Brevet FR2308852A1 — publié le 19761119

La présente invention concerne les dispositifs de levage destinés à la manutention de tuyaux constituant des éléments de pipe-line sous marins. On sait que les éléments de pipe-line destinés à dtre immergés sont constitués de tubes en acier de longueurs standard correspondant généralement à quarante ou å quatre-vingts pieds, lesquels tubes sont lestés par un enro bage de béton sur la quasi totalité de leur longueur, cet enrobage laissant chacune des extrémités du tube libre sur une certaine longueur afin de permettre la liaison par soudure des éléments au fur et à mesure du montage du pipe-line. Les moyens de préhension et de levage habituellement utilisés, tels que les sangles ou chaines, ou les dispositifs du type "pinces articulées" nécessitent un stockage des tubes dans la cale du navire en respectant un certain écartement pour en assurer la mise en place sur l'élément de tube à soulever.La capacité de transport étant limitée par la largeur du navire d'une part et d'autre part le stockage en hauteur ne pouvant excéder quatre nappes de tuyaux afin d'éviter la détérioration de l'enrobage, ceux-ci sont disposés d'une façon Jointive afin d'obtenir le coefficient de remplissage maximum. Le dispositif, suivant l'invention, permet la mise en place et l'enlève ment automatique des moyens de levage sans aucune intervention manuelle depuis la prise en charge de chaque élément de pipe-line dans la cale du navire transporteur, son transfert et sa dépose sur le pont du navire assurant l'assemblage et l'immersion du pipe-line, l'ensemble de ces opérations étant effectué à partir de la seule source d'énergie fournie par la force de traction exercée par les ctbles de l'engin de levage utilisé. Le dispositif, objet de l'invention, consiste dans un palonnier dont 'chaque extrémité comporte un ensemble hydraulique ou poownatique commandé par la force de traction des câbles de levage reliant le crochet de la grue ou du pont roulant aux extrémités du dit palonnier ou par un accumulateur de pression incorporé à la structure de la poutre constituant le palonnier.Chacun de ces ensembles comprend un vérin pompe dont la tige est manoeuvrée par le cible de traction, lequel vérin est en liaison au moyen d'un distributeur et d'un jeu d'accumulateurs de pression avec un vérin de commande dont l'ex- trémité de la tige supporte une sangle ou un manchon venant se positionner sur 11 extrémité libre du tube à soulever ou se dégager de celle-ci à la prise en charge ou à la dépose du tube, sous l'action d'un doigt ou palpeur venant en contact avec la génératrice supérieure du dit tube. Leas dessins annexés illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation du dispositif conformes à la présente invention. Dans ceux-ci - la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un palonnier destiné au relevage d'un tube de quatre vingts pieds, - la figure 2 représente une vue simplifiée de l'installation de la commande des sangles en bout de poutre, lesquelles sangles sont en position de relevage du tuyau, - la figure 3 représente une vue en bout de la sangle, - la figure 3 bis représente un détail de la composition de la sangle, - la figure 4 représente une vue simplifiée de l'installation de la commande des sangles en bout de poutre, les ditEs sangles étant dégagées de ltextrémité du tuyau, - la figure 5 représente une vue en bout de la poutre montrant les dispositifs de centrage sur le tuyau et le dispositif de déclenchement du circuit de commande, - la figure 6 représente le schéma d'une installation de commande hydraulique, - la figure 7 représente le schéma d'une installation de commande pneumatique, - la figure 8 représente le schéma d'une variante d'installation pneumatique. Tel qu'il est représenté en figure 1, le palonnier est constitué d'une poutre 1 réalisée en mécano-soudure selon un caisson de dimensions déterminées pour lui assurer une bonne résistance mécanique, laquelle poutre peut être monobloc ou constituée de deux ou de trois éléments selon la longueur du tuyau à soulever. C'est ainsi qu'elle peut comprendre une partie centrale dite passive la et une partie active 1b à chaque extrémité. Le palonnier est supporté à chacune de ses extrémités par un cable 2.En sa partie inférieure et à une certaine distance de son extrémité la poutre comporte un berceau 3 en forme de Vé, inversé lui permettant de venir en appui sur la partie enrobée du tuyau sans toucher aux tuyaux contigus. Chaquéxtrémité est équipée de deux glissières latérales 4 dans lesquelles