Brevet FR2524367A1 — publié le 19831007

i La présente invention a pour objet un dispo- sitif pyrotechnique télémanipulable pour le découpage de tôles etdetubes, pspécialementdestinéaudémantèement de pièces mécaniques en atmosphère contaminée. Dans les installations nucléaires, lorsque certaines cellules, appelées "cellules chaudes" parce qu'il y règne une forte radioactivité, ont cessé de fonctionner, il est nécessaire de démanteler les appa- reils se trouvant à l'intérieur de ces cellules avant de les évacuer vers un lieu de stockage A l'heure ac- tuelle, on utilise surtout des moyens mécaniques pour découper les tubes ou les tôles se trouvant à l'inté- rieur de telles cellules: scie circulaire, scie alter- native, cisaille à vérins, chalumeau, etc Si ces dispositifs permettent d'obtenir un découpage effica- ce, ils présentent néanmoins certains inconvénients: tout d'abord, il est nécessaire d'introduire le moteur de commande de ces appareils dans la zone active, ce qui entraîne des difficultés importantes pour le rem- placement de pièces défectueuses et ces dernières ne sont pas réparables à cause de la contamination élevée régnant dans la cellule D'autre part, les moteurs, se trouvant également à l'intérieur de la cellule, ne sont pas réutilisables pour d'autres usages Enfin, ces ap- pareils sont souvent lourds et encombrants dès qu'il s'agit de découper des tôles de dimensions importantes ou des tubes de grand diamètre, ce qui entraîne des difficultés de manoeuvre avec les télémanipulateurs. La présente invention a justement pour but d'éliminer ces inconvénients en proposant un dispositif de découpage peu encombrant, facile à mettre en oeuvre, peu coûteux et qui puisse être évacué avec les déchets métalliques après sa mise en oeuvre. Selon la principale caractéristique du dis- positif objet de l'invention, celui-ci comporte: un cordeau débonantdedécoupepréalablementmisen forme à l'aide d'un gabarit, des moyens de préhension permettant de manoeuvrer le cordeau à l'aide d'une pince de télémanipulateur, et- des moyens permettant de fixer le cordeau détonant sur la tôle à découper. Suivant les cas, le cordeau détonant peut se présenter sous la forme de deux demi-couronnes (décou- page de tubes), sous forme rectiligne (découpage recti- ligne d'une tôle plane), sous forme circulaire plane (découpage circulaire d'une tôle plane) ou circulaire galbée (découpage circulaire d'une tôle galbée). Dans le cas de découpage d'un tube, les deux demi-couronnes sont avantageusement maintenues par les deux branches d'une pince à ressort dont l'autre extré- mité a une forme telle qu'elle puisse être manoeuvrée à l'aide d'un télémanipulateur Dans les autres cas, les moyens de préhension peuvent être constitués de deux profilés en U, rendus solidaires du cordeau détonant et permettant l'introduction de l'extrémité d'une pince de télémanipulateur Enfin, la fixation du cordeau sur la tôle à découper peut se faire à l'aide d'un adhésif double face, de ventouses, d'un système magnétique ou de tout moyen équivalent. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en perspective illustrant les principales formes de découpage permi- ses par le dispositif selon l'invention, les figures 2 a et 2 b sont des vues schématiques en perspective montrant la forme du dispositif selon l'invention dans le cas du découpage de pièces tubu- laires, la figure 3 a est une vue schématique en perspective illustrant la forme du dispositif dans le cas de dé- coupage rectiligne d'une tôle plane, la figure 3 b est une vue schématique en coupe du cor- deau détonant utilisé dans le dispositif selon l'in- vention, la figure 4 a est une vue schématique en perspective illustrant la forme du dispositif dans le cas de dé- coupage circulaire d'une tôle plane, et la figure 4 b est une vue semblable à la figure 4 a montrant le dispositif dans le cas de la découpe cir- culaire d'une tôle galbée. Dans l'exemple de la figure 1, on voit que la pièce à démanteler, portant la référence générale 1, se compose d'un f Gt métallique 2 surmonté d'une partie tu- bulaire 4 et fermé à sa partie supérieure par une tôle plane circulaire 6 Sur cette figure, on a montré tou- tes les possibilités de découpe permises par le dispo- sitif conforme à l'invention: ce peut être une découpe circulaire du tube 4, comme indiqué en 5, ou la découpe linéaire d'une tÈle plane comme indiqué par la ligne 8 en traits mixtes sur la plaque supérieure 6 du