Brevet FR2218160A1 — publié le 19740913

La présente invention concerne un procédé et des installations pour la fabrication d2-u appareil de mélange à agitateur horizontal tournant dans un récipient fixe et l'apparei~ ainsi obtenu. Un tel appareil peut notamment être utilisé comme réacteur sous pression pour la fabrication de composés chimiques. Un appareil de mélange de ce type connu en soi, comprend, en se référant à la figure 1 : une enceinte 1, un agitateur rotatif 2, disposé selon l'axe longitudinal de l'enceinte et dont les tourillons opposés sont portés de manière étanche par des paliers de guidage 3 et 4. l'enceinte se compose d'une enveloppe intérieure 11 de forte épaisseur pour résister à la pression du milieu intérieur et de fonds rapportés 12 et 13 également de fortes épaisseurs, A l'x- térieur de l'enveloppe sont fixés des renforts ou entretoises sur lesquels est montée une enveloppe extérieure 6 de faible épaisseur.L'espace ménagé entre ltenveloppe extérieure et ltenve- loppe intérieure permet la circulation d'un fluide échangeur de chaleur qui détermine la température du milieu travaillé à l'intérieur de ltenceinteS et qui est amené et évacué par les tubulures 8 et 9. L'efficacité de l'appareil dépend sensiblement/e t fonction inverse du jeu entre l'agitateur 2 et l'enveloppe intérieure il. Pour réduire ce jeu au strict minimum, il faut que le corps de l'appareil soit de révolution à l'intérieur. Avec les tôles épaisses constituant l'enveloppe intérieure, cette condition est très difficile à réaliser d'une part à cause des grosses déformations engendrées par les soudures, brides 10, etc) d'autre part à cause de la raideur des tôles épaisses et de leur faible déformabilité. L'élimination des formations de l'enveloppe intérieure est une opération longue et délicate exigeant une bonne pratique et de nombreux tours de main.Un inconvénient secondaire de ce type d'appareil est le coft-global élevé de la construction de l'enceinte0 La surface interne de l'enveloppe intérieure, au contact du milieu intérieur doit ventre résistante aux attaques de ce milieu et est de ce fait généralement en acier inoxydable0 L'emploi de tôles massives en acier inoxydable ne pouvant être envisagé, on utilise des tôles comprenant une couche en acier au carbone sur laquelle est plaquée une couche en acier inoxydable. le coût est malgré tout élevé. L'invention permet d'éviter ces inconvénients. Elle fournit un procédé de fabrication et des dispositifs qui permettent d'obtenir une enceinte à double paroi de mélangeur à agitateur rotatif dont l'enveloppe irieure est dotée d'une bonne géométrie. Ce procédé et ces dispositifs permettent d'employer des tales épaisses pour constituer ltenveloppe extérieure et des tales minces pour constituer 1'enveloppe intérieure. La géométrie de l'enveloppe extérieure est peu importante ce qui donne beaucoup de liberté pour la mise en oeuvre des tales épaisses. La mise en oeuvre de l'enve- loppe intérieure ne nécessite que des petites soudures et ntocca- sionne que de faibles déformations.Un avantage secondaire de l'in- vention est de permettre 11 emploi de tales fortes massives en acier noir pour constituer l'enveloppe extérieure et de telles massives moins fortes en inoxydable. Pour une résistance à la pression équivalente, l'enceinte réalisée à partir de tales massives en acier noir d'une part en inoxydable d'autre part, cotte moins cher qu'une enceinte réalisée par des tôles fortes plaques et des tales de double enveloppe. Conformément à l'invention, le procédé de fabrication comprend : - le formage d'une enveloppe extérieure de forte épaisseur, capable de résister à la pression du milieu traité dans l'enceinte munie intérieurement d'entretoises, - l'usinage des faces intérieures des entretoises avec un outil de coupe dont les trajectoires d'usinage sont comprises dans un cy lindre théorique, dont l'axe correspond sensiblement à celui de l'agitateur, - le formage d'une enveloppe intérieure de faible épaisseur formée d'au moins une virole cylindrique et le soudage de ladite enve loppe sur les entretoises usinées. