Brevet FR2065637A1 — publié le 19710806

La présente invention a pour objet un dispositif de transfert d'échantillons irradiés en pile piscine, permettant de placer chaque échantillon dans une cartouche de transport ou "furet", et de faire passer le furet de la position qu'il occupe 5 au cours de son chargement à une conduite d'envoi en un emplacement qui peut être éloigné. Le problème du transfert d'échantillons depuis une pile piscine où ils ont été soumis à une irradiation neutronique jusqu'à un laboratoire, se pose fréquemment dans les Centres 10 d'Etudes Nucléaires. On utilise en général pour transporter l'échantillon un tube pneumatique dont la longueur peut atteindre un kilomètre. Ce mode de transport impose de placer l'échantillon avant envoi dans un furet de dimension appropriée, puis de déplacer ce furet depuis la position dans laquelle il reçoit 15 l'échantillon pour l'introduire dans la conduite de transport. Les opérations doivent s'effectuer, soit à une profondeur suffisante dans la masse d'eau de la pile piscine, soit sous un blindage de protection contre les rayonnements ionisants. L'invention vise à fournir un dispositif de transfert 20 d'échantillons irradiés répondant aux impératifs ci-dessus. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de transfert d'échantillons irradiés dans une pile piscine vers une conduite de transport, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend notamment : une hotte de protection contre les rayonnements plongeant au 25 moins partiellement dans la masse d'eau de la piscine et ouverte à sa partie inférieure ; un réceptacle ouvert à sa partie supérieure, de réception temporaire de l'échantillon à transférer, muni de moyens permettant de soulever l'échantillon hors du réceptacle ; une manche d'amenée d'un furet depuis l'extérieur de 30 la masse d'eau à l'intérieur de la hotte, mobile entre une première position où son débouché se place face au réceptacle et une seconde position ; et un potelet de réception et de transport associé à des moyens permettant de le déplacer entre une première position où il se trouve entre le débouché de la goulotte et le 35 réceptacle et une seconde position située au-dessus de l'entrée de la conduite de transport et muni d'un mécanisme de verrouillage permettant, soit de retenir l'échantillon dans le pot, soit de le lâcher dans la conduite de transport. 69 28445 2 2065637 L'invention se caractérise également par d'autres dispositions avantageusement utilisables en liaison avec les précédentes mais pouvant l'être indépendamment. Toutes ces dispositions apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un dispositif de transfert constituant un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est une vue très schématique en perspective de l'ensemble du dispositif, une fraction de la hotte n'étant pas représentée ; - la figure 2 est une vue en coupe suivant un plan vertical montrant le barillet d'alimentation en furets vides et ses organes annexes ; - la figure 3 est une vue de dessus de la Fig. 2, certains organes étant partiellement arrachés ; - la figure 4 montre, en coupe suivant un plan vertical, le potelet en position basse, ainsi que le réceptacle et ses organes annexes ; - la figure 5 montre, en coupe suivant le même plan que la Fig, 4, le réceptacle de réception temporaire d'échantillons et ses organes annex.es (le pot étant en position haute) ; - la figure 6 représente, en coupe suivant un plan vertical, le pot de réception en position haute et son mécanisme de transport ; - les figures 7 et 8 montrent très schématiquement la disposition et les déplacements des organes du dispositif au cours de*: deux phases successives de mise en oeuvre de celui-ci. Le dispositif représenté dans son ensemble en Fig. 1 peut être regardé comme constitué par une hotte 10 de protection biologique munie d'un mécanisme d'alimentation en furets, d'un dispositif de réception temporaire d'échantillons et de chargement des furets et d'un mécanisme de transfert des furets remplis vers le débouché d'une conduite de transfert 12 et de libération de ces furets. Ces diverses parties seront maintenant successivement décrites. La hotte 10 de protection biologique est constituée par une pièce tubulaire en plomb gainé de tôle en acier inoxydable, immergée dans la masse d'eau 14 de la piscine jusqu'à 69 28445 3 2065637 mi-hauteur. Cette hotte est ouverte à sa partie inférieure. A sa partie supérieure, qui fait saillie hors de niveau 16 de la surface libre, elle est fermée en fonctionnement