CH451058A - Procédé de fabrication d'un tube à ailettes pour échanges thermiques et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication d'un tube à     ailettes    pour échanges thermiques  et     machine    pour la en     aeuvre    de ce procédé    Il est connu d'augmenter la surface extérieure d'un  tube en munissant     cette    dernière d'ailettes, dans le but  de faciliter les échanges thermiques entre un fluide circu  lant dans le tube et un     fluide    dans lequel baigne ce der  nier.  



  On connaît, en particulier, de tels tubes où, selon la       fig.    1 du dessin annexé, les ailettes sont constituées d'une  bande de feuillard 1 enroulée sur le tube 2 en spires  plus ou moins serrées, disposition qui se prête à un  échange thermique dans un fluide ambiant circulant  dans une direction perpendiculaire à l'axe du tube. Mais  un tel tube peut être appelé à travailler aussi bien en  position couchée que debout.  



  Dans ce dernier cas, les ailettes seront disposées en  bandes parallèles, longitudinales, également réparties sur  le pourtour du tube.  



  On obtient toutefois un meilleur rendement si ces  ailettes, au lieu d'être rectilignes, entourent le tube en  formant des spires de pas très allongé, par exemple plu  sieurs fois le diamètre du tube.  



  De tels tubes à ailettes ont déjà été fabriqués par  usinage, fabrication longue et coûteuse, ou encore en y  formant des ailettes longitudinales rectilignes par extru  sion ou filage et en soumettant le tube ainsi préformé à  une opération de torsion permettant d'obtenir en fin de  compte les hélices d'ailettes de pas allongé désiré. Ce       procédé    est évidemment aussi long et coûteux et aucun  de ces modes de     fabrication    ne se prête à l'obtention  de tubes à ailettes de longueur quelconque. La matière  travaille dans de mauvaises conditions, ses fibres se dé  forment,     les    spires     obtenues    sont irrégulières, et non seu  lement la longueur, mais aussi le diamètre des tubes est  pratiquement très limité.  



  La présente invention vise à éviter ces inconvénients.  A cet effet le procédé selon la présente invention est  caractérisé en ce qu'on enroule simultanément sur la    surface extérieure du tube au moins une partie de la tota  lité des ailettes qu'il doit comporter, l'enroulement étant  pratiqué à partir de bobines d'organes allongés accusant  le profil de chaque ailette et distribuées autour du tube,  bobines que l'on fait avancer le long de ce dernier mis en  rotation, tandis que l'on guide et applique chaque organe  contre le tube et l'y soude au fur et à mesure.  



  Les organes utilisés pourront accuser divers profils,  bande plate simple, appliquée par la tranche sur le tube,  profil en L, en T, en U par exemple, et la soudure  pourra se faire, selon le cas, à l'arc, au chalumeau ou  encore par résistance, à la molette. Lorsque les profils  présentent un pied, comme c'est le cas pour les organes  en L ou en T, on aura avantage à     appliquer    ces pieds  de manière jointive contre la     surface    du tube.  



  La machine permettant la mise en     oeuvre    du présent  procédé comportera un bâti muni de moyens permettant  de supporter le tube et de lui communiquer un mou  vement de rotation autour de son axe, en direction du  quel se     déplacera    en outre au moins un chariot porteur  de bobines d'organes allongés     réparties    sur le pourtour  du tube, d'une bague guidant et appliquant les organes  allongés contre     la.    surface extérieure du tube en rotation,  la bague étant suivie d'éléments propres à réunir cha  que organe allongé au tube par soudure,

   le chariot étant       cinématiquement    lié au mécanisme d'entraînement du  tube de telle     sorte    qu'il soit possible de faire varier à  volonté le rapport entre la vitesse d'avancement du cha  riot et la vitesse de     rotation    du tube.  



  Le dessin annexé se rapporte à la mise en     oeuvre    du  procédé, en montre diverses variantes et une forme  d'exécution de machine, le tout donné à titre d'exemple.  



  La fi-. 2 montre le type de tube à ailettes que vise le  présent procédé.  



  Les     fig.    3 à 6 sont des coupes     transversales    de tubes  munis d'ailettes de divers profils et montrent comment  elles pourront être soudées dans chaque cas.      La     fig.    7 est une vue partielle très schématique de la  machine.  



  La     fig.    8 en montre un détail à plus grande échelle.  La     fig.    9 correspond à la coupe     IX-IX    de la     fig.    8.  La     fig.    10 est une vue d'ensemble, en plan, de la       machine.    également en représentation schématique.  



  Le tube à ailettes qu'il s'agit d'obtenir, correspond à  ce que montre la     fig.    2, où l'on voit un tronçon de tube  3 sur lequel sont dessinées des spires parallèles 4, de  très grand pas, figurant la position d'ailettes entourant  en     réalité    la totalité du tube. Le pas est ici de l'ordre de  grandeur de six à sept fois le diamètre du     tube.     