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. La figure 1 représente un appareil de mélange à agitateur rotatif connu en soi. les figures 2, 3 et 4 montrent un premier mode de réalisation d'une enceinte de l'appareil de mélange conforme à l'invention, à des stades successifs du procédé de fabrication selon l'invention. La figure 5 est une vue de détail de l'enceinte de l'appareil de mélange obtenu. La figure 6 représente un mode de réalisation de l'ins tallatio de soudage e l'enveloppe intérieure. La figure 7 représente en détail l'appareillage de positionnement de la têtue de soudage par rapport aux entretoises. La première étape du procédé de fabrication selon l1inven- tion, l'enceinte étant alors représentée à la figure 2, consiste à fabriquer l'enveloppe extérieure de forte épaisseur 14 munie a'eux tretoises 17 circulaires ou longitudinales0 Cette enveloppe est formée de viroles cylindriques telles que 141 et 142, en acier soudable, soudées entre elles. les éléments rapportés, c'est-à-dire les brides ou tubulures 15, les brides 16, servant à la fixation des fonds sont soudées sur cette enveloppe de forte épaisseur, dans les ouvertures ménagées à cet effet. Les entretoises intérieures 17 sont rapportées à l'eilve- loppe extérieure 14 par l'intermédiaire de cordons de soudure 19, réalisés de part et d'autre desdites entretoises (figures 3 et 5) les entretoises plus ou moins déformées, sont ensuite découpées ou usinées de manière que leurs faces intérieures usinées 191 enveloppent un cylindre dont l'axe 21 corresponde sensiblement à L'axe de l'agitateur0 Dans la phase suivante, illustrée par les figures 4 ou 6, l'enveloppe 20 de faible épaisseur, en acier inoxydable soudable, formée de viroles 201, 202, est montée à l'intérieur et elle est fixée aux entretoises par les zones de soudure 21, de préférence continues, prévues le long desdites entretoises. Pour éviter tout phénomène de corrosion dans l'interstice produit entre l'enceinte intérieure 20 en acier inoxydable et les entretoises 17, lesdites entretoises sont réalisées en acier inoxydable. Pour réduire le prix de l'enveloppe extérieure, les viroles sont réalisées à partir de tales massives en acier noir, Il est à craindre qu'un mécanisme de corrosion intervienne entre l'enveloppe extérieure 14 et les entretoises 17. Aussi les cordons de soudure 19 sont continus. La mise à la forme des faces 191 des entretoises 19 peut être réalisée par découpage à la torche à plasma. L'installation peut comporter, pour une enceinte à entretoises circulaires, un chalumeau à plasma fixe, 11 enceinte reposant et étant entraînée en rotation sur des vireurs, par l'intermédiaire de bandages rapportés et centrés par rapport à l'axe théorique correspondant à l'axe de l'a gitateurv t L'installation représentée sur la figure 6 permet le soa- dage de l'enveloppe intérieure sur les entretoises. Blle comprend une machine à souder automatique, classique, comprenant une potence horizontale 221, munie à son extrémité de la tête de soudage 222 et susceptible de coulisser dans un chariot 223 réglable en hauteur le long d'une colonne 224 reposant sur un båti inférieur 225. l'enve- loppe extérieure 14 repose horizontalement sur des vireurs 23 et 24 munis de galets moteurs qui déterminent la rotation de l'enveloppe. L'écononie du procédé veut que les entretoises soient les plus étroites possible, et que la torche de soudage soit bien centrée. De ce fait, la machine à souder est associée à un système de détection d'entretoise et de guidage de la t8te de soudage par rapport à ladite entretoise. Dans le cas d'entretoises circulaires, le centrage de la tette de soudage qui doit réaliser des cordons de soudure circulaire tels que 21, est assuré par des déplacements correcteurs de la potence 221 selon un axe horizontal. le système de détection et de guidage associé à la machine à souder, représenté en détail sur la figure 7, comprend