Brevet FR2009904A1 — publié le 19700213

-1- 2009904 La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour produire en continu un tube isolant en mousse de polyuréthane. Le polyuréthane sous forme de mousse est bien connu pour 5 ses propriétés remarquables comme isolant thermique. On peut le mettre sous la forme de recouvrements isolants rigides prêts à être appliqués sur un tuyau ou une autre surface à isoler. En variante, l'isolation peut être réalisée in situ en versant ou pulvérisant à l'état liquide une composition de polyuréthane 10 susceptible de se transformer en mousse, directement sur la surface d'un tuyau, de la paroi d'un réservoir, ou d'un.corps quelconque à isoler. Bien que le polyuréthane en mousse constitue un excellent matériau d'isolement,- son emploi est globalement plutôt 15 plus cher que celui de matériaux d'isolement plus classiques tels que la laine de verre ou la laine d'asbeste. Une des raisons de cet état de fait réside dans la lenteur et, par suite, le coût élevé cLe la production de revêtements tout préparés dans des moules individuels, dans le cadre d'un procédé de fabrica-20 tion discontinu. Une production en continu est possible par pulvérisation d'un revêtement de polyuréthane susceptible de se transformer en mousse directement sur un tuyau, mais une telle technique donne Tin revêtement formé irrégulièrement tout autour et tout au long du tuyau. De plus, il se produit des pertes de 25 matière importantes, et l'application du polyuréthane en extérieurs, sur des conduites existantes dépend de façon très importante du temps et du vent. D'autres procédés présentent des inconvénients similaires ou différents, par exemple celui de ne pas produire un isolement de densité et de dimension de pores 30 constantes, celui d'être difficile ou lent à mettre en pratique, celui de n'être pas applicable à des conduites terminées mises en place. L'objet de l'invention est par conséquent de fournir un procédé permettant une production continue, rapide et simple d'une isolation en mousse de polyuréthane ayant des propriétés 35 satisfaisantes. Selon l'invention, il est proposé un procédé pour la production continue d'un tube d'isolement en mousse de polyuréthane, ce procédé comprenant l'envoi à un distributeur à anneau rotatif 69 15690 -2- 2009904 monté à rotation autour d'un tube disposé coaxialement à l'intérieur d'un corps tubulaire flexible, d'une composition liquide, ou de ses constituants, susceptible de former une mousse de polyuréthane; la mise en rotation au distributeur autour du tube à 5 une vitesse telle que la composition liquide reçue par le distributeur en est évacuée sous l'effet de la force centrifuge sous forme d'une pulvérisation projetée sur la face intérieure du corps flexible tubulaire, le distributeur étant simultanément et continûment déplacé axialement par rapport au corps tubulaire; 10 la libre prise en mousse de la composition liquide sur le corps tubulaire de manière à s'expandre radialement jusqu'à remplir l'espace compris entre le tube et le corps tubulaire, le corps tubulaire se trouvant soutenu sur sa face externe, la mousse de polyuréthane étant laissée libre de prendre dans ledit espace. 15 L'invention concerne également un dispositif pour pro duire en continu un tube isolant en mousse de polyuréthane selon le procédé ci-dessus, ce dispositif comprenant un distributeur à anneau rotatif comportant une ouverture centrale, des moyens ae centrage pour monter un tube dans l'axe au aistribu-20 teur à travers ladite ouverture centrale, des moyens d'entraînement pour la mise en rotation du distributeur sur son axe, des moyens d'alimentation pour envoyer au aistributeur une composition liquide pour former la mousse de polyuréthane, ou les constituants d'une telle composition, des supports de bobines adap-25 tés à retenir une série de bobines d'une matière en feuille selon un arrangement régulier par rapport à la périphérie du distributeur, et un support tubulaire monté dans l'axe du distributeur et tout autour de lui pour supporter le matériau en feuille quana on le dévide des bobines à travers le support. L'expres-30 sion "composition liquide pour former le polyuréthane en mousse", ou, plus brièvement "polyuréthane liquide", comme indiqué aans la présente description désigne une composition liquide susceptible de former après prise ou durcissement