Brevet FR2555746A1 — publié le 19850531

Dispositif de prêlèvement d'échantillons, notamment pour des substances toxiques et/ou radio-actives." L'invention concerne un dispositif de prélèvement d'échantillons pour des substances toxiques et/ou radio-actives, dispositif dans lequel il y a lieu d'assurer des déplacements en rotation et des déplacements verticaux, e t dans lequel il est prévu un système de remplissage par une tête à aiguilles, pour au moins un récipient d'échantillon, qui est susceptible d'être amené au moyen des déplacements en rotation et des dé- placements verticaux appliqués à un cylindre rotatif, à un sys- tème de remplissage par tête à aiguilles et à une canalisation d'amenée et d'évacuation. Un dispositif de prélèvement d'échantillons de ce type est connu par le document DT-PS 2 642 065. Il présente toutefois des inconvénients importants. C'est ainsi que le dinensionnement des parties concernant les têtes à aiguilles ou bien le transport radial des flacons d'échantillons, est un obstacle à une protection contre les radiations dans une zone hautement active. La disposition des aiguilles vers le haut, c'est-à-dire la mise en place des flacons d'échantillons depuis le haut vers le bas sur les aiguilles, implique de grandes longueurs d'aiguilles et aboutit très facilement à une déformation des aiguilles. En outre, les flacons d'échan- tillons ne sont seulement remplis au maximum qu'à 75 % de leur volume avec la solution échantillon. Par ailleurs, la mécanique ou la construction de l'entra nement vertical est trop coûteuse (3 vérins de levage, une construction massive) 2.- et les têtes à aiguilles ne peuvent pas être remplacées dans des conditions suffisantes de protection contre des radiations hautement actives. Le problème posé à l'invention consiste à réaliser le dispositif de prélèvement d'échantillons initialement men- tionné de façon qu'il permette mécaniquement et techniquement un prélèvement d'échantillon ou de multiples prélèvements d'échantillons avec un bon équipement de protection contre les radiations et une bonne possibilité de décontamination des parties affectées par.la radio-activité ou la toxicité. Ce problème est résolu conformément à l'invention, en ce que: a) il comporte un arbre d'entraînement, grâce auquel les dé- placements en rotation et les déplacements verticaux sont susceptibles d'être appliqués au cylindre rotatif, b) le système de remplissage par tête à aiguilles est suscepti- ble d'être disposé au-dessus du cylindre rotatif, c) la canalisation d'amenée et d'évacuation pour le récipient d'échantillon est également disposée au-dessus du cylindre rotatif, d) il comporte un dévêtisseur grâce auquel le récipient d'échan- tillon est retiré après son remplissage du système de rem- plissage par téte à aiguilles et maintenu à l'intérieur du cylindre rotatif. D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager d'autres formes de réalisation avantageuses et des perfectiornnements de cette invention. Un des principaux avantages de la solution proposée conformément à l'invention consiste en ce que l'entraînement des éléments de transport (vertical et radial) des flacons d'échantillons s'effectue au moyen d'un arbre rond, l'ensemble des organes moteurs étant disposés au-dessus de la zone de la tête à aiguilles. Il s'y ajoute la dispositimnde la tête à aiguilles, plus précisément des pointes d'aiguilles, vers le bas, de sorte que la mise en place des flacons sur les ai- guilles pour le remplissage, s'effectue depuis le bas vers le 3.