FR2802451A1 - Dispositif et procede pour nettoyer un tube par brossage - Google Patents

Abstract

Le dispositif comprend deux ensembles brossants (10, 20) analogues comprenant, chacun, des moyens de brossage (12, 22) aptes à coopérer avec la périphérie interne du tube à nettoyer et un élément propulseur (14, 24) susceptible de coopérer avec ladite périphérie interne en étant fléchi selon la direction axiale (D) du tube. Le dispositif comporte, en outre, des moyens (50, 30, 40) pour alternativement éloigner et rapprocher les ensembles brossants l'un par rapport à l'autre. En éloignant et en rapprochant alternativement ces ensembles brossants, on fait progresser le dispositif jusqu'à la sortie du tube. Les moyens de brossage respectifs des deux ensembles brossants peuvent tourner librement les uns par rapport aux autres.

Description

La présente invention concerne un dispositif de nettoyage d'un tube, comprenant deux ensembles brossants analogues comprenant, chacun, des moyens de brossage aptes à coopérer avec la périphérie interne du tube et un élément propulseur, pour déplacer lesdits moyens de brossage dans le tube, des moyens pour alternativement éloigner et rapprocher axialement les ensembles brossants l'un par rapport à l'autre.

L'invention concerne également un procédé pour nettoyer un tube, dans lequel on utilise deux ensembles brossants analogues, comprenant, chacun, des moyens de brossages et un élément propulseur, on introduit successivement lesdits ensembles brossants dans le tube par une première extrémité de ce dernier, de telle sorte que les moyens de brossage coopèrent avec la périphérie interne du tube, on déplace lesdits moyens de brossage et on réalise une étape de brossage et de progression des ensembles brossants vers la deuxième extrémité du tube en éloignant et en rapprochant alternativement les ensembles brossants l'un par rapport à l'autre.

L'invention s'applique en particulier au nettoyage de tubes de section circulaire ou sensiblement circulaire (par exemple ovale) et dont la périphérie interne est striée. Par exemple, l'invention s'applique au nettoyage de bouches à feu dont la périphérie interne présente des stries hélicoïdales.

On connaît déjà, pour le nettoyage de tubes, l'utilisation d'une brosse montée sur une tige manoeuvrée manuellement. Par exemple la tige sert à pousser la brosse dans le tube ou un câble souple est raccordé à l'extrémité de cette brosse pour permettre de la tirer. Pour certains tubes de grandes dimensions (plusieurs mètres de longueur, pour un diamètre supérieur à 10 cm), l'effort physique nécessaire pour déplacer la brosse est important, et on peut utiliser des systèmes tels que des treuils pour faciliter le déplacement de la brosse dans le tube.

On a également imaginé des systèmes appliquant d'un côté de la brosse une pression pneumatique ou hydraulique servant à la déplacer. Ces systèmes sont relativement compliqués à mettre en oeuvre et nécessitent des précautions d'utilisation. En particulier, lorsque la brosse est poussée très rapidement vers l'extrémité de sortie du tube par une pression pneumatique, il est nécessaire de prévoir à cette sortie des moyens de récupération de cette brosse.

La demande de brevet français FR 2 491 785 divulgue un dispositif dans lequel chaque élément propulseur comprend un vérin et une paroi cylindrique flexible. La rétractation du piston déforme cette paroi, de telle sorte qu'elle prend appui sur la périphérie interne du tube.

Le dispositif est donc déplacé dans le tube en commandant en opposition de phase les deux vérins des deux ensembles propulseurs et, de plus, en rapprochant et en éloignant alternativement ces ensembles, par la commande d'un vérin, qui relie ces deux ensembles.

Ainsi, le dispositif comprend trois vérins, de sorte que son prix est élevé et que son actionnement, nécessitant la commande synchronisée de ces trois vérins, est compliquée.

Un système de pulvérisation d'un liquide de désinfection sur la paroi du conduit à nettoyer peut être prévu.

Le dispositif de ce document FR 2 491 785 est relativement compliquée et ne semble pas être adapté au nettoyage de tubes striés.

La présente invention a pour but d'améliorer les techniques existantes pour proposer un dispositif et un procédé simples et fiables, pouvant être utilisés et mis en oeuvre facilement, en particulier pour le nettoyage de tubes dont la périphérie interne présente des stries hélicoïdales.

Ce but est atteint avec le dispositif selon l'invention grâce au fait que ledit élément propulseur est susceptible de coopérer avec ladite périphérie interne en étant fléchi selon la direction axiale D du tube et en ce que lesdits ensembles brossants sont montés sur un système de support afin que les moyens de brossage d'un ensemble brossant puissent tourner librement par rapport aux moyens de brossage de l'autre ensemble brossant, de telle sorte que chacun des moyens de brossage puisse nettoyer des stries hélicoïdales formées dans la périphérie interne dudit tube en progressant chacun dans l'hélice desdites stries.

Par exemple, les éléments propulseurs peuvent comprendre une plaque (pleine ou évidée) apte à être déformée perpendiculairement à son plan, c'est-à-dire selon la direction axiale du tube, et/ou un élément brossant apte à être déformé dans la même direction. Dans les deux cas, il présente avantageusement globalement la forme d'un disque. Cette capacité des moyens de brossage à tourner librement les uns par rapport aux autres est particulièrement intéressante, car elle confère au dispositif la capacité de nettoyer des tubes dont la périphérie interne présente des stries disposées en hélice.

