Brevet FR2430833A1 — publié le 19800208

L'invention concerne un procédé de fabrication de réservoirs destines à recevoir et stocker des fluides chauds ou froids et notamment de l'eau chaude Les réservoirs connus de ce type, dans des dimensions atteignant par exemple une capacité de 100 litres, sont actuellement fabriqués en tôle. Lorsque ces réservoirs sont destinés à recevoir de l'eau chaude d'accumulation de calories, par exemple pour le chauffage dit à accumulation de type électri- que ou solaire, il est nécessaire de les calorifuger. L'objet de l'invention est d'apporter un procédé de réalisation de réservoirs en matière thermo-plastique ne nécéssitant pas ou très peu de calorifugeage (par exemple PVC surchioré, Polypropylèhe, ABS ou autres, d'une façon générale sans plastifiant) et dont le prix de revient est réduit dans d'importantes proportions. Ces réservoirs présentent deux extrémités tubulaires. Le procédé de réalisation de ces réservoirs selon l'invention consiste, à partir d'un tube en matière plastique d'un diamètre approprié, tronçonné a longueur correspondant à la capacité a obtenir, à prêchauffer ce tube dans un poste de chauffage de type connu, puis à le mettre dans un moule dont les dimensions intérieures sont celles du réservoir terminé. Le moule, qui se trouve fixé sur une table de presse spéciale, est alors refermé, les deux extrémités du tube sont fermées chacune par un bouchon au travers duquel on envoie de l'air sous pression de façon a déformer la matière plastique a la forme du moule. L'accroissement de diamètre, dans le cas de réservoirs cylindriques, est de l'ordre d'environ 100 à 300%. Les deux extrémités qui sont restées aux dimensions initiales du tube, se raccordent a la partie expansée de façon sensiblement sphérique et sont fermées par des fonds rapportés visses et/ou collés, ou encore maintenus par une tige filetée avec umcompensation de dilatation. Pour conserver la résistance du réservoir dans la partie étirée par soufflage et dont l'épaisseur se trouve réduite, et notamment dans les parties hémisphériques, on rajoute un ceinturage en tôle d'acier de faible épaisseur ou encore on enrobe le réservoir de résine imprégnée. Dans le cas où il faut un calorifugeage, le complément de rigidité peut être assuré par une coque en matériau isolant thermiquement, tel que la mousse de polyuréthane par exemple. Les caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris a la lecture de la description qui suit,faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre un réservoir de type courant réalisé en tôle; - la figure 2 montre un réservoir réalisé selon l'invention, représen- té en coupe partielle en élévation; - les figures 3 et 4 montrent un exemple de fixation des bouchons de fermeture du réservoir au moyen d'une tige filetée avec une compensation de dilatation; - les figures 5 et 6 montrent,en élévation partielle et en coupe, une exemple d'enveloppe de renforcement en tôle ou en.résine imprégnée réalisée en deux parties; - les figures 7 et 8 montrent, en élévation et en coupe transversale, un autre exemple d'enveloppe de renforcement;; - la figure 9 montre une variante d'enveloppe de renforcement; - la figure 10 montre, en vue de dessus, une presse avec un moule en coupe dans lequel on a mis un tube a expanser, les bouchons de fermeture et leur moyen d'animation. La figure I montre un réservoir en tôle soudée comme on en fabrique couramment pour l'utilisation visée par l'invention, c'est-à-dire un cylindre fermé à ses deux extrémités par un fond bombe. La figure 2 montre, en vue en élévation et en coupe un réservoir selon l'invention. Il comporte deux extrémités tubulaires 1 et 2, raccordées à une partie 3 qui peut être de forme hémi-sphérique la et lb, pour maintenir la pression qui peut régner dans le réservoir. L'épaisseur de la partie expansée 3 se trouve réduite par l'étirage de la matière. Pour lui donner la résistance voulue, on rajoute une enveloppe en tôle mince 4 réalisée en deux parties comme il sera montré sur les figures suivantes. Les extrémités tubulaires 1 et 2 sont fermées chacune par un fond rapporté 5,6, soit collé, soit vissé sur l'intérieur ou sur l'extérieur du tube, ou encore assemblé par tout autre moyen connu Ces fonds comportent les ajutages d'entrée 7 et de sortie 8 du fluide à stocker et éventuellement les appareillages annexes. La forme extérieure de la partie expansée du réservoir peut