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Perfectionnements aux échangeurs de chaleur pour liquides ou autres fluides.
L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur pour li- quides ou autres fluides, par exemple en vue de préchauffer par de l'huile de lavage chaude usée, de l'huile de lavage de benzol, froide et enrichie. on connaît des échangeurs de chaleur qui comportent une en- veloppe substantiellement cylindrique pourvue d'ouvertures aux deux fonds et dans laquelle un faisceau tabulaire est monté amo- viblement. Les tubes sont reliés aux deux extrémités du faisceau à un fond tubulaire. L'arrivée et le départ du liquide se trou- vent à une des extrémités du faisceau tubulaire et, à cette ex- trémité, le faisceau est, de préférence, relié rigidement à l'en- veloppe.
L'autre extrémité du faisceau doit rester mobile par
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rapport a l'enveloppe, afin que le faisceau tabulaire puisse, en fonctionnement, se dilater suivant sa température, sans que des gauchissements se produisent.
Un des fluides traverse le faisceau tubulaire. par exemple, du liquide s'écoule vers un groupe de tubes, s'infléchit à l'autre bout du faisceau et sort par l'autregroupe de tubes. L'autre li- quide est amené de manière appropriée dans l'enveloppe, pour s'écouler auteur des tubes.
Pour le fonctionnement d'un tel échangeai+ de chaleur, il
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,=8,:, 1<-<,>oitxit que les tubes écuanjeurs arrivent aussi près que possible de l'enveloppe, afin que ne se créent pas d'espaces
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par lesquels le -iquio.e amené à l'enveloppe pourrait 5' éCllapper salis avoir eu un contact suffisant avec le faisceau tubulaire.
Le montage des tuoes dans les fonds tubulaires, près de la péri- pnérie de ces fonds, entraîne cependant de notables difficultés.
Dans cet ordre d'idées, il faut paiement noter que le faisceau tubulaire doit pouvoir être retire aux fins de nettoyage ou de réparation, de sorte que le faisceau doit, à son extrémité mobi- le, avoir un diamètre plus petit que l'enveloppe.
On a déjà proposé diverses solutions en vue de la réalisa- tion du bout mobile du faisceau tubulaire dans les échangeurs de température. Les propositions connues présentent cependant des défauts importants, surtout pour celles où, entre le fond tubu- laire mobile et l'enveloppe, est prévue une garniture d'étanchéi- té du type à boite de bourrade.
La présente invention a pour objet principal de créer un @changeur de température dans lequel une Qilatation, un allonge- ment des tuoes est possible sans que soit prévue une boîte à bourrade ou d'autres moyens équivalents d'étanchéité.
L'invention consiste fondamentalement en ce que le fond tu- bulaire est disposé, à 1'extrémité mobile du faisceau tubulaire, à l'intérieur de l'enveloppe de l'echangeur de chaleur, et est recouvert d'un capuchon fixé par soudure, ce capuchon étant d'un
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diamètre moindre que celui de 1' enveloppe et étant à son tour recouvert par le couvercle de fermeture de l'enveloppe.
L'invention permet de disposer les tubes dans le fond tubu- laire mobile de telle sorte qu'ils arrivent jusque tout près de la paroi de l'enveloppe. La liaison du capuchon au fond tubulaire par soudure ne nécessite qu'une -très faible épaisseur de matière au bord du fond tubulaire. Le fond tubulaire et le capuchon ou calotte peuvent ainsi, grâce à un diamètre légèrement plus petit que celui de l'enveloppe, être montés déplaçables dans celle-ci sans que la distance entre les tubes externes du faisceau tubulai- re et la paroi interne de l'enveloppe soit trop grande.
D'autre part, le faisceau tubulaire, y compris le fond tubulaire mobile et le capuchon y fixé peut se mouvoir librement dams l'enveloppe, suivant l'allongement des tubes, sans que soit nécessités des éléments d'étanchéité, tels que boîtes à bourrage etc. qui re- quièrent une surveillance constante ou un réglage fréquent, Le faisceau tubulaire peut, après que le fond tubulaire mobile a été dévissé de l'extrémité d'entrée et de sortie du liquide, être aisément retiré de l'enveloppe, par exemple pour un nettoyage du capuchon. Enfin, on peut encore prévoir dans le capuchon une ouverture obturable, afin de rendre possible le nettoyage des surfaces internes du faisceau tubulaire.
