FR2474135A1

FR2474135A1 - SYNTHETIC MATERIAL SLEEVE TO BE PLACED BETWEEN A TUBE AND A TUBULAR PLATE, IN PARTICULAR IN A HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: FR2474135A1
Application number: FR8101131A
Authority: FR
Inventors: Willi Krompf
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1980-01-22
Filing date: 1981-01-22
Publication date: 1981-07-24
Also published as: GB2067683A; DE3002140A1; GB2067683B; FR2474135B1; DE3002140C2

Abstract

CE MANCHON EST FORME D'UNE PARTIE DE MAINTIEN A PROFIL ANGULAIRE EN COUPE LONGITUDINALE ET APPLIQUEE CONTRE LA PLAQUE AINSI QUE D'UN BOURRELET SITUE DU COTE DU FLUIDE DONT IL S'AGIT D'EMPECHER LE PASSAGE. LE BOURRELET 3 POSSEDE UN PROFIL CIRCULAIRE D'UNE ETENDUE RADIALE CORRESPONDANT A 1,1 A 1,6FOIS LA LARGEUR DE LA FENTE A ETANCHER ENTRE LE TUBE 5 ET LA PLAQUE TUBULAIRE 1. LA PORTION AXIALE DE LA PARTIE DE MAINTIEN, COMPRENANT EN OUTRE LE REBORD 2, EST DISPOSEE SYMETRIQUEMENT PAR RAPPORT AU BOURRELET 3 ET LA DISTANCE ENTRE LA LIGNE MEDIANE DU BOURRELET ET LA FACE DE LA PARTIE DE MAINTIEN TOURNEE VERS LE BOURRELET EST 1,1 A 1,3FOIS PLUS GRANDE QUE L'EPAISSEUR DE LA PLAQUE 1.THIS SLEEVE SHALL BE SHAPED OF A HOLDING PART WITH AN ANGULAR PROFILE IN LONGITUDINAL SECTION AND APPLIED AGAINST THE PLATE AS WELL AS A BURRING LOCATED ON THE FLUID SIDE WHICH IS TO PREVENT THE PASSAGE. BALL 3 HAS A CIRCULAR PROFILE OF A RADIAL EXTENT CORRESPONDING TO 1.1 TO 1.6 TIMES THE WIDTH OF THE SLOT TO BE SEALED BETWEEN TUBE 5 AND TUBULAR PLATE 1. THE AXIAL PORTION OF THE HOLDING PART, ALSO INCLUDING THE EDGE 2, IS ARRANGED SYMMETRICALLY IN RELATION TO THE BORDER 3 AND THE DISTANCE BETWEEN THE MIDDLE LINE OF THE BURRING AND THE FACE OF THE HOLDING PART TURNED TOWARDS THE BURRING IS 1.1 TO 1.3 TIMES GREATER THAN THE THICKNESS OF THE PLATE 1.

Description

L'invention concerne un manchon d'étanchéité enThe invention relates to a sealing sleeve

matière synthétique pour étancher la fente entre une plaque de main- synthetic material for sealing the slot between a hand plate

tien d'un ou de plusieurs tubes, en particulier une plaque dite tubulaire pour un faisceau de tubes, et un tube monté dans cette plaque, ce manchon étant formé d'une partie de maintien qui possède un profil angulaire en coupe longitudinale et est appliquée contre la plaque, ainsi que d'un bourrelet circonférentiel qui est d'un seul tenant avec la partie de maintien, est situé du côté du fluide dont il s'agit d'empêcher le passage et est appliqué avec prétension one or more tubes, in particular a so-called tubular plate for a bundle of tubes, and a tube mounted in this plate, this sleeve being formed of a holding part which has an angular profile in longitudinal section and is applied against the plate, as well as a circumferential bead which is in one piece with the holding portion, is located on the side of the fluid which is to prevent the passage and is applied with pretension

contre la plaque et contre le tube.against the plate and against the tube.

Un manchon d'étanchéité de ce type est connu par le brevet français 1 595 096. Ce manchon est en tétrafluoroéthylène, A sealing sleeve of this type is known from French Patent 1,595,096. This sleeve is made of tetrafluoroethylene,

donc en un matériau dont l'aptitude à s'appliquer contre des sur- therefore a material whose ability to apply against

faces inégales en épousant leur forme est limitée et qui ne possède qu'une très faible élasticité. Les rebords prévus aux extrémités de ce manchon et s'appliquant parallèlement contre les faces de la plaque tubulaire étanchée ne peuvent donc pas épouser lesdites faces unequal faces in their shape is limited and has only a very low elasticity. The flanges provided at the ends of this sleeve and lying parallel against the faces of the sealed tubular plate can not therefore marry the said faces.

dans la mesure nécessaire pour qu'une bonne étanchéité soit assurée. to the extent necessary for a good seal to be ensured.

