Brevet FR2680778A1 — publié le 19930305

i Procédé de liaison de plaques de verre de borosilicate ondulées L'invention concerne un procédé de liaison de plaques de ver- re de borosilicate ondulées dans des éléments de garnissage à hautes performances destinés à des colonnes. Dans les techniques de fractionnement thermique, on utilise parallèlement aux garnissages simplement formés de corps de remplis- sage en vrac, des garnissages formés de corps de remplissage ordonnés. Les corps de garnissage sont constitués par des plaques pourvues d'on- dulations inclinées que l'on empile alternativement dans des sens oppo- sés de manière à former des canaux qui se croisent et s'étendent dans la direction de l'axe de la colonne (par exemple DE-AS 13 00 511) On améliore ainsi considérablement le contact entre la phase liquide et la phase vapeur et, par suite, le rendement du garnissage par rapport à ce- lui d'un garnissage formé de corps de remplissage en vrac On obtient un mélange encore plus intime des phases en décalant les différents pa- quets de corps de remplissage de 900 les uns par rapport aux autres. Les paquets de corps de remplissage sont réalisés en des ma- tériaux divers tels que céramique, acier spécial, alliages métalliques autres, ainsi que matières plastiques (par exemple GB-PS 1 391 307) ou structures moulées de fibres de verre munies d'un revêtement (par exemple GB-PS 1 471 442) On connaît encore des paquets de corps de remplissage constitués de plaques de verre ondulées (DE 39 09 995 Ci). Les différentes plaques ondulées sont liées entre elles par vi- trification dans le cas de céramiques ou par soudage par points dans le cas d'acier Les matières plastiques et les tissus de fibres de verre en- duits décrits par exemple dans le document GB-PS 1 47 442 sont géné- ralement assemblés par collage Dans le garnissage à hautes performan- ces divulgué par le document DE 39 09 995, constitué par des plaques de verre ondulées, l'assemblage des différentes plaques est réalisé soit par force au moyen d'une bande appliquée autour du paquet de plaques ondulées, soit par collage à l'aide d'un adhésif non organique, soit par liaison au moyen d'une brasure de verre. L'élément de garnissage à hautes performances formé de pla- que de verre ondulées divulgué par le document DE 39 09 995 présente cependant certains inconvénients dans la pratique Dans le cas de pla- ques de verre ondulées assemblées au moyen d'une bande, on doit tout d'abord découper les plaques de verre en fonction du diamètre de la co- lonne, puis on les assemble soigneusement et, pour terminer, on les en- veloppe au moyen de la bande La découpe de plaques de verre ondu- lées représente un travail considérable En ce qui concerne le collage ou le brasage des plaques de verre ondulées, l'application de la colle ou de la brasure exactement aux points d'intersection des différentes ondes des plaques entraîne des complications techniques. L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé qui permette de lier simplement et de manière durable des plaques de verre de borosilicate ondulées dans des éléments de garnissage à hautes performances destinés à des colonnes. Le problème est résolu selon l'invention par le fait que l'on chauffe les plaques de verre ondulées, préalablement empilées de la manière souhaitée, pendant 6 à 15 minutes à une température qui est supérieure de 200 à 230 K au point de transformation vitreuse Tv du verre de borosilicate De manière surprenante, il se forme aux points de contact des différentes plaques de verre ondulées une soudure ou une jonction durable et stable, sans que la forme desdites plaques de verre soit modifiée. On peut lier entre elles des plaques ondulées en verre de bo- rosilicate 3 3 en les chauffant pendant 6 à 15 minutes à une tempéra- ture comprise entre 725 et 755 "C Le verre de borosilicate 3 3 est un verre de borosilicate normalisé dont les caractéristiques sont définies dans la norme DIN/ISO 3585. De manière appropriée, la vitesse à laquelle les plaques de verre ondulées sont amenées à la température de réaction est choisie aussi élevée que possible afin de réduire au maximum les temps de cy- cles Par ailleurs, la vitesse de réchauffage ne doit pas être trop élevée afin d'éviter