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PIPES
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510717A1
Family ID 7973415
Probable Assignee Wanner Isofi Isolation
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title TRONCON EXTENSIBLE POUR LA REALISATION DE GAINES D'ISOLATION
THERMIQUE DE TUYAUTERIES
EN Title EXTENSIBLE SHEATH FOR THERMAL INSULATION OF PIPES - HAS
COMPENSATION FOR DIFFERENTIAL EXPANSION OF SHEATH AND PIPE USING
SLEEVE SEGMENTS WITH SLIDING SHEATH
Abstract
_________________________________________________________________
LE TRONCON EXTENSIBLE SELON L'INVENTION EST FORME PAR L'ASSEMBLAGE
D'AU MOINS DEUX BOITIERS CONSTITUES PAR DEUX ELEMENTS S'EMBOITANT L'UN
DANS L'AUTRE, A SAVOIR, UN ELEMENT FEMELLE 12 OUVERT D'UN COTE ET
COMPRENANT UNE CLOISON INTERIEURE DELIMITANT UN COMPARTIMENT 14 REMPLI
DE MATIERE THERMIQUEMENT ISOLANTE 16 ET UN ELEMENT MALE 19 CONSISTANT
EN UNE BOITE METALLIQUE FERMEE DONT AU MOINS UNE PARTIE PRESENTE UNE
FORME COMPLEMENTAIRE AU VOLUME INTERNE LIBRE DE L'ELEMENT FEMELLE 12,
DES MOYENS ELASTIQUES 23 ETANT PREVUS ENTRE LA PARTIE MALE 19 ET LA
PARTIE FEMELLE 12.
L'INVENTION S'APPLIQUE A LA REALISATION DE GAINES D'ISOLATION
THERMIQUE DE TUYAUTERIES.
The sheath (1) is formed by at least two segments (7, 8,9), the shape
of which is obtained by dividing the section by planes passing through
the axis of the pipework. Each case is, in turn, made from two
segments joined axially. The female element (12) is open at the top
(5) and forms the external (4) and internal walls (2) of the segment.
It has an interior partition (13) parallel to the wall (2) to define
an insulation material housing. The male element (19) is a closed box
shaped to slide into the top of the female and it is filled with
thermal insulation.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un troncon extensible pour la
realisation de gaines d'isolation thermique de tuyauteries et en
particulier, mais non exclusivement, des tuyauteries utilisees dans
les centrales nucleaires.
Dune maniere generale on sait que les elements d'isolation thermique
utilises dans les centrales nucleaires doivent autre facilement
demontables de maniere a permettre d'acceder tres rapidement aux
tuyauteries, notamment en vue de controles. Ils doivent, en outre,
etre concus de maniere a eviter toute propagation d'une contamination
due par exemple a uni fuite dans une tuyauterie.On doit donc faire en
sorte que la contami nation reste limitee aux seuls emplacements ou
s'est produite la fuite et eviter qu'au demontage de ces ele- ments,
il puisse se produire, par suite dune desagrega tion de la matiere
isolante utilisee, (le plus servant sous forme de fibres minerales ou
de fibres de vorre), un degagement de poussieres, eventuellement
contaminees, ce qui rendrait tres difficile, voire mamie impossible,
toute operation de decontamination.
C'est la raison pour laquelle 1 t isolation des tuyauteries utilisees
dans les centrales nucleaires s'effectue au moyen de bottiers isolants
dans lesquels la matiere isolante se trouve hermetiquement enfermee
dans une enveloppe,en general on tale d'acier inoxydable.
Dans ce cas, la gaine disolation thermique est realisee en une
succession de troncons presentant chacun une surface interieure de
forme complementaire a celle de la partie de la tuyauterie
correspondante, deux flancs, plans lateraux s'etendant respectivement
dans deux plans perpendiculaires a ltaxe de la tuyauterie, et une
surface exterieure de forme quelconque, par exemple cylindrique.
Chacun de ces troncons est realise par l'assemblage d'au moins deux
bottiers dont la forme est celle obtenue en divisant le troncon par
des plans passant par l'axe de la tuyauterie.
Ainsi, dans les parties droites de la tuyauterie, les troncons peuvent
se presenter sous la forme de manchons tubulaires disposes bout a
bout, flancs plans contre flancs plans, chaque manchon pouvant etre
realise au moyen de deux boitiers consistant en deux demi-manchons se
raccordant selon un meme plan passant par l'axe de la tuyauterie.
