BE634857A

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Publication number: BE634857A
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Description


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  Perfectionnements aux articles de forme tubu- laire ou analogue. 



   La présente invention concerne des articles de forme tu- bulaire ou analogue, par exemple des tuyaux et des réacteurs chi-   miques   cylindriques dont une partie est en métal et dont une autre partie   est   en une matière réfractaire non métallique, appelle simplement matière réfractaire ci-après. 



     Il   est souvent nécessaire de construire une partie d'un tel article en matière   réfractaire   afin, par exemple, qu'il soit capable de résister à un contact avec des substances corrosi- ves à des températures élevées, mais les matières réfractaires souf-   frent   de l'inconvénient qu'elles ne possèdent habituellement pas une résistance mécanique élevée et qu'elles sont parfois   aussi   difficiles à travailler et à manipuler. Il est par conséquent souhaitable d'utiliser du métal pour la construction de toute 

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 partie de   l'article   qui   n'st   pas soumise à des conditions   suffisam-   ment sévères pour nécessiter l'emploi d'une matière   réfraotaire.   



   Jusque présent cependant, les difficultés posées par la formation dun joint satisfaisant entre une matière   réfraotaire   chaude et un métal plus   froid,   ont souvent empêché de suivre ce principe. 



   L'invention procure un article de forme tubulaire ou ana- logue qui comprend une partie de forma tubulaire ou analogue faite en métal, une partie de forme tubulaire ou analogue faite en matiè- re réfractaire et aboutée à la partie métallique, une rondelle en une matière   thermo-isolanté   intercalée entre les surfaces ad- jacentes des deux parties, un anneau métallique placé autour de la partie réfractaire, la surface extérieure de la partie réfrao- taire étant façonnée de manière à limiter le déplacement de l'anneau métallique vers la partie métallique et par rapport à la partie réfractaire, une couche de matière thermo-isolante intercalée entre l'anneau et la partie   réfractaire,

     des moyens d'assemblage reliant l'anneau à la partie métallique et sollicitant élastique- ment l'anneau vers cette partie métallique pour effectuer un joint entre la partie réfractaire et la partie métallique, et un disposi- tif pour refroidir l'anneau, 
Afin de limiter le déplacement de l'anneau vers la partie métallique et par rapport à la partie   réfractaire,   la surface ex- térieure de la partie d'extrémité de la partie réfractaire, près de la partie métallique, est avantageusement évasée vers l'extérieur et la surface intérieure de l'anneau est évasée dans le même   sonne     En   variante,

   la surface extérieure peut être pourvue d'une nervure circonférentielle ou épaulement ou de plusieurs saillies   oirconfé-   rentiellement espacées destinées à venir en contact avec l'anneau pour limiter le déplacement de l'anneau vers la partie métallique et par rapport à la partie réfractaire. 



   La partie métallique est avantageusement pourvue, à son extrémité adjacente à la partie réfractaire, d'une ou plusieurs brides extérieures et les moyens d'assemblage comprennent plusieurs 

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 boulons à ressort qui passent dans des ouvertures ménagées dans la oules bridas et sont reliés à   l'anneau.   De préférence, l'anneau comporte aussi une ou plusieurs brides extérieures percées d'ou- vertures livrant passage aux boulons afin de relier les boulons à l'anneau. 



   Le dispositif de refroidissement pour l'anneau comprend avantageusement une conduite (de préférence un tube de cuivre) qui est en contact avec la surface extérieure de l'anneau sur au moins la majeure partie et de préférence en substance la totalité de sa circonférence, un fluide de refroidissement pouvant circuler dans cette conduite. 



     Si   on le désire, la partie métallique peut être pourvue d'une chemise de refroidissement dans laquelle un fluide de   refroi-   dissement peut circuler. Lorsque la partie métallique est pourvue d'une bride extérieure à son extrémité adjacente à la partie   réfrac-   taire, la partie intérieure de cette bride peut former une pa-oi d'extrémité de la chemise de refroidissement. 



   La matière réfractaire peut être de l'alumine mais est avantageusement de la silice, par exemple du quarto fondu transparent ou translucide "Vitreosil". 



   La matière thermo-isolante est avantageusement de la silice tissée imprégnée de poudre de silice   "Refrasil".   En variante, la   ma-   tière thermo-isolante peut comprendre de l'amiante et une   minée   cou- che de silice tissée est alors de préférence intercalée entre la ma-   tière   thermo-isolante comprenant de l'amiante et la partie réfrac- taire. Si on le désire, une matière thermo-isolante peut être uti- lisée pour la rondelle intercalaire et une autrf matière thermo- isolante peut être utilisée pour la couche de matière qui est Intercalée entre l'anneau et la partie réfraotaire. 



