INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’élément intercalaire fabriqué selon l’invention peut présenter une hauteur H, mesurées orthogonalement aux sommets ou bases d’onde, comprise entre 3 et 10 mm. Les sommets, les bases d’onde, les ailettes peuvent présenter une épaisseur e comprise entre 0,1 et 0,6 mm. Les sommets, les bases d’onde peuvent présenter une largeur d comprise entre 2 et 10 mm.
De préférence, l’élément intercalaire fabriqué selon l’invention présente une densités d’onde, définies comme le nombre d’ailettes par unité de longueur mesuré le long de la direction d’ondulation, comprises entre 5 et 35 ailettes par 2,54 centimètres (unité équivalente à la désignation « fins per inch » en anglais ou « FPI »).
De préférence, l’élément intercalaire fabriqué par le procédé selon l’invention est une onde droite présentant une seule série d’ailettes à surfaces planes, chaque ailette formant une bande qui s’étend dans toute la largeur ou la longueur du passage. L’utilisation d’ondes droites simplifie la fabrication de l’élément intercalaire et est avantageuse notamment dans des passages d’échangeur prévus par l’écoulement et la vaporisation d’oxygène car leur géométrie limite les risques de dépôts d’impuretés et de bouchage des canaux. Les sommets et les bases d’onde sont de forme plane et s’étendent parallèlement entre eux et perpendiculairement aux ailettes. Les canaux formés entre deux ailettes successives et un sommet ou une base agencé entre lesdites ailettes successives présentent ainsi des sections transversales de forme générale carrée ou rectangulaire.
Selon une possibilité de réalisation, la structure ondulée 8 est obtenue à l’étape a) par déformation d’une tôle plane ou feuillard. Dit autrement, la structure ondulée 8 est obtenue à l’étape a) par déformation d’une tôle initialement plane de manière à conférer directement aux ailettes un angle d’inclinaison ayant la première valeur. En particulier, la structure ondulée 8 est obtenue par pliage d’une tôle plane. Le pliage, i.e. la déformation par flexion, s’effectue à froid, de préférence par serrage de la tôle entre un poinçon et une matrice, qui peut être en acier ou en fonte, au moyen d’une machine de presse. Le principe de cette technique de fabrication repose sur la déformation plastique de la tôle par pliage.
Selon une autre possibilité de réalisation, la structure ondulée 8 est obtenue à l’étape a) par déformation d’une tôle déjà ondulée, ladite tôle ondulée comprenant, préalablement à l’étape a), ladite série d’ailettes 83 reliées les unes aux autres alternativement par lesdits sommets d’onde 81 et lesdites bases d’onde 82, avec lesdites au moins deux ailettes 83 inclinées d’un angle d’une valeur initiale inférieure à 100°. En d’autres termes, les ailettes 83 définissant avec lesommet d’onde 81 ou lad base d’onde 82 adjacante un profil d’onde initial dans lequel l’angle d’inclinaison des ailettes 83 a une valeur initiale inférieure à 100°.
De préférence, la tôle ondulée est déformée au cours de l’étape a) au moyen d’un outillage 9, 10 de sorte que lesdites ailettes 83 un profil d’onde écarté dans lequel l’angle d’inclinaison desdites au moins deux ailettes 83 a été augmenté à une valeur inférieure ou égale à la première valeur. En particulier, après achèvement de l’étape a), la totalité ou la quasi-totalité des ailettes 83 de la tôle ondulée ont été déformées de façon à présenter un profil d’onde écarté final dans lequel l’angle d’inclinaison des ailettes 83 est égal à la première valeur.
représente un exemple de tôle ondulée d’angle d’inclinaison A destinée à être déformée selon l’étape a). En particulier, cette tôle ondulée peut être une onde droite, c’est-à-dire qu’elle présente préalablement à l’étape a) un angle initial d’inclinaison A des ailettes égal à 90°.
Préférentiellement, à l’étape a), la structure ondulée peut être obtenue par déformation par flexion, c’est-à-dire par pliage de la tôle dans une presse ou par passage entre deux outils pourvus d’une ou plusieurs nervures. L’augmentation de l’angle d’inclinaison des ailettes est obtenue en exerçant un effort de flexion sur la tôle au moyen d’un outillage de forme adaptée.
