Brevet FR2563331A1 — publié le 19851025

La présente invention a trait au nettoyage des faisceaux de tubes qui constituent les échangeurs utilises dans l'industrie en général, notamment dans les industries chimiques et le raffinage. Par suite de la nature plus ou moins chargée des liquides qui les traversent, les tubes de ces échangeurs se colmatent de manière assez rapide, si bien qu'en vue d'éviter le freinage ou même l'obstruction complète de la circulation, il est indispensable de procéder au nettoyage périodique de leur paroi interieure. Il s'agit dans tous les cas d'une opération longue, délicate et conteuse, resalisse à l'aide de machines dénommées "tringleuses" utilisant le plus souvent un jet liquide à haute pression Ce jet est emis par une buse à plusieurs orifices, qui est repoussée à l'interieur de chacun des tubes du faisceau a traiter et qui est déplacée axialement en avant et en arrière pour decaper la paroi interne. L'efficacité d'un tel jet est bien entendu fonction a la fois du débit et de la pression et l'on comprend que par suite du diamètre réduit des tubes à nettoyer le débit est peu important, si bien que l'introduction à force des buses dans les tubes se revole frequemment très difficile et qu'on se heurte même å des impossibilités ; dans ce dernier cas, c'est l'ensemble du faisceau qui doit être remplace. En vue de remédier aux inconvenients sus-mentionnes, la présente invention a pour objet un procede de nettoyage qui lors des essais s'est révélé particulièrement efficace, en permettant de nettoyer de manière parfaite des faisceaux de tubes juges irrécupérables à l'aide des systèmes classiques. Le procédé suivant l'inventIon consiste essentiellement à projeter cycliquement a l'intérieur de chacun des tubes à nettoyer un jet haute pression émins à travers une buse disposée axialement an avant de l'une des extrémités du tube considéré, les temps d'arret etant mis a profit por assurer l'évacuation des déchets décollés de la paroi du tube envisagé. L'invention a également pour objet un appareillage spécialement étahli pour permettre la mise en oeuvre pratique du procédé de nettoyage sus-mentionné, lequel appareillage comprend essentielement au moins une buse de projection portée par un chariot que des moyens appropries déplacent par rapport à un bâti fixe disposé en avant de l'une des extrémités du faiscean à nettoyer, ces moyens àtant agencés de façon à @e ue le jet liquide émis par la buse précités vienne successivement frapper l'orIfice d'entrée des differents tubes du faisceau. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caracteristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en perspective d'un appareillage de nettoyage suivant l'invention. Fig. 2 illustre de la même manière une variante de mise en oeuvre de l'invention. Sur ce dessin, on a schématiquement indiqué en A le faisceau de l'échangeur à traiter, lequel faisceau comprend å la façon usuelle une virole ou enveloppe à l'intérieur de laquelle est monte une série de tubes paralleles régulièrement disposés pour ménager entre eux des passages pour l'un des deux fluides à mettre en contact thermique. La référence a désigne l'un de ces tubes. L'appareillage destine à assurer, conformément a-l'invention, le nettoyage des différentes tubes a de cet échangeur A comprend un bâti 1, en forme de cadre å profil rectangulaire ou carre, dont les montants sont constitués par des profilés à section en C qui s'ouvrent à l'oppose dudit échangeur. Dans chacun de ces montants se déplace une chatne 2 renvoyée par des roues dentées 3 prévues aux extrémités du montant considére ; les deux roues 3 inférieures sont calées sur un meme arbre horizontal 4 entrainé en rotation lente par un soto-reducteur 5. Sur chacune des chaînes 2 est fixe un bras horizontal 6, les deux bras 6 étant solidaires d'une poutre horizontale 7 qui est ainsi apte à se déplacer verticalement par rapport au bâti 1 lorsque le moto-réducteur 5 est alimente. La poutre 7 est découpée horizontalement d'une lumière 7a dont la longueur correspond à la largeur intérieure du bâti 1 et à l'intérieur de laquelle est engage un doigt latéral 8a solidaire d'un chariot 8. Ce dernier est conformé de manière à constituer écrou retenu pour une tige filetée 9 portée par la poutre 7 ; l'une des extrémités de cette tige 9 est entraînée en rotation par un moto-réducteur 10 fixé sur la poutre précitée. L'appareillage comprend encore un porte-jet 11 solidaire du chariot 8 ; dans l'exemple de réalisation envisagé on a supposé que ce porte-jet 11 traversait la lumière 7a de la poutre 7, mais il va de soi qu'on peut adopter une autre solution. L'une des extrémités du porte-jet 11 est équipée d'une buse de projection 12, tandis que sur l'autre extrémité est assujetti un joint tournant 13 pour le raccordement avec une canalisation d'alimentation 14. Cette dernière est reliée a une pompe propre a refouler un courant d'eau sous une pression et un débit très élevés. Le bâti 1 est mis en place et fixé de façon à ce que la buse 12 du porte-jet ll se trouve placée a quelques centimètres (distance C) de l'extrémité du faisceau A à nettoyer. Dans l'exemple pris en considéra tion, on a représente le faisceau A en position horizontale, mais on conçoit que ledit faisceau puisse être disposé verticalement ou obliquement. On observera à ce sujet que compte tenu de la simplicité de l'appareillage décrit, il n1 est pas indispensable que le faisceau A soit démonté de ltéchangeur, ledit appareillage étant susceptible d'être implanté in situ après ouverture de la calotte usuelle qui ferme l'une des extrémités de l'échangeur. La pompe est mise en état de fonctionnement en même temps que les moto-raducteurs 5 et 10 sont alimentés. L'eau qui parcourt