Brevet FR2339475A1 — publié le 19770826

La présente invention concerne un procédé pour lier par fusion sous la forme d'un faisceau homogène plusieurs tubes en filets formés d'une résine synthétique thermoplastique, en particulier des tubes utilisés dans des systèmes de décharge d'eaux usées qui exploitent l'aptitude d'oxydation d'une matière organique dans des micro-organismes aérobies ainsi que ceux utilisés dans des systèmes de refroidissement par eau. Ces tubes sont dénommés ci-après:des tubes tressés. L'utilisation de micro-organismes collants fournit un moyen extrêmement efficace pour le traitement d'eaux usées. Parmi les systèmes utilisant ce procédé, on peut citer le système de filtrage écoulement goutte a goutte et le système à lit de contact et à disque tournant. Cependant, l'un ou l'autre système présente les inconvénients de constituer une installation encombrante, de présenter une faible capacité de décharge, d'avoir une structure de grande hauteur et d'introduire des frais d t entretien élevés ainsi que des problèmes inévitables de pollution. Pour remédier à ces inconvénients, on a utilisé des structures dans lesquelles un lit de contact destiné au traitement doleaux usées est constitué par un certain nombre d'ensembles de tubes tressés en résine synthétique. Cela permet de réduire le poids de l'ensemble de l'installation et de former commodément un lit de contact ayant un diamètre désiré par l'assemblage en faisceau d'un nombre approprié de tubes tressés. En outre, des micro-organismes ont tendance à coller sur le filet sans être détachés de celui-ci par le courant d'eaux usées. Cela augmente la capacité d'évacuation du système. Lorsque les tubes tressés tournent, ils permettent le passage de la lumière et son arrivée sur n'importe quelle partie du tube tressé placé le plus à l'intérieur, ce qui favorise la multiplication des micro-organismes par photo-synthèse. En conséquence, ces ensembles de tubes tressés constituent un système d'évacuation des eaux usées qui est efficace pour la décomposition des phosphures et des nitrures dissous dans les eaux usées. Cependant, ces ensembles de tubes tressés sont réalisés en réunissant les tubes sous la forme d'un faisceau et en les reliant ensemble à l'aide d'un adhésif ou bien par fusion le long des lignes de tangence ou en des points de contact intermédiaires. Un tel procédé classique présente des inconvénients résidant dans le fait d'une complication des opérations, dans les gros frais de main d'oeuvre et de temps de travail, dans le mauvais rendement et dans l'insuffisance de résistance sous la forme d'un ensemble homogène. L'invention a pour but de proposer un procédé efficace d'assemblage de tubes tressés permettant de réaliser des ensembles d'une résistance suffisante. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexes qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention, et sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation, en partie arrachée, montrant des tubes tressés qui sont montés sur un équipement d'assemblage employé dans le procédé selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan du moule utilisé; la figure 3 est une vue en perspective d'un ensemble de tubes tressés produit par le procédé selon l'invention; la figure 4 est une vue en élévation d'un autre exemple de réalisation d'un ensemble de tubes tressés ainsi produit; la figure 5 est une coupe verticale d'une partie d'un tube tressé qui est utilisé dans le procédé selon l'invention;; la figure 6 est une vue en perspective fragmentaire et en partie arrachée d'un ensemble de tubes tressés forme par assemblage en faisceau des différents tubes de la figure 5; et la figure 7 est une coupe verticale d'une extrémité d'un autre exemple d'un tube à filets multiples. Sur les figures 1 à 4, la référence 11 désigne un équipement d'assemblage en faisceau qui est muni de deux moules opposés 12 montés avec un espacement approprié de façon à pouvoir être déplaces l'un par rapport à l'autre le long de plusieurs éléments de guidage 13. A mi-distance entre les moules 12, une pluralité de moyens de contraction 14 sont répartis circonférentiellement et permettent un déplacement relatif d'un des moules par rapport à l'autre moule suivant une course prédéterminée. Dans le mode préféré de réalisation, chaque moyen de contraction 14 comprend un cylindre 15 dans lequel sont montées des tiges 16, chacune