Avec l'invention, pour nettoyer un tube à l'aide de moyens de brossage, lors de l'introduction desdits ensembles brossants dans le tube, on fait en sorte que les deux éléments propulseurs coopèrent avec ladite périphérie interne en étant fléchis axialement vers la première extrémité du tube et, pour nettoyer des stries hélicoïdales formées dans la paroi interne dudit tube, on autorise les moyens de brossage d'un ensemble brossant à tourner librement par rapport aux moyens de brossage de l'autre ensemble brossant.

Lorsqu'un ensemble brossant conforme à l'invention est introduit dans le tube, l'élément propulseur de cet ensemble se fléchit axialement en adoptant une courbure dont le centre est dirigé du côté de l'entrée du tube par laquelle il a introduit. En d'autres termes, il peut adopter la forme d'une corolle dont la concavité est tournée vers l'entrée du tube.

Lorsque, à la suite du premier, on insère le deuxième ensemble brossant dans le tube par la même extrémité de ce dernier, l'élément propulseur de ce deuxième ensemble brossant adopte la même forme que celui du premier ensemble brossant et présente donc une courbure orientée dans le même sens.

On a constaté qu'une fois les deux éléments propulseurs disposés de cette manière dans le tube, les efforts qui devraient être exercés pour faire reculer les éléments propulseurs vers l'entrée du tube seraient nettement plus importants que ceux qui sont nécessaires pour les faire avancer plus loin dans le tube.

En effet, faire reculer un élément propulseur prenant appui sur la périphérie interne du tube de la manière précédemment indiquée reviendrait à tenter d'inverser la concavité de cet élément propulseur et nécessiterait en tout cas de vaincre la composante axiale -dirigée vers la sortie du tube- des efforts de réaction du tube sur les bords de l'élément propulseur qui sont inclinés vers l'entrée de ce tube.

On a par conséquent constaté que lorsque, les deux ensembles brossants étant disposés l'un à la suite de l'autre dans le tube, on cherche à augmenter la distance entre eux, le premier ensemble brossant (celui qui est le plus proche de la sortie) avance plus loin dans le tube, tandis que le deuxième ensemble brossant reste sensiblement à sa place initiale. Lorsqu'on cherche ensuite à réduire la distance entre les deux ensembles brossants, le premier ensemble brossant ne recule pas ou pratiquement pas, mais il tire vers lui le deuxième ensemble brossant qui avance plus loin dans le tube. Ainsi, de pas en pas, on parvient par de simples mouvements alternatifs d'éloignement et de rapprochement des deux ensembles brossants, à faire avancer ces derniers dans le tube jusqu'à son extrémité de sortie opposée à son entrée.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le dispositif comporte un premier élément de support sur lequel est monté l'un des ensembles brossants et un deuxième élément de support sur lequel est monté l'autre ensemble brossant, ainsi que des moyens pour faire coulisser lesdits éléments de support l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale, en les rapprochant et en les éloignant alternativement l'un de l'autre.

Par exemple, les deux éléments de support peuvent être deux tiges ou une tige et une bague adaptées à coulisser l'une sur l'autre ou deux platines de support raccordées par une tige rétractable et étirable.

Avantageusement, le premier et le deuxième élément de support sont respectivement solidaires d'une partie de piston et d'une partie de cylindre d'un vérin.

Avantageusement, le vérin est un vérin à fluide sous pression et comporte un corps muni de moyens pour alternativement relier des chambres de commande du déplacement de la partie de piston à une alimentation en fluide et à un échappement de fluide.

Ce vérin peut être commandé hydrauliquement ou pneumatiquement, ou encore par des moyens mécaniques tels qu'un système de bielle ou autres, ces moyens étant mis en mouvement par un moteur, par exemple un moteur électrique.

Avantageusement, le dispositif comporte en outre un système de projection permettant de projeter un fluide contre la périphérie interne du tube.

L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexes sur lesquels - la figure 1 montre, en élévation, un dispositif conforme à l'invention, - les figures 2, 3 et 4 montrent trois phases successives de l'utilisation du dispositif pour nettoyer un tube, - la figure 5 est un schéma illustrant des moyens de commande envisageables du dispositif conforme à l'invention, - la figure 6 est une coupe axiale du dispositif en fonctionnement inséré dans un tube, - la figure 7 est une coupe analogue à la figure 6 dans une autre situation de fonctionnement, - la figure 8 est une coupe partielle du dispositif montrant un détail de sa conception, et - la figure 9 est un schéma illustrant une variante de réalisation.

Le dispositif de la figure 1 comporte deux ensembles brossants analogues, respectivement désignés par les références 10 et 20. Ils comprennent chacun des moyens de brossage, respectivement 12 et 22, ainsi qu'un élément propulseur respectivement 14 et 24. Le dispositif est destiné à nettoyer la périphérie interne d'un tube. Dans toute la suite, la direction axiale D sera celle de l'axe géométrique de ce tube, c'est-à-dire celle dans laquelle le dispositif de l'invention se déplace à l'intérieur du tube. Les moyens de brossage s'étendent donc transversalement à cette direction axiale D, et les poils des brosses sont dirigés radialement de manière à pouvoir frotter la périphérie interne du tube. Les éléments propulseurs 14 et 24 sont également disposés transversalement à la direction D. Par exemple, les moyens de brossage 12 ou 22 comprennent chacun plusieurs séries de disques de brossages disposés les uns à la suite des autres et ayant des effets de brossage différents. Ainsi, on peut prévoir une première brosse 12A en Nylon, une deuxième et une troisième brosse 12B et 12C en laiton, et une quatrième brosse 12D en bronze.