être quelconque, cylindrique, rectangulaire, carrée ou autre, suivant les besoins et la pression à supporter. Les figures 3 et 4 montrent une variante de fixation des fonds 9 au moyen d'une tige filetée 10 et d'écrous 11, rondelles plates 12 et d'une compensation des dilatation obtenue (fig.4) au moyen d'au moins deux rondellesl3 élastiques montées en opposition pour accroître la course de rattrapage de la dilatation. Les figures 5 et 6 montrent, en élévation et en coupe transversale, un exemple d'enveloppe de renforcement du réservoir. Cette enveloppe est réalisée en deux parties 14,15 identiques, soit en tôle emboutie, ou roulée et soudée, elle comporte longitudinalement deux rebords pliés 16,17,percés de trous pour permettre la fixation par boulons Les figures 7 et 8 montrent une variante de l'enveloppe de renforcement, réalisée également en deux parties 18,19, qui ne comportent pas de bords pliés de fixation. La fixation de l'enveloppe sur le réservoir est assurée au moyen de feuil lard métallique 20,21, en nombre suffisant pour résister,avec une marge de sécurité suffisante, à la pression interne du réservoir. Ces ceinturages en feuillard sont représentés en traits pointillés sur la fig.7. Ils sont mis en place au moyen des appareils existants pour les emballages. La figure 9 montre, en deux demi-coupes en élévation, deux exemples de coque de renforcement assurant en même temps l'isolation thermique du réservoir. Sur la partie supérieure de la vue, on a représenté le renforcement 22 au moyen de polyester armé de fibres de verre couvrant toute la surface du réservoir . Le polyesterbou toute autre matière aux caractéristiques similaires, est injecté dans un moule approprié autour du réservoir. Sur la partie inférieure, la coque est en mousse de polyuréthane rigide à haute densité > d'un volume plus important. La figure 10 montre, en vue de dessus-, un exemple de presse simplifiée Elle comporte une semelle 23 sur laquelle on a soudé des bossages recevant les colonnes de guidage et d'immobilisation. Ces colonnes 24 sont filetees de façon a pouvoir assurer le réglage en hauteur de la table par rapport au sommier recevant le vérin d'ouverture du moule et assurant l'équilibrage de la pression interne de thermoformage. Le moule, représenté en traits pointillé lorsqu'il est très long, est disposé entre les colonnes 24 . Le moule 25 n'ayant pas besoin d'une grande précision, un plan de joint horizontal est prévu au niveau de l'axe XX'. On dégage la partie supérieure pour introduire le tube 26,pré-chauffé, coupe a une longueur légèrement supérieure à celle du moule, puis pesé sur la partie inférieure du moule. La forme extérieure 27 du réservoir terminé est figurée en traits pointillés. Les deux extrémités du tube sont fermées par des bouchons 28,29 munis d'une partie conique 30 façilitant leur engagement dans les extrémités du tube en assurant l'étanchéité de la fermeture. Le nez de l'un ou des deux bouchons comporte un ajutage 31 de grosse section, relié à un réservoir tampon d'une centrale d'air comprime de grande puissance, capable de transférer, dans un temps très court, la pression de soufflage provoquant le thermoformage du réservoir; en fin de thermoformage, la détente de l'air contribue au refroidissement du réservoir terminé. Les tubes sont préalablement chauffes dans un poste annexe de type connu, soit par rayonnement infra-rouge,soit par bain liquide a la température adéquat, soit par tout autre moyen connu. Le pré-chauffage est effectué au maximum de la température de déformation du matériau choisi de façon à éviter les déformations ultérieures sous l'action de la mémoire de la matière, particulièrement en cas d'accumulation à fluide chaud. Cette température est de l'ordre de 1800 (point VICAT + 40 à 500). Pour le refroidissement après mise en forme, le moule peut comporter des ailettes et/ou des canaux de refroidissement à circulation d'eau. Le moule peut être en résine chargée, en bois vernis ou préférable- ment en alliage d'aluminium pour avoir un bon coefficient de dissipation des calories. Les bouchons 28 et 29, interchangeables en fonction du diamètre du tube, sont fixes sur une tige 32 guidée dans un support 33 fixe sur un châssis 34 solidaire de la partie inférieure du moule. Les tiges 32 sont mufles chacune par un vérin pneumatique ou hydraulique 35 ou par tout autre moyen connu pour assurer la fermeture et l'ouverture du tube. Le procédé