Cellule à Volume Variable Titane 500 bar / 150°C pour la Recherche sur Fluides HP
Pour le compte d’un important centre de recherche en chimie, IRIAN MECATRONICS a conçu une cellule à volume variable haute pression de 50 mL. Le défi était de combiner une pression de 500 bar, une plage de température de 3°C à 150°C, et une compatibilité totale avec le CO2 dans un corps compact en Titane. Nous avons répondu en adaptant une conception mécanique éprouvée pour intégrer une agitation interne et une fenêtre de visualisation, créant ainsi un outil de recherche polyvalent et robuste.
Le Défi : Miniaturisation, Agitation et Haute Pression en Titane
La demande du laboratoire portait sur un outil d’expérimentation de précision pour l’étude de fluides en conditions HPHT. Les contraintes de conception étaient multiples et interdépendantes :
Pression de service : 500 bar.
Plage de température : 3°C à 150°C (via une double enveloppe de thermorégulation).
Matériau : Corps en Titane, en raison de sa haute résistance à la corrosion, notamment avec le CO2.
Volume : 50 mL.
Fonctionnalités : L’intégration d’une agitation interne et d’une fenêtre de visualisation saphir était impérative.
Le principal défi d’ingénierie consistait à intégrer l’ensemble de ces fonctionnalités (piston motorisé, agitation magnétique, hublot saphir, ports de connexion 1/16″) dans un corps en Titane de seulement 50 mL, un matériau dont l’usinage est notoirement complexe.
Notre Solution : Conception Éprouvée, Ergonomie et Sécurité Intrinsèque
Plutôt que de partir d’une feuille blanche, notre bureau d’études a capitalisé sur nos « briques de conception » existantes. Nous avons adapté la conception mécanique éprouvée de nos pompes haute pression pour en faire une cellule de recherche sur mesure, en mettant l’accent sur la fiabilité et la facilité d’utilisation.
Sécurité et Stabilité : la transmission irréversible La régulation du volume est assurée par une transmission à roue et vis sans fin. Ce mécanisme est mécaniquement irréversible. Le bénéfice pour l’utilisateur est double : une grande précision de régulation du débit (jusqu’à 1 µL/min) et, surtout, le maintien statique de la pression en cas de coupure de courant. L’échantillon et l’équipement sont ainsi sécurisés, même en cas d’incident électrique.
Maintenance simplifiée : la double bride saphir Pour l’observation, un hublot saphir est installé en bout de cellule. Conscient des difficultés de maintenance sur les étanchéités HP, nous l’avons monté dans un système de double bride. Cette conception permet à l’opérateur d’accéder à l’intérieur de la cellule pour le nettoyage sans jamais démonter le saphir de sa bride d’étanchéité HP. Cela simplifie radicalement la maintenance et préserve l’intégrité de l’étanchéité la plus critique.
Intégration fonctionnelle : le titane et l’agitation Pour assurer la compatibilité avec le CO2 et autres fluides corrosifs, toutes les parties métalliques en contact avec le fluide sont en Titane Ti-6Al-4V ELI (Grade 23). Ce matériau offre une excellente résistance chimique et mécanique . L’agitation est assurée par un entraînement magnétique dont le moteur est déporté. L’agitateur est logé à l’intérieur même du piston, ce qui évite l’utilisation de joints dynamiques tournants et élimine les risques de fuites associés.
Quelques Exemples de nos Conceptions sur Mesure
