Brevet FR2582774A1 — publié le 19861205

L'invention concerne une disposition pour la retenue d'un corps disposé dans une enveloppe parcourue par du gaz, au moyen d'un tricot métallique. On connaît des dispositions dans lesquelles est disposée, dan-s une tuyauterie à travers laquelle on fait passer les gaz chauds, une enveloppe munie d'un corps, par exemple d'un corps de filtre. De telles dispositions sont connues, par exemple, dans l'industrie chimique ou en tant que dispositions pour l'épuration des gaz d'échappement dans la construction de véhicules automobiles. Dans ce dernier domaine d'application, il s'agit de monolithes revêtus catalytiquement qui sont logés dans une enveloppe disposée dans le tuyau à gaz d'échappement du moteur du véhicule. L'utilisation dans l'industrie chimique est analogue. Les corps à traiter sont le plus souvent des corps sensibles au choc et des corps qu'il faut fixer dans leur position d'installation. C'est aussi le cas, par exemple, pour les instruments de mesure dans des tuyaux parcourus par du gaz. Etant donné qu'en outre le corps ou le dispositif à retenir présente un autre coefficient de dilatation thermique que la tuyauterie ou l'enveloppe, il se produit des difficultés particulières pour de telles retenues. Dans le cas des dispositifs pour la retenue d'un monolithe revêtu catalytiquement pour l'épuration de gaz d'échappement de véhicules à moteur fonctionnant avec un carburant liquide, une retenue du monolithe par un tricot circonférentiel a donné satisfaction. La retenue peut être assurée seulement par des tricots disposés du côté frontal et enserrant le bord frontal du corps ou par des treillis minéraux qui sont disposés le long de la circonférence et entourent les bords frontaux du corps (brevet DE 22 13 539).Enfin, le DE-B 14 76 507 montre encore une retenue de monolithe dans laquelle la surface du corps est couverte d'une couche de silicate d'aluminium bouchant les pores et ensuite s'effectue la retenue proprement dite au moyen d'un tricot métallique. Selon le brevet DE 22 13 539, il est connu aussi un écoulement autour du corps à retenir en disposant un ou plusieurs anneaux d'étanchéité radiaux. La multiplicité des propositions de solution pour la retenue d'un corps dans une enveloppe parcourue par du gaz montre qu'on n'a pas encore trouvé une solution satisfaisante. C'est en particulier le cas en ce qui concerne la retenue sûre sous l'influence d'un écoulement de gaz pulsé comme celui qui se produit dans le cas des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne ou de gaz transportés par des moteurs à piston. Dans des dispositifs de ce genre, il existe le risque que le corps à retenir ne se déplace par suite de l'action par impulsions et ne s'endommage au contact de parties de l'enveloppe. Une deuxième difficulté, liée à la précédente, réside dans l'étanchéité vis-à-vis du gaz baignant le corps. I1 faut maintenir cette proportion de gaz aussi petite que possible.Dans le cas de gaz toxiques, par exemple dans l'industrie chimique, il faut éliminer complètement cette proportion et dans le cas de tuyaux à gaz dans la construction de centrales énergétiques, par exemple de gaz d'échappement, il faut maintenir cette proportion extrêmement petite. L'invention vise donc à indiquer une retenue de l'espèce indiquée qui soit aussi simple et donc aussi fiable que possible aussi bien dans la fabrication du moyen de retenue que dans le montage et qui retienne sûrement le corps à retenir sans le mettre en danger, et ce, même dans le cas d'un courant de gaz pulsé, et qui permette, en outre, une étanchéité suffisante vis-à-vis de la proportion de gaz baignant le corps. L'exigence d'une constitution simple de la retenue résulte de l'utilisation comme article en grande série dans la retenue de monolithes revêtus catalytiquement dans les tuyaux à gaz d'échappement des moteurs de véhicule. Ce problème est résolu selon l'invention par une disposition présentant les caractéristiques suivantes a) l'élément de retenue est formé d'un tricot tubulaire métallique comprimé en un élément plan, b) l'élément de retenue présente des deux côtés des empreintes en forme de flèche, c) l'élément de retenue enveloppe au moins en une couche le corps à retenir. Dans cette solution selon l'invention, on indique, par la première caractéristique, un élément de retenue qui peut être fabriqué de façon particulièrement simple. La fabrication d'un tel tricot tubulaire métallique, par exemple en partant des matériaux Inconel 601 ou Nicrofer 6023, particulièrement appropriés, est connue. En général, le tricot est à deux fils. Si l'on comprime ce tube, on obtient une bande de tricot bien élastique. La deuxième caractéristique, l'empreinte bilatérale en forme de flèche, est nécessaire