Brevet FR2470948A1 — publié le 19810612

Domaine technique La présente invention concerne un procédé de réalisation de plaque tubulaire de condenseur avec évflde ment médian où l'on admet un fluide à pression élevée constituée de façon que chaque trou comporte une gorge médiane mise en communication avec les gorges médianes adjacentes Problème posé Les condenseurs ou échangeurs comportent un faisceau tubulaire maintenu à chaque extrémité, de façon étanche, entre deux plaques appelées plaques tubulaires. Le fluide qui va etre refroidi et le fluide refroidisseur sont donc séparés, l'un passant à l'extérieur des tubes et ltautre s'écoulant dans ceux-ci si bien que la jonction entre les tubes et les plaques tubulaires doit être rigou- reusement étanche et que beaucoup de moyens ont été pro- posés pour assurer cette étanchéité, surtout lorsque l'un des fluides peut être considéré comme polluant par rapport A l'autre Le dudgeonnage et la soudure employés séparé- ment ou ensemble sont considérés comme insuffisants Une disposition efficace consiste à admettre un troisième fluide au sein même de la plaque tubulaire au milieu de la jonction avec les tubes, à une pression plus élevée que les deux autres fluides de façon à ce que ce troisième fluide s'oppose à la progression des deux autres fluides l'un vers l'autre Etat de la bechnscue antérieure et inconvénients. La première solution consiste à utiliser deux plaques tubulaires parallèles qui sont solidarisées et dans lesquelles on perce les trous coaxiaux, généralement en quinconce pour y recevoir les tubes qui sont dudgeonnés. On admet un troisième fluide sous pression entre les deux plaques si bien que le fluide à refroidir ou le fluide refroidissant sont repoussés par ce troisième fluide dans d'éventuelles fuites qui se produiraient à la jonction des tubes et des plaques. Cette solution n'est pas satisfaisante par le fait que les plaques peuvent se décaler les unes par rapport aux autres et provoquer des distorsions dans les tubes qui agravent les fuites. On s'est donc orienté vers des plaques tubulaires en une seule pièce comportant un évidement central laissant subsister des colonnes de liaison entre les deux parties de la plaque. Une solution a consisté, après avoir percé les trous de la plaque tubulaire, à réallser, par un moyen connu. dans le plan médian de la plaque tubulaire et dans chaque trou, des gorges circulaires qui soient sécantes entre elles mais qui laissent subsister de la matière pour ne pas désolidariser les deux parties de la plaque tubulaire. Toutefois, l'inconvénient majeur de cette réalisation est l'exécution des gorges qui sont taillées de manière continue dans le métal avec des outils qui, lorsque la gorge vient à entrer dans la gorge ad?avente, se cassent au moment du contact avec le bord de celle-ci. Le remplacement fréquent des outils apporte une grande difficulté de réalisation et augmente le prix de revient. On a aussi réalisé des gorges qui ne sont pas sécantes et qui s'approchent très fortement l'une de l'autre sans jamais pénétrer l'une dans l'autre en laissant subsister une mince paroi entre deux gorges adjacentes que l'on désigne sous le terme de "ligament". Ce ligament est ensuite rompu par une forte pression obtenue à l'aide d'un outillage particulier. Toutefois ce procédé est générateur de fissures dans le métal qui sont préjudiciables à la sécurité de l'échangeur. On a encore proposé de réaliser les gorges partiellement ou complètement à l'aide d'électro-érosion, de plasma ou de laser. Toutefois ces procédés ont l'incon- dénient d'affecter thermiquement l'alliage constituant la plaque tubulaire et de provoquer des amorces de fissure qu'il faut à tout prix éviter. On pourrait penser à exécuter des perçages à P'aide de forets au fond des gorges mais, d'une part, l'accès d'une tète de perçage dans un trou de diamètre relativement petit, de l'ordre de 17 mm, est délicat et, d'autre part, la surveillance du perçage est difficile et le foret, imparfaitement maintenu et ne bénéficiant pas d'avant-trous. pourrait glisser horizontalement et ne pas exécuter son usinage correctement. La présente invention est destinée à remédier à ces inconvénients. Exposé de l'invention. Le procédé de l'invention est caractérise essen- tiellement par le fait que l'on combine - des gorges ayant une section présentant en leur partie la plus profonde des parois inclinées convergeant vers le fond, - avec un perçage d'orifices de liaison à axes radiaux dans les trous c 'est-à-dire à axes perpendlculaires aux axes des trous de la plaque tubulaire, aux endroits où les gorges adjacentes sont les plus rapprochées, ledit perçage s'effectuant à l'aide d'une microtete de perçage avec foret, introduite dans le trou, une conduite de liquide lubrifiant de refroidissement étant accollée à la microtête pour aboutir au voisinage du foret. Dans un plan comprenant