Brevet FR2424078A1 — publié le 19791123

La présente invention a pour objet des dispositifs de nettoyage interne de tubes, notamment de tubes d'échangeurs. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des machines à nettoyer l'intérieur des tubes, notamment les faisceaux de tubes des échangeurs. On sait que l'intérieur des tubes, notamment des échangeurs tubulaires, doit être nettoyé périodiquement pour supprimer tout dépôt de tartre ou les colmatages. On connaît déjà des machines permettant d'effectuer le nettoyage interne des tubes au moyen de jets de liquide à tres haute pression de l'ordre de 500 Bars. Ces machines comportent des tiges creuses ou cannes de nettoyage qui portent à leur extrémité un ou plusieurs gicleurs qui projettent des jets de liquide contre les parois internes du tube. Le brevet français 76/01.132 décrit une machine de ce type qui comporte un chariot qui se déplace le long d'un banc,parallèlement aux axes des tubes, et qui porte une rangée de cannes de lavage dont la longueur est évidemment égale à la plus grande longueur des tubes qui peut atteindre 8 metres. Cette disposition conduit à des risques de flambage des cannes si celles-ci rencontrent une résistance. Pour pallier cet inconvénient, le banc comporte des glissières qui enveloppent chacune des cannes. De plus, toutes les cannes sont solidaires du même chariot et si l'une est arrêtée dans sa progression, elle risque de se rompre ou de bloquer la progression du chariot. L'objectif de la présente invention est de procurer des dispositifs de nettoyage interne de tubes, notamment du faisceau de tubes d'un échangeur, du type comportant, dans chaque tube, une canne de nettoyage et des moyens pour faire coulisser lesdites cannes à l'intérieur des tubes, lesquels dispositifs évitent les risques de flambage et de rupture des cannes. Un autre objectif est de procurer des dispositifs de nettoyage interne d'un faisceau de tubes qui comportent des moyens d'entraînement des cannes qui sont facilement adaptables à des modifications de l'écarte- ment entre tubes et qui évitent l'arrêt de la totalité de la machine si la progression d'une seule canne est arrêtée Ces objectifs sont atteints au moyen d'un dispositif comportant des moyens d'entraînement en translation des cannes de nettoyage1 à l'intE- iieur de chaque tubeoqui sont situés à proximité d'une extrémité des tubes. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens d'entraînement de chaque canne comportent au moins une paire de galets, entre lesquels ladite canne est engagée, dont l'un au moins est moteur et qui sont situés à proximité d'une extrémité des tubes. De préférence, lesdits moyens d'entraînement comportent, pour chaque canne, deux paires de galets à gorge. L'un au moins des deux galets de chaque paire est déplaçable dans le sens perpendiculaire aux axes des cannes et est maintenu appliqué contre la canne avec une pression réglable. Un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention destiné à nettoyer intérieurement un faisceau de plusieurs tubes comporte au moins une paire d'arbres parallèles, qui sont situés de part et d'autre des cannes, perpendiculairement à celles-ci et dont l'un au moins est moteur; une série des galets à gorge qui sont montés sur chacun des arbres et qui sont reliés auxdits arbres par des clavettes le long desquelles ils peuvent coulisser et des espaceurs ajustables, par exemple des organes élastiques, qui sont intercalés entre les galets afin de régler l'écarte- ment entre galets en fonction de l'écartement entre les tubes du faisceau. Le résultat de l'invention est un nouveau dispositif pour nettoyer l'intérieur des tubes notamment des faisceau de tubes d'échangeurs1 radiateurs, évaporateurs, condenseurs, capteurs etc.... Un avantage d'un dispositif selon l'invention comportant des moyens d'entraînement des cannes qui sont placés à proximité d'une extrémité des tubes à nettoyer réside dans le fait que les cannes sont poussées à l'intérieur des tubes sans aucun risque de flambage des cannes. Ltentraînement des cannes par une ou plusieurs paires de galets permet d'exercer sur chaque canne une poussée de l'ordre de quelques centaines de newton qui estsuffisante pour vaincre les résistances normales. Par contre, si l'un des tubes est bouché et qu'il arrête la progression d'une canne, les galets patinent sans entraîner la canne ce qui évite les risques de rupture de la canne soit à l'extérieur des tubes, ce qui peut provoquer des accidents, soit à l'intérieur des tubes ce-qui risque de détériorer l'échangeur. De plus, les autres cannes continuent d'avancer et l'opération de nettoyage n'est pas interrompue. Le mode de