Grille de séparation pour séparer d'un fluide porteur des corps nettoyants provenant d'un échangeur thermique

Abstract

 La grille (3) comprenant une pluralité de longerons (4) parallèles équidistants, montés sur un axe pivot (5) commun perpendiculaire aux longerons (4), et une pluralité d'entretoises (19) montées entre les longerons (4). Les longerons (4) sont fixés à l'axe (5) de manière amovible, et les entretoises (19) sont fixées aux longerons (4) de manière amovible.

Description

[0001] L'invention a trait au nettoyage des échangeurs thermiques (notamment de types tubulaires ou à plaques).

[0002] Un échangeur thermique tubulaire comprend, de manière classique, une pluralité de tubes dans lesquels circule un fluide caloporteur. Pour assurer le nettoyage des tubes, on fait, généralement de manière occasionnelle et répétée, circuler dans les tubes, au sein du fluide, des corps nettoyants qui décapent les parois internes des tubes pour éviter leur encrassement par le dépôt d'impuretés véhiculées par le fluide. Ces corps - d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre interne des tubes - sont collectés en aval de l'échangeur thermique, puis réinjectés en amont.

[0003] Afin de procéder à cette collecte, on dispose en aval de l'échangeur thermique, au sein d'un conduit d'évacuation, une ou plusieurs grilles de séparation qui, tout en laissant passer le fluide, retiennent les corps nettoyants et les guident vers un dispositif de recyclage.

[0004] Une telle grille de séparation est connue de la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 815 548 au nom de la demanderesse.

[0005] Cette grille, qui comprend une pluralité d'armatures longitudinales (appelées longerons) reliées entre elles par des traverses (ayant une fonction d'entretoise) et montés sur un axe pivot, est assemblée en usine, puis montée d'un bloc au sein du conduit, l'ensemble étant ensuite monté dans l'échangeur thermique.

[0006] Une telle conception impose de remplacer l'ensemble conduit/grille(s), ou tout du moins les grilles lorsque celles-ci sont usées, endommagées ou, en tout cas, lorsque leur fonctionnement n'est plus satisfaisant. Ce remplacement nécessite une intervention lourde. Il est nécessaire de procéder à la dépose du conduit et, éventuellement, des canalisations situées en amont et en aval de celui-ci. Or les dimensions imposantes du conduit nécessitent l'utilisation d'une grue ou tout autre type d'élévateur mécanique. On doit ensuite procéder au remplacement, soit du conduit dans son ensemble, soit, au moins, de la grille dans son ensemble avant de remonter le tout.

[0007] L'invention vise à simplifier la maintenance des échangeurs thermiques en proposant une grille dont la conception permette d'en faciliter la réparation ou le remplacement, ainsi que le montage sur un conduit existant dépourvu de grille de séparation.

[0008] A cet effet, l'invention propose une grille de séparation pour séparer d'un fluide porteur des corps nettoyants provenant d'un échangeur thermique, cette grille comprenant :

• une pluralité de longerons parallèles équidistants, montés sur un axe pivot commun perpendiculaire aux longerons, et
• une pluralité d'entretoises montées entre les longerons,

grille dans laquelle les longerons sont fixés à l'arbre de manière amovible, et les entretoises sont fixées aux longerons de manière amovible.

[0009] De la sorte, il est possible d'assembler la grille in situ, c'est-à-dire au sein même du conduit d'évacuation de l'échangeur thermique, sans qu'il soit nécessaire de procéder à la dépose de celui-ci.

[0010] L'invention a aussi pour objet un procédé de montage d'une telle grille de séparation dans un conduit d'évacuation d'un échangeur thermique, suivant lequel on amène en pièces détachées la grille dans le conduit, puis on l'assemble au sein de celui-ci, en montant les longerons sur l'axe puis en fixant les entretoises aux longerons.