- haut. Par ailleurs, il est avantageux que la mécanique de transport vertical et radial pour les flacons d'échantillons depuis le magasin vers le remplissage, puis vers le poste de transport par tubes pneumatiques, soit constituée de seu- lement deux éléments, à savoir le cylindre rotatif (révolver) et la plaque du dév4tisseur. L'étanchement du départ du tube de transport pneumatique sur la tête de prélèvement d'échan- tillons s'effectue de façon très simple au moyen d'éléments constitués par des ressorts à boudins et des douilles. Il est possible d'intégrer dans l'enceinte du dis- positif de prélèvement d'échantillons, une unité de décontami- nation par ultra-sons pour les éléments constitutifs du pré- lèvement d'échantillon. La tête de prélèvement d'échantillon est susceptible d'être décontaminée par rinçage. Il y a en outre des possibilités de rinçage pour les canalisations de prélèvements d'échantillons et pour incorporer une retenue des substances solides avec des tamis. Le dispositif de prélèvement d 'échantillons se trouve techniquement simplifié. Il permet un bon remplissage des flacons d'échantillons avec le fluide d'échantillonnage. Du fait de la possibilité de rinçage des canalisat.ions de prélèvements d'écnsatrtillons, et de la retenue des substances solides, le dispositif de prélèvement déchntllos comporte des moyens préventifs pour empêcher ou éviter des incidents de fonctiornement comme Dar exemrle aes obstructions lors du Or L&vement d'échantillons de fluide non homogène. Le disposi- tif de prélèvement d'échantillons présente en outre, du fait de ses dimensions minimisées, dans la zone de la tête à ai- guilles, une géomètrie optimale pour le blindage de protection contre les radiations. L'invention va être exposée ci-après en se référant à un exemple de réalisation représenté sur la figure unique ci- jointe qui est une coupe d'un dispositif de prélèvement d'échan- tillons conforme à l'invention. Ce dispositif est essentiellement constitué d'un 4.- cylindre tournant 1 (tête revolver) pour le maintien et le transport d'un ou plusieurs récipients d'échantillons 32 depuis une position de chargement au-dessous de l'extrémité ouverte d'une canalisation d'amenée et d'évacuation 27 vers le système de remplissage par tête à aiguilles 3. Ce système est constitué d'une amenée et d'une évacuation horizontale de fluide 16 ainsi que de deux aiguilles creuses 33 diri- gées vers le bas. Le cylindre tour:ant 1 est amené par rotation au moyen d'un arbre d'entraInement 7 dans les différentes posi- tions, mais en étant simultanément soulevé et à nouveau abais- sé. La course de ce déplacement vertical est déterminée de façon que le récipient d'échantillons 32 (dans la position représentée) puisse être enfilé sur les aiguilles creuses 33 à partir du bas pour le remplissage. A cet effet, les aiguil- les 33 ainsi que le récipient d'échantillons 32 et l'évide- ment o est logé ce récipient dans le cylindre tournant 1, sont orientés parallèlement à l'axe de l'arbre d'entraine- menit 7. Sur l'arbre d'entraînement 7 est en outre disposé au-:essus du cylindre tcournant 1, un dévêtisseur 2 qui est entrainé lors des déplacements verticaux, (mais non pas lors des déplacements de rctation). Iliagit en ce qui nous con- cerne, de préférence d'une plaque qui comporte dans la zone de système de re-plissage 3 par tête à aiguilles, des cuver- tures 34 correspondant aux aiguilles 33. Elles permettent le passage des aiguilles 33 pour le remplissage du récipient d'échantillons 32, mais par ailleurs, le dévStisseur 2 as- sure l'extraction du récipient d'échantillon 32 à partir des aig-illes 33 lorsque le processus de remplissage est terminé, et que le cylindre tournant 1 est ramené dans sa position de départ (position inférieure). Le cylindre tournant 1 avec le devêtisseur 2 et le système de remplissage par tête à aiguilles 3, 33, se trouvent dans un bottier 18 constitué par une boite en tôle à double 5.