De préférence, l’outillage comprend au moins un premier outil 9 et au moins un deuxième outil 10 se faisant face et ayant des formes au moins en partie complémentaires. Un mode de réalisation d’un tel outillage est représenté sur et .
De préférence, les ailettes 83 définissent avec le sommet d’onde 81 ou à la base d’onde 82 un profil d’onde initial. Dans le cas illustré, le profil de la tôle ondulée à déformer est celui d’une onde droite. Au cours de l’étape a), la tôle est déformée de sorte que les deux ailettes 83 définissent avec ledit sommet d’onde 81 ou à ladite base d’onde 82 un profil d’onde écarté, dans lequel l’angle d’inclinaison des ailettes 83 a été augmenté à une valeur supérieure à la valeur initiale. Un exemple d’un tel profil écarté est montré sur .
De préférence, la déformation de la tôle a lieu progressivement dans la direction d’ondulation D, par paire d’ailettes successives, i. e. canal par canal ou une paire d’ailettes après l’autre. Le passage d’une paire d’ailettes à une autre a lieu par déplacement relatif de la tôle et de l’outillage 9, 10 dans une direction parallèle à la direction d’ondulation D des ailettes. Le premier et le deuxième outils 9, 10 se déplacent vers la tôle dans des directions respectives de rapprochement opposées de l’une de l’autre, lesdites directions de rapprochement étant orthogonales à la direction d’étendue générale de la tôle 8, c’est-à-dire orthogonales à la direction d’ondulation D et orthogonale à la direction d’étendue longitudinale z des ailettes, afin d’exercer une pression de part et d’autre de la tôle pour la plier. Selon l’exemple de , la direction y est de préférence verticale.
Une fois la paire d’ailette déformée dans le profil écarté, c’est-à-dire une fois leur angle d’inclinaison augmenté, le premier et le deuxième outils 9, 10 se déplacent dans des directions respectives d’éloignement qui sont opposées l’une de l’autre, de façon à éloigner les outils 9, 10 de la tôle. Les outils 9, 10 et la tôle 8 suivent ensuite un mouvement de déplacement relatif en translation parallèlement à la direction d’ondulation D de sorte que les outils 9, 10 soient positionnés au niveau d’une autre paire d’ailettes 83 à déformer du profil initial vers le profil écarté. Dans le cas illustré sur , c’est la tôle ondulée 8 qui est déplacée en translation dans une direction D1 parallèle à la direction d’ondulation D. Il est aussi envisageable que ce soit les outils 9, 10 qui se déplacent, la tôle 8 étant fixe. Dans ce cas, selon l’exemple de , les outils 9, 10 seraient déplacés dans une direction parallèle et opposée à la direction D1
Selon une possibilité, chaque paire d’ailettes se voit appliquer une pression sur toute la longueur des ailettes dans la direction z par déplacement du premier outil 9 et du deuxième outil 10 l’un vers l’autre parallèlement à la direction y. Dans ce mode de réalisation, chaque paire d’ailette est déformée instantanément sur toute sa longueur. Dans ce mode de réalisation, le premier outil 9 et du deuxième outil 10 font de préférence partie d’une machine de presse.
Selon une autre possibilité, le premier outil 9 et du deuxième outil 10 sont montés roulants autour d’axes de rotation respectifs. Chaque paire d’ailette est déformée progressivement dans sa longueur, par roulement des outils 9, 10 dans une direction de roulement parallèle à la direction d’étendue longitudinale z des ailettes. Une fois les outils 9, 10 roulés sur tout la longueur de la paire d’ailettes à déformer, les outils 9, 10 sont éloignés de la tôle, la tôle 8 et l’outillage 9, 10 sont déplacés l’un par rapport à l’autre parallèlement à la direction D1. Et la déformation selon l’étape a) est appliquée à une nouvelle paire d’ailettes à déformer.
