Brevet FR2059609A1 — publié le 19710604

Dans la fabrication cL'é changeur s de chaleur du type qui comprend un cylindre intérieur et un cylindre extérieur montés coaxialement, il est usuel de chauffer le cylindre extérieur pour l'emmancher par retrait sur le cylindre intérieur. Oe pro-5 cessus ne donne pas une liaison sûre entre les cylindres emmanchés e Selon l'invention, on utilise des techniques de formage par explosion dans lesquelles on prévoit une cartouche que l'on peut disposer coaxialement à l'intérieur du cylindre intérieuro 10 Grâce à des techniques de formage par explosion, il est possible de réaliser un forgeage de la surface extérieure du cylindre intérieur sur la surface intérieure du cylindre extérieuro Quand le forgeage se produit, les surfaces adjacentes des cylindres sont amenées en contact complet au-delà de la limite 15 élastique de la matière« Au contraire, quand on applique seulement des procédés d'emmanchement par retrait, il n'est pas possible d'obtenir un forgeage car les surfaces ne peuvent pas être amenées complètement en contact étant donné que les matériaux emmanchés par retrait restent dans leur limite d* élasti-20 cité» Selon une autre caractéristique de l'invention, on prévoit une cartouche plastique en plusieurs parties formées de polyéthylène en donnant à la section extérieure de polyéthylène une épaisseur de paroi notablement supérieure à celle de la 25 section intérieure et il est ainsi possible de réutiliser la section extérieure. Cela est possible parce que la section extérieure peut résister à la détonation de la charge explosive sans se déformer de façon permanente. Selon des exemples d'exécution qui illustrent des carac-30 téristiques et avantages de l'invention, on prévoit un dispositif permettant de dilater un cylindre intérieur dans un cylindre extérieur et comprenant une cartouche qui a la même extension que le cylindre intérieuro La cartouche comprend une section intérieure munie d'un alésage axial central dans lequel 35 un nombre prédéterminé de grains d'explosif sont disposés uniformément suivant l'axe de la cartouche et une section extérieure tabulaire annulaire de transmission de force située 70 30721 2 2059609 entre la section intérieure et la surface intérieure du cylindre intérieur, la section extérieure présente une aire de section notablement plus grande que la section intérieure et la section extérieure et la section intérieure sont formées 5 d'une résine thermoplastique durcissable qui peut être le polyéthylène ou une résine ayant pratiquement la même flexibilité, la même capacité de formage, la même résilience,'le même poids spécifique que le polyéthylène et un point de fusion au moins à peu près aussi élevé que le polyéthylène. 10 On comprendra mieux la brève description ci-dessus ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention en se référant à la description détaillée ci-après qui porte sur des modes d'exécution actuellement préférentiels mais non limitatifs de l'invention et qui se réfère aux dessins annexés 15 sur lesquels s - la figure 1 est une coupé d'une portion d'un cylindre intérieur monté coaxialement à l'intérieur d'un cylindre extérieur et dans lequel est utilisé l'appareil de formage par explosion de l'invention ; 20 - la figure 2 est une coupe agrandie de la cartouche de formage par explosion représentée sur la figure 1, retirée du cylindre intérieur, et - la figure 3 est une coupe agrandie similaire à la figure 2 mais montrant une cartouche qui présente deux sections 25 extérieures séparées,, Comme le montre la figure 1, on prévoit selon l'invention une cartouche explosive de dilatation désignée par la référence générale 10 et qui a la même extension qu'un cyliixdre intérieur 12 et est disposée coaxialement à celui-ci. La cartou-30 che 10 sert à dilater par explosion le cylindre intérieur 12 dans un cylindre extérieur désigné par la référence générale 14 pour former un échangeur de chaleur tubulaire 15<> Le cylindre extérieur 14 comprend de multiples anneaux à ailettes 16 o Il est préférable de fabriquer les anneaux 1.6 en fonte de façon 35 telle que chacun des anneaux 16 présente une série d'ailettes de transmission de chaleur 18. Chacun des anneaux 16 présente une saillie