FR2777573A1 - CATHODIC PROTECTION DEVICE FOR A WATER HEATER TANK - Google Patents
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- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
Abstract
Description
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DISPOSITIF DE PROTECTION CATHODIQUE DE CUVE DE CATHODIC TANK PROTECTION DEVICE
CHAUFFE-EAUWATER HEATER
L'invention est relative à un dispositif de protection cathodique de cuve de chauffe-eau. Le document FP O 771 889 Ai décrit un dispositif de protection cathodique de chauffe-eau. Dans ce dispositif, un doigt de gant est porté par une bride d'obturation de la cuve du chauffe-eau; ce doigt de gant porte à son extrémité un élément isolant de support d'une anode non consommable; ledit élément isolant est traveé par ladite anode non consommnable de manir à relier ranode non consommable à un circuit électronique grâce à un conducteur isolé intérieur audit The invention relates to a cathodic protection device for a water heater tank. The document FP O 771 889 Ai describes a cathodic protection device for water heaters. In this device, a thermowell is carried by a closure flange of the tank of the water heater; this thermowell carries at its end an insulating element for supporting a non-consumable anode; said insulating element is traversed by said non-consumable anode so as to connect the non-consumable anode to an electronic circuit by means of an insulated conductor internal to said
doigt de gant.glove finger.
Ce dispositif domnne généralement satisfaction, mais présente le risque d'une dégradation de rélément isolant de support par oxydation électrolytique de reau de la This device is generally satisfactory, but presents the risk of damage to the insulating support element by electrolytic oxidation of the water.
cuve.tank.
L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient, en perfectionnant lc dispositif existant, en augmentant la fiabilité et la durée d'utilisation de l'élément The object of the invention is to remedy this drawback by improving the existing device, by increasing the reliability and the duration of use of the element.
isolant de support.support insulator.
Linvention a pour objet un dispositif dc protection cathodique de cuve de chauffe-eau, du type comportant un doigt de gant tubulaire portant à son extrémité un élément isolant de support d'une anode non consommable, caractérisé en ce qu'une gaine étanche de protection est placée à rintérieur de la cuve, entre l'anode et l'élément isolant, de manière à éviter la dégradation de l'élément isolant par The subject of the invention is a device for cathodic protection of a water heater tank, of the type comprising a tubular thermowell carrying at its end an insulating element for supporting a non-consumable anode, characterized in that a tight protective sheath is placed inside the tank, between the anode and the insulating element, so as to avoid degradation of the insulating element by
oxydation électrolytique de l'reau de la cuve. electrolytic oxidation of the tank water.
Selon d'autres caractéristiques de rinvention: - ladite gaine étanche de protection enserre ranode extérieurement à l'élément isolant et sur une partie de la longueur d'emmanchement de l'anode à l'intérieur de l'élément isolant, - ladite gaine étanche de protection est une gaine composée à partir de deux matériaux, le premier matériau radialement intérieur présentant une température de According to other characteristics of the invention: - said tight protective sheath encloses the rod outside the insulating element and over part of the fitting length of the anode inside the insulating element, - said tight sheath protection is a sheath made from two materials, the first radially inner material having a temperature of
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fusion inférieure à celle du deuxième matéiau radialement intériur,, de manira à assurer un contact étroit de ranode et du premier matériau par fusion du pmier matériau et application du premier matériau fondu contre l'anode par thmoréraction du deuxième matériau, s5 - l premier matériau est un matériau themmoplastique fluoré, - le deuxième matériau est un polymère fluoré thrmorétractablc, - la gaine étanche de protection est interrompue pour permettre un serrage et un maintien de lanode par réléennt isolant et éviter l'expulsion de l'anode à travers l'élément isolant lors de la montée en pression de la cuve, - ranod est une anode en titane ou en titane revêtu extérieurement d'un oxyde métallique ou tout ae matériau passivable, - la gaine étanche de protection est appliquée sur ranode avant emmanchement de l'anode gainée à travers l'élément isolant, ranode gainée est montée dans un support de connexion avant emmanchment