- parois avec un remplissage en matériau de protection contre les radiations. A travers la paroi de ce bottier, passe la canalisation d'amenée et d'évacuation de fluide 16, également blindée contre les radiations (laine de plomb'17). Le système de remplissage par tête à aiguilles 3, 33 lui-même est fixé contre la paroi étanchée au moyen d'une vis 4 et par pression superficielle contre les arrivées de fluide. Le bottier 18 comporte en outre un couvercle blin- dé 35, traversé par l'arbre d'entraînement 7, et sur lequel celui-ci est maintenu au moyen du palier 6. En outre, la cana- lisation d'amenée et d'évacuation 27 traverse une autre ou- verture 36 dans le couverele 35 pour arriver jusqu'au dessus de la surface du cylindre tournant 1. L'extrémité inférieure de la canalisation 27 est réalisée sous la forme d'un tube télescopique au moyen d'une douille 8 susceptible de se dépla- cer dans la canalisation 27, de sorte que la longueur de la canalisation 27 est susceptible de varier lors des déplace- ments verticaux du cylindre tournant 1. Un ressort 37, appli- quant la douille 8 sur le cylindre tournant, assure chaque fois le rappel de la douille 8. Le ressort 37, tout comme le palier 6, sont maintenus par le recouvrement ou fixation 5. Au fond du bottier 18 qui a une forme en entonnoir dans l'espace interne 39, sont rapportées une canalisation d'évacuation d'eau avec la vanne 20 et une canalisation d'évacuation d'eau avec la vanne 21. Une canalisation d'air d'alimentation 25 pour un tube de transport pneumatique arrive latéralement dans le bottier de blindage 24 et se termine dans une ouverture 40 au fond de l'espace interne 39 du bot- tier 18, exactement au-dessous de l'extrémité ouverte de la douille-8, de sorte que dans la position de chargement repré- sentée du cylindre tournant 1, un évidement 41 destiné à rece- voir un autre récipient d'échantillons 32 est aligné avec l'ouverture 40 et avec la douille 8. L'ouverture 40 est étan- chée par rapport au cylindre tournant 1 par le joint d'étan- chéité 9. 6.- Le bottier 18 du dispositif de prélèvement d'échan- tillons est fixé sur une tringlerie 42. Cette tringlerie 42 sert également à maintenir le dispositif assurant les déplace- ments en rotation et les déplacements verticaux de l'arbre d'entraînement 7. Ce dispositif est constitué d'au moins un vérin de levage 14 pour le levage vertical et d'un moteur 13 pour l'entraînement radial. Le vérin de levage 14 prend appui contre une plaque fixe 43 et il soulève ou abaisse le dispo- sitif. A cet effet, celui-ci est guidé par l'intermédiaire de deux guidages verticaux 12 sur la tringlerie 42. Un palier 11 sur la plaque 43 assure le maintien de l'arbre d'entraîne- ment 7, (contre-palier 6). L'arbre d'entraînement 7 lui-mêe est fixé à une plaque 44 constituant la surface de poussée pour le vérin de levage 14. Ce dispositif est placé en dehors d'une botte à gants 26 qui reçoit l'ensemble du dispositif de prélèvement d'échantillons. La tringlerie 42 traverse de façon étanche la paroi de cette boite. La plaque 43 constitue une partie de cette paroi. L'arbre d'entraînement 7 est étanché par rapport à l'intérieur de la botte à gants au moyen du joint d'étanchéité 10. Le tube de transport 27 pour amener les flacons d'échantillonnages depuis un magasin de flacons vides vers le remplissage, puis vers le tube de transport pneumatique apres le remplissage de ces flacons, aboutit à un revolver de positionnement 28 disposé contre la face interne de la paroi de la boite 26. Ce revolver de positionnement 28 peut, au moyen d'un entraînement radial 45, être mis en rotation dans un petit bottier étanche 46 de sorte qu'il se trouve d'abord en position pour l'arrivée des flacons d'échantillons à partir du tube magasin 30 (flacon vide 32 représenté dans l'évidement 47) et ensuite en position au-dessus du tube de transport 27. Dans cette dernière position, il existe une communication entre le tube de transport 27 et la canalisa- tion 29 de transport pneumatique des flacons d'échantillons 7,- située hors de la boite 26. Dans tout autre position, le tube de transport 27 est fermé de façon étanche. Un filtre 31 pour la canalisation 25 d'alimentaticn