réalisation qui comporte plusieurs paires de galets montées sur deux arbres parallèles avec des espaceurs ajustables, par exemple des ressorts intercalés entre les galets;permet de faire varier facilement l'écartement entre galets et entre cannes en fonction de I'entraxeentre les tubes du faisceau. I1 n'est pas nécessaire de réaliser une tête spéciale pour chaque entraxe d'échangeur ni de modifier l'écartement entre glissière comme c'est le cas dans certains dispositifs de nettoyage existants. Du fait que tout risque de flambage des cannes est supprimé, on peut utiliser des cannes de très faible diamètre pour nettoyer intérieurement les tubes d'échangeurs les plus petits que l'on rencontre dans la pratique industrielle. Comme de plus le diamètre extérieur des cannes peut être nettement inférieur à celui des tubes à nettoyer, on peut avec un seul jeu de cannes ayant par exemple un diamètre extérieur de 13 mm, nettoyer n'importe quel échangeur industriel courant dont les tubes ont un diamètre compris entre 14 mm et 25 mm quel que soit l'écartement entre tubes. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Là figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif selon l'invention. La figure 2. est une vue en élévation, à plus grande échelle, de l'entraînement des cannes. La figure 3 est une coupe selon Ili-Ili de la figure 2. La figure 4 est une vue selon IV-IV de la figure 3, La figure 5 est une vue partielle selon V-V d'une butée. Les figures 1 et 2 représentent un dispositif selon l'invention 1 et un faisceau 2 de tubes 3 d'un échangeur en position de nettoyage intérieur des tubes. L'application au nettoyage d'un échangeur tubulaire est une application préférentielle, mais non limitative, Un dispositif selon l'invention peut être utilisé pour nettoyer l'intérieur de n'importe quel faisceau de tubes ou même des tubes individuels. Le dispositif de nettoyage 1 peut être installé à poste fixe et les échangeurs à nettoyer sont alors transportés jusqu'au banc de nettoyage où ils sont posés sur des rouleaux 2a. On peut également réaliser des dispositifs de nettoyage portatifs qui sont amenés à proximité des echangeurs à nettoyer. Un banc de nettoyage selon l'invention comporte, de façon connue, des tiges creuses 4.appelées cannes de nettoyage, qui portent, une extrémité,d-Lte extrémité avant, une tête 5 munie de gicleurs ou d'ajutages. L'extrémité arrière de chaque canne 4 est connectée par une canalisation flexible 6, sur une source de liquide sous forte pression. par exemple 500 bars. Chaque canalisation 6 comporte une vanne motorisée 6a, qui peut être télécommandée. Dans chacun des tubes 3 à nettoyer, on engage une canne 4 et on la déplace en translation tout le long du tube de sorte que la tete 5 parcourt tout le tube en projetant contre les parois des jets de liquide qui détachent les dépôts et salissures et qui évacuent celles-ci. La figure 1 représente en traits pleins la position de la tête 5 avant pénétration dans un tube 3 et en pointillés la position de la tête 5' après la traversée du tube. Le banc I comporte également des moyens réversibles pour entraîner les cannes dans les deux sens, c' est-a-dire pour-les pousser d'abord à l'intérieur des tubes, en nettoyant ceux-ci et pour les retirer ensuite à l'extérieur des tubes. Les figures 1 et 2 montrent un mode de réalisation préférentiel d'un moyen d'entraînement désigné dans son ensemble par le reperde 7. On voit sur les figures 1 et 2 que le moyen d'entraînement 7 est situé à proximité de l'extrémité des tubes par laquelle les cannes pénètrent dans les tubes. Cette position relative est importante. En effet, grâce à elle, la longueur des cannes située entre le point d'application de poussée sur les cannes et l'entrée des tubes est très courte et tout risque de flambage des cannes est supprimé. Le dispositif d'entraînement 7 représenté est un mode de réalisation préférentiel qui permet de pousser les cannes par un point qui est stationnaire dans l'espace et qui se trouve à proximité de l'entrée des tubes. Il est précisé que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et qu'elle englobe tout moyen d'entraînement équivalent qui permet de pousser les cannes par un point qui est situé constamment à proximité de l'entrée des tubes. La figure 1 montre que le dispositif d'entraînement est supporté par une table ou un banc 8 dont la hauteur est réglable afin de régler la hauteur des cannes pour qu'elle corresponde à la hauteur des tubes 3 à nettoyer. Le dispositif d'entraînement 7 est compose due deux paires de rangées de galets 9a, 9b et 10a, lOb. Il est précisé qu'en variante, l'appareil peut comporter une seule paire 9a, 9b de séries de