Le dispositif de l'invention est destiné à nettoyer des tubes de section circulaire ou sensiblement circulaire. Les tubes peuvent également avoir une très légère conicité. Pour obtenir l'effet brossant, les dimensions diamétrales D1 des moyens de brossage doivent être légèrement supérieures au diamètre intérieur du tube que le dispositif est destiné à nettoyer. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 2, lorsque le dispositif est inséré dans le tube 1, les brosses des moyens de brossage 12 et 22 sont fléchies vers l'entrée 1A du tube, c'est-à-dire vers l'arrière par rapport à leur sens F d'introduction dans le tube.

Les éléments propulseurs 14 et 24 présentent également des dimensions diamétrales D2 supérieures aux dimensions diamétrales intérieures D du tube 1. Elles sont au moins égales ou légèrement supérieures aux dimensions diamétrales D1. On voit également sur la figure 2 que, lorsque le dispositif est introduit dans le tube, les éléments propulseurs 14 et 24 sont cambrés de manière à présenter une concavité tournée vers l'entrée 1A du tube.

Les ensembles brossants 10 et 20 sont montés de manière à pouvoir être déplacés axialement l'un par rapport à l'autre alternativement dans le sens d'un rapprochement et d'un éloignement.

Ainsi, à partir de la situation de la figure 2, on peut écarter les ensembles 10 et 20 comme le montre la figure 3. Ces ensembles 10 et 20 sont analogues, c'est-à-dire qu'ils sont choisis de manière à exercer sensiblement les mêmes efforts de réaction contre la périphérie intérieure du tube 1 lorsqu'ils sont introduits dans ce dernier. Par ailleurs, la résistance qu'opposent les ensembles brossants à leur avancement dans le sens F à l'intérieur du tube est inférieure à la résistance qu'ils opposent à leur recul dans le sens G. Ceci est dû au sens de leur concavité. Du fait de l'orientation des bords des éléments propulseurs, les forces de frottement s'opposant à un recul sont plus élevées que celles qui s'opposent à un avancement. Un recul chercherait à inverser la concavité tandis que le sens de concavité est bien entendu préservé lors d'un avancement.

Ainsi, lorsqu'on éloigne l'un de l'autre les ensembles 10 et 20, l'ensemble 10 (le plus proche de l'entrée 1A du tube) n'a pas ou pratiquement pas tendance à reculer, et c'est l'ensemble 20 qui avance, comme le montre la comparaison des figures 2 et 3. Lorsque l'on rapproche ensuite les ensembles 10 et 20 l'un de l'autre, l'ensemble 20 n'a pas ou pratiquement pas tendance à reculer et c'est l'ensemble 10 qui avance, comme le montre la comparaison des figures 3 et 4. On comprend donc que par des mouvements alternatifs d'éloignement et de rapprochement des ensembles 10 et 20 l'un de l'autre, on parvient de proche en proche à faire avancer le dispositif jusqu'à la sortie 1 B du tube 1.

Pour la clarté de la présente description, on a fonctionnellement distingué les éléments propulseurs 14 et 24 des moyens de brossage 12 et 22. Toutefois, les éléments propulseurs peuvent être des brosses relativement rigides. On a en effet constaté que les brosses ayant des poils extrêmement fins ou une faible rigidité ont tendance à se vriller à l'intérieur du tube après une première phase d'avancement, en se plaçant sensiblement dans un plan radial, auquel cas la concavité précédemment évoquée a tendance à disparaître. II n'est alors plus possible de faire avancer les deux ensembles brossants dans le tube de la manière indiquée précédemment. On peut en revanche choisir d'utiliser, comme élément propulseur, un élément brossant suffisamment rigide, par exemple une brosse dont les poils sont suffisamment épais et denses pour conserver la flexion axiale qui leur a été imposée lors de leur introduction dans le tube. L'Homme du Métier pourra réaliser des essais pour déterminer la nature, le diamètre et la densité des poils convenables. L'élément propulseur 14 ou 24 pourra être une brosse, analogue à l'une des brosses 12A à 12D précédemment évoquées et dont la rigidité sera déterminée convenablement.

Le choix de réaliser l'élément propulseur sous la forme d'une brosse présente l'avantage de faire participer ce dernier au nettoyage du tube ou tout au moins, d'éviter que le contact de la périphérie externe de l'élément propulseur avec la périphérie interne du tube n'entraîne le colmatage des stries de cette dernière.

On peut également choisir comme élément propulseur une plaque apte à être déformée perpendiculairement à son plan. Par exemple, les éléments propulseurs 14 et 24 sont des plaques en forme de disques, réalisées en matériau synthétique tel que de l'élastomère, ce matériau étant choisi de manière à présenter une relative rigidité ou une élasticité faisant que, une fois que l'élément propulseur a été introduit dans un tube et présente une concavité tournée vers l'entrée de ce dernier, la concavité de cet élément propulseur sera difficilement inversé à l'intérieur du tube.

