Brevet FR2796712A1 — publié le 20010126

L'invention concerne le domaine technique des enceintes pour le traitement thermique de produits divers. Dans une application préférée, l'invention se rapporte plus particulièrement aux enceintes sensiblement étanches pour le traitement sous pression de produits alimentaires ou médicaux tels que, par exemple, les enceintes utilisées dans le cadre d'installations, dites autoclaves, de stérilisation et, éventuellement, de cuisson. De telles enceintes comprennent, plus généralement, une enveloppe périphérique métallique constituée d'au moins une paroi interne entourée d'une paroi externe maintenue à distance de la paroi interne par des entretoises. Cette enveloppe périphérique est, de plus, complétée par au moins une porte d'accès au volume de traitement délimité par la paroi interne. Bien entendu, l'enceinte est raccordée à tous les équipements nécessaires, de manière à établir en son sein une surpression de vapeur chaude par exemple. La double paroi constitutive de l'enveloppe périphérique assure alors une double fonction d'isolation thermique et de confinement. L'enceinte ainsi constituée donne entière satisfaction pour son utilisation, par exemple en tant qu'autoclave pour le traitement de produits alimentaires notamment. Toutefois, il est apparu, à l'usage, que les enceintes selon l'art antérieur présentent dans le temps des inconvénients liés à leur structure. En effet, les fortes variations de température et de pression subies par l'enveloppe périphérique entraînent une dégradation de celle-ci, notamment en raison des phénomènes de dilatation différentielle intervenant entre la paroi interne et la paroi externe. De plus, dans le cas d'une utilisation sous atmosphère humide, les contraintes subies, combinées aux fortes pressions et à la température, entraînent l'apparition de zones d'oxydation engendrant des régions de plus faible résistance, voire de rupture au niveau de l'enceinte. Il est donc apparu le besoin de développer une enceinte pour le traitement thermique de produits divers qui présente une structure adaptée pour résister aux contraintes mécaniques résultant, d'une part, de l'application d'une surpression en son sein et, d'autre part, des phénomènes de dilatation différentielle intervenant entre les différents éléments constitutifs de l'enceinte. Pour répondre à cet objectif, l'invention vise une enceinte pour le traitement thermique de produits divers qui présente une structure nouvelle, particulièrement adaptée pour résister de manière durable à ces contraintes intervenant lors du traitement thermique des produits au sein de l'enceinte pendant son utilisation et, également, lors des phases de chauffage et de refroidissement de l'enceinte avant et après son utilisation. Pour atteindre cet objectif, l'invention concerne donc une enceinte pour le traitement thermique de produits divers, du type comprenant - une enveloppe périphérique constituée d'au moins une paroi interne entourée d'une paroi externe maintenue à distance de la paroi interne par des entretoises, - et au moins une porte d'accès au volume de traitement délimité par la paroi interne, caractérisée en ce que certaines au moins des entretoises sont formées chacune par un cadre fermé ceinturant la paroi interne. Selon une caractéristique préférée, les cadres d'entretoisement et la section transversale du volume de traitement de l'enceinte présentent une forme sensiblement polygonale. Les parois interne et externe de l'enceinte sont, de manière préférée mais non exclusive, réalisées chacune à partir d'un flan métallique plié. Selon une autre caractéristique de l'inventions, chaque angle de la paroi interne présente un rayon de pliage supérieur à celui de l'angle correspondant de la paroi externe, afin d'assurer une bonne diffusion des efforts subits par la paroi interne. L'invention concerne aussi une installation du type autoclave pour une stérilisation ou un traitement thermique de produits divers, caractérisée en ce qu'elle met en oeuvre une enceinte de traitement thermique conforme à l'invention, telle que