Brevet FR2789916A1 — publié le 20000825

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour munir la face extérieure de la paroi latérale d'un volume de révolution, d'une poche permettant la régulation de la température du contenu de ce volume. Elle s'applique en particulier à des cuves verticales en acier inoxydable, de capacité comprise entre 50 et 2 500 litres et d'épaisseur de paroi inférieure ou égale à 4 mm, destinées au stockage et à la fermentation de liquides. Pour réguler la température du contenu d'une cuve, on trouve généralement: - des poches formées par explosion puis soudées manuellement sur le corps de la cuve, - des demi-coquilles formées par cintrage puis soudées en continu sur le corps de la cuve, - des enveloppes matelassées formées par emboutissage puis soudées sur le corps de la cuve - des doubles enveloppes. L'opération de soudure de la face externe de la paroi latérale de la cuve détruit partiellement l'état de surface de la face interne de cette paroi, ce qui nécessite des reprises coûteuses de polissage à l'intérieur de la cuve. La qualité de ces reprises n'est jamais satisfaisante. Un but de la présente invention est de proposer une nouvelle technique pour former la poche. Cette nouvelle technique a notamment pour but de faciliter les opérations de polissage, les opérations d'accostage et de soudage de la tôle qui formera la poche et de réaliser rapidement la poche. On y parvient, selon la présente invention, par un procédé dans lequel: on recouvre au moins partiellement ladite face externe avec une paroi auxiliaire suffisamment mince pour être déformable et on soude ces deux parois par des soudures réparties par endroits et par une soudure périphérique continue; - on injecte un liquide sous pression entre les deux parois tout en empêchant la déformation de ladite paroi latérale et tout en permettant une déformation de ladite paroi auxiliaire dans des régions autres que lesdits endroits de soudage et en empêchant une déformation de cette paroi dans les endroits de soudage, en sorte que la paroi auxiliaire forme une poche dans lesdites régions; De préférence, on met à plat la paroi latérale et la paroi auxiliaire pour les souder et on les courbe après le soudage pour donner à la paroi latérale sa forme de révolution. Ceci permet de réaliser à plat le polissage du dos de la paroi latérale, après le soudage et avant la mise en volume des deux parois soudées. Dans les modes de réalisation préférés, le procédé de l'invention présente encore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les endroits des soudures sont situés sur des rayons rayonnant à partir d'un centre et/ou sur des cercles centrés sur ce centre dans le cas o le soudage est réalisé sur des parois à plat, et sont situés sur des génératrices et/ou sur des cercles étagés dont les centres sont répartis sur l'axe de révolution de la paroi latérale dans le cas o le soudage est réalisé après mise en volume de cette paroi; - les endroits des soudures sont situés notamment aux intersections desdits rayons et desdits cercles, ou aux intersections desdites génératrices et desdits cercles étagés; L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, ce dispositif comprenant: - une paroi auxiliaire mince déformable; - des moyens de soudage pour souder par endroits cette paroi mise au plat (ou mise en volume) à la paroi latérale mise au plat (ou mise en volume) et pour réaliser un soudage périphérique continu et étanche des deux parois; - des moyens pour maintenir provisoirement depuis l'intérieur du volume constitué par la paroi latérale mise en forme de révolution; des moyens pour maintenir provisoirement depuis l'extérieur du volume la paroi auxiliaire au moins aux endroits des soudages tout en permettant un gonflement limité de cette paroi entre les endroits non maintenus; - des moyens pour injecter un liquide d'hydroformage entre la paroi latérale et la paroi auxiliaire de façon à déformer la paroi auxiliaire dans les endroits non maintenus en constituant une poche; Enfin, l'invention concerne les cuves de stockage de révolution comportant une poche de régulation de température formée sur une paroi latérale cylindrique ou conique de la cuve obtenue par un procédé selon l'invention ou au moyen d'un dispositif selon l'invention. On décrira ci-après des réalisations d'un dispositif conforme à l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel: - la figure 1 est une vue en plan de la paroi