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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AU MONTAGE DES FAISCEAUX TUBULAIRES, TELS EN PARTICULIER QUE CEUX DES ECHANGEURS THERMIQUES .
L'invention est relative au montage des faisceaux tubulaires, tels en particulier que ceux des échangeurs thermiques, et vise spéciale- ment la réalisation d9une étanchéité satisfaisante aux extrémités des dits faisceaux, entre ceux-ci et les bâtis, carneaux ou enveloppes dans lesquels ils sont aménagéso
En raison de leurs conditions de travail, les dits faisceaux tubulaires sont le siège de dilatations (et de contractions) s'effectuant essentiellement suivant la longueur du faisceau et transversalement à ce- lui-ci, les déformations pouvant avoir des valeurs différentes et varier différemment dans ces différentes directionso
Il en résulte qu'il est difficile de réaliser, notamment d'une manière simple, des joints entre les extrémités d'un faisceau et le carneau, enveloppe ou bâti qui le contient,
un joint établi de maniè- re à tenir correctement compte des déformations longitudinales pouvant fuir sous l'effet des déformations transversales, et réciproquement.
L'invention a pour but surtout de remédier,à ces inconvé- nients.
Suivant l'invention, pour assurer 1-'étanchéité d'une extrémi- té dun faisceau par rapport à un bâti, carneau ou enveloppe dans lequel le faisceau est aménagé, on fait comporter à 1-'extrémité du faisceau d'une part, et d'autre part à une partie fixe du bâti, carneau ou enveloppe, sé- parées entre elles par un intervalle de dilatation, une portée d'appui de joint accessible, ces portées d'appui de joint étant placées en prolon- gement 1?une de 1?autre suivant un profil général rectiligne ou en ligne brisée, et on y associe un joint s9étendant par dessus le dit intervalle et sur les portées d'appui, sur lesquelles il est maintenu appliqué, en particulier élastiquement pressée
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De préférence la portée d'appui de joint associé au faisceau,
ou celle associée au bâti, carneau ou enveloppe, ou les deux, est ou sont formées sur un ou des encadrements assujettis au faisceau ou, et au bâti, carneau ou enveloppe, notamment d'une manière réglable.
L'application du joint sur ces portées d'appui peut s'obtenir à l'aide d'organes de pression, dont l'action peut être élastique, ou bien par des organes de retenue emprisonnant un ou les bords latéraux du joint.
Le joint lui-même peut être constitué par des bandes en matiè- re de joint s'étendant suivant les côtés du faisceau, le joint pouvant être complété aux angles formés entre des côtés contigus du faisceau par des pièces de forme en matière de joint, qui peuvent faire partie intégrante d'une ou plusieurs des bandes susdites. La structure du joint peut être feuilletée avec des lames ou bandes métalliques intercalées entre des ban- des en matière de joint, les jonctions entre les dites lames ou bandes mé- talliques étant de préférence disposées en quinconce avec les jonctions entre les bandes en matière de joint et, le cas échéant les pièces de for- me.
Aux angles formés entre des côtés contigus du faisceau, l'ap- plication du joint sur ses portées d'appui peut être obtenùe par des or- ganes de pression ou de retenue distincts de ceux agissant sur les bandes de joint s'étendant suivant les côtés du faisceau, et le joint peut être pourvu extérieurement de garnitures de protection et,ou d'usure.
Et afin que l'on puisse bien comprendre comment l'invention peut être pratiquement réalisée, certains modes d'exécution préférés se- ront décrits ci-après plus en détail, mais bien entendu à titre d'exem- ples seulement, en s'aidant des dessins annexés sur lesquels
Fig. 1 est une vue partielle, en coupe suivant 1-1 de la fig.
