Brevet FR2033403A1 — publié le 19701204

« * 05979 1 2033403 L'invention est relative à un pro-* cédé pour enrouler en un serpentin un tube sur un noyau d' enroulement, sur un lit au minimum, le noyau d'enroulement étant animé d'un mouvement de rotation et des écarteurs étant disposées entre 5 les différents lits tabulaires. l'invention s'étend en outre à une installation pour la mise en application de ce procédé ou procédé similaire. Les tubes enroulés sont utilisés, par exemple, dans les échangeurs de chaleur et notamment aussi dans 10 des régénérateurs. Si l'on enroule simplement, dans le procédé décrit précédemment, le tube sur les écarteurs, on obtient dans des conditions qui constitueraient up. inconvénient, des spires de tubes qui seraient établies en forme de polygone en coupe trans-15 versale en raison de l'écartement important des écarteurs sur une spire. Dans un procédé connu du genre décrit dans le préambule, le tube est en conséquence enroulé par étapes, et est, au cours de cette opération, courbé sur un gabarit 20 qui est chaque fois posé entre deux écarteurs. Le gabarit est ensuite posé dans l'espace suivant entre deux écarteurs, et l'on exécute l'étape d'enroulement suivante, et ainsi de suite. Cet enroulement par étapes présente aussi des inconvénients sensibles. D'une part la vitesse d'enroule-25 ment est très faible en raison des interruptions périodiques nécessaires pour changer le gabarit de place. D'autre part, même dans ce type d'enroulement, il n'est pas possible d'obtenir une courbure précise et régulière des différentes spires d'un lit tubulaire. Dans l'ensemble, ce procédé est très peu économique avec une quali-30 té médiocre d'enroulement. La présente invention a pour objet de réaliser un procédé simple pour enrouler les tubes, ce procédé ne présentant pas les déficiences des procédés connus. Conformément à l'invention, cela 35 est obtenu en ce qu'on enroule le tube continuellement avec un rayon de courbure qui reste constant sur les différents lits. Il est obtenu ainsi un enroulement rapide et très économique du tube, avec une qualité élevée d'enroulement. La courbure régulière rendue possible par le mode de trm~ 40 vail continu du procédé assure au tube enroulé des conditions que 70 05979 2 2033403 l'on peut considérer comme bonnes pour la technique de l'écoulement et la thermodynamique ainsi que pour le montage et le démontage. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le rayon de courbure dé-5 finitif est communiqué continuellement au tube au moyen d'un dispositif de pré-cintrage immédiatement avant qu'il ne monte sur le lit de tube. Les différentes spires de l'ensemble du lit tubulaire reçoivent ainsi une courbure constamment semblable. Toute irrégularité de la courbure qui aurait pu être provoquée par l'écarteur est 10 ainsi supprimée grâce à l'utilisation du dispositif de pré-cintrage suivant 1'invention. Il y a avantage à ce qû».. soit exercée constamment une traction régulière sur le tube en cours de montée par le dispositifyde pré-cintrage. Le tube est ainsi enroulé 15 toujours avec un serrage régulier. Le dispositif de pré-cintrage comporte de préférence deux galets guides pour le guidage du tube sur un côté supérieur, et deux galets obliques coopérant ensemble montés entre les précédents et à côté l'un de l'autre pour le guidage 20 de tous côtés. Les trois unités de galets sont disposées en une seule rangée sur une pièce porteuse, de préférence un profilé en U. Pour diminuer le rayon de courbu—^ re du tube, il est avantageux que le galet-guide communiquant la coi$gw 25 bure au tube, et placé le plus près du lit tubulaire, soit réglable . dans la direction qui le rapproche du tube, par exemple au moyen d'une tige pour diminuer le rayon de courbure du tube. De môme, ce' galet guide peut-être réglé dans le sens inverse, c'est-à-dire dans le sens qui 1'éloigne du tube pour augmenter le rayon de courbure, 30 . , En outre,pour l'introduction du tube, la distance qui sépare les deux galets obliques l'un de l'autre peut être augmentée au moyen d'un mécanisme à levier ainsi que d'un coin. , Enfin il y a avantage à ce que les 35 galets poui-vus d'un profil de guidage adapté à un tube d'une section transversale extérieure déterminée puissent être remplacés, pour enrouler des tubes d'une autre coupe extérieure, par des galets d'un profil de guidage approprié. j Il est obtenu ainsi un dispositif j 40 de pré-cintrage dont la construction.est extrêmement simple et très • * • ! COPY ^ I 70 .05979 3 .2033403 efficace et que l'on peut utiliser pour des sections de tubes différentes aussi bien que pour façonner des tubes dont les rayons de courbure sont différents. La traction exercé sur le tuyau en 5 cours de montée par le dispositif de pré-cintrage sera absorbée de préférence, par l'intermédiaire d'un câble d'acier ou autre et d'un porte-palan, par un rail de circulation disposé parallèlement au lit de tube. Le câble