Brevet FR2594379A1 — publié le 19870821

Liaison à manchon pour tuyaux conducteurs isolés thermi quement L'inxention concerne une liaison à manchon pour des tuyaux conducteurs isolés thermiquement et se composant d'un tuyau intérieur dans lequel passe le fluide, d'une couche d'isolation thermique entourant le tuyau intérieur, couche réalisée en matière synthétique expansée ainsi que d'un tuyau extérieur en matière synthétique thermoplastique, les extrémités du tuyau Sntérieur, dégagées de mousse synthétique de deux éléments de tuyau à relier étant soudées l'une à l'autre, la zone de jonction Ptant recoux erte par une matière synthétique thermoplastique appliquée sur le manchon mis en place sur les extrémités des tuyaux extérieurs et en ce que dans I'interalle annulaire entre le manchon et le tuyau intérieur, on expanse cette matière synthétique, la liaison étanche à l'eau entre le manchon et les extrémités du tuyau extérieur étant réalisée à l'aide d'un élément résistant électrique en forme de ruban. Une liaison à manchon du type cidessus est décrite dans le document DE-GM 8204372. Cette liaison à manchon présente l'incon#énient que la pression nécessaire à la soudure et qui est appliquée par exemple par un dispositif de serrage modifie la distance entre les différents fils conducteurs ou entre les spires de fils conducteurs ou déplace l'élément chauffant dans la direction longitudinale. La solution décrite dans ce document antérieur selon laquelle l'élément chauffant est enfoncé à chaud dans le manchon a pour but de décrire un composant formé du ruban chauffant et du manc#hon, mais ne convient en aucun cas à résoudre le problème posé par les inconénients cités. La présente invention a pour but de perfectionner la liaison à manchon, connue de façon à éviter tout déplacement de l'élément chauffant ou tout changement d'intervalles entre les différentes spires du fil chauffant. A cet effet, l'invention concerne une liaison à manchon du type ci-dessus, caractérisée en ce que le ruban est inséré dans la surface à souder du manchon. A côté des avantages qui découlent directement de l'énoncé du problème , l'invention a également l'avan- tage d'aboutir de manière simple à un seul élément constructif formé du ruban chauffant et du manchon. De façon particulièrement avantageuse au niveau de la surface extérieure à souder du manchon, on a réalisé une rainure correspondant à la largeur de la bande et cette bande est placée dans cette rainure et y est bloquée La profondeur de la rainure peut correspondre à l'épaisseur de paroi du ruban chauffant. Le blocage peut se faire par soudage, collage ou par recouvrement à l'aide d'une feuille de polyéthylène. En variante, il est également possible d'enfoncer le ruban dans la surface extérieure du ruban au niveau du manchon à souder. Cela peut se faire par exemple de manière simple en balayant les parties correspondantes du manchon avec de l'air chaud pour les mettre à la température de fusion et en enfonçant le ruban chauffant dans la surface ainsi ramollie.Si la rainure est par exemple recouverue d'une feuille de polyéthylène, on peut utiliser un ruban chauffant composé d'un fil métallique mis en forme de méandres et qui est protégé contre l'oxydation et l'encrassage par une feuille de polyéthylène. L'invention peut s'appliquer à un manchon tubulaire réalisé par exemple par extrusion. Elle s'applique également dans les memes conditions à un manchon obtenu par la mise en forme de ce ruban en matière synthétique pour obtenir un tube dont les aretes de la bande se recou \rent.Lorsqu'on utilise un manchon formé d'un ruban en matière synthétique, il est avantageux que l'élément chauf fant à résistance soit inséré dans la bande de matière synthétique sous une forme proche d'une forme en U dont les branches sont au moins partiellement inclinées à angle aigu l'une par rapport à l'autre de façon qu'au niveau de ltentourage des extrémités de tuyaux-enveloppes, on obtienne un tracé en spirale de l'élément chauffant à résistance. Si l'on utilise des fils comme éléments chauffants à résistance, il est avantageux de maintenir l'écartement des fils ou des spires. Cela est notamment avantageux s'il faut des pressions élevées