Brevet FR2479973A1 — publié le 19811009

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux dispositifs de détection et elle vise plus particulièrement, bien que non exclusivement, un dispositif du genre en question susceptible de repérer l'emplacement exact d'un volume à partir de la situation du support de ce dispositif qui est prépositionné au voisinage de cet emplacement. Un problème de ce genre se pose dans les centrales nucléaires pour la manutention des barres de combustible. On sait que ces barres sont réalisées sous la forme d'une enveloppe étanche renfermant des aiguilles qui sont elles-mêmes des gaines étanches pour le stockage des pastilles de métal fissible. La section des barres en question est généralement carrée, ses dimensions étant en gros 200 inin x 200 mm. Les barres du coeur d'une centrale nucléaire sont quelquefois disposées dans des alvéoles à section carre et de hauteur correspondant à celle desdites barres. I1 existe naturellement un jeu entre la section de l'alvéole et celle de la barre. Par suite de l'elevation considérable de température la barre peut se vriller, et en tous cas se déformer, de sorte que de toute manière elle ne se trouve pas orientez exactement de la même manière que l'alvéole. De façon générale la barre occupe n'importe quelle position dans l'alvéole notamment une position gauche'. En vue d'extraire les barres pour procéder ensuite au retraitement du métal fissible il est nécessaire de disposer d'un engin de manutention pourvu d'un grappin susceptible de saisir la partie haute de chaque barre. Comme les utilisateurs n'ont pas accès a la salle dans laquelle se trouvent les barres toutes les opérations doivent être effectuées de manière automatique. On conçoit aisément qu'il soit particulierement délicat d'amener le grappin en coincidence exacte avec le dessus de chaque barre de manière que son axe géomEtrique vertical se trouve confondu avec celui de la barre considérée et que les pinces du grappin soient orientes exactement parallèles aux faces de cette barre. On peut aisément amener le grappin à une position voisine de l'emplacement de chaque barre mais jusqu'à présent il n'a pas été possible de réaliser de manière simple et économique un système de détection susceptible de placer le grappin à la position désirée définie ci-dessus. On a essayé entre autres de relier le grappin à des systèmes épicycloidaux afin que les coordonnéespolaires de la section supérieure de la barre soient enregistrées dans un calculateur qui les communiquerait à ces systèmes. On conçoit qu'un tel agencement soit extrêmement complexe et coûteux. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre la réalisation d'un dispositif de détection de l'emplacement exact du volume constitué par la partie supérieure de chaque barre, qui de manière simple transmette les renseignements qu'il a obtenus afin que son support préalablement positionné au voisinage de cet emplacement, puisse hêtre déplacé en rotation et suivant les coordonées cartésiennes de manière que l'axe géométrique vertical du grappin soit confondu avec celui de la barre et que son orientation angulaire soit identique à celle de cette dernière. Conformément à l'invention le dispositif de détection comprend des premiers moyens propres à venir prendre appui sur la surface latérale du volume constitué par la partie supérieure de chaque barre de manière à centrer un élément de ce dispositif par rapport à ce volume et des moyens de liaison avec le support qui permettent de communiquer à un organe de commande les coordonnées dudit volume. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en perspective schématique d'un dispositif suivant l'invention installé à la partie inférieure d'un mât télescopique associé à un pont roulant. Fig. 2 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un dispositif suivant l'invention. On a schématiquement représenté en fig. 1 une poutre roulante 1 dont les galets la coopèrent avec des chemins de roulement 2, 3 pour assurer le déplacement de la poutre dans le sens longitudinal référencé t . La poutre roulante comporte deux longerons lb, ic sur lesquels roulent les galets 4a d'un chariot 4 dont le sens de déplacementlest perpendiculaire à celui 15. Ce chariot est pourvu d'un croisillon 4b au centre duquel est monté un pivot 5 susceptible de tourillonner par rapport à ce croisillon sous l'influence d'un moteur électrique 6. En vue de ne pas surcharger le dessin et la description on ne décrira pas plus avant ce pivot 5.Sa partie inférieure est solidaire du centre de ltélément extérieur 7 d'un mât télescopique 8 réalisé dans l'exemple représenté par deux éléments, c 'est--dire qu'un second élément 9 placé à l'intérieur du premier 7 comporte des moyens de coulisser par rapport à celui-ci. On a schématise les deux éléments comme étant réalisés au moyen de profilés assemblés entre eux, mais ils pourraient bien entendu être fabriques de toute autre manière. La base 9a de l'élément intérieur 9 supporte un dispositif de détection 10 réalisé conformément à l'invention. Cette base est rendue solidaire du cadre supérieur 11 du dispositif 