Brevet FR2556875A1 — publié le 19850621

DISPOSITIF D'OBTURATION A COUVERTURE RAPIDE L'invention concerne un dispositif d'obturation à ouverture rapide comportant un papillon d'obturation escamotable muni d'un système de verrouillage. De tels dispositifs sont destinés à être employez pour fermer les tubes de pénétration dans des bâtiments nucléaires. I1 est connu d'utiliser pour la fermeture des tubes de pénétration, des couvercles du type conventionnel qui sont boulonnés sur la bride du tube de pénétration. I1 faut une heure à deux opérateurs pour effectuer une manoeuvre d'ouverture et de fermeture, manoeuvre pendant laquelle les opérateurs risquent d'être exposes à des radiations. I1 s'ensuit que les couvercles boulonnés sont remplacés de plus en plus par des obturateurs à ouverture rapide. Les obturateurs à ouverture rapide utilisés ressemblent à ceux employés dans le domaine des réservoirs à combustible liquide ainsi que dans le domaine des trous de visite des réservoirs sous pression. Ces obturateurs à ouverture rapide possèdent toutefois certains inconvénients majeurs. Ainsi faut-il encore deux opérateurs pour la pose et la dépose de ces appareils et les mécanismes de verrouillage pressentent des faiblesses de construction qui pourraient provoquer une usure prématurée des pièces maltresses. On connatt également un obturateur susceptible d'être rapidement manoeuvré par une seule personne (voir le brevet LU 84.647). Selon ce dispositif, le papillon d'obturation muni du système de verrouillage est suspendu par l'intermédiaire d'un étrier ajustable, coulissant sur et pivotant autour d'un axe logé dans un support à tete rotative qui peut être fixé en un endroit approprié au-dessus de l'ensemble. Cet obturateur réduit la manoeuvre d'ouverture et de fermeture à quelques minutes, donc amène une diminution considérable de la dose de radiation à laquelle sont exposés les opérateurs. La présente invention a comme but de proposer un obturateur qui ne nécessite aucune présence humaine pour les opérations d'ouverture ou de fermeture et qui s'intègre dans 11 espace réduit disponible entre les rails sur lesquels se déplace le chariot porteur des éléments radioactifs combustibles et le tube de pénétration. Ce but est atteint par l'obturateur selon l'invention qui est constitué par une partie inférieure, supportant des tiges paral les, solidaire du tube de pénétration et comportant un anneauberceau formant arc de cercle muni d'évidements pour recevoir des verrous et par une partie supérieure, déplaçable le long des tiges, et comportant le papillon d'obturation, une contre-bride, formant arc de cercle munie d'évidements pour recevoir des verrous, des moyens pour effectuer le verrouillage ainsi que des moyens pour imposer au papillon d'obturation un mouvement parallèle à l'axe du tube de pénétration. Des variantes d'exécution préférentielles du dispositif sont décrites dans les sous-revendications. Les avantages obtenus consistent essentiellement en ce qu'il n'est plus exigé d'exposer des ouvriers aux radiations élevées en provenance des rails et du chariot et qu'on n' est par conséquent plus tributaire des consignes de sécurité en matiere de radiations nucléaires. D'un autre côté l'opération d'ouverture ou de fermeture ne dure pas plus que quelques dizaines de secondes. L'invention sera exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant deux modes d'exécution. La figure 1 représente, vue de face, l'obturateur réalisé conformément à la présente invention. La figure 2 représente une coupe selon la ligne II-II à travers le dispositif représenté en figure 1. La figure 3 représente de face une partie du châssis escamotable. La figure 4 représente une coupe à travers une variante du dispositif d'ouverture. Sur la figure 1 on peut distinguer l'obturateur 1 qui comporte essentiellement une partie inférieure 2 fixée rigidement à la bride 20 du tube de pénétration (voir figure 2) et une partie supérieure 3 qui peut se déplacer sous l'action de deux vérins pneumatiques 4 le long de deux tiges 5. La partie inférieure 2 présente un anneau-ber ceau 21 formant un arc de cercle de quelque 1450 ainsi que deux prolongements 7 qui supportent les tiges 5 et les vérins 4. La partie supérieure 3 est constitue par un châssis 8 muni de deux prolongements 9 dans lesquels viennent se loger les extrémités mobiles des vérins 4. Des rotules à billes 6 limitent le frottement lors des déplacements de la partie supérieure 3 le long des tiges 5.Le châssis 8 possède un évidement 10 pour le montage du vérin hydraulique 32 (voir figure 3) servant à verrouiller le papillon d'obturation 22 ainsi que deux évidements 11 dans lesquels viennent se loger les rails 12 du chariot porteur des éléments combustibles. Une contrebride 23 formant un arc de cercle de quelque 1450 est fixée rigidement au châssis, tandis que le papillon d'obturation 22 peut se déplacer transversalement