques situés entre une surface extérieure de l'extrémité du tube et une surface intérieure du connecteur en forme de manchon recevant ladite extrémité de tube. Le connecteur en forme de manchon comprend une conduite d'eau pour refroidir les joints toriques. Malgré l'action de refroidissement utile de la conduite d'eau, l'engagement entre les joints toriques et le tube peut présenter des défauts, c'est-à-dire des fuites, essentiellement dues aux tolérances dimensionnelles et de surface de fabrication du tube.The prior art patent document published US 2003/0015142 A1 discloses a reaction tube made of quartz and provided with a connector in the form of a sleeve engaging sealingly with said tube by means of O-rings located between a surface outer surface of the tube end and an inner surface of the sleeve-shaped connector receiving said tube end. The sleeve-shaped connector includes a water line to cool the O-rings. Despite the useful cooling action of the water pipe, the engagement between the O-rings and the tube can present defects, i.e. leaks, mainly due to the dimensional and surface tolerances of manufacture of the tube.
L’invention a pour objectif ou problème technique de pallier au moins un des inconvénients de la technique antérieure susmentionnée. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une connexion sécurisée et résistante aux tolérances, à un tube de traitement, c’est-à-dire un tube destiné à servir de chambre de réaction en présence de gaz, notamment à haute température.The invention has the objective or technical problem of overcoming at least one of the disadvantages of the aforementioned prior technique. More particularly, the invention aims to provide a secure and tolerance-resistant connection to a treatment tube, that is to say a tube intended to serve as a reaction chamber in the presence of gas, particularly at high temperature. .
L'invention concerne un connecteur pour un tube de traitement, comprenant un corps annulaire ; un alésage d'engagement formé dans le corps annulaire, destiné à recevoir une extrémité du tube de traitement ; une rainure d'étanchéité formée dans l'alésage d'engagement, destinée à recevoir au moins deux joints annulaires destinés à entrer en contact avec l'extrémité du tube de traitement ; dans lequel le corps annulaire comprend un port d'étanchéité en communication fluidique avec la rainure d'étanchéité de manière à permettre l'application d'une pression de gaz dans la rainure d'étanchéité entre les au moins deux joints annulaires.A connector for a treatment tube, comprising an annular body; an engagement bore formed in the annular body for receiving one end of the processing tube; a sealing groove formed in the engagement bore, intended to receive at least two annular seals intended to come into contact with the end of the processing tube; wherein the annular body includes a sealing port in fluid communication with the sealing groove so as to permit the application of gas pressure in the sealing groove between the at least two annular seals.
Selon un mode de réalisation préféré, le connecteur comprend, en outre, les, au moins, deux joints annulaires dans la rainure d'étanchéité, lesdits joints annulaires étant de préférence deux joints toriques.According to a preferred embodiment, the connector further comprises the at least two annular seals in the sealing groove, said annular seals preferably being two O-rings.
Selon un mode de réalisation préféré, le connecteur comprend, en outre, une bague rigide et située dans la rainure d'étanchéité entre les, au moins, deux joints annulaires.According to a preferred embodiment, the connector further comprises a rigid ring located in the sealing groove between the at least two annular seals.
Selon un mode de réalisation préféré, la bague comprend une série de trous radiaux s'étendant d'une face radialement extérieure à une face radialement intérieure de ladite bague, lesdits trous radiaux étant répartis, de préférence uniformément, le long d'une circonférence de ladite bague.According to a preferred embodiment, the ring comprises a series of radial holes extending from a radially outer face to a radially inner face of said ring, said radial holes being distributed, preferably uniformly, along a circumference of said ring.
Selon un mode de réalisation préféré, le corps annulaire comprend, en outre, un alésage de butée adjacent à l'alésage d'engagement et destiné à buter contre l'extrémité du tube de traitement lorsque ledit tube de traitement est reçu dans l'alésage d'engagement, et un port de raccordement de gaz de traitement débouchant dans l'alésage de butée.According to a preferred embodiment, the annular body further comprises a stop bore adjacent to the engagement bore and intended to abut against the end of the treatment tube when said treatment tube is received in the bore engagement, and a processing gas connection port opening into the abutment bore.
Selon un mode de réalisation préféré, l'alésage de butée forme une ouverture donnant accès au tube de traitement lorsque ledit tube de traitement est reçu dans l'alésage d'engagement.According to a preferred embodiment, the abutment bore forms an opening giving access to the treatment tube when said treatment tube is received in the engagement bore.
Selon un mode de réalisation préféré, le connecteur comprend, en outre, une plaque de fermeture montée de manière amovible sur le corps annulaire au voisinage de l'alésage de butée, de manière à obturer l'ouverture.According to a preferred embodiment, the connector further comprises a closing plate removably mounted on the annular body in the vicinity of the stop bore, so as to close the opening.