[0011] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1 est une vue d'élévation en perspective montrant un conduit d'évacuation d'un échangeur thermique, équipé de grilles de séparation conformes à l'invention ;
• la figure 2 est une vue en plan de dessus du conduit de la figure 1 ;
• la figure 3 est une vue d'élévation en coupe du conduit d'évacuation des figures 1 et 2, suivant le plan de coupe III-III de la figure 2;
• la figure 4 est une vue en perspective montrant une grille de séparation conforme à l'invention ;
• la figure 5 est une vue d'un détail de la grille de séparation de la figure 4 ;
• la figure 6 est une vue en plan de la grille de séparation de la figure 4 ;
• la figure 7 est une vue de côté de la grille de séparation de la figure 6 ;
• la figure 8 est une vue en coupe de la grille de séparation de la figure 7, suivant le plan de coupe VIII-VIII ;
• la figure 9 est une vue en coupe de la grille de séparation de la figure 6, suivant le plan de coupe IX-IX ;
• et la figure 10 est une vue d'un détail de la grille de séparation de la figure 9.

[0012] Sur la figure 1 est représenté un conduit 1 d'évacuation pour un échangeur thermique (non représenté mais dont la structure générale est par exemple conforme à la demande de brevet français FR 2 634 672 au nom de la demanderesse).

[0013] Ce conduit 1, tubulaire, est disposé en aval de l'échangeur thermique ; il est parcouru par un fluide caloporteur tel que de l'eau, qui charrie des corps nettoyants sphériques (appelées « boules ») assurant le décapage des canalisations de l'échangeur thermique.

[0014] Les boules sont séparées du fluide par un dispositif 2 de filtration qui comprend au moins une grille 3 de filtration montée de manière oblique dans le conduit 1. Plus précisément, conformément au mode de réalisation illustré sur les figures, le dispositif 2 de filtration comprend deux grilles 3 en vis-à-vis montées de manière oblique dans le conduit 1 pour former conjointement un entonnoir séparant les boules du fluide et les guide vers un dispositif de recyclage (non représenté) qui réinjecte les boules en amont de l'échangeur thermique.

[0015] Chaque grille 3 comprend une pluralité de longerons 4 parallèles équidistants, montés sur un axe pivot 5 commun, perpendiculaire aux longerons 4 et monté en rotation, par chacune de ses extrémités 6, 7, dans deux paliers 8 formés par des trous sensiblement diamétralement opposés pratiqués dans la paroi du conduit 1.

[0016] Les longerons 4 se présentent sous la forme de lames métalliques (réalisées, en pratique, en acier inoxydable) qui présentent un bord amont 9 rectiligne, et un bord aval 10 courbe, renflé au niveau du passage de l'axe 5. Entre deux longerons 4 adjacents est monté un élément de filtration (non représenté) rapporté, qui présente une série de lamelles dont l'écartement est inférieur au diamètre des boules. Pour la réalisation et le montage des éléments de filtration, l'homme du métier pourra se reporter à la demande de brevet français N° FR 2 815 548, précitée, au nom de la demanderesse.

[0017] Chaque longeron 4 présente une extrémité interne 11, localisée au voisinage d'un plan vertical de symétrie du conduit 1, et une extrémité externe 12 opposée, localisée au voisinage de la paroi du conduit 1.

[0018] Les longerons 4 ne sont pas de longueurs égales : compte tenu de la disposition oblique de la grille 3, les extrémités externes 12 sont réparties sensiblement sur un contour elliptique, les longerons 4 centraux étant plus longs que les longerons 4 latéraux.

[0019] Les longerons 4 sont montés sur l'axe à l'aide de moyens de fixation amovible.

[0020] Plus précisément, chaque longeron 4 est muni d'une douille 13 cylindrique qui s'étend en saillie de part et d'autre, au niveau du renflement du longeron 4. Cette douille 13 est percée de deux paires de trous 14, 15 coaxiaux diamétralement opposés, dont l'axe est parallèle au plan du longeron 4 et perpendiculaire au bord amont 9 de celui-ci.

[0021] L'axe 5, qui se présente sous la forme d'un barreau cylindrique, comprend une série de perçages 16 diamétraux coniques, placés en regard de chacune des paires de trous 14, 15. Une goupille 17 conique filetée est introduite conjointement dans chaque perçage 16 et dans chaque paire correspondante de trous 14, 15, de manière à assurer la fixation rigide, à écartement constant, des longerons 4 sur l'axe 5. Sur chaque goupille 17 est vissée un écrou 18 qui en assure le serrage.

[0022] Par ailleurs, à des fins de rigidification et pour maintenir constant l'écartement entre les longerons 4, la grille 3 comprend une pluralité d'entretoises 19 montées entre les longerons 4.