galets ou plus de deux paires. Chaque canne 4 est engagée entre au moins une paire de galets 9a, 9b. Dans le cas de la figure, chaque canne est engagée entre deux paires de galets 9a, 9b et 10a, 10b. De préférence, les galets 9a, 9b, 10a, 10b comportent une gorge qui épouse sensiblement le contour des cannes. Chaque série de galets comporte un nombre de galets égal au nombre maximum de cannes que l'appareil peut comporter et cette série de galets est montée sur un même arbre respectivement lia, 11h et 12a, 12b. Les deux arbres de chaque paire de series de galets sont paralleles entre eux et perpendiculaires aux cannes et ils sont situés de part et d'autre des cannes. L'un au moins des deux arbres de chaque paire est entraîné en rotation par un moteur réversible. La figure 3 représente unmode de réalisation particulier dans lequel les deux arbres lia, 11h de chaque paire sont entraînés en sens inverse par un moteur réversible 12 qui entraîne l'arbre 11b, lequel porte un pignon 13b qui engrène avec un pignon 13a calé sur l'arbre lia. ta figure 3 représente un exemple dans lequel chaque arbre lia, 11b porte une série de quatre galets à gorge 9a ou 9b. Bien entendu, le nombre de galets peut être quelconque. il est précisé que le terme galet est utilisé dans un sens général pour désigner des rouleaux, des poulies, des cylindres ou tout autre organe en forme de roue. Dans le cas des figures, la hauteur des arbres inférieurs 11b, 12b est fixe alors que les arbres supérieurs lia et 12a sont déplaçables en hauteur ,perpendiculairement aux axes des cannes. Chaque arbre supérieur est poussé vers le bas, à ses deux extrémités,par deux ressorts l4 et 15. La compression des ressorts 14 et 15 est réglée au moyen d'une tige filetee 16, munie d'un volant 17 qui est vissée dans un orifice fileté 18 porté par un étrier 19. La vis 16 appuie sur une plaque 20 qui comprime les ressorts 14 et 15 et les ressorts analogues 21 correspondant à l'arbre 12a. Ce dispositif permet. de régler la pression des galets sur les cannes en fonction de l'échangeur à nettoyer. Ainsi on règle en même temps la poussée maxima que les cannes peuvent exercer et au delà de laquelle les galets patinent sur les cannes qui ne sont plus entraînées. Dans le cas où un tube est obturé et où une canne rencontre une résistance trop forte à l'avancement, cette canne est immobilisée avant qu'elle ne risque de se briser et de détériorer l'échangeur. Bien entendu, le dispositif constitué par les ressorts 14, 15 et par la vis 16 peut être remplacé par n'importe quel autre dispositif élastique permettant d'éppliquer au moins un des deux galets de chaque paire sur une canne avec une pression réglable. On peut combiner ce dispositif avec d'autres dispositifs de limitation d'effort, par exemple une clavette cisaillable, un ressort à bille, un entraînement à friction sur l'arbre. La figure 3 représente un mode de réalisation de moyens qui permettent de faire varier l'écartement entre galets en fonction de l'écartement entre tubes 3 du faisceau. La série de galets qui est montée sur un des arbres est clavetée sur celui-ci au moyen d'une clavette 22, de telle sorte que les galets peuvent coulisser axialement. Dans chaque espace intermédiaire entre deux galets est placé un espaceur ajustable, par exemple un ressort 23 qui a la forme d'une spirale hélicordale. Les ressorts 23 peuvent être remplacés par exemple par des tampons déformables élastiquement. Les deux séries de galets montés sur deux arbres superposés sont disposées entre deux poussoirs 24, en forme de fourchettes, qui sont mobiles axialement. Ces deux poussoirs comportent des orifices filetés dans lesquels est engagée une tige filetée 25 portant deux filetages 26a et 26b de pas inverse. La tige 25 est munie d'une manivelle 27 et permet de faire varier l'écartement entre les deux poussoirs 24 en comprimant plus ou moins les ressorts 23 Chaque canne comporte une collerette 28a à proximité de l'ex- trémité avant et une collerette 28b a proximitéde l'extrémité arriere qui forment un léger épaulement, Le dispositif d'entralnement 7 comporte une butée avant 29a et une butée arrière 29b situées de part et d'autre des galets d'entraînement. La figure 1 représente, en traits pleins, une canne 4 dans la position où la collerette 28a est en appui contre la butée ayant 29a afin d'empêcher les cannes de reculer plus loin et d'échapper aux galets. La figure 1 représente en pointillés la position dans laquelle la collerette 28b est en appui contre la butée arrière29b afin d 'évi- ter que l'extrémité arrière des cannes ne puisse a' engager entre les rouleaux. J La figure 5 représente une vue de face d'une butée 29, les