coulisse une traverse 5 sur les extrémités de laquelle aboutissent les parties terminales d'une sangle 6. Afin que celle-ci ne se referme en partie basse, elle est constituée d'une bande souple telle qu'une tresse de fils métalliques ou de textile associée à une lame de ressort 7 de faible épaisseur imposant à la dite sangle la forme d'un berceau demi-circulaire d'un diamètre légèrement supérieur à celui de l'extrémité libre du tuyau. Le coulissement de la traverse 5 est déterminé par un vérin de commande 8 relié par un circuit de tuyauteries hydrauliques à un vérin pompe 9 par l'intermédiaire d'un distributeur 10 et d'un groupe d'accumulateurs haute pression 11 et basse pression 12, lequel circuit comporte les sectionnements de sécurité et de fonctionnement propres aux installations de ce genre, tels que soupapes, clapets anti-retour, etc ...Le distributeur 10 du type à tiroir est commandé par une came 13 montée sur un axe 14, lequel porte également une roue crantée 15 entrainée selon la flèche fi par un cliquet 16 articulé sur un bras 17 monté oscillant sur l'axe 14, les oscillations du dit bras pouvant s'effectuer de part et d'autre de l'axe vertical xy selon une valeur d'au moins 450 par entrainement au moyen d'un bras 18 solidaire de la tige du vérin pompe 9. A l'extrémité de cette tige est monté un réa 19 sur lequel court le cabale de traction 2 dont l'extrémité est amarrée en un point fixe 20 de la poutre, le dit ctble passant ensuite sur un réa 21 monté sur un axe fixe 22 situé en extrémité de la poutre. Un cliquet antiretour 23 mont-é sur la poutre maintient l'ensemble roue crantée 15 et came 13 en position pendant la course retour de la tige du vérin pompe. Sous l'effet de la force de traction du câble 2 pour soulever le palonnier le réa 19 et par suite la tige du vérin 9 dont il est solidaire se déplacent en translation suivant la flèche f2. L'huile contenue dans le cylindre est refoulée å travers un clapet anti-retour vers l'accumulateur haute pression 11. La came 13 entrainée par le déplacement de la tige du vérin subit une rotation d'un quart de tour et agit sur le distributeur 10, lequel pré-sélectionne les circuits entre les accumulateurs 11 et 12 et le vérin de commande 8. Le palonnier se centre sur le tuyau à manutentionner au moyen des deux berceaux 3 ; un doigt de déclenchement ou palpeur 24 placé dans l'axe de la poutre, en sa partie inférieure et situé sur le circuit reliant l'accumulateur haute pression 11 au distributeur 10 ouvre alors le dit circuit alimentant le vérin de commande 8 provoquant la rentrée de sa tige jusqu'à ce que les sangles 6 viennent en butée sur les épaulements formés par l'enrobage de béton. Le vérin 8 s'immobilise. Pendant la rentrée du vérin 8, la tige du vérin pompe 9 est ressortie sous la poussée de l'huile en provenance de l'accumulateur basse pression 12. il est alors procédé au relevage du palonnier et du tuyau. La tension des cabales 2 provoque à nouveau le retrait de la tige du vérin pompe, refoulant l'huile qui y est contenue vers l'accwmilateur haute pression li ; la came 13 effectue une nouvelle rotation d'un quart de tour. Au moment de la dépose du tuyau sur le pont du navire, le doigt d'enclenchement 24 provoque l'admission de l'huile sur le distributeur et la sortie de la tige du cylindre de commande plaçant ainsi les sangles en dehors des extrémités du tuyau. Comme il va de soi l'invention ne se limite aucunement au mode de réali sationXde ses différentes parties spécialement indiquées, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes possibles à condition que les modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications. C'est ainsi que, par exemple, l'ensemble de la came 13 et du distributeur à tiroir 10 peut dtre remplacé par un distributeur rotatif : de mdme la commande en translation des sangles peut etre obtenue par un moteur hydraulique agissant sur un dispositif de transformation de mouvement du type connu tel que pignon crémaillère par exemple. D'autre part, le moyen de préhension de chaque extrémité du tuyau peut dtre un manchon d'alésage cylindrique , s'emboitant avec le jeu nécessaire sur l'extrémité libre du tuyau. Selon l'importance de la charge à soulever, les cibles de traction peuvent etre doublés (figure 4). D'autres variantes de réalisation sont illustrées par les figures 7 et 8. La figure 7 représente une installation de commande à air comprimé. Le vérin pompe 26 également actionné par la force de traction des câbles de levage 2 comporte un ressort de rappel 27 se substituant à l'action de l'accumulateur basse pression de l'installation hydraulique précédente. La figure 8 représente une autre installation de commande pneumatique dans laquelle une partie du caisson constitué par la poutre du palonnier réalise une réserve d'air comprimé 28, la commande du distributeur pouvant dans ce cas s'effectuer manuellement. