Brevet FR2336621A1 — publié le 19770722

La présente invention concerne le supportage de tubes ou pièces similaires disposées en rangées parallèles. Elle s'applique plus particulièrement aux échangeurs de chaleur à faisceaux tubulaires dont les tubes, parcourus par un premier fluide caloporteur en relation d'échange thermique indirect avec un second fluide caloporteur balayant leurs surfaces extérieures, doivent être supportés à intervalles plus ou moins réguliers sur toute leur longueur. Dans le cadre de l'application précitée, il importe surtout d'assurer le blocage en position des tubes afin de les protéger contre les wibrations. A cet effet, on a déjà proposé un dispositif de supportage suivant lequel les tubes sont maintenus à l'écartement voulu en étant soudés à des entretoises disposées transversalement entre les rangées de tubes. Une telle disposition nécessite de nombreuses opérations de soudage qui doivent être effectuées avec de grandes précautions afin d'éliminer tout risque de perçage des tubes. Il en résulte un processus de Montage relativement long. Il faut en outre prévoir des moyens pour inspecter les soudures au cours#de la construction afin d'obtenir une bonne garantie de leur qualité et, par suite, de leur tenue en service. Par ailleurs, la rigidité d'une telle construction ne permet pas de résoudre les problèmes posés par les dilatations différentielles. Pour éviter ces inconvénients, on a déjà proposé une solution consistant à monter chaque rangée de tubes entre deux entretoises transversales munies d'encoches définissant une série d'ouvertures aptes à recevoir les tubes de la rangée, et à assembler les différentes entretoises au moyen de tiges les traversant. Cette solution présente à son tour l'inconvénient d'imposer de strictes tolérances de fabrication, faute de quoi, les tubes n'étant pas correctement appliqués sur les bords des ouvertures, ne sont pas protégés contre les vibrations de façon satisfaisante. Une autre solution connue permet de remédier à ce défaut en faisant appel à des entretoises associées à des moyens de serrage élastique particuliers. Chaque entretoise est, par exemple, réalisée sous la forme de deux bandes mAtalliqus entre lesquelles est intercalée une autre bande métallique qui est profilée de manière à ce que les deux premières bandes soient élastiquement poussées contre la rangée respective de tubes, fixant ainsi ces derniers en position. On est alors conduit à une réalisation compliquée et par conséquent peu économique. Par ailleurs, cette solution ne résoud pas le problème de façon satisfaisante, les moyens de serrage particuliers d'une entretoise ne permettant pas d'assurer le blocage individuel des tubes. L'invention a pour but d'éviter les inconvénients des dispositifs de supportage connus. Elle vise à réaliser un dispositif de supportage de tubes suivant lequel les tubes, maintenus à l'écartement voulu, sont fixés en position par des moyens de blocage à action réglable permettant d'éliminer les vibrations ou tout au moins d'en mattriser leur fréquence. Elle vise en outre à assurer le blocage individuel des différents tubes d'une manière simple et efficace. Elle consiste essentiellement à réaliser l'assemblage d'entretoises munies d'encoches au moyen de tiges associées à un organe de serrage élastique particulier à action réglable, et à décomposer chaque entretoise en une pluralité d'éléments indépendants, chaque élément formant avantageusement, par rapport aux tubes avec lesquels il coopère, une sorte de poutre à appuis isostatiques. L'invention a plus précisément pour objet un support de tubes ou pièces similaires disposées en rangées parallèles, notamment pour échangeur de chaleur, suivant lequel chaque rangée de tubes est montée entre deux entretoises transversales munies d'encoches, les encoches de deux entretoises adjacentes définissant une série d'ouvertures aptes à recevoir les tubes d'une rangée et à les maintenir en position, les entretoises étant assem blées au moyen de tiges, caractérisé en ce que chaque entretoise séparant deux rangées de tubes est constituée par une pluralité d'éléments indépendants disposés à la suite les uns des autres, et en ce que, au moins une extrémité de chaque tige d'assemblage est munie d'un organe de serrage