Selon un mode de réalisation préféré, le corps annulaire comprend, en outre, une chambre de refroidissement entourant la rainure d'étanchéité, un port d'entrée de refroidissement et un port de sortie de refroidissement, lesdits ports étant reliés de manière fluidique à la chambre de refroidissement pour la circulation d'un fluide de refroidissement.According to a preferred embodiment, the annular body further comprises a cooling chamber surrounding the sealing groove, a cooling inlet port and a cooling outlet port, said ports being fluidly connected to the cooling chamber for the circulation of a cooling fluid.
Selon un mode de réalisation préféré, le corps annulaire comprend une première pièce annulaire formant l'alésage d'engagement et la rainure d'étanchéité, et une deuxième pièce annulaire en engagement avec la première pièce annulaire, la chambre de refroidissement étant délimitée par les première et deuxième pièces annulaires.According to a preferred embodiment, the annular body comprises a first annular part forming the engagement bore and the sealing groove, and a second annular part in engagement with the first annular part, the cooling chamber being delimited by the first and second annular pieces.
Selon un mode de réalisation préféré, au moins l'une des première et deuxième pièces annulaires comprend une rainure formant la chambre de refroidissement.According to a preferred embodiment, at least one of the first and second annular parts comprises a groove forming the cooling chamber.
Selon un mode de réalisation préféré, au moins l'un des ports d'entrée de refroidissement et de sortie de refroidissement est formé sur l'une des première et deuxième pièces annulaires.According to a preferred embodiment, at least one of the cooling inlet and cooling outlet ports is formed on one of the first and second annular parts.
L'invention concerne également une unité de traitement comprenant un tube de traitement en alumine avec deux extrémités ; et un connecteur monté de manière étanche sur chacune des extrémités du tube de traitement ; dans lequel au moins l'un des deux connecteurs est conforme à l'invention.Also provided is a processing unit comprising an alumina processing tube with two ends; and a connector sealingly mounted on each end of the treatment tube; in which at least one of the two connectors conforms to the invention.
L'invention concerne également une machine à tube de traitement, comprenant une unité de contrôle du traitement ; et une unité de traitement s'étendant à travers l'unité de contrôle du traitement ; dans lequel l'unité de traitement est conforme à l'invention.Also provided is a processing tube machine, comprising a processing control unit; and a processing unit extending through the processing control unit; in which the processing unit conforms to the invention.
Selon un mode de réalisation préféré, la machine à tube de traitement comprend une unité de contrôle de débit de gaz de traitement avec au moins une entrée de gaz de traitement et une sortie de gaz de traitement ; une unité de contrôle de débit de gaz neutre avec au moins une entrée de gaz neutre et une sortie de gaz neutre se raccordant à l'unité de contrôle de débit de gaz de traitement.According to a preferred embodiment, the process tube machine comprises a process gas flow control unit with at least one process gas inlet and a process gas outlet; a neutral gas flow control unit with at least one neutral gas inlet and one neutral gas outlet connecting to the process gas flow control unit.
Avantageusement, la sortie de gaz neutre est reliée de manière fluidique au port d'étanchéité de chacun de l’au moins un connecteur.Advantageously, the neutral gas outlet is fluidly connected to the sealing port of each of the at least one connector.
Selon un mode de réalisation préféré, l'unité de contrôle de débit de gaz neutre est configurée pour appliquer une pression de gaz neutre au port d'étanchéité du connecteur de l'unité de traitement et pour détecter une diminution potentielle de ladite pression de gaz neutre dans ledit connecteur et délivrer une alarme en cas de baisse détectée.According to a preferred embodiment, the neutral gas flow control unit is configured to apply neutral gas pressure to the sealing port of the connector of the processing unit and to detect a potential decrease in said gas pressure neutral in said connector and deliver an alarm in the event of a drop detected.
L'invention concerne également un procédé gazeux comprenant les étapes suivantes : (a) mise en place d'un substrat dans un tube de traitement ; (b) injection d’au moins un gaz de traitement dans le tube de traitement ; dans lequel les étapes (a)-(b) sont effectuées à l'aide d'une machine à tube de traitement selon l'invention, et au moins pendant l'étape (b), un gaz neutre est fourni à au moins l'un des deux connecteurs, de manière à appliquer une pression de gaz neutre à la rainure d'étanchéité dudit au moins un connecteur.The invention also relates to a gaseous process comprising the following steps: (a) placing a substrate in a processing tube; (b) injection of at least one treatment gas into the treatment tube; wherein steps (a)-(b) are carried out using a processing tube machine according to the invention, and at least during step (b), a neutral gas is supplied to at least l one of the two connectors, so as to apply a neutral gas pressure to the sealing groove of said at least one connector.
Selon un mode de réalisation préféré, au moins un gaz de traitement de l'étape (b) comprend un gaz réactif.According to a preferred embodiment, at least one treatment gas of step (b) comprises a reactive gas.