un émetteur de rayonnement radioactif 25 porté par un chariot à 11 extérieur de ltenveloppe extérieure. Cet émetteur est constitué par une source de cobalt 60 ou de Césium 137, montée dans un conteneur en plomb susceptible d'entre obturé par un tiroir coulissant 251. le faisceau de rayons issus de la source radioactive traverse les enveloppes 14 et 20 et irradie deux détecteurs 25 et 26 portés par la potence 221, distants l'un de l'autre de l'épaisseur de ltentretoise. La présence ou l'absence d'entretoise dans le plan émetteur-récepteur se traduit par une variation de l'intensité des rayonnements détectés. Chacun des détecteurs 25 et 26 est constitué par un compteur Geiger-Iuller et un circuit électronique, l'alimentation étant stabilisée. Les détecteurs assurent, par l'intermédiaire d'un circuit électronique non détaillé, connu en soi, et schématiquement représenté en 27, la manoeuvre d'un relais double inverseur 28 qui contrtle la rotation du moteur 226 de déplacement horizontal de la potence 221. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails de mdme qu'envisager ltemploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 10) Procédé de fabrication d'une enceinte de mélangeur à agitateur rotatif, carac-te: sé -ar le fait qui compren; - le formage d'une enveloppe extérieure de forte épaisseur cae~S- de résister à la pression du milieu traité dans l'enceinte munie intérieurement d'entretoises, - l'usinage des faces intérieures des entretoises avec un outil de coupe dont les trajectoires d'usinage sont comprises dans un cylindre théorique dont l'axe correspond à celui de l'agitateur - le formage d'une enveloppe intérieure de faible épaisseur formée d'au moins une virole cylindrique et le soudage de la dite en veloppe sur les entretoises usinées;; 20) Procédé de fabrication d'une enceinte dtappareil de mélange à agitateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la fabrication de l'enveloppe extérieure de grande dimen- sion consiste à t - former une enveloppe extérieure à surface intérieure cylindrique, - former des entretoises indépendantes, - souder les dites entretoises à 11 intérieur de l'enveloppe. 30) Procédé de fabrication d'une enceinte d'appareil de mélange à agitateur rotatif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé par le fait que l'usinage des faces intérieures des entretoises est réalisé par découpage à la torche à plasma. 40) Procédé de soudage de l'enveloppe intérieure pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à - détecter la position de l'entretoise sur laquelle l'enveloppe doit store soudée par l'intermédiaire d'un émetteur et d'au moins un détecteur de rayonnement radioactif, - positionner automatiquement la ttte de soudage au dessus de l'entretoise cachée, d'après les informations du détecteur de rayonnement radioactiS. 5 ) Installation de soudage de l'enveloppe intérieure pour la mise en oeuvre du procédé, selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé par le fait qu'elle comporte en combinaison t - une machine à souder automatique, connue en soi, comprenant une tete de soudage montée au bout d'une potence ;; - un émetteur de rayonnement radioactif, d'un côté de l'enceinte - a moins lm détecteur de ce rayonnement radioactif, de l'autre côté de l'enceinte par rapport à l'émetteur - un circuit de commande du moteur déterminant le déplacement relatif de l'enceinte et de la tête de soudage, utilisant comme information d'entrée le signal du détecteur pour centrer la tête de soudage au-dessus de l'entretoise. 60) Enceinte de mélangeur à agitateur rotatif obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte - une enveloppe extérieure en acier soudable, de forte épaisseur pour résister à la pression, - des entretoises en acier inoxydable soudes à l'intérieur de la dite enceinte par l'intermédiaire de cordons de soudure latéraux continus; - une enveloppe intérieure de faible épaisseur en acier inoxydable soudée aux dites entretoises par des cordons de soudure continus.