De plus, le montage est difficile et il arrive fréquemment que le manchon soit endommagé au-delà de ce qui est admissible dès sa mise In addition, the assembly is difficult and it frequently happens that the sleeve is damaged beyond what is admissible as soon as it is put

en place dans l'orifice de la plaque. in place in the orifice of the plate.

L'invention vise à créer un manchon d'étanchéité pour le domaine d'application indiqué, qui soit facile à monter et à The aim of the invention is to create a sealing sleeve for the indicated application area which is easy to mount and

démonter et qui assure une excellente étanchéité, même s'il se pro- disassemble and which ensures an excellent seal, even if it is

duit des mouvements relatifs.Relative movements

Selon l'invention, un manchon comme indiqué au début est essentiellement caractérisé en ce que le bourrelet possède un profil circulaire d'une étendue radiale correspondant à 1,1 à 1,6 fois la largeur de la fente à étancher, que la portion ou aile orientée axialement de la partie de maintien est disposée symétriquement par rapport au bourrelet et que la distance entre la ligne médiane du According to the invention, a sleeve as indicated at the beginning is essentially characterized in that the bead has a circular profile of a radial extent corresponding to 1.1 to 1.6 times the width of the slot to be sealed, that the portion or axially oriented wing of the holding portion is disposed symmetrically with respect to the bead and that the distance between the center line of the

bourrelet et la face de la partie de maintien tournée vers le bourre- bead and the face of the holding part facing the stuffer

let et orientée radialement est 1,1 à 1,3 fois plus grande que l'épais- let and radially oriented is 1.1 to 1.3 times larger than the thickness

seur de la plaque.plate.

Dans tous les cas, les surfaces de l'aile axiale de la partie de maintien sont espacées des surfaces parallèles à elles de l'orifice dans lequel est placé le manchon et du tube reçu dans le manchon. La partie de maintien possède de ce fait une certaine mobilité tant par rapport au tube que par rapport à la plaque. Il est préférable que les deux ailes du profil de la partie de maintien possèdent des épaisseurs comparables et correspondant à peu près In all cases, the surfaces of the axial flange of the holding portion are spaced from the parallel surfaces to them of the orifice in which the sleeve is placed and the tube received in the sleeve. The holding portion therefore has a certain mobility with respect to both the tube and the plate. It is preferable that the two wings of the profile of the holding portion have comparable thicknesses and corresponding approximately

à la moitié de la largeur de la fente à étancher. at half the width of the slit to be sealed.

Le bourrelet présente une surface lisse et - après The bead has a smooth surface and - after

l'enfoncement du manchon dans l'orifice de la plaque à coups de mar- the insertion of the sleeve into the orifice of the plate by means of

teau ou d'une autre manière - s'applique de ce fait avec une pression uniforme sur tout le pourtour contre le bord de l'orifice situé dans la face de la plaque du côté du fluide dont il s'agit d'empêcher le passage. La pression du bourrelet contre ce bord est encore plus water or other way - is applied with a uniform pressure all around the edge of the orifice in the face of the plate on the side of the fluid which is to prevent the passage . The pressure of the bead against this edge is even more

forte après l'introduction du tube et elle peut atteindre sans incon- strong after the introduction of the tube and it can reach without

vénient des valeurs auxquelles une légèreddéformation plastique du matériau du bourrelet peut se produire. Au lieu d'être nuisible, une telle déformation compense des irrégularités de la plaque et a ainsi come with values at which a slight plastic deformation of the bead material can occur. Instead of being harmful, such a deformation compensates for irregularities in the plate and thus

un bon effet d'étanchéité.a good sealing effect.

Le bourrelet est pressé radialement à l'intérieur The bead is pressed radially inside

contre le tube avec une force qui est fonction des dimensions rela- against the tube with a force which is a function of the relative dimensions

tives. La zone d'étanchéité formée par ce côté du bourrelet et la paroi extérieure du tube se trouve à une certaine distance devant la face avant de la plaque, c'est-à-dire la face du côté du fluide dont il faut empêcher le passage par la fente entre le tube et la tives. The sealing zone formed by this side of the bead and the outer wall of the tube is at a distance in front of the front face of the plate, that is to say the side of the fluid side which must be prevented from passing through. through the slit between the tube and the

plaque, ce qui a pour conséquence que la force avec laquelle le bour- plate, which has the consequence that the force with which the

relet est pressé contre le tube - et aussi contre la plaque - est relet is pressed against the tube - and also against the plate - is

accrue en plus par la pression statique du fluide. Cette superposi- further increased by the static pressure of the fluid. This superimposition

tion de deux forces de pressage assure apparemment que l'effet tion of two pressing forces apparently ensures that the effect

d'étanchéité obtenu soit également bon du côté du tube. The resulting seal is also good on the tube side.