de ces dernières étant déplacée par un piston 17, à partir d'une extrémité dudit cylindre 15. Les tiges de piston 16 sont fixées par leur autre extrémité sur les moules 12. On peut également utiliser des tendeurs ou des organes similaires comme moyens de contraction à la place de l'ensemble cylindre-pistons. Dans les faces intérieures opposées des moules 12 sont ménagées plusieurs rainures circulaires 18 réparties sur un cercle de façon à recevoir librement les extrémités des tubes tressés A. Comme indiqué sur la figure 2, les rainures circulaires 18 sont adjacentes entre elles dans leur zone de tangence. Elles sont légèrement plus larges que l'épaisseur du tube tressé A. De préférence, les tubes tressés A ont un diamètre de 2 à 7 cm, une épaisseur de fil de 1 à 3 mm et une largeur de maille de 1 à 15 mm. Ils sont également formés de préférence d'une résine synthétique thermoplastique de haute résistance et de haute élas ticité en une seule passe d'extrusion. Lorsque les extrémités des tubes tressés A reçus dans les rainures circulaires 18 sont chauffées par le moule 12, ils fondent dans celui-ci en formant une partie extrême plus épaisse ou nervure B qui est solidaire des nervures des tubes adjacents. Un mode de réalisation d'un ensemble C de tubes tressés, représenté figure 3, consiste à assembler six tubes A de manière que leurs axes soient parallèles entre eux et que l'ensemble final ait une section droite à six pétales. Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 4, les tubes tressés A sont légèrement déformés circonférentiellement par rapport à l'axe de l'ensemble tubulaire. Dans ce cas, les moules 12 doivent être pourvus de nervures elliptiques en vue d'épouser la forme des extrémités des tubes, les rainures d'un moule étant légèrement décalées par rapport à celles de l'autre moule. Bien que dans ces modes de réalisation on utilise six tubes tressés, le nombre de tubes peut être supérieur ou inférieur en fonction de l'application envisagée et de l'espace disponible. On peut également former de plus grands ensembles de tubes, par exemple en assemblant six ensembles tubulaires autour d'une unité tubulaire telle que celle de la figure 3 en leurs points de contact. Les tubes tressés A peuvent être assemblés en faisceau avec un autre tube central de manière à remplir en majeure partie l'intervalle interne qui est visible à la figure 3. Ils peuvent également être accouplés entre eux côte à côte suivant une ligne droite. De tels agencements nécessitent une modification correspondante de la position des rainures ménagées dans les moules. L'assemblage en faisceau 11 est agencé pour être mobile latéralement ou bien retourné. Un organe de chauffage 19 est monté dans une zone adjacente à un moule 12 tandis qu'un organe de refroidissement non représenté est prévu dans une zone adjacente à l'autre moule. En fonctionnement, les moules 12 sont d'abord rapprochés à l'aide des moyens de contraction 14 jusque dans leur position d'ouverture où ils sont le plus espacés l'un de l'autre. On découpe un nombre prédéterminé de tubes tressés A à une longueur essentiellement égale à la distance séparant les moules 12. On les fixe ensuite suivant un cercle de manière que leurs extrémités soient engagées dans les rainures 18 prévues dans les moules opposés 12. Du fait de leur flexibilité, ils peuvent être aisément emboîtés entre les moules. Un moule 12 étant placé dans une position adjacente au dispositif de chauffage 19 de la figure 1, ce dernier est enclenché de manière à chauffer le moule 12. Lorsque celui-ci atteint la température de fusion des tubes tressés, les moyens de contraction 14 sont actionnés de manière à exercer une traction sur les tiges de piston 16 accouplées au moule 12, ce qui assure son déplacement vers l'autre moule sur une course prédéterminée. Quand un moule est rapproché de l'autre, la partie extrême de chaque tube tressé A fond sur une longueur égale à la course précitée, en remplissant la rainure 18. Comme les rainures 18 communiquent avec les rainures adjacentes, la résine en fusion provenant d'un tube se mélange à celle provenant des tubes adjacents de façon à former une partie extrême homogène. L'équipement d'assemblage 11 est ensuite retourné à partir de la position de la figure 1 de façon à placer l'autre moule contre le dispositif de chauffage et le moule déjà chauffé contre le refroidisseur en vue de son