annulaire 20 à une extrémité et un évidement 70 30721 3 2059609 annulaire 22 à l1extrémité opposée de façon que les anneaux 16 puissent être assemblés bout-à-bout pour former le cylindre extérieur 14- qui est monté coaxialement sur le cylindre intérieur 12© 5 Pour engendrer une force explosive, on donne à la car touche 10 le diamètre extérieur voulu pour la disposer à l'intérieur du cylindre intérieur 12 et une longueur pratiquement égale à celle du cylindre extérieur 14. Stlon le mode d'exécution représenté par la figure 2, 10 le dispositif de formage par explosion 10 comprend une section intérieure 24 et une section extérieure 26« La section intérieure 24 comprend une portion axiale centrale 28 qui contient un nombre prédéterminé de grains d'explosif, généralement 8 à 33 grains par décimètre, qui sont disposés uniformément le long 15 de l'axe de la cartouche 10 et une enveloppe 30 en matière fibreuse ou plastique dans laquelle est enrobée la portion explosive ou centrale 24. La section intérieure 24 se vend sous la marque commerciale "Primacord*. Il est préférable de fabriquer la section extérieure 26 en une matière de transmission de force 20 comme le polyéthylène ou une résine thermoplastique durcissable ayant pratiquement les mêmes propriétés que le polyéthylène, par exemple la même flexibilité, la même capacité de formage, la même résilience, le même poids spécifique et un point de fusion au moins aussi élevéo Des matières appropriées autres 25 que le polyéthylène sont les polyvinylacétals, les polyvinylbu-tyrals, le polystyrène, le "Nylon", le polytétrafluoréthylène, les résines de polyester, le polyformaldéhyde, le "Lexon*, le polypropylène et le chlorure de polyvinyle0 Ces matières ont pratiquement la même flexibilité, la même capacité de formage, 30 la même résilience et le même poids spécifique que le polyéthylène et un point de fusion au moins à peu près aussi élevé» La figure 3 illustre un autre mode d'exécution de l'invention dans lequel les parties correspondantes sont désignées par les mêmes références augmentées de 100o Dans cette forme 35 de l'invention, on prévoit une cartouche à couches multiples 110. La cartouche 110 comprend une section intérieure 124 qui est disposée coaxialemeîït à l'intérieur d'une section intermé- 70 3Ô721 2059609 diair» 125 ÇLU-i est à son tour disposée coaxialement dans une section extérieure 126® La section intérieure 124 comprend une portion axiale 128 qui est entourée par une mince enveloppe extérieure 1J0« La portion axiale 128 contient un nombre pré-5 déterminé de grains d*explosif qui sont enrobés dans 1' enveloppe 150 fabriquée an une matière fibreuse ou plastique et la section intérieure 124 se vend généralement sous la saarqùe commerciale MPrimacordl,o Dans la fabrication de l'échangeur de chaleur tabulaire 10 15» le tube intérieur 12 est généralement étiré à froid à des tolérances étroites et les anneaux à ailettes 16 sont de préférence coulés en longueurs d'environ 15 cm, la portion intérieure des anneaux 16 étant alésée# On chauffe alors soigneusement les anneaux à ailettes 16 et on les emmanche successivement sur 15 les tubes intérieurs 120 Par suite, le tube intérieur 12 est comprimé élastiquement par les anneaux 16 à mesure qu'ils se refroidissent et se contractent» Dans cette opération d*emmanchement à chaud, il est difficile d'obtenir un contact complet métal contre métal entre la surface extérieure du cylindre 12 20 et le diamètre de l'anneau 16# Quand on obtient un contact complet surface contre surface^ cela ssappelle forgeage» Pour que le forgeage se produise, on amène les deux surfaces ©n contact de façon que le cylindre intérieur 12 s'allonge au-delà de sa limite élastique tandis que dans l'opération d8emmanchement, 25 on n'amène pas le cylindre intérieur 12 au-delà de sa phase de plasticité et il existe des angles vifs le long des surfaces en contact entre les anneaux à ailettes 16 et le sylindre intérieur 12 qui donne des discontinuités où il existe un saanque de contact et cela s®oppose à un bon transfert de chaleur «antre le 30 sylindre intérieur 12 et les anneaux à ailettes 16c. Etant donné les difficultés inhérentes à 1'étape ds®m-aancliement. use fois qu'on a inséré le cylindre intérieur 