Pour éviter l'endommagement du bourrelet au montage, il est préférable d'utiliser des tubes à surface lisse. A cet To avoid damaging the bead during assembly, it is preferable to use smooth surface tubes. In this

égard, les tubes de cuivre, d'acier fin ou de verre employés fréquem- copper, fine steel or glass tubing frequently used

ment dans les échangeurs de chaleur possèdent déjà une qualité super- heat exchangers already have a super-

ficielle suffisante. Il n'est pas nécessaire d'utiliser un produit facilitant le glissement avec de tels tubes et les variations de longueur produites par les changements de température sont compensées suffisamment. Selon un mode de réalisation avantageux, le bourrelet sufficient software. It is not necessary to use a product facilitating sliding with such tubes and the length variations produced by the temperature changes are compensated sufficiently. According to an advantageous embodiment, the bead

possède une gorge annulaire s'ouvrant axialeinent et disposée symé- has an annular groove opening axially and arranged symmetrically

triquement par rapport à la ligne médiane du bourrelet, et la dis- trestle in relation to the center line of the bead, and the

tance entre le fond de cette gorge et la face radiale côté bourrelet de la partie de maintien est inférieure à l'épaisseur de la plaque. The distance between the bottom of this groove and the radial face on the bead side of the holding portion is less than the thickness of the plate.

Cette mesure, d'une part, augmente l'élasticité du bourrelet vis-à- This measure, on the one hand, increases the elasticity of the bead vis-à-

vis des surfaces d'étanchéité antagonistes, d'autre part, agrandit les surfaces actives hydrauliquement ou pneumatiquement par lesquelles le fluide dont le passage est à empêcher peut accroître le pressage du bourrelet contre lesdites surfaces. Il est avantageux que le fond de la gorge possède un profil arrondi qui est sensiblement parallèle au contour général du bourrelet. Cette mesure s'oppose efficacement à l'endommagement possible du bourrelet par des effets d'entaille en particulier. La largeur de la gorge correspond de préférence à 0,4 à 0,5 fois l'étendue radiale du bourrelet. La demanderesse a constaté qu'en particulier des manchons ainsi dimensionnés permettent In addition, the sealing surfaces of the opposing sealing surfaces on the other hand enlarge the hydraulically or pneumatically active surfaces through which the fluid whose passage is to be prevented can increase the pressing of the bead against said surfaces. It is advantageous that the bottom of the groove has a rounded profile which is substantially parallel to the general contour of the bead. This measure effectively opposes the possible damage of the bead by notching effects in particular. The width of the groove preferably corresponds to 0.4 to 0.5 times the radial extent of the bead. The Applicant has found that in particular sleeves thus dimensioned allow

d'obtenir une excellente étanchéité. to obtain an excellent seal.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un will be clearer from the following description of a

exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessins annexé, non-limitative embodiment of the invention, as well as the appended drawings,

dont la figure unique représente en coupe axiale un manchon d'étan- whose single figure represents in axial section a sleeve of

chéité monté dans la fente entre la paroi d'un orifice ménagé dans gap mounted in the gap between the wall of a hole in

une plaque tubulaire 1 et un tube de verre 5 monté dans cette plaque. a tubular plate 1 and a glass tube 5 mounted in this plate.

Le côté o la pression est plus élevée est désigné par 7, l'autre The side where the pressure is higher is designated by 7, the other

côté de la plaque étant désigné par 8. side of the plate being designated 8.

Le dessin représente un manchon d'étanchéité 6 selon The drawing shows a sealing sleeve 6 according to

l'invention qui est à symétrie de révolution et est fait de poly- the invention is symmetrical of revolution and is made of poly-

tétrafluoroéthylène, c'est-à-dire d'une matière synthétique qui ne possède que de très faibles propriétés élastiques. A droite, sur le dessin, il s'applique par un rebord périphérique 2 contre la face arrière de la plaque tubulaire 1. Sur ce côté, le manchon n'est en tetrafluoroethylene, that is to say a synthetic material that has only very weak elastic properties. On the right, in the drawing, it is applied by a peripheral rim 2 against the rear face of the tube plate 1. On this side, the sleeve is not

contact nulle part avec la paroi extérieure du tube de verre 5. contact nowhere with the outer wall of the glass tube 5.