Les ensembles brossants 10 et 20 sont montés sur un système de support de telle sorte que les moyens de brossage d'un ensemble brossant puissent tourner librement par rapport aux moyens de brossage de l'autre ensemble brossant. Par exemple, les brosses sont montées sur des couronnes dont la périphérie interne est cylindrique. De leur côté, les éléments de support 30, 40 ou 35, 45 (voir figure 9) présentent des surfaces extérieures cylindriques sur lesquelles ces couronnes sont disposées.

On a indiqué précédemment que les deux ensembles brossants 10 et 20 sont analogues et présentent en tout cas sensiblement la même résistance à l'avancement à l'intérieur du tube. On pourra toutefois choisir par exemple pour les moyens de brossage 22, des brosses "douces" relativement flexibles, tandis que des brosses plus dures seraient choisies pour les moyens de brossage 12. Dans ce cas, les éléments propulseurs 14 et 24 seraient eux choisis de manière à présenter une résistance à l'avancement telle que la différence de résistance à l'avancement entre les moyens de brossage 12 et 22 soit négligeable.

Les ensembles brossants 10 et 20 sont respectivement montés sur un premier et sur un deuxième élément de support, 30 et 40. Ces deux éléments de support peuvent coulisser l'un par rapport à l'autre pour être alternativement rapprochés et éloignés l'un de l'autre. Par exemple, le premier élément de support 30 est solidaire d'une partie de piston d'un vérin, tandis que le deuxième élément de support 40 est solidaire d'une partie de cylindre du vérin.

Sur la figure 1, les brosses 12A à 12D sont montées les unes à la suite des autres sur la surface cylindrique de la partie de piston 30 et sont maintenues par une bague de butée axiale 31. L'élément propulseur 14 est quant à lui maintenu contre cette bague par une autre bague de butée axiale ou un épaulement 32. Les brosses et l'élément propulseur de l'autre ensemble brossant sont montés de la même manière sur le corps 40 formant le cylindre du vérin 40'. A l'extrémité de ce dernier, ils sont maintenus par une rondelle de butée 41 qui est pourvue d'un système de préhension 42 (anneau, tête en champignon...).

Les figures 6 et 7 montrent une variante de réalisation du système de préhension 42, qui comporte une tige 42A et un anneau 42B. En fait, l'ensemble brossant 20 est prolongé par la tige 42A dont l'extrémité est équipée de l'anneau 42B, qui peut aussi se présenter sous la forme d'une boule, qui dépasse hors de la deuxième extrémité 1B du tube 1 lorsque l'ensemble brossant 20 parvient au voisinage de cette extrémité, ce qui permet la préhension des ensembles brossants 20 devant être tirés ou repoussés dans le tube 1 sans avoir à introduire les mains dans le tube 1.

Le dispositif peut être engagé dans le tube en étant manipulé par un manche 33 situé à l'extrémité de l'ensemble brossant 10 opposée à l'ensemble brossant 20. Une fois le dispositif engagé dans le tube, on peut réaliser une étape de brossage et de progression des ensembles brossants vers la deuxième extrémité 1 B du tube de la manière indiquée précédemment.

A l'issue de cette étape, le premier ensemble brossant (en l'espèce l'ensemble 20) parvient à la deuxième extrémité 1 B du tube. On peut alors brosser à nouveau le tube en faisant progresser le dispositif en sens inverse. Pour cela, on extrait les deux ensembles brossants 10 et 20 du tube et on les réintroduit dans ce dernier par la deuxième extrémité 1 B de telle sorte que les moyens de brossage coopèrent avec la périphérie interne du tube et que les deux éléments propulseurs coopèrent avec cette périphérie interne en étant fléchis axialement vers la deuxième extrémité 1 B du tube. On réalise ensuite une étape de brossage et de progression des ensembles brossants vers la première extrémité du tube en éloignant et en rapprochant alternativement les ensembles brossants l'un de l'autre. Par ces mouvements d'éloignement et de rapprochement, le dispositif progressera vers l'entrée 1A du tube puisque les concavités des éléments propulseurs sont, cette fois, tournées vers la sortie 1 B.

Lorsque le dispositif parvient à la sortie 1 B du tube après la première étape de brossage et de progression, la partie d'extrémité 42 est accessible et, parfois, l'ensemble brossant 20 émerge du tube ou se trouve dans une chambre de plus grand diamètre. Même si l'on continue les mouvements d'éloignement et de rapprochement, l'ensemble brossant 10 ne progresse plus vers la sortie car l'ensemble brossant 20 ne prend plus appui sur la périphérie interne du tube. Pour extraire le dispositif du tube, il est donc nécessaire de tirer sur l'extrémité de préhension 42, par exemple à l'aide d'une corde.

Lorsque l'extraction est complète, on peut alors réintroduire l'ensemble de la manière précédemment évoquée.

De préférence, on prévoit une liaison rotative entre le système de support des ensembles brossants 10, 20 et les moyens (conduit 50 ou gaine 66 et câble 64) pour commander le déplacement alternatif des ensembles brossants l'un par rapport à l'autre. Ainsi, le manche 33 est équipé d'un raccord tournant 33' étanche à l'air comprimé qui permet au conduit 50 d'être entraîné en rotation en même temps que l'ensemble brossant 10.

Le vérin utilisé pour entraîner le déplacement des éléments brossants 10 et 20 peut être un vérin à fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé. Dans ce cas, la commande du vérin comporte des moyens d'alimentation en fluide sous pression et des moyens d'échappement de ce fluide eux-mêmes commandés de manière à alternativement solliciter le piston dans ses deux sens de déplacement.

