Brevet FR2809171A1 — publié le 20011123

La présente invention a pour objet une machine décokage, c'est-à-dire une machine permettant le nettoyage interne des tubes d'échangeurs thermiques verticaux et notamment d'échangeurs faisant partie d'installations de fours de cracking de produits pétroliers. De façon plus précise, l'invention concerne machine semi-automatique qui permet d'introduire un outil rotatif de nettoyage de l'intérieur des tubes d'un échangeur vertical, quelle que soit la position radiale de ces tubes. Un objet de la présente invention est de fournir une telle machine qui soit d'une utilisation aisée et d'une mise en oeuvre commode même si conditions d'accessibilité aux tubes de l'échangeur thermique sont délicates. Pour atteindre ce but selon l'invention, la machine de décokage de tubes verticaux d'un échangeur thermique destinée à être montée sur la bride supérieure de l'enveloppe dudit échangeur se caractérise en ce qu'elle comprend moyens formant un premier support et mobiles en rotation autour de l'axe vertical de la bride, et directement en contact avec celle-ci ; moyens formant un deuxième support, mobiles en translation par rapport aux moyens formant ledit premier support selon un rayon desdits moyens formant le premier support ; une potence verticale dont l'extrémité inférieure est solidaire des moyens formant le deuxième support; - un outil de turbinage monté à une première extrémité d'une tige souple de mise en rotation dudit outil ; - un moteur d'entraînement en rotation apte à coopérer avec la deuxième extrémité de ladite tige; - des moyens pour déplacer ledit moteur le long de ladite potence, et provoquer le déplacement sensiblement vertical de ladite tige. On comprend que grâce au système constitué par les deux supports dont le support inférieur est monté pivotant par rapport à l'échangeur et dont le deuxième support supérieur est monté mobile en translation par rapport au premier support, l'outil de décokage monté à l'extrémité de la tige peut atteindre aisément n'importe quel tube de l'échangeur thermique à l'aide de manoeuvres simples qui sont de préférence manuelles. En outre le déplacement du moteur d'entraînement en rotation de la tige portant l'outil le long de la potence assure un guidage convenable de l'extrémité de cet outil en vue de son insertion à l'extrémité supérieure du tube de l'échangeur. Ce positionnement peut être encore amélioré en prévoyant au niveau du deuxième support à deplacement rectiligne des moyens de guidage de la tige constitués par exemple par deux galets en forme de diabolo. De préférence, les moyens formant le premier support comprennent - des moyens formant glissière présentant une première extré mité munie de moyens de roulement sur la bride de l'échangeur et une deuxième extrémité ; et - deux bras, chaque bras ayant une première extrémité solidaire des moyens formant glissière et une deuxième extrémité munie de moyens de roulement sur la bride dudit échangeur, de telle manière que les moyens formant glissière s'étendent selon la direction d'un diamètre de la bride. On comprend que, grâce à la présence des trois galets montés respectivement à l'extrémité d'une part des moyens formant glissière pour le deuxième support et d'autre part à l'extrémité des deux bras reliés aux moyens formant glissière, on obtient une très bonne stabilité de l'ensemble de la machine par rapport à l'enceinte de l'échangeur à traiter et notamment très bonne stabilité de la potence sur laquelle est monté le moteur d'entraînement en rotation de l'outil de décokage. De preférence, le deuxième support comprend - une embase horizontale sur laquelle est fixée l'extrémité infé rieure de ladite potence, et des moyens de guidage à galets solidaires de ladite embase pour coopérer avec lesdits moyens formant glissière ; et - des moyens d'immobilisation de ladite embase rapport auxdits moyens formant glissière. On voit qu'ainsi l'embase peut se déplacer selon un rayon de la bride de l'enceinte de l'échangeur, la course du déplacement etant bien sûr suffisante pour que l'outil de décokage puisse atteindre toutes les extrémités des tubes de l'échangeur disposées selon un rayon de l'enceinte de l'échangeur depuis son axe central jusqu'à sa périphérie externe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de realisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées, sur lesquelles - la figure 1 est une vue simplifiée en élévation de l'ensemble de la machine de décokage ; - figure 2 est une vue partielle de la figure 1 montrant la partie inférieure de la machine de décokage ; - la