refroidissement. L'autre moule est soumis à un chauffage et à un refroidissement de la même manière que décrit ci-dessus. Lorsque les moules 12 sont écartés l'un de l'autre par le moyen de contraction 14, on obtient un ensemble C de tubes tressés comportant une nervure intégrale B qui est formée à ses extrémités opposées. Un ensemble C de tubes ainsi formé est monté dans une position de légère torsion sur un arbre tournant et il est placé horizontalement à la surface d'eaux usées de façon qu'une des extrémités des tubes tressés soit immergée et que l'autre extrémité émerge desdites eaux usées, ce qui permet le dépôt sur les tubes des micro-organismes des eaux usées en train d'être évacuées. De tels ensembles tubulaires C peuvent être utilisés non seulement dans un système tubulaire à contact du type rotatif mais également dans le système tubulaire à contact du type fixe dans lequel ils sont simplement immergés dans un bain d'eaux usées pourvu d'un agitateur d'aération, le courant d'eaux usées étant obligé de passer au travers des tubes tressés. Dans le dernier système, on peut assembler des tubes tressés non pas suivant un cercle mais de façon à former un polygone apte à correspondre à la forme du bain d'eaux usées. On peut également utiliser les ensembles tubulaires C pour un refroidissement par eau en adoptant le même agencement que dans le système d'évacuation des eaux usées à tubes du type rotatif. Lorsque les tubes tressés sortent de l'eau, l'eau qui reste dans les mailles des tresses forme des tunnels. Le passage d'un grand volume d'air au travers d'un tel tunnel d'eau sous l'effet d'un tirage naturel ou bien sous l'effet d'un ventilateur produit une évaporation partielle de l'eau dans les mailles, ce qui absorbe la chaleur contenue dans l'eau restante. Quand cette opération est répétée, l'eau se refroidit graduellement. On va maintenant décrire les modes de réalisation représentés sur les figures 5 à 7 et qui utilisent des tubes à tresses ou en filets multiples D. Le tube tressé D est formé d'une résine synthétique thermoplastique par exemple du polyéthylène de haute densité, par moulage par extrusion. Cependant, des tubes tressés formés d'une telle matière sont habituellement relativement élastiques même après durcissement. Dans des systèmes de traitement d'eaux usées d'ordre supérieur (tertiaire ou plus élevés) ou bien des systèmes de refroidissement par eau dans lesquels il est nécessaire d'avoir une grande surface de contact, les tubes doivent avoir un petit diamètre et utiliser des fils assez minces. De tels tubes en résine synthétique sont plus sujets à une déformation ou une flexion excessive. Cela crée une limitation en ce qui concerne la longueur des tubes tressés à assembler. Plus les tubes tressés utilisés sont courts, plus on doit assembler de tubes pour satisfaire à l'impdratif concernant la surface de contact. Il faut prévoir en correspondance un nombre supérieur de supports de tubes. Il en résulte une augmentation des frais de main-d'oeuvre et de temps de travail pour assurer l'opération d'assemblage. Une augmentation du diamètre des fils diminue la capacité de déformation des tubes mais non l'élasticité, à moins qu'on augmente le diamètre des tubes. Une augmentation du diamètre des fils se traduit non seulement par une augmentation des frais de matière mais également par une réduction de la surface de contact. Pour remédier à ces inconvénients, on utilise des tubes à tresses multiples. En utilisant des tubes à tresses multiples, on peut obtenir des ensembles tubulaires présentant une moins grande flexibilité et une plus grande surface de contact tout en adoptant la même matière et sans augmenter le diamètre des fils et le diamètre des tubes. Cela permet également d'utiliser des ensembles tubulaires plus longs et de réduire le nombre des supports nécessaires pour les ensembles tubulaires, ce qui simplifie l'opération d'assemblage en faisceau et ce qui permet d'augmenter la résistance des ensembles ainsi formés. Sur les figures 5 à 7, on a désigné par E un tube court formé par découpage d'un tube tressé de petit diamètre en tron çons appropriés pour réduire sa flexibilité. Cette longueur est fonction du diamètre d'un tube tressé. Le tube court est de préférence suffisamment long pour rester inflexible. Le tube court E comporte une partie E' en forme de jupe à ses extrémités opposées. Cette partie peut être réalisée