Brevet FR2719888A1 — publié le 19951117

Corps isolant L'invention concerne des corps isolants pour le gainage réfractaire et pour l'isolation thermique de tubes refroidis, de tubes de glissière de glissement, de tubes supports ou de tubes montants dans des fours de préchauffage, des fours à poussée ou des fours à longerons mobiles, qui sont réalisés avec un profil incurvé intérieurement et, le cas échéant, également extérieurement, qui doivent être montés sur le tube et présentent chacun un bâti d'appui adapté à la courbure du tube à isoler, une couche de fibres compactée et appliquée depuis l'extérieur sur le bâti d'appui, une couche d'une masse réfractaire appliquée vers l'extérieur sur la couche de fibres et plusieurs ancrages pénétrant depuis le bâti à travers la couche de fibres dans la masse réfractaire. Un gainage de ce type connu est constitué de corps isolants présentant chacun une demi-coque en métal faisant office de bâti d'appui. Sur la coque de maintien appuie vers l'extérieur, donc en s'écartant en direction du tube à isoler, une couche de fibres et sur celle-ci de nouveau appuie une couche d'une masse réfractaire. En outre, des ancrages sont soudés sur la coque de maintien et pénètrent chacun depuis la coque de maintien à travers la couche de fibres, à l'intérieur de la masse réfractaire. Dans d'autres corps isolants connus, au lieu d'une coque de maintien, on utilise une construction en panier constituée de bandes métalliques plates se croisant et soudées ensemble. Les ancrages sont soudés sur la construction en panier. Un problème se posant avec ces dispositifs de l'état de la technique réside dans la complication et le coût des corps isolants, parce que les ancrages doivent être soudés sur la coque de maintien, respectivement la construction en panier, à l'occasion d'une étape opératoire supplémentaire. Les soudages nécessaires pour la constitution de la construction en panier à partir de rubans plats augmentent également les coûts de fabrication. Dans la disposition citée en premier, chaque demi-coque n'est adaptée qu'à une forme de tube déterminée. Du fait que les dimensions des tubes à isoler de façon réfractaire sont très différentes, il faut fabriquer et stocker des demi-coques de tailles et de formes très différentes. Ceci provoque une augmentation de la complexité et des coûts et il est difficile de pouvoir livrer dans de courts délais. Par conséquent, le but de l'invention est de perfectionner un gainage réfractaire du type cité au début, de manière à ce qu'on puisse construire des corps isolants de façon rentable et efficace, pour une pluralité de tailles de tubes. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que le bâti d'appui est constitué de plusieurs bandes ondulées se croisant en grilles et les ancrages s'engageant par des pattes de fixation repliées sous des demi-ondes, tournées vers la masse réfractaire des bandes ondulées. Un avantage des corps isolants construits selon l'invention est qu'ils peuvent être fabriqués pour toutes les tailles et configurations de tube à partir à chaque fois d'un seul ou de quelques types de bandes ondulées, ancrages, couches de fibres et masses réfractaires, de préférence sans avoir à envisager de soudage. En particulier, il n'est plus nécessaire de stocker, pour chaque taille de tube, des coques de maintien qui sont adaptées à cette taille. De préférence, on ne stocke qu'un seul type de bande ondulée continue à partir de laquelle on obtient, par séparation lors de la fabrication des corps isolants, des morceaux qui sont pliés à la forme souhaitée. La bande peut être adaptée à tous les diamètres de tube et à toutes les formes de section transversale, par exemple à des tubes ronds, carrés, rectangulaires et trapézoïdaux. Il est en outre possible de fabriquer des corps isolants pour le gainage de forme complexe, tels que, par exemple, pour les points de noeud sur des tubes coulissants, transversaux, montants et autres, pour le gainage intérieur de chambres de combustion ou bien pour un carter de brûleur. De même, naturellement, on