par un tiroir obturateur 18 muni d'un hublot 20 en verre au plomb. La hotte est 5 avantageusement plus épaisse à sa partie supérieure qu'à sa partie inférieure où la protection assurée par la masse d'eau s'ajoute à celle qu'elle donne. On peut en particulier utiliser une hotte présentant la forme indiquée en Fig. 1, c'est-à-dire ayant une paroi externe cylindrique et dont l'épaisseur est cons-10 tante à la partie supérieure (au-dessus de la surface libre 16 de la masse d'eau 14) et diminue ensuite progressivement. En plus de sa fonction de protection, la hotte 10 supporte l'ensemble des autres mécanismes, soit directement, soit par l'intermédiaire de bretelles 22 et d'une virale 23 tronconique. 15 Le mécanisme d'alimentation en furets vides, repré senté en Fig. 1, 2, et 3, comprend un barillet 24 placé au-dessus de la hotte et pouvant, dans le cas de la Fig. 1, stocker six furets dans des alvéoles 26 prévus à cet effet. Les alvéoles 26 peuvent être successivement amenés, par rotation du barillet 14, 20 face à une manche de transport 28. Cette manche comprend une partie verticale montée rotative dans des colliers 30 fixés à la hotte 10 et une partie inférieure coudée, qui, par rotation de la manche, peut être amenée face à un réceptacle 32- de réception provisoire des échantillons, qui sera décrit plus loin. 25 Le barillet 24 illustré en Fig. 2 et 3 est muni d'un dispositif de distribution automatique des furets qui y sont contenus. Ce dispositif comprend, pour chaque alvéole, un verrou 34 qui empêche les furets 36 de tomber lorsqu'ils sont dans leur position normale, vers laquelle ils sont repoussés par des organes 30 élastiques non représentés. Un vérin 38 à commande pneumatique ou hydraulique, couplé par une liaison bielle-manivelle à un collier 40 fixé à la manche 28, permet de faire tourner celle-ci entre la position dans laquelle son débouché inférieur fait face au réceptacle 32 et une position où^elle en:'%st écartée, lin accouplement ' 35 à cliquet 42 et came 44 fait tourner le barillet 24 d'un sixième de tour, à chaque va-et-vient du vérin 38. Enfin, lorsque le barillet 24 achève une rotation d'un sixième de tour, une came excentrée 46 portée par l'extrémité supérieure de la manche 28 69 28445 4 2065637 repousse le verrou 34 correspondant pour laisser tomber le furet dans la manche 28 qui le guide vers le réceptacle. Le dispositif de réception temporaire d'échantillons et de chargement des furets, représenté en Fig. 4 et 5, comprend 5 le réceptacle 32 porté par un gousset 48 fixé à un .tube 50 solidarisé de la hotte 10 (Fig. 1 et 4). Dans le réceptacle 32 est ménagé un logement présentant une entrée évasée et dont le fond est pçrcé d'un passage 52. La forme évasée facilite l'entrée dans le réceptacle d'un•échantillon 54 à transférer. Dans le passage 10 52 se déplace une tige 56 solidaire du piston d'un vérin hydraulique ou pneumatique 58 également porté par le gousset 48. La tige 56 fait saillie sous le vérin et se termine par un bec. Lorsque le piston est en position extrême basse pour laquelle la partie supérieure de la tige est escamotée dans le réceptacle 15 (comme illustré en Fig. 4 et 5), ce bec ferme un premier rupteur 60. Lorsque la tige est en position extrême haute, (dans laquelle elle est représentée en traits mixtes sur la Fig. 4) elle ferme un second rupteur 62. Le rôle de ces rupteurs apparaîtra plus loin. Le réceptacle 32 du dispositif illustré en Fig. 4 et 5 est 20 encore muni d'un détecteur de présence-du furet, constitué par un contacteur électrique 64. Lorsque la tige '56 est en position basse, on peut introduire' à l'aide d'une perche à pince un échantillon 54 dans le réceptacle 32. Cet échantillon est chassé vers le haut lorsque 25 le vérin 58 est ensuite actionné à partir de sa position de repos. Le mécanisme de transfert du furet chargé, illustré en Fig. 4 -et 6, comprend un potelet de transport 66 et son mécanisme de commande. Le potelet 66 se présente sous forme d'un manchon ouvert à ses deux extrémités. Son extrémité basse est 30 normalement barrée par un obturateur 68 soumis à l'action d'un ressort 70. Son extrémité haute est munie de cliquets basculants 72 permettant à un furet 36 de descendre dans le potelet 66, mais l'empêchant ensuite de remonter. Le potelet de transport 66 est fixé à un manchon 74 35 qui coulisse et tourne librement sur le tube 50 et à une noix 76 d'entraînement. Cette noix 76 est vissée sur une tige filetée 78 qui est immobilisée en translation par des roulements 80 dans l'axe du tube 50 et