en pla çant l'extrémité du tube court sur un mandrin de chauffage conique. Un certain nombre de tubes courts E sont logés dans un tube F plus long et plus épais qui est formé de la même matière que le tube court et qui a un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du tube court à ses extrémités déformées en jupes ou bien un diamètre légèrement inférieur a celles-ci. Les tubes courts E sont montés dans le tube long F bout à bout comme indiqué sur la figure 5 pour former un tube composite D. Les tubes courts extrêmes E disposés près de chaque extrémité du tube long F sont fixés sur ce dernier à leur extrémité libre de façon à empêcher l'assemblage des tubes courts E, de sortir du tube F. Cette fixation peut être réalisée soit par emmanchement à chaud du tube court dans le tube long comme dans le mode de réalisation de la figure 5, soit par échauffement d'une saillie annulaire S' à l'intérieur du tube long F dans une zone adjacente à l'extrémité libre comme sur la figure 7. Cela est suffisant pour maintenir tous les tubes courts E dans le tube long F sans qu'il se produise une liaison des tubes courts adjacents à leurs extrémités pourvues de jupe. Ils sont simplement empilés l'un sur l'autre de manière que leurs extrémités viennent buter contre celles des tubes adjacents. La figure 6 représente un autre exemple d'un ensemble tubulaire C', comportant six tubes à tresse eultiples D qui sont liés ensemble par fusion de leurs extrémités à l'aide du système d'assemblage 11 de façon à former une partie extrême intégrale B'. Les tubes courts diminuent la flexibilité du tube long extérieur. On peut réaliser un ensemble de tubes tressés présentant une plus grande résistance à la déformation et une surface de contact bien plus grande à l'aide de tubes tressés en résine synthétique classique sans augmenter le diamètre des fils et le diamètre des tubes. L'augmentation de résistance à la flexion permet également d'accroitre la longueur d'un ensemble tubulaire et de rendre plus compact un système de traitement d'eau de ce type. Il suffit d'introduire des tubes courts dans le tube long. L'effet est essentiellement le même lorsqu'ils sont liés par fusion à leurs extrémités. Lorsqu'ils ne sont pas liés par fusion, ils conservent des mailles dans leur partie en forme de jupe et n'obstruent pas l'écoulement des eaux usées au travers d'eux. La description qui précède montre que le procédé selon l'in vention permet d'assembler aisément plusieurs tubes tressés sous la forme d'un ensemble tubulaire homogène par un procédé faisant intervenir quelques opérations et que l'augmentation du nombre des tubes tressés intervenant dans l'ensemble assemblé a une influence sensible sur le rendement. L'ensemble de tubes tressés ainsi formé présente une plus grande résistance qu'un faisceau du fait qu'une nervure épaisse et intégrale est formée à chaque extrémité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variations, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'assemblage en faisceau de plusieurs tubes en filets ou tressés en résine synthétique thermoplastique pour constituer un ensemble tubulaire intégral, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer en regard l'un de l'autre deux moules dans les surfaces opposées desquelles ont été ménagées plusieurs rainures circulaires et tangentes entre elles, à placer un nombre nécessaire de tubes tressés entre les deux moules de manière que leurs extrémités opposées soient engagées dans les rainures circulaires des moules, à chauffer les moules puis à les rapprocher l'un de l'autre afin de lier par fusion les tubes tressés à leurs extrémités et à refroidir les extrémités liées par fusion en vue d'assurer leur durcissement pour former un ensemble tubulaire comportant une nervure intégrale à chaque extrémité. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on place les deux moules dans des positions opposées de manière que les rainures ménagées dans un moule soient décalées circonférentiellement par rapport à celles de l'autre moule en vue d'assembler les tubes tressés avec un certain degré de torsion autour de l'axe d'assemblage. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes tressés à assembler sont des tubes à tresses multiples qui sont constitués par des tubes longs dans lesquels sont empilés bout à bout des tubes courts dont chaque extrémité comporte une partie en forme de jupe.