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé pour le levage de tous objets de grande longueur tels que tuyaux, poteaux ou autres stockés dans des endroits difficilement accessibles, cales de navires, fosses ou tranchées. Une application particulièrement intéressante peut Qtre faite à la manutention de tuyaux constituant les éléments de pipe-line sous-marins sur les lieux de leur utilisation. - REVENDICATIONS 1.- Palonnier destiné à la manutention d'objets de grande longueur et plus particulièrement de tuyaux métalliques enrobés de béton constituant les éléments d'un pipe-line sous-marin comportant à chacune de ses extrémités un dispositif de commande de mise en place ou de retrait des organes de préhension, caractérisé en ce que le dit dispositif est un vérin ou un moteur hydraulique assurant une translation longitudinale alternée des dits organes de préhension, l'énergie nécessaire au dit vérin ou moteur hydraulique étant stockée dans un ou des accumulateurs de pression annexés ou incorporés à la poutre formant palonnier, laquelle énergie est prélevée sur la force de traction exercée par le ou les cibles de levage agissant sur un vérin pompe. 2.- Palonnier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il-est constitué d'une poutre réalisée selon un caisson monobloc ou selon un assemblage de deux ou trois éléments de caisson, laquelle poutre comporte à chacune de ses extrémités l'ensemble des vérin ou moteur hydraulique,de commande, accumulateurs de pression, tuyauteries et accessoires d'asservissement. 3.- Palonnier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin ou le moteur hydraulique de commande est en liaison au moyen d'un distributeur à tiroir ou rotatif pré-sélectionnant les circuits, avec deux accumulateurs de pression hydraulique haute pression et basse pression eux-m#mes en liaison avec un vérin pompe dont l'enfoncement de la tige est provoqué par la mise en tension du ou des cables de levage s'enroulant sur un réa porté par l'extrémité de la dite tige, la course retour de laquelle est assurée par l'accumulateur basse pression. 4.- Palonnier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin de commande est en liaison au moyen d'un distributeur à tiroir ou rotatif, pré-sélectionnant les circuits avec un accumulateur de pression pneumatique, lui-m#me en liaison avec un vérin pompe dont l'enfoncement de la tige est provoqué par la mise en tension du ou des câbles de levage s'enroulant sur un réa porté par l'extrémité de la dite tige la course retour de laquelle est assurée par un ressort de rappel. 5.- Palonnier selon les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que le distributeur est commandé par les déplacements alternatifs de la tige du vérin pompe. 6.- Palonnier selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le vérin de commande est en liaison au moyen d'un distributeur avec un réservoir d'air comprimé incorporé dans la structure de la poutre. 7.- Palonnier selon les revendications 3 ou 4 ou 6, caractérisé en ce que la fermeture du circuit de liaison entre le vérin ou le moteur hydraulique de commande et l'accumulateur de pression est obtenue par un dispositif de déclenchement situé sous la partie inférieure de la poutre et dans l'axe de deux vés de centrage soudés sous celle-ci, lequel dispositif est du type à tiroir dont la tige s'enfonce lors de la mise en appui du palonnier sur la charge à manutentionner. 8.- P#lonnier selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque organe de préhension monté sur une traverse coulissante dans deux glissières latérales en liaison avec le vérin ou le moteur hydraulique de commande est une sangle composée d'une bande souple de fils métalliques ou de textile associée à une lame de ressort de faible épaisseur imposant à la dite sangle au repos la forme d'un berceau demi-circulaire d'un diamètre légèrement supérieur à celui de l'extrémité de la pièce à manutentionner, les parties terminales de la sangle aboutissant aux extrémités de la traverse coulissante. 9.- Palonnier selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque organe de préhension est un manchon cylindrique s'emboitant avec le jeu nécessaire sur liextrémité de la pièce à manutentionner.