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La Société dite : KABEL-UND METALLVERKE GUTEHOFFNUNGSHUTTE AKTIENGESELLSCHT à Hanovre (République Fédérale d'Allemagne)
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"Procédé de fabrication d'un conduit à isolation thermique" ¯'¯'¯8¯8¯8¯8¯8¯0¯8¯8¯8¯, ,.................. ¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯'-C. I. : Demandes de brevets de la République Fédérale d'Allemagne
P 32 42 074.9 déposée le 13 novembre 1982 et
P 33 05 420.7 déposée le 17 février 1983.
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La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un conduit à isolation thermique, selon lequel un enroulement hélicoïdal d'écartement est posé sur un tube de métal, de préférence sur un tube de cuivre, selon lequel le tube de métal muni de l'enroulement hélicoïdal d'écartement est enveloppé dans le sens longitudinal d'une bande de matière synthétique, de préférence d'une bande de chlorure de polyvinyle, et selon lequel la bande de matière synthétique est transformée en un tube et est fixée à ses bords, un mélange de matière synthétique à autoexpansion, à base de polyuréthane, étant déposé sur la bande de matière synthétique, avant la fixation de celle-ci à ses bords, mélange de matière synthétique qui, après la fixation des bords de la bande,
remplit par expansion l'espace annulaire compris entre le tube de métal et la bande de matière synthétique.
Un procédé de ce genre est connu déjà par la demande de brevet allemand publiée avant examen sous le numéro DE-OS 19 60 932. Ce procédé connu ne se prête toutefois qu'à la fabrication de conduits à isolation thermique rigides. Ceci est dû au fait que pour la fabrication des conduits, on utilise, comme enveloppe externe, une bande de matière synthétique rigide. Etant donné que cette bande de matière synthétique forme en même temps le moule dans lequel la matière expansée se dilate, elle doit par ellemême être suffisamment stable pour pouvoir résister à la pression qui s'exerce lors de l'expansion. C'est pourquoi il était nécessaire, pour cette fabrication, d'utiliser une bande relativement épaisse de chlorure de polyvinyle dur.
Cette matière se prêtait bien à former le moule de la matière expansée et elle gardait sa stabilité de forme malgré le dégagement de chaleur qui se produisait lors de la dilatation de la mousse.
La présente invention vise à améliorer le procédé connu de telle sorte qu'il permette de fabriquer des conduits à isolation thermique flexibles, c'est-à-dire des conduits que l'on puisse enrouler en des paquets annulaires d'un diamètre d'environ 1 m et que, lors de l'installation, on puisse poser à l'état fléchi là où c'est nécessaire, c'est-à-dire sans utiliser de
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raccords coudés.
Ce but est atteint, selon la présente invention, par le fait que le procédé présente, en combinaison, les particularités qui sont indiquées ci-après : a) on utilise, comme bande de matière synthétique, une bande flexible, de préférence une bande de chlorure de polyvinyle rendu mou, b) la bande est posée sous une forme telle que ses bords se recouvrent ou se chevauchent et ses bords sont fixés l'un à l'autre par collage, c) l'épaisseur de la bande de matière synthétique est comprise entre 0, 08 et 0,40 mm, d) le tube de métal portant l'enroulement hélicoïdal d'écartement et la bande de matière synthétique fixée par collage de ses bords et transformée en tube est soutenue de l'extérieur dans la zone de l'expansion, et e) comme matière expansée, il est utilisé une mousse flexible de polyuréthane, qui présente donc des cellules fermées.
Le point essentiel, pour la mise en oeuvre de la présente invention, est que l'on utilise un tube ayant subi un recuit d'adoucissement. A cet effet, ou bien on utilise un tube se présentant en anneau ayant déjà subi le recuit d'adoucissement, ou bien on soumet le tube au recuit par passage continu dans un appareil de recuit immédiatement avant la pose de l'élément d'écartement. Il est également essentiel que le tube de métal entre dans le dispositif à l'état redressé. Du fait que l'on utilise une bande de matière synthétique flexible, le conduit à isolation thermique se prêtera bien à être fléchi, sans que la bande de matière synthétique ne se déchire. La fixation par collage des bords de la bande qui se chevauchent représente une fixation solide de ces bords, qui, même en cas de flexion, ne sera pas détruite.