ci-dessus. L'invention vise également à proposer un nouveau procédé de fabrication permettant de réaliser une enceinte de traitement conforme à l'invention qui présente une structure interne adaptée pour résister, de façon durable, à des contraintes mécaniques et thermiques importantes. Afin d'atteindre cet objectif, le procédé selon l'invention consiste, notamment, à - former la paroi interne, - former les cadres d'entretoisement, - adapter les cadres d'entretoisement autour de la paroi interne et souder chacun sur celle-ci, - former la paroi externe, - aménager dans la paroi externe des lumières destinées à être situées en regard des cadres d'entretoisement, - adapter la paroi externe autour de l'ensemble formé par la paroi interne ceinturée des cadres d'entretoisement, - et souder au niveau des lumières la paroi externe sur les cadres d'entretoisement. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci- dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention La rig. 1 est une élévation en vue de dessus d'une enceinte de traitement thermique selon l'invention. La rig. 2 est une coupe longitudinale selon la ligne 11-H de la rig. 1. La rig. 3 est une coupe transversale selon la ligne HI-HI de la rig. 1. La rig. 4 est une perspective montrant un cadre d'entretoisement caractéristique d'une enceinte conforme à l'invention. La rig. 5 est une perspective d'un angle d'un cadre selon la fig. 3 illustrant, à plus grande échelle, un détail constructif de celui-ci. La rig. 6 est un agrandissement partiel de la rig. 2 montrant un détail constructif de l'enceinte selon l'invention. Comme cela ressort des rig. 1 à 3, l'enceinte pour le traitement thermique de produits divers, conforme à l'invention et désignée dans son ensemble par la référence 1, comprend une enveloppe périphérique 2 qui délimite, selon l'exemple illustré, une sorte de tunnel, commandé à chacune de ses deux extrémités par une porte sensiblement étanche, respectivement 3 et 4. Bien entendu, l'enceinte 2 pourrait être réalisée d'une toute autre manière et ne comporter, par exemple, qu'une seule porte d'accès à son volume interne. L'enveloppe périphérique 2 est constituée, notamment, d'au moins une et selon l'exemple illustré, d'une seule paroi interne 6 entourée d'une paroi externe 7 maintenue à distance de la paroi interne 6 par des entretoises 8. Ainsi, la paroi interne délimite un volume de traitement 9 auquel il est possible d'accéder par les portes 3 et 4. Selon une caractéristique de l'invention, chaque entretoise 8 est formée par un cadre fermé ceinturant la paroi interne 6. Selon l'exemple illustré, le volume de traitement 9, délimité par la paroi interne 9, les cadres d'entretoisement et, par suite, la paroi externe 7, présente, en vue transversale ou section droite transversale, une forme sensiblement polygonale, voire rectangulaire. Bien entendu, la paroi interne 6, les cadres d'entretoisement 8 et la paroi externe 7 pourraient présenter une toute autre forme, en fonction par exemple de la nature et de la structure des produits devant être traités au sein du volume 9. De manière préférée mais non exclusive, les parois interne 6 et externe 7 sont chacune réalisées par pliage à partir d'un flan métallique, tel que, par exemple, une tôle d'acier inoxydable. Afin d'assurer une bonne diffusion des efforts subits par la paroi interne et une répartition de ceux-ci dans les cadres d'entretoisement 8 et la paroi externe 7, chaque angle de la paroi interne 6 présente, de préférence mais non exclusivement, un rayon de pliage R6 supérieur à celui R7 de l'angle correspondant de la paroi externe 7. La fabrication de l'enceinte de traitement, selon l'invention, fait tout d'abord intervenir la mise en forme et l'assemblage de la paroi interne 6. Par ailleurs, les cadres d'entretoisement 8 sont fabriqués, de préférence mais non exclusivement, à partir d'éléments 11 de tôle pliée, de même qualité que celle constitutive des parois interne 6 et externe 7, de manière à prévenir les phénomènes d'électrolyse susceptibles d'intervenir en cours d'utilisation de l'enceinte 1. Selon la