fût 2, ou une découpe circulaire de cette tôle comme indiqué en 10 ou encore une découpe circulaire d'une tôle gal- bée comme indiqué en 12 sur la paroi latérale du fût métallique 2 Les trous réalisés grâce au découpage circulaire comme en 10 ou en 12 permettent notamment l'introduction d'une cisaille hydraulique de faibles dimensions pour amorcer le découpage de la tôle. Toujours sur la figure 1, on voit que, dans le cas de découpage circulaire d'un tube cylindrique, le dispositif comporte essentiellement un cordeau déto- nant de découpe se présentant sous la forme de deux demi-couronnes 14 et 16 maintenues à l'aide d'une pince 18 elle-même manoeuvrée à l'aide d'une pince de télémanipulateur 20. Les demi-couronnes 14 et 16, qui se trouvent écartées l'une de l'autre pendant leur transport à l'aide du manipulateur, viennent dans des positions 14 a et 16 a entourant exactement le tube, ces positions étant re- présentées en traits mixtes sur la figure. La figure 2 a représente à plus grande échelle le dispositif de découpe de tube illustré à la figure 1 Sur cette figure 2 a, on voit que le cordeau détonant a une section triangulaire dont la base, légèrement concave, est mise en contact avec le tube à démanteler le long de la ligne de découpe Sur la figure, on voit également que la pince 18 comporte deux branches 19 et 21 ayant à leurs extrémités deux supports 22 et 24 en forme de V afin d'épouser la forme du cordeau déto- nant: ils sont maintenus sur celui-ci par collage. Dans le cas de tubes de grandes dimensions, il est prévu deux autres supports 23 et 25 en forme de V reliés aux supports 22 et 24 par des armatures 26 et 28 respecti- vement Un détonateur 30, fixé au cordeau détonant sur la demi-couronne 14, est relié à une fiche électrique 32 Celle-ci est branchée à l'aide du télémanipulateur sur une prise située à l'intérieur de la cellule Tou- jours sur la figure 2 a, on voit que la pince 18 compor- te, à son extrémité opposée aux branches 19 et 21, deux parties 34 et 36 ayant en gros la forme d'une tôle en U, ces dernières étant normalement écartées à l'aide d'un ressort 38 visible sur la figure 2 b Lorsque la pince du télémanipulateur rapproche les parties 34 et 36 de la pince en s'opposant à l'action du ressort 38, les branches 19 et 21 sont écartées, de même que les demi- couronnes 14 et 16 du cordeau détonant, ce qui facilite la mise en place du dispositif autour du tube Sur la figure 2 b on voit quelorsque la pince du manipulateur est retirée, les branches 19 et 21 de la pince 18 sont rapprochées, de mime que les demi-couronnes 14 et 16 qui viennent ainsi en contact l'une avec l'autre et entourent exactement le tube. Dans le cas de découpe linéaire d'une tôle plane, le cordeau détonant prend la forme représentée à la figure 3 a Dans ce cas, le cordeau 40 a une forme rectiligne et il est équipé de deux tôles en U 42 et 44 accolées l'une à l'autre et solidaires de deux tôles en forme de V 46 et 48 respectivement, ces der- nières étant collées sur le cordeau Le détonateur 50 est placé *dans un support 52 solidaire de la tôle en V 48 tandis que des adhésifs double face 54 et 56 per- mettent de fixer l'ensemble sur la tôle à découper. La vue en coupe de la figure 3 b illustre la structure d'un cordeau détonantde découpe Celui-ci se présente sous la forme d'une gaine de plomb 58 à l'intérieur de laquelle est disposée une masse d'explosif 60 Vu en coupe, le cordeau 40 auneformesensihementtriangulaïredontla base présente une concavité 62 faisant face à la tôle à découper 64 Au moment de l'explosion, l'onde de déto- nation se propage perpendiculairement au plan de la section droite du cordeau à grande vitesse, projetant ainsi les deux faces intérieures de la concavité 62 l'une contre l'autre dans le plan de symétrie du cor- deau: leur collision donne naissance à un jet de par- ticules de plomb en forme de lame animé d'une très grande vitesse Ce jet crée une très haute pression au point d'impact, provoquant ainsi tout au long du cor- deau la découpe de la tôle 64 La figure 3 b montre encore comment le cordeau est maintenu sur l'adhésif double face 54 et cet adhésif sur la tôle. Dans le cas de découpe circulaire d'une tôle plane, le dispositif a la forme représentée sur la fi- gure 4 a On voit que le cordeau 41 a une forme circu- laire et il est maintenu par un croisillon 43 compor- tant 4 branches telles que 45 se terminant par des pat- tes 47 en forme de V afin d'épouser