élastique à action réglable. Suivant une caractéristique de l'invention, l'organe de serrage élastique est constitué par un écrou monté sur une extrémité filetée de la tige d'assemblage et par une rondelle élastique coopérant avec ledit écrou. Chaque tige d'assemblage traverse chaque entretoise, et chaque élément d'une entretoise est traversé par au moins une tige d'assemblage. De façon particulièrement avantageuse, les éléments de chaque entretoise sont imbriqués dans les éléments des entretoises adjacentes, les extrémités d'au moins un élément de chaque entretoise coïncident sensiblement avec un fond d'encoche, et les extrémités de chaque élément d'une entretoise présentent des surfaces coopérant avec des surfaces de formes complémentaires pratiquées aux extrémités en regard de élément qui précède et de l'élément qui suit ledit élément. Ces surfaces coopérantes sont avantageusement des surfaces d'embottement. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant différentes formes de réalisation données à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en élévation d'un support de tubes d'échangeur de chaleur selon une première forme de l'invention. La figure 2 en est une vue de dessus. La figure 3 est une vue analogue à la figure 1, montrant le support réalisé selon une deuxième forme de llinvention.- La figure 4 est une vue de dessus de ce support. La figure 5 est une vue analogue aux figures 1 et 3, montrant le support réalisé selon une troisième forme de l'invention. La figure 6 est une vue de dessus de ce support. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un support de tubes d'échangeur de chaleur disposés en plusieurs rangées parallèles. Les repères la, lb, lc, ld ... désignent respectivement les différents tubes de la rangée inférieure 1. Les repères 2a, 2b, 2c, 2d ... désignent respectivement les différents tubes de la rangée 2 située immédiatement au-dessus de la précédente. Les tubes des rangées 1 et 2 sont disposés en quinconce. Il en est de même pour les tubes des rangées supérieures. Les tubes faisant partie de deux rangées adjacentes, telles que 1 et 2, sont maintenus à l'écartement voulu au moyen d'entretoises, telles que 3, disposées transversalement entre lesdites rangées adjacentes. Chaque entretoise, telle que 3, présente sur sa face inférieure et sur sa face supérieure une série d'encoches telles que 4a. Les encoches de l'entretoise 3 définissent avec les encoches en regard, telles que 5a, pratiquées dans l'entretoise adjacente 6, une série d'ouvertures aptes à recevoir les tubes de la rangée 1. L'entretoise 6 étant une entretoise d'extrémité du support, en l'occurence l'entretoise de base, ne présente des encoches que sur une seule face, la face supérieure. Les encoches 4a et Sa définissant l'ouverture de passage du tube la présentent respectivement un profil en arc de cercle dont le rayon est plus grand que celui de la section du tube la. Ceci confère à l'ouverture ainsi définie une section de forme allongée. Les parois du tube la viennent en appui sur les bords de l'ouverture le long de deux zones correspondant sensiblement aux fonds des encoches 4a et Sa. Les différentes entretoises, telles que 3, superposées, sont assemblées entre elles au moyen de tiges les traversant. Le repère 7 désigne l'une de ces tiges d'assemblage. La tige 7, et les tiges analogues, sont filetées à leurs deux extrémités. Un écrou 8 est monté sur la tige 7 à son extrémité inférieure, tandis qu'un écrou 9 est monté sur ladite tige à son extrémité supérieure. Grâce à cette disposition, il est facile de réunir les différentes entretoises entre les deux entretoises d'extrémité, à savoir les entretoises inférieure 6 et supérieure 10. Une rondelle élastique 11 est montée autour de la tige 7 entre l'écrou 9 et l'entretoise 10. A cet effet, ladite entretoise supérieure comporte, dans la zone de traversée de la tige 7, un logement 12 apte à recevoir la rondelle l1 de telle sorte que cette dernière soit disposée en retrait de la face supérieure de l'entretoise 10. Le logement 12 est pratiqué dans un élargissement 13 de l'entretoise 10. Un logement 14 de forme analogue est avantageusement pratiqué dans l'entretoise 6 pour recevoir l'écrou 8. Grâce à la disposition que l'on vient de décrire, il est