[0023] Chaque entretoise 19 se présente sous la forme d'une pièce plate qui présente un portion centrale 20 s'étendant entre deux longerons 4 adjacents, prolongée de part et d'autre par deux portions d'extrémité 21, 22 en appui contre les longerons 4. Comme cela est visible notamment sur la figure 6, les entretoises 19 sont disposées dans l'alignement les unes des autres. Deux séries d'entretoises 19 sont prévues, de part et d'autre de l'axe 5 : une première série du côté des extrémités externes 12 des longerons 4, une seconde du côté de leurs extrémités internes 11. Les entretoises 19 sont de préférence inclinées par rapport aux longerons, de sorte que chaque série d'entretoises présente un profil en V qui tourne sa concavité vers l'axe 5. Cette disposition permet d'obtenir une meilleure rigidité de la grille au niveau des longerons 4 centraux, où le débit de fluide (et donc la force d'impact des boules) est maximum.

[0024] Les entretoises 19 sont montées sur les longerons4 à l'aide de moyens de fixation amovible. Plus précisément, les entretoises sont boulonnées sur les longerons 4. Leurs portions d'extrémités 21, 22 sont percées de trous 23 placés en regard de trous 24 correspondants pratiqués dans les longerons 4. Un même boulon 25 (matérialisé sur la figure 5 par son axe en trait mixte) réalise la fixation conjointe de deux entretoises 19 de part et d'autre d'un même longeron 4, en traversant conjointement les trous 23, 24 dans les portions d'extrémité 21, 22 et dans le longeron 4.

[0025] Comme cela est visible notamment sur les figures 4 et 6, la grille 3 comprend en outre un cadre 26 périphérique, monté sur les longerons 4 par des moyens de fixation amovible (en l'occurrence par des boulons 27).

[0026] Le cadre 26 présente une forme générale en U et comprend deux rebords latéraux 28 opposés, chacun fixé conjointement aux trois longerons 4 les plus proches de chaque extrémité 6, 7 de l'axe 5, les rebords latéraux 28 étant reliés par un rebord d'extrémité 29 incliné par rapport au plan dans lequel s'étendent les bords amont 9 des longerons 4, et fixé à la fois aux rebords latéraux 28 et aux longerons centraux 4.

[0027] Chaque rebord latéral 28 présente, le long du longeron 4 situé à l'extrémité de l'axe (longeron latéral), une section transversale en équerre et comprend un pan supérieur 30, qui s'étend dans le plan des bords amont 9 des longerons 4 (ce plan étant parallèle à l'axe 5), et un pan inférieur 31, perpendiculaire à l'axe 5 et par lequel le rebord 28 est fixé au longeron latéral 4. Le pan inférieur 31 s'interrompt au niveau de l'extrémité externe 12 du longeron latéral 4, tandis que le pan supérieur 30 se prolonge en arc jusqu'au rebord d'extrémité 29. Des équerres 32, soudées au pan supérieur 30 et boulonnées aux deux longerons 4 voisins du longeron latéral 4, complètent la fixation amovible du rebord latéral 28 aux longerons 4.

[0028] La fixation du rebord d'extrémité 29 aux longerons 4 est assurée par des équerres 32, soudées au rebord 29 et boulonnées aux longerons centraux 4. Pour compléter cette fixation, le positionnement du rebord d'extrémité 29 par rapport aux rebords latéraux 28 peut être assurée au moyen d'une paire d'étriers 33 soudés ou collés sur le rebord d'extrémité 29 ou sur les rebords latéraux 28.

[0029] Comme nous l'avons vu, les composants de la grille 3 sont fixés les uns aux autres de manière amovible, ce qui permet de monter in situ la grille 3 dans un conduit 1 d'évacuation déjà en place au sein d'un échangeur thermique. Il est également possible de procéder à son remplacement ultérieur par une grille semblable, sans qu'il soit nécessaire de procéder à la dépose du conduit 1. De même, il est possible, pour procéder au remplacement d'une pièce défectueuse (par exemple un longeron 4), de démonter la grille 3, remplacer la pièce, puis remonter la grille 3. Il en résulte des gains substantiels de coût et de temps de maintenance.

