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Echangeur de chaleur à tubes parallèles et fond tubulaire.
La présente invention concerne un échangeur de cha- leur qui comporte un faisceau de tubes parallèles et au moins un fond tubulaire dans lequel une extrémité au moins de cha- que tube est maintenue. Les échangeurs de chaleur du type précité donnent lieu aux pointa de jonction entre les tubes et le fond à des difficultés dues aux corrosions auxquelles contribuent dans certains cas des phénomènes galvaniques, et à l'action des forces et mouvements mécaniques provoqués en partie par des différences de dilatation calorifique. Il en résulte le plus souvent que les points de jonction s'en- dommagent prématurément, que de ce fait les échangeura ne sont plus étanches et deviennent inutilisables.
Ils sont mê- me irréparables dans la plupart des cas et par suite doivent être remplacés en totalité alors que les autres éléments de l'installation sont encore en parfait état.
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On remédie à ces inconvénients, suivant l'invention, au moyen de bouts de tubes en matière plastique, qui pénètrent par une extrémité élastiquement et en formant un joint étan- che dans les trous du fond tubulaire et par l'autre extraite viennent se raccorder élastiquement et en formant un joint étanche avec une surface au moins des tubes au voisinage de leur extrémité. D'une part, les tubes ne sont maintenus dans le fond qu'indirectement. Etant donné que cet accouplement in- direct est formé par des bouts de tubes en matière plastique, qui doit toujours être considérée comme une matière isolante, des courants ne peuvent pas prendre naissance, même s'il exis- te des tensions galvaniques, puisqu'il n'existe pas decircuit fermé permettant à la décharge de se produire. Les corrosions sont donc impossibles.
L'étanchéité mécanique est toujours as- surée puisque les bouts de tubes s'appliquent élastiquement contre les tubes et les fonds tubulaires. Si les bouts de tu- bes en matière plastique s'endommagent sous l'effet du vieil- lissement, il suffit de les remplacer à peu de frais. En par- ticulier, si des points de jonction cessent éventuellement d'être étanches, il suffit de remplacer les deux bouts de tube du tube en question. Un autre avantage consiste dans la possi- bilité de former les tubes des échangeurs de chaleur par des portions nettes coupées dans des tubes plus longs, qui n'ont aucune autre déformation à subir. En particulier s'il s'agit de tubes métalliques, cette solution a l'avantage d'éviter le risque de corrosions de tensions.
Le bout de tube peut avoir une section profilée, de tel- le manière qu'une extrémité de sa surface extérieure s'adapte à la forme intérieure des trous du fond tubulaire, tandis que l'autre extrémité vient s'appliquer sous forme de languette sur la surface externe lisse du tube. Les bouts de tubes peu- vent être enfilés sur les tubes de l'échangeur et s'appliquer par leur surface intérieure sur la surface extérieure des tu-
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bes, ou s'emboîter dans les tubes et s'appliquer par leur surface extérieure contre la surface intérieure des tubes.
Les tubes de l'échangeur peuvent se terminer à une certaine distance du fond tubulaire et le trajet de circulation entre les extrémités des tubes et le fond tubulaire peut être licite par les bouts de tubes. Mais les tubes peuvent aussi pénétrer dans les trous du fond tubulaire, auquel cas les bouts de tu- bes sont alors enfilés sur les extrémités des tubes et sont introduits par leurs extrémités dans les trous du fond tubu- laire. Si le fond tubulaire est en métal, le bord de'ses trous peut 'être rabattu, et l'arête intérieure du bord rabattu peut pénétrer dans une rainure annulaire du bout du tube.
Sur le dessin ci-joint, qui représente sous forme sim- plifiée deux formes de réalisation à titre d'exemple de l'in- vention :
La figure 1 représente un accouplement de tubes d'un échangeur de chaleur, dont les bouts de tube pénètrent dans les tubes de 1.' échangeur;
La figure 2 représente un accouplement de tubes d'un échangeur de chaleur, dont les bouts de tubes passent sur les tubes de l'échangeur.
Il s'agit d'accoupler un faisceau tubulaire dont les fi- gures 1 et 2 ne représentent qu'une extrémité d'un tube 1 avec un fond tubulaire dont les figures 1 et 2 ne représentent aus- si qu'une portion 2 en coupe. Dans la plupart des cas, les tu- bes et le fond tubulaire sont en un matériau de construction métallique, tel que l'aluminium et matériaux de construction analogues, mais ils peuvent aussi être en matériaux non métal- liques, tels que les matières synthétiques, la céramique et éventuellement en caoutchouc au silicones.
On accouple les tubes de l'échangeur avec le fond tubu- laire au moyen de bouts de tubes 3 en matière synthétique dite plastique. Ces bouts de tubes pénètrent par une extrémité
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4 .laatique:nezt et en forçant wn joint étanche da-nw las 1;r;)'..'t::: du fond tubulaire 2 et s'appliquent par l'autre extrémité 5 élastiquement et en formant un joint étanche contre au moins une des surfaces des tubes au voisinage de leurs extrémités 6, sur la surface intérieure (figure 1) ou sur la surface exté- rieure (figure 2).
Ainsi qu'on peut le voir, la section des bouts de tubes est profilée de façon à faire correspondre la surface exté- rieure de l'extrémité 4 à la forme intérieure des trous du fond tubulaire 2. Les extrémités 4 comportent chacune une rai- nure annulaire 7 dans laquelle pénètre un bord des trous ra- battue du fond tubulaire 2. L'autre extrémité 5 des bouts de tubes s'applique sur la surface lisse du tube 1 sous forme de languette.
Les formée de réalisation représentées comportent des tubes qui se terminent à une certaine distanoe du fond tubu- laire et par suite sont retenus indirectement par lui. Le trajet d'écoulement du fluide qui passe dans les tubes est li- mité par le bout de tube au moins sur une partie de sa lon- gueur. Mais on peut aussi faire pénétrer les tubes dans les troua du fond tubulaire, enfiler les bouts de tubes de dehors en dedans sur.les tubes de l'échangeur et les faire pénétrer . par une extrémité dans les trous du fond tubulaire, élastique- ment et en formant un joint étanche. Cette solution a l'avan- tage de permettre de vérifier sans peine l'état des bouts de tubes et de les remplacer en cas de besoin (même en service dans certains cas).
Les matériaux de construction à envisager pour les bouts de tubes sont par exemple un polyéthylène ou un chlorure de @ polyvinyle, dont on peut régler l'élasticité à la valeur qu'on désire en y ajoutant des plastifiants.