figure 3a est une vue de dessus montrant le support inférieur rotatif et le support supérieur mobile en translation ; - la figure 3b est une vue de côté des supports inférieur et supérieur représentés sur la figure 3a ; et - la figure 4 est une vue de côté de la partie inférieure de la potence de la machine montée sur les moyens de guidage en translation. En se référant tout d'abord à la figure 1, on va décrire l'ensemble de la machine de décokage. Sur cette figure, la machine 10 est représentée montée sur la bride 12 de l'enveloppe 14 de l'échangeur thermique 16 dont les tubes doivent être nettoyés. On a représenté également sur cette figure les différents planchers travail 18 et 20 donnant accès à l'échangeur thermique. Bien entendu, pour procéder à cette opération, on a procédé préalablement à l'enlèvement de la partie supérieure coudée des tubes et du couvercle de l'enveloppe 14 de l'échangeur. La machine 10 est essentiellement constituee par un support inférieur 22 qui est monté pivotant sur la bride 12 autour de l'axe X, X de l'enveloppe 14 de l'échangeur. Ce premier support 22 coopère avec un deuxième support 24 qui est mobile en translation selon la direction F, F, c'est-à-dire selon la direction d'un diamètre de la bride 2 de l'enveloppe de l'échangeur. Ce support supérieur 24 porte une potence verticale 26 dont l'extrémité inférieure 26a est solidaire du support 24. La potence 26 sert essentiellement au guidage en translation sensiblement verticale d'un moteur 28 qui permet l'entraînement en rotation de l'outil de décokage 30 fixé à l'extrémité inférieure 32a d'une tige creuse fleuret 32 dont l'extrémité supérieure 32b est engagée dans un mandrin du moteur 28. Ainsi, la rotation du rotor du moteur 28 est transmise à l'outil 30 par l'intermediaire de la tige fleuret 32. Comme on l'expliquera plus en détail ultérieurement, le moteur 28 peut se déplacer le long de la potence 26 grâce à une courroie sans fin 34 qui passe sur une première poulie ou un premier pignon 36 disposé à l'extrémité supérieure de la potence 26 et un deuxième ensemble de poulies 38 disposé à l'extrémité inférieure de cette même potence sensiblement au niveau du deuxième support 24. L'ensemble de poulies 38 comprend une poulie motrice 38, pour commander le déplacement de la chaîne 34, des poulies de renvoi 382 et 383 et une poulie de tension 384. Le moteur 28 est solidaire d'un point de la chaîne 34 et, comme on l'expliquera plus en détail ultérieurement, le moteur est guidé par un système de glissières solidaires de la potence 26. La machine 10 comporte également des conduites d'alimentation en liquide 40 pour le fonctionnement du moteur 28 et pour la transmission à travers la tige 32 d'un liquide de lubrification vers l'outil 30. L'outil 30 est de préférence un outil muni de plaquettes de carbure. Dans l'exemple considéré, la tige fleuret 32 a une longueur de 6 m. Selon une variante possible, la potence 26 peut être équipée de moyens amovibles de guidage de la tige 32 solidaires de cette potence. II est également possible de prévoir d'autres moyens de guidage solidaires de la potence et disposés en dessous du support inférieur 22, c'est-à-dire l'intérieur de la partie supérieure de l'enceinte 14 au-dessus de l'extrémité supérieure des tubes. II s'avère cependant que de tels moyens de guidage ne sont pas nécessaires. Une autre solution peut être constituée par un unique moyen de guidage 46 disposé au niveau de l'ensemble des poulies 38 et constitué par exemple par deux galets en forme de diabolo 46a et 46b montés à l'extrémité du support 24. En se référant maintenant aux figures 3 et 4, on va décrire plus en détail un mode préféré de réalisation du support inférieur 22 mobile en rotation et du support supérieur 24 mobile en translation. Le support inférieur 22 comporte une poutre longitudinale 50 équipée de glissières 52 s'étendant sur la longueur de la poutre 50. Une extrémité 50a de la poutre 50 est équipée d'un galet rotatif 54 qui roule sur la bride 12 de l'enceinte de l'échangeur. La deuxième extrémité 50b de la poutre 50 est reliée à deux bras symétriques 56 et 58 dont première extrémité 56a, 58a est solidaire de la poudre 50 et dont l'autre extrémité 56b, 58b est équipée d'un galet 60, 62 identique au galet 54 pour rouler sur la bride 12 de l'enveloppe de l'échangeur. Ainsi, par l'intermédiaire des trois galets 54, 60 et 62, le support inférieur 22 peut être animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe vertical X, X de l'échangeur thermique. Comme le montre la figure 3a, l'extrémité 50b de la poutre 50 s'interrompt avant