en air du transport pneumatique, est également prévu hors de la boite 26. Au lieu du révolver de positionnement 25, on peut également uti- liser un dispositif à tiroir entrainé ou commandé par des moyens d'entraînement sur l'arbre 7 ou bien par d'autres moyens. Le recouvrement 35 sur la tête de prélèvement d'é- chantillons 3 comporte un évidement au-dessus des aiguilles 33. Dans cet évidement, est mis en place un bouchon 49 cor- respondant à la géomètrie de la tête à aiguilles, et à travers l'ouverture 48 duquel, la tête à aiguilles 33 peut être re- tirée vers le haut. L'ensemble de recouvrement 35 n'a pas besoin d'être étanche à l'air, il doit uniquement résoudre le problème du blindage contre les radiations. Pour le recouvrement de la tête, un blindage avec 50 mm d'acier inoxydable est recomman- dé. Dans cet atmosphère de vapeur acide, s'échappant des t ees à aiguilles 3, 33 dans l'espace interne 39, le plomb ne cGnvient pas comme matériau de blindage. Pour changer la tête à aiguilles 3, 33 affectêe par les radiations, un récipient de trarnsport blindé 15 est mis en -lace sur l'ouverture 4E du bouchon 49 qui a été enle- vé, et la tête à aiguilles 3, 33, est tirée à l'in.érieur de ce rfcipien t de transport. Le recri de blin- dé 15 comrnorte à l'intér-ieu-, un espace creux 5C de la dimen- sicn de la -tte a aiguilles,r _ui est dans le bas -ar un tiroir 51. Dans le rêoipient de tra.nsport 15, pënetre une cl 52.... vis a six pans internes Zui est placee exactement au-dessuis de la vis de fixation 4 de la tête à aiguilles. Dans la clé 52 passe une tige ron-de en acier (diamètre 3 ram) dont l'extrémité filetée 53 peut être vissée dans un perçage correspondant 54 de la vis à six pans interne de la tète à aiguilles 3, de sorte que celle-ci peut être tirée à l'inté- rieur de l'espace creux blindé 5C. Après fermeture du tiroir 51. 8.- la tête à aiguilles 3 peut être transportée. La tête à aiguilles 3 est amenée dans une position de déchargement 55 audessus d'un bain à ultra-sons 22 se trouvant dans la boite à gants de prélèvement d'échantillons 26. A cet emplacement, la tête à aiguilles est déchargée dans le bain à ultra-sons 22 après ouverture du tiroir 51 et dé- vissage de la tige de maintien 53. Dans le bain à ultra- sons 22 la tête à aiguilles est décontaminée jusqu'à des doses de radio-activité permettant une manipulation sans pro- tection. La boite à gants 26 est raccordée à une caalisa- tion d'évacuation de liquide résiduaire 20,21. L'espace interne 39 avec un cylindre tournant 1 qui s'y trouve, peut être décontaminé. Le liquide de déconta- mination s'évacue par l'intermédiaire des canalisations com- portant les vannes 20, 21. Une canalisation de trop-plein 23 passe à travers la paroi latérale du boîtier 18. RE VE N D I C A T I O N S 1.- Dispositif de prélèvement d'échantillons pour des substances toxiques et/ou radio-actives, dispositif dans lequel il y a lieu d'assurer des déplacements en rotation et des déplacements verticaux, et dans lequel il est prévu un système de remplissage par une tète à aiguilles, pour au moins un récipient d'échantillon, qui est susceptible d'être amené au moyen des déplacements en rotation et des déplacements verticaux appliqués à un cylindre rotatif, à un système de remplissage par tête à aiguilles et à une ca- nalisation d'amenée et d'évacuation, dispositif caractérisé en ce que a) il comporte un arbre d'entra nement (7), grâce auquel les déplacements en rotation et les déplacements verticaux sont susceptibles d'être appliques au qyindre rotatif (1), b) le système de remplissage par tête à aiguille (3, 33) est susceptible d'être disposé au-dessus du cylindre rotatif (1), c) la canalisation d'amenée et d'évacuation (27) pour le ré- cipient d'échantillon (32) est également disposée au-dessus du cylindre rotatif (1), d) il comporte un dévftisseur (2) grâce auquel le récipient d'échantillon (32) est retiré après son remplissage du sys- tème de remplissage par tête à aiguilles (3, 33) et main- tenu à l'intérieur du cylindre rotatif (1). 2.- Dispositif de prélèvement d'léchantillons selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu sur la canalisation d'amenée et d'évacuation (27) un élément de posi- tionnement (28) pour amener le récipient d'échantillon à par- tir d'un mangasin (30) et pour fermer ou bien libérer la cana- lisation d'amenée et d'évacuation (27). 3.- Dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'une,quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la canalisation d'amenée et d'évacuation (27) est en partie un tube télescopique (8) de sorte que les modifications de la _- longueur de la canalisation d'amenée d'évacuation (27) pro- voquée par les déplacements verticaux, puissent être accom- plies, avec la canalisation d'amenée et d'évacuation (8, 27) arrivant jusqu'au cylindre rotatif (1). 4.- Dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu sur l'arbre d'entraînement (7) un dispositif comportant au moins un vérin de levage (14) et un entraînement radial (13) pour les déplacements de l'arbre d'entraînement (7), et qui est guidé verticalement sur une tringlerie (42) en étant protégé contre les torsions. 5.- Dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un bottier (18) dans lequel est logé le cylin- dre rotatif (1) avec le dévêtisseur (2) et le système à tête d'aiguilles (3, 33), tandis que l'arbre d'entraînement (7) ain- si que la canalisation d'amenée et d'évacuation (8, 27) pas- sent à travers la paroi de ce bottier. 6.- Dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bottier (18) est fixé sur la tringlerie (42). 7.- Dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une autre canalisation d'amenée (25) pour un fluide d'en- tratnement passe à travers la paroi du bottier (18), et dé- bouche au-dessous du cylindre rotatif (1) dans une position se trouvant en face de l'extrémité de la canalisation d'ame- née et d'évacuation (8, 27) au-dessus du cylindre rotatif (1). 8.- Dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement (7) est monté sur le bottier (18). 9.- Dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de positionnement (28) est un autre cylindre ro- tatif ou bien un tiroir. 11.- 10.- Dispositif de prélèvement d'échantillons se- lon l'untequelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif (12, 14, 44) sur l'arbre d'entraîne- ment (7) ainsiqqu'un mécanisme de déplacement (45) pour l'élé- ment de positionnement (28) sont disposés à l'extérieur d'une boite (26) pour les prélèvements d'échantillons. 11.- Dispositif de prélèvement d'échantillons se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la paroi du boftier (18) constitue un blindage con- tre les radiations. 12.- Dispositif de prélèvement d'échantillons se lorn l'une quelconque des revendications 1 à il, caractérisé en ce qi'une ouverture susceptible d'être fermée (48) passe à travers la paroi supérieure (35) du boitier (18), cette ou- i 5 verture se trouvant au-dessus du système de remplissage par tête à aiguilles (3, 33) qui est susceptible d'être éclusée hors du boitier (18) à travers cette ouverture. 13.- Dispositif de prélèvement d'échantillons se- lor l'mune quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est prévu au fornd du boitier(I8 au moins une autre ca^alisaticn d'vacuation (20) grce à laquelle l'int'- rieur (39) du bctier est suscepzible d'être vidé. 14.- Dispcsitif de prélèvement d'échantillons se- lo- l'une -,e._conque des reveàications I 2 13, caractérisé en ce qu-e le dévêtisseur (2) est constiue par une plaque main- ternue sur l'arbre d'entraînement (7) et coportant au moins une ouverture (34) pour le passage de la carnalisation d'ame- n'e et d''vacuation (&) et au moins une ouverture pour les aigulls (33) du te de rem-lissage par tête à aiguilles.