Avantageusement, le gaz neutre est l'azote et/ou l'argon.Advantageously, the neutral gas is nitrogen and/or argon.
Selon un mode de réalisation préféré, la pression du gaz neutre est supérieure à une pression du gaz de traitement dans le tube de traitement, de préférence d'au moins 0,1 bar, plus préférablement d'au moins 0,5 bar.According to a preferred embodiment, the pressure of the neutral gas is greater than a pressure of the treatment gas in the treatment tube, preferably by at least 0.1 bar, more preferably by at least 0.5 bar.
Selon un mode de réalisation préféré, la pression du gaz neutre est d'au moins 0,5 bar et/ou au maximum de 2 bar.According to a preferred embodiment, the pressure of the neutral gas is at least 0.5 bar and/or a maximum of 2 bar.
Avantageusement, le procédé gazeux comprend, en outre, une étape intermédiaire de chauffage du tube de traitement de telle sorte qu'un intérieur du tube de traitement atteigne une température d'au moins 100°C, de préférence d'au moins 200°C.Advantageously, the gaseous process further comprises an intermediate step of heating the treatment tube such that an interior of the treatment tube reaches a temperature of at least 100°C, preferably at least 200°C. .
Selon un mode de réalisation préféré, la pression du gaz neutre est surveillée de manière à détecter une baisse potentielle de ladite pression au moins lors de l'étape (b) et à émettre une alarme en cas de détection de la baisse.According to a preferred embodiment, the pressure of the neutral gas is monitored so as to detect a potential drop in said pressure at least during step (b) and to emit an alarm in the event of detection of the drop.
L'invention est particulièrement intéressante en ce qu'elle permet d'obtenir une étanchéité aux gaz en présence de grandes tolérances de fabrication du tube de traitement. Cela augmente également la sécurité de la machine à tube de traitement lorsqu'elle est en fonctionnement lors de l'utilisation de gaz réactifs comme gaz de traitement. Ces grandes tolérances de fabrication sont essentiellement dues à l'utilisation de matériau particulier pour la réalisation du tube de traitement, comme la céramique, qui est difficile à usiner. De plus, le fonctionnement du tube de traitement avec des gaz potentiellement dangereux et également à haute température augmente les conséquences dangereuses d'une fuite de gaz de traitement. Il est cependant entendu que l'invention reste avantageuse à température ambiante ou à des températures modérées comme au-dessus de la température ambiante et jusqu'à 100°C ou 200°C, essentiellement parce que la sécurité en matière d'étanchéité aux gaz entre le connecteur et le tube de procédé est assurée à n'importe quelle température.The invention is particularly interesting in that it makes it possible to obtain gas tightness in the presence of large manufacturing tolerances of the treatment tube. It also increases the safety of the process tube machine when in operation when using reactive gases as the process gas. These large manufacturing tolerances are essentially due to the use of particular material for the production of the treatment tube, such as ceramic, which is difficult to machine. Additionally, operating the process tube with potentially hazardous gases and also at high temperatures increases the dangerous consequences of a process gas leak. It is understood, however, that the invention remains advantageous at room temperature or at moderate temperatures such as above room temperature and up to 100°C or 200°C, essentially because the safety in terms of gas tightness between the connector and the process tube is ensured at any temperature.
La
La machine à tube de traitement 2 comprend un châssis 4 abritant divers composants tels qu'une alimentation électrique, des alimentations en gaz de traitement, une unité de contrôle de température, etc.The processing tube machine 2 comprises a chassis 4 housing various components such as a power supply, processing gas supplies, a temperature control unit, etc.
La machine à tube de traitement 2 comprend également une unité de chauffage 6 portée par le châssis 4 et alimentée et commandée par l'unité d'alimentation électrique et l’unité de contrôle de température susmentionnées, respectivement. L’unité de chauffage 6 est composée de deux demi-coques abritant des résistances électriques et du matériau isolant. Les deux demi-coques sont mobiles l'une par rapport à l'autre de manière à donner accès à une cavité de l'unité de chauffage 6, par exemple pour permettre la mise en place du tube de traitement 8. Par exemple, la demi-coque supérieure peut être soulevée ou retirée de la demi-coque inférieure de manière à donner accès à une cavité tubulaire destinée à recevoir et loger le tube de traitement 8. On mentionnera que le tube de traitement 8 peut également être inséré dans la cavité tandis que l'unité de chauffage 6 reste généralement fermée ou par à l'aide d'une cavité chauffante totalement fermée, par un mouvement de coulissement longitudinal du tube de traitement 8 dans la cavité tubulaire. Comme cela est apparent, la cavité tubulaire débouche à chaque extrémité de celle-ci au niveau des deux parois latérales opposées de l'unité de chauffage 6. En d'autres termes, le tube de traitement 8, lorsqu'il est correctement positionné fonctionnellement dans l'unité de chauffage 6, s'étend hors de ladite unité de chauffage aux deux extrémités dudit tube de traitement 8.The processing tube machine 2 also includes a heating unit 6 carried by the frame 4 and powered and controlled by the aforementioned power supply unit and temperature control unit, respectively. The heating unit 6 is made up of two half-shells housing electrical resistances and insulating material. The two half-shells are movable relative to each other so as to give access to a cavity of the heating unit 6, for example to allow the installation of the treatment tube 8. For example, the upper half-shell can be lifted or removed from the lower half-shell so as to give access to a tubular cavity intended to receive and house the treatment tube 8. It will be mentioned that the treatment tube 8 can also be inserted into the cavity while the heating unit 6 generally remains closed or by means of a completely closed heating cavity, by a longitudinal sliding movement of the treatment tube 8 in the tubular cavity. As is apparent, the tubular cavity opens at each end thereof at the level of the two opposite side walls of the heating unit 6. In other words, the treatment tube 8, when correctly positioned functionally in the heating unit 6, extends out of said heating unit at both ends of said treatment tube 8.