On a ainsi représenté sur la figure 1 une conduite d'air comprimé 50. Le fonctionnement du dispositif peut être arrêté par une vanne d'arrêt 55B bloquant la circulation d'air comprimé. Par exemple, lorsque le dispositif sert à nettoyer des bouches à feu équipées d'un compresseur, on peut utiliser l'air comprimé délivré par ce compresseur pour actionner le vérin.

Sur la figure 5, les ensembles brossants 10 et 20 sont indiqués en traits mixtes interrompus. Ils sont respectivement solidaires du piston 30 et du corps 40 contenant le de cylindre du vérin 40'. Les conduites 51 et 52 servant respectivement à l'alimentation en fluide sous pression et à l'échappement de fluide sont indiquées.

Les moyens de commande du vérin comprennent une vanne 54 à deux positions et deux chambres de commande respectivement 56 et 58, disposées des deux côtés du piston.

Dans la première position de la vanne 54 représentée sur la figure 5, la conduite d'alimentation 51 est reliée à la chambre 56, tandis que la conduite d'échappement 52 est reliée à la chambre 58, de sorte que le piston est poussé à l'intérieur du cylindre. Dans l'autre position de la vanne, la situation est inversée et le piston est commandé de manière à sortir du cylindre.

La vanne 54 est par exemple commandée par du fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, à l'encontre de moyens de rappel.

Avantageusement, cette vanne 54 est directement disposée à l'intérieur du corps du vérin, On peut choisir une vanne réalisée de manière à inverser automatiquement l'alimentation et l'échappement d'air à chaque fin de course du piston du vérin, auquel cas un seul conduit de commande 51, servant à l'alimentation d'air comprimé est nécessaire.

Les figures 6 à 8 montrent en détails une variante de réalisation de la vanne 54, numérotée 154 sur ces trois figures.

Dans cette variante, l'échappement en fluide comporte deux conduites d'échappement 52A et 52B susceptibles d'être respectivement reliées aux chambres 58 et 56. Les deux conduites d'échappement 52A et 52B traversent le piston 30 et sa tige pour déboucher à l'air libre sur la face arrière de l'ensemble brossant 10.

L'air comprimé provenant d'un compresseur passe par un système de traitement d'air 53 comportant une vanne d'isolement 55A. La conduite d'air comprimé 50, destinée à alimenter alternativement les deux chambres 56 et 58, est connectée entre la vanne d'isolement 55A et la vanne d'arrêt 55B de type ouvert-fermé qui est solidaire du manche 33. Cette vanne d'arrêt 55B est actionnée manuellement à l'entrée du tube 1A, lors d'une introduction ou d'une extraction des ensembles brossants 10 et 20 et permet d'enclencher ou d'arrêter le mouvement du piston.

Afin de pouvoir conserver le système de traitement d'air 53 hors du tube 1, la conduite d'air comprimé 50 est de longueur suffisante pour suivre les ensembles brossants 10 et 20, sur toute la longueur du tube.

Lorsque la vanne d'arrêt 55B est en position ouverte, l'air comprimé circule à l'intérieur du manche 33, puis dans la conduite d'alimentation 51 par l'intermédiaire du raccord tournant 33'.

Comme représenté sur les figures 6 à 8, la conduite d'alimentation 51 débouche dans un alésage 63 formé dans le piston 30. Un tiroir 67 préférentiellement cylindrique, comportant deux compartiments 67A et 67B, coulisse dans l'alésage 63 entre deux positions stables par rapport au piston, de manière à diriger successivement l'air comprimé dans les deux chambres 56 et 58 suivant sa position.

Dans une première position stable du tiroir, représentée sur la figure 6, correspondant à l'alimentation de la chambre 58, le conduit d'alimentation 51 est relié au compartiment 67A, alors que la chambre 56 est reliée à l'échappement par connexion du compartiment 67B avec le conduit d'échappement 52B. Dans cette position, le tiroir 67 dépasse du piston 30 dans la chambre 56 et le conduit d'échappement 52A est inutilisé. A contrario, dans une deuxième position stable du tiroir, représenté sur la figure 7, correspondant à l'alimentation de la chambre 56, le conduit d'alimentation 51 est cette fois relié au compartiment 67B, alors que la chambre 58 est reliée à l'échappement par connexion du compartiment 67A avec le conduit d'échappement 52A. Dans cette position, le tiroir 67 dépasse du piston 30 dans la chambre 58 et le conduit d'échappement 52B est inutilisé.

Avantageusement, ladite vanne 154 comporte des moyens pour solliciter le déplacement dudit tiroir 67 comportant des premiers moyens de butée formés sur ledit tiroir 67 et des deuxième moyens de butée formés dans chacune des chambres 56 et 58 aptes à coopérer avec lesdits premiers moyens de butée.

La figure 8 représente le tiroir 67 et les moyens de butée en détails au moment du passage de la position de la figure 7 à celle de la figure 6. A chaque fin de course du piston 30, le tiroir 67 change automatiquement de position en butant alternativement contre des parois 40A et 40B formées respectivement dans les chambres 58 et 56 dans le cylindre 40'. Le changement de position, ainsi que le maintien dans une des deux positions stables, est accentué par la pression d'air qui s'exerce alternativement sur des parois 69A et 69'A, respectivement 69B et 69'B, formées à l'extrémité et dans le fond du compartiment 67A, respectivement 67B.

