Brevet FR2553923A1 — publié le 19850426

i 2553923 Dispositif de télémanipulation télécommandé, destiné à des cellules de grande capacité. L'invention concerne un dispositif de télémanipulation télécommandé, utilisé pour la mise en oeuvre de procédés techniques, dans des cellules de grande capacité d'installation de retraitement de matières combustibles nucléaires épuisées, ces cellules étant soumises à une charge de radioactivité, le dispositif comprend un pontgrue télécommandé et disposé sous le plafond de la cellule, et un système porte- manipulateur disposé dans un 10 plan plus bas et comportant une poutre de pont, cette dernière portant une colonne verticale de guidage susceptible de tourner, et montée sur la poutre de pont, celle-ci pouvant se déplacer horizontalement et étant disposée au-dessus des composants nécessaires à l'exécu15 tion des procédés, par l'intermédiaire d'un châssis de chariot pouvant se déplacer le long de la poutre de pont, et un châssis de chariot pouvant se déplacer verticalement sur la colonne de guidage et comportant un bras extensible de reception d'un manipulateur ou 20 d'autres appareils de télémanipulation. Des installations de retraitement de matières combustibles nucléaires épuisées, présentent, pour la reception de la partie destinée à être utilisée pour la mise en oeuvre de procédés techniques, des cel25 lules de grande capacité dites "chaudes" Dans ces cellules de grande capacité protégeant du rayonnement, les composants nécessaires aux procédés sont placés dans des échafaudages ou des tablettes (que l'on appelle des râteliers). Les travaux d'entretien à l'intérieur d'une cellule de grande capacité soumise au rayonnement radioactif doivent, autant que possible, s'effectuer sans que des opérateurs aient à y pénétrer On a donc proposé d'effectuer les travaux d'entretien par l'intermédiaire 10 de machines de télémanipulation localement mobile. Il est apparu bon à cet effet de mettre les râteliers recevant les dispositifs nécessaires aux procédés, de manière à ce qu'ils puissent être télémanipulés, le long des murs de la cellule chaude de grande capa15 cité suivant deux rangées opposées. On dégage ainsi un couloir central de passage, dans lequel on peut déplacer des machines mobiles ce télémanipulation pour l'entretien et pour l'échange de composants individuels nécessaires aux procédés ou de râteliers 20 entièrement équipés. Pour les travaux d'entretien et pour l'échange de composants individuels nécessaires auxprocédés ou de râteliers entiers, on a pensé à une combinaison de machines de télémