Brevet FR2302495A1 — publié le 19760924

La présente invention concerne une boite de distribution pour échangeur de chaleur du type présentant une partie centrale en forme de calotte distributrice et une partie périphérique annulaire faisant office de bride de fixation raccordée à la calotte et munie de trous de passage pour des boulons de serrage, ainsi qu'au moins un raccord taraudé de fluide solidaire de la calotte distributrice et destiné à la fixation d'un tuyau d'alimentation ou d'évacuation. Uneboite de distribution connue du genre susmentionné est réalisée a partir d'un flan de tôle embouti de façon à présenter une forme de calotte distributrice entourée par une bride périphérique . A l'endroit des trous de passage, on ménage, dans la bride. métallique, des ouvertures par fraisage, on découpe également dans la calotte distributrice autant d'ouvertures qu'il y a de raccords taraudés à fixer sur cette calotte, par exemple par soudage.Bien entendu, préalablement au soudage du raccord, on munit celui-ci d'un taraudage par exemple sur un tour de fraisage. I1 faut également disposer sur la face interne de la calotte distributrice, c'est-à-dire sur la face tournée vers le corps d'échangeur et la chambre de distribution, d'une part, au moins un listel d'étanchéité et, d'autre part, le cas Echeant, au moins un listel de sbparation, es différents listels étant fixés sur la calofte distributrice par une opération de soudage. La botte de distribution connue nécessite un grand nombre d'opérations d'usinage et, de ce fait, est d'une fabrication compliquée et onéreuse. Colame,en outre ces boites de distribution doivent pouvoir résister à la corrosion, il faut les soumettre a un traitement anti-corrosif ou les constituer en un acier spécial. Par ailleurs, ces boftes de distribution sont fréquemment appelées à résister à de fortes pressions de sorte qu'il faut dimensionner leurs parois en conséquence. Mais, comme on le sait, les difficultés d'emboutissage croissent avec l'augmentation de l'épaisseur des parois. La présente invention supprime les inconvénients précitées et a pour but de proposer une boite de distribution du genre mentionné au début et qui se prote à une fabrication facile et raphide tout en présentant toutes les caractéristiques de résistan cemécanique et de tenue & la température. Ce but est atteint conformément a l'lnvent or; du fait que la boîte de distribution est constituée dans son ensemble en une matière armée thermodurcissable moulée à chaud et sous pression et que cette boîte comporte sur sa face opposée au corps d'échangeur des nervures de raidissement qui sont perpendiculaires au plan de la bride de fixation et qui sont réalisées par moulage en même temps que l'ensemble de ladite boîte de distribution. Grâce à cette conception de la boîte de distribution, on évite toutes les opérations de soudage et d'usinage puisqu' on peut réaliser ladite boite en une seule opération de moulage sous pression. On a constaté également que la botte de distribution conforme à l'invention présente une résistance accrue a la pression probablement en raison d'une particularité des matières plastiques thermodurcissables, particularité selon laquelle les parties de la matière thermodurcissable en contact avec la paroi du moule présentent, après l'opération de formage ou de moulage a chaud et sous pression, une surface ou croûte d'une résistance mécanique très élevée même lorsque les matières plastiques comportent a des endroits une épaisseur de paroi très faible.Cet effet de surface ou de croûte est avantageusement appliqué dans le cadre de la pré- sente invention notamment par les nervures de raidissement de la botte de distribution. La dureté superficielle de la boite de distribution, dureté obtenue par moulage, permet évidemment de réduire considerablement les épaisseurs de paroi, ce qui se taduit alors par un allègement de la boite de distribution. Avantagevsement, la bride de fixation présente sur sa face tournée vers le corps d'échangeur au moins une nervure d'étanchéité fermée sur elle-même, parallèle au pourtour de la bride et perpendiculaire à la face plane de celle-ci, cette nervure d'étanchéité étant moulée d'une seule piece avec l'ensemble de la boîte de distribution. Ainsi1 on réalise non seulement un élément procurant une étanchéité parfaite en coopération avec un joint approprié, mais procurant en même temps au niveau de la bride, une rigidité et une résistance supplémentaires.Pour éviter toute opération de taraudage du raccord de fluide, on peut réaliser ce taraudage directement par moulage lors de la fabrication de l'ensemble de la botte de distribution. Etant donnX que les parois de la matitre thermodurcissable en contact avec le moule présentent une dureté superficielle accrue, les filets du taraudage moulé ont également une dureté superficielle remarquable. L'objet de la présente invention sera encore mieux compris à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif, description faite en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une