facile en modifiant le serrage de l'écrou 9 et, le cas échéant, en remplaçant la rondelle 11 par une rondelle analogue présentant une élasticité différente, de régler la pression des entretoises sur les tubes afin de réaliser le blocage de ces derniers dans les meilleures conditions et de les protéger ainsi contre les vibrations. Afin de mieux répartir les efforts qui s'exercent sur les différents tubes, chaque entretoise est fractionnée en une pluralité d'éléments indépendants disposés à la suite les uns des autres. L'entretoise 3 comporte, par exemple, des éléments 3a, 3b, 3c ... L'élément 3a, traversé par quatre tiges telles que 7, présente quatre encoches sur sa face inférieure et quatre encoches sur sa face supérieure. L'élément 3b, traversé par trois tiges telles que 7, présente trois encoches sur chacune de ses faces. Seules les entretoises d'extrémité 6 et 10 ne sont pas fractionnées. Les éléments de chaque entretoise sont avantageusement i- briqués dans les éléments des entretoises adjacentes, ctest-à- dire que les extrémités voisines des éléments 3a et 3b sont décalées par rapport aux extrémités voisines des éléments de l'entretoise immédiatement supérieure. Les extrémités voisines des élévents 3a et 3b sont disposées d l'aplomb des extrémités voisines des éléments de l'entretoise située deux rangs au-dessus, et ainsi de suite. La représentation du support suivant la figure 1 est limitée dans le sens vertical aux quatre entretoises inférieures et aux quatre entretoises supérieures. Dans le sens longitudinal, on a limité la représentation des entretoises sur la partie droite de la figure, la partie gauche correspondant à un bord du support. L'élément 3a de l'entretoise 3 constitue de ce fait un élément d'extrémité suivi par une série d'éléments tels que 3b, puis par un élément d'extremité opposé tenon représenté) ident#ique à 3a. Un agencement analogue se retrouve tous les deux rangs pour les entretoises supérieures, tandis que les entretoises de rangs intermédiaires sont constituées d'éléments identiques les uns aux autres. Suivant un mode de représentation analogue, les figures 3 et 4 illustrent une variante de réalisation du support selon l'invention. Sur ces figures, on a utilisé les mêmes repères que sur les précédentes pour désigner les éléments identiques ou équivalents. Afin d'obtenir une meilleure répartition des efforts s'exerçant sur les tubes, les entretoises telles que 3 sont constituées par une succession d'éléments, tels que 3a et 3b, présentant un nombre plus restreint d'encoches. Une extrémité au moins de chaque élément d'entretoise coincide sensiblement avec un fond d'encoche. L'élément 3a présente deux encoches sur sa face inférieure. Sur sa face zupérieure, il présente une encoche complète et une fraction de l'encoche coopérant avec le tube 2b. L'élément 3b présente deux encoches sur sa face inférieure. Sur sa face supérieure, il présente une encoche complète dans sa partie médiane, et une fraction d'encoche à chacune de ses extrémités, lesdites fractions d'encoche coopérant avec les fractions d'encoche des éléments voisins, tels que 3a, pour former une encoche complète. Chaque fraction d'encoche correspond sensiblement à une demiencoche. Deux tiges telles que 7 traversent chaque élément d'entretoise. Contrairement au cas de la figure 1, l'entretoise 10 est également fractionnée. Les extrémités de chaque élément tel 3a ou 3b, présentent des surfaces coopérant avec des surfaces de formes complémentaires pratiquées aux extrémités en regard de l'élément qui le précède et de l'élément qui le suit. L'élément 10a présente, par exemple, en regard de l'élément lob, une surface 15 permettant l'emboîtement de l'élément lOa dans l'élément lOb qui présente à cet effet une surface 16 de forme complémentaire à la précédente. La zone médiane du profil d'emboîtement coïncide avec un fond d'encoche. Suivant un mode de représentation analogue aux pré cédants, les figures 5 et 6 illustrent une autre variante de réalisation du support selon l'invention. Sur ces figures on a, bien entendu, conservé les mêmes repères que sur les précédentes pour désigner les éléments identiques ou équivalents. La répartition des efforts est encore améliorée grâce à un fractionnement plus poussé de chaque