forme de réalisation préférée illustrée, et tel que cela ressort des fig. 4 et 5, chaque cadre 8 est formé par l'assemblage de quatre éléments 11 sensiblement identiques, chacun réalisé par pliage à partir d'un flan de tôle, de manière à présenter une section droite transversale ouverte. Chaque cadre 8 présente alors au moins deux ailes latérales de reprise 12 s'étendant chacune dans un plan P destiné à être disposé transversalement aux parois interne 6 et externe 7. Selon l'exemple illustré, chaque élément constitutif 11 du cadre d'entretoisement 8, présente une forme sensiblement en "L" définissant un pied 11, et un corps 11i. Le pied 11, de chaque élément 11 est alors destiné à être soudé sur l'extrémité du corps 1 12 de l'élément 11 adjacent, comme le montre plus particulièrement la fig. 5. Selon une caractéristique préférée, l'angle intérieur, défini par le pied et le corps du "L" de chaque élément 11 et formé par les ailes 12, présente une forme complémentaire de l'angle correspondant de la paroi interne. Les ailes de reprises 12 sont alors sensiblement continues dans la zone comprise entre l'angle de la paroi interne 6 et l'angle en regard de la paroi externe 7. Ainsi, les ailes 12 présentent une extension suffisante pour englober la région correspondante de l'angle de la paroi interne 6, de sorte que les soudures de liaison 13 entre les éléments 11 n'intéressent pas la région des ailes 12 destinée à accueillir l'angle de la paroi interne 6. Cette disposition avantageuse de l'invention garantit ainsi une bonne reprise par le cadre 8 des efforts subits par la paroi interne 6 et plus particulièrement concentrés dans les angles. Selon une variante préférée de réalisation, chaque élément 11 est plié de façon que, une fois assemblé avec les autres éléments 11 constitutifs du cadre d'entretoisement 8, il confère à celui-ci, au moins localement, une section droite transversale sensiblement en "W" définissant les deux ailes latérales 12 et, à l'opposé des extrémités de celles-ci, deux pieds ou plage d'appui 14 dont la fonction apparaîtra par la suite. Bien entendu, les éléments 11 pourraient présenter une section d'une autre forme, telle qu'en "U" ou en "V" par exemple. Par ailleurs, chaque cadre d'entretoisement 8 pourrait aussi être réalisé à partir d'éléments tubulaires assemblés entre eux. Après assemblage et mise en forme de la paroi interne 6 et des cadres d'entretoisement 8, ces derniers sont soudés sur et extérieurement à ladite paroi interne 6. La liaison entre la paroi 6 et les cadres 8 est réalisée de préférence au niveau des extrémités des ailes de reprise 12 des cadres par une succession de cordons de soudure 17 distants les uns des autres. Cependant, il doit être noté que, afin de reprendre de manière efficace les efforts subits par les angles de la paroi interne 6, il est réalisé, au niveau de chacun de ses angles et entre chaque cadre d'entretoisement, un cordon de soudure continu s'étendant le long de l'arc du cadre en relation avec l'angle correspondant de la paroi interne. Ainsi, ce cordon intéresse au moins toute la région 18, de chacune des ailes de reprise 12, correspondant à l'angle de la paroi interne 6. Après assemblage de ce premier sous-ensemble constitué de la paroi interne 6 et des cadres d'entretoisement 8, la paroi externe 7, qui aura été préalablement mise en forme et assemblée, est engagée sur le sous-ensemble et soudée sur les cadres d'entretoisement 8. A cet effet et conformément au procédé de fabrication selon l'invention, il est aménagé, dans la paroi externe 7, plusieurs séries de boutonnières 20 destinées à permettre la réalisation de cordons de soudure 21, à partir de l'extérieur de la paroi externe 7, entre ladite paroi et les plages d'appui 14 présentées par les cadres d'entretoisement 8. Ainsi, les boutonnières 20 doivent être réalisées pour être situées en regard desdites plages 14. La mise en oeuvre de ces plages 14 sur les cadres d'entretoisement 8 permet, de manière avantageuse, de réduire, autant que faire ce peut et compte tenu des contraintes mécaniques subies par l'enceinte 1 