L'épaisseur de la bande de matière synthétique variera entre 0, 08 et 0,40 mm, selon le diamètre externe de la couche de matière expansée. Afin que la bande de matière synthétique, qui est relativement molle, ne se déforme pas lors de la
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dilatation du mélange de matière expansée, la bande de matière synthétique transformée en tube est soutenue de l'extérieur jusqu'à ce que l'expansion de la matière ait pris fin.
Contrairement à ce qui se présente dans le cas du procédé connu, selon lequel, pour les raisons d'isolation, on utilise une mousse de polyuréthane dure, on utilise, dans le cas du procédé qui fait l'objet de l'invention, une mousse de polyuréthane flexible, qui présente donc des cellules fermées, qui favorise encore la flexibilité du conduit, sans que la matière expansée ne se fragmente ou ne se brise lors de la flexion. Le conduit fabriqué par le procédé qui fait l'objet de la présente invention peut, sans que cela ne présente de difficultés, c'est-à-dire sans que son enveloppe externe ne se brise et sans que la couche de matière expansée ne se déforme d'une façon inadmissible, être enroulé en anneaux de moins de 1 m de diamètre et être posé à l'état fléchi.
Selon une autre particularité d'exécution du procédé qui fait l'objet de la présente invention, la fixation par collage des bords de la bande est effectuée au moyen d'un agent solvant, ou au moyen d'une matière adhésive en solution, par exemple à base de cyclohexanon et/ou de tétrahydrofurane. Ces matières adhésives se sont révélées les plus convenables à cette fin et elles permettent d'obtenir une couture par collage tout à fait sûre. Il peut toutefois aussi être avantageusement utilisé une matière adhésive thermoplastique ("hot melt").
Le tube revêtu de son enveloppe est alors guidé de façon qu'il passe par un dispositif de calibrage, constitué par exemple par un tube, par un enroulement hélicoïdal ou par des disques perforés, dispositif de calibrage par lequel la bande de matière synthétique, relativement molle, est soutenue. La dimension de l'ouverture du dispositif de calibrage correspond au diamètre externe que présentera le conduit à isolation thermique fini. Du fait que le produit est ainsi supporté de l'extérieur, non seulement il garde sa stabilité de forme, mais encore son joint à recouvrement est fixé par collage de façon optimum.
La pression due à l'expansion de la matière synthétique qui s'exerce
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de l'intérieur sur le joint est absorbée par le dispositif de calibrage, ce qui a pour effet que les bords de la bande qui se chevauchent sont fermement pressés l'un sur l'autre. Afin que les efforts de frottement qui s'exercent à la périphérie externe du conduit lors de son passage par le dispositif de calibrage, par exemple par l'enroulement hélicoïdal, soient maintenus aussi faibles que possible, le conduit, ou plutôt son enveloppe externe de matière synthétique, est lubrifié de l'extérieur au cours de ce passage par le dispositif de calibrage, par exemple par l'enroulement hélicoïdal.
Comme agents lubrifiants conviennent particulièrement bien à cet effet les agents qui n'attaquent pas le chlorure de polyvinyle, par exemple de l'eau à laquelle peuvent éventuellement être ajoutés des agents favorisant le glissement, tels que des savons, ou encore des huiles ou d'autres matières du même genre.
Suivant une autre particularité avantageuse d'exécution du procédé qui fait l'objet de la présente invention, la bande de matière synthétique transformée en tube est, au cours de l'expansion de la couche de matière synthétique, recouverte d'une enveloppe de support externe qui y est posée dans le sens longitudinal et qui est avantageusement fixée par collage à ses bords, enveloppe de support qui est en une matière présentant une résistance mécanique convenable, par exemple en papier, et cette enveloppe de support est avantageusement enlevée du conduit fini après le durcissement de la matière expansée.
Cette matière de recouvrement et de support, par exemple le papier, est posée sous forme de bande, dans le sens longitudinal, sur la bande de matière synthétique et les bords de la bande de papier transformée en tube qui se chevauchent sont avantageusement fixés l'un à l'autre à l'aide d'une matière adhésive convenable. La dimension de l'ouverture du tube de papier ainsi formé correspond à celle du diamètre externe du conduit à isolation thermique fini. Du fait que le produit est ainsi soutenu de l'extérieur, la bande de matière synthétique molle est préservée de toute déformation et, de plus, le joint à recouvrement de cette bande de matière
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synthétique molle est fixé par collage de façon optimum.