w vue en plan d'une boite de distribution conforme à l'invention et vue du côté opposé au corps d'échangeur, - la figure 2 est une vue en élévation d'une coupe verticale pa rallèlement à l'axe de la botte de distribution et selon la ligne brisée II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en élévation d'une coupe partielle de la boite de distribution, coupe parallèle à l'axe de ladite boite et selon la ligne brisée III-III de la figure 1 et - la figure 4 est encore une vue en élévation d'une coupe parallèle à l'axe de la botte de distribution et selon la ligne brisée IV-IV de la figure 1. La botte de distribution 1 telle que représentée sur le dessin annexé est associée à un échangeur de chaleur non représenté et comprend une partie centrale 2 en forme de calotte distributrice et une partie périphérique annulaire 3 faisant office de bride de fixation. Cette bride de fixation 3 est raccordée d'une façon continue à la calotte 2 et est munie de trous de passage 4 pour des boulons de serrage non représentes, l'axe de ces trous 4 étant parallèle à l'axe général 5 de la boi- te de distribution 1. Bien que l'on désigne la partie centrale 2 par le terme de calotte distributrice, il est évident que cette partie centrale ne possède pas nécessairement et rigoureusement la forme d'une calotte. Dans le cas de l'exemple représenté sur le dessin annexé, la calotte distributrice 2 se compose de deux parois bombées 6 et 7 qui prennent naissance sur le bord interne de la bride annulaire 3 et qui, après avoir passe par un sommet, se rejoignent dans un plan radial de symétrie de la botte de distribution 1 le long d'une zone droite 8 qui se trouve sensiblement au meme niveau que la bride 3. Ainsi, ces deux parois 6 et 7 délimitent à l'intE- rieur de la botte de distribution 1 deux chambres 9 et 10 qui cern- muniquent avec l'extérieur à l'aide d'un raccord de fluide 11, 12 fixé par moulage sur le sammet correspondant 6a ou 7a des parois bombées 6 et 7. I1 va sans dire que le nombre des chambres à 1' in- trieur de la botte de distributionl ainsi que le nombre des rac cords de fluide sont sans importance dans le cadre de la présente invention. Comme on peut le voir sur le dessin et notamment sur les figures 2 à 4, la bride de fixation 3 présente, sur sa face 3a tournée vers le corps d'échangeur au moins une nervure d'étanchéité 13 fermée sur elle-même, parallèle au pourtour de la bride 3 et perpendiculaire à la face plane 3b de ladite bride 3, la face plane 3b étant située du côté des raccords 11 et 12. Dans le cas de l'exem- ple de réalisation représenté, la bride 3 comprend aussi une deuxième nervure dtXtanchéité 14, disposée concentriquement à la première nervure d'étanchéité 13. Les raccords de fluide 11 et 12 comportent chacun un taraudage lla et 12a obtenu directement par moulage. Sur sa face interne tournée vers le corps d'échangeur, la calotte 2 présente,en-dessous de la zone droite de symétrie et de jonction des deux parois 6 et 7, une nervure de séparation 15 qui s'étend dans un plan radial de la botte 1 et qui se raccorde latéralement à la nervure d'étanchéité intérieure 14. I1 ressort clairement de la figure 2 que les bords inférieurs des deux nervures d'é-tanchéité 13 et 14 et de la nervure de séparation 15 se trouvent au même niveau dans un même plan perpendiculaire à l'axe 5 de la boite de distribution 1. Du cbté opposé au corps d'échangeur, la boite de distribution comporte des nervures de raidissement 16 qui sont parallèles å l'axe 5 de la boite de distribution l et prpendiculaires au plan de la face plane 3b de la bride de fixation 3. La disposition de ces nervures de raidissement 16 est telle qu'au moins quelques nervures 16a s'étendent radialement par rapport a l'axe 5 de la boî- te de distribution 1. Il est également avantageux de disposer certaies autrea nervures de raidissement 16b de telle sorte qu'elles s'étendent radialement par rapport à l'axe du raccord de fluide 11 ou 12 à la paroi extérieure duquel elles se raccordent d'une façon continue.Comme on peut le voir d'ailleurs sur la figure 1, une nervure de raidissement 16b partant du raccord 11 et une autre nervure de raidissement 16b partant du raccord 12 se joignent sous un certain angle et se raccordent ensuite A une nervure 16a , disposée radialement par rapport à l'axe 5 de la botte de distribution. Il ressort également du dessin qu'au moins une partie des nervures de raidissement 16 s'étendent jusqu'au bord de la bride de fixation 3, chacune de ces nervures 16 étant disposée entre deux trous de pas sages voisins 4 de ladite bride 3. Chaque trou de passage 4 qui est obtenu par moulage dans la bride de fixation 3 est prolongé en direction du corps d'échangeur par une nervure annulaire de guidage 17 dont le bord inférieur coïncide avec ceux des nervures d'étanchéité 13 et 14 qui sont par ailleurs tangentes aux différentes nervures annulaires de guidage 17. Du côté détournédu corps d'échangeur, c'est-adire du côté de la face plane 3b de la bride 3, chaque trou de