de r'anode jusqu'à une position de butée dudit support de connexion sur rélément isolant, - le montage comportant ranode gainc emmanchée dans rélément isolant lower fusion than that of the second radially interior material, so as to ensure close contact between the rod and the first material by fusion of the first material and application of the first molten material against the anode by thermal reaction of the second material, s5 - l the first material is a fluoroplastic themmoplastic material, - the second material is a fluorotractable fluoropolymer, - the waterproof protective sheath is interrupted to allow the anode to be tightened and held in place by an insulating element and to prevent the anode from being expelled through the element insulator during the pressure rise of the tank, - ranod is a titanium or titanium anode coated externally with a metal oxide or any passivable material, - the waterproof protective sheath is applied to ranode before fitting the anode sheathed through the insulating element, the sheathed anode is mounted in a connection support before the anode is inserted up to a point osition of abutment of said connection support on insulating element, - the assembly comprising gainc ranode fitted in insulating element
jusqu'à uime position de butée est ensuite enfilé sur le doigt de gant. until a stop position is then threaded onto the thermowell.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivme donnée à The invention will be better understood thanks to the description which follows given to
titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement une vue partielle en section diamétrale d'unm dispositif de l'art antérieur, - la figure 2 représente schématiquement une vue agrandie analogue à la figure 1 illustrant le phénomène d'oxydation électrolytique, - la figure 3 représente schématiquement un assemblage crd'anodes pour dispositif selon l'invention, - la figure 4 représente schématiquement une vue en section diamé-ale d'un by way of nonlimiting example with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 schematically shows a partial view in diametral section of a device of the prior art, - Figure 2 shows schematically an enlarged view similar to Figure 1 illustrating the phenomenon of electrolytic oxidation, - FIG. 3 schematically represents an assembly of anodes for device according to the invention, - FIG. 4 schematically represents a view in diametrical section of a
dispositif selon l'invention.device according to the invention.
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En réfénce aux figures 1 et 2, un dispositif selon rinvention comporte un doigt de gant 1 generalment metallique, portant un ensemble avec un élément de Referring to Figures 1 and 2, a device according to the invention comprises a thermowell 1 generally metal, carrying an assembly with an element of
support isolant 2 d'ue anode 3 on métal noble. insulating support 2 of an anode 3 on noble metal.
L'anode 3 en métal noble lraverse l'é6lément 2 de support isolant et est raccordée à un connecteur 4 reliant l'anode métallique 3 à un fil conductur The noble metal anode 3 crosses the insulating support element 2 and is connected to a connector 4 connecting the metal anode 3 to a conductive wire.
électrique isolé 5.insulated electric 5.
A titre de matériau mtallique utilisable pour ranode 3, on peut choisir un matériau dans le groupe comportant les aciers inoxydables férritiques passivés extérieurement par passivation électrochimique, les aciers inoxydables austéntiques passivés extérieurement par passivation électrochimique, raluminium, le férosilicium, le titane platiné, le niobium platiné, le titane platiné et le titane revêtu d'une couche de rcvâtement (roxyde métallique. De préférence, on utilise une anode As a metallic material which can be used for anode 3, a material can be chosen from the group comprising ferritic stainless steels externally passivated by electrochemical passivation, austenitic stainless steels externally passivated by electrochemical passivation, raluminium, ferosilicon, platinum titanium, niobium platinized, platinum titanium and titanium coated with a coating layer (metal oxide. Preferably, an anode is used
3 en titane ou en titane revêtu extérieurement d'una oxyde métallique. 3 made of titanium or titanium coated externally with a metal oxide.
De manière connue en soi, ranode 3 est reliée par le connecteur 4 et le conducteur isolé 5 à un générateur de courant de type connu en soi, par exemple du In a manner known per se, the anode 3 is connected by the connector 4 and the insulated conductor 5 to a current generator of a type known per se, for example
type décrit dans le document EP O 771 889 Ai. type described in document EP O 771 889 Ai.