entretoise. Chaque élément d'entretoise intermédiaire, tel que 3b, ne présente plus qu'une seule encoche sur la partie médiane de l'une de ses faces et une fraction d'encoche à chacune des extrémités de la face opposée. Chaque élément d'entretoise est traversé par une seule tige telle que 7. Chaque élément d'entretoise forme alors, par rapport aux tubes avec lesquels il coopère, une poutre à appuis isostatiques, ce qui n'était réalisé que de manière approchée avec les dispositions précédemment décrites qui présentaient, en revanche, l'avantage de ne nécessiter qu'un nombre plus réduit d'éléments d'entretoise. Le support suivant l'invention présente de multiples avantages. Il est d'une fabrication simple et par conséquent économique. Il permet de régler le blocage des tubes, pratiquement de façon individuelle. Les différentes rondelles élastiques telles que 11, peuvent en effet être comprimées différemment en vue d'une meilleure répartition des efforts. On parvient ainsi, grâce à un serrage approprié, à se rendre facilement maître de la fréquence de vibration des tubes et à la limiter à des valeurs acceptables. Bien que l'invention ait été décrite en référence à trois formes particulières de réalisation, il va de-soi qu'elle nty est en rien limitée et que des modifications peuvent y être apportées sans sortir de son domaine. L'organe de serrage élastique à action réglable formé par un écrou 9 et une rondelle li pourra être remplacé par tout autre moyen équivalent pour remplir la même fonction. Chaque tige, telle que 7, montée à travers les entretoises superposées, telles que 3, pourra être remplacée par deux tiges ne traversant pas lesdites entretoises, mais agencées parallèlement aux faces frontales de celles-ci dans le sens vertical. Chacune de ces tiges serait alors fixée aux seules entretoises d'extrémité inférieure et supérieure du support. L'organe de serrage élastique viendrait alors prendre appui sur l'entretoise supérieure, par exemple. Il est également possible de prévoir un organe de serrage élastique à action réglable à chaque extrémité de chaque tige d'assemblage, que celle-ci soit montée de façon traversante ou non. L'invention couvre donc, outre les exemples représentés, leurs différentes variantes d'exécution possibles. REVENDICATIONS 1 - Support de tubes ou pièces similaires disposées en rangées parallèles, notamment pour échangeur de chaleur, suivant lequel chaque rangée de tubes est montée entre deux entretoises transversales munies d'encoches, les encoches de deux entretoises adjacentes définissant une série d'ouvertures aptes à recevoir les tubes d'une rangée et à les maintenir en position, les entretoises étant assemblées au moyen de tiges, caractérisé en ce que chaque entretoise séparant deux rangées de tubes est constituée par une pluralité d'éléments indépendants disposés à la suite les uns des autres, et en ce que, au moins une extrémité de chaque tige d'assemblage est munie d'un organe de serrage élastique à action réglable. 2 - Support de tubes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de serrage élastique est constitué par un écrou monté sur une extrémité filetée de la tige d'assemblage et par une rondelle élastique coopérant avec ledit écrou. 3 - Support de tubes suivant l'une des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque tige d'assemblage traverse chaque entretoise. 4 - Support de tubes suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément d'une entretoise est traversé par au moins une tige d'assemblage. 5 - Support de tubes suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de chaque entretoise sont imbriqués dans les éléments des entretoises adjacentes. 6 - Support de tubes suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités d'au moins un élément de chaque entretoise coïncident sensiblement avec un fond d'encoche. 7 - Support de tubes suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités de chaque élément d'une entretoise présentent des surfaces coopérant avec des surfaces de formes complémentaires pratiquées aux extrémités en regard de l'élément qui précède et de l'élément qui suit ledit élément. 8 - Support de tubes suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les surfaces coopérantes sont des surfaces d'embottement.