une mousse de polyuréthane. Le distributeur à anneau rotatif, lorsqu'on le fait 35 tourner autour au tube est susceptible d'évacuer le polyuréthane qu'il a reçu sur sa surface sous forme d'un brouillard fin, à partir de sa périphérie, sous l'effet des forces centrifuges engendrées par la rotation. Dans sa forme la plus simple, le dis- 69.15690 -3- 2009904 tributeur est un corps creux en forme de soucoupe comportant une ouverture centrale pour l'insertion du tube. Le polyuréthane liquide, qui est tin mélange homogène de différents constituants, se trouve encore davantage homogénéisé lorsqu'il s'écoule sur 5 la surface du distributeur. Le temps de séjour du liquide sur l'anneau dépend de divers facteurs, tels que la dimension et la forme de l'anneau, sa vitesse de rotation,et la viscosité du polyuréthane liquide. Dans des conditions par ailleurs constantes, le temps de séjour du liquide sur l'anneau peut être augmenté en 10 augmentant la surface de l'anneau par des sections profilées, par exemple un bord recourbé. En général, la circonférence du distributeur est circulaire, mais de petites indentations, ou autres faibles irrégularités peuvent être ménagées pour contrôler ou améliorer l'atomisation du liquide évacué. 15 Le corps tubulaire flexible que l'on pulvérise par le polyuréthane est normalement formé de feuilles de papier, mais un tel élément tubulaire peut être formé par tout autre matériau flexible, tel que de minces feuilles métalliques ou de minces voiles de tissu, normalement, le corps tubulaire est assemblé à 20 partir d'une pluralité de feuilles continues qui sont associées pour former une enceinte suffisamment large pour coiffer le distributeur. La portion initiale du corps tubulaire est de préférence en forme de tronc de cône, et obtenue par déplacement des feuil-25 les seloxx des trajets convergents, avec leurs axes longitudinaux en coïncidence avec une génératrice du cône. A l'extrémité étroite du cône, les feuilles se déplacent parallèlement pour former un corps cylindrique. Le distributeur est positionné à l'intérieur de l'extrémité large du cône. Alors que les feuilles 30 sont déplacées vers l'avant pour former un tronc de cône, les bords des feuilles sont amenés à se chevaucher de plus en plus. Le corps tubulaire composite peut également être formé par enroulement d'une feuille ou de plusieurs feuilles à la manière d'une vis, mais cette méthode est compliquée et, de ce fait, 35 moins recommandée. Les feuilles doivent être suffisamment larges pour faire en sorte que le distributeur soit entièrement entouré par elles, en ne laissant aucune ouverture entre les bords de deux feuilles 69 15690 -4- 2009904 adjacentes, par laquelle le polyuréthane liquide pourrait s'échapper. Le tuyau disposé au centre peut être un tube intérieur de calibration pour régler le diamètre intérieur de l'isolement tu-5 bulaire réalisé. Le tube de calibration est déplacé simultanément avec le distributeur en direction axiale, de telle sorte que ce tube est continuellement extrait du tube de polyuréthane en mousse qui est produit tout autour de lui. Pour éviter l'adhérence au polyuréthane au tube de calibration, la surface de ce tube 10 est réalisée en un matériau tel que le propylène, ou un autre matériau oléfinique, ou bien en polytétrafluoréthylène. Le tube de polyuréthane en mousse peut finalement être coupé en sections de la longueur voulue, ces sections pouvant à leur tour être coupées dans le sens de la longueur pour former deux moitiés identiques 15 susceptibles d'être montées autour d'un tube ou tuyau à isoler. En variante, le tube traversant l'ouverture centrale du distributeur est un tube que l'on veut isoler in situ. Dans ce cas, l'isolement doit rester sur le tube, et, de ce fait, le tube se déplace en même temps que les feuilles déplaçables fôr-20 mant le corps tubulaire et qui sont en papier ou un autre matériau flexible, tout autour du tube. Le tube peut faire partie d'un pipe-line déjà mis en place, auquel cas l'invention trouve un intérêt particulier, du fait que l'ensemble du distributeur, des&oyens d'amenée du polyuréthane liquide, des moyens de mise 25 en rotation du distributeur, les bobines de feuilles, et les moyens de guidage pour les feuilles, peuvent être montés sur un châssis commun se présentant sous la forme d'un véhicule susceptible de se déplacer sur le pipe-line à isoler. La description qui va suivre et les dessins annexés, 30 donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins annexés ; : la fig. 1 représente un mode de réalisation au aispositif selon l1invention pour réaliser l'isolation d'un tube, avec coupe 35 partielle"; ia fig. 2 représente un dispositif semblable à celui de la fig. 1, mais adapté à la réalisation de recouvrements de tuyaux préfabriqués;. 