passage 4 est entouré d'une rondelle métallique 18 noyée dans la matière constitutive de la bride 3. L'ensemble des différents éléments constitutifs de la botte de distribution 1, 'c'est-à-dire la calotte 2, les différentes nervures 13, 14, 15, 16, 17, les raccords desfluide Il et 12 ainsi que les taraudages correspondants lia et 12a sont tous constitués en une matière armée thermodurcissable moulée a chaud et sous pression de préférence en une meme et seule opération de moulage. Les rondelles métalliques 18 sont mises en place dans'le moule avant ltopération de moulage et noyées dans la matière constitutive de la bride lors de ladite opération de moulage.Comme matière ther modurcissable, on utilise avantageusement les résines polyesters, polyuréthanes et epoxy et comme armature de cette matière plastique thermodurcissable, on utilise de préf érence des fibres de verre sous forme de nappe ou de tissu. Il est avantageux d'utiliser pour la réalisation de la boite de distribution 1 des nappes ou des tissus de fibres de verre imprégnés de matière plastique thermodurcissable avant leur mise en place dans le moule. Il se comprend de soi-mSme que le mode de réalisation précSdemment décrit et représenté sur le dessin annexé nra été donné qu'à titre d'exemple et qu'il peut subir un certain nombre de modifications sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention, cadre qui est défini par les revendications annexées On comprendra également que les nervures d'étanchéi- té 13, 14 contribuent d'une façon générale et notamment en coopération avec les parties pratiquement transversales des nervures de guidage 17 & la rigidification de la bride 3 et, en mérne temps, à son allègement. REVENDICATIONS i. Botte de distribution pour échangeur de chaleur du type prdsentant une partie centrale en forme de calotte distributrice et une partie périphérique annulaire faisant office de bride de fixation raccordée à la calotte et munie de trous de passage pour des boulons de serrage, ainsi qu'au moins un raccord taraudé de fluide solidaire de la calotte et destiné à la fixa- tion d'un tuyau d'alimentation ou d'évacuation, caractérisée en ce qu'elle est constituée dans son ensemble en une matière armée thermodurcissable moulée à chaud et sous pression et qu'elle comporte sur sa face opposée au corps d'échangeur des nervures de raidissement qui sont perpendiculaires au plan de la bride de fixation et qui sont réalisées par moulage en meme temps que l'ensemble de ladite botte de distribution. 2. Boite de distribution selon la revendication 1, caractériséeen ce que la bride de fixation présente sur sa face tournée vers le corps d'échangeur au moins une nervure d'étanchéité fermée sur elle-meme, parallèle au pourtour de la bride et perpendiculaire à la face plane de celle-ci, cette nervure d'étanchéité étant moulée d'une seule pièce avec l'ensemble de la botte de distribution. 3. Botte de distribution selon la revendication 1, caractériséeen ce que le raccord de fluide comporte un taraudage obtenu directement par moulage. 4. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 3, caractériséeen ce que sur sa face interne tournée vers le corps d'échangeur, la calotte présente au moins une nervure de séparation qui est réalisée par moulage en meme temps que l'ensem- ble de la botte de distribution, qui se raccorde latéralettent à la nervure d'étanchéit8 intérieure et qui présente un bord se trouvant au meme niveau que celui de ladite nervure d'étanchéité. 5. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les nervures de raidissement s'éten- dent radialement par rapport à l'axe de la boite de dtstribution 6. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisésen ce que les nervures de raidissement s'étendent radialement par rapport 8 l'axe du raccord de fluide et partent de la paroi extErièure de celui-ci. 7. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 6, caractOrisee en ce qu'au moins une partie des nervures de raidissement s'étendent jusqu'au bord de la bride de fixation, chacune de ces nervures étant disposée entre deux trous de passage voisins de ladite bride. 8. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque trou de passage moulé dans la bride de fixation est prolongé en direction du corps d'échangeur par unenervure, annulaire de guidage. 9. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 8, caractériséeen ce que du côté tourné vers le corps d'échangeur, la bride comprend deux nervures d'étanchéité concentriques l'une à l'autre et taGens auxdifferentes nervures annulaires de guidage prolongeant les trous de passage de la bride. 10. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que du cbté détourné du corps d'échangeur, les trous de passage sont entourés de rondelles métalliques. noyées dans la matière constitutive de la bride. 11. Botte de distribution selon l'une des revendications 1 à 10, caractériséeen ce que l'armature de la matière plastique thermodurcissable est constituée par des fibres de verre sous forme de nappe ou de tissu.