entraînée en rotation par un moteur 69 28445 5 2065637 pneumatique réversible 82. La noix 76 est de plus retenue en rotation par l'engagement d'un tenon 84 qu'elle porte dans une fente longitudinale 86 du tube 50 de sorte que la mise en rotation de la tige provoque le déplacement vertical de la noix et du 5 potelet 66. Comme on le verra plus loin le potelet 66 doit tourner autour de l'axe du tube 50 lors de son déplacement longitudinal : ce résultat est atteint en donnant à une partie de la fente 86 une découpe oblique sur l'axe. Le tube 50 porte encore à son extrémité supérieure 10 un index 88 qui, lorsque la noix 76 arrive en position haute, entre en contact avec l'obturateur 68 et l'ouvre (Fig. 4), libé-rant ainsi le furet 36 qui tombe. Le mécanisme de transfert illustré en Fig. 6 comporte encore un système d'arrêt automatique du moteur 82 en fin de 15 course. Ce système comprend deux interrupteurs de fin de course 90 et 92. Ces interrupteurs sont actionnés par un ergot fixé à un écrou 94 vissé sur la partie supérieure de la tige 78, filetée avec un pas beaucoup plus court que la partie inférieure qui porte la noix 76. L'écrou 94 est immobilisé en rotation par les flancs 20 d'une fente 96 ménagée dans le tube 50 suivant une génératrice. Les pas des filetages et l'emplacement des interrupteurs 90 et 92 sont choisis de façon que l'interrupteur 90 s'ouvre lorsque le potelet 66 arrive dans sa position haute (Fig. 6-) et que l'interrupteur 92 s'ouvre lorsque le potelet 66 arrive dans sa position 25 basse. Le fonctionnement du dispositif sera maintenant sommairement décrit en se référant aux schémas des Fig. 7 et 8. Lorsque.le dispositif est en position de repos les pièces occupent la disposition illustrée en Fig. 7 : le potelet 30 66 est en position haute et la manche 2B est dans une orientation qui libère l'entrée du réceptacle 32. On peut alors introduire un échantillon irradié dans le réceptacle 32 (flèche "f0)» Pa^ exemple à l'aide d'une perche munie d'une pince. On met ensuite le dispositif en marche en met-35 tant sous tension électrique un circuit à asservissement, non représenté car il peut être classique. Ce circuit incorpore les interrupteurs 90 et 92, les rupteurs 60 et 62 et le contacteur 64. Une série de sécurités peuvent être prévues pour interdire le 69 28445 s 2065637 fonctionnement jusqu'à ce que une.autorisation ait été donnée par le laboratoire récepteur ou si l'activité de l'échantillon est trop élevée. La descente du potelet 66 porte-furet est commandée 5 par fermeture d'un interrupteur à ;commande manuelle qui ouvre 1'électro-vanne d*alimentation du moteur pneumatique 82 pour faire tourner celui-ci dans le sens indiqué par la flèche f.j (Fig. 7). Le manchon 74 et la noix 76 descendent. En même temps l'écrou 94 quitte l'interrupteur de fin de course 90 et se 10 déplace vers l'interrupteur 92. Il:atteint et ouvre celui-ci, provoquant l'arrêt du moteur 82, lorsque le potelet 66 arrive dans la position où il est illustré en Fig. 8. L'interrupteur de fin de course 92., eh même temps qu'il arrête le moteur 82, excite un relais de mise en action d'une électro-vanne (non représentée) 15 d'alimentation en air comprimé du vérin 38. Celui-ci fait intervenir le mécanisme d'alimentation en furets vides. Le vérin 38 se déploie et fait tourner la manche 28 (flèche fg)* amenant son débauché au droit du potelet de transport 66 et du réceptacle 32 alignés. - _ • 20 En fin de course de la manche 28, la came 46 repousse le verrou 34 et libère un furet 36 qui tombe dans le potelet 66 (flèche f^sur la Fig. 8). L'arrivéeJdu potelet est décelée par le contacteur de sécurité 64 qui'provoque l'alimentation de 1'électro-vanne (non représentée) d'alimentation du vérin pneuma-25 tique 38. Ce vérin se rétracte et ramène le manche dans sa position primitive (rotation eh sens inverse de la flèche fg). . En même temps le contacteur de sécurité 64 provoque, par l'intermédiaire du rupteur 62 alors fermé, la mise sous tension d'une électro-vanne (non représentée) de commande de 30 montée du piston du vérin pneumatique 58. La tige 56 de ce vérin monte en refoulant dans le furet l'échantillon (flèche f^ sur la Fig..8) jusqu'à ce qu'elle ouvre l'interrupteur 62 de fin de course. L'ouverture de l'interrupteur 62 provoque, par l'intermédiaire d'un relais non représenté, l'inversion du mouvement du 35 vérin 58 qui abandonne l'échantillon 32 dans le furet où il reste bloqué. Lorsque la tige du vérin 58 atteint de nouveau sa position basse, elle ouvre le rupteur 60 ; celui-ci