à celui-ci (voir figure 2). Le guidage du papillon d'obturation 22 lors du déplacement transversal se fait par l'intermédiaire d'une tige centrale 25 qui coulisse dans le chassis 8 et qui est solidaire du papillon obturateur 22. Plusieurs ressorts 24 attirent le papillon obturateur vers le châssis 8.Celui-ci est séparée du papillon obturateur 22 d'une distance déterminée par l'épaisseur de deux plaques coniques 26 et 27, dont l'épaisseur totale apparente peut être varie par rotation de la plaque 27 autour de la tige 25, et par l'epaisseur de la pièce 28 (voir fig. 2). Les extrémités supérieures des barres 5 sont reliées entre elles à l'aide d'une traverse 13. Pour augmenter la frigidité de l'ensemble on peut prévoir une poutre-support 14 fixée au bâtiment et qui soutient, par l'intermédiaire de tiges, la partie inférieure rigide 2. Sur la figure 2 on distingue la contre-bride 23 qui a une section sensiblement en U et qui forme grappin sur la bride 20 du tube de pntration. La position (horizontale) exacte que prend la contre-bride 23 sur la bride 20 du tube est ajustée å l'aide de plusieurs boulons 30, distribués sur le pourtour de la bride 20 en regard de la contre-bride et dont les extrémités arrondies s'appuient contre des pièces d'usure 29 solidaires de la contrebride 23. (Les trous requis dans la contre-bride 23 pour procéder à cet ajustage n'ont pas été représentés). Deux joints toriques 31, loges dans des rainures en anneau à section trapzoidale prévues dans le papillon d'obturation 22, assurent I'tanchit. Pour ne pas surcharger la figure, des éléments qui devraient etre visibles (vérin vertical 4 etc.) mais qui n'interviennent pas directement dans l'explication n'ont pas été représentés ici. Sur la figure 3, où est représentée de face une partie du châssis escamotable 8, on peut distinguer un vérin pneumatique 32, qui agit par l'intermédiaire d'un bras 33 sur une pièce 28 possédant quatre saillies 34 auxquelles sont reliées des bielles à longueur ajustable 35. Les bielles actionnent des verrous 36 qui peuvent glisser dans des guides individuels 37. La pièce 28 tourne autour de la tige centrale 25 (voir figure 2). Notons que le mouvement du vérin 32 ne fait pas seulement tourner la pièce 28 autour de la tige centrale 25, mais également la plaque conique 27. Etant donné que la plaque conique 26 est maintenue immobile contre le châssis, tout mouvement du vérin se traduit par une variation de ltépaisseur totale apparente des plaques 26 et 27.L'épaisseur apparante requise des deux plaques 26 et 27 est ajustable lors du montage. I1 est également possible de rendre la plaque conique 27 solidaire de la pièce 28, d'ajuster l'épaisseur apparente requise à l'aide du bras 33 (tout en modifiant éventuellement la longueur des bielles 35) et de fixer ensuite le vérin 32. En cas de panne du vérin 32, le mécanisme peut être actionné par l'intermédiaire du pignon 38. Le fonctionnement de l'obturateur lors de l'ouverture est le suivant: Au départ les quatre verrous 36, dont les extrémités sont en biseau du cote opposé au papillon obturateur, sont profondément -logés dans les évidements adéquats (voir à titre d'exemple référence 39) prévues dans l'anneau-berceau 21 et la contre-bride 23. Le papillon d'obturation 22 s'appuie en bas sur l'anneau berceau 21 et est serre contre la bride 20 du tube. Les joints 31 Sont comprimés. La mise sous pression du vérin 32 fait tourner la pièce 28 (dans le sens des aiguilles d'une montre) et les verrous 36 sont retirés des évidements. En même temps la plaque conique 27 tourne et l'épaisseur totale apparente des plaques 26 et 27 diminue. Les ressorts 24 tirent alors le papillon d'obturation 22 vers le châssis 8.Ce mouvement horizontal est essentiel pour éviter que les joints 31 ne restent collés contre la bride 20 et que le mouvement vertical sub séquent n'abîme aussi bien les joints que la surface portante de la bride 20. Disque le vérin 32 est en fin de course et que le papillon d'obturation 22 est dégagé de la bride 20, les deux vérins verticaux 4 sont mis sous pression et la partie mobile 3 est escamotée vers le haut, libérant l'ouverture du tube de pénétration. Pour la fermeture, les opérations se font en sens inverse. Sur la figure 4 a été représentée partiellement une variante du dispositif d'obturation dans laquelle le mouvement horizontal du papillon d'obturation 22 ne se fait plus par intermédiaire de ressorts 24 ni de disques coniques 26 et 27, mais par l'intermédiaire de deux jeux de rouleaux (références 40 et 41) qui sont solidaires du châssis 8 et qui se déplacent sur des surfaces inclinées (respectivement références 42 et 43). Les surfaces inclinées 43 sont réalisées dans le disque 44 à chemin de roulement unique. Le disque 44 est solidarire du tube 45 loge dans les coussinets 46 et 47. L'ex limité du tube 45 est fixée à une roue dentée 48 entrainée par la pièce 49 qui est