Si, comme ceci se pré- sente parfois après une longue durée de fonctionnement, il se faisait qu'en fonctionnement, un des tubes échangeurs ne se rac- cordait plus étanchement au fond tubulaire mobile,on découperait le capuchon, pour le resouder après avoir rabattu et rendu étan- che de toute manière appropriée l'endroit de raccord considéré ; cette opération peut être réalisée sans inconvénients, eu égard au fait que les tubesne jouent pratiquement que très rarement dans le fond tubulaire.
L'invention résout en outre le problème de construire l'é- changeur de chaleur de telle sorte que l'espace intermédiaire entre le faisceau tubulaire et l'enveloppe de l'échangeur peut
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être ramené des dimensions notablement plus faibles que dans les échangeurs connus jusqu'ici.
L'invention résout ce problème du fait que le fond tubulaire déplagable est équipé,à sa face externe,d'une saillie périphé- riçue à extrémité insérée ou dirigée vers l'intérieur, au-dessus de laquelle le capuchon recouvrant ce fond est emboîté et à la- quelle ce capuchon est fixé par une line de soudure située dans l'extrémité, insérée en gradias vers l'intérieur, de cette saillie périphérique.
L'invention permet que la lijne de soudure s'étende exacte- ment en forme ue bourrelet de liaison, sur la périphérie du fond tubulaire. Une telle réalisation de la liaison par soudure du fond tubulaire et du capuchon de recouvrement n'était pas possi- ble jusqu'ici, parce que lasoudure ne peut se faire que de l'ex- térieur et que par conséquent, les endroits de raccord à unir, antre fond tubulaire et capuchon, devaient être maintenus sous application étanche de ces deux pièces l'une contre l'autre au moment de la soudure,afin d'empêcher que la matière de soudure passe à l'intérieur du capuchon, Grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire de maintenir étanchement appliquées l'une contre l'autre les pièces aux points de liaison,
car le joint de raccord est recouvert intérieurement par l'extrémité insérée de la sail- lie périphérique du fond tubulaire. La matière de soudure est ainsi empêchée par cette saillie du fond tubulaire de s'écouler a l'intérieur du capuchon. Il se forme une ligne solide et stable de soudure,située entièrement à l'intérieur du joint de raccord entre fond tubulaire et capuchon, sans aucune saillie vers l'ex- térieur, sur la périphérie du fond tubulaire, Dans une forme pré- férée de réalisation de l'invention, l'extrémité insérée de la saillie périphérique du fond tubulaire est formée d'un corps.annu- laire cylindrique fixé intérieurement à la saillie périphérique,
ce corps annulaire étant par exemple fixé par soudure à la saillie périphérique du fond tubulaire avant la mise en place du capuchon.
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Comme avantage important de l'échangeur de chaleur conforme à l'invention, on peut finalement indiquer que la fabrication d'un tel échangeur de chaleur est notablement moins coûteuse et exige une quantité de matériaux beaucoup moindre que les construc- tions connues à ce jour.
Au dessin annexé : fig,l représente une coupe longitudinale verticale d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention, fig.2 donne, à plus grande échelle,, une coupe verticale d'une partie d'une autre forme de réalisation.
L'échangeur de chaleur représenté à la fig.l possède une enveloppe 1 en substance cylindrique, ouverte aux deux fonds.
Cette enveloppe 1 comporte, à une extrémité, un bout de raccord '2 pour le liquide pénétrant dans l'enveloppe et, à l'autre extré- mité, un bout de raccord 3 pour le liquide sortant.
Dans l'enveloppe 1 sont montés en grand nombre des tubes 4, insérés à une extrémité dans le fond à tubes 5 et, à l'autre ex- trémité, dans le fond à tubes 6. Le fond 5 a un plus grand dia- mètre que l'enveloppe et pose contre une flasque externe 7 de l'enveloppe à laquelle il est étanchement fixé par vis 8. Exté- rieurement est fixée, sur le fond 5, par vis 8, une boite de ré- partition 9. La boîte 9 comporte un compartiment d'arrivée 10 et un compartiment de départ 11, séparés l'un de l'autre par une traverse 12 qui pose étanchement contre le fond tubulaire 5. Le liquide arrivant au compartiment 10 se répartit dans tous les tu- bes 4 de la moitié supérieure du faisceau tubulaire, et le liqui- de sortant des tubes de la moitié inférieure du faisceau arrive dans le compartiment 11.