que les plaques éclatent lors du chauffage On obtient gé- néralement des résultats satisfaisants avec des vitesses de réchauffage comprises entre 3 et 5 K/min. La stabilité de l'assemblage de plaques de verre ondulées ain- si obtenu est excellente On obtient, par le traitement thermique, une soudure ou une jonction entre les plaques de verre extraordinairement résistante au niveau des points d'intersection ou de contact entre les différentes plaques On a ainsi un assemblage de plaques qui présente en tout point la même composition chimique et le même coefficient de dilatation thermique. L'élément de garnissage à hautes performances nécesaire peut être fabriqué de manière simple, dans toutes les dimensions, par sciage ou par perçage, à partir des paquets de plaques soudées conformément à l'invention On peut découper sans difficulté des éléments de garnis- sage avec une précision de 0,1 mm dans le paquet de plaques liées de telle sorte que, lorsque les viroles de colonne sont usinées avec une précision correspondante, il ne subsiste plus qu'un jeu périphérique de 0,2 mm entre le garnissage et la paroi de colonne On peut ainsi se dis- penser d'une étanchéité périphérique séparée entre l'élément de garni- sage et la paroi de colonne. Le nouveau procédé permet aussi d'utiliser sans difficulté des plaques de verre ondulées dont la surface a été rendue rugueuse par sa- blage ou par d'autres moyens avant réalisation de la soudure ou la jonction, dans le but d'améliorer le mouillage de la surface, ce qui est souhaitable pour la distillation et analogue notamment Les différentes plaques de verre peuvent être empilées sans problème jusqu'à une hau- teur de 50 cm pour la liaison par traitement thermique Au-delà, les couches inférieures risquent de se déformer. La liaison entre les plaques de verre ondulées présente une stabilité mécanique telle que l'on peut utiliser une plaque découpée en dans l'assemblage pour former une grille-support de colonne très résis- tante sur le plan chimique. L'invention est décrite ci-après de manière détaillée en se ré- férant aux dessins Ceux-ci représentent: Figure 1, un paquet de plaques de verre ondulées assemblées, en vue en perspective et, Figure 2, la coupe et une vue de dessus partielle d'une colon- ne comportant une grille-support formée de plaque de verre ondulées. La figure 1 représente un paquet de six plaques 1 ondulées en verre de borosilicate qui sont posées l'une sur l'autre en alternance dabs des sens opposés et qui sont soudées entre elles au niveau de cha- que point de contact 2 des sommets des ondes La figure 2 montre une partie d'une colonne coupée, dans laquelle est montée une grille-sup- port 3 formée de plaques de verre ondulées liées selon l'invention La grille-support 3 est supportée par la collerette 4 prévue à l'intérieur de la colonne Le diamètre de la grille-support 3 correspond au diamètre intérieur de la colonne L'épaisseur de la grille-support 3 est calculée de manière telle que celle-ci puisse supporter le poids des éléments ou des garnissages en vrac qui reposent sur elle Les passages 5, 5 ' de la grille-support 3 qui dépendent de la hauteur des ondes des plaques uti- lisées doivent être dimensionnés de manière à empêcher le passage ou l'entrée des éléments ou des corps de remplissage On peut aussi com- biner alternativement des plaques de verre ondulées et des plaques de verre planes ou encore utiliser des plaques de verre ondulées avec des hauteurs d'ondes différentes. REVENDICATIONS 1 Procédé pour lier des plaques ondulées en verre de borosi- licate dans des éléments de garnissage à hautes performances destinés à des colonnes, caractérisé par le fait que l'on empile les plaques de verre ondulées de la manière souhaitée et on les chauffe pendant 6 à 15 minutes à une température qui est supérieure de 200 à 230 K à leur point de transformation vitreuse TV* 2 Procédé pour lier des plaques de verre ondulées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on chauffe des plaques on- dulées en verre de borosilicate 3 3 pendant 6 à 15 minutes à une tem- pérature comprise entre 725 et 755 O C. 3 Utilisation comme grille-support de colonnes de l'assem- blage de plaques de verre ondulées obtenu selon la revendication 1 ou 2.