l'axe de chaque trou, la gorge peut avoir toutes sortes de sections avec au moins une partie qui converge vers le fond afin de guider le foret. Cependant, on préfère lui donner, suivant la forme la plus simple, un profil à section triangulaire déterminant des flancs inclinés aboutissant à une arête à l'endroit où ladite gorge a le diamètre le plus grand. L'opération exécutée par la microtête peut être réalisée à la main mais elle peut être aussi commandée par une machine automatique programmée. Solution au problème, avantages et résultat industriel. Un premier avantage du procédé de l'invention réside dans le fait que l'on est absolument sur du diamètre de l'orifice qui relie les différentes gorges. Un autre avantage est que l'on évite toutes fissures au sein de la plaque tubulaire. Un troisième et un quatrième avantage qui décou lent de la stucture à section triangulaire des gorges réside dans le fait que la quantité de métal enlevée au sein de la plaque tubulaire est réduite au minimum si bien que celle-ci conserve une résistance convenable et aussi que cette section triangulaire a l'avantage de guider les forets au fond de chacune des gorges, au voisinage des arêtes qui constituent ledit fond ; on évite ainsi toute déviation du foret lors du perçage des orifices d'inter communication des gorges. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description cl-après qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustré par les dessins joints. Brève description des figures. Dans les dessins La figure 1 est une coupe transversale passant par les axes de plusieurs trous adjacents d 'une section de plaque tubulaire réalisée suivant l'invention et où on a représenté une microtêLe réalisant un perçage. La figure 2 est une vue en élévation d'un frag- ment de plaque tubulaire de l'invention avec la partie droite comportant un arrachement dans la section médiane de la plaque. Dans le fragment de la plaque tubulaire 1, on a désigné par 2, 3, 4, 5, 23, 249 25 un certain nombre de trous destinés à recevoir les tubes d'échangeurs et dans lesquels ont été usinés des gorges 6, 7, 89 9 à section triangulaire présentant, une arête 10, 11, 12, 13 à l'endroit où elles sont le plus profondes. Le problème de l'invention réside dans le perçage des orifices radiaux tels que 14, 15. 19, 20, 21, 22 qui relient les différentes gorges entre elles.Par exemple l'orifice 15, relie les gorges 6 et 7 9 l'orifice 19 raccorde les gorges des trous 4 et 24g l'orifice 20 relie les gorges des trous 4 et 5 et ainsi de suite. Cette opération de perçage est réalisée à l'aide d'une mîcrotete de perçage 7 qui comprend un renvoi d'angle et un mandrin qui porte le foret 17 que l'on a représenté au fond de la gorge 7 en cours de perçage d'un orifice devant relier la gorge 7 du trou 3 avec la gorge 8 du trou 4, ce perçage devant être exécuté au niveau des aretes lî et 12 respectivement des gorges 7 et 8. Une conduite de liquide de coupe 18 qui a pour rôle essentiel de refroidir le foret 17 et le métal avoisinant est accollée à la microtête 16 pour amener ledit liquide au voisinage dudit foret 17. Comme on le voit, la microtête 16 est conçue pour que le foret 17 soit disposé radialement dans le trou 3, de façon que les orifices tels que 14, 15, 19, 20, 21, 22 soient percés à l'endroit où les gorges telles que 6, 7, 8 sont les plus proches les unes des autres. Ceci est clairement mis en évidence à la figure 2. REVENDICATIONS 1 / Prcédé de réalisation de plaque tubulaire de condenseur avec évidement médian où l'on admet un fluide à pression élevée constitué de façon que chaque trou comporte une gorge médiane mise en communication avec les gorges médianes adjacentes, c a r a c t é r i s é par le fait que l'on combine - des gorges ayant une section présentant, dans leur partie la plus profonde, des parois inclinées convergeant vers le fond, - avec un perçage d'orifices de liaison à axes radiaux dans les trous, c'est-à-dire à axes perpendiculaires aux axes des trous de la plaque tubulaire aux endroits où les gorges adjacentes sont les plus rapprochées, ledit perçage s'effectuant à l'aide d'une microtête de perçage avec foret introduite dans le trou, une conduite de liquide lubrifiant de refroidissement étant accot zée à la microtête pour aboutir au voisinage du foret 2 / Procédé de réalisation de plaque tubulaire, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que la gorge a un profil à section triangulaire déterminant des flancs inclinés aboutissant à une arête à l'endroit où la gorge a le diamètre le plus grand 3 / Procédé de réalisation de plaque tubulaire, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que la mlerotëte est manipulée à la main. 4 / Procédé de réalisation de plaque tubulaire, tel que défini dans la revendication 2, c -a r a c t é r i s é par le fait que la microtëte est commandée par une machine autamatique programmée.