Il est clair que ltutilisation d'une telle structure presente un grave
inconvenient du aux problemes de dHatatioa differentielle entre la
tuyauterie et la gaine d'isolation ainsi realisee.
En effet, si l'on effectue la pose de la gaine d'isolation sur une
tuyauterie froide (temperature ambiante) et que l'on fait circuler
ensuite dans cette tuyauterie un fluide a haute temperature, cette
tuyauterie va subir un allongement dd a la dilatation.
Par contre, du fait de leurs proprietes thermiques et de leurs
materiaux constitutifs, les troncons de la gaine isolante ne seront
pas soumis aux mimes phenomenes de dilatation (la dilatation
longitudinale des troncons sera tres inferieure, voire meme
negligeable, par rapport a celle de la tuyauterie).
En consequence, il se produira a la jonction entre les troncons (entre
les flancs plans) des interstices qui seront le siege de depprditions
calorifiques par conveSSon particulierement nuisibles a la qualite de
l'isolation.
On a donc essaye de realiser des troncons a l'aide de bottiers
axialement deformables pour tenter de compenser les effets de la
dilatation. Toutefois on s'est alors heurte au probleme de la
compressibilite de la matiere isolante utilisee. Il s'avere, en effet,
que la matiere isolante utilisee ne presente pas des proprietes
d'elasticite suffisante pour revenir a son etat initial apres avoir
ete comprimee. En consequence, dans le cas ou l'on utilise des
boitiers deformables elasti- quement dans lesens axial, la matiere
isolante une fois comprimee n'occu- pera plus qu'une partie du volume
du bottier et l'on constate alors des graves defauts d'isolation.
L'invention a donc pour but de supprimer tous ces inconvenients.
Elle propose donc, pour compenser les phenomenes de dilatation
differencielle, un troncon de gaine d'isolation thermique extensible,
forme par l'assemblage d'au moins deux bottiersrconstitues chacun, par
deux. elements s'embottant telescopiquement l'un dans l'autre, dans le
sens axial, a savoir:
- un element femelle se presentant sous la forme d'une botte
metallique ouverte au niveau de l'un des flan plans du bottier et
comprenant les parois externes et internes du bottier, le deuxieme
flanc plan etaamins une cloison interieure sensiblement parallele a la
face interieure du bottier et s'etendant, a partir du deuxieme flanc
plan, sur une fraction de la longueur du bottier, cette cloison
delimitant avec ladite face interne, un compartiment rempli de matiere
thermiquement isolante, et
- un element male se presentant sous la forme dune botte metallique
fermee, remplie de matiere thermiquement isolante, cette botte
comprenant le premier flanc plan du bottier et un corps de forme
sensiblement complementaire au volume interne libre de l'element
femelle.
Par ailleurs, des moyens elastiques tels que, par exemple, des
ressorts de compressions sont prevus entre l'element male et l'element
femelle, pour exercer a l'encontre de l'action tendant a engager
l'element male dans l'element femelle une force axiale antagoniste.
Ainsi, dans une gaine d'isolation thermique formee d'une juxtaposition
bout a bout de troncons rigides thermiquement isolants, on intercale
un troncon extensible forme d'au moins deux bottiers dans lesquels
l'element male est engage a force dans l'element femelle contre
l'action des moyens elastiques.
On obtient donc, au depart, une meilleure continuite de l'isolation,
puisque les flancs plans des differents troncons se trouvent fermement
appliques les uns contre les autres, sous l'action des susdits moyens
elastiques.
En outre, lors d'une variation de temperature, la variation de
longueur de la tuyauterie due a la dilatation, sera compensee au
niveau de la gaine d'isolation par le coulissement de 1element male
dans l'element femelle, sous l'effet ou contre l'effet des moyens
elastiques.
Des modes de realisation de l'invention seront decrits ci-apres, a
titre d'exemples non limitatifs, avec reference aux dessins annexes
dans lesquels
La figure 1 est une perspective schematique d'un troncon extensible de
gaine d'isolation thermique forme de trois bottiers
La figure 2 est une perspective schematique eclatee d'un bottier
utilise dans le troncon represente figure 1;
Les figures 3 et 4 sont des coupes axiales schematiques du bottier
represente figure 2 en position debottee figure 3 et en position
embottee figure 4;
La figure 5 est une coupe axiale d'une tuyauterie equipee d'une gaine
d'isolatipn thermique realisee en troncons avec interposition dwun
troncon extensible.