aussi pour la solution du problème posé, puisque, ainsi, on empêche le coulissement oblique du corpus par suite de l'afflux du gaz et qu'en outre, on obtient une obstruction du parcours d'écoulement de la fraction du gaz qui baigne le corps.Cette caractéristique essentielle à l'invention suffit déjà, dans beaucoup de cas d'application, à diminuer la fraction du gaz qui baigne le corps à un point tel que d'autres mesures sont superflues. En outre, elle contribue à une amélioration notable du montage de la retenue, puisque, en combinaison avec la troisième caractéristique, elle permet un enveloppement plus uniforme du corps à retenir que dans le cas où l'on utilise les tricots connus avec empreintes perpendiculaires au bord longitudinal du tricot. La troisième caractéristique nécessaire montre la disposition en elle-même connue de l'élément de retenue pour le maintien du corps. Il est apparu qu'un enveloppement simple, au moins à une couche, du corps à retenir, suffit à le retenir sûrement à l'intérieur de l'enveloppe.Les mesures nécessaires dans les dispositions connues comme la compression de la surface latérale du corps ou la disposition frontale d'autres éléments de retenue ne sont pas nécessaires. I1 est apparu que l'on obtient une retenue particulièrement bonne et un barrage contre le gaz risquant de baigner le corps, par exemple du gaz d'échappement, lorsque l'empreinte en forme de flèche est effectuée de telle sorte que les branches de flèche de l'empreinte sont dirigées chacune sous un angle de 60 à 80 , de préférence de 70 , relativement à l'axe longitudinal de l'élément de retenue. Par l'empreinte bilatérale déjà mentionnée ci-dessus en b), on obtient une allure d'ondulation faisant, de préférence, un angle de 70" avec le bord et par suite, ainsi qu'il est apparu, on obtient une retenue sûre, le corps n'étant pratiquement pas baigné par le gaz. Pour obtenir une étanchéité encore meilleure empêchant le corps d'être baigné par le gaz, en particulier dans le cas de corps relativement longs, selon un développement de l'invention, l'élément de retenue est replié vers l'intérieur aux deux bords extérieurs longitudinaux, de sorte que la région marginale présente un nombre double de couches. Ce repli des bords extérieurs longitudinaux s'effectue avant la formation des empreintes bilatérales en forme de flèche, de sorte que le long du bord longitudinal, il peut se constituer une forme ondulée. I1 est apparu suffisant que le repli aux bords longitudinaux soit d'environ 2 cm. Dans quelques dispositions, entre autres dans l'industrie chimique dans la disposition de filtres, il est nécessaire d'empêcher complètement que le corps ne soit baigné. Dans le cas des gaz d'échappement de moteurs fonctionnant avec un carburant liquide, cela est désirable. Pour obtenir une étanchéité particulièrement sûre contre les courants qui baignent, selon une autre exécution de l'invention, l'élément de retenue présente, parallèlement à l'axe longitudinal, au moins une empreinte rectiligne. Dans le cas d'une seule empreinte, celle-ci peut s'effectuer suivant l'axe longitudinal. Dans cette empreinte est insérée, selon le développement de l'invention, une bande d'étanchéité. Celle-ci peut à nouveau être formée d'un tricot métallique, mais aussi de laine minérale, de laine de verre, etc. On peut aussi utiliser comme bandes d'étanchéité des bandes métalliques, par exemple en cuivre ou en acier inoxydable. Selon un développement de l'invention, une retenue particulièrement simple et fiable du corps est assurée par le fait que l'élément de retenue dépasse le corps à retenir sur au moins un côté frontal et qu'à l'état installé, il entoure le bord frontal du corps. On arrive ainsi à ce que l'élément de retenue, dans sa région à double couche, lorsqu'on l'introduit dans l'enveloppe qui présente une trémie d'entrée et une trémie de sortie et éventuellement un bord d'application dans la région de la transition vers la partie cylindrique, se place autour du bord frontal du corps et forme ainsi une retenue en direction axiale, tandis que la partie de l'élément de retenue qui enveloppe le corps constitue la retenue en direction radiale. Ainsi, en même temps, déjà dans la région d'afflux, on obtient une étanchéité efficace empêchant le corps d'être baigné. Sur les figures 1 à 3 est représenté un exemple d'exécution de la retenue selon l'invention, plus précisément à propos de l'exemple de la retenue d'un monolithe revêtu catalytiquement dans le tuyau d'échappement d'un véhicule. La figure 1 montre schématiquement une coupe longitudinale de la retenue, la figure 2 le développement de l'élément de retenue, et la figure 3 un détail à l'endroit Z de la figure 2. Dans l'exemple d'exécution, il faut qu'un corps 1, qui est un