peut également construire des isolations plates, selon l'invention. Du fait de la réalisation ondulée (coudée), on a également toujours, lorsqu'il y a des croisements avec superposition de bandes longitudinales et transversales, le contact avec le tube refroidi, contact nécessaire pour assurer le refroidissement du bâti d'appui. Par contre, lorsque l'on a des bandes plates non ondulées, respectivement coudées, et qui se croisent, soit la bande transversale, soit la bande longitudinale n'ont aucun contact conducteur de la chaleur avec le tube. Il ne serait seulement possible d'avoir un contact avec le tube de la bande longitudinale ou de la bande transversale, lorsque l'on a des bandes plates, que si la bande s'étendant dans une direction était insérée soudée, par morceaux entre les bandes s'étendant en faisant un angle visà-vis d'elle, ce qui serait particulièrement dommageable, du point de vue des coûts et de la technique de construction. Le dispositif selon l'invention présente en outre l'avantage que les ancrages sont montables d'une façon rationnelle et rentable, par le fait que des pattes de fixation repliées des ancres sont simplement enfichées sous les bandes ondulées. Les ancrages sont maintenus de façon sûre par les profilages des bandes ondulées. En plus, les pattes de fixation, lorsque les corps isolants sont montés, appuient à plat sur le tube. Ceci s'avère particulièrement avantageux parce que le tube est refroidi du fait qu'alors les parties les plus fortement chargées thermiquement appuient par une surface relativement grande, à savoir celle de la patte de fixation repliée en totalité sur le tube refroidi, donc, du fait du rapport avantageux entre le récepteur de la chaleur et le fournisseur de la chaleur, la surface est particulièrement bien refroidie. Ceci s'avère important pour éviter des calaminages des bras d'écartement des ancrages pénétrant loin dans la masse réfractaire et pour pouvoir fabriquer des ancrages globalement en un matériau d'un coût plus avantageux et sans avoir à prendre en compte la compatibilité au soudage des ancrages entre eux. Un autre avantage du dispositif selon l'invention est que les bandes ondulées peuvent être utilisées dans différentes qualités de matériaux, par exemple un matériau plus facilement soudable pour les bandes ondulées qui sont soudées pour assurer la fixation des corps isolants sur les tubes ou bien un matériau de caractéristiques plus élevées pour les bandes ondulées qui sortent hors du corps isolant au montage sur le tube et qui, de ce fait, peuvent être exposées à des températures plus élevées. Des secousses se produisant sont amorties par le fait que le bâti d'appui qui est réalisé selon l'invention, de préférence d'une façon non soudée, ne constitue aucunement une structure rigide. Les secousses des tubes à isoler ne sont donc retransmises que partiellement à la masse réfractaire. Ceci est important pour augmenter la durée de vie des corps isolants dans une utilisation industrielle. De préférence, le bâti d'appui est constitué de bandes ondulées qui sont pliées en donnant des demi-ondes sensiblement trapézoïdales. On peut envisager ici comme bandes ondulées pliées en demi-ondes trapézoïdales tous les types de bandes ondulées qui, lorsque les bandes ondulées courent de façon rectiligne, présentent des tronçons rectilignes se suivant et alternativement placés dans l'un de deux plans parallèles. La liaison entre les sections rectilignes peut être pliée en constituant des éléments rectilignes ou de formes quelconques, en particulier les demi-ondes peuvent également être de forme rectangulaire. Naturellement, les demi-ondes d'une telle bande ondulée s'écartent de la forme trapézoïdale idéale lorsque la bande ondulée est pliée pour s'adapter, par exemple, à la forme d'un tube à isoler. Le profilage trapézoïdal de la bande ondulée dans la direction longitudinale présente d'abord l'avantage que l'on peut mieux plier une bande ondulée profilée qu'une bande plate usuelle. Les demi-ondes tournées vers le tube à isoler, du corps isolant monté, sont