coupe l'alimentation du vérin et provoque la mise sous tension de l'électro- 69 28445 7 2065637 vanne d'alimentation du moteur 82 dans le sens correspondant à la remontée du potelet 66 chargé du furet. Lorsque le potelet arrive en position haute, l'index de l'écrou 94 actionne l'interrupteur de fin de course haute 90 qui arrête le moteur 82. En même temps 5 l'index 88 refoule l'obturateur 68 qui laisse tomber le furet occupé par l'échantillon irradié dans l'entrée de la conduite 12 (Fig. 6). Il faut encore remarquer qu'il est possible d'insérer directement et manuellement des furets non occupés par un échan-10 tillon radioactif dans la conduite 12 par un trou 98 pratiqué dans le tiroir 18 : ce trou vient se placer face à l'entrée de la conduite 12 lorsque le tiroir est déplacé d'une distance convenable par rapport à sa position normale. Il va sans dire que l'invention ne se limite pas au 15 mode de réalisation qui a été représenté et décrit à titre d'exemple et que la portée du présent brevet s'étend aux variantes de tout ou partie des dispositions décrites restant dans le cadre des équivalences. 69 28445 B 2065637 REVENDICATIONS 1° Dispositif de transfert d'échantillons irradiés dans une pile piscine, vers une conduite de transport, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend : une hotte de protection contre 5 les rayonnements plongeant au moins partiellement dans la masse d'eau de la piscine et ouverte à sa partie inférieure ; un réceptacle ouvert à sa partie supérieure de réception temporaire de l'échantillon à transférer, muni de moyens permettant de soulever l'échantillon hors du réceptacle ; une manche d'amenée d'un furet 10 depuis un emplacement à l'intérieur de la masse d'eau jusqu'au dessous de la hotte, mobile entre une première position où son débouché se place face au réceptacle et une seconde position ; et un potelet de réception et de transport associé à des moyens permettant de le déplacer entre une première position où il se trouve 15 entre le débauché de la goulotte et le réceptacle et une seconde position située au-dessus de l'entrée de la conduite de transport et muni d'un mécanisme de verrouillage permettant, soit de retenir l'échantillon dans le pot ; soit de le lâcher dans la conduite de transport. 20 2° Dispositif de transfert suivant revendication 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à soulever l'échantillon hors du réceptacle sont constitués par un vérin dont le piston est-fixé à une tige mobile verticalement entre une position basse dans laquelle elle est placée au-dessous du réceptacle 25 et une position haute dans laquelle elle pénètre dans le réceptacle à travers un passage ménagé dans le fond de celui-ci et fait saillie au-dessus-de l'arête supérieure du réceptacle. 3° Dispositif de transfert suivant revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de déplacement du potelet sont 30 constitués par une noix vissée "sur une tige fixe en translation verticale et entraînée en rotation par un moteur réversible, 1 'orientation?.de ladite no'ix étant fixée par engagement d'un tenon qu'elle porte contre les flancs d'une fente longitudinale de guidage ménagée dans un tube fixe entourant la tige. 35 4n Dispositif de tranfert suivant revendication 3, caractérisé en ce que ladite fente présente au moins une partie inclinée sur l'axa de façon à fairs tourner le potelet autour de l'axe de la tige lorsqusil se déplace verticalement entre sa 69 28445 9 2065637 première et sa seconde position. 5° Dispositif de transfert suivant revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le tube porte à sa partie supérieure un index qui actionne un obturateur fermant l'extrémité inférieure 5 du potelet et libère le furet contenu dans ledit potelet lorsque celui-ci arrive dans sa seconde position. 6° Dispositif de transfert suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la manche d'amenée présente une partie verticale montée rotative sur la 10 hotte et une partie inférieure coudée et en ce qu'elle est munie de moyens moteurs permettant de la faire passer par rotation de la première position à la seconde. 7° Dispositif de transfert suivant revendication 6, caractérisé par un barillet de distribution des furets, comprenant une série d'alvéoles qui viennent successivement se placer 15 au-dessus de la partie verticale de la manche lors de la rotation du barillet et par des moyens permettant de libérer dans la manche le furet placé dans un alvéole du barillet lorsque la manche arrive dans sa première position.