       Les    ailettes 5 de la     fig.    3 sont de simples bandes de  feuillard, posées sur le tube par la tranche, à la manière       des    ailettes du tube de la     fig.    1.  



  Les ailettes 6 de la     fig.    4 sont profilées en T, dont  la tête en forme la base ou pied appliqué contre la sur  face extérieure du tube.  



  Ces deux figures montrent en outre la position d'une  électrode 7, par laquelle une soudure à l'arc des ailettes  au tube est réalisée.  



  Dans l'exemple de la     fig.    5, il s'agit d'ailettes 8 pro  filées en L, dont la plus petite branche forme également  un pied appliqué contre le tube.  



  L'exemple selon la     fig.    6 se rapporte enfin à la pose  d'ailettes 9 en U.  



  Ces deux derniers types d'ailettes sont soudés par       résistance,    au moyen de molettes 10. Vu la pression que  doivent     exercer    ces molettes, on les disposera par pai  res, diamétralement opposées l'une à l'autre, comme  représenté.  



  On voit également que, si les ailettes simples ou en  U doivent être appliquées en déterminant la distance  entre spires, les spires des ailettes présentant des pieds,  telles que celles en L et en T, seront jointives, ren  forçant ainsi la paroi du tube.  



  Quoique les     fig.    3 à 6 ne montrent, sur le pourtour  du tube, qu'un poste de soudure à l'arc ou deux postes  de soudure par résistance, il est évident que pratiquement  on aura avantage, non seulement à enrouler simultané  ment toutes les ailettes recouvrant le pourtour du tube,  mais     encore    à     toutes    les souder au fur et à mesure en  distribuant le nombre de postes de soudures nécessaires  sur le pourtour du tube, éventuellement en les décalant  longitudinalement et les     disposant    en quinconce pour  gagner de la place.  



  La     fig.    7 montre schématiquement et d'une manière  très simplifiée, comment effectuer la mise en place des  ailettes.  



  Le tube 11 sera soutenu à ses deux extrémités au  dessus d'un long socle 12. le long duquel peut se dépla  cer un chariot 13.  



  A l'une des extrémités se trouvent un mécanisme 14  et un mandrin 15 de fixation et d'entraînement du tube  en rotation.  



  A l'autre extrémité, non représentée, le tube pourra  par exemple être simplement guidé, il pourra en outre  encore être soutenu en d'autres points.  



  En 16, on voit des ailettes déjà mises en     place.    Les  rubans les constituant proviennent d'une bobine 17 sup  portée par le chariot 13 et se déplaçant longitudinale  ment avec lui. Il y aura en     réalité    une série de telles  bobines, entourant le tube 11, à la manière dont on dis-    pose les bobines d'alimentation des machines de     câble-          rie.    Contrairement à ces dernières, dans lesquelles les  bobines tournent autour de l'ouvrage, c'est ici le tube  qui tourne entre les bobines.  



  Une bague, en liaison avec le chariot 13, guide les       rubans-ailettes    et les applique contre le tube 11 juste  avant que leur soudure soit effectuée simultanément en  plusieurs points répartis sur le pourtour du tube, ces pos  tes de soudure n'étant pas représentés.  



  En 19 apparaît un galet tel que l'on en distribuera  également sur le pourtour du tube, destiné à conduire les  bandes afin d'en assurer la position correcte juste avant  d'être soudées.  



  La     fig.    8 montre plus en détail et à plus grande  échelle, comment le travail s'effectue  A proximité de l'extrémité libre du     tube    11, desti  née à être saisie par le mandrin 15, on fixera côte à côte  les extrémités libres de toutes les ailettes 16 à enrouler.  



  Cette fixation pourra se faire par exemple par des  points de soudure à l'extrémité de chaque ruban, ou  encore en serrant les extrémités de ces derniers sur le  tube au moyen d'une frette.  



  Les rubans passeront en outre dans la bague 18 de  guidage et     d'application    au tube, dans laquelle ils arri  vent isolément ou par groupes 20, 21 ou encore 22, 23.  24 de la coupe de la     fig.    9, où l'on suppose que sept  groupes de rubans sont ainsi     conduits    vers le tube, régu  lièrement répartis sur son pourtour (trois sont dessinés).  La     fig.    9 montre clairement comment l'espace libre sub  sistant entre la bague 18 et le tube 11,     est    juste suffisant  à laisser passer les rubans en les appliquant contre le  tube.  