De préférence, le premier outil 9 et le deuxième outil 10 comprennent chacun au moins une première nervure 91, 101 de forme complémentaire du profil d’onde final. Le premier outil 9 et le deuxième outil 10 peuvent comprendre en outre chacun au moins une deuxième nervure 93, 103 ayant une forme complémentaire du profil d’onde initial et étant espacée de la première nervure 101 de la matrice 10 d’une distance correspondant à la largeur du sommet d’onde 81 ou de ladite base d’onde 82. Le premier outil peut également comprendre une troisième nervure 92 ayant une forme complémentaire d’une cavité définie entre la première nervure 101 de la matrice et la deuxième nervure 103 du deuxième outil 10.
De préférence, tout ou partie des sous-étapes décrites ci-dessus sont répétées au cours de l’étape a) et appliquée sur les paires d’ailettes successives de la tôle ondulée de sorte que toutes les ailettes présentent un angle d’inclinaison augmenté.
Les bordures supérieures des cloisons 43, 44 et de l’arbre de rotation 45 sont avantageusement nervurées de façon à recevoir un joint (non représenté) assurant l’étanchéité des cavités 41, 42 lorsque la vanne est assemblée.
En se rapportant à la , l’arbre 45 présente un tenon 450 faisant saillie axialement et comprenant une ou plusieurs cannelures. Ce tenon 450 est adapté pour venir en prise avec un deuxième actionneur 8B décrit plus avant dans la description.
Élément d’étanchéité Les figures 4A et 4B illustrent un élément d’étanchéité 5 configuré pour être installé dans les logements 12A et 12B, entre le corps 1 et les organes rotatifs 3 et 4. Il a avantageusement une forme de double manchon 50, 51, lesquels manchons sont complémentaires des logements 12A et 12B et reliés par une portion de liaison 52 complémentaire du canal DO. Le contact entre la surface externe de l’élément 5 et de la paroi interne des logements 12A, 12B et du canal DO est préférentiellement un contact serré assurant une étanchéité au fluide.
Selon un mode de réalisation permettant de simplifier la conception et le montage, l’élément 5 est une pièce monobloc. Il est préférentiellement réalisé dans un matériau souple, par exemple de type caoutchouc ou élastomère, de manière à former étanchéité au fluide entre le corps 1 et les organes rotatifs 3, 4.
L’élément 5 présente, au niveau du premier manchon 50, des premières ouvertures AO1, BO1, CO1 complémentaires des orifices A1, B1, C1 de la première série de sorte que lorsque ledit élément est installé dans le corps 1, l’orifice A1 débouche dans l’ouverture AO1, l’orifice B1 débouche dans l’ouverture BO1 et l’orifice C1 débouche dans l’ouverture CO1. Les ouvertures AO1, BO1, CO1 sont distinctes les unes des autres.
Des deuxièmes ouvertures AO2, BO2, CO2 sont également aménagées dans le deuxième manchon 51. Ces deuxièmes ouvertures AO2, BO2, CO2 sont complémentaires des orifices A2, B2, C2 de la deuxième série de sorte que lorsque ledit élément est installé dans le corps 1, l’orifice A2 débouche dans l’ouverture AO2, l’orifice B2 débouche dans l’ouverture BO2 et l’orifice C2 débouche dans l’ouverture CO2. Les deuxièmes ouvertures AO2, BO2, CO2 sont distinctes les unes des autres et distinctes des premières ouvertures AO1, BO1, CO1.
Dans la portion de liaison 52 sont aménagées des ouvertures DO1, DO2 qui débouchent respectivement dans le premier logement 12A et dans le deuxième logement 12B. La portion de liaison 52 présente également une ouverture DO3 complémentaires de l’orifice D de sorte que lorsque ledit élément est installé dans le corps 1, l’orifice DO3 débouche dans l’ouverture D.
Les figures 5 et 6 illustrent la vanne V assemblée. Les organes rotatifs 3 et 4 sont installés dans les logements 12A et 12B, l’élément d’étanchéité 5 étant intégré dans le corps 1. Le tenon 350 du premier organe 3 est en prise avec l’arbre d’un premier actionneur 8A et le tenon 450 du deuxième organe 4 est en prise avec l’arbre d’un deuxième actionneur 8B.