10 qui comporte un second cadre inférieur 12 (fig. 2).Les deux cadres Il et 12 présentent én profil en plan une forme correspondante à celle du volume à détecter, leurs angles respectifs sont reliés au moyen de tiges 13 par l'intermédiaire de cardans 14. Autrement dit les deux extrémités de chaque tige 13 sont associées ànl'un des éléments d'un cardan. t'autre element du cardan inférieur est assemble de manière fixe au cadre 12, tandis que ltélément correspondant du cardan supérieur 14 est associé à un embout vertical 15 monté pivotant de manière libre par rapport au cadre 11. On observe que les faces tournées vers l'extérieur du cadre 12 sont pourvues d'oreilles 16, 17 dans lesquelles tourillonne librement un axe 18. Cet axe est en réalité solidaire d'une patte roulée 19a d'un volet rectangulaire 19 présentant une longueur au moins égale à celle de chaque côté du cadre 12. On observe que les arêtes verticales c'est-a-dlre celles les plus courtes de chaque volet sont pourvues de prdlongements décalés qui viennent s'imbriquer lorsque les volets sont orientés verticalement. En vue de ne pas surcharger le dessin on a représenté par deux simples traits mixtes un mécanisme de commande de basculement des volets 19. Ce mécanisme référencé 20 peut par exemple être constitué par un vérin hydraulique ou pneumatique dont le fond est monte pivotant par rapport au cadre 12 tandis que l'extrémité de sa tige de piston est articulée à une biellette fixée au volet. Le mode d'exécution des mécanismes 20 ne présente pas d'intérêt particulier; il faut seulement noter que les quatre mécanismes doivent fonctionner de manière synchronisée. Suivant une forme de réalisation préférée chacun des axes 18 se prolonge au-delà des oreilles 16 et 17 pour porter un renvoi d'angle qui le relie à l'axe voisin tant et si bien que la manoeuvre d'un volet 19 entrain celle des trois autres. Dans ces conditions un seul mécanisme 20 est nécessaire. Le fonctionnement découle des explications qui précèdent Comme illustré en fig. 1 on peut amener de manière automatique le mât 8 à une position voisine de celle d'un volume 21 schématise par un cube de telle manière que la surface supérieure de celui-ci soit inscrite dans un carre constitué par la projection horizontale des arêtes extrêmes 19b des volets déplies en gros à 45" par rapport à la verticale. On a référencé P la projection considérée. On notera que les côtés du cadre 12 sont avantageusement choisis tels que leur longueur est égale à celle des côtés du volume 21. Les volets étant ouverts comme indiqué ci-dessus, le mât 8 est dilaté c'est-à-dire que son élément intérieur 9 est sorti de son élément extérieur 7 jusqu'à ce que le cadre 12 vienne à une distance déterminée de la face supérieure 21a du volume 21. Cette distance est calculée de manière qu'en actionnant le mécanisme 20 les volets 19 viennent s'appliquer chacun sur une des faces latérales du volume 21 comme illustré en fig. 2. Etant donné que les axes géométriques du mat 8 et du volume 21 sont décalés comme illustre en fig. 1 on désire que le dispositif 10 permette d'obtenir la coincidence de ces deux axes en annulant les écarts constatés par action sur la poutre roulante 1 et son chariot 4. Comme illustré en fig. 2 lorsque les volets sont rabattus et coopèrent avec les faces latérales du volume 21 le cadre 12 se déplace par rapport à celui l1 grâce à la double articulation des tiges 13 au moyen des cardans 14. Les coordonnées du centre du volume 21 par rapport au centre du cadre 12 sont d'une part des coordonnées cartésiennes référencées d et D par rapport aux sens de déplacement Aet tde la poutre roulante 1 et du chariot 4, et d'autre partun angle de rotation . Le serrage des faces latérales du volume 21 par les volets 19 provoque donc un déplacement du cadre 12 composé d'une part d'une torsion et d'autre part d'un déplacement latéral proprement dit. Dans ces conditions le cadre 12 se rapproche de celui 11. En vue d'amener les axes géométriques du mat 8 et du volume 21 en coincidence il est nécessaire de communiquér à la poutre roulante et au chariot 4 les mouvements nécessaires. I1 s'agit en fait d'une rotation du pivot 5, d'une translation du chariot 4 par rapport à la poutre 1 et enfin d'un déplacement de cette dernière par rapport aux chemins de roulement 2 et 3. L'information de gauchissement, c'est-à-dire la valeur de l'angle > que présente le cadre 12 par rapport à celui 11 est prise en compte par l'intermédiaire d'une came 22 solidaire de l'un des embouts 15 des cardans supérieurs 14 et dont le pourtour arrondi est destiné à coopérer avec deux contacts électriques 23 et 24. On s'arrange pour que les leviers d'actionnement de ces contacts ne soient pas intéressés par la partie active de la came lorsque l'orientation angulaire du cadre 12 correspond à celle du cadre 11.Au contraire si le cadre 12 est gauchi par rapport à l'autre l'un des contacts électriques est fermé, par exemple celui 23 en fig. 2, de manière que le moteur électrique 6 soit alimenté. I1 provoque la rotation du pivot 5 et par conséquent celle du mât 8 jusqu'à ce que le second contact 24 