asservie au mouvement du vérin 32. Sur la pièce 49 sont également fixées quatre surfaces inclinées 42 sur lesquelles s'appuient quatre rouleaux 40.Le mouvement des rouleaux 40 est facilite par des coussinets 50 intercalés entre les appuis 51 qui sont solidaires du châssis 8. Pareillement le mouvement des rouleaux 41 est facilité par des coussinets 54 montés sur des appuis 53. Ces derniers sont fixés sur un manchon 52 monté rigidement sur le châssis 8. Le mouvement transversal des rouleaux 40 et 41 est limite par des ressorts d'arrêt 55.Le fonctionnement de ce dispositif d'obturation peut être comparé à celui exposé en rapport avec la figure 3, à l'exception que ce ne sont plus les ressorts 24 qui tirent le papillon d'obturation 22 vers le châssis 8, mais l'action des rouleaux 40 se déplaçant sur les surfaces inclinées 42; d'un autre côté, la variation de ltépaisseur apparente résultant du mouvement relatif des plaques 26 et 27, nécessaire pour appliquer le papillon 22 contre les joints 31, est réalisée ici par les rouleaux 41 se déplaçant sur les surfaces inclinées 43. I1 est évident qu'on peut utiliser d'autres moyens que des ressorts et des disques coniques ou des rouleaux pour imposer au papillon d'obturation 22 un mouvement parallèle à l'axe du tube de pénétration sans sortir du cadre de la présente invention. Pareille ment, au lieu d utiliser un unique vérin 32, on peut en utiliser 3EusLetirs, de puissance plus faible, agissant sur plusieurs bras 33. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'obturation a ouverture rapide d'un tube de pénétration dans des bâtiments de réacteurs nucléaires, comportant un papillon d'obturation (22) escamotable muni d'un système de verrouillage, caractérisé en ce qu'il est constitué par une partie inférieure (2), solidaire du tube de pénetration, comportant un anneauberceau (21) formant arc de cercle muni d'évidements pour recevoir des verrous (36) et supportant des tiges (5) parallèles et par une partie supérieure (3), déplaçable le long des tiges (5), comportant le papillon d'obturation (22), une contre-bride (23), formant arc de cercle, munie d'évidements pour recevoir des verrous (36), des moyens pour effectuer le verrouillage ainsi que des moyens pour imposer au papillon d'obturation (22) un mouvement parallèle à l'axe du tube de pénétration. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contre-bride (23) a une section sensiblement en U et forme grappin sur la bride (20) dont est muni le tube de pénétration. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la position horizontale qui prend la contre-bride (23) sur la bride (20) du tube de pénétration est déterminée par des boulons (30) montés dans la bride (20) et dont les extrémités arrondies s'appuient contre des pièces d'usure (29) solidaires de la partie de la contrebride (23) qui forme grappin. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour effectuer le verrouillage sont constitués par au moins un vérln (32) qui agissent par l'intermédiaire de bras (33) sur une pièce (28) pivotant autour de son centre et possédant sur son pourtour des points d'attache pour des bielles (35) dans les prolongements desquelles sont fixes les verrous (36). 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens pour déplacer le papillon d'obturation parallèlement è l'axe du tube de pénétration sont constitués par des ressorts (24) et par deux plaques coniques (26, 27) qui peuvent être tournées l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'au moins un vérin (32). 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens pour déplacer le papillon d'obturation parallèlement à l'axe du tube de penétration sont constitués par deux jeux de rouleaux (40 et 41) d'au moins trois rouleaux chacun s'appuiyant sur des surfaces obliques (42 respectivement 43). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux jeux de rouleaux (40,41) sont solidaires du châssis (8) et en ce que les surfaces obliques sur lesquelles ils s'appuient ont leur mouvement asservi a celui du ou des vérins (32). 8.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le papillon d'obturation (22) est muni d'évidements en anneau de section trapézofdale dans lesquels sont logés des joints (31). 9.- Dispositif selon les revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que les verrous (36) ont leurs extrémités tailles en biseau du côté opposé au papillon d'obturation (22). 10.- Dispositif selon la revendication 1, caracterisé en ce que la contre-bride (23) et l'anneau-berceau (21) forment un arc de cercle de quelque 1450. 11.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement de la partie supérieure (3) le long des tiges (5) a lieu dans une direction sensiblement transversale l'axe du tube de pnétration et se fait sous l'action de vérins (4) qui s'appuient d'un cat sur la partie supérieure (3) et de l'autre sur la partie inférieure (2) fixe.