latérale et de la paroi auxiliaire à plat, soudées l'une à l'autre, avant mise en volume de ces parois; - la figure 2 est une vue axiale éclatée du dispositif utilisé pour l'hydroformage de la poche; - la figure 3 est une vue du dessus du volume V2 utilisé dans le dispositif de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe du dispositif de la figure 2 assemblé; - la figure 5 est une coupe du volume obtenu par mise en volume de la paroi latérale et de la paroi auxiliaire, après formation de la poche, le long d'une génératrice; - la figure 6 est une perspective du volume comportant une poche de régulation de température. La figure 1 représente une tôle découpée pour pouvoir être mise en volume par rapprochement et soudage de ses bords A1B1 et A2B2, et une tôle (2), de forme homothétique légèrement réduite, mise à plat sur la tôle (l)et soudée à elle par points en de multiples endroits répartis s, situés par exemple sur des cercles concentriques tels que le cercle (3) et sur des rayons tels que le rayon (4). Une soudure périphérique continue T est pratiquée en bordure de la tôle (2) pour que cette tôle soit sur l'intégralité de son pourtour soudée de façon étanche à la tôle (1). La tôle 1 a par exemple une épaisseur de 2 mm et la tôle (2) une épaisseur de 1 mm. On a représenté sur la figure 1, une entrée E et une sortie S pratiquées dans la tôle mince (2). De fait, cette entrée et cette sortie ne seront réalisées qu'après l'hydroformage pour permettre ultérieurement l'accès d'un fluide de maintien de température entre les deux tôles. Après soudage, le dos (lb) de la tôle (1) qui sera situé du côté interne du volume constitué par rapprochement et soudure des bords A1B1 et A2B2 est soumis en tant que de besoin à une opération de polissage à plat. Un volume V est constitué par rapprochement et soudure des bords A1B1 et A2B2 Ce volume est schématisé sur la figure 2, entre deux corps auxiliaires de formes adaptées pour prendre entre eux le volume V. Sur la figure 2 ces trois volumes sont représentés séparés, mais ils sont vus assemblés sur la figure 4. Ils sont maintenus assemblés par tout moyen approprié (boulonnage périphérique, tige filetée axiale et écrou, etc). Le volume Vl, constitué par une paroi rigide (1') est conformé et dimensionné pour soutenir depuis l'intérieur du volume V la paroi latérale (1) du volume V lorsque le volume V1 est enfoncé dans le volume V. En tant que de besoin, le volume V1 est rigidifié par des entretoises (5) et est muni d'oreilles (6) facilitant sa manipulation. Son bord supérieur est muni d'un rebord (7) percé d'orifices (8) qui permettront son bridage sur un rebord correspondant (9) du volume V2. Le volume V2, constitué par une paroi rigide (2') conformé et dimensionné pour entourer la paroi extérieure (2) du volume V, avec un certaine intervalle I entre cette paroi et ce volume, lorsque le volume V est enfoncé dans le volume V2. Cet intervalle est déterminé par une série de reliefs disposés en couronnes sur la paroi (2') de façon à venir se placer contre les endroits des soudures s de la paroi (1) à la paroi (2). Après assemblage, les volumes V1 et V2 sont bridés, enserrant entre eux le volume V, les reliefs (10) portant contre les endroits des soudures (s). Un liquide d'hydroformage est ensuite injecté entre les parois (1) et (2) par un perçage provisoire de la paroi latérale 1 (non représenté). Ce liquide est par exemple de l'eau sous pression élevée, par exemple 40 bars. Cette injection a pour effet de déformer la paroi 2 vers la paroi 2' entre les reliefs 10, produisant ainsi une poche 11. Les volumes V1 et V2 sont éliminés. L'entrée E et la sortie S sont réalisées et sont munies de raccords appropriés R pour permettre la circulation dans la poche d'un fluide de régulation de température. On a représenté sur la figure 5 une coupe du volume selon un rayon, après déformation par hydroformage. La tôle 1 subit en tant que de besoin des opérations annexes, par exemple on rapporte par soudure des collerettes supérieure et inférieure, en vue de l'utilisation du volume V comme réservoir ou partie de réservoir de stockage. On a représenté sur la figure 6 une perspective d'un réservoir ainsi obtenu après mise en place des raccords R et d'une collerette inférieure. Le réservoir est monté dans un support constitué de profilés métalliques que l'on aperçoit partiellement sur la figure. Dans cet exemple, le volume constitué par les parois (1) et (2) est un volume