monolithe revêtu catalytiquement présentant de multiples canaux longitudinaux très fins, soit disposé et retenu dans une tuyauterie 11, dans le cas présent le tuyau d'échappement du véhicule. I1 faut, en outre, que le corps ll ne puisse pas être baigné par du gaz d'échappement et que la retenue soit suffisante dans tous les états de fonctionnement. La retenue doit être efficace malgré les coefficients de dilatation différents de l'enveloppe (acier) et du corps 1 (céramique), aux différentes températures qui se produisent, donc dans un intervalle d'environ 800 à 900"C. Le tuyau d'échappement 11 présente dans le sens d'écoulement une trémie d'entrée 3a à laquelle se raccorde l'enveloppe cylindrique 2 dans laquelle le corps 1 est retenu. L'enveloppe 2 peut être raccordée à la trémie d'entrée 3a de plus grand diamètre, de sorte qu'il se forme un bord d'application. A l'enveloppe 2 se raccorde de façon correspondante la trémie de sortie 3b avec la tuyauterie qui suit. L'enveloppe 2 est soudée aux deux trémies 3a, 3b ou bien leur est reliée par des brides. L'enveloppe cylindrique 2 présente à sa circonférence des empreintes circonférentielles 12 qui sont ou bien dirigées parallèlement entre elles ou bien formées en spirale. Ces empreintes 12 assurent la compression de l'élément de retenue 4 qui entoure le corps 1. L'élément de retenue 4 est formé d'un tricot tubulaire à deux fils, comprimé en un élément plan, formé de fil de 0,23 mm de diamètre en Inconel 601 ou Nicrofer 6023, ayant une largeur de 95 mm avec 60 mailles. L'élément de retenue 4 présente des deux côtés une empreinte en forme de flèche 5. On obtient ainsi une ondulation d'un pas de 10,5 mm, la hauteur du tricot étant de 6,5 mm, l'allure des flèches est, par exemple, de 72C des deux côtés par rapport au bord. Aux deux régions marginales 6a, 6b, il s'effectue un repli de 18 mm aux bords extérieurs longitudinaux 7a, 7b, de sorte que dans ces deux régions, il existe un nombre double de couches. En outre, l'élément de retenue 4 est muni, dans un axe longitudinal 8, d'une empreinte rectiligne 9 dans laquelle est insérée une bande d'étanchéité. L'élément de retenue 4 a une largeur supérieure à la longueur du corps 1 de sorte que lors de l'enveloppement du corps 1, il dépasse celui-ci aux deux côtés frontaux. Après l'assemblage, ces parties dépassantes se placent par dessus le bord frontal correspondant du corps 1 et forment aussi bien une protection de bord qu'une bonne étanchéité empêchant le gaz d'échappement de baigner le corps 1. Par suite des empreintes en forme de flèche 5, on obtient une meilleure retenue du corps 1 et elle empêche en particulier un déplacement oblique du corps 1. En outre, par suite de cette mesure, on obtient une interruption du parcours d'écoulement du gaz d'échappement et donc un effet d'étanchéité. -REVENDICATIONS 1. Disposition pour la retenue d'un corps disposé dans une enveloppe parcourue par du gaz, au moyen d'un tricot métallique, caractérisée par les points suivants a) l'élément de retenue (4) est formé d'un tricot tubulaire métallique comprimé en un élément plan, b) l'élément de retenue (4) présente des deux côtés des empreintes en forme de flèche (5), c) l'élément de retenue 14) enveloppe en au moins une couche le corps à retenir (1). 2. Disposition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les branches de flèche des empreintes (5) sont dirigées chacune sous un angle de 60" à 80 , depréfé- rence de 70 , relativement à l'axe longitudinal de l'élément de retenue (4). 3. Disposition selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément de retenue (4) est replié vers l'intérieur aux deux bords extérieurs longitudinaux (7a, 7b) de sorte que la région marginale (6) présente un nombre double de couches. 4. Disposition selon la revendication 3, caractérisée en ce que le repli aux bords longitudinaux (7a, 7b) est d'environ 2 cm. 5. Disposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément de retenue (4) présente, parallèlement à l'axe longitudinal (8), au moins une empreinte rectiligne (9). 6. Disposition selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'empreinte (9) s'effectue le long de l'axe longitudinal (8). 7. Disposition selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que dans l'empreinte (9) est insérée une bande d'étanchéité (10). 8. Disposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élément de retenue (4) dépasse le corps à retenir (1) sur au moins un côté frontal et qu'à l'état installé, il entoure le bord frontal du corps (1). 9. Disposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le corps à retenir (1) est un monolithe revêtu catalytiquement qui est disposé dans le système de gaz d'échappement d'un moteur fonctionnant avec un carburant liquide.