   Le joint peut être rendu étanche au gaz d'une façon satis- faisante pour la plupart des applications, pourvu que la différence 

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 de pression entre l'intérieur et l'extérieur de l'article ne soit pas trop grande.   Si   l'article fait partie d'un appareil dans le- quel est maintenue une pression notablement supérieure à la pres- sion atmosphérique, une pression positive peut être- appliquée à , l'article dans la région du joint, par exemple en prévoyant une chemise qui entoure l'extérieur du joint et dans laquelle un fluide sous pression peut être introduit pour empêcher ou réduire au mini- mum toute fuite de fluide à travers le joint de l'intérieur de l'appareil. 



   Un brûleur tubulaire suivant l'invention convenant pour produire du bioxyde de titane par l'oxydation en phase vapeur de tétrachlorure de titane, sera décrit   ci-après, à   titre d'exemple, avec référence au dessin annexé qui en est une coupe axiale. 



   Dans le dessin, le brûleur comprend une partie tubulaire qui est indiquée d'une façon générale par le chiffre 1 et qui est faite en  métal "Inconel",   aboutée avec une seconde partie tubu- laire qui est indiquée d'une façon générale par le chiffre 2 et qui est faite en silice. 



   La partie métallique 1 comprend une partie cylindrique 3 qui est entourée par une chemise de refroidissement   4.   A son   extr   mité adjacente à la partie en silice 2, la partie métallique 1 est pourvue d'une bride annulaire extérieure 5. , 
La partie en silice 2 comprend une paroi   extérieure $   qui entoure une paroi intérieure 7. Un tuyau   d'alimentation $   per met d'introduire un des réactifs entre les deux parois 6 et 7 et la paroi intérieure 7 se termine à courte distance de la   paroi ,   extérieure 6 pour former un passage annulaire 9 entre l'extrémité de la paroi intérieure 7 et la face extérieure de la bride 5. Le passage annulaire 9 sert d'entrée pour le réactif débité par le tuyau 8.

   Un tuyau d'alimentation 10 permet d'introduire l'autre réactif à l'intérieur de la paroi intérieure 7 et un ajutage 11 qui est coaxial au brûleur permet d'introduire une matière réfrac- taire en particules comme décrit dans la demande de brevet anglais 

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 n    39.536/61.     ,   
La surface extérieure de la partie d'extrémité de la paroi extérieure 6 qui est adjacente à la partie métallique 1 s'éva- se vers l'extérieur et, comme la surface intérieure de cette par- tie d'extrémité de la paroi extérieure 6 est cylindrique,   l'épais-'   seur de cette partie d'extrémité de la paroi extérieure 6 va en augmentant. Une rondelle thermo-isolante 12 en "Refrasil" est in- tercalée entre l'extrémité de la paroi extérieure 6 et la bride 5. 



   Un anneau 13 est placé autour de la partie d'extrémité de la paroi extérieure 6 et sa surface intérieure est évasée dans le même sens et   ensubstance   au même angle que la surface extérieure de la paroi extérieure   6,   l'extrémité de l'anneau orientée vers la partie mé- tallique   1,   étant pourvue d'une bride annulaire extérieure   14.   Une couche 15 de   "Refrasil"   est intercalée entre la surface intérieure de l'anneau 13 et la surface extérieure de la paroi extérieure 6. 



   Les brides 5 et 14 et la rondelle 12 sont percées d'ouver- tures alignées, qui sont disposées à intervalles égaux autour de leur circonférence et dans lesquelles passent des boulons 16. Les boulons 16 sont fixés en place par des écrous 17 et des ressorts hélicoïdaux 18 sont intercalés entre les écrous 17 et la surface intérieure de la bride 5 de sorte que les boulons 16 sont élastique- ment sollicités. Par suite de l'évasement de la surface extérieure de la paroi extérieure 6, le déplacement de l'anneau 13 vers la partie métallique 1 et par rapport à la partie en silice 2 est limité et par conséquent les écrous et les boulons serrent la partie métallique 1 contre la partie en silice 2, de sorte que la rondelle en   "Refrasil"   12 est comprimée et qu'un joint étan- che au gaz est formé. 



   Pour refroidir l'anneau 13, un tuyau de cuivre 19 est prévu dans lequel peut circuler un fluide de refroidissement, ce tuyau entourant l'anneau 13 et étant brasé à l'argent sur la surface extérieure de l'anneau. 



   En pratique, la partie en silice 2 peut être placée dans un 

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 four de préchauffage dont une partie de la paroi 20 est représentée   sh@matiquement.   Ainsi, lorsque le brûleur est mis en marche, une différence de température considérable s'établit entre la partie métallique 1 et la partie de silice 2. De même, le coefficient de dilatation thermique de la silice et du métal   Inoonel   sont notable- ment différents. La rondelle en   "Refrasil"   12, la couche de "Refra- sil" 15 et le tuyau de refroidissement 19 assurent cependant que les parties métalliques du joint restent à une température considéra- blement inférieure à la température de la partie en silice 2 et la sollicitation élastique des boulons 16 permet de rattraper toute dilatation différentielle éventuelle. 