La machine à tube de traitement 2 comprend en outre un couvercle 10 articulé sur le châssis 4. Le couvercle 10, lorsqu'il est fermé, c'est-à-dire en position abaissée, recouvre l'unité de chauffage 6 et des parties du tube de traitement 8 s'étendant hors de l'unité de traitement 6, essentiellement pour éviter le contact d'un opérateur avec le tube de traitement 8 et/ou l'unité de chauffage 6 potentiellement à des températures très élevées.The processing tube machine 2 further comprises a cover 10 hinged on the frame 4. The cover 10, when closed, i.e. in the lowered position, covers the heating unit 6 and parts of the treatment tube 8 extending out of the treatment unit 6, essentially to avoid contact of an operator with the treatment tube 8 and/or the heating unit 6 potentially at very high temperatures.
Dans la machine à tube de traitement illustrée sur la
Le tube de traitement 8 est fait en un matériau réfractaire, afin de supporter des températures élevées, par ex. d'au moins 600°C, de préférence d'au moins 1000°C. Le tube de traitement 8 est avantageusement réalisé en alumine céramique. Le tube de traitement peut également être en quartz ou en verre. Le tube de traitement 8 est creux de manière à pouvoir recevoir un substrat destiné à subir un traitement à haute température et/ou éventuellement en présence de gaz neutres et/ou réactifs.The treatment tube 8 is made of a refractory material, in order to withstand high temperatures, e.g. at least 600°C, preferably at least 1000°C. The treatment tube 8 is advantageously made of ceramic alumina. The treatment tube can also be made of quartz or glass. The treatment tube 8 is hollow so as to be able to receive a substrate intended to undergo treatment at high temperature and/or possibly in the presence of neutral and/or reactive gases.
Toujours en référence à la
La
La
Comme cela est apparent, le connecteur 12 comprend un corps annulaire 18 formant un alésage d'engagement recevant l'extrémité du tube de traitement 8. Une rainure d'étanchéité 20 est formée dans l'alésage d'engagement, de manière à être directement adjacente à une surface cylindrique extérieure du tube de traitement 8. La rainure d'étanchéité 20 abrite deux joints annulaires 22 en contact avec la surface cylindrique extérieure du tube de traitement 8. Le corps annulaire 18 comprend un port d'étanchéité 34, en communication fluidique avec la rainure d'étanchéité 20 de manière à permettre l'application d'une pression de gaz dans la gorge d'étanchéité 20 entre les deux joints annulaires 22. La rainure d'étanchéité 20 avec les deux joints annulaires 22 forme alors une chambre pouvant être pressurisée pour assurer et/ou contrôler une connexion sans fuite entre le corps annulaire 18 et le tube de traitement 8.As is apparent, the connector 12 comprises an annular body 18 forming an engagement bore receiving the end of the treatment tube 8. A sealing groove 20 is formed in the engagement bore, so as to be directly adjacent to an outer cylindrical surface of the processing tube 8. The sealing groove 20 houses two annular seals 22 in contact with the outer cylindrical surface of the processing tube 8. The annular body 18 includes a sealing port 34, in communication fluidic with the sealing groove 20 so as to allow the application of a gas pressure in the sealing groove 20 between the two annular seals 22. The sealing groove 20 with the two annular seals 22 then forms a chamber which can be pressurized to ensure and/or control a leak-free connection between the annular body 18 and the treatment tube 8.
