Brevet FR2353478A1 — publié le 19771230

La présente invention est relative à un dispositif de manutention de charges entre deux supports dont l'un au moins est flottant, e'est-à-dire animé de mouvements verticaux par rapport à l'autre. Le problème du transfert de charges entre deux supports en mouvement l'un par rapport à l'autre a pria récemment une impor- tance particulière avec 1 intensification dos travaux de recher- ches et d'exploitation du pétrole on pleine Ber, et en particulier sur des Bers agitées. Une installation de forage, par exemple zur une plateforme flottante ou posée sur le fond,doit être ravi taillée en matériel tel que des tubes à l'aide de bateaux ravitailleure de petit tonnage. Si la mer est forte, le mouvement relatif de la plateforme et du ravitailleur peut atteindre et dépasser des amplitudes de 6 mètres et des vitesses de 2 mètres par seconde.Il n'existe pas actuellement de moyens d'opérer le transfert de chargea du ravitailleur à la plateforme ou inversesent dans des conditions au ssi sévères et même lorsque la Ber est nettement moins agitée, si bien qu'il est fréquent de voir des travaux interrompus par une période de mauvais temps prolongé. Lorsque la mer est plus calme, le mouvement relatif de la plateforme et du ravitailleur a pour conséquence que le transfert d'une charge de l'une à l'autre présente des difficultés. Plus précisément, si om suppose , pour simplifier, qu'on veuille enlever une charge placée sur le ravitailleur à l'aide d1une grue placée sur la plateforme, le moment délicat est celui où la charge vient d'être soulevée par la grue au-dessus du ravitailleur, car ai le ravitailleur prend un mouvement ascendant plus rapide que celui de la charge, il viendra heurter celle-ci, d'où risque d'endommagement de la charge ou du ravitailleur.Une situation analogue se présente si on veut déposer une charge sur le ravitailleur; il faudra alors éviter que celui-ci ait un mouve- ment descendant plus rapide que celui de la grue Juste après que la charge a touché le ravitailleur. Actuellement,on compte sur l'habileté du grutier pour éviter ces incidents en actionnant la grue à pleine vitesse dbs que la charge a quitté le support, ou, on sens inverse, dès qu'elle l'a touché. Cette situation présente divers inconvénients: l'habileté humaine a des limites, le grutier doit être exactement et immédiatement informé de la position de la charge, la puissance du moteur de la grue doit être importante pour communiquer à la charge,qui peut atteindre plusieurs tonnes,une très forte accélé- ration. La présente invention fournit un dispositif qui permet d'obtenir une commande automatique du mouvement rapide au début et à la fin d'un transfert de charge, et permet d'utiliser un moteur de grue de puissanse limitée. Le dispositif de manutention selon l'invention est destiné à être placé entre le crochet d'une grue et une charge à manutentionner. Il comprend -un châssis qui peut être accroché au crochet de la grue, -un moyen de levage fixé zur le châssis et destiné à être relié à la charge, ce moyen de levage étant à Marche rapide et à double sens de marche, -un accumulateur d'énergie destiné à alimenter le dispositif de levage pendant la marché rapide -des moyene de commande disposés pour commander le moyen de levage dans un sens choisi à l'avance en réponse à une variation de la force exercée par la charge. Suivant une réalisation préférée, le moyen de levage est constitué par un treuil muni d'un cible et actionné par un moteur hydraulique, et l'aceumulateur d'énergie est constitué par un ou plusieurs réservoirs de liquide sous pression. Suivant une autre réalisation, plus avantageuse lorsque l'amplitude du mouvement rapide est plus faible, le treuil et son moteur sont remplacés par un ou plusieurs vérins à double effet, reliés à la charge par un cible. L'invention va maintenanêtre décrite plus en détail en s'aidant des figures suivantes relatives à des exemples non limitatifs de réalisation selon l'invention,et par d lesquelles: Fig.l est un dessin d'un ensemble comportant un dispositif selon l'invention; Fig.2 est le schéma hydraulique du dispositif de la figure 1; Fig.3 est un dessin d'un ensemble comportant une variante du dispositif de la figure 1; Fig.4 est le schéma hydraulique du dispositif de la figure 3. L'ensemble de la figure 1 comprend un dispositif selon l'invention,placé entre le crochet d'une grue 1 qui peut être fixée sur une plateforme,et une charge 2 représentée au-des sus d'un navire ravitailleur. Le dispositif selon l'invention se compose essentiellement d'un châssis(3)portant un treuil (4). Le câble (5) du treuil (4) passe sur la poulie d'un moufle (6) et son extrémi- té est fixée à un peson (7) porté par la structure (3). Au mou fle (6) est fixé un cible (8) à l'extrémité duquel est placé