A gauche, le manchon 6 possède un bourrelet 3 de pro- On the left, the sleeve 6 has a bead 3 of

fil circulaire qui est appliqué radialement à l'intérieur contre la circular wire that is applied radially inside against the

paroi extérieure du tube de verre, sur tout le pourtour, et radia- outer wall of the glass tube, all the way round, and radia-

lement à l'extérieur contre le bord annulaire 9 que forme l'orifice on the outside against the annular edge 9 formed by the orifice

dans la face avant de la plaque 1.in the front face of the plate 1.

Le bourrelet 3 présente une gorge annulaire 4 en U qui s'ouvre axialement vers l'avant et possède un fond arrondi. La distance entre ce fond et la face tournée vers lui du rebord 2 est plus petite que l'épaisseur de la plaque 1. Outre une amélioration de la flexibilité élastique du bourrelet 3 vis-à-vis des surfaces d'étanchéité contre lesquelles il est appliqué, la présence de la -orge 4 entraîne une augmentation uniforme de la force par laquelle The bead 3 has a U-shaped annular groove 4 which opens axially towards the front and has a rounded bottom. The distance between this bottom and the side facing it of the flange 2 is smaller than the thickness of the plate 1. In addition to improving the elastic flexibility of the bead 3 vis-à-vis the sealing surfaces against which it is applied, the presence of the throat 4 results in a uniform increase in the force by which

le bourrelet 3 est pressé contre ces surfaces par la pression hydrau- the bead 3 is pressed against these surfaces by the hydraulic pressure

lique ou pneumatique du fluide se trouvant du côté 7 de la plaque 1. fluid or pneumatic fluid located on the side 7 of the plate 1.

Ainsi, l'étanchéité obtenue est également bonne sous des pressions élevées. Le bourrelet s'appuie sur la paroi extérieure du tube de verre par une surface radialement intérieure qui possède le même arrondi du côté 7 et du côté 8. Le tube 5 peut ainsi être déplacé longitudinalement dans le manchon avec la même facilité dans les deux directions, ce qui est surtout important pour simplifier le montage. Cette mesure favorise aussi la compensation uniforme Thus, the seal obtained is also good under high pressures. The bead rests on the outer wall of the glass tube by a radially inner surface which has the same rounded side 7 and side 8. The tube 5 can thus be moved longitudinally in the sleeve with the same ease in both directions , which is especially important to simplify the assembly. This measure also favors uniform compensation

de différences de dilatation thermique. differences in thermal expansion.

Le montage s'effectue comme suit On place tout d'abord le manchon 6 dans l'orifice de The assembly is carried out as follows. The sleeve 6 is first placed in the hole of

la plaque tubulaire 1, depuis le côté 8 de pression plus faible. tubular plate 1, from the side 8 of lower pressure.

Lors de cette mise en place, la face côté bourrelet de l'aile radiale de la partie de maintien doit être appliquée correctement contre la face extérieure ou face arrière de la plaque 1. Ce n'est que dans ce cas que le bourrelet 3 occupe la position optimale par rapport au During this installation, the side bead side of the radial flange of the holding portion must be correctly applied against the outer face or rear face of the plate 1. Only in this case that the bead 3 occupies the optimal position with respect to

bord 9 de la plaque.edge 9 of the plate.

Ensuite, on introduit le tube 5 dans le manchon 6, de sorte que le bourrelet 3 est pressé avec prétension contre le bord 9 et contre la surface extérieure du tube. En raison de la forme circulaire du profil du bourrelet, le sens d'introduction du tube, de droite ou de gauche, n'a pas d'importance. Cette particularité est importante, surtout en cas d'application du manchon dans des échangeurs de chaleur, parce que cela évite des inclinaisons de Then, the tube 5 is introduced into the sleeve 6, so that the bead 3 is pre-pressed against the edge 9 and against the outer surface of the tube. Because of the circular shape of the bead profile, the direction of insertion of the tube, right or left, does not matter. This particularity is important, especially when applying the sleeve in heat exchangers, because this avoids inclinations of

parties du manchon et les défauts d'étanchéité qui en sont la consé- parts of the sleeve and the consequent leakage

quence. La portion médiane du manchon représenté, constituant l'aile axiale de la partie de maintien, possède une épaisseur, dans le sens radial, qui correspond à peu près à 0,45 fois la largeur de la fente étanchée. Comme les surfaces de cette aile sont espacées, l'une de la paroi de l'orifice et l'autre de la paroi du tube, le bourrelet, constituant la partie d'étanchéité proprement dite du manchon, peut s'appliquer de façon optimale contre les surfaces d'étanchéité accordingly. The middle portion of the sleeve shown, constituting the axial flange of the holding portion, has a thickness, in the radial direction, which corresponds to approximately 0.45 times the width of the sealed slot. As the surfaces of this wing are spaced apart, one of the wall of the orifice and the other of the wall of the tube, the bead constituting the actual sealing portion of the sleeve, can be applied optimally against sealing surfaces

antagonistes en épousant leurs formes. antagonists by marrying their forms.