Avec reference a la figure 1, le troncon extensible 1 se presente sous
la forme d'un manchon tubulaire comprenant une surface interne
cylindrique 2 sensiblement au diametre de la tuyauterie 3, une surface
externe cylindrique 4 et deux flancs plans 5, 6 perpendiculaires a
l'axe de la tuyauterie 3.
Ce troncon extensible 1 est forme de trois bottiers 7, 8, 9 dont la
forme est celle obtenue en divisant le troncon par trois demi-plans
axiaux a 1200 l'un de Vautre.
Ces trois bottiers 7, 8, 9 sont solidarises les uns aux autres au
moyen de dispositifs de fixation classique 10, par exemple de type
fermoir et/ou des cerclages.
Tels que representes figures 2 a 4, chacun de ces bottiers 7, 8, 9
comprend un element femelle 12 se presentant sous la forme d'une botte
metallique (par exemple en acier inoxydable) dont les dimensions sont
celles du bottier 7, 8, 9 a l'etat totalement retracte et qui est
ouverte au niveau du flanc plan 5.
Cette botte comprend, en outre, une cloison interieure 13 parallele a
la face interne 2 et qui s'etend sensiblement jusqu'a mi-hauteur de la
botte.
Le compartiment 14 delimite r rr cette cloison 13 et par la face
interne 2 est rempli d'une matiere isolante 16 renfermee, de
preference dans un sac en tissu 17, pour eviter toute dissipation de
poussiere.
Dans le volume interne libre 18 de cet element femelle, de section
sensiblement en forme de L, vient s'embotter telescopiquement un
element maae 19 de forme complementaire.
Cet element male est constitue par une botte me- tallique fermee
rempli de matiere isolante 20 et dont la face arriere qui presente une
forme sensiblement egale a la section droite de l'element femelle 12,
constitue le flanc plan 5 du bottier.
Cet element malte 19 comprend en outre, au moins deux evidements
tubulaires axiaux 21, traversant la matiere isolante 20 et debouchant
dans sa face anterieure 22.
A l'interieur de ces evidements 21, est dispose un ressort de
compression 23, a l'interieur duquel passe une tige coaxiale 24 munie
a l'exterieur d'une tete 25 en forme de patin sur laquelle vient
porter l'ex tremite du ressort 23.
Ainsi, lorsque l'on engage l'element male 19 dans l'element femelle
12, la tete 25 de la tige 24 retenue par le ressort 23, vient porter
sur la face interne du flanc plan 6. En consequence, pour amener
llelement male 19 en position enfoncee dans la partie femelle 12, il
est necessaire d'exercer un effort axial provoquant la compression des
ressorts 23.
L'element male t9 peut, en outre, avantageusement comprendre une
collerette 26 s'etendant a partir de la bordure peripherique du flanc
plan 5, et venant en retour parallelement a ses surfaces exterieures
28 et interieures 27, de maniere a former un espace intercalaire 29,
dans lequel vient s'engager la bordure libre des parois exterieures 4
et interieures 2 de ltele- ment femelle 12, l'ensemble formant des
chicanes qui s'opposent a la formation de courants de convection, a la
dissipation de poussiere et a l'entree dans le bottier, d'agents
exterieurs.
Ltinteret d'un troncon extensible forme a l'aide de bottiers du type
de ceux precedemment decrits, apparat de facon evidente en regard de
la figure 5.
Cette figure represente une tuyauterie droite 31, sur laquelle est
montee une gaine thermiquement isolante, formee d'une juxtaposition
bout a bout dune pluralite de troncons rigides 32, au centre desquels
on a dispose un troncon extensible 1 monte a l'etat comprime.
Dans cet exemple, les troncons d'extremites sont retenus par des
elements d'isolation 33 solidaires du tube 31. Il est clair que, dans
une telle structure, sous l'effet de la force exercee par les ressorts
23, les flancs plans des differents troncons 32 sont fermement
appliques les uns contre les autres de sorte qu'aucun courant de
convstion ne peut se produire a la jonction des troncons 32.