2, d'une extrémité d'un faisceau tubulaire d'échangeur thermique compor- tant application d'un dispositif d'étanchéité conforme à 1?invention ;
Fig. 2.est une vue fragmentaire,de face, avec arrachements partiels de la même extrémité du faisceau ;
Figs. 3 à 8 sont des vues partielles, en coupe, d'autres réalisations d'un dispositif d'étanchéité selon l'invention ;
Fig. 9 montre en vue partielle et coupe, une réalisation dans laquelle le joint a reçu une structure feuilletée
Figs. 10 à 12 montrent en plan une organisation du joint dans un angle du faisceau.
En référence aux dessins, et tout d'abord aux figs. 1 et 2, 1 désigne des tubes d'un échangeur thermique, munis chacun à leurs extré- mités de brides telles que 2, conformées de manière à pouvoir s'adapter les unes aux autres, en sorte de pouvoir être assujetties entre elles pour former un faisceau constituant un ensemble monolithe, auquel on as- socie un encadrement périphérique 3, avantageusement composé de sections, pour monter le faisceau dans un carneau 4 ou autre enveloppe dans lequel circule un fluide échangeur, et avec lequel les extrémités du faisceau doivent être rendues étanches. 5 désigne une portion d'un capot dont on munit chaque extrémité du faisceau pour y amener, ou en évacuer, le flui- de échangeur circulant dans les tubes 1.
En raison des températures des fluides en circulation et des variations dans les dites températures au cours du fonctionnement, le dit faisceau est le siège de dilatations et de contractions qui se manifestent principalement dans le sens de la longueur des tubes ainsi que transversa- lement, amenant les extrémités du faisceau à s'écarter et se rapprocher . des extrémités correspondantes du carneau ou enveloppe, ainsi que, dans le plan de chaque extrémité, à modifier les positions des éléments de sa pé- riphérie externe par rapport aux éléments correspondants de la périphérie interne du carneau ou de 1'enveloppe.
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Lorsque, comme dans l'exemple, le faisceau présente dans son ensemble une forme prismatique, ces déformations transversales peuvent être rapportées aux axes principaux, longitudinal et transversal, des sections terminales,si bien que, considérant la figo 1, il y a lieu en définitive de tenir compte des déformations suivant X X dune part et Y Y d9autre part, quidans la partie considérée du faisceau, admettent une résultante obli- que que l'on peut, grosso-modo et pour la facilité, estimer de direction Z Z ou approchéeo
Pour, conformément à l'invention, et selon la réalisation il- lustrée par les figs.
1 et 2 assurer l'étanchéité de l'extrémité du fais- ceau vis à vis du carneau ou enveloppe 4, on fait comporter à l'encadre- ment 3 une portée d'appui de joint telle que 6, et l'on fait comprendre au carneau ou enveloppe 4, ci-après dénommé bâti, dans un emplacement judi- cieusement choisiune portée d'appui de joint telle que-7, dans un agen- cement tel que d'une part se trouve ménagé un intervalle tel que 8 permet- tant les dilatations-(et les contractions), tandis que d'autre part les portées 6 et 7 sont situées sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre suivant un profil rectiligne ou en ligne brisée, une au moins des portées 6,7 étant orientée obliquement par-rapport à l'une des directions X X, Y Y ou Z Z.
Les figso 1 et 2 montrent des portées 6 et 7 en prolongement suivant un profil rectiligne et un organe 9 en matière de joint placé sur ces portéeso
Pour l'y appliquer et l'y maintenir avec la pression propre à assurer l'étanchéité, il est prévu des organes tels que 10 et 11,avanta- geusement de nature élastique,et constitués à cette fin par des bandes métalliques, chacune des bandes 10,11 appliquant le joint 9 sur une des portées 6 et 7, respectivement.
Un encadrement 12, fixé au bâti ±, sert de support aux orga- nes de pression 10 et 11, et il est prévu de rendre réglable la fixation des organes 10 et 11 sur leur support, de manière à pouvoir modifier la pression exercée par ces organes. A cet effet le support 12 peut compor- ter de distance en distance des organes filetés 13, munis d'écrous 14 en- tre lesquels sont maintenus et fixés en position de réglage les organes de pression 10 et 11.
