Brevet FR2684739A1 — publié le 19930611

La présente invention concerne un appareil de chauffage de tuyaux. Comme cela a été mentionné dans la demande de brevet canadien déposée sous le N O de série 2 004 221-4, en date du 29 Novembre 1989 par le déposant de la présente demande, il est d'une pratique usuelle d'appliquer un manchon sur un joint soudé dans un tuyau ou une canalisation Le procédé implique le nettoyage de la surface entourant le joint, le préchauffage uniforme de cette surface à une température spécifiée par le fabricant de manchons thermorétrécissables et le chauffage uniforme du manchon autour de sa circonférence afin d'appliquer par thermorétrécissement le manchon sur la surface du joint Le succès de l'opération dépend d'un préchauffage uniforme et du chauffage contrôlé du manchon lorsqu'on fait avancer le dispositif de chauffage sur l'étendue en longueur du manchon, de sorte que ce dernier se rétracte en position sur le tuyau sans piéger aucune bulle d'air. D'autres considérations importantes pour avoir une application réussie de manchons thermorétrécissables à chaud sur des tuyaux incluent le transport de l'équipement d'un joint au suivant, la stabilisation de l'équipement dans la zone devant être recouverte et la capacité à adapter le dispositif de chauffage à une variété de tailles de tuyaux. Un but de la présente invention est de fournir un appareil de chauffage relativement simple, qui puisse être aisément déplacé d'un emplacement à un autre sur un tuyau et qui puisse être aisément stabilisé dans une position pour le chauffage d'une surface du tuyau. Un autre but de l'invention est de fournir un appareil de chauffage, qui puisse être aisément adapté à des tuyaux ayant des diamètres différents. Ainsi, la présente invention concerne un appareil de chauffage de tuyaux caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'ossature formant châssis; des moyens en forme de galets situés sur lesdits moyens formant châssis et servant à supporter, avec possibilité de déplacement, l'appareil sur un tuyau devant être chauffé; des moyens de serrage situés sur lesdits moyens formant châssis pour s'appliquer de façon amovible contre le tuyau pour stabiliser l'appareil sur ce tuyau; et des moyens de chauffage montés pivotants dans lesdits moyens formant châssis pour tourner entre une position fermée autour d'un tuyau devant être chauffé, et une position ouverte. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une vue en élévation latérale d'un appareil de préchauffage de tuyaux conforme à la présente invention; la figure 2 représente une vue de bout de l'appareil de la figure 1, lorsqu'on regarde à partir de la gauche de cette figure; la figure 3 représente une vue en perspective schématique à partir de dessus et d'une extrémité d'un châssis utilisé dans l'appareil des figures 1 et 2; la figure 4 représente une vue en perspective d'une tôle de protection vis-à-vis du vent, destinée à être utilisée avec l'appareil des figures 1 et 2; la figure 5 représente une vue en élévation latérale d'un appareil de chauffage de manchons conforme à la présente invention; la figure 6 représente une vue de bout de l'appareil de la figure 5 dans la position ouverte lorsqu'on regarde à partir de la gauche de la figure 5; la figure 7 représente une vue en élévation latérale schématique de la surface du joint d'un tuyau; et la figure 8 représente une vue en élévation latérale schématique de la surface du joint de la figure 7, sur lequel est placé un manchon. En référence aux figures 1 à 3, on voit qu'un appareil de préchauffage de tuyaux conforme à la présente invention comprend un châssis d'ossature désigné d'une manière générale par la référence 1 Le châssis 1 est défini par un couple d'extrémités 2 interconnectées par une barre ou tige supérieure 3 Comme cela est mieux visible sur la figure 3, chaque extrémité 2 comprend une partie supérieure triangulaire 5 et une partie inférieure en forme de U renversé 6 Une plaque 7 s'étend vers le bas à partir de chaque bras 8 de la partie inférieure 6 pour supporter un arbre 9 portant un galet 10. Une pluralité de trous espacés 11 sont ménagés dans chaque bras 8, et des trous espacés semblables 13 sont ménagés dans chaque plaque 7 de sorte que l'on peut modifier la hauteur des côtés du châssis en fonction du diamètre du tuyau On indiquera plus loin de façon plus détaillée la raison de la possibilité d'ajustement en hauteur du châssis Des boulons 14 et des écrous 15 raccordent