Sur la figure 2, l'exlrémité de l'rélément 2 de support isolant est attaqué par oxydation électrolytique résultant du passage du courant de protection cathodique dans r'eau de la cuve et se désagrège à remplacaement o l'anode 3 débouche de l'élément 2 de support isolant Cette désagrégation libère des particules 6 de petite taille qui se répandent dans l'reau de la cuve par exemple en suivant le trajet des In FIG. 2, the end of the insulating support element 2 is attacked by electrolytic oxidation resulting from the passage of the cathodic protection current in the water of the tank and breaks up to replacement where the anode 3 opens out from the insulating support element 2 This disintegration releases particles 6 of small size which spread in the tank core for example by following the path of the
flèches 7.arrows 7.
Cette désagrégation est importante pour des éléments de support isolant This disaggregation is important for insulating support elements
constitués par mun capuchon protecteur réalisé en matériau élastomère. constituted by a protective cap made of elastomeric material.
En référence à la figurec 3, selon l'invention, une gaine 8 étanche de protection est prévue pour être placée entre ranode 3 et rélément isolant 2, de manière à éviter With reference to FIG. 3, according to the invention, a waterproof protective sheath 8 is provided to be placed between the ranode 3 and the insulating element 2, so as to avoid
la dégradation de l'élément isolant 2 par oxydation électrolytique de l'reau de la cuve. degradation of the insulating element 2 by electrolytic oxidation of the tank core.
La gaine étanche 8 de protection est avantageusement une gaine composée ià partir de deux matériaux Le premier matériau forme un revêtement 9 radialement intérieur, tandis que le deuxième matériau forme un revêtement 10 radialement The waterproof protective sheath 8 is advantageously a sheath composed of two materials. The first material forms a radially inner covering 9, while the second material forms a radially covering 10.
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extérieur appliquant le premier revêtement 9 contre l'anode 3, de manière à assurer l'étanchéité. De préférence, le premier matériau radialement intérieur présente une température de fusion inférieure à celle du matériau radialement extérieur: ainsi, lors du chauffage de la gaine g à une température intermédiaire entre les tpat de fusion des deux matériaux, le premier matériau intérieur fond et est appliqué contre l'anode 3 par la rétaction du deuxiè matériau. La gaine ainsi constituée est étanche et enserre ranode 3 de manière à éviter tout glissement lors de exterior applying the first coating 9 against the anode 3, so as to ensure sealing. Preferably, the first radially inner material has a lower melting temperature than that of the radially outer material: thus, when the sheath g is heated to an intermediate temperature between the melting points of the two materials, the first inner material melts and is applied against the anode 3 by the retraction of the second material. The sheath thus formed is sealed and encloses the rod 3 so as to prevent any slipping during
l'emmanchement ultérieur à travers rélément isolant 2. subsequent fitting through insulating element 2.
Avantageusement, le premier matériau constitant le revêtement 9 est un matériau thermoplastique fluoré, tandis que le deuxième matériau est un polymre Advantageously, the first material constituting the coating 9 is a fluorinated thermoplastic material, while the second material is a polymer
fluoré thernnorétractable, par exemple un polyttafluoréthylène (PTFE). fluoroplastic, for example a polyttafluorethylene (PTFE).
La gaine 8 étanche de protection est interrompue sur une longueur I pour permettre un serrage et un maintien de l'anode 3 par l'élément isolant 2 de support et éviter l'expulsion de ranode gainée à travers lélément isolant 2 lors de la montée en The waterproof protective sheath 8 is interrupted over a length I to allow the anode 3 to be clamped and held by the insulating support element 2 and to avoid the expulsion of the sheathed ranode through the insulating element 2 during the rise in
pression de la cuve.tank pressure.