Il est facile de voir que, de cette façon, les pressions appliquant le joint 9 sur les portées 6 et 7 peuvent être réglées indépendamment pour chacune d'elles, et, si c'est nécessaire, dune façon différente en des emplacements différents de la longueur des bandes con- stituant les organes de pression 10 et 11. 15 désigne une applique ou garniture métallique propre à améliorer l'appui procuré par la portée 7.
19 organe en matière de joint, 9, peut être constitué par une bande, et s'étendre sur toute la longueur du côté considéré du faisceau, soit d'un angle à l'angle opposé de la portion périphérique du faisceau formée par ce côté, les bandes de joint semblables des côtés contigus 'étant jointives par leurs extrémités.
De même, les bandes métalliques formant les organes de pres- sions 10 et 11 peuvent régner sur toute l'étendue de chacun des côtés de la périphérie du faisceau, chaque bande étant jointive à ses extrémités avec les bandes correspondantes des côtés contigus.
Il est avantageux pourtant de prévoir aux angles une dispo- sition appropriée particulière et, par exemple, comme il est montré fig. 2 en dosposant entre les extrémités adjacentes des bandes en matière de joint 9, un organe en matière de joint en forme de corde, ou semblable, 16, orien- té suivant la bissectrice,et d'utiliser pour assurer Inapplication de ce joint sur les portions en regard des portées 6 et 7 un ou des organes de pression distincts, par exemple constitué par une ou des pièces de forme 17,18 convenablement fixées au support 12 comme en 19.
Bien entendu, Inorganisation du joint aux angles pourrait être
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différente et une autre réalisation, applicable à la disposition des figu- res 1 et 2, sera décrite en détail plus avant.
On observera que dans une disposition telle que décrite les portées d'appui du joint sont accessibles et que les dilatations et les contractions peuvent se produire sans que l'étanchéité du joint puisse être compromise.
Dans la fig. 3, les portées d'appui de joint 6 et 7 se pro- longent l'une l'autre suivant un profil en ligne brisée, l'application de l'organe de joint 9 sur les dites portions s'obtenant à l'aide d'organes de pression 10 et 11, par exemple en forme de bande, assujettis d'une part à l'encadrement 3 et d'autre part au support 12, par des organes de fixation réglables tels des organes filetés 13 et des écrous 14.
Dans la figure 4, la disposition est de principe analogue à celle de la fig. 3, mais l'organe de joint 9 est retenu appliqué sur la portée 6 de l'encadrement 3 par un prolongement 20 du bord de l'encadre- ment venant entourer et enserrer plus ou moins étroitement le bord corres- pondant de l'organe de joint 9.
Les figures 5,6,7 et 8 montrent d'autres dispositions encore, les portées 6 et 7 se prolongeant réciproquement suivant un profil en ligre brisée dans la fig. 7, tandis que le joint 9 est appliqué ou maintenu sur les dites portées par des organes de pression fixés aux encadrement 3 et support 12 dans les figures 6 et 7, et,fig. 8, par prolongement 21 du sup- port 12 entourant un bord du joint ainsi qu'un organe de pression fixé à l'encadrement 3.
Dans les figures 9 à 12, on a montré comment un joint pou- vait être organisé en particulier pour assurer une étanchéité satisfaisan- te aux angles de la périphérie du faisceau.
L'agencement général de la fig. 9 est analogue à celui de la fig. 5, mais pourrait bien entendu être différent, et en particulier sem- blable à l'une quelconque des autres dispositions décrites en référence aux figs. 1 à 4 ou 6 à 8.
L'organe de joint 9 est constitué par des bandes superposées telles que 22,23 au nombre de deux ou supérieur à deux, entre lesquelles peuvent être disposées des bandes métalliques telles que 24.