un crochet (9) qui porte la charge 2. Le peson (7) a pour fonction de détecter la variation de la tension sur le cible (5). Cette var5iation de tension déclanche automatiquement la mise en fonction du treuil (4). Celle-ci est assurée par un électrodistributeur (10) excité par l'intermédiaire du peson (7).L'électro-distri- buteur (10) met en communication le moteur hydraulique (11) du treuil (4) avec l'accumulateur (12) utilisé pour stocker l'énergie nécessaire à la manoeuvre.Une électro-pompe (13) assure la recharge de l'accumulateur (12) dès que celui-ci accuse une baisse de pression. Un câble électrique souple (14) relie le dispositif @à la grue (1). Le dispositif peut être utilisé dans deux cas : a) enlevage d'une charge située sur le pont d'un ravitailleur pilonnant sous l'action do la houle. Dans ce cas ,dès le début de l'enlevage de la charge par la grue, le peson (7) détecte une élévation de tension dans le cible (5). Cette détection déclenche la Mise on fonction du treuil (4) qui dégage rapidement la charge du pont du navire. b)dépose d'une charge sur le pont d'un navire ravi tailleur. Dans ce cas, dès que la charge touche le pont du navi- re,le peson (7) détecte une baise de tension dans le cible (5). Cotte détection déclenche la mise on fonction du treuil (X) qui déroule rapidement le cible (5) permettant au cible (8) d'avoir un mou suffisant pour absorber les mouvement de pilonnement du pont. La figure 2 donne le schéma hydraulique du dispositif: Le moteur 11, à double sens,est relié aux accumulateurs 12 par l'intermédiaire de l'électrodistributeur 10,qui peut prendre trois positions: correspondant au moteur arrêté et à chacun des deux sens de marche. Un frein 15 est égalment relié aux accumulateurs 12 par un électrodistributeur 16 à deux positions. La pompe 13 actionnée par un moteur 17, capable de fonc- tionner soit à haute pression et faible débit soit à basse pres- sion et grand débit,récupère dans la biche 18 les retoursdu moteur 11 et les renvoie dans le circuit,et notamment dans les accumulateurs 12 Une telle pompe est d'un type courant. Un manocontact 19 let la pompe On marche tant que la pression dans les accumulateurs L2 n'a pas atteint la valeur élevée qui est désirée. Le dispositif est prévu pour fonctionner dans Six positions: -arrêt avec le moufle 6 en position haute ou en position basse, -montée ou descente à grande vitesse, -montée ou descente "d'armement". Dans les deux positions d'arrSt, les distributeurs 10 et 16 sont disposés de telle façon qu'ils isolent le moteur 11 et le frein 15 des accumulateurs 12 et de la pompe 17; le moteur 11 est ainsi à l'arrêt et le frein 15 est serré. Cos deux dispositions sont atteintes par l'action de deux contacteurs fin de course 2021, qui actionnent les distributeurs 10 et 16 respectivement quand le Moufle atteint la position haute ou la position basse. Dans les positions de montés ou descente à grande vitesse, le distributeur 10 Bet les accumulateurs 12 on communication directe avec l'entrée convenable du moteur 11,et le distributeur 16 met les accumulateurs 12 en communiction avec le frein 15,qui est ainsi desseré. Le passage d'une position d'arrêt à une position de montée ou descente à grande vitesse est commandé par l'un des contactours du peson 7, lequel est constitué d'un organe élastique tel qu'un ressort à boudin ou un empilage de rondelles élastiques, muni de contacteurs électriques dont la position,choisie à l'avance, correspond soit à une charge au crochet qui est une fraction de la charge totale prévue, par exemple 0,5 tonne pour 8 tonnes, soit à unbe diminution de charge qui peut être de même valeur,c'est-à-dire que la montée rapide sera d6clenchée lorsque le peson subira une déformation correspondant à une charge de 0,5 tonne par r exemple, et que la descente rapide sera déclenchée lorsque le peson aura enregistré une diminution de la charge supportée,passant par exemple de 8 tonnes à 7,5 tonnes. La consommation du moteur 11, pendantla marche rapide, dépasse considérablement le débit de la pompe 13, et la pression dans les accumulateurs 12 baisse rapidement. La capacité de ceux-ci est calculée pour que cette pression ne tombe à la valeur minimale choisie qu'à la fin d'une course complète de montée rapide à la charge maximale.De plus, un indicateur de pression ou un voyant lumineux 22 permettent de ne déclencher une opération comportant une marche rapide que lorsque les accumulateurs ne sont pas à la pression convenable.On peut aussi prévoir un verrouillage empêchant la montée ou la descente du cible de grue si cette condition n'est pas remplie. Des régulateurs 23-24 sont intercalés sur les deux circuits reliant le distributeur 10 au Moteur 11, de façon à limiter la vitesse, en particulier dans le mouvement de descente rapide, car le moteur 11 