pour souder et qui risqueraient lors du ramollissement de la matière synthétique, de proroquer une modification de l'écartement réciproque des fils. L'apport de chaleur ne serait pas régulier, ce qui pourrait se traduire par des défauts dans le cordon de soudure. Le blocage de l'intervalle des fils ou des spires de fils entre elles peut se faire à l'aide d'un moyen d'accrochage en un matériau résistant mécaniquement de préférence en métal. Par ailleurs, il est également possible de bloquer l'écartement des fils ou des spires de fils par un organe d'écartement en une matière synthétique non conductrice ayant un point de fusion beaucoup plus élevé que celui du polyéthylène. Comme matière synthétique appropriée, on a par exemple les polyaramides qui sont connus sous le nom commercial de Keïlar. Si l'on utilise comme ruban chauffant un fil résistant placé en forme de méandres, les différentes spires en méandres peuvent être bloquées par au moins un fil tissé en mean- dres, fil en une matière synthétique ou en un autre matériau non conducteur d'électricité et présentant un point de fusion élevé.On peut par exemple utiliser un fil en un polyaramide mentionné ci-dessus mais également des fils en erre. Les fils sont avantageusement tissés en même temps que l'on réalise les méandres. Pour pouvoir contrôler l'opération de soudage, il est avantageux de placer au moins un thermocapteur dans le bain de soudage. Pour mesurer la température de façon précise, il est également nécessaire que la distance du thermocapteur et des différents fils chauffants soit maintenue constante pendant l'opération de soudage. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une liaison à manchon selon l'invention. - les figures 2a et 2b sont une vue de-dessus d'un ruban destiné à former un manchon avec une rainure en forme de U à branches s'écartant dans le cas de la figure 2a et se rapprochant dans le cas de la figure 2b. - la figure 3 est une coupe du ruban en matière synthétique au niveau de la rainure. - la figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 3 avec un ruban placé dans une rainure moins profonde que l'épaisseur du ruban. - la figure 5 est une vue en coupe analogue aux xues en coupe précédentes montrant une rainure plate recevant un ruban. - la figure 6 est une vue en coupe analogue aux vues en coupe précédentes montrant un ruban inséré par élévation de température. - la figure 7 montre la mise en place de fils tissés pour maintenir l'écartement des boucles du fil chauffant du ruban. La figure 1 montre une liaison à manchon pour des tubes de gainage en matière synthétique cette liaison se compose d'un tube intérieur 1, métallique, d'une couche d'isolation thermique 2 à base de polyuréthane expansé ainsi que d'une enveloppe de matière synthétique 3 à base de polyéthylène ou de chlorure de polyvinyle. Après avoir soudé les tubes intérieurs 1 comme cela est indiqué sous la référence 4, on applique autour de la zone de jonction 4Jpar-dessus les extrémités, des tubes-enxeloppes 3 ; cette application se fait par une soudure à résistance de manière étanche au liquide sur le tube extérieur en matière synthétique 3.Une ouverture non représentée réalisée dans le manchon 5 permet d'introduire un mélange de matière synthétique expansée à base de polyuréthane dans le volume annulaire compris entre le tuyau intérieur 1 et le manchon 5 et qui s'expanse dans ce volume annulaire. La soudure du manchon 5 sur les extrémités des tuyaux extérieurs 3 se fait selon l'invention à l'aide de bandes chauffantes 6 qui sont par exemple #cnt.t':técr d1#r fil résistant recourbé en forme de méandres entouré de tous côtés de matière synthétique. Pour arriver à une bonne soudure, le tuyau extérieur 3, le manchon 5 ainsi que la matière synthétique du ruban c-hauffant 6 sont réalisés dans la même matière synthétique et de préférence du polyéthylène. Pour permettre une bonne soudure et ainsi une bonne étanchéité entre le tuyauenveloppe 3 et le manchon 5, il est nécessaire d'exercer de la pression sur le cordon de soudure pendant que s'effectue la soudure.Cette pression peut entrainer un décalage de la bande chauffante 6 dans la direction longitudinale du tuyau et par exemple sortir de