La pression due à l'expansion de la matière synthétique qui s'exerce de l'intérieur sur le joint à recouvrement est absorbée par l'enveloppe de papier externe, ce qui a pour effet que les bords de la bande de matière synthétique qui se chevauchent sont fermement pressés l'un sur l'autre.
Selon une autre particularité encore d'exécution du procédé qui fait l'objet de la présente invention, il s'est avéré avantageux de poser, entre l'enveloppe de support et la bande de matière synthétique molle transformée en tube, dans le sens longitudinal, un fil à base textile, par exemple un fil de Nylon.
A l'aide de ce fil, on peut, à la fin des opérations de fabrication, ouvrir l'enveloppe de support par arrachement dans le sens axial du conduit. Ce fil à arracher permet par conséquent d'enlever facilement du produit l'enveloppe de support dont ce produit a été muni provisoirement. L'enveloppe de support peut toutefois également être laissée, en tant qu'éléments de protection pour le transport, sur le conduit à isolation thermique fini et n'être retirée de celui-ci qu'à l'endroit de montage.
On expliquera encore ci-après la présente invention de façon plus amplement détaillée en se référant à des exemples d'exécution du procédé qui en fait l'objet qu'illustrent les figures 1 et 2 des dessins schématiques annexés à ce mémoire.
D'un paquet en anneau 1 est déroulé un tube de cuivre étiré sans couture 2, qui est ensuite redressé de façon continue par un train de rouleaux redresseurs 3. Le tube 2, ainsi redressé, est alors introduit dans un appareil à recuire de passage 4, dans lequel il est soumis à un recuit d'adoucissement par résistance. Le tube de cuivre recuit 2 est ensuite soumis à un redressement complémentaire par passage par un autre train de rouleaux redresseurs, le train de rouleaux 5. Le tube de cuivre adouci 2, ainsi préparé est muni par dispositif de dévidage tangentiel 6, d'un enroulement hélicoïdal d'écartement 7, qui peut par exemple être formé d'une corde de papier ou encore d'un boudin de matière expansée.
Autour de l'enroulement hélicoïdal d'écartement 7 est
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alors posée une bande de matière synthétique 9, tirée d'une bobine d'alimentation 8, bande de matière synthétique qui est progressivement transformée en un tube. Cette bande de matière synthétique 9 est de préférence une bande de chlorure de polyvinyle ramolli, qui présente une épaisseur d'environ 0,2 mm.
Avant que la bande de matière synthétique 9 soit fermée de façon à former le tube précité, le mélange de matière synthétique pouvant se dilater par expansion, qui est, comme il est courant, formé de polyol et d'isocyanate, est pulvérisé sur cette bande de matière synthétique 9 au moyen d'un dispositif de pulvérisation 10. Une matière adhésive est ensuite déposée, par un dispositif de dosage 11, sur les bords de la bande de matière synthétique 9 transformée en tube et les bords de la bande sont fermement pressés pour être ainsi fixés l'un à l'autre.
Le produit obtenu de cette façon, qui se compose de la bande de matière synthétique 9 transformée en tube, du tube de cuivre 2, maintenu à distance de cette bande par l'enroulement hélicoïdal d'écartement 7, ainsi que des composants de matière expansée qui se trouvent dans l'espace annulaire laissé, est introduit dans un dispositif de support 12, qui peut par exemple être constitué par un tube de calibrage, par des disques perforés ou encore, comme dans le cas de l'exemple illustré par la figure 1 des dessins ci-annexés, par un enroulement hélicoïdal de fil étiré. Le diamètre interne de l'enroulement hélicoïdal de fil 12 correspond au diamètre externe du conduit à isolation thermique fini, désigné par le nombre de référence 13.
L'enroulement hélicoïdal de fil 12 est destiné à empêcher que la bande de matière synthétique 9 se déforme de façon inadmissible sous l'effet de la pression d'expansion qui se présente. C'est là la raison pour laquelle la longueur axiale de l'enroulement hélicoïdal de fil 12 est choisie de telle sorte que l'opération d'expansion soit terminée à l'extrémité de cet enroulement. Comme matière expansée, il est utilisé une mousse de polyuréthane, qui présente donc des cellules fermées, dont le ramollissement est réglé de telle façon que le conduit à isolation thermique 13, dans son ensemble, se prête bien à être fléchi.