Aux angles, les bandes 22,22 et 23,23 peuvent se raccorder par exemple comme il est représenté fig. Il, c'est-à-dire dans un emplace- ment déporté par rapport à la bissectrice de l'angle, d'un côté puis de l'autre pour les bandes 22,22 et 23,23 successives, en sorte de contrarier suivant l'épaisseur du joint les raccordements entre elles de ces bandes 22,22 et 23 ,23.
Si des bandes métalliques intermédiaires telles que 24 sont prévues, les raccordements entre ces bandes seront eux-mêmes déportés par rapport à ceux des bandes 22,22 et 23,23, et par exemple disposés comme il est représenté figo 12, au voisinage de la bissectrice de l'angle.
Bien entendu d'autres agencements pourraient être prévus, et l'on pourrait notamment utiliser des pièces de forme s'étendant de part et d'autre de la bissectrice de l'angle, le principe restant celui de con- trarier les jonctions entre les éléments constitutifs de l'organe du joint.
Si on le désire, l'organe de joint peut être pourvu sur sa face extérieure d'une garniture métallique, établie par exemple sous forme de bande 25 et qui peut, comme les bandes 24, se placer en recouvrement de raccordements entre des bandes en matière de joint telles que 23, tout en servant d'élément d'appui pour les organes de retenue et de pression tels que 20,21, 10 et 11, en protégeant par suite le joint proprement dit.
Gomme on l'a déjà laissé entendre,l'invention n'est pas limi-
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tée aux détails d'exécution plus spécialement décrits et illustrés, mais englobe également les modifications et les variantes.
REVENDICATIONS.
1.- Perfectionnements au montage des faisceaux tubulaires, tels en particulier que ceux des échangeurs thermiques, en vue d'assurer l'étanchéité des extrémités du faisceau par rapport à un bâti dans lequel le faisceau est aménagé, qui consistent à faire comporter à l'extrémité du faisceau d9une part et d'autre part à une partie fixe du bâti, séparées entre elles par un intervalle de dilatation, une portée d'appui de joint accessible, ces portées dappui de joint.étant placées en prolongement 1?une de l'autre suivant un profil général rectiligne ou en ligne brisée, et à y associer un joint s'étendant par dessus le dit intervalle et sur les dites portées d'appui, sur lesquelles il est maintenu appliqué, en particulier élastiquement pressé.
2.- Perfectionnements selon la revendication 1, caractérisés en ce que la portée d'appui de joint associée au faisceau est formée sur un encadrement rendu solidaire du faisceau.
3.- Perfectionnements selon la revendication 1 ou 2, caracté- risés en ce que la portée d'appui de joint associée au bâti est formée sur un encadrement fixé au dit bâti.
4.- Un mode de réalisation des perfectionnements selon une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le joint est maintenu ap- pliqué sur une au moins des portées d'appui par des organes notamment des lames ou bandes métalliques, de pression, assujettis, notamment de façon réglable, soit à la partie fixe du bâti, soit au bâti et au faisceau.
5.- Un mode de réalisation des perfectionnements selon une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le joint est maintenu ap- pliqué sur une au moins des portées d'appui par des organes entourant un bord latéral du joint et assujettis ou solidaires soit de la partie fixe du bâti soit du faisceau.
6.- Perfectionnements selon 1?une'quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisés en ce que le joint est constitué par des bandes s'étendant suivant les côtés du faisceau, la ou les bandes formant le joint pour un des côtés se raccordant aux angles du faisceau à une ou des bandes semblables formant le joint d9une côté contigu du faisceau.
7.- Un mode de réalisation selon la revendication 6, dans le- quel le raccordement de la ou des bandes dans un angle du faisceau s'ob- tient à l'aide de pièces de forme en matière de joint disposées jointi- ves de la ou des bandes d'un et des deux côtés du faisceau se rejoignant au dit angle, notamment à quelque distance de celui-ci.
8.- Un mode de réalisation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes dans lequel le joint ou les bandes de joint a ou ont une structure feuilletée, les éléments en matière de joint étant séparés par des éléments métalliques.