Pour limiter la course du tiroir 67 pendant un changement de position, un arrêt en translation est arrangé à l'extrémité de chacun des compartiments 67A et 67B. Ainsi, le tiroir 67 ne peut pas sortir hors de l'alésage 63 et les conduites d'alimentation 51 et d'échappement 52A ou 52B arrivent toujours en face des connexions du compartiment ad hoc. Ces deux arrêts peuvent être réalisés avec un anneau 71A, respectivement 71 B, disposé en périphérie de l'extrémité du compartiment 67A, respectivement 67B, de manière à dépasser radialement du compartiment 67A, respectivement 67B, et être apte à venir en contact contre un épaulement 73A, respectivement 73B, pratiqué dans le piston 30 dans la chambre 58, respectivement 56.

Pour améliorer le déplacement du tiroir 67 dans l'alésage 63, on choisit préférentiellement de le fabriquer en polyoxyméthylène homopolymère (POM H), par exemple du type commercialisé sous la marque DELRIN. L'utilisation de ce matériau permet de diminuer les frottements et l'inertie, de manière à réduire l'effort de déplacement du tiroir 67.

En outre, on veille à réduire au minimum la course du tiroir 67, en la limitant préférentiellement à 6 mm.

Pour assurer l'étanchéité entre les conduites d'alimentation et d'échappement 51, 52A et 52B, le tiroir 67 présente des joints toriques 68. Pour limiter les frottements entre les joints toriques 68 et la paroi de l'alésage 63, cette dernière présente des gorges 70 de manière à limiter le contact entre lesdits joints toriques 68 et ladite paroi. Ces gorges 70 sont situées dans des zones dans lesquelles, pour une position donnée du tiroir 67, l'étanchéité n'est momentanément pas nécessaire.

Ainsi, au moment où le tiroir 67 bute sur le fond 40A de la chambre 58, la chambre 58 commence à être mise en pression en étant progressivement reliée à la conduite 51, comme représenté sur la figure 8, et la chambre 56 commence à être mise à l'échappement en étant progressivement reliée à la conduite 52B. Lorsque le tiroir 67 arrive en butée, la plupart, ou l'intégralité, des joints 68 ne sont pas en contact étanche avec l'alésage 63, de sorte que le frottement du tiroir 67 dans l'alésage 63 est très faible et le déplacement dans le sens F1 initié par la venue en butée se poursuit par un effet dynamique jusqu'à ce que le tiroir 67 parvienne dans sa position stable de la figure 6.

Pour augmenter l'efficacité du nettoyage du tube 1, le dispositif est avantageusement équipé d'un système de projection de liquide représenté sur les figures 6 et 7.

Ce système formé dans la partie avant du dispositif au-delà du premier ensemble brossant 20, comprend un réservoir 72 situé dans l'élément de support 40. Le réservoir 72 est relié à un orifice de remplissage 74 débouchant en périphérie à l'extrémité cylindrique libre 75 de l'élément de support 40 qui permet de remplir le réservoir 72 avec du liquide 76 (lubrifiant, nettoyant...) à l'aide d'un doseur par exemple, contenant la quantité suffisante pour effectuer un nettoyage du tube 1. Cette quantité est déterminée pour que le nettoyage du tube 1 soit complet et que le réservoir 72 soit entièrement vide à la fin du nettoyage pour éviter des projections intempestives du liquide 76. Le réservoir 72 étant entraîné en rotation lorsque l'élément de support 40 tourne dans l'hélice formée dans le tube par exemple, il est nécessaire de pouvoir obturer l'orifice de remplissage 74 par un bouchon 78.

Pour la projection pulsée du liquide 76 contenu dans le réservoir 72, celui-ci est relié à la périphérie 75 de l'élément brossant 20 par des moyens de projection.

Ces moyens comprennent une conduite qui relie à l'intérieur du réservoir 72 à au moins une sortie de fluide 80 et des gicleurs 82. Un tuyau 84 permet de relier ladite conduite au liquide 76. Les gicleurs 82 peuvent être obturés par un bouchon 86, lors du remplissage ou après utilisation pour éviter la vaporisation du liquide 76. La présence des deux bouchons 76 et 78 permet d'utiliser le dispositif de nettoyage sans projection. La figure 7 représente cette configuration du dispositif de nettoyage avec le réservoir 72 vide.

En l'espèce les bouchons 78 et 86 sont des bagues qui peuvent coulisser sur l'extrémité cylindrique 75. On peut envisager qu'une seule et même bague pourrait remplacer les bagues 78 et 86, obturant alternativement l'orifice de remplissage 74 et/ou les gicleurs 82.

Le tuyau 84 est formé à partir d'un matériau souple, de préférence en élastomère fluocarboné FPM. Avantageusement, l'extrémité du tuyau 84 qui trempe dans le liquide 76 reste sensiblement fixe en rotation, malgré la rotation du réservoir 72. Pour cela, cette extrémité 72 est alourdie par une masselotte 85. La souplesse du tuyau 84 employé, combinée à la présence de la masselotte 85, permet au tuyau 84 de rester dans le fond du réservoir pendant la rotation de ce dernier avec l'ensemble brossant 20.