est utilisable dans tous les cas ou l'on veut obtenir des réservoirs de forme cylindrique ou voisine, en matière thermo-plastique, destines à stocker des fluides chauds ou non, corrosifs ou non avec des pressions internes compatibles avec la résistance globale du réservoir et de sa coque de renforcement. REVENDICATIONS 1 - Procédé de réalisation de réservoirs en matière thermo-plastique destiné à stocker des fluides chauds ou non, corrosifs ou non, - ledit réservoir est obtenu a partir de tubes en matière thermoplastique coupés a longueur et dont le diamètre et la longueur sont appropriés à la capacité a obtenir, ledit tube est pré-chauffé au voisinage du maximum de la température de déformation de la matière plastique et mis dans un moule conçu pour permettre, par soufflage d'un fluide sous pression, une expansion du diamètre en laissant les deux extrémités du tube au diamètre initial, le raccordement de la partie expansée au voisinage des extrémités du tube est prévu selon une forme d'égale résistance voisine d'une portion de sphère, - les deux extrémités du tube sont fermées par un fond en matière plastique rapportée par collage ou soudage, - ledit réservoir est caractérisé en ce qu'il est renforcé extérieure- ment au moyen d'une enveloppe rapportée, destinée a contenir une pression interne supérieure a sa résistance mécanique normale. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux extrémités tubulaires du réservoir sont fermées chacune par un fond rapporte visse intérieurement ou extérieurement sur le tube, lesdits fonds recoivent les ajutages d'entrée et de sortie du fluide stocke et l'équipement annexe. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux extrémités tubulaires du réservoir sont fermées au moyen de fonds rapportes fixes par l'intermédiaire d'une tige filetée traversant tout le réservoir, la compensation de dilatation est obtenue par des rondelles élastiques montées en~ opposition. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (4) renforçant le réservoir est réalisée en tôle mise en forme et soudée en deux demi-parties identiques fixées entre elles sur le réservoir au moyen de boulons coopérant avec les rebords pliés longitudinalement(16,17). 5 - Procédé selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que l'enveloppe de renforcement est réalisée en résine imprégnée. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure de renforcement du réservoir est réalisée en deux demi-coquilles identiques en tôle ou en résine imprégnée,d'épaisseur appropriée a la résistance mécanique désirée, lesdites demi-coquilles,ne comportant pas de rebord plié, sont fixées sur le réservoir au moyen de ceinturages en feuillard métallique. 7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe de renforcement du réservoir est réalisée au moyen d'une couche de matière plastique rigide du type par exemple polyester armé de fibres de verre, injecté autour du réservoir au moyen d'un moule correspondant, ladite couche fait également fonction de coque d'isolation thermique. 8 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure de renforcement du réservoir est une coque d'isolation thermique en mousse de polyuréthane disposée sur la totalité de la;surface du réservoir. 9 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moule est réalise# en deux parties dont l'une est fixée sur la table de presse et l'autre est amovible, les deux extrémités longitudinales du moule reçoivent un support sur lequel est fixé un mécanisme de manoeuvre des bouchons de fermeture du tube avant soufflage. Ledit moule est caractérisé en ce que le mécanisme de manoeuvre de chacun des deux bouchons d'étanchéité est constitue par une tige de guidage coulissant dans un palier linéaire , supportant le bouchon a une extrémité et mûe a l'autre extrémité par un vérin hydraulique ou pneumatique assurant la fermeture étanche du tube et maintenant la contre-pression de soufflage. 10 - Procédé selon les revendications 1 et 9, caractérisé en ce que les deux extrémités du tube dépassent légèrement du moule de telle sorte que les bouchons de fermeture, dont l'extrémité est rendue conique pour s'engager aisément dans le tube, viennent chacun en appui sur la face extérieure correspondante du tube par l'intermédiaire d'une collerette appropriée. 11 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'expansion du diamètre du tube par soufflage est de l'ordre de 1O0%à 300%