selon l'invention, la surface de contact entre les cadres d'entretoisement 8 et la paroi externe 7. En effet, il est apparu que les zones de contact et soudures entre la paroi externe 7 et les entretoisements 8 forment des régions favorables au développement de phénomènes de corrosion susceptibles d'affaiblir la structure de l'enceinte 1. La construction de l'enceinte 1 fait ensuite intervenir une fermeture des extrémités 32 du volume intermédiaire 25, situé entre la paroi interne 6 et la paroi externe 8, par des cadres 32 d'adaptation des portes 3 et 4. Il est à noter que, selon une caractéristique préférée de l'invention et comme le montre plus particulièrement la fig. 3, afin de permettre une circulation des fluides au sein de ce volume interne 25, un au moins des angles, et de préférence les quatre angles, de chaque cadre d'entretoisement 8 sont tronqués pour aménager une voie de circulation 26 desdits fluides. Dans le même sens, chaque cadre 8 présente au moins deux ouvertures latérales 27 formant une voie de circulation de part et d'autre et au travers du cadre 8, au sein du volume intermédiaire 25. Selon l'exemple illustré, chaque aile 12 de chaque élément 11 constitutif du cadre présente une telle ouverture 27 réalisée sous la forme d'une échancrure aménagée dans le bord de l'aile 12. Il doit être noté que, selon la forme préférée de réalisation de l'invention, la section ouverte des cadres d'entretoisement 8 définit, en relation avec la paroi interne 6, des sortes de caissons de renfort 29 qui assurent la reprise des efforts résultant de la dilatation différentielle intervenant entre la paroi interne 6 située, en cours d'utilisation de l'enceinte de traitement, dans la zone chaude de l'enceinte 8 et la paroi externe 7 située dans une zone froide. Il doit être également remarqué que, selon l'exemple illustré, les parois interne 6 et externe 7 se prolongent jusqu'au niveau des cadres 32 d'adaptation des portes 3 et 4 commandant l'accès au volume interne de traitement 9 délimité par la paroi interne 6. Enfin, l'achèvement de la fabrication de l'enceinte 8 fait intervenir l'adaptation des portes 3 et 4 sur les cadres 32et la mise en place de moyens de raccordement de ladite enceinte à une installation, non représentée, pour le traitement thermique de produits divers. Ainsi, l'enceinte présente des brides 30 pour le raccordement de canalisations de circulation de fluide, entre le volume interne de traitement 9 et des éléments, non représentés, de l'installation au sein de laquelle l'enceinte 1 est utilisée. Il est également adapté des moyens de raccordement 31 pour des circuits de circulation de fluide entre le volume intermédiaire 25 situé entre les parois interne 6 et externe 8 et d'autres dispositifs, non représentés, de cette même installation. Ainsi, l'enceinte 1 selon l'invention peut être utilisée dans le cadre d'une installation de stérilisation du type autoclave et des brides 30 permettent le raccordement du volume de traitement 9 à des circuits d'alimentation et d'évacuation de vapeur d'eau sous pression. Bien entendu, la mise en oeuvre de l'enceinte peut faire intervenir la mise en place d'un calorifugeage, non représenté, autour de la paroi externe 7. Selon l'exemple illustré, l'enceinte 1 ne fait intervenir qu'une seule paroi interne, mais elle pourrait en comporter plusieurs coaxiales, par exemple, maintenues à distance les unes des autres par des cadres d'entretoisement 8 selon l'invention. Par ailleurs, selon l'exemple illustré, toutes les entretoises, entre la paroi interne 6 et la paroi externe 7, sont réalisées sous la forme de cadres 8. Toutefois, selon l'invention, seules certaines des entretoises pourraient être réalisées sous la forme de tels cadres. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Enceinte pour le traitement thermique de produits divers, du type comprenant - une enveloppe périphérique constituée d'au moins une paroi interne (6) entourée d'une paroi externe (7) maintenue à distance de la paroi interne par des entretoises (8), - et au moins une porte d'accès (3) au volume de traitement (9) délimité par la paroi interne (6), caractérisée en ce que certaines au moins des entretoises (8) sont formées chacune par un cadre fermé ceinturant la paroi interne (6). 