69 15690 -5- 2009904 la fig. 3 est une vue en perspective d'un"dispositif semblable à celui de la fig. 1, mais susceptible d'être déplacé autour d'un pipe-line existant pour réaliser son isolement, et, la fig. 4 représente le détail du distributeur de l'appa-5 reil de la fig. 3« L'appareil de la fig. 1 comprend un châssis fixe 10, sur lequel est monté à rotation un distributeur à anneau rotatif, 11, qui peut être entraîné par un moteur électrique 12 par l'intermédiaire d'une courroie 13. Le distributeur comprend une section 10 14 en forme d'auge disposée selon un cercle. Une composition liquide de formage de mousse de polyuréthane peut être envoyée par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée 15 pour être évacuée sur la surface radiale de l'auge 14. De préférence, l'extrémité de la conduite d'amenée 15 au voisinage de l'auge 14 est inclinée 15 de manière à évacuer le liquide vers l'auge 14 dans la direction de la vitesse circonférentielle de l'auge en rotation. Le châssis 10 porte également une série de supports de bobine 16, montés autour du distributeur, de façon régulière, chaque support portant une bobine 17 garnie d'une feuille de papier continue, 24. L'ar-. 20 rangement des bobines 17 est tel que les axes des différentes bobines forment les côtés d'un polygone régulier, par exemple un octogone dans le cas de huit bobines. Le bâti comprend de plus un guide tubulaire 18, formé d'un tronc de cône 19» ayant son extrémité large autour du dis-25 tributeur et prolongé à son extrémité étroite par un prolongement cylindrique 20. Le guide 18 est monté coaxialement autour du distributeur 11. A l'extrémité avant du cylindre 20, et coaxialement avec lui, est monté un disque de calibration 21", en caoutchouc ou en un autre matériau flexible. Le disque unique 21 peut 30 être remplacé par une pluralité de bandes flexibles, dans un arrangement circulaire. Pour réduire la friction entre la matière isolante qui se met en forme et le guide 18, la partie cylindrique 20 est de préférence aussi courte que possible, la'calibration étant effectuée essentiellement par le disque 21. 35 En fonctionnement, un tube 22 à isoler est inséré à tra vers le distributeur 11 et le guide 18, coaxialement avec eux. Le positionnement coaxial du tuba 22 dans l'ensemble se trouve facilité si la partie centrale du distributeur est formée par un 69 15690 -6- 2009904 palier 23 pour le tôfee32E«®ezsafffc.?.à--.âligner le tube avec le distributeur toutén permettant des mouvements relatifs axiaux des deux éléments. En variante, le tube est aligné par des roues de centrage montées sur le châssis, ainsi qu'on le décrira plus ' 5 complètement à propos de la fig. 3» Les feuilles de papier 24 sont déroulées des bobines 17 et entraînées à travers le guide 18, de telloéorte que les feuilles 24 lorsqu'elles entrent dans la partie conique 19 du guide avec leur bord longitudinal chevauchant forment une surface 10 complètement enveloppante tout autour de l'auge 14 du distributeur. Lors du mouvement d'avance à travers le guide 18, les bords des feuilles se recouvrent de plus en plus, jusqu'à ce qu'elles atteignent l'extrémité étroite du cône 19» à partir de laquelle les feuilles forment un cylindre. 15 Après le début de la rotation du distributeur 11 entraî né par le moteur 12, le polyuréthane liquide est envoyé par la conduite d'amenée 15 jusqu'à l'auge 14. Du fait de la vitesse de rotation élevée du distributeur, le liquide qu'il reçoit est entraîné jusqu'à la circonférence de l'auge 14 et est évacué de 20 l'auge sous forme d'un brouillard fin. Du fait que le liquide s'écoule à la surface du distributeur sous forme d'une couche mince, ses différents constituants sont intensément mélangés. De ce fait, les constituants peuvent être fournis séparément au distributeur, si on le désire. Le brouillard homogène et uniforme 25 de liquide est reçu sur la face intérieure des feuilles 24, à l'opposé du distributeur, les feuilles 