Lorsqu'a la suite d'une elevation de temperature, la tuyauterie 35 se
dilate, les elements d'Zsolation 33 solidaires du tube s'ecartent l'un
de l'autre.
Parallelement, sous l'action des ressorts 23, le tron con extensible 1
va s'allonger par coulissement de l'element male dans l'element
femelle et provoque un deplacement axial des troncons rigides 32,
jusqu'a ce qu'ils viennent s'appliquer les uns contre les autres par
leurs flancs plans.
Il convient de noter que, du fait du coulissement de la matiere
isolante des elements males 19 et femelles 12 des bottiers, on assure,
au niveau du troncon extensible 1, une continuite de l'isolation. En
effet, la tuyauterie 31 reste toujours isolee du milieu ambiant par au
moins une couche de matiere isolante, et la formation de courants de
convection est rendue impossible en raison du fait que les deux
volumes libres 34, 35) a l'interieur du bottier, se trouvent isoles
l'un de l'autre, ainsi que de la tuyauterie et du milieu ambiant, par
les zones de coulissement 36, 37, 38 de lele- ment male 19 dans
l'element femelle 12 (figure 4).
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1.- Troncon extensible pour la realisation de gaines d'isolation
thermique de tuyauteries, et, en particulier, mais non exclusivement,
de tuyauteries utilisees dans les centrales nucleaires, ce troncon
extensible etant forme par l'assemblage d'au moins deux bottiers 7, 8,
9, dont la forme est celle obtenue en divisant le troncon par au moins
un plan passant par l'axe de la tuyauterie, caracterise en ce que
chacun de ces bottiers 7, 8, 9 est constitue par deux elements
stembothant axialement l'un dans llautreb a savoir s- un element
femelle 12 se presentant sous la forme d'une botte metallique ouverte
au niveau de l'un des flancs plans 5 du bottier, et comprenant les
parois externes 4 et internes 2 du bottier, le deuxieme flanc plan 2
et au moins une cloison interieure 13 sensiblement parallele a la face
interieure 2 du bottier et s'etendant, a partir du deuxieme flanc plan
6, sur une fraction de la longueur du bottier, cette cloison 13
delimitant avec ladite face interne, un compartiment 14 rempli de
matiere thermiquement isolante 16, etl- un element male 19 se
presentant sous la forme d'une botte metallique fermee remplie de
matiere thermiquement isolante 20, cette botte comprenant le premier
flanc plan 5 du bottier et un corps de forme sensiblement
complementaire au volume interne libre de l'ele- ment femelle 12, et
en ce que des moyens elastiques tels que des ressorts de compression
23 sont prevus entre l'element male 19 et l'element femelle 12, pour
exercer a l'encontre de l'action tendant a engager l'element male 19
dans l'element femelle 12, une force axiale antagoniste.
2.- Troncon extensible selon la revendication 1, caracterise en ce-que
la matiere isolante 16 contenue dans le compartiment interieur 14 de
l'element femelle 12, est contenue dans une enveloppe en tissu 17.
3.- Troncon extensible selon ltune des revendications precedentes,
caracterise en ce que les susdits elements elastiques consistent en
des ressorts de compression 23, disposes a l'interieur
d'evidementsaxiaux 21 menages dans la partie male 19 et debouchant
dans la face exterieure 22 de celle-ci et en ce que a l'in- terieur de
ces ressorts 23 passe une tige coaxiale 24 munie a l'exterieur d'une
teste 25 en forme de patin, sur laquelle vient porter l'extremite du
ressort 23.
4.- Troncon selon l'une des revendications prece- dentes, caracterise
en ce que l'element male 19 comprend en outre une collerette 26
s'etendant a partir de la bordure peripherique du flanc plan 5 et
venant en retour parallelement a ses surfaces exterieures 28 et/ou
interieures 27, de maniere a former un espace intercalaire 29 greater
than dans lequel vient s'engager la bordure libre des parois
exterieures 4 et interieures 2 de l'element fe- melle 12.
5.- Troncon selon l'une des revendications prece- dentes, caracterise
en ce que les susdits bottiers constituant les troncons sont
solidarises les uns aux autres, au moyen de dispositifs de fixation
classique greater than tels que des fermoirs 10 et/ou des cerclages.
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