2. Enceinte selon la revendication 1, caractérisée en ce que les cadres d'entretoisement (6) et la section droite transversale du volume de traitement (9) présentent une forme sensiblement polygonale. 3. Enceinte selon la revendication 2, caractérisée en ce que les parois interne (6) et externe (7) sont chacune réalisées à partir d'un flan métallique plié et en ce que chaque angle de la paroi interne (6) présente un rayon de pliage supérieur à celui de l'angle correspondant de la paroi externe pour assurer une bonne diffusion des efforts subits par la paroi interne (6). 4. Enceinte selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'un au moins des angles extérieurs des cadres d'entretoisement (8) est tronqué pour aménager une voie de circulation (26) des fluides dans le volume intermédiaire (25) situé entre les parois interne (6) et externe (7). 5. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque cadre d'entretoisement (8) présente, localement au moins, une section droite transversale ouverte vers la paroi interne (6) et définit, en relation avec ladite paroi (6), un caisson de renfort (29). 6. Enceinte selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque cadre (8) présente au moins deux ailes latérales de reprise (12) s'étendant chacune dans un plan (P) sensiblement transversal aux parois interne (6) et externe (7). 7. Enceinte selon la revendication 6, caractérisée en ce que les ailes de reprises (12) sont sensiblement continues dans une zone comprise entre un angle de la paroi interne (6) et l'angle en regard de la paroi externe (7). 8. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque cadre d'entretoisement (8) présente, localement au moins, une section droite transversale sensiblement en "W", définissant deux ailes latérales (12) dont les parois sont fixées sur la paroi interne à l'opposé de la paroi externe (7) et deux pieds (14) sur lesquels est fixée la paroi externe (7). 9. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque cadre d'entretoisement (8) présente au moins deux ouvertures latérales formant une voie de circulation des fluides, de part et d'autre et au travers du cadre dans le volume intermédiaire (25) situé entre les parois interne (6) et externe (7). 10. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la paroi externe (7) présente des boutonnières (20) au niveau desquelles elle est soudée sur les cadres d'entretoisement (8). 11. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'enveloppe périphérique (2) définit une sorte de tunnel de traitement commandé, à ses deux extrémités opposées, par une porte (3) et en ce que les parois interne (6) et externe (7) s'étendent toutes les deux jusque, sensiblement, au niveau de chaque porte. 12. Installation de type autoclave pour une stérilisation par traitement thermique de produits divers, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte (1) selon l'une des revendications 1 à 11. 13. Procédé de fabrication d'une enceinte selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il consiste notamment à - former la paroi interne (6), - former les cadres d'entretoisement (8), - adapter les cadres d'entretoisement (8) autour de la paroi interne (6) et souder chacun sur celle-ci, - former la paroi externe (7), - aménager dans la paroi interne des boutonnières (20) destinées à être situées en regard des cadres d'entretoisement (8), - adapter la paroi externe (7) autour de l'ensemble formé par la paroi interne (6) ceinturée des cadres d'entretoisement (8), - et souder, au niveau des lumières (20), la paroi externe (7) sur les cadres d'entretoisement (8). 14. Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer la liaison, entre la paroi interne (6) et chaque cadre d'entretoisement (8), au niveau de chacun des angles de la paroi interne (6) au moyen d'au moins un cordon de soudure s'étendant le long de l'arc du cadre en relation avec l'angle de la paroi interne.