Les actionneurs 8A, 8B sont du type moteur rotatif, assurant chacun la mise en rotation d’un organe 3, 4. Ces derniers peuvent avoir le même nombre de positions angulaires et être pivotés simultanément. Toutefois, le fait d’avoir deux actionneurs distincts offre l’avantage de pouvoir piloter indépendamment chacun des organes 3, 4, avec un nombre différent de positions angulaires et/ou avec des vitesses différentes, de façon à s’adapter avec une grande flexibilité aux différents modes de fonctionnement recherchés. Par exemple le premier organe 3 peut avoir quatre positions angulaires différentes et le deuxième organe 4 seulement deux.
Selon une variante de réalisation, un seul actionneur commun peut assurer la mise en rotation simultanée des deux organes 3 et 4, notamment au travers d’un dispositif d’engrenages ou de pignons en prise avec lesdits organes et plus particulièrement avec les arbres 35, 45 et/ou avec les tenons 350, 450. Les engrenages ou pignons peuvent être configurés et agencés pour entraîner les organes 3, 4 simultanément selon des positions angulaires identiques (par exemple de 30°) ou des positions angulaires différentes ou, en d’autres termes, selon des premiers incréments pour le premier organe 3 (par exemple des incréments de 30°) et selon des deuxièmes incréments pour le deuxième organe 4 (par exemple des incréments de 90°ou 180°).
Sur les figures 5 et 6, les actionneurs 8A, 8B sont fixés sur un couvercle 6, lequel couvercle vient obturer de manière étanche le corps de vanne 1 en coopérant avec l’élément d’étanchéité 5 ou avec d’autres éléments d’étanchéité dédiés. Selon une variante de réalisation, chaque actionneur 8A, 8B est fixé sur son propre couvercle.
Selon un mode de réalisation, la cavité 31 du premier organe 3 est fermée de manière étanche par un premier couvercle d’étanchéité 7A et les cavités 41 et 42 du deuxième organe 4 sont fermées de manière étanche par un deuxième couvercle d’étanchéité 7B. Ces couvercles 7A et 7B présentent chacun une ouverture permettant de laisser passer respectivement le tenon 350 et le tenon 450. Selon un autre mode de réalisation, les cavités 31, 41 et 42 sont fermées de manière étanche par un couvercle commun, qui peut être le couvercle 6 précité ou un autre couvercle dédié. Toutefois, la fermeture des cavités 31, 41 et 42 par les deux couvercles 7A et 7B permet de faciliter les interventions (par exemple une réparation et/ou un remplacement des organes 3, 4) sur seulement une partie de la vanne V, notamment au niveau du logement 12A ou 12B. À l’inverse, la présence d’un seul couvercle commun simplifie et facilite le montage de la vanne V.
La est une vue éclatée de la vanne V montrant ses différents éléments constitutifs.
Exemples de modes de fonctionnement de la vanne. Les figures 8A à 8H illustrent schématiquement le fonctionnement de la vanne V dans différentes positions angulaires des organes rotatifs 3 et 4. Dans ces exemples, la vanne V opère par des rotations distinctes des organes rotatifs 3 et 4.
Le tableau 1 ci-dessous, référencé en tant que [Table 1], synthétise les communications fluidiques entre les orifices de la première série A1, B1, C1 et/ou de la deuxième série A2, B2, C2 dans différentes positions angulaires. Un organe rotatif est dit actif lorsqu’il est apte à être traversé par le fluide. Par exemple, dans l’exemple de la , le deuxième organe 4 est dans une position angulaire où les portions pleines de la cloison 43 sont situées en vis-à-vis des ouvertures AO2, BO2, CO2 et du canal commun DO de sorte à empêcher la circulation de fluide entre les ajours dudit organe. Le deuxième organe 4 est donc inactif. A contrario, le premier organe 3 est dans une position angulaire où ses ajours sont situés en vis-à-vis des ouvertures BO1, CO1 et du canal commun DO de manière à autoriser une circulation de fluide au travers dudit organe. Le premier organe 3 est donc actif.