[0030] Pour réaliser le montage de la grille 3 dans le conduit 1, on procède comme suit. On amène en pièces détachées la grille 3 dans le conduit 2, puis on l'assemble au sein de celui-ci, en montant les longerons 4 sur l'axe 5 puis en fixant les entretoises 19 aux longerons 4, et enfin en fixant le cadre 26 (bords latéraux 28 puis bord d'extrémité 29) aux longerons 4. Plus précisément, les longerons 4 sont introduits un par un dans le conduit 1 par un trou d'homme 34, et montés successivement sur l'axe 5, lui même introduit progressivement dans le conduit 1 par l'un de ses paliers 8. Le montage des entretoises 4 est réalisé de préférence après que l'empilement et la fixation (au moyen des goupilles) des longerons 4 sur l'axe 5 sont achevés. L'ordre de montage est fourni à titre indicatif. On pourra par exemple intervertir le montage des entretoises 19 et celui du cadre 26.

Revendications

1. Grille (3) de séparation pour séparer d'un fluide porteur des corps nettoyants provenant d'un échangeur thermique, cette grille (3) comprenant une pluralité de longerons (4) parallèles équidistants, montés sur un axe pivot (5) commun perpendiculaire aux longerons (4), et une pluralité d'entretoises (19) montées entre les longerons (4), cette grille (3) étant caractérisée en ce que les longerons (4) sont fixés à l'axe (5) de manière amovible et en ce que les entretoises (19) sont fixées aux longerons (4) de manière amovible.

2. Grille (3) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque longeron (4) est muni d'une douille (13) qui lui est solidaire et que traverse l'axe pivot (5), et en ce que des moyens de fixation amovibles (17) du longeron (4) à l'axe (5) sont adaptés pour fixer de façon rigide ladite douille (13) sur l'axe (5).

3. Grille (3) selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation amovibles comprennent une goupille (17) qui traverse deux trous (14, 15) diamétralement opposés pratiqués dans ladite douille (13), et traverse en outre un perçage (16) diamétral pratiqué dans l'axe (5) en regard desdits trous (14, 15).

4. Grille (3) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les entretoises (19) sont fixées aux longerons (4) au moyen de boulons.

5. Grille (3) selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque entretoise (19) se présente sous la forme d'une pièce plate qui présente un portion centrale (20) s'étendant entre deux longerons (4) adjacents, prolongée de part et d'autre par deux portions d'extrémité (21, 22) en appui contre les longerons (4), et percées de trous (23) pour le passage des boulons.

6. Grille (3) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un même boulon réalise la fixation conjointe de deux entretoises (19) de part et d'autre d'un même longeron (4).

7. Grille (3) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un cadre (26) périphérique, monté sur les longerons (4) de manière amovible.

8. Grille (3) selon la revendication 7, caractérisée en ce que le cadre (26) est fixé aux longerons (4) par l'intermédiaire de boulons.

9. Grille (3) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le cadre (26) présente, au moins localement, une section transversale en équerre et comprend un pan supérieur (30), qui s'étend dans un plan parallèle à l'axe (5), et un pan inférieur (31), perpendiculaire à l'axe (5) et par lequel le cadre (26) est fixé à un longeron (4).

10. Grille (3) selon la revendication 7, caractérisée en ce que le cadre (26) a une forme générale en U et comprend deux rebords latéraux (28) opposés sensiblement parallèles aux longerons (4), reliés par un rebord d'extrémité (29) sensiblement perpendiculaire aux longerons (4).

11. Dispositif (2) pour séparer d'un fluide porteur des corps nettoyants provenant d'un échangeur thermique, ce dispositif comprenant un conduit (1) et, montée de manière oblique dans celui-ci, au moins une grille selon l'une des revendications 1 à 10.

12. Procédé de montage d'une grille selon l'une des revendications 1 à 10 dans un conduit d'évacuation (1) d'un échangeur thermique, suivant lequel on amène en pièces détachées la grille dans le conduit, puis on l'assemble au sein de celui-ci, en montant les longerons sur l'axe puis en fixant les entretoises aux longerons.

13. Procédé de montage selon la revendication 12, pour une grille selon l'une des revendications 2 à 10, suivant lequel l'axe (5) est introduit progressivement dans le conduit (1) par l'un parmi deux paliers (8) formés par des trous sensiblement diamétralement opposés pratiqués dans la paroi du conduit, pour traverser chaque longeron.

Dessins