Toujours en référence à la
En outre sur la
L'alésage de butée 26 forme une ouverture offrant un accès direct à l'intérieur du tube de traitement 8. Une plaque de fermeture 32 est montée de manière amovible sur le corps annulaire adjacent à l'alésage de butée 26, de manière à fermer l'ouverture et ainsi fermer l’intérieur du tube de traitement 8. La plaque de fermeture est montée au moyen d'une série de vis le long de sa périphérie, s'étendant à travers la plaque de fermeture et s'engageant dans des trous, par exemple des trous filetés, formés dans le corps annulaire 18, étant toutefois entendu que d'autres des moyens de fixation peuvent être envisagés.The stop bore 26 forms an opening providing direct access to the interior of the processing tube 8. A closure plate 32 is removably mounted on the annular body adjacent to the stop bore 26, so as to close the opening and thus close the interior of the processing tube 8. The closure plate is mounted by means of a series of screws along its periphery, extending through the closure plate and engaging in holes, for example threaded holes, formed in the annular body 18, it being understood, however, that other fixing means can be envisaged.
Le connecteur 12 fournit donc une connexion de gaz de procédé au tube de traitement 8 qui est étanche aux gaz grâce à la rainure d'étanchéité qui peut être pressurisée de manière à solliciter axialement les joints annulaires contre les parois latérales de la rainure d'étanchéité et également de manière à former une barrière contre d'éventuelles fuites du gaz de procédé vers l'air ambiant. A cet effet, la rainure d'étanchéité est avantageusement pressurisée avec un gaz neutre tel que de l'azote et/ou de l'argon, de sorte qu'en cas d'éventuelle fuite de gaz entre le tube de traitement 8 et le raccord 12, le gaz sous pression dans la rainure d'étanchéité, à condition qu'il soit à une pression supérieure à la pression dans le tube de traitement 8, s'écoulera dans le tube de traitement 8 au lieu que le gaz de traitement potentiellement dangereux s'écoule du tube de traitement 8 vers l'air ambiant.The connector 12 therefore provides a process gas connection to the process tube 8 which is gas tight due to the sealing groove which can be pressurized so as to axially bias the annular seals against the side walls of the sealing groove and also so as to form a barrier against possible leaks of the process gas into the ambient air. For this purpose, the sealing groove is advantageously pressurized with a neutral gas such as nitrogen and/or argon, so that in the event of a possible gas leak between the treatment tube 8 and the fitting 12, the gas under pressure in the sealing groove, provided that it is at a pressure higher than the pressure in the processing tube 8, will flow into the processing tube 8 instead of the processing gas potentially dangerous flows from the treatment tube 8 towards the ambient air.
Les joints sont par exemple des joints toriques mais il est entendu que d'autres types de joints peuvent être envisagés, comme des joints annulaires à sections différentes, comme des sections de type carré, des sections ovales, des sections avec une ou plusieurs lèvres d'étanchéité, etc.The seals are for example O-rings but it is understood that other types of seals can be considered, such as annular seals with different sections, such as square type sections, oval sections, sections with one or more lips of waterproofing, etc.
Pendant le fonctionnement, c'est-à-dire pendant un procédé réactif au gaz et/ou un procédé réactif à la chaleur avec l'unité de traitement de gaz 14, la pression du gaz neutre est avantageusement maintenue supérieure à la pression du gaz de traitement à l'intérieur du tube de traitement, de manière à maintenir l’effet de sollicitation axiale des joints contre les parois latérales de la rainure d'étanchéité. La différence de pression peut être d'au moins 0,1 bar voire 0,5 bar. La pression du gaz neutre n'a pas besoin d'être constante ; elle peut varier dans le temps au cours du processus. De plus, la pression du gaz neutre peut être surveillée avant et/ou pendant le procédé afin de détecter toute fuite et d'émettre une alarme lors de la détection d'une baisse de pression anormale.During operation, i.e. during a gas-reactive process and/or a heat-reactive process with the gas processing unit 14, the pressure of the neutral gas is advantageously kept higher than the gas pressure treatment inside the treatment tube, so as to maintain the effect of axial stress of the seals against the side walls of the sealing groove. The pressure difference can be at least 0.1 bar or even 0.5 bar. The neutral gas pressure does not need to be constant; it can vary over time during the process. Additionally, the neutral gas pressure can be monitored before and/or during the process to detect any leaks and issue an alarm when an abnormal pressure drop is detected.
Les figures 3 et 4 sont des vues plus détaillées du connecteur 12.Figures 3 and 4 are more detailed views of connector 12.