l'intervalle annulaire entre le manchon 5 et le tuyau en matière synthétique 3. Pour éviter cela, le manchon 5 comporte des rainures périphériques 7 dans lesquelles se fixent les bandes chauffantes 6. Les bandes chauffantes 6 et les manchons 5 forment ainsi un ensemble que l'on peut appliquer sur la zone de jonction 4 et qui même si l'on applique une pression, évite dans une très large mesure le déplacement de la bande chauffante.Comme manchon 5, on peut utiliser soit un tuyau extrudé, soit également un ruban disposé autour de la zone de jonction 4. I1 n'est pas absolument nécessaire pour la bande chauffante 6 d'utiliser un fil résistant disposé en méandres. I1 est également possible de prévoir plusieurs fils parallèles. Au lieu de placer le ruban chauffant 6 dans une rainure 7, il est également possible d'enfoncer le ruban chauffant 6 de manière non représentée dans la bande de matière synthétique du manchon 6, de façon profonde par exemple en chauffant la surface du ruban en matière synthétique à l'aide d'un courant d'air chaud, pour le manchon 5 et en introduisant le ruban chauffant 6 sous pression dans la masse ramollie à l'état plastique. La figure 2a est une vue de-dessus d'un ruban pour un manchon 5 dans lequel la rainure 7, fraisée, a essentiellement une forme de U et les branches 7a et 7b de cette forme en U font un angle aigu entre elles. La base 7c de cette forme en U est nécessaire afin que le cordon de chevauchement qui est dirigé dans la direction longitudinale du tuyau pour le manchon 5 puisse être soudé. L'écartement des branches 7a et 7b de cette forme en U est avantageux, car après rabattement du ruban 5 du manchon autour de la zone de jonction 4 et après soudure, on évite tout court-circuit du fil chauffant. Après avoir rabattu le ruban 5, le tracé du ruban chauffant 6 placé dans les branches 7a et 7b est en forme de spirale. La figure 2b est une vue de-dessus d'un ruban pour un manchon 5, dont les branches 7a et 7b en forme de U sont légèrement inclinées l'une vers l'autre. Cette réalisation est axantageuse si l'on utilise des fils résistants, isolés par un vernis de façon que dans la zone de chevauchement des extrémités des branches 7a et 7b en U, et de la base 7c, il n'y ait aucun court-circuit. La figure 3 est une vue en coupe du ruban en matière synthétique 5 au niveau de la rainure 7 ; dans cet exemple de réalisation, la profondeur de la rainure 7 correspond à l'épaisseur de paroi du ruban en matière synthétique 6, ce qui donne une finition lisse. Le ruban en matière synthétique 6 est constitué par un fil résistant 8 en forme de méandres qui est entouré de tous côtés par de la matière synthétique par exemple en soudant le fil résistant 8 entre deux rubans en polyéthylène. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 4, la profondeur de la rainure 7 est inférieure à l'épaisseur de paroi du ruban chauffant 6, de sorte que celui-ci vient en saillie par rapport à la surface du ruban 5. Cette réalisation offre l'avantage que la pression engendrée ou nécessaire lors du soudage fait fluer vers le côté la matière synthétique du. ruban chauffant 6 et qui déborde par rapport à la surface du ruban 5 pour assurer ainsi une bonne étanchéité. Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, on a fraisé une rainure 7, plate dans le ruban 5, rainure dans laquelle est noyé le fil résistant 8, nu, en forme de méandres. Pour protéger le fil 8 contre l'encrassage et la corrosion, la rainure 7 est recouverue d'un ruban de polyéthylène. L'exemple de réalisation selon la figure 6 montre le ruban chauffant 6 après avoir été intégré dans le ruban de matière synthétique 5. Comme sous l'effet de la pression d'application exercée lors du soudage, la distance des différentes boucles de la forme en méandres change et que l'apport calorifique n'est plus régulier, il s'est avéré intéressant d'entourer les différentes boucles en méandres du fil résistant 8 par deux fils 10 et 11 tissés autour des différentes boucles du fil résistant 8 pour les maintenir à intervalles constants. Les fils 10 et 11 doivent être réalisés en un matériau à température de fusion plus élevée que celle du matériau à souder pour qu'ils conservent leur fonction