Le fond tubulaire 6 disposé à l'autre extrémité de l'enve- loppe 1, a. un diamètre plus petit que celle-ci et peut se dépla- cer dans l'enveloppe. Comme le montre le dessin, les tubes échan- geurs externes 4 arrivent jusqu'auprès du bord du fond 6. Sur ce fond 6 est fixé, par soudure 13, un capuchon 14 dans lequel est
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prévue une ouverture de nettoyage, de plus petit diamètre, obtura- ble par couvercle 15. Le capuchon. 14 a également un diamètre plus petit que l'enveloppe 1 de l'échangeur de sorte qu'elle peut se déplacer dans celle-ci avec le fond 6.
L'enveloppe 1 est fermée étancnement par un couvercle 17 disposé de telle sorte par rapport au capuchon 14 qu'il subsiste un espace intermédiaire suffisant pour le mouvement du capuchon suivant l'allongement thermique du faisceau tubulaire.
Entre les deux fonds à tubes 5 et 6 se trouvent disposées, dans le faisceau tubulaire, des parois transversales 16 en chi- cane qui supportent le faisceau et forcent le liquide à s'écou- ler en zigzags par les espaces intermédiaires entre les tubes échangeurs de chaleur.
Dans la forme de réalisation de la fig.2, l'enveloppe cylin- drique 21 de l'échangeur est obturée par un couvercle amovible 22. Dans cette enveloppe, est monté seulement le fond à tubes 23, avec le jeu suffisant pour l'allongement des tubes et l'amovibi- lité du faisceau ; les tubes 24 réunis en un faisceau sont insérés étanchement dans ce fond. Le fona 23 possède un prolongement ou saillie cylindrique 24 d'épaisseur de paroi très faible et égale à celle du capuchon de recouvrement 25 y relié, le dit capuchon ayant les mêmes diamètres interne et externe que le prolongement 24. Le capuchon 25 peut être pourvu d'une ouverture de nettoyage 27 obturée par le couvercle 26.
Comme il ressort de la fig.2, l'enveloppe 21 est bien rem- plie par le faisceau tubulaire. L'espace libre correspondant à la distance A entre la rangée externe de tubes et l'enveloppe de l'échangeur est à peine plus grand que la distance B déterminant l'espace entre les rangées de tubes. Cette disposition spéciale de bonne utilisation de l'intérieur de l'enveloppe est rendue pos- sible du fait que la rangée externe de tubes 28 arrive jusque tout près de la paroi interne du prolongement cylindrique 24 du fond 23.
Pour obtenir une ligne de soudure étanche 29 s'étendant en
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forme de bourrelet de liaison entre la paroi externe du fond tu- bulaire 23 et le capuchon 25, la ligne de soudure est, conformé- ment à l'invention, recouverte par une mince bande de tôle 30 dis- posée à l'intérieur de l'espace 31 où le liquide changede direc- tion. Cette bande de tôle 30 est accrochée par soudure par points, avant la. réunion des deux pièces 23 et 25, à une de ces deux pièces, sensiblement dans le plan médian horizontal de la dite bande 30. Les deux pièces 23 et 25 sont alors poussées l'une vers l'autre, au-dessus de la bande 30, en observant cependant que les bords internes 32 des bords de joint biseautés des par- ties cylindriques 24 et 25 ne butent pas étanchement l'un contre l'autre, mais restent sous un certain écartement.
L'espace inter- médiaire en forme de V ainsi formé peut alors être rempli de soudure sans qu'il y ait possibilité que la matière de soudure fluide puisse s'écouler dans l'espace 31 par la fente 33 obturée par la bande de tôle 30. De cette manière, il est possible d'ob- tenir une ligne de soudure complètement étanche et formant bour- relet de liaison entre la paroi externe du fond 23 et le capuchon 25.
Dans une liaison par soudure conforme à l'invention, on peut, dans certains cas, ne pas biseauter les bords de joint entre les parties à assembler, l'espace intermédiaire servant à recevoir la matière de soudure pouvant être dimensionné par un réglage correspondant de l'écartement entre ces bords.
REVENDICATIONS.
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