Figure Orifices de la vanne en communication fluidique Organe rotatif actif 8A A1, C2, D 3 et 4 A2, B2 8B A1, B1 3 et 4 C2, D 8C B1, C1 3 et 4 C2, D A2, B2 8D C1, C2, D 3 et 4 A2, B2 8E B1, C1, C2, D 3 et 4 A2, B2 8F B1, C1, A2, D 3 et 4 B2, C2 8G B1, C1, D 3 8H A2, D 4 B2, C2
Notons que l’angle d’inclinaison B des ailettes est déterminé dans le plan de coupe qui est orthogonal aux plans dans lesquels s’étendent respectivement les ailettes, les sommets et les bases d’onde. De préférence, la structure ondulée 8 est préparée de sorte que l’ensemble des ailettes 83 soient inclinées d’un angle supérieur à 100° par rapport à un sommet d’onde 81 adjacent ou par rapport à une base d’onde 82 adjacente. De préférence, la structure ondulée 8 obtenue à l’étape a) définit en coupe transversale un profil périodique dans lequel l’angle d’inclinaison B des ailettes 83 est constant suivant la direction d’ondulation D.
Avantageusement, lesdites ailettes 83 sont inclinées chacune d’un angle B d’une première valeur supérieure à 120°, de préférence supérieure à 130°, en particulier égale à environ 135°, par rapport audit sommet d’onde 81 ou par rapport à ladite base d’onde 82. Ainsi, on améliore encore l’accessibilité du canal formé entre les ailettes en vue d’y réaliser la texturation de surface.
Selon l’étape b) du procédé de l’invention, on réalise une texturation de surface sur au moins une partie de la surface de la structure ondulée 8 obtenue à l’étape a). Avantageusement, la texturation de surface est sous la forme d’une couche de dépôt poreux ou de microreliefs formés sur au moins une partie de leurs surfaces, de préférence sur la totalité ou quasi-totalité des surfaces de la structure ondulée 8, de préférence sur ses deux faces.
Il est à noter que la structure ondulée peut présenter une ou plusieurs formes prédéterminées de texturation de surface réparties sur différentes zones de sa surface, étant entendu qu’une texturation de surface peut aussi bien être réalisée dans les surfaces du matériau constitutif de l’élément intercalaire qu’y être déposée, c’est-à-dire résulter d’un apport de matière supplémentaire sur les surfaces des éléments intercalaires. De préférence, la structure ondulée comprend un substrat massif, en particulier un substrat non-poreux, sur lequel on forme la texturation.
Dans le cadre de l’invention, la texturation de surface peut résulter d’un revêtement de surface déposé sur l’élément ou bien d’une modification de l’état de surface dudit élément.
En particulier, la texturation de surface peut résulter d’un revêtement de surface déposé sur l’élément intercalaire, en particulier un revêtement déposé par voie liquide, notamment par trempage, pulvérisation ou par voie électrolytique, par voie sèche, notamment par dépôt chimique en phase vapeur (en anglais Chemical Vapor Deposition ou CVD ) ou dépôt physique en phase vapeur (en anglais Physical Vapor Deposition ou CVD ), ou par projection thermique, en particulier par flamme ou par plasma.
La modification de l’état de surface desdites pièces pourra être obtenue par un traitement chimique ou par un traitement mécanique, par exemple par sablage, rainurage....
Selon un mode préféré de réalisation, la texturation de surface est sous la forme d’un matériau poreux. Le matériau poreux peut par exemple être formé d’un dépôt de particules d’aluminium légèrement frittées, de filaments d’aluminium enchevêtrés, de particules d’aluminium semi fondues collées les unes aux autres, telles les particules d’aluminium qui sont obtenues après projection que l’on obtient en projection thermique par flamme ou par plasma.
Selon l’étape c) du procédé selon l’invention, on déforme ensuite la structure ondulée 8 obtenue à l’étape b) de manière à réduire l’angle d’inclinaison de chacune des au moins deux ailettes 83 par rapport audit sommet d’onde 81 ou par rapport à ladite base d’onde 82. illustre ainsi une structure ondulée 8 dans laquelle les ailettes présentent un angle d’inclinaison C réduit à une deuxième valeur qui est inférieure à celle de l’angle d’inclinaison B présenté par les ailettes à l’étape a).