d'acier est ainsi fixé par une extrémité au dispositif de-pré-cintrage et là, judicieusement, à la pièce 10 porteuse, et par s'on autre extrémité au porte-palan. Si alors le porte-palan exécute sur le rail de circulation, un déplacement qui correspond exactement au déplacement latéral du tube, la traction reste toujours la même à l'intérieur des différents lits de tube» Chaque fois que commencera l'établissement d'un nouveau lit, il 15 suffira d'ajuster un peu la longueur du câble pour que l'on ait, dans ce lit de tube aussi, une traction sur le tube qui corresponde au but recherché. Le tube que l'on doit enrouler peut en outre être déroulé à partir d'une bobine d'alimentation en 20 tube, de préférence montée mobile sur le rail de circulation. Cette disposition est particulièrement avantageuse si l'on se trouve en présence de très grandes longueurs de tubes à enrouler, qui par suite prennent beaucoup de place. ■Il est aussi possible, à l'aide 25 du dispositif suivant 1'invention,d'enrouler en continu un tube en spirale, sur le type d'une spirale en forme de vis d'Archimède ou logarithmique. A cet effet, il y .aura avantage à ajuster la courbure de tube qui se modifie continuellement par un réglage continu du galet guide qui. se trouve le plus rapproché de la spirale de tube, 30 Cette dernière opération peut naturellement se faire automatiquement • L'invention s'étend à une installation pour la mise en application d'un procédé suivant l'un ou plusieurs des paragraphes ci-dessus. 35 Une installation pour la mise en application du procédé suivant l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les figures ci-jointes, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en plan, 40 d'un dispositif suivant l'invention pour 1'enroulement hélicoïdal COPV . 70 05979 4 2033403 de tubes ; - la figure 2 est une vue latérale du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 représente,à l'aide 5 d'une vue latérale de détail analogue à la figure 2,un dispositif de pré-cintrage suivant l'invention, ce dispositif étant traversé par un tube qui doit être courbé ; - la figure 4 est une vue latérale correspondant à la figure 3 et montrant la disposition des galets 10 obliques dans le dispositif de pré-cintrage ; - la figure 5 est une coupe transversale représentant le galet guide le plus proche du lit tubulaire. Suivant les figures 1 et 2, un 15 tube 1 est enroulé sur un tambour d'enroulement. Un moteur de commande 3 sert à entraîner le tambour d'enroulement 2, Des écarteurs 4 constitués par des profilés en Usont disposés sur le tambour d'enroulement 2 pour recevoir le lit de tube fermé qui se trouve le plus à l'intérieur. Grâce à la présence de ces écarteurs 4, les 20 forces de frottement, qui se produiront quand on arrachera ensuite du tambour d'enroulement 2 le lit de tube que l'on aura fini d'enrouler , se trouveront diminuées. Pour obtenir que la courbure du tube 1 soit régulière lors de l'enroulement, on se sert d'un dispo-25 sitif de pré-cintrage 5, qui sera décrit en détail plus loin» Z>e dispositif de pré-cintrage 5 est relié,toujours avec me tension régulière, par un câble d'acier 6 par l'intermédiaire d'un porte-palan 7, avec un rail de circulation 8, de sorte que le tube 1 reçoit toujours une courbure très régulière de forme au cours de 30 1'enroulement. Quand le lit tubulaire commencé qui est représenté dans les figures 1 et 2 est complètement enroulé, on peut enrouler sur lui, avec interposition éventuelle d'écarteurs, d'autres lits tubulaires» 35 Dans la figure 3, ainsi que dans les figures 4 et 5, on a représenté en détail le dispositif de précintrage. Sur une pièce porteuse constituée par un profilé en U, 9, sont montés sur différentes pièces supports, des galets 10 et 11, avant et arrière su l'on regarde dans le sens du passage du tu-40 be 1 suivant la flèche 1a, destinés au guidage supérieur, d'un cô 70 05979 5 2033403 té, du tube 1• Entre les deux galets guides 10 et 11, se trouvent, •fixés également sur différentes pièces supports sur le profilé en ïï, , 9, deux galets obliques 12 et 13 placés l'un à côté de l'autre et coopérant ensemble, destinés au guidage en tous sens du tube 1 • 5 Des trous 14 servent à la fixation du câble d'acier 6 sur le dispositif de pré-cintrage 5« lté mode de fonctionnement exact des galets obliques 12, 13 ressort de la figure 3, en liaison avec la figure 4. Il est facile de se rendre compte que, si l'on ajuste 10 un levier de réglage 15 suivant la flèche 15a en l'amenant dans ."'a position représentée en tirets dans la figure 31 un coin 17 sera soulevé vers le haut suivant la flèche 17a par un levier 16# De ce fait, et grâce à l'effet subséquent des ressorts de pression 18 et 19, la distance qui sépare les deux galets obliques 15 12 et 13 s'agrandit dans la direction des flèches 12a et 13a, jusqu'à ce que le tube 1 puisse finalement être enlevé, dans la direction de la flèche 1b, du guidage formé par les galets obliques 