deux butées étant identiques. Les butées 29 présentent la forme d'un peigne muni de dents 30 qui délimitent entre elles des encoches dont le fond épouse le contour des cannes 4. Ainsi les butées 29 servent en même temps de guidage des cannes et maintiennent l'écartement entre cannes. De plus, chaque fond d'eacoche sert dé butée individuelle pour une canne de sorte qu'il n'est pas nécessaire que toutes les cannes progressent à la même vitesse. Lorsqu'on passe d'un échangeur à un autre dont l'écartement entre tubes est différent, on change de peigne. On peut également utiliser des peignes dont l'écartement entre encoches est réglable. De préférence, la position axiale relative de la butée arrière par rapport aux galets est réglable en fonction de la longueur des tubes à nettoyer. On voit sur les figures 3 et 4 que l'ensemble du dispositif d'entraînement 7 est placé sur un châssis 31 ce qui permet de le transporter pour nettoyer des échangeurs en place. Afin d'éviter que la collerette avant 28a ne risque d'accrocher l'extrémité ayant des tubes lorsque les cannes sont tirées vers l'arrière, la collerette 28a comporte un chanfrein 32 du côté arrière et les encoches du peigne 29a comportent également un chanfrein 33 du côté avant. Les vannes motorisées 6a permettent de télécommander à partir d'un pupitre l'alimentation en liquide sous pression d'un nombre de cannes correspondant au nombre de tubes situés sur une même rangée d'un faisceau de tubes, lequel nombre varie dans le cas des échangeurs circulaires. Qn a décrit une application dans laquelle les cannes de nettoyage portent des gicleurs. Il est précisé que le même dispositif peut être utilisé pour déplacer à l'intérieur des tubes de cannes de nettoyage portant des brosses, des écouvillons, des racleurs ou n'importe quel outil de nettoyage ou d'investigation. Bien entendu, sans sortir du cadre de l t invention, les divers éléments constitutifs du dispositif qui vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif pourront être remplacés par des éléments équivalents remplissant les mêmes fonctions. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Dispositif de nettoyage intérieur de tubes comportant une canne de nettoyage pour chaque tube et des moyens d'entraînement desdites cannes en translation à l'intérieur de chaque tube, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement sont situés à proximité d'une extrémité des tubes. 2 - Dispositif de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement comportent, pour chaque canne, au moins une paire de galets entre lesquels ladite canne est engagée,dont l'un au moins est moteur, et qui sont situés à proximité d'une extrémité des tubes. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d' entraînement comportent, pour chaque canne, deux paires de galets à gorge. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caracté- risé en ce que l'un au moins des deux galets de chaque paire est déplaçable perpendiculairement à l'axe de la canne, et est maintenu appliqué contre la canne avec une pression réglable. 5 - Dispositif selon l'une quelconque-des revendications 1 à 4, pour nettoyer intérieurement un faisceau de tubes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire d'arbres parallèles, qui sont situés de part et d'autre des cannes, perpendiculairement à celles-ci et dont l'-un au moins est moteur; une série de galets à gorge qui sont montés sur chacun des arbres et qui sont reliés auxdits arbres par des clavettes le long desquelles ils peuvent coulisser et des espaceurs ajustables intercalés entre lesdits galets afin de régler l'écartement entre galets en fonction de l'écartement entre les tubes du faisceau. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits espaceurs ajustables sont des organes élastiques et le dispositif com porte des moyens pour comprimer axialement lesdits organes élastiques, 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caracté- risé en ce que chaque canne comporte une collerette-formant un épaule- ment à proximité de chacune de ses extrémités et ledit dispositif comporte deux butées situées de part et d'autre des moyens d'entraîne ment des cannes contre lesquels lesdites collerettes viennent en appui. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites butées présentent la forme de peignes dont les dents délimitent entre elles des encoches dont le fond épouse le contour des cannes. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la collerette située à proximité de l'extrémité avant présente un chanfrein du côté arrière et les encoches du peigne situé à l'avant du dispositif d'entraînement présentent également un chanfrein du côté avant.