La
Comme cela est visible, le port d'étanchéité 34 est en liaison fluidique avec la rainure d'étanchéité 20 par un passage ménagé dans le corps annulaire 18, par exemple dans la première pièce annulaire 18.1. Une bague 40 est située dans la rainure d'étanchéité 20, entre les deux joints annulaires 22. Cette bague 40 forme une entretoise maintenant les deux joints annulaires sensiblement dans leur position extrême. La rainure d'étanchéité 20 comprend deux parois latérales annulaires latérales contre lesquelles les joints annulaires 22 sont sollicités ou reposent lorsqu'une pression de fluide est appliquée via l'orifice d'étanchéité. Par exemple, l'une de ces deux parois latérales opposées est formée par une portion d'épaulement sur la première partie annulaire 18.1 tandis que l'autre est formée par la deuxième partie annulaire 18.2. Il est entendu que d'autres constructions peuvent être envisagées tout en réalisant l'architecture et les fonctions ci-dessus.As can be seen, the sealing port 34 is in fluid connection with the sealing groove 20 via a passage formed in the annular body 18, for example in the first annular part 18.1. A ring 40 is located in the sealing groove 20, between the two annular seals 22. This ring 40 forms a spacer maintaining the two annular seals substantially in their extreme position. The seal groove 20 includes two lateral annular side walls against which the annular seals 22 are biased or rest when fluid pressure is applied via the seal port. For example, one of these two opposite side walls is formed by a shoulder portion on the first annular part 18.1 while the other is formed by the second annular part 18.2. It is understood that other constructions may be considered while achieving the above architecture and functions.
Toujours en référence à la
La chambre de refroidissement 24 entoure au moins partiellement la rainure d'étanchéité 20, de manière à refroidir et protéger au mieux les joints annulaires 22. La chambre de refroidissement 24 peut cependant être axialement plus ou moins décalée axialement par rapport à la rainure d'étanchéité 20 tout en assurant un effet rafraîchissant satisfaisant.The cooling chamber 24 at least partially surrounds the sealing groove 20, so as to cool and protect the annular seals 22 as best as possible. The cooling chamber 24 can, however, be more or less axially offset relative to the sealing groove. waterproofing 20 while ensuring a satisfactory refreshing effect.
La
La
La machine à tube de traitement 2 peut comprendre une unité de contrôle du débit de gaz de traitement 44 avec au moins une entrée de gaz de traitement 44.1 et une sortie de gaz de traitement 44.2 connectée au port de gaz de traitement 28 de l'un des connecteurs 12. Une telle unité de commande du flux de gaz de traitement 44 peut comprendre des moyens de contrôle de débit et de pression pour fournir un débit approprié de gaz de traitement à une pression souhaitée. Le gaz de traitement peut être un gaz réactif comme l'oxygène.The process tube machine 2 may include a process gas flow control unit 44 with at least one process gas inlet 44.1 and a process gas outlet 44.2 connected to the process gas port 28 of one connectors 12. Such a process gas flow control unit 44 may include flow and pressure control means to provide an appropriate flow of process gas at a desired pressure. The treatment gas may be a reactive gas such as oxygen.
La machine à tube de traitement 2 peut également comprendre une unité de contrôle de débit de gaz neutre 46 avec au moins une entrée de gaz neutre 46.1 et une sortie de gaz neutre 46.2 reliée de manière fluidique au port d'étanchéité 34 d'au moins l'un des deux connecteurs 12. L'unité de contrôle de débit de gaz neutre 46 peut également être reliée de manière fluidique à l'unité de contrôle de débit de gaz de traitement 44 de manière à alimenter ladite unité de contrôle de débit de gaz de traitement 44 en gaz neutre. L'unité de contrôle du débit de gaz neutre 46 peut comprendre des moyens de contrôle de débit et de pression pour fournir une pression appropriée du gaz neutre, par ex. azote, au(x) connecteur(s) 12. La pression appropriée peut être comprise entre 1 et 2 bar. L'unité de contrôle de débit de gaz neutre 46 peut être configurée de manière à appliquer une pression de gaz neutre au port d'étanchéité du connecteur de l'unité de traitement et également à détecter une diminution potentielle de ladite pression de gaz neutre dans ledit connecteur et à émettre une alarme en cas où la diminution est détectée.The processing tube machine 2 may also include a neutral gas flow control unit 46 with at least one neutral gas inlet 46.1 and one neutral gas outlet 46.2 fluidly connected to the seal port 34 of at least one of the two connectors 12. The neutral gas flow control unit 46 can also be fluidly connected to the process gas flow control unit 44 so as to supply said gas flow control unit. treatment gas 44 into neutral gas. The neutral gas flow control unit 46 may include flow and pressure control means for providing an appropriate pressure of the neutral gas, e.g. nitrogen, to connector(s) 12. The appropriate pressure can be between 1 and 2 bar. The neutral gas flow control unit 46 may be configured to apply neutral gas pressure to the connector sealing port of the processing unit and also to detect a potential decrease in said neutral gas pressure in said connector and to emit an alarm in case the decrease is detected.