Le bourrelet 3 présente une gorge 4 qui s'ouvre en direction axiale dans l'enceinte à étancher (côté 7). La gorge 4 possède la même surface cylindrique de symétrie que le bourrelet et l'aile axiale de la partie de maintien du manchon. Le fond arrondi The bead 3 has a groove 4 which opens in the axial direction in the enclosure to be sealed (side 7). The groove 4 has the same cylindrical surface of symmetry as the bead and the axial flange of the holding portion of the sleeve. The rounded bottom

de la gorge 4 est sensiblement parallèle au contour général du bourre- groove 4 is substantially parallel to the general contour of the

let. La distance axiale entre le fond de la gorge et la face tournée vers lui du rebord 2 ou aile radiale de la partie de maintien est plus petite que l'épaisseur de la plaque tubulaire 1, ce qui augmente également le pressage du bourrelet contre les surfaces d'étanchéité antagonistes. Le manchon d'étanchéité en matière synthétique selon let. The axial distance between the bottom of the groove and the side facing it of the flange 2 or radial flange of the holding portion is smaller than the thickness of the tubular plate 1, which also increases the pressing of the bead against the surfaces. antagonistic sealing. The plastic sealing sleeve according to

l'invention est facile à monter et produit une étanchéité particu- the invention is easy to assemble and produces a special seal

lièrement bonne. Un autre avantage important est que, en ce qui concerne les dimensions des éléments à étancher, les exigences ne sont pas plus sévères qu'avec les manchons de l'art antérieur. Le very good. Another important advantage is that, as regards the dimensions of the elements to be sealed, the requirements are not more severe than with the sleeves of the prior art. The

manchon selon l'invention n'empêche pas l'utilisation de moyens anti- sleeve according to the invention does not prevent the use of anti-

corrosion supplémentaires, par exemple la disposition d'une feuille de polytétrafluoroéthylène sur la face de la plaque dirigée vers le additional corrosion, for example the arrangement of a polytetrafluoroethylene sheet on the face of the plate facing the

fluide dont il s'agit d'empêcher le passage. Le manchon selon l'in- fluid that is to prevent the passage. The sleeve according to

vention peut être réalisé de tout matériau désiré, mais il est vention can be made of any desired material, but it is

préférable d'utiliser des matériaux ayant certaines propriétés plas- it is preferable to use materials with certain plas-

tiques, tel le polypropylène ou le polytétrafluoroéthylène. such as polypropylene or polytetrafluoroethylene.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1 - Sealing sleeve made of synthetic material for sealing the slot between a plate for holding one or more tubes, in particular a so-called tubular plate for a tube bundle, and a tube mounted in this plate, this sleeve being formed a holding part which has a sectional angular profile

longitudinal and is applied against the plate, as well as a

circumferential reluctance which is in one piece with the holding portion, is located on the side of the fluid which is to prevent the passage and is pretensioned against the plate and against the tube, characterized in that the bead (3) has a circular profile of a radial extent corresponding to 1.1 to 1.6 times the width of the slot to be sealed, that the portion or wing oriented

axially of the holding part of the sleeve (6) is arranged symmetrically

with respect to the bead (3) and that the distance between the median line of the bead (3) and the face of the holding part facing the bead (3) and radially oriented is 1.1 to

1.3 times larger than the thickness of the plate (1).

2 - sealing sleeve according to claim 1, characterized in that the bead has an annular groove (4) opening-axially and arranged symmetrically with respect to the median line of the bead (3) and in that the distance between the bottom of this groove and the radial side side bead (3) of the part of

holding is less than the thickness of the plate (1).

3 - Sealing sleeve according to claim 2, characterized in that the bottom of the groove (4) has a rounded profile

which is substantially parallel to the general contour of the bead (3).

4 - Sealing sleeve according to claim 2 or 3, characterized in that the width of the groove (4) corresponds to

0.4 to 0.5 times the radial extent of the bead (3).