Le dispositif est inséré dans le tube à nettoyer de préférence légèrement incliné (par exemple d'un angle égal à 4 ) par rapport à l'horizontale, afin de permettre son accès à hauteur d'homme pour effectuer son nettoyage. Ainsi, l'entrée 1A est plus basse que la sortie 1B du tube 1 et le réservoir 72 est lui aussi légèrement incliné, ce qui entraîne l'inclinaison du liquide 76. Dès lors, même en fin d'utilisation, lorsqu'il reste très peu de liquide 76, le tuyau 84 reste au contact avec celui-ci.

Comme représenté sur la figure 8, le réservoir 72 est partiellement rempli avec le liquide 76 maintenu sous pression par prélèvement d'air comprimé dans la chambre 58. Une soupape 88, tarée à l'aide d'un ressort 90, est disposée entre la chambre 58 et le réservoir 72. Si le vérin fonctionne sous une pression de 5 bars, on peut par exemple pré-régler l'ouverture de la soupape à 4 bars. Dès lors, le tuyau est constamment alimenté avec le liquide 76, de sorte que le liquide 76 est projeté alternativement par les gicleurs 82 sur la paroi interne du tube 1 par des jets qui suivent la rotation de l'ensemble brossant 20.

La moitié du temps d'utilisation, la chambre 58 n'est pas alimentée en pression, mais est en phase d'échappement. Toutefois, la pression dans le réservoir 72 reste suffisante pour entraîner la projection pulsée du liquide 76 pendant cette phase, jusqu'à ce que la chambre 58 soit à nouveau sous pression.

La figure 9 montre une variante pour le montage et le déplacement des deux ensembles brossants 10 et 20 l'un par rapport à l'autre. Ils sont montés sur deux platines de support, respectivement 35 et 45. Les moyens de commande du déplacement comprennent un moteur 60, par exemple un moteur électrique, et des moyens de transmission du mouvement. Ces moyens comprennent par exemple une bielle 62 qui est entraînée par le moteur pour transmettre un mouvement linéaire alternatif à un câble 64. Ce câble est disposé dans une gaine 66 à l'extrémité de laquelle est montée la platine 35. Cette gaine 66 est flexible tout en étant suffisamment rigide pour n'avoir pas tendance à se déformer axialement en se tassant sur elle-même.

La partie d'extrémité 64A du câble 64 est fixée à la platine 45. La platine 35 étant maintenue par la gaine 66, on comprend que les mouvements axiaux du câble 64 générés par la bielle 62 ont tendance à alternativement rapprocher et éloigner l'un de l'autre les deux éléments de support que constituent les platines 35 et 45. Avec cette variante, on peut choisir une gaine 66 suffisamment longue pour que le moteur 60 puisse rester à l'extérieur du tube pendant le nettoyage de ce dernier. On pourrait également, pour le nettoyage de tubes de dimensions suffisamment grandes, utiliser un moteur "embarqué", fixé à la platine 35, ce moteur étant pourvu d'une alimentation également embarquée ou étant raccordé à une alimentation extérieure par un câble souple.

Sur les figures 1 à 4, on a représenté les deux éléments propulseurs 14 et 24 disposés entre les moyens de brossage 12 et 22. Ceci est un exemple de réalisation, mais l'on pourrait bien entendu choisir une autre disposition, par exemple en disposant l'élément propulseur 24 contre la rondelle 41, c'est-à-dire à l'extrémité de l'ensemble brossant 20 qui est opposée à l'ensemble brossant 10.

Par exemple, pour le nettoyage d'un tube de diamètre intérieur de 155 mm, pourvu de rainures hélicoïdales portant ses dimensions diamétrales au fond des rainures à 158 mm, et dont la longueur est de l'ordre de 6 à 10 m, on peut utiliser un dispositif comprenant, pour chaque ensemble de brossage, trois ou quatre éléments de brossage, respectivement en Nylon, en laiton et en bronze. Comme élément propulseur, on peut choisir deux disques en polyamide de diamètre égal à 160 mm, en élastomère tel que du Viton d'une épaisseur de 5 mm. On peut également choisir un disque propulseur formé par une brosse de diamètre de 164 mm, d'épaisseur de 16 mm et dont les poils en polyamide présentent un diamètre de 1 mm.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de nettoyage d'un tube, comprenant deux ensembles brossants (10, 20) analogues comprenant, chacun, des moyens de brossage (12, 22) aptes à coopérer avec la périphérie interne du tube et un élément propulseur (14, 24), pour déplacer lesdits moyens de brossage dans le tube, des moyens (50, 54, 30, 40, 40' ; 60, 62, 64, 66, 35, 45 ; 154) pour alternativement éloigner et rapprocher axialement les ensembles brossants (10, 20) l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que ledit élément propulseur (14, 24) est susceptible de coopérer avec ladite périphérie interne en étant fléchi selon la direction axiale (D) du tube et en ce que lesdits ensembles brossants (10, 20) sont montés sur un système de support (33, 30, 40 ; 35, 45) afin que les moyens de brossage (12) d'un ensemble brossant (10) puissent tourner librement par rapport aux moyens de brossage (22) de l'autre ensemble brossant (20), de telle sorte que chacun des moyens de brossage (12, 22) puisse nettoyer des stries hélicoïdales formées dans la périphérie interne dudit tube en progressant chacun dans l'hélice desdites stries.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément propulseur comprend une plaque (14, 24), apte à être déformée perpendiculairement à son plan.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément propulseur comprend une plaque en forme de disque (14, 24).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque élément propulseur (14, 24) comprend un élément brossant.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un premier élément de support (30, 35) sur lequel est monté l'un (10) des ensembles brossants et un deuxième élément de support (40, 45) sur lequel est monté l'autre ensemble brossant (20), ainsi que des moyens (51, 55B, 54, 56, 58 ; 60, 62, 64, 66 ; 154) pour faire coulisser lesdits éléments de support l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale (D), en les rapprochant et en les éloignant alternativement l'un de l'autre.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier et le deuxième élément de support (30, 40) sont respectivement solidaires d'une partie de piston et d'une partie de cylindre d'un vérin.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le vérin (30, 40') est un vérin à fluide sous pression et comporte un corps muni de moyens (54 ; 154) pour alternativement relier des chambres (56, 58) de commande du déplacement de la partie de piston (30) à une alimentation en fluide (51) et à un échappement de fluide (52, 52A, 52B).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (54 ; 154) comportent une vanne apte à inverser automatiquement l'alimentation en fluide et l'échappement de fluide à chaque fin de course du piston (30) de sorte que le dispositif comporte un seul conduit de commande qui sert à l'alimentation en fluide.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite vanne (154) comporte un tiroir (67) apte à coulisser dans un alésage (63) formé dans le piston (30) du vérin.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit échappement de fluide comporte deux conduits d'échappement (52A, 52B), en ce que ledit tiroir comporte deux compartiments (67A, 67B) communiquant chacun respectivement avec chacune des deux chambres (56, 58) et en ce qu'en fonction de la position du tiroir (67), l'un desdits compartiments est relié à l'alimentation en fluide (51) et l'autre est relié à un des deux conduits d'échappement (52A, 52B).