d'arriver au droit de la bride 12 pour permettre passage du fleuret portant l'outil de décokage. L'extrémité inférieure 26a de la potence 26 est soudée sur une embase horizontale 64 qui fait partie du support supérieur 24 et dont la face inférieure 64a est équipée de galets 66 coopérant avec les moyens formant glissières 52 du support inférieur 22. Ainsi, la potence 26 par l'intermédiaire de son embase 64 peut être déplacée en translation par rapport au support infé rieur 22 selon la direction d'un diamètre de la bride de l'enceinte. La course du support supérieur 24 par rapport au support inférieur 22 repérée par la référence C est sensiblement égale au rayon de la bride de l'enceinte l'échangeur, ce qui permet par le mouvement du support inférieur 22 et du support supérieur 24 d'atteindre l'extrémité supé rieure 70a de n'importe quel tube 70 de l'échangeur 16. La machine comporte également un vérin 71 pour solidariser temporairement en translation les supports 22 et 24. De préférence, pour faciliter la mise en place de la machine 10 sur l'extrémité supérieure de l'échangeur, la potence 26 est constituée en plusieurs éléments qui peuvent être assemblés entre eux. Par exemple, comme le montre les figures 1 et 2, on peut avoir un élément inférieur 72 dont l'embase 64 fait partie intégrante, un élément intermédiaire 74 et un élément supérieur 75 visible sur la figure 1, qui peut être replié par rapport à l'élément intermédiaire 75 autour d'un axe horizontal 77. Comme le montre également la figure 2, le bord 26c de la potence 26 est équipé de glissières 76 dans lesquelles est engagé un support 78 solidaire du moteur d'entraînement en rotation 28. REVENDICATIONS 1. Machine de décokage des tubes verticaux d'un échangeur de chaleur destinée à être montée sur la bride supérieure de l'enveloppe dudit echangeur, caractérisée en ce qu'elle comprend - des moyens formant un premier support (22) pour coopérer avec ladite bride de l'échangeur et mobiles en rotation autour de l'axe vertical de la bride ; - des moyens formant un deuxième support (24), mobiles en translation par rapport aux moyens formant ledit premier support selon un rayon desdits moyens formant le premier support; - une potence verticale (26) dont l'extrémité inférieure est solidaire des moyens formant le deuxième support (24) ; - un outil de turbinage (30) monté à une première extremité d'une tige souple (32) de mise en rotation dudit outil ; - un moteur (28) d'entraînement en rotation apte à coopérer avec deuxième extrémité de ladite tige (32) ; et - des moyens (34, 36, 38) pour déplacer ledit moteur le long de ladite potence, et provoquer le déplacement sensiblement vertical de ladite tige. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en que lesdits moyens formant le premier support comprennent - des moyens formant glissière (50, 52) présentant une première extrémité munie de moyens de roulement (54) sur la bride (12) de l'échangeur et une deuxième extrémité ; et - deux bras (56, 58), chaque bras ayant une première extremité solidaire des moyens formant glissière et une deuxième extrémité munie de moyens de roulement (60, 62) sur la bride dudit échangeur, de telle manière que les moyens formant glissière s'étendent selon la direction d'un diamètre de la bride. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens formant le deuxième support comprennent - une embase horizontale (64) sur laquelle est fixée l'extrémité inférieure de ladite potence (26), et des moyens de guidage à galets (66) solidaires de ladite embase pour coopérer avec lesdits moyens formant glissière ; et - des moyens d'immobilisation (71) de ladite embase par rapport auxdits moyens formant glissière. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens formant le deuxième support (24) sont mobiles par rapport aux moyens formant le premier support (22) entre une première position dans laquelle ledit outil (30) est sensiblement en regard de l'axe vertical de l'échangeur et une deuxième position dans laquelle ledit outil (30) est en regard d'un tube de l'échangeur le plus éloigné dudit axe. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de déplacement dudit moteur (28) comprennent une courroie sans fin (34), des moyens de solidarisation (78) dudit moteur (28) avec une zone de ladite courroie, une première poulie (36) montée à proximité d'une première extrémité de ladite potence, un ensemble de poulies (38, à 384) monté à proximité de la deuxième extrémité de ladite potence, ladite courroie passant sur lesdites poulies et des moyens pour entraîner en rotation une desdites poulies.