Avantageusement, l'ordre des opérations est le suivant: on prépare tout d'abord ranode 3 et on lui applique la gaine composée de deux matériaux que l'on chauffe pour assurer une bonne application de la gaine 8 sur l'anode 3 fournissant une étanchéité à rPeau, mme sous pression à l'interface entre ranode 3 et le revêtement 9; on monte ensuite ranode gainée dans le connecteur ou support de Advantageously, the order of operations is as follows: firstly prepare the rod 3 and apply to it the sheath composed of two materials which are heated to ensure proper application of the sheath 8 on the anode 3 providing a watertightness, even under pressure at the interface between the anode 3 and the coating 9; then mount the sheathed rod in the connector or support
connexion 4 muni de son conducteur isolé 5. connection 4 with its insulated conductor 5.
L'assemblage ainsi constitué et représenté à la figure 3 est ensuite emmanché à force par rintérieur du capuchon ou élément isolant 2 de support jusqu'à ce que le The assembly thus formed and shown in Figure 3 is then force fitted by the interior of the cap or insulating support element 2 until the
support 4 de connexion vienne buter contre le bord de l'élément isolant. support 4 for connection comes to abut against the edge of the insulating element.
En référence à la figure 4, le montage réalisé par formation de la gaine, assemblage au connecteur 4 et emmanchement de cet assemblage à travers le capuchon 2 est représenté dans une position préalable à renfilement de ce montage With reference to FIG. 4, the assembly produced by forming the sheath, assembly to the connector 4 and fitting of this assembly through the cap 2 is shown in a position prior to reinforcement of this assembly.
sur le tube 1 de doigt de gant par poussée dans le sens de la flèche 11. on the thermowell tube 1 by pushing in the direction of the arrow 11.
Lorsque ce montage est complètement enfilé sur le doigt de gant 1, la position When this assembly is fully threaded on the thermowell 1, the position
obtenue est analogue à celle représentée en référence à la figure 1. obtained is analogous to that shown with reference to FIG. 1.
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La cuve peut alors être remplie d'eau et est susceptble de monter en pression lors du chauffage de reau, puisque l'étanchéité sera automatiquement obtenue par la pression extérieure exercée sur le capuchon isolant 2. En effet, cette augmentation dc pression produit une contraction du capuchon 2 en serrant le tube 1 et une s contraction de la partie de serrage s'étendant sur une longueur 1 correspondant à l'interruption de la gaine étanche 8. Cette contraction autour de ranode 3 empêche The tank can then be filled with water and is likely to increase in pressure during water heating, since the seal will be automatically obtained by the external pressure exerted on the insulating cap 2. In fact, this increase in pressure produces a contraction of the cap 2 by tightening the tube 1 and a contraction of the tightening part extending over a length 1 corresponding to the interruption of the sealed sheath 8. This contraction around the rod 3 prevents
toute expulsion de l'anode gaince à travers l'orifice d'emmanchement. any expulsion of the sheathed anode through the fitting hole.
L'invention permnnet ainsi d'éviter roxydation électrolytique du capuchon résilient 2, tout en assurant un maintien et une étanchéité sous pression identique à The invention thus makes it possible to avoid electrolytic oxidation of the resilient cap 2, while ensuring maintenance and sealing under pressure identical to
celle de l'art antérieur.that of the prior art.
La nature du ou des matériaux utilisés pour constituer la gaine 8 entourant l'anode métallique 3 ne constitue pas un obstacle à la bonne étanchéité du dispositif du fait de la préservation d'une longueur 1 de serrage assurant un contact direct du The nature of the material or materials used to form the sheath 8 surrounding the metal anode 3 does not constitute an obstacle to the proper sealing of the device due to the preservation of a clamping length 1 ensuring direct contact of the
métal de l'anode et du matériau du capuchon résilient 2. anode metal and resilient cap material 2.
L'invention décrite en référence à un mode de réalisation particulier n'y est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute The invention described with reference to a particular embodiment is in no way limited thereto, but on the contrary covers any modification of shape and any
variante de réalisation dans le cadre et esprit de rinvention. variant in the context and spirit of the invention.
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