n'a qu'une charge très faible à entraîner à ce moment. A la fin d'une montée ou descente rapide, le treuil 4 atteint les contacteurs de fin de course 20, 21 et l'on passe à la position d'arrêt précédemment décrite. Les positions de montée ou descente"d'armement" correspondent à une "préparation" de l'appareil en pr6vision d'une nouvelle manutention comportant une Marche rapide. Elles ne diffèrent des positions de montée ou descente rapide que par la mise en action sur chacun des circuits entre le distributeur 10 et le moteur 11, d'un rjgula- tour supplémentaire 25, grâce à deux distributeurs 27, 28, ce qui per met une marche Moins rapide. Le passage à la position de montée ou de descente d'armement est commandé par l'opérateur qui. en actionnant un bouton, agit simultanément sur les distributeurs 10, 16,27 et 28. Cette opération ne nécessite pas que les accumulateurs 12 soient à leur pression norea- le d'utilisation, car le débit de la pompe 13 est normalement suffisant pour faire fonctionner le moteur 11 à vitesse réduite, cette pompe étant alors en position "grand-débit, basse pression". La Marche d'armement se termine de la même façon que la marche à vitesse rapide, lorsque le treuil 4 arrive en bout de course. Sur la figure 2, 29 et 30 désignent des soupapes de sûreté, 31 des clapets de protection et de limitation de fuite du moteur 11, et 32 une vanne de purge de l'installation. Le rôle de ces organes est clair et on n'a pas besoin de les décrire on détail. Les figures 3 et 4 correspondent à une variante simpli- fiée du dispositif qu'on vient de décrire.Ces simplifications correspondent essentiellement au remplacement du moteur hydraulique 11 par des vérins 41, à double effet. Ces vérins sont disposés verticalement et avec leur tige vers le haut,dc façon à avoir le maximum de force lorsqu'ils agissent on levant la charge. Le frein 15 et sa commande 16 ont été supprimés, et le distributeur 10 ne comport plus que deux positions, correspondant l'une à la montée et la position haute du vérin,l'autre à la descente et la position basse du vérin. Un seul régulateur 26 suffit pour commander,sous l'action du distributeur 28,la vitesse rapide ou l'armement en montée ou descente. On obtient ainsi un dispositif très simplifié,mais dont la course est limitée par celle des vérins,laquelle est à son tour limitée pour des raisons d'encombrement,de poids et de prix. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la pose et la dépose de charges sur un sup- port, à l'aide d'une grue, le support et la grue étant animés de mouvements verticaux l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de levage susceptible d'agir à grande vitesse à la montée et à la descente, et intercalé entre le crochet de la grue et les moens d'accrochage de la charge, et en ce qu'il comprend des moyens d'accumulation d'énergie qui peuvent être reliés au moyen de levage pour lui permettre de lever la charge à grande vitesse, et de descendre le moyen d'accrochage de la charge à grande vitesse, sur une hâuteur choisie à l'avance. 2. Dispositif selon la revendication l'caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour déclencher automatiquement le début de la montée à vitesse rapide en réponse à une élévation du poids supporté par la grue, et le début de la descente à vitesse rapide en ré- ponse à une diminution du poids supporté par la grue. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour limiter la grande vitesse de montée et ou de descente à une valeur choisie à l'avance. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractéri- zé en ce qu'il compren d des moyens pour assurer, outre la montée et la descente à grande vitesse, la montée et/ou la descente d'armement à une vitesse qui peut être moins rapide. l'une 5. Dispositif selon des revendicationsl à 4, caractérisé en ce que le moyen de levage comprend un treuil actionné par un moteur hydraulique et/ou un vérin, et en ce que les moyens d'accumulation d'énergie sont constitués par un ou plusieurs accumulateurs hydrauliques à haute pression, alimntés en permanence par une pompe à haute pression et faible débit. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le teuril avec son moteur et/ou le vérin, ainsi que l'accumulateur et la pompe qui l'alimente sont supportés par un châssis commun suspendu au crochet do la grue. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, et comportant un treuil actionné par un moteur hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un frein relié au même circuit hydraulique que le moteur. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la pompe d'alimentation des accumulateurs peut fonctionner soit à haute pression et faible débit pour recharger les accumulateurs, soit à basse pression et grand débit pour assurer une marche d'armement.