en contact avec le tube, de sorte que la chaleur peut être évacuée des bandes ondulées sur le tube. Du fait de l'ondulation trapézoïdale ou rectangulaire de la bande ondulée, deux bandes se croisant sont reliées ensemble de façon sûre sans devoir prendre en considération la compatibilité aux soudages des bandes ondulées entre elles et avec les ancrages. Les bandes peuvent être placées de façon à ne pas s'entraver sur le croisement et en particulier être écartées du tube par une première bande posée sur une deuxième bande. Les bandes ondulées sont de préférence dimensionnées de manière que la longueur interne de chaque demi-onde des bandes ondulées soit sensiblement égale à la largeur de chaque bande ondulée et la hauteur interne de chaque demi-onde est sensiblement égale à l'épaisseur de chaque bande ondulée, faisant que l'on obtient une liaison particulièrement stable de bandes ondulées se croisant. De même, les ancrages et les bandes ondulées sont dimensionnés de préférence de façon que la longueur interne de chaque demi-onde tournée vers la masse réfractaire soit sensiblement égale à la largeur de chaque patte de fixation repliée et la hauteur interne de chaque demi- onde tournée vers la masse réfractaire soit sensiblement égale à l'épaisseur de chaque patte de fixation repliée, faisant que l'on obtient une liaison particulièrement stable des bandes ondulées avec les ancrages y étant enfiches. De préférence, les bandes ondulées ne sont pas reliées ensemble à l'aide d'éléments de construction supplémentaires ou de soudage, ce qui mène à l'obtention d'un moindre coût en travail et en matériau, rend le corps isolant moins rigide et évite l'apparition de points de corrosion et de points d'affaiblissement de la résistance, en particulier pour ce qui concerne les liaisons soudées. Pour les mêmes raisons, les bandes ondulées, de préférence, ne sont pas non plus reliées aux ancrages par des éléments de construction ou de soudage supplémentaires. Pour assurer le montage sur le tube à isoler, il s'avère avantageux que les corps isolants présentent sur un bord au moins un évidement courant dans la couche isolante et dans la masse réfractaire, évidement à travers lequel une partie du bâti d'appui est accessible pour assurer la fixation sur le bâti d'appui d'un corps isolant voisin. Cette fixation s'effectue de préférence au moyen d'un soudage ou d'un vissage. Pour fabriquer un corps isolant selon l'invention, on adapte des morceaux de bandes ondulées à la forme d'une surface d'une forme intérieure et on les dispose sur cette surface en grille pour constituer une grille d'appui. Les ancrages sont enfichés avec les pattes de fixation repliées sous les demi-ondes des bandes ondulées et une couche de fibres est placée sur la forme intérieure et le bâti d'appui, les ancrages traversant la couche de fibres et sortant d'elle. Une forme extérieure est à présent posée sur la structure antérieure. Un espace creux accessible à travers une ouverture de la forme extérieure et défini pratiquement par la face intérieure de la forme extérieure, la couche de fibres et les ancrages en sortant, est comblé à l'aide de la masse réfractaire plastique ou semi-plastique. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit plus en détail à l'aide d'un dessin, dans lequel: la figure 1 représente une coupe transversale d'un enveloppement réfractaire construit selon l'invention, la figure 2a représente une vue en perspective avec un agrandissement partiel d'une section d'une grille de bande ondulée selon l'invention faisant office de structure d'appui avec des ancrages enfiches, et la figure 2b représente une vue de côté de deux demi-ondes d'une bande ondulée. La figure 1 représente un tube 2 à isoler, ayant une section transversale rectangulaire, entourée largement par des corps isolants 1. Dans la disposition de la figure 1, chaque isolant 1 entoure la périphérie du tube 2 à peu près entièrement. Naturellement, il est également possible de réaliser le corps isolant 1 de façon que chacun des différents corps isolants 1 n'entoure