les plaques 7 et les bras 8 Chaque galet 10 se rétrécit vers l'intérieur à partir de chacune de ses extrémités de manière à fournir une assise correcte sur un tuyau interconnecté 16 Le châssis 1 est complété par la barre 3 qui s'étend entre les extrémités 2 La barre 3 est raccordée aux extrémités 2 par des boulons 19 et des écrous (non représentés sur la figure 3 pour simplifier la représentation). Une pluralité de dispositifs de chauffage catalytiques rectangulaires et allongés 22 sont montés dans le châssis 1 Des dispositifs de chauffage appropriés 22 sont des dispositifs de chauffage catalytiques du type Cata-Dyne (marque déposée) modèle Bx 6 x 24, fabriqués par la Société dite Cis-Can Sales (Western) Ltd avec de légères modifications pour l'adaptation au présent cas Le combustible est envoyé aux dispositifs de chauffage 22 par l'intermédiaire d'une canalisation d'entrée 23, d'une vanne thermostatique 25, d'un coupleur en T 27, d'une tubulure 28 et de coupleurs d'entrée 29 Les dispositifs de chauffage 22 s'étendent entre deux couples de bras opposés 30 en forme générale de C Les bras 30 sont suspendus de manière à pouvoir pivoter à partir de consoles en forme de L 32 (figures 2 et 3) montées sur les bases des parties supérieures triangulaires 5 des extrémités 2 du châssis. Une poignée 33 est montée pivotante sur chacun des bras 30 de manière à faciliter le déplacement manuel des dispositifs de chauffage 22 et des bras 30 Les extrémités supérieures des bras 30 sont enserrées entre des plaques 35 de forme générale triangulaire, qui sont raccordées de manière à pouvoir pivoter aux consoles 32 par des boulons 36 Pendant l'ouverture et la fermeture, les bras et par conséquent les dispositifs de chauffage 22 pivotent autour des axes alignés des boulons 36 Comme cela a été mentionné précédemment, la hauteur du châssis au- dessus des galets 20 peut être réglée pour différents diamètres de tuyaux Par conséquent, les dispositifs de chauffage 22 sont toujours disposés symétriquement ou concentriquement autour des tuyaux 16. Les dispositifs de chauffage 22 et les bras 30 sont maintenus dans une position ouverte ou fermée par un couple de verrous se présentant sous la forme de vérins 38 raccordés de façon pivotante à la barre supérieure 3 par un manchon 39 (figure 1 X Ii -Lie SS Ur-la barre supérieure 3 Des plaques 41 s'étendent vers le haut à partir des extrémités supérieures des vérins 38 de manière à permettre un montage du manchon 39 de manière qu'il puisse tourner Une tige de piston 42 sort de l'extrémité inférieure de chaque vérin 38 La position de la tige 42 dans le vérin 38 est fixée par un boulon 43 avec une poignée 45 traversant ce boulon Une plaque 46 située sur l'extrémité inférieure de la tige de piston 42 est raccordée à un manchon 48 monté rotatif sur une barre 49 s'étendant entre les bras 30. Les côtés des dispositifs de chauffage 22 sont interconnectés par des bandes métalliques 50 et par des réflecteurs métalliques perforés 52 (les perforations ne sont pas représentées) Naturellement, comme cela est représenté sur la figure 2, ceux des dispositifs de chauffage opposés 22, qui sont les plus bas, ne sont pas interconnectés Un réflecteur 52 s'étend latéralement à l'extérieur de l'un des dispositifs de chauffage inférieur 22 jusqu'à l'autre dispositif de chauffage inférieurs adjacent lorsque les dispositifs de chauffage sont dans la position fermée ou position d'utilisation (figure 2) Les réflecteurs perforés 22 sont agencés de manière à renvoyer la chaleur à la surface des canalisations 16 tout en permettant un passage suffisant d'air jusqu'aux surfaces intérieures des dispositifs de chauffage 22 pour entretenir une réaction catalytique efficace Le courant de combustible envoyé aux dispositifs de chauffage 22 est commandé par la vanne thermostatique 25 qui à son tour est commandée par le bulbe 53 d'un thermostat (figure 2) qui est raccordé à la vanne 25 par un capillaire 55 Le bulbe 53 est maintenu contre le tuyau 16 par un ressort 56. Lorsque le bulbe 53 détecte une température inférieure à uns valeur prédéterminée,la vanne 25 est ouverte de manière à provoquer l'envoi du combustible aux dispositifs de chauffage 22 Une fois que la température désirée du tuyau a été atteinte, la vanne 25 est fermée Un exemple approprié de la vanne 25 et du capillaire 55 est constitué par l'ensemble de thermostat Robershaw (marque déposée) modèle GS-81. Un dispositif de serrage désigné d'une manière générale par la