12 dans 1°anneau à ailettes 16 de la façon décrite plus ha.ut9 on place coaxialement la cartouche explosive de dilatation 10 ou pp 110 à 1°intérieur du cylindre intérieur 12, dans une position qui coïncide avec la longueur de Ie anneau à ailettes 16® On peut faire détoner les cartouches de dilatation iO et 110 au bad original 70 30721 5 2059609 moyen d'un détonateur de type électrique "bien connu dans la technique© Quand on utilise la technique de formage par explosion selon l'invention, la force d'explosion engendrée à travers l'épaisseur de paroi du cylindre intérieur 12 suit le con-5 tour de la surface compte tenu des petites variations "brusques le long de l'alésage intérieur de l'anneau à ailettes "16 de sorte que la portion du cylindre intérieur 12 qui touche l'anneau 16 dépasse la limite élastique0 Il est entendu que l'on peut apporter des modifications, 10 changements ou substitutions à la description ci-dessus et dans certains cas, on appliquera certaines caractéristiques de façon correspondanteo 70 30721 6 2059609 REVENDICATIONS 1) Dispositif servant à dilater par explosion un cylindre intérieur dans un cylindre extérieur disposé coaxialement au cylindre intérieur avec la même extension, caractérisé 5 par le fait qu'il comprend une cartouche ayant la même extension que le cylindre extérieur et que la cartouche comprend une section intérieure présentant un alésage axial central dans lequel un nombre prédéterminé de grains d'explosif sont disposés uniformément le long de l'axe de la cartouche et une section 10 tubulaire annulaire de transmission de force située entre la section intérieure et la surface intérieure du cylindre intérieur, la section tubulaire ayant une aire de section notablement plus grande que la section intérieure, la section tubulaire et la section intérieure étant formées d'une résine thermo-15 plastique durcissable qui peut être le polyéthylène ou une résine ayant pratiquement la même flexibilité, la même capacité de formage, la même résilience, le même poids spécifique que le polyéthylène et un point de fusion au moins à peu près aussi élevé• 20 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le cylindre extérieur comprend de multiples anneaux individuels à ailettes qui présentent chacun un évidement annulaire à une extrémité et une saillie cylindrique à l'autre extrémité de sorte que l'on peut disposer les anneaux à ailettes 25 bout-à-bout le long du cylindre intérieur, la saillie cylindrique se logeant dans 1'évidement annulaire d'anneaux adjacents» 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section tubulaire comprend un tube intermédiaire et un tube extérieur destiné à recevoir coaxialement le tube 50 intermédiaire. 4) Procédé visant à dilater tin cylindre métallique intérieur dans un cylindre métallique extérieur et caractérisé par le fait que l'on dispose le cylindre intérieur à l'intérieur du ©ylindre extérieur, que l'on dispose à l'intérieur du cylin-35 dre intérieur une cartouche ayant la même extension que le cylindre extérieur et qui comprend une section intérieure présentant un alésage axial central dans lequel tua nombre prédéterminé 70 30721 ? 2059609 de grains d'explosif sont disposés uniformément le long de l'axe de la cartouclie et une section tubulaire annulaire de transmission de force située entre la section intérieure et la surface intérieure du cylindre intérieur, la section "tubulaire ayant 5 une aire de section notablement plus grande que la section intérieure, la section tubulaire et la section intérieure étant formées d'une résine tberaioplastiqué durcissable qui peut être le polyéthylène ou une résine ayant pratiquement la mime flexibilité, la même capacité de formage, la mime résilience et le 10 même poids spécifique que le polyétîiylène et un point de fusion au moins à peu près aussi élevé9 que 1 *on fait détoner l'explosif âe façon que la surface extérieure du cylindre intérieur soit amenée en contact avec la surface intérieure dix ©ylindre extérieur et que le cylindre intérieur se dilate au-delà de sa 15 limite élastique» 5) Procédé selon la revendication 4-, caractérisé par le fait que l'on chauffe d'abord le cylindre extérieur pour 1'emmancher par retrait sur le cylindre intérieur»