   Ce brûleur peut également être utilisé pour produire un oxyde d'un des éléments   zirconium,   fer, aluminium et silicium, en oxydant en phase vapeur un chlorure de   1* élément.   



    REVENDICATIONS.   



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1. Article de forme tubulaire ou analogue, caractérisé en ce qu'il comprend une partie de forme tubulaire ou analogue en métal, une partie de forme tubulaire ou analogue en matière réfrac- taire aboutée avec la partie métallique, une rondelle en matière thermo-isolante intercalée entre les surfaces adjacentes des deux parties, un anneau métallique placé autour de la partie réfractaire, la surface extérieure de la partie réfractaire étant façonnée de manière à limiter le déplacement de l'anneau métallique vers la partie métallique et par rapport à la partie réfractaire, une couche de matière themo-isolante intercalée entre l'anneau et la partie réfractaire,

   des moyens d'assemblage reliant   l'anneau à   la partie métallique et sollicitant élastiquement l'anneau vers la partie métallique pour effectuer un Joint entre la partie réfrac- taire et la partie métallique, et un dispositif pour refroidir l'an-   neau.   

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Claims

2. Article de forme tubulaire ou analogue suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'efin de limiter le déplacement de <Desc/Clms Page number 7> l'anneau vers la partie métallique et par rapport à la partie ré- fractaire., la surface extérieure de la partie d'extrémité de la partie réfractaire,près de la partie métallique, s'évase vers l'ex- térieur et la surface intérieure de l'anneau est évasée dans le même sens.

3. Article de forme tubulaire ou analogue suivant la re- vendication 1, caractérisa en ce que la surface extérieure de la partie d'extrémité de la partie réfractaire, près de la partie métallique est pourvue d'une nervure ou d'un épaulement circonfé- rentiel destiné à venir en contact avec l'anneau pour limiter le déplacement de l'anneau vers la partie métallique e.t par rap- port à la partie réfractaire.

4. Article de forue tubulaire ou analogue suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure de la partie d'extrémité de la partie réfractaire, près de la partie métallique est pourvue de plusieurs saillies circonférentiellement espacée destinées à venir on contact avec l'anneau pour limiter le dépla- cement de l'anneau vers la partie métallique et par rapport à la partie réfractaire.

5, Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la par- . tie métallique est pourvue, à son extrémité adjacente à la partie réfractaire, d'une ou plusieurs brides extérieures et les moyens , d'assemblage comprennent plusieurs boulons élastiquement sollicités . passant dans des ouvertures ménagées dans la ou les brides et reliée à l'anneau.

6, Article de forme tubulaire ou analogue suivant la rrven- dication 5, caractérisé en ce que l'anneau est également pourvu d'une ou plusieurs brides extérieures percé&s d'ouvertures livrant passage aux boulons afin de relier les boulons' l'anneau.

7. Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dis- positif de refroidissement pour l'anneau comprend une conduite qui. est en contact avec la surface extérieure de l'anneau sur au pelas <Desc/Clms Page number 8> la majeure partie de sa circonférence, un fluide de refroidissement pouvant être mis en circulation dans cette conduite, , 8. Article de forme tubulaire ou analogue suivant la re- vendication 7, caractérisé en ce que la conduite est en contact avec la surface extérieure de l'anneau en substance sur la totalité de la circonférence de l'anneau.

9. Article de forme tubulaire ou analogue suivant le revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la conduite est un tube de cuivre.

10. Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la partie métallique est pourvue d'une chemise de refroidissement dans laquelle un fluide de refroidissement peut être passé.

11, Article de forme tubulaire ou analogue suivant la re-' vendication 10, caractérisé en ce que la partie métallique est pour- vue à son extrémité adjacente à la partie réfractaire, d'une bride extérieure, les moyens d'assemblages comprenant plusieurs boulons élastiquement sollicitas qui traversent des ouvertures ménagées dans la bride et qui sont reliés à l'anneau et la partie Intérieure de la bride forme une paroi d'extrémité de la chemise de refroi- dissement.

12. Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la ma- tière réfractaire est de l'alumine.

13. Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la ma- tière réfractaire est de la silice.

14. Article de forme tubulaire ou analogue suivant la reven- dication 13, caractérisé en ce que la silice a la forme de quartz fondu, transparent ou translucide, 15. Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la matiè- re thermo-isolante est de la silice tissée imprégnée de poudre de silide. <Desc/Clms Page number 9>

16. Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la matière thermo-isolante comprend de l'amiante.

17. Article de forme tubulaire ou analogue suivant la, revendication 16, caractérisé en ce qu'une mince couche de silice tissée est intercalée entre la matière thermo-isolante comprenant de l'amiante et la partie réfractaire.

18. Article de forme tubulaire ou analogue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'une chemise entoure l'extérieur du joint et un fluide sous pression peut être introduit dans cette chemise pour empêcher ou réduire au minimum les fuites de fluide à travers le joint de l'intérieur ' de l'appareil.