  Dans le     cas    d'ailettes sans pied en fixant l'écartement       (fig.    3 et 6), la bague 18 pourra être rainurée en     sorte     d'en déterminer la position à leur passage. Cela peut  aussi se faire ou se parfaire au moyen des galets 19.  



  La bague 18 peut aussi être constituée dans tous les  cas en sorte de former une filière pour les rubans la tra  versant.  



  Immédiatement derrière la bague 18, en 25 (par rap  port à son sens de déplacement 26), se trouveront les  postes de soudure, soit à l'arc, soit à résistance, travail  lant éventuellement sous jet de gaz inerte.  



  En     fig.    10 est enfin représenté en plan, très schéma  tiquement, une machine     complète    pour la mise en     oeu-          vre    du présent procédé.  



  Un moteur 27 entraîne l'ensemble de la machine par  l'intermédiaire d'une boîte de vitesse 28.  



  L'arbre principal 29 ainsi entraîné actionne, d'une  part, la     barre    de chariotage 30 du chariot 13, par l'in  termédiaire d'un réducteur 31, et, d'autre part, le man  drin 15, par     l'intermédiaire    d'un inverseur de marche  32 et d'un réducteur 33. L'inverseur de marche permet  de fabriquer des tubes à     ailettes    en hélice     avec    pas à  droite et à gauche, à volonté.  



  Par l'intermédiaire d'un renvoi 34 et d'un réducteur  35 du chariot 13, la barre de chariotage actionne le  pignon 36, engrenant avec la crémaillère 37, dans le but  de provoquer l'avance du chariot dans le sens de la flè  che 26.  



  Le tube se trouve en 11, serré dans le     mandrin    15,  le surplus des organes supportés par le chariot n'étant  pas représenté.  



  Le ou les réducteurs représentés pourront être à  rapport variable, afin de pouvoir modifier le pas d'en  roulement.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication d'un tube à ailettes pour échanges thermiques, dont les ailettes l'entourent sous forme d'hélices de pas supérieur au diamètre du tube, caractérisé en ce que l'on enroule simultanément sur la surface extérieure du tube au moins une partie de la totalité des ailettes qu'il doit comporter, l'enroulement étant pratiqué à partir de bobines d'organes allongés ac cusant le profil de chaque ailette et distribuées autour du tube, bobines que l'on fait avancer le long de ce dernier mis en rotation,

   tandis que l'on guide et applique chaque organe contre le tube et l'y soude au fur et à mesure. II. Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle comporte un bâti muni de moyens permettant de supporter le tube et de lui communiquer un mouvement de rotation autour de son axe, en direction duquel se déplacera en outre au moins un chariot porteur de bobines d'organes allongés réparties sur le pourtour du tube, d'une bague guidant et appliquant les organes allongés contre la surface exté rieure du tube en rotation, la bague étant suivie d'élé ments propres à réunir chaque organe allongé au tube par soudure,

   le chariot étant cinématiquement lié au mécanisme d'entraînement du tube de telle sorte qu'il soit possible de faire varier à volonté le rapport entre la vitesse d'avancement du chariot et la vitesse de rota tion du tube. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les organes enroulés sont des rubans de feuillard appliqués de chant sur le tube. 2.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on enroule des organes allongés profilés en L, dont l'une des branches sert de pied, appliqué sur la surface du tube. 3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on enroule des organes allongés profilés en T, dont la tête sert de pied, appliqué contre la surface du tube. 4. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on enroule des organes allongés profilés en U, dont les branches forment des ailettes. 5. Procédé selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que l'on dispose les organes allongés en sorte que les bords des pieds soient jointifs.

   6. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on soude les organes allongés au tube à l'arc électrique. 7. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on soude les organes allongés au tube à la molette par résistance électrique. 8. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on guide et applique les organes allongés contre le tube au moyen d'une bague entourant ce dernier. 9.

   Procédé selon la sous-revendication 8, caractérisé en ce que l'on fait agir la bague sur les organes allongés à la manière d'une filière déterminant leur répartition et orientation. 10. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on fait précéder la station de soudure des orga nes allongés d'organes par lesquels on en corrige la posi tion et les presse contre le tube. <B>Il.</B> Machine selon la revendication II, caractérisée en ce que les éléments propres à réunir les organes al longés au tube sont des électrodes les soudant à l'arc électrique.

   12. Machine selon la revendication II, caractérisée en ce que les éléments propres à réunir les organes allon gés au tube sont des molettes pressées contre les orga nes allongés et les soudant par résistance électrique. 13. Machine selon la revendication II, caractérisée en ce que la bague est profilée comme une filière répar tissant les organes allongés et les orientant au fur et à mesure de leur passage. 14. Machine selon la revendication II, caractérisée en ce que la station de soudure des organes allongés au tube est précédée d'organes corrigeant la position de ces derniers et les pressant contre le tube.