de forme tronconique. En variante, ce volume pourrait être cylindrique. L'invention n'est pas limitée à cet exemple de réalisation. REVENDICATIONS 1) Procédé pour munir la face externe (la) d'une paroi apte à constituer la paroi latérale de révolution (1) d'un volume de stockage, d'une poche de régulation de température du contenu de ce volume, qui comprend les opérations dans lesquelles: - on recouvre au moins partiellement ladite face externe (la) avec une paroi auxiliaire (2) suffisamment mince pour être déformable et on assemble ces deux parois par des soudures (s) réparties par endroits et par une soudure périphérique continue T; - on injecte un liquide sous pression entre les deux parois (1,2) tout en empêchant la déformation de ladite paroi latérale (1) et tout en permettant une déformation de ladite paroi auxiliaire (2) dans des régions autres que lesdits endroits de soudage et en empêchant une déformation de cette paroi dans les endroits de soudage, en sorte que la paroi auxiliaire (2) forme une poche (11) dans lesdites régions. 2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel on répartit les endroits de soudage (s) sur des cercles (3) centrés sur l'axe de révolution de la paroi latérale (1). 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on répartit les endroits de soudage (s) sur des génératrices (4) de la paroi latérale. 4) Procédé selon la revendication 1 dans lequel on met à plat la paroi latérale (1) et la paroi auxiliaire (2) pour les souder et on les courbe après le soudage pour donner à la paroi latérale sa forme de révolution. ) Procédé selon la revendication 4, dans lequel lesdits endroits des soudures (s) sont situés sur des rayons (4) rayonnant à partir d'un centre et sur des cercles (3) centrés sur ce centre. 6) Procédé selon la revendication 5 dans lequel lesdits endroits des soudures (s) sont situés notamment aux intersections des rayons et des cercles. 7) Procédé selon l'Ine des revendications 4 à 6 dans lequel on rapproche et on soude les bords (A1B1 et A2B2)de la paroi latérale (1) pour la mettre en volume avant de réaliser lesdites déformations. 8) Procédé selon l'une des revendications 4 à 7 dans lequel on réalise à plat le polissage de la paroi latérale (1) après soudage de la paroi auxiliaire et avant sa mise en volume. 9) Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 qui comporte une opération consistant à munir la paroi auxiliaire (2) d'une entrée (E) et d'une sortie (S) pour la poche (11). ) Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 9, et qui comprend: - une paroi auxiliaire (2) déformable; - des moyens de soudage pour souder par endroits (s) cette paroi (2) mise au plat (ou mise en volume) à la paroi latérale (1) mise au plat (ou mise en volume) et pour réaliser un soudage périphérique continu et étanche (T) de la paroi auxiliaire à la paroi latérale; - des moyens V1 pour maintenir provisoirement la paroi latérale depuis l'intérieur du volume V constitué par la paroi latérale (1) mise en forme de révolution; - des moyens V2 pour maintenir provisoirement depuis l'extérieur du volume V la paroi auxiliaire 2 au moins aux endroits des soudages (s,T) tout en permettant un gonflement limité de cette paroi dans les endroits non maintenus; - des moyens pour injecter un liquide d'hydroformage entre la paroi latérale et la paroi auxiliaire de façon à déformer la paroi auxiliaire dans les endroits non maintenus. 11) Dispositif selon la revendication 10 qui comprend une première paroi (1') qui constitue un volume V1 de révolution rigide, conformé et dimensionné pour soutenir depuis l'intérieur du volume V la paroi latérale (1) mise en volume (V), et une deuxième paroi qui constitue une volume V2 rigide, conformé et dimensionné pour entourer la paroi auxiliaire (2) et qui porte au moins aux endroits des soudages (s, T) des butées (10) de contact avec la paroi auxiliaire (2). 12) Dispositif selon la revendication 11, dans lequel les butées (10) sont disposées selon des cercles étagés centrés sur l'axe de révolution de la deuxième paroi de révolution. 13) Cuve de stockage de révolution comportant une poche de régulation de température (11) formée sur la face extérieure (la) de la paroi latérale (1) cylindrique ou conique de la cuve par un procédé selon l'une des revendications 1 à 8 ou au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 9 à 11 et munie d'une entrée (E) et d'une sortie (S) pour un fluide de régulation de température.