12, 13. le mode de fonctionnement du galet -20 guide arrière 11, dont l'axe conserve-toujours sa position par rapport au profilé en U, 9, ne demande aucune explication plus précise# lie mode de fonctionnement du galet-guide 10 avant ressort en détail de la figure-3, en liaison avec la figure 4* l'axe de la pièce support 25 est incliné de 70 à 7 5° 25 sur l'axe longitudinal du profilé en U, 9» En outre, le galet guide 10 peut être ajusté suivant la flèche double 20 dans la direction du tube 1 ou dans le sens inverse, de sorte que l'on peut diminuer ou augmenter le rayon de courbure du tube 1. l'ajustement du galet guide 10 est rendu possible par la rotation d'une-tige 21, une 30 pièce support 22 du galet-guide 10, intérieure, pouvant se déplacer par rapport à une pièce support 25 extérieure, reliée rigidement avec le profilé en U, 9, par des goussets soudés 23, 24, dans les deux directions de la flèche double 20. - le tube 1, qui doit être courbé 35 dans le dispositif de pré-cintrage 5, pénètre dans ce dispositif de pré-cintrage 5 par le galet guide 11, avance ensuite en ligne droite et parallèlement à 1*extension longitudinale du profilé en U, 9, vers les galets obliques 12, 13, passe entre ceux-ci et traverse enfin le champ de guidage du galet guide 10. C'est là que 70 05979 s 2033403 lui est communiqué le rayon de courbure final voulu, en raison de la plus grande distance verticale qui est établie entre le galet guide 10 et le profilé en U, 9f par rapport à la distance verticale qui séparç le galet guide 11 de ce profilé en U. le tube 1 ainsi 5 courbé est pris directement sur le tambour d1 enroulement 2» Il y a lieu de faire remarquer que tous les galets 10, 11, 12 et 13 présentent le même profil de guidage,- adapté à la section extérieure du tube 1 * Si l'on enroule -des tubes d'une autre section extérieure^.les galets 10 10, 11, 12 et 13 peuvent être remplacés par des galets d'un profil de guidage correspondant» Les tubes enroulés par le procédé suivant l'invention n'ont pas obligatoirement une section circulaire conforme au présent exemple de réalisation, mais peuvent 15 aussi présenter en principe d'autres sections» Bien.entendu, 1 ' invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du 20 cadre de l'invention» 70 05979 7 2033403 REVEND 10- AT ION 3 10) Procédé pour enrouler en un serpentin un tube sur un noyau d'enroulement, sur un lit au minimum, le noyau d'enroulement étant animé d'un mouvement de rotation, 5 et des écarteurs étant disposés entre les différents lits tubulai-res, procédé caractérisé en ce qu'on enroule le tube continuellement avec un rayon de courbure qui reste constant sur les différents lits. 2°) Procédé suivant la revendica-10 tion 1, caractérisé en ce qu'on communique le rayon de courbure définitif continuellement au tube, directement avant qu'il n'arrive au lit de tube, au moyen d'un dispositif de pré-cintrage. 3°) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on exerce continuellement une traction 15 régulière sur le tube en cours de montée sur le lit par le dispositif de pré-cintrage. 4°) Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on absorbe la traction, par l'intermé* diaire d'un câble en acier ou autre et d'un porte-palan, par un 20 rail de circulation disposé parallèlement au lit de tube. 5°) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on déroule le tube à façonner à partir d'une bobine d'alimentation en tubeg de préférence montée mobile sur le rail de circulation. 25 6°) Installation pour la mise en application d'un procédé suivant l'une des revendications 1 à 5. 7°) Installation pour la mise en application du procédé suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de pré-cintrage présente deux galets-30 guides destin® au guidage supérieur dans un sens et deux galets obliques coopérant ensemble, montés l'un-à côté de l'autre et entre les précédents, destinés au guidage en tous sens du tube, les trois unités de galets étant disposées sur une rangée sur une pièce porteuse, de préférence un profilé en U. 35 8°) Installation suivant la re vendication 7, caractérisée en ce que le galet guide qui est le plus rapproché du lit tubulaire, et qui communique la courbure au tube, peut être ajusté, au moyen d'une tige par exemple, dans la direction du tube pour diminuer le rayon de courbure du tube. 40 9°) Installation suivant la reven 70 05979 8 2033403 dication 7 ou la revendication 8, caractérisée en ce que l'écart qui sépare l'un de l'autre les deux galets obliques peut être augmenté,pour permettre la réception du tube, au moyen d'un mécanisme à levier ainsi que d'un coin. 5 10°) Installation suivant l'une ou plusieurs des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que les galets guides adaptés à -une section extérieure déterminée de tube peuvent être remplacée par des galets d'un profil de guidage correspondant pour enrouler des tubes dont la section extérieure est 10 différente.