référence 58 (figures 1 et 2) est utilisé pour stabiliser le châssis 1 sur les tuyaux 16 Ce dispositif 58 comprend une bande 59 en forme générale de U inversé, qui est raccordée à la barre supérieure 3 du châssis 1 par un boulon 60 et un écrou 61 (figure 1). L'extrémité inférieure 62 de chaque bras 64 de la bande 59 est recourbée vers l'intérieur contre le tuyau 16 Une barre de renforcement 65 possédant une section transversale en forme générale de C est prévue le long de la surface extérieure de chaque bras 64 de la bande 59 Le bras 64 et la barre 65 situés sur le côté gauche (figure 2) sont interconnectés par un arbre filet 67, qui traverse le bras 64 en son centre et la barre 65 Des écrous 68 et 69 permettent un réglage de l'arbre fileté 67 pour modifier l'espacement entre les bras 64 L'extrémité de droite de l'arbre 67 est vissée dans le piston d'un élément de serrage articulé 72, par exemple un élément de serrage articulé JAY-BEE (marque déposée) modèle FM 150 Le dispositif de serrage 72 est monté sur le bras droit 64 et sur la barre 65 au moyen d'un écrou de montage de panneau (non représenté) Lorsque le dispositif de serrage 58 est dans la position ouverte (non représentée), l'appareil de préchauffage de tuyaux peut librement se déplacer le long des tuyaux 16 Dans une telle position ouverte, le dispositif de serrage agit à la manière d'un guide servant à maintenir l'appareil de chauffage de tuyaux sur un tuyau Lorsque le dispositif de serrage 58 est fermé (figure 2), il maintient l'appareil de préchauffage de tuyaux dans une position fixe sur les tuyaux 16 Par conséquent l'opérateur peut ouvrir et fermer l'ensemble de l'appareil de préchauffage-sans le Aoe tourner autour des tuyaux 16 ni permettre tout autre déplacement qui l'écarterait de la position dési- rée. En se référant à la figure 4, on voit que des tôles pare-vent 75 peuvent être boulonnées à l'une ou l'autre des extrémités ou aux deux extrémités des bras 30 de manière à fermer de telles extrémités Chaque tôle de protection 75 est formée simplement par une plaque polygonale 77 possédant la configuration extérieure d'un bras 30, avec une découpe concave 78 ménagée dans l'un de ses côtés 79 i manière à entourer, à l'état fermé, une moitié d'un tuyau 16. En se référant aux figures 5 et 6, on voit qu'un appareil de chauffage de manchons conforme à la présente invention comprend un châssis 1, des vérins de verrouillage 38 et un dispositif de serrage 58 du même type que ceux représentés sur les figures 1 à 3 Le châssis 1 est supporté par des galets 10 sur des tuyaux 16 raccordés bout-à-bout Dans l'appareil de chauffage de manchons, le dispositif 58 de serrage des tuyaux est situé à l'extrémité de l'appareil opposée à celle représentée sur les figures 1 et 2, mais, par ailleurs, le dispositif de serrage est identique à celui des figures 1 et 2. L'appareil des figures 5 et 6 est destiné à appliquer par thermorétrécissement un manchon 80 (figures 5 et 8) sur un joint de diamètre réduit 82 (figure 7) entre deux tuyaux 16 soudés par un soudage bout-à-bout pendant la formation d'une conduite Dam un tel but, une tige filetée ou une vis 83 s'étend entre des paliers (non représentés) montés sur les extrémités 2 du châssis 1 de manière à supporter avec possibilité de glissement un chariot repéré d'une manière générale par la référence 85 Le chariot 85 supporte des dispositifs de chauffage semi-cylindriques 86 de manière à les déplacer le long du manchon 80 pour appliquer ce dernier par thermorétrécissaient sur la conduite. Les dispositifs de chauffage 86 sont du type décrit dans la demande de brevet canadienne copendante déjà mentionnée précédemment Le combustible est envoyé aux dispositifs de chauffage 86 par une canalisation d'entrée 87, un coude 88, des coupleurs d'entrée 89 et 90, et une tubulure 91 s'étendant entre de tels coupleurs. Les dispositifs de chauffage 86 sont raccordés entre des bras 93 semblables aux bras 30 Les bras 93 sont montés pivotants sur un iranchon taraudé intérieureient 94,qui circule sur l'arbre 83 On fait tourner les bras 93 et par conséquent les dispositifs de chauffage 86 entre la position fermée (figure 5) et la position ouverte (figure 6) en utilisant des poignées 96 Le manchon inférieur 48 de chaque dispositif de verrouillage est monté sur une tige 97 qui s'étend entre de tels bras 93 Des barres transversales 98 s'étendent entre les extrémités inférieures de chaque couple de bras parallèles 93 Chacun des bras 93 s'étend vers