la canalisation 14 et le porte-jet 11 est projetée à travers la buse 12 en direction de l'extrémité ouverte des tubes a du faisceau A, si bien qu'elle pénètre dans lesdits tubes. Par suite de l'action conjugée des deux moto-réducteurs 5 et 10, le chariot 8 et le porte-jet 11 se deplacent à vitesse lente suivant deux directions perpendiculaires, de telle sorte que la buse 12 balaye en fait toute la face ouverte du faisceau A et que les orifices de tous les tubes a de celui-ci sont successivement frappes par le jet liquide. Les essais ont démontré que la pression de ce jet, jointe à un débit très élevé, assurait le nettoyage efficace et rapide des tubes a. Aussi longtemps que ces tubes ne sont pas décolmatés, l'veau projetée et les déchets qu'elle arrache à la paroi du tube a en cours de traitement sont évacués par l'extrémité antérieure du faisceau lorsque la projection liquide s'arrête à la suite du déplacement du porte-jet 11, et ce n'est que lorsque le tube a été complètement traité que l'eau et les déchets peuvent s'évacuer à travers l'extremite arrière du faisceau. On comprend qu'on peut avantageusement associer à la poutre mobile 7 et au chariot 8 des détecteurs réglables de fins de course agencés de manière à inverser automatiquement le sens de rotation des moto-reducteurs 5 et 10 en fonction de la conformation du faisceau A. On obtient de la sorte un nettoyage efficace et rapide, qui ne nécessite pas la présence d'un opérateur pour la commande des organes mobiles de l'appareillage. Ce dernier est ainsi susceptible d'être adapte au traitement des faisceaux de toutes dimensions, quels que soient le nombre, la disposition et le diamètre des tubes a. Il convient de remarquer que les caractéristiques de la pompe haute pression raccordée à la canalisation 14 sont utilisées dans de meilleures conditions que dans la technique usuelle, par suite notamment de la réduction très importante des pertes de charge. Fig. 2 illustre une variante de réalisation de l'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé de nettoyage suivant l'invention. On retrouve le porte-jet 11 équipé de sa buse 12 et alimente par une canalisation 14 associee à un joint tournant 13 ; cet ensemble est porté par le chariot 8 qui coopère avec la tige filetée 9 entraidée en rotation par le moto-réducteur 10. Toutefois dans le present cas ce moto-reducteur 10 est porte par un disque 15 et c'est dans ce disque 15 qu'est découpée la lumière 15a destinée à l'immobilisation angulaire du chariot 8. le disque 15 est solidaire d'une armature périphérique 16 dont la paroi tournée vers l'intérieur présente une denture 16a, laquelle coopère avec un pignon denté 17 entraîné par un moto-reducteur 18. Ce dernier est fixé sur la partie inferieure d'un bâti fixe 19 solidaire d'un guide 20 à profil semi-circulaire, à l'intérieur duquel est convenablement supportée l'armature 16. On conçoit que le fonctionnement d'un tel appareillage est très voisin de celui expose en référence à fig. 1, du fait que les deux moto-réducteurs 18 et 10 assurent le déplacement du chariot 8 suivant une série de cercles concentriques ou suivant une spirale, si bien que la buse 12 vient se présenter successivement en vis-à-vis (distance OC ) des différents tubes a du faisceau A. Il va de soi que les moto-reducteurs de l'appareillage suivant l'invention sont susceptibles d'être entraînés par des moteurs du type pas-à-pas, propres à assurer le déplacement saccade du chariot 8 de façon àce que le jet issu de la buse 12 passe directement d'un tube a à un autre, pratiquement sans position intermédiaire. le chariot précité peut évidemment comporter plus d'un porte-jet 11. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous auttes équivalents. On pourrait notamment imaginer des appareillages faisant appel à des vérins pneumatiques, hydrauliques ou electriques pour le déplacement du porte-jet 11. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour le nettoyage des faisceau de tubes des échangeurs et ensembles analogues, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter à l'intérieur des tubes (a) à nettoyer un jet liquide à haute pression émis par une buse (12) disposez axialement en avant de l'orifice desdits tubes à arrêter la projection pour assurer ltévacuation de l'eau et des déchets détaches de la paroi interne des tubes, et à poursuivre le cycle projection/arrêt jusqu'a l'obtention du nettoyage complet de tous les tubes du faisceau (A). 2. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une buse de projection (12) portée par un chariot (8) que des moyens appropries déplacent par rapport a un bati fixe (1, 19) propre à être maintenu en avant de l'extrémité ouverte du faisceau 2 nettoyer (A), de façon à ce que le jet liquide omis par ladite buse vienne frapper successivement à plusieurs reprises l'orifice d'entrée des différents tubes (a) dudit faisceau. 3. Appareillage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le chariot (8) est déplace suivant deux directions orientees perpendiculairement l'une à l'autre. 4. Appareillage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le chariot (8) se déplace le long d'une poutre (7) qui est susceptible d'être elle-même déplacée sur le bâti fixe (1) suivant une direction perpendiculaire à celle du déplacement dudit chariot le long de la poutre précitée. 5. Appareillage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le chariot (8) est déplacé simultanément suivant une direction rectiligne et suivant une direction circulaire. 6. Appareillage suivant la revendication 5, caractérisE en ce que le chariot (8) se déplace de maniére rectiligne sur un disque (15) lui-même anime d'un mouvement de rotation par rapport au bati fixe (19) qui la supporte.