Au cours du passage du
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conduit à isolation thermique 13 par l'enroulement hélicoïdal de fil 12 est déposé sur ce conduit un agent lubrifiant, par exemple de l'eau additionnée d'un produit favorisant le glissement, que débite un dispositif d'humidification 14. L'agent lubrifiant sert principalement à réduire le frottement entre la bande de matière synthétique 9 et l'enroulement hélicoïdal de fil 12, mais il sert en outre à assurer l'adoucissement ou modération de l'échauffement qui est nécessaire quand se produit l'expansion de la matière synthétique. A l'enroulement hélicoïdal de fil 12 succède, dans le sens du passage du produit dans l'ensemble du dispositif, un dispositif d'enlèvement à chenilles 15, qui entraîne le conduit à isolation thermique fini 13.
Ce dispositif d'enlèvement à chenilles 15 est commandé en synchronisme avec les trains de rouleaux redresseurs 3 et 5, également commandés. Le conduit à isolation thermique fini 13 est ensuite enroulé en paquets annulaires par un dispositif 16 et est coupé à longueur après la formation de chaque paquet.
Dans le cas de l'exemple d'exécution du procédé qui est illustré par la figure 2 des dessins ci-annexés, le produit, qui se compose de la bande de matière synthétique 9 transformée en tube, du tube de cuivre 2, maintenu à distance de cette bande par l'enroulement hélicoïdal d'écartement 7, ainsi que des composants de matière expansée qui se trouvent dans l'espace annulaire laissé, est entouré d'une enveloppe de support qui est posée sur lui provisoirement. A cet effet, une bande 18 de papier fort, qui est débitée par une bobine d'alimentation 17, est posée sur le produit, sur lequel elle est progressivement transformée en un tube.
Au cours de cette opération, un fil textile 19 résistant à la traction, qui est débité par une bobine d'alimentation 20, est posé entre la bande de matière synthétique 9 et la bande de papier 18, dans le sens longitudinal du conduit. L'enveloppe 18 formée de la bande de papier, enveloppe qui sert de support, est fermée par collage ferme de ses bords, au moyen d'un dispositif de collage 21. Le diamètre interne de l'enveloppe de support 18 correspond au diamètre externe du conduit à isolation thermique
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fini 13. L'enveloppe de support 18 est destinée à empêcher que la bande de matière synthétique 9 se déforme de façon inadmissible sous l'effet de la pression qui se présente lors de l'expansion.
C'est là la raison pour laquelle l'enveloppe de support 18 est maintenue sur la bande de matière synthétique 9 jusqu'à ce que l'expansion ait pris fin. Comme matière expansée, il est utilisé une mousse de polyuréthane, qui présente donc des cellules fermées, dont la flexibilité est réglée de telle façon que le conduit à isolation thermique 13, dans son ensemble, se prête bien à être fléchi. Dans le sens du passage du produit dans l'ensemble du dispositif, il est ensuite prévu un dispositif d'enlèvement à chenilles 15, qui entraîne l'ensemble du produit formé du conduit à isolation thermique et de l'enveloppe de support 18. Ce dispositif d'enlèvement à chenilles 15 est commandé en synchronisme avec les trains de rouleaux redresseurs 3 et 5, également commandés.
En aval du dispositif d'enlèvement à chenilles 15, l'enveloppe de support 18, qui a été posée provisoirement sur le produit est ouverte par coupage au moyen du fil à arracher 19, dans le sens axial, le produit est dépouillé de cette bande de support et celle-ci est éliminée, divisée en morceaux 22. Le conduit à isolation thermique fini 13 est ensuite enroulé en paquets annulaires par un dispositif 16 et est coupé à longueur après la formation de chaque paquet.
En utilisant un tube de cuivre, que l'on soumet à un recuit d'adoucissement, une mousse de polyuréthane flexible et une bande de matière synthétique 9 faite de chlorure de polyvinyle mou, on est ainsi arrivé à fabriquer un conduit flexible, muni d'une isolation préalable en usine, en résolvant de façon avantageuse les difficultés qui se présentent lors de la fabrication.