le haut entre un couple de plaques triangulaires 99 à une extrémité du manchon 94 La section centrale 100 du manchon 94 possède une section transversale hexagonale servant à empêcher un rapprochement réciproque des plaques 93 et 99 Des plaques de renforcement 102 et 103 s'étendent respectivement entre la plaque 93 et la plus intérieure des plaques 99 Un bras 104 raccorde la section 100 du manchon 94 à un manchon 106 sur la barre supérieure 3 de manière à la déplacer avec le manchon Dans le même but, un manchon 107 est prévu entre le manchon 106 et l'arbre 3 Les plaques supérieures 41 des vérins 38 sont également montées rotatives sur le manchon 106 et sont déplaçables longitudinalement avec l'arbre. On fait pivoter l'arbre 83 au moyen de l'une de deux manivelles ou poignées 108 et 109 La poignée 108 est raccordée directement à une extrémité de l'arbre 83. L'autre poignée 109 est montée sur l'extrémité extérieure d'un arbre court 110, qui porte un petit galet 112 Le galet 112 est utilisé pour faire tourner un galet de taille plus importante 114 boulonné directement sur l 'autre extrémité de l'arbre 83 L'arbre 110 traverse un palier (non représenté) monté sur un couple de bras parallèles 116 Les bras 116 sont raccordés de manière à pouvoir pivoter, à une extrémité, à l'extrémité 2 du châssis au moyen d'un boulon 118 (figure 5) Un boulon 119 raccorde les autres extrémités des bras 116 Une tige 120 est raccordée de manière à pouvoir pivoter, à une extrémité, au boulon 119 et à l'autre extrémité à un axe 121 qui s'étend entre les bras d'un levier bifurqué 122 Le levier 122 est raccordé de manière à pouvoir pivoter à un bras 123 qui s'étend à l'extérieur de l'extrémité 2 du châssis Lorsque le levier 122 est soulevé, le galet de grande taille 114 peut tourner librement par rapport au petit galet 112. Lorsque le levier 122 est repoussé vers le bas, le galet 112 s'applique contre le galet 114 de sorte que la rotation de la poignée 109 provoque la rotation des galets 112 et 114. En référence à la figure 7, avant de recouvrir un couple de tuyaux 16 soudés en bout-à-bout en 125, on retire le revêtement initial des tuyaux 16 sur quelques centimètres de chaque côté de la soudure, en exposant une longueur de tuyau nue 82 de chaque côté de la soudure 125. On règle en position l'appareil de préchauffage et on ferme le dispositif de serrage 58 pour stabiliser l'appareil en position On amène par rotation les dispositifs de chauffage 22 dans la position fermée et on réalise un préchauffage des tuyaux 16 dans la zone de la soudure en utilisant l'appareil de préchauffage des figures 1 et 2 La température de préchauffage est habituellement spécifiée par le fabricant du manchon thermorétrécissable 80 On règle la partie formant thermostat (non représentée) de la vanne 25 sur le réglage approprié Pour obtenir un chauffage uniforme autour de l'ensemble de la circonférence des tuyaux 16, on envoie une plus grande quantité de combustible aux dispositifs de chauffage inférieurs 22 qu'aux dispositifs de chauffage médians, la quantité la plus faible de combustible étant envoyée aux dispositifs de chauffage supérieurs Ceci est obtenu par réglage des tailles des orifices de passage du carburant, (non représentés) dans les dispositifs de chauffage 22. Puis on écarte l'appareil de préchauffage de la zone du joint soudé, et on amène en position le manchon et l'appareil de chauffage du manchon On ferme le dispositif de serrage 58 pour stabiliser l'appareil de chauffage sur les tuyaux 16, et on ferme les dispositifs de chauffage 86 autour du tuyau On déplace le chariot 85 et les dispositifs de chauffage 86 (en utilisant la manivelle 108 ou 109) sur la longueur du manchon 80 Les deux dispositifs d'entraînement séparés pour l'arbre 83 permettent un meilleur réglage de la vitesse par l'opérateur Naturellement, une rotation de la poignée 109 conduit à un déplacement plus lent du chariot 85 et des dispositifs de chauffage 86 Lorsque le manchon 80 est chauffé, il se contracte de manière à s'adapter étroitement sur les tuyaux 16, et le revêtement en mastic 126 situé à l'intérieur du manchon 80 est extrudé de manière à lier le manchon aux tuyaux Lorsque l'appareil de chauffage s'avance de la gauche vers le droite (figure 5), de l'air est injecté à force entre le tuyau et le manchon en direction de la droite Alors que le dispositif pare-vent est utilisé avec l'appareil de préchauffage, on peut placer une simple tente (non représentée) sur l'appareil