De préférence, la structure ondulée est déformée à l’étape c) de manière à réduire l’angle d’inclinaison de l’ensemble des ailettes 83 par rapport aux sommets d’onde 81 et aux bases d’onde 82 qui leur sont adjacents. Une fois la texturation réalisée, l’étape c) permet de ramener les ailettes l’une vers l’autre et de réduire l’élargissement préalablement obtenu des canaux, de façon à accroître la densité d’ailettes de la structure ondulée. De préférence, à l’issue de l’étape c), la structure ondulée 8 définit en coupe transversale un profil périodique dans lequel l’angle d’inclinaison C des ailettes 83 est constant suivant la direction d’ondulation D.
Grâce au procédé de l’invention, les canaux sont plus accessibles et on peut fabriquer un élément intercalaire à surface intensifiée, tout en réduisant, voire en éliminant, les difficultés occasionnées par la forme ondulée de l’élément et par la dimension réduite des canaux, et ce sans qu’il ne soit nécessaire de réduire la densité finale de l’élément intercalaire pour y appliquer plus efficacement une texturation de surface. En comparaison avec la mise en forme d’une tôle plane, le fait de resserrer l’écartement des ailettes après texturation sur une tôle déjà ondulée nécessite moins d’effort de compression. La déformation résiduelle de la tôle étant plus faible, cela permet de limiter les points de contact entre la tôle et l'outil de pliage pour préserver au maximum le revêtement déjà réalisé.
De préférence, à l’étape c), l’angle d’inclinaison des ailettes 83 est réduit à une deuxième valeur C inférieure à 100°, de préférence inférieure à 95°, en particulier inférieure ou égale à 90°. représente un cas où l’angle d’inclinaison C à l’issue de l’étape c) est supérieur à 90° et représente un cas où l’angle d’inclinaison C à l’issue de l’étape c) est égal à 90°. Plus la deuxième valeur est faible, plus la densité d’ailettes par unité de longueur augmente.
De préférence, la texturation de surface présente une porosité ouverte d’une valeur initiale prédéterminée à l’issue de l’étape b) qui peut être comprise entre 15 et 60%, de préférence entre 20 et 45%, de préférence encore entre 25 et 35% et, à l’issue de l’étape c), la texturation de surface présente une porosité ouverte d’une valeur finale, le rapport entre la valeur initiale et la valeur finale étant d’au plus 20%, de préférence d’au plus 10%, en particulier d’au plus 5%, traduisant un écrasement limité de la texturation et donc une réduction limitée de la porosité suite au resserrage des ailettes.
De préférence, la texturation de surface présente une épaisseur d’une valeur initiale prédéterminée à l’issue de l’étape b), en particulier une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,5 mm, de préférence une épaisseur d’au moins 0,2 mm et/ou d’au plus 0,4 mm, et, à l’issue de l’étape c), la texturation de surface présente une épaisseur d’une valeur finale, le rapport entre l’épaisseur initiale et l’épaisseur finale étant d’au plus 20%, de préférence d’au plus 10%, en particulier d’au plus 5%, traduisant un écrasement limité de la texturation lors du resserrage des aillettes.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , la conduite d’injection 201 d’eaux de lavage est connectée, sur une portion inférieure, à un tuyau 211 d’alimentation d’eaux de lavage connecté, par exemple, à un réservoir d’eaux.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , la perche 200 comporte, de plus, une manette 206 d’injection d’eaux de lavage dans la conduite d’injection 201. Préférentiellement, une telle manette 206 régule l’injection d’eaux de lavage via la conduite 211.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , la manette 206 est présente en partie inférieure du bras inférieur 210 de préhension.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , la conduite 202 d’aspiration 202 d’eaux de lavage usées est connectée, en partie supérieure, au dispositif 205 de nettoyage par l’intermédiaire d’une conduite de raccordement.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en , la conduite 202 d’aspiration 202 d’eaux de lavage usées est connectée, en partie inférieure, à une conduite souple d’aspiration 209. Par exemple, la conduite souple d’aspiration 209 est connectée à un réservoir d’eaux usées.