la forme du cor- deau Le support 52 du détonateur 50 peut être fixé à une extrémité de l'une des branches 45 du croisillon. Au centre de ce dernier se trouvent deux tôles en U 51 et 53 reliées aux branches 45 par un tube de section carrée 55 et permettant la préhension de l'ensemble par la pince 20 du télémanipulateur Dans ce cas, les adhé- sifs double face tels que 57 sont placés sur les bran- ches du croisillon. En vue d'effectuer la découpe circulaire d'une tôle galbée, par exemple comme indiqué en 12 sur la figure 1 (découpage circulaire sur la paroi latérale du fût métallique 2), on utilise un système identique à celui de la figure 4 a, mais on lui donne, à l'aide d'un gabarit reproduisant la forme du fût métallique 2, une forme circulaire galbée comme indiqué à la figure 4 b. Dans tous les cas, le cordeau est entièrement préparé et équipé à l'extérieur de la cellule chaude A l'aide d'un gabarit reproduisant la forme de la pièce à découper, on lui donne la forme et la dimension voulues et on l'équipe soit de la pince 18 dans le cas de décou- pe circulaire d'un tube, soit des tôles telles que 46 et 48 dans le cas de découpe linéaire, ou encore du croisillon 43 dans le cas de découpe circulaire Tou- jours à l'extérieur de la cellule, on installe le déto- nateur et les adhésifs double face Une fois que l'en- semble est ainsi préparé, il est introduit dans un sas adjacent à la cellule et, de là, à l'aide du télémani- pulateur, on le fixe sur la tôle à découper. Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages et d'abord un faible coût grâce à sa simplicité de réalisation à l'aide de matériaux peu onéreux De plus, il est peu encombrant et il est très facilement manoeuvrable à l'intérieur de la cellule. Une fois que le cordeau a explosé, tous les déchets du dispositif peuvent être évacués facilement avec les pièces à démanteler Enfin, bien que les exemples dé- crits ici ne concernent que le découpage de tôles mé- talliques, l'invention peut s'appliquer au découpage de n'importe quel matériau et plus spécialement dans le cas o ceux-ci sont placés dans un endroit inaccessible (cellule radioactive par exemple) ce qui nécessite l'usage d'un télémanipulateur. REVENDICATIONS 1 Dispositif télémanipulable pour le décou- page pyrotechnique d'une tôle en atmosphère dangereuse caractérisé en ce qu'il comporte: un cordeau détonant de découpe( 41) préalablementmisenformeà l'aide d'un gabarit, des moyens de préhension ( 51, 53) permettant de ma- noeuvrer le cordeau à l'aide d'une pince de télémani- pulateur ( 20), et des moyens permettant de fixer le cordeau détonant sur la tôle à découper. 2 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit cordeau détonant se présente sous la forme de deux demi-couronnes ( 14, 16) permet- tant d'enserrer un tube cylindrique ( 4). 3 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le cordeau détonant ( 40) est de forme rectiligne. 4 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le cordeau détonant ( 41) est de forme circulaire pour assurer le découpage circulaire d'une tôle plane. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le cordeau détonant ( 41) a une for- me circulaire galbée pour assurer le découpage circu- laire d'une tôle galbée. 6 Dispositif selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les moyens de fixation du cordeau sur la tôle à découper comprennent une pince à ressorts ( 18) ayant deux branches ( 19, 21) aptes à maintenir une extrémité de chacune des demi-couronnes ( 16, 14). 7 Dispositif selon la revendication-6, ca- ractérisé en ce que ladite pince à ressorts ( 18) pré- sente, à son extrémité opposée aux branches ( 19, 21) une forme telle qu'elle puisse être manoeuvrée à l'aide d'une pince de télémanipulateur ( 20). 8 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens de préhension comprennent deux profilés en U ( 42, 44) ren- dus solidaires du cordeau détonant ( 40) et permettant l'introduction de l'extrémité d'une pince de télémani- pulateur ( 20). 9 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation du cordeau ( 40) sur la tôle à découper ( 64) comprennent un adhésif double face ( 54). Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation du cordeau ( 40) sur la t 8 le à découper com- prennent un système magnétique. 11 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 8, caractérisé en ce que le cordeau ( 40) est fixé sur la tôle à découper à l'aide de ven- touses.