soit actionné pour couper l'alimentation du moteur. De manière simultanée les informations de déplacement du cadre 12 en coordonnées cartésiennes > et &gamma; sont transmises au moyen d'une calotte sphérique 25 qui coopère avec quatre contacts électriques référencés 26 a 29. Cette calotte spérique est centrée sur un tube 30 dans lequel coulisse une tige 31 de manière à absorber les différences d'écartement des cadres 11 et 12. Le tube 30 est relié par un cardan 32 à une cheville 33 solidaire du cadre 11 tandis que la tige 31 est reliée au centre du cadre 12 par un cardan 34. Les quatre contacts électriques 26 à 29 sont disposes aux quatre points cardinaux autour de la calotte sphérique 25 grâce à des supports 35 solidaires d'une couronne 36 soutenue par des barrettes 37 issues du cadre 11. On comprend aisément que le basculement de la calotte sperique 25 permet l'alimentation des moteurs 38 et 39 (fig. 1) commandant respectivement la translation du chariot 4 sur la poutre 1 et le deplacement de cette dernière sur les chemins de roulement 2 et 3. Les choses sont arrangées de telle sorte que lorsque l'ensemble télescopique 30-31 est vertical les contacts 26 à 29 ne sont pas actionnes. On a ainsi réalisé de manière simple et économique un dispositif de détection dont l'automaticité n'est pas soumise à des éléments complexes de calcul. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécu- tion décrits par tous autres equivalents. En particulier la forme du cadre (12) pourrait etre différente par exemple hexagonale et le nombre de volets change en correspondance au cas où le volume 21 aurait une section différente de celle carrée illustrée ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de l'emplacement exact d'un volume (21) à partir de la situation de son support (8, 11) prépositionné au voisinage de cet emplacement, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens (12, 19) propres à venir prendre appui sur la surface latérale dudit volume (4) de manière à centrer un élément (12) du dispositif par rapport à ce volume et des moyens de liaison (13-14) de cet élément (12) avec le support (8-11) qui permettent de déterminer les coordonnées cartésiennes et angulaires du volume (21) par rapport à ce support afin que celui-ci soit déplacé de manière que les deux éléments (8, 11 et 12) viennent en coincidence. 2. Dispositif de détection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ses moyens de venir prendre contact avec la surface latérale du volume sont constitués par un cadre (12) disposé au bas dudit dispositif et à chacun des côtés duquel sont articulés des volets (19) qui en se rabattant verticalement autour d'un axe parallèle auxdits côtés entraînent le centrage du cadre (12) par rapport au volume (21). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des côtés externes du cadre (12) comporte une espèce de charnière (16, 17, 18, 19a) à laquelle le volet correspondant est articulé, chaque volet étant angulairement solidaire de l'axe (18) de la charnière dont le pivotement est mécanisé. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le périmètre des arêtes extrêmes (19b) des quatre volets (19) en position dépliée est supérieur à celui du volume (21) à saisir. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les déplacements angulaires des volets sont effectués simultanément. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadre (12) est relié au support (8-11) par des tiges (13) portant un joint de cardan (14) à chacune de leurs extrémités, chaque demitoint des cardans inférieurs étant fixe par rapport au cadre, tandis que les demi-joints (15) des cardans supérieurs sont montés à rotation libre par rapport à un cadre (11) du support autour d'un axe géométrique vertical. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le demi-joint pivotant (15) d'un cardan supérieur est solidaire d'une came (22) avec laquelle coopèrent deux contacts électriques (23, 24) de manière qu'en fonction de la rotation du cadre (12) un moteur électrique (6) modifie l'orientation angulaire (&alpha;) du support (8-11) afin qu'il s'oriente parallèlement à ce cadre (12). 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la came (22) correspond à un secteur de cercle tel que les extrémités de son arc soient situées exactement entre les deux contacts (23, 24) lorsque le cadre (12) est orienté en correspondance avec le support (8-11). 9. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le centre du cadre (12) est relié a celui du support (8-11) au moyen d'une barre télescopique (30-31) articulée à ces deux organes et qui porte une calotte sphérique (25) dont la surface latérale courbe coopère avec des contacts électriques (26-29) destinés a commander des moteurs (38-39) propres a modifier les coordonnées cartésiennes ( t) du support par rapport au cadre (12). 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que deux paires opposées de contacts (26, 28 - 27, 29) sont prévues pour respectivement commander le déplacement du support suivant craque coordonnée (ss, &gamma;) en fonction de l'inclinaison de la calotte sphérique (25).