La machine à tube de traitement 2 peut également comprendre un circuit de refroidissement 48 qui est relié de manière fluidique au port d'entrée de refroidissement 36 et au port de sortie de refroidissement 38 d'au moins un des connecteurs 12. Le circuit de refroidissement peut comprendre un liquide comme fluide de refroidissement, alors qu'un gaz peut aussi être envisagé. Le circuit de refroidissement 48 est représenté schématiquement comme comprenant une pompe de circulation et un échangeur de chaleur, pour des raisons de clarté. Il est cependant entendu que le ou les circuits de refroidissement 48 peuvent être différents, c'est-à-dire plus complexes ou fonctionnant avec un autre principe. A titre d'exemple, les circuits de refroidissement 48 peuvent être des circuits ouverts alimentés par une source de fluide et libérant le fluide réchauffé sortant des raccords vers l'air ambiant ou vers un conduit d'évacuation comme un conduit d'évacuation d'eau d'un bâtiment.The processing tube machine 2 may also include a cooling circuit 48 which is fluidly connected to the cooling inlet port 36 and the cooling outlet port 38 of at least one of the connectors 12. The cooling circuit may include a liquid as the cooling fluid, while a gas may also be considered. The cooling circuit 48 is shown schematically as comprising a circulation pump and a heat exchanger, for reasons of clarity. It is understood, however, that the cooling circuit(s) 48 may be different, that is to say more complex or operating with another principle. By way of example, the cooling circuits 48 can be open circuits supplied by a fluid source and releasing the heated fluid leaving the connections towards the ambient air or towards an evacuation conduit such as a water evacuation conduit. water in a building.
Le port de gaz de traitement 28 de l'autre connecteur 12 que celui alimenté en gaz de traitement peut être relié de manière fluidique à une pompe à vide et peut s'écouler vers une unité de collecte 52 où le ou les gaz de traitement résiduaires sont traités et/ou rejeté dans l'air ambiant.The process gas port 28 of the connector 12 other than that supplied with process gas can be fluidly connected to a vacuum pump and can flow to a collection unit 52 where the waste process gas(es) are treated and/or released into the ambient air.
Claims (10)
- un corps annulaire (18) ;
- un alésage d'engagement (42) formé dans le corps annulaire (18), destiné à recevoir une extrémité du tube de traitement (8) ;
- une rainure d'étanchéité (20) formée dans l'alésage d'engagement (42), destinée à recevoir au moins deux joints annulaires (22) destinés à entrer en contact avec l'extrémité du tube de traitement (8) ;
caractérisé en ce que
le corps annulaire (18) comprend un port d'étanchéité (28) en communication fluidique avec la rainure d'étanchéité (20) de manière à permettre l'application d'une pression de gaz dans la rainure d'étanchéité (20) entre les au moins deux joints annulaires (22).Connector (12) for a treatment tube (8), comprising:
- an annular body (18);
- an engagement bore (42) formed in the annular body (18), intended to receive one end of the treatment tube (8);
- a sealing groove (20) formed in the engagement bore (42), intended to receive at least two annular seals (22) intended to come into contact with the end of the treatment tube (8);
characterized in that
the annular body (18) includes a sealing port (28) in fluid communication with the sealing groove (20) so as to permit the application of gas pressure in the sealing groove (20) between the at least two annular seals (22).
- un tube de traitement (8) en alumine avec deux extrémités ; et
- un connecteur (12) monté de manière étanche sur chacune des extrémités du tube de traitement (8) ; dans lequel au moins l'un des deux connecteurs (12) est selon l’une des revendications 1 à 4.Processing unit (14) comprising:
- an alumina treatment tube (8) with two ends; And
- a connector (12) mounted in a sealed manner on each of the ends of the treatment tube (8); in which at least one of the two connectors (12) is according to one of claims 1 to 4.
- une unité de contrôle du traitement (6) ; et
- une unité de traitement (14) s'étendant à travers l'unité de contrôle du traitement (6) ;
caractérisé en ce que l'unité de traitement (14) est selon la revendication 5.Processing tube machine (2) comprising:
- a processing control unit (6); And
- a processing unit (14) extending through the processing control unit (6);
characterized in that the processing unit (14) is according to claim 5.
- une unité de contrôle de débit de gaz de traitement (44) avec au moins une entrée de gaz de traitement (44.1) et une sortie de gaz de traitement (44.2);
- une unité de contrôle de débit de gaz neutre (46) avec au moins une entrée de gaz neutre (46.1) et une sortie de gaz neutre (46.2) se raccordant à l'unité de contrôle de débit de gaz de traitement (44) ;
et dans laquelle, préférentiellement, la sortie de gaz neutre (46.2) est reliée de manière fluidique au port d'étanchéité (28) de chacun de l’au moins un connecteur (12).Processing tube machine (2) according to claim 6, comprising:
- a process gas flow control unit (44) with at least one process gas inlet (44.1) and one process gas outlet (44.2);
- a neutral gas flow control unit (46) with at least one neutral gas inlet (46.1) and one neutral gas outlet (46.2) connecting to the process gas flow control unit (44) ;
and in which, preferably, the neutral gas outlet (46.2) is fluidly connected to the sealing port (28) of each of the at least one connector (12).