d'organes d'écartement même dans le bain de soudure. Comme matériaux, on peut envisager par exemple du polyéthylène polymérisé, du polypropylène polymérisé ou non polymérisé ainsi que d'autres matériaux comme par exemple du verre ou matériaux analogues.Des matériaux conducteurs d'électricité sont exclus pour des raisons évidentes. il est avantageux pour maintenir l'écartement que les fils 10 et 11 soient en torsion entre deux boucles de la forme en méandres. (figure 7). Pour permettre de mesurer la température dans le bain de soudure, il est préau un capteur de température 12. Comme du fait de la pression lors du soudage, ce capteur de température risque d'être déplacé et de transmettre dans ce cas de fausses températures, le capteur de température 12 est maintenu à l'aide d'une pince 13 fixée sur les boucles en méandres du fil résistant 8, exactement au milieu entre deux boucles de la forme de méandres.(figure 7). Des développements avantageux de l'invention sont caractérisés en ce que les fils ou les spires de fils dans le manchon sont fixés par des moyens d'accrochage en un matériau résis tant mécaniquement de préférence du métal et en ce que la distance des fils ou des liaisons à fils est bloquée par des organes d'écartement en matière synthétique non conductrice ayant un point de fusion beaucoup plus élevé que celui du polyéthylène. REVENDICATIONS 10) Liaison à manchon pour des tuyaux conducteurs isolés thermiquement et se composant d'un tuyau intérieur dans lequel passe le fluide, d'une couche d'isolation thermique entourant le tuyau intérieur, couche réalisée en matière synthétique expansée ainsi que d'un tuyau extérieur en matière synthétique thermoplastique, les extrémités du tuyau intérieur, dégagées de mousse synthétique de deux éléments de tuyau à relier étant soudées l'une à l'autre, la zone de jonction étant recouverue par une matière synthétique thermoplastique appliquée sur le manchon mis en place sur les extrémités des tuyaux extérieurs et en ce que dans l'intervalle annulaire entre le manchon et le tuyau intérieur, on expanse cette matière synthétique, la liaison étanche à l'eau entre le manchon et les extrémités du tuyau extérieur étant réalisée à l'aide d'un élément résistant électrique en forme de ruban, liaison caractérisée en ce que le ruban (6) est inséré dans la surface à souder du manchon (5). 20) Liaison à manchon selon la ro .rd ^at.cn 1, caracte'#isée en ce que dans la zone de la surface extérieure à souder du manchon (5),il -est prévu une rainure (7) correspondant à la largeur du ruban et en ce que le ruban est placé dans cette rainure pour y être bloqué. 30) Liaison à manchon selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la zone de la surface extérieure à souder du manchon, le ruban est enfoncé dans la surface extérieure. 4Q) Liaison à manchon selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la rainure est recouverte d'une feuille de polyéthylène. 50) Liaison à manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comportant un manchon constitué par un ruban en matière synthétique, liaison caractérisée en ce que l'élément chauffant à résistance est inséré dans le ruban en matière synthétique sous une forme voisine d'une forme en U, les branches de la forme en U étant au moins par segments, inclinées l'une par rapport à l'autre suivant un angle aigu de façon qu'au niveau de l'enveloppe des extrémités de tuyaux-enveloppes on obtienne un tracé hélicoidal de l'élément chauffant a résistance. 60) Liaison à manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 utilisant des fils comme éléments résistants, chauffants, liaison caractérisée en ce que la distance des fils ou des liaisons à fils est fixée de façon réciproque. 70) Liaison à manchon selon la revendication 6, caractérisée en ce que les fils ou les spires de fils dans le manchon sont fixés par des moyens d1accro- chage en un matériau résistant mécaniquement de préférence du métal. 80) Liaison à manchon selon la revendication 6, caractérisée en ce que la distance des fils ou des liaisons à fils est bloquée par des organes d'écartement en matière synthétique non conductrice ayant un point de fusion beaucoup plus élevé que celui du polyéthylène.