qu'une partie de la périphérie du tube 2, donc, par exemple, l'enveloppement visible en coupe sur la figure 1 étant constitué de trois corps isolants. Sur le tube 2 est fixée une glissière coulissante. La zone se trouvant entre la glissière coulissante 9a et les corps isolants 1 est remplie d'une masse de bourrage réfractaire 9b. Chacun des corps isolants 1 contient un bâti d'appui 3 appuyant sur le tube 2 et construit à partir de bandes ondulées 7. Partiellement sur le bâti d'appui 3 et partiellement sur le tube 2 est appuyée, vers l'extérieur et donc dans la direction s'écartant du tube 2, une couche de fibres 4. De nouveau vers l'extérieur est située sur la couche de fibres 4 une couche constituée de masse réfractaire 5, dont la surface extérieure constitue la surface extérieure de l'enveloppement. Les ancrages 6 s'engagent dans les demi-ondes 7a, tournées vers la masse réfractaire 5, des bandes ondulées 7 et pénètrent à travers la couche de fibres 4, dans la masse réfractaire 5. Le corps isolant 1 est maintenu au moyen des ancrages 6 et simultanément bloqué pour qu'en cas de sollicitation de la masse réfractaire 5 dans la direction du tube 2, la couche de fibres 4 soit écrasée sous la compression. Le bâti d'appui 3 des corps isolants 1 est accessible par une ouverture cunéiforme courant dans la masse réfractaire 5. Au montage du corps isolant 1 sur le tube 2, le bâti d'appui 3 est soudé au tube 2 en passant à travers l'ouverture cunéiforme 8. La figure 2a représente la structure d'une partie du bâti d'appui 3 qui est constituée de bandes ondulées 7 et 7' se croisant en grille et à angle droit. La bande ondulée 7 court transversalement par rapport au tube 2 à isoler. Elle est courbée en demi-cercle et est ainsi adaptée à la surface du tube 2. La bande ondulée 7' court de façon rectiligne selon la direction du tube 2. En outre, les bandes ondulées 7, 7' sont pliées en constituant des demi-ondes 7a, 7b trapézoïdales, les demi- ondes 7a étant tournées vers la masse réfractaire 5 dans le corps isolant 1 et les demi-ondes 7b étant en appui sur la surface du tube dans le corps isolant, lorsqu'il est monté. Comme représenté sur la figure 2b, les demi-ondes 7a, 7b des bandes ondulées 7, 7' ont en vue de côté chacune une configuration trapézoïdale et ont une longueur interne L et une hauteur interne H. La longueur interne L est, pour les demi-ondes 7a, la longueur de la face rectiligne opposée à la masse réfractaire 5, de la bande ondulée 7, 7' et, concernant les demi-ondes 7b, la longueur de la face rectiligne tournée vers la masse réfractaire 5, de la bande ondulée 7, 7'. Le matériau constituant la bande à partir de laquelle sont fabriquées les bandes ondulées 7, 7' a une épaisseur D. Comme le montre la vue partielle à plus grande échelle de la figure 2a, les bandes ondulées 7, 7' ont une largeur B. Si, à présent, nous considérons de nouveau la partie principale de la figure 2a, il y est représenté un croisement 7c des bandes ondulées 7 et 7' qui est configuré de manière qu'une demi- onde 7a de la bande ondulée 7 coure sur une demi-onde 7b de la bande ondulée 7'. Du fait que l'épaisseur D de la bande ondulée 7' n'est pas supérieure à la hauteur interne H de la demi-onde 7a de la bande ondulée 7, la bande ondulée 7 courant sur la bande ondulée 7' n'est pas repoussée par le tube 2, de sorte que toutes les demi-ondes 7b de la bande ondulée 7 sont en outre, lorsque le corps isolant 1 est monté, en contact avec la surface du tube 2. En outre, dans l'exemple de réalisation représenté ici, la longueur interne L des demi-ondes 7a, 7b est à peu près égale à la largeur B des bandes ondulées 7, 7', de sorte que les demi-ondes 7a, respectivement 7b, des bandes ondulées 7, respectivement 7', s'engagent les unes dans les autres au croisement 7c. Du fait que la structure en grille du bâti d'appui 3 dans un corps isolant 1 est notablement plus étendue que la partie représentée sur la figure 2a et présente chaque fois plusieurs bandes ondulées 7', respectivement 7, courant transversalement par rapport au tube 2, un corps