11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que ladite vanne (154) comporte des moyens pour solliciter le déplacement dudit tiroir (67) comportant des premiers moyens de butée (69A, 69B) formés sur ledit tiroir (67) et des deuxième moyens de butée (40A, 40B) formés dans chacune des chambres (56, 58) aptes à coopérer avec lesdits premiers moyens de butée (69A, 69B).

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le système de support (33, 30, 40 ; 35, 45) est relié par une liaison rotative (33') aux moyens (50, 66, 64) pour commander le déplacement alternatif des ensembles brossants (10, 20) l'un par rapport à l'autre.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système de projection (72, 74, 78, 80, 82, 84, 85, 86) permettant de projeter un fluide (76) contre la périphérie interne du tube (1).

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit système de projection (72, 74, 78, 80, 82, 84, 85, 86) comporte un réservoir (72) ayant un orifice de remplissage (74) destiné au remplissage dudit réservoir (72) avec ledit fluide (76) et une sortie de fluide (80) pour projeter du fluide (76) contre la périphérie interne du tube (1).

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite sortie de fluide (80) comporte au moins un gicleur (82) disposé en périphérie d'une extrémité (75) de l'élément de support (20).

16. Dispositif selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que ladite sortie de fluide (80) est reliée à l'intérieur du réservoir (72) par l'intermédiaire d'un tuyau (84).

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit tuyau (84) comporte une masselotte (85) destinée à maintenir ledit tuyau (84) immergé dans le fluide (76).

18. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit système de projection (72, 74, 78, 80, 82, 84, 85, 86) comporte en outre une soupape (88) qui permet de relier une des deux chambres (58) audit réservoir (72) destinée "à mettre le fluide (76) sous pression.

19. Procédé pour nettoyer un tube (1) dans lequel on utilise deux ensembles brossants (10, 20) analogues, comprenant, chacun, des moyens de brossages (12, 22) et un élément propulseur (14, 24), on introduit successivement lesdits ensembles brossants (10, 20) dans le tube (1) par une première extrémité (1A) de ce dernier, de telle sorte que les moyens de brossage (12, 22) coopèrent avec la périphérie interne du tube (1), on déplace lesdits moyens de brossage (12, 22) et on réalise une étape de brossage et de progression des ensembles brossants (10, 20) vers la deuxième extrémité (113) du tube (1) en éloignant et en rapprochant alternativement les ensembles brossants (10, 20) l'un par rapport à l'autre (figures 2, 3, 4), caractérisé en ce que lors de l'introduction desdits ensembles brossants (10, 20) dans le tube (1), on fait en sorte que les deux éléments propulseurs coopèrent avec ladite périphérie interne en étant fléchis axialement vers la première extrémité (1A) du tube (1), et en ce que pour nettoyer des stries hélicoïdales formées dans la paroi interne dudit tube, on autorise les moyens de brossage (12) d'un ensemble brossant (10) à tourner librement par rapport aux moyens de brossage (22) de l'autre ensemble brossant (20).

20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que, lorsque le premier ensemble brossant (20) parvient à la deuxième extrémité (113) du tube (1), on extrait les deux ensembles brossants (10, 20) du tube, on réintroduit lesdits ensembles brossants dans le tube (1) par la deuxième extrémité (1 B) de ce dernier, de telle sorte que les moyens de brossage (12, 22) coopèrent avec la périphérie interne du tube et que les deux éléments propulseurs (14, 22) coopèrent avec ladite périphérie interne en étant fléchis axialement vers la deuxième extrémité (113) du tube, et on réalise une étape de brossage et de progression des ensembles brossants vers la première extrémité du tube en éloignant et en rapprochant alternativement les ensembles brossants l'un par rapport à l'autre.