24 étant extérieurement soutenues par le guide 18. Alors que le liquide est pulvérisé, le tube 22 est déplacé continuellement en direction axiale, comme indiqué par une flèche. Les extrémités menantes des feuilles 24 30 sont attachées à la surface du tube, de telle sorte que en même temps que le tube 22, les feuilles 24 sont- entraînées vers l'avant depuis les bobines 17 et à travers le guide 18. Ainsi, les parties des feuilles 24 sur lesquelles le polyuréthane liquide a été pulvérisé dans le distributeur sont déplacées en direction 35 69 15690 -7- 2009904 le tube 22. Au-delà du cylindre 20, la formation de mousse se trouvé achevée, de telle sorte que un revêtement en mousse de polyuréthane 25 est formé tout autour du tube, ce revêtement étant précisément mis en forme par le cylindre 20 et sa surface 5 pouvant être encore adoucie par passage à travers le disque à orifice 21. Si l'on veut, la mousse est laissée libre de durcir sur le tube jusqu'à ce qu'elle devienne suffisamment rigide pour qu'on puisse manipuler le tube. Avant qu'une zone du tube 22 ait été revêtue, les extré-10 mités menantes des feuilles 24 doivent être reliées au tube par un adhésif. Dès que le système est opératoire, les feuilles 24 sont fermement liées au revêtement de polyuréthane et y restent liées sous forme de revêtement protecteur. Le dispositif de la fig. 2 est à beaucoup d'égards sem-15 blable à celui de la fig. 1, mais il y a quelques différences entre les deux, du fait que celui de la fig.2 est conçu pour réaliser des revêtements séparables pour tubes. De ce fait, le tube central 26 traversant le distributeur 11 et le guide 18 n'est plus déplaçable axialement mais reste fixe. Le tube 26 20 sert d'élément de dimensionnement intérieur pour les revêtements séparables à former, et du fait que la mousse de polyuréthane se déplace le long du tube fixe 26, la surface de ce tube, sur toute sa longueur, est faite d'une substance qui n'adhère pas à la mousse, par exemple en polypropylène. Le produit résultant est 25 un élément d'isolement tubulaire, qui est tiré vers l'avant par un dispositif tracteur de tube. En même temps, les feuilles de papier liées à la surface de l'isolement sont tirées en avant. Le tube isolant en mousse 27 peut être coupé dans le sens de sa longueur par des scies à lames circulaires 28 montées sur le 30 châssis, tout en pouvant être également coupé en des sections de longueur désirée, pour former des paires de revêtement de tube prêtes à être montées tout autour d'un pipe-line à isoler. L'appareil représenté schématiquement en perspective à la fig. 3 est en principe semblable à celui de la fig. 1, mais 35 il est conçu sous la forme d'un véhicule pouvant se déplacer tout au long d'un pipe-line. Comme l'appareil de la fig. 1, l'appareil de la fig. 3 comprend un châssis 30, un distributeur à anneau rotatif 31 ayant une section en forme d'auge 34, un 69 15690 -8- 2009904 moteur 32 et une courroie 33 pour l'entraînement en rotation ciu distributeur 31, des supports de bobine 36, des bobines 37 portant des feuilles flexibles 44 et un guide 38 comprenant une section tronconique 39 et une section cylindrique 40. Une partie " L'appareil ne reçoit pas le tube à revêtir dans un palier à l'intérieur de l'anneau du distributeur comme dans le dispositif de la fig. 1, mais.entre des roues de centrage 29 montées 10 sur le châssis. Ces roues 29 alignent le tuyau 42 avec le distributeur annulaire 31• L'une des roues de centrage est également une roue motrice 41 qui peut être entraînée par un motéur1électrique 43 pour déplacer l'appareil tout entier sur le pipe-line 42 (vers la droite sur la fig. 3). 15 Pour assurer l'alignement convenable de l'appareil avec le pipe-line, deux groupes de roues de centrage 29 sont prévue , un groupe de trois roues de centrage étant relié à une plaque verticale 46 du châssis, et un second groupe de trois roues de centrage étant relié à une autre plaque verticale du châssis à 20 quelque distance de la première, par exemple la plaque 47 (les roues n'étant pas représentées). L'énergie est fournie aux moteurs électriques 32, 43, et le polyuréthane liquide est envoyé à la conduite d'amenée 35 à partir d'un camion se déplaçant le long de la voie du tube. Si l'on veut monter l'appareil sur un 25 pipe-line en un point entre ses extrémités terminales, il est nécessaire de réaliser l'appareil en deux moitiés séparables ou au moins articulées l'une sur l'autre. Le fonctionnement de l'appareil de l^fig. 3 est le même que celui de la fig. 1, à ceci près que le tube est maintenant maintenu fixe, l'appareil 30 étant déplacé sur lui. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais s'étend à toute variante Conforme à son esprit; elle n'est pas limitée à la production d'éléments d'isolement de forme circulaire, d'autres formes pouvant être pro-35 duites, par exemple des formes de section carrée pour réaliser des conduits. 69 15690 -9- 2009904 - EhiV'KMDI CATIONS - 1 - Un. procédé pour la production continue d'un tube d'isolement en mousse de polyuréthane, ce procédé comprenant l'envoi à un distributeur à anneau rotatif monté à rotation autour 5 d'un tube disposé coaxialement à l'intérieur d'un corps tubulaire flexible, d'une composition liquide, ou de ses constituants, susceptible de former une mousse de polyuréthane; la mise en rotation du distributeur autour du tube à une vitesse telle que la composition liquide reçue par le distributeur en est évacuée 10 sous l'effet de la force centrifuge sous forme d'une pulvérisation projetée sur la face intérieure du corps flexible tubulaire, le distributeur étant simultanément et continûment déplacé axia-lement par rapport au corps tubulaire; la libre prise en mousse de la composition liquide sur le corps tubulaire de manière à 15 s'expandre radialement jusqu'à remplir l'espace compris entre le tube et.le corps tubulaire, le corps tubulaire se trouvant soutenu sur saface externe, la mousse de polyuréthane étant laissée libre de prendre dans ledit espace. 2 - Un procédé selon la revendication 1, dans lequel, en . 20 même temps que le distributeur, le tube est déplacé axialement par rapport au corps tubulaire. 3 - Un procédé selon la revendication 1, dans lequel le tube reste fixe par rapport au corps tubulaire. 4 - Un procédé selon une quelconque des revendications 25 1 à 3» dans lequel le corps tubulaire flexible est formé par une série de feuilles disposées tout autour du distributeur et se déplaçant par rapport à lui avec leurs bordglongitudinaux chevauchant et leurs axes s'étendant dans des plans coupant l'axe du corps tubulaire formé à partir des feuilles. 30 5 - Procédé selon la revendication 4, dans lequel les feuilles forment un corps tronconique au voisinage du distributeur pour recevoir la composition de formage d'une mousse de polyuréthane au voisinage de son extrémité large, les feuilles à partir de l'extrémité étroite du corps tronconique et au-delà 35 formant un corps cylindrique. 6 - Un appareil pour produire en continu un tube d'isolement en mousse de polyuréthane selon le procédé de la revendication 1, cet appareil comprenant un distributeur à anneau rotatif 69 15690 -10- 2009904 comportant une ouverture centrale, des moyens de centrage pour monter un tube dans l'axe du distributeur à travers ladite ouverture centrale, des moyens d'entraînement jpour la mise en rotation du distributeur sur son axe, des moyens d'alimentation 5 pour envoyer au distributeur une composition liquide pour former la mousse de polyuréthane, ou les constituants d'une telle composition, des supports de bobines adaptés à retenir une série de bobines d'une matière en feuille selon un arrangement régulier par rapport à la périphérie du distributeur, et un support 10 tubulaire monté dans l'axe du distributeur et tout autour de lui pour supporter le matériau en feuille quand on le dévide des bobines à travers le support. 7 - Un appareil comme à la revendication 6, dans lequel le support tubulaire comprend une section conique suivie à son 15 extrémité étroite par une section cylindrique, l'extrémité large de la section conique étant disposée autour du distributeur. 8 - Un appareil selon la revendication 6 ou la revendica tion 7, dans lequel le distributeur, les moyens de centrage, les moyens d'entraînement, les moyens d'alimentation, le support tu- 20 bulaire et les supports de bobines sont montés sur uivéhâssis . commun susceptible de se déplacer sur le tube traversant l'ouver ture du distributeur. 9 - Les tubes d'isolation en mousse de polyuréthane fabriqués par un procédé selon l'une des revendications 1 à 5. 25 10 - Un tube recouvert d'une isolation en mousse de poly uréthane produite par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.