isolant 1 contient une pluralité de croisements 7c qui, du fait de l'emprise des demi-ondes 7a et 7b sur chaque croisement 7c, stabilisent le bâti d'appui, de façon qu'il ne soit pas nécessaire de relier ensemble les différentes bandes ondulées 7, 7' au moyen d'autres éléments de construction et/ou soudages. Les ancrages 6 sont réalisés sous forme d'ancrages à écartement angulaire. Ils sont chacun constitués d'une patte de fixation 6a repliée à angle droit, d'une tige 6b rectiligne et de bras d'écartement 6c. La patte de fixation 6a est respectivement enfichée sous une demi-onde 7a d'une bande ondulée 7 ou 7'. Dans le corps isolant 1 monté, la patte de fixation appuie alors sur le tube 2 et est maintenue entre le tube 2 et la surface interne de la demi-onde 7a. Comme le montre la vue partielle à plus grande échelle de la figure 2a, dans l'exemple de réalisation, l'épaisseur D' des pattes de fixation 6a est à peu près égale à la hauteur interne H des demi-ondes 7a et la largeur B' des pattes de fixation 6a est à peu près égale à la longueur interne L des demi-ondes 7a. Ainsi, les pattes de fixation 6a des ancrages sont relativement bien adaptées entre le tube 2 et les surfaces internes des demi-ondes 7a, de manière qu'il ne soit pas nécessaire de relier les ancrages 6 aux bandes ondulées 7, 7' au moyen d'autres éléments de construction et/ou soudages. La tige 6b rectiligne de chaque ancrage 6 court dans la couche de fibres 4. Les bras d'écartement 6c arrivent dans la masse réfractaire 5 et veillent à assurer une liaison rigide des ancrages 6 à la masse réfractaire 5. REVENDICATIONS 1. Corps isolant (1) pour le gainage réfractaire et pour l'isolation thermique de tubes (2) refroidis, de tubes de glissière de glissement (2), de tubes supports (2) ou de tubes montants (2) dans des fours de préchauffage, des fours à poussée ou des fours à longerons mobiles, qui sont réalisés avec un profil incurvé intérieurement et, le cas échéant, également extérieurement, qui doivent être montés sur le tube (2) et présentent chacun un bâti d'appui (3) adapté à la courbure du tube (2) à isoler, une couche de fibres (4) compactée et appliquée depuis l'extérieur sur le bâti d'appui (3), une couche d'une masse réfractaire (5) appliquée vers l'extérieur sur la couche de fibres (4) et plusieurs ancrages (6) pénétrant depuis le bâti (3) à travers la couche de fibres (4) dans la masse réfractaire (5), ces corps isolants étant caractérisés en ce que le bâti d'appui (3) est constitué de plusieurs bandes ondulées (7) se croisant en grilles et les ancrages (6) s'engageant par des pattes de fixation (6a) repliées sous des demi-ondes (7a), tournées vers la masse réfractaire (5), des bandes ondulées (7). 2. Corps isolant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes ondulées (7) sont pliées en demi-ondes (7a, 7b) de forme sensiblement trapézoïdale. 3. Corps isolant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur interne (L) de chaque demi-onde (7a, 7b) des bandes ondulées (7) est sensiblement égale à la largeur (B) de chaque bande ondulée (7) et la hauteur interne (H) de chaque demi-onde (7a, 7b) est sensiblement égale à l'épaisseur (D) de chaque bande ondulée (7). 4. Corps isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur interne (L) de chaque demi-onde tournée vers la masse réfractaire (5) est sensiblement égale à la largeur (B') de chaque patte de fixation (6a) repliée et la hauteur interne 1l (H) de chaque demi-onde (7a) tournée vers la masse réfractaire (5) est sensiblement égale à l'épaisseur (D') de chaque patte de fixation (6a) repliée. 5. Corps isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que celles des bandes ondulées (7) qui sont exemptes d'éléments de construction ou de soudage supplémentaires sont placées les unes au-dessous des autres pour assurer la liaison. 6. Corps isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que celles des bandes ondulées (7) qui sont exemptes d'éléments de construction supplémentaires ou de soudage sont destinées à assurer la liaison avec les ancrages (6).