de chauffage de manchons pour empêcher des pertes de chaleur sous l'effet du vent ou en raison de basses températures ambiantes. REVENDICATIONS 1 Appareil de chauffage de tuyaux caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'ossature formant châssis ( 1); des moyens en forme de galets ( 10) situés sur lesdits moyens formant châssis et servant à supporter, avec possibilité de déplacement, l'appareil sur un tuyau ( 16) devant être chauffé; des moyens de serrage ( 58) situés sur lesdits moyens formant châssis ( 1) pour s'appliquer de façon amovible contre le tuyau pour stabiliser l'appareil ce tuyau; et des moyens de chauffage ( 22; 86) montés pivotants dans lesdits moyens formant châssis ( 1) pour tourner entre une position fermée autour d'un tuyau ( 16) devant être chauffé, et une position ouverte. 2 Appareil de chauffage de tuyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage ( 58) comprennent une console ( 59) en forme générale de U inversé; des moyens en forme de tige filetée ( 67) traversant des côtés opposés de ladite console pour serrer les moyens de serrage ( 58) sur un tuyau; et des moyens formant leviers servant à rapprocher lesdits côtés l'un de l'autre. 3 Appareil de chauffage de tuyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens formant châssis ( 1) comprennent un couple d'extrémités d'ossature ( 2) de hauteur réglable; et une barre ( 3) qui s'étend longitudinalement entre les parties supérieures desdites extrémités. 4 Appareil de chauffage de tuyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage ( 22) comprennent une pluralité de dispositifs de chauffage allongés et espacés, qui s'étendent longitudinalement entre les extrémités desdits moyens formant châssis ( 1); et des moyens en forme de plaque perforée ( 52) s'étendant entre des dispositifs de chauffage adjacents, les dispositifs de chauffage et les moyens en f orme de plaque définissant une enceinte continue de forme générale cylindrique autour du tuyau dans la position d'utilisation. Appareil de chauffage de tuyaux selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens formant vanne thermostatique ( 25) pour commander le débit du combustible envoyé auxdits moyens de chauffage ( 22); et des moyens formant capteur ( 53) raccordés auxdits moyens formant vanne pour contrôler la température du tuyau pendant le préchauffage et commander l'ouverture et la fermeture desdits moyens formant vanne. 6 Appareil de chauffage de tuyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens en forme de chariot ( 85) portant lesdits moyens de chauffage ( 22; 86), lesdits moyens en forme de chariot étant déplaçables par lesdits moyens formant châssis ( 1) entre les extrémités de ces moyens formant châssis; et des moyens d'entraînement servant à entraîner lesdits moyens formant chariot ( 85) le long desdits moyens formant châssis ( 1) lors d'une opération de chauffage. 7 Appareil de chauffage de tuyaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage ( 38) situés sur lesdits moyens formant châssis ( 1) pour verrouiller lesdits moyens de chauffage dans la position ouverte ou fermée. 8 Appareil de chauffage de tuyaux selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement comprennent des moyens en forme d'arbre fileté pouvant tourner sur lesdits moyens formant châssis ( 1) et portant lesdits moyens formant chariot ( 85); des premiers moyens formant manivelle ( 108) situés sur une extrémité desdits moyens en forme d'arbre pour faire tourner ces moyens; des moyens de transmission ( 112,114) pouvant engrener avec l'autre extrémité desdits moyens en forme d'arbre; et des seconds moyens formant manivelle ( 109) raccordés auxdits moyens de transmission ( 112, 114) pour faire tourner lesdits moyens en forme d'arbre à une vitesse plus faible que ne le font lesdits premiers moyens formant manivelle ( 108). 9 Appareil de chauffage de tuyau selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission ( 112,114) comprennent un premier galet de grande taille ( 114) situé sur ladite autre extrémité desdits moyens en forme d'arbre; un second galet plus petit ( 112) raccordé auxdits seconds moyens formant manivelle ( 109); des moyens en forme de bras ( 116) déplaçant lesdits seconds moyens en forme de galet ( 112) en engrenant selon une liaison d'entraînement avec lesdits seconds moyens en forme de galet ( 112) et en s'en dégageant; et des moyens formant leviers ( 122) pour commander le déplacement desdits moyens en forme de bras.