(a) mise en place d'un substrat dans un tube de traitement (8) ;
(b) injection d’au moins un gaz de traitement dans le tube de traitement (8) ;
dans lequel les étapes (a)-(b) sont effectuées à l'aide d'une machine à tube de traitement (2) selon l’une des revendications 6 à 8, et au moins pendant l'étape (b), un gaz neutre est fourni à au moins l'un des deux connecteurs (12), de manière à appliquer une pression de gaz neutre à la rainure d'étanchéité (20) dudit au moins un connecteur (22).Gaseous process comprising the following steps:
(a) placing a substrate in a processing tube (8);
(b) injection of at least one treatment gas into the treatment tube (8);
in which steps (a)-(b) are carried out using a processing tube machine (2) according to one of claims 6 to 8, and at least during step (b), a neutral gas is supplied to at least one of the two connectors (12), so as to apply a neutral gas pressure to the sealing groove (20) of the at least one connector (22).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2114719A FR3131617A3 (en) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | CONNECTOR WITH PRESSURIZED SEAL CHAMBER FOR TUBULAR FURNACE PROCESSING TUBE |
PCT/EP2022/087984 WO2023126462A1 (en) | 2021-12-31 | 2022-12-29 | Connector with pressurized sealing chamber for process tube of a process furnace |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2114719A FR3131617A3 (en) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | CONNECTOR WITH PRESSURIZED SEAL CHAMBER FOR TUBULAR FURNACE PROCESSING TUBE |
FR2114719 | 2021-12-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3131617A3 true FR3131617A3 (en) | 2023-07-07 |
Family
ID=87037052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2114719A Withdrawn FR3131617A3 (en) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | CONNECTOR WITH PRESSURIZED SEAL CHAMBER FOR TUBULAR FURNACE PROCESSING TUBE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3131617A3 (en) |
-
2021
- 2021-12-31 FR FR2114719A patent/FR3131617A3/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR3081964A1 (en) | Sealing of hollow structures | |
FR2547890A1 (en) | LOW TEMPERATURE SPEAKER VALVE | |
FR2531516A1 (en) | LOW TEMPERATURE LIQUEFIED GAS TANK COMPRISING A SECONDARY BARRIER AND METHOD OF DETECTING THE POSSIBLE LEAKAGE OF THE SECONDARY BARRIER | |
FR3131617A3 (en) | CONNECTOR WITH PRESSURIZED SEAL CHAMBER FOR TUBULAR FURNACE PROCESSING TUBE | |
EP0646751B1 (en) | Burner and use of same in a glass furnace | |
FR3095848A1 (en) | Tank head for pressurized gas | |
CA2551435A1 (en) | System for connecting the ends of fluid conduits | |
CH616506A5 (en) | Device for aseptic sampling | |
WO2013014152A1 (en) | Cylinder for storing coolant, and heat exchanger including such a cylinder | |
FR2772872A1 (en) | High temperature-resistant tube coupling, used in industry or laboratories | |
WO2020229777A1 (en) | Vessel for transporting and/or storing liquid gas | |
LU501139B1 (en) | Connector with pressurized sealing chamber for process tube of a process furnace | |
EP0254659B1 (en) | Tip for a probe and method and apparatus for handling this probe in a melt furnace | |
EP0275227A2 (en) | Pneumatically actuated valve and distribution block for such a valve | |
FR2631098A1 (en) | Connection device with a built-in leak detector and/or collector | |
EP4382840A1 (en) | Rapid thermal annealing furnace with improved heating uniformity | |
FR2878312A1 (en) | Containers` e.g. bottle, filling method, involves applying locking units to cooperate with extraction ports of containers, and injecting pressurized fluid in containers through valve blocks cooperating with filling ports of containers | |
FR2900961A1 (en) | FUEL INJECTOR SUPPORT COMPRISING A SIMPLIFIED WATER CORE AND EXHAUST LINE COMPRISING SUCH A FUEL INJECTOR SUPPORT | |
WO2019220024A1 (en) | Method for detecting leaks in a pressurised gas tank head and tank head for use of such a method | |
FR2744155A1 (en) | CONSTRUCTION ELEMENT AND DEVICE FOR CLOSING THE SAME | |
FR2832216A1 (en) | Tubular assembly seal monitoring procedure, useful in nuclear reactor, uses inner sealing plug for one bore and flanged cap with liquid-filled chamber over metal seal | |
FR3118168A1 (en) | Leak test device for a remote manipulator handle and leak test method implementing such a device in a shielded cell | |
FR2512751A1 (en) | HEATING VEHICLE | |
EP0522934A1 (en) | Saddle connection for a pipe and assembly composed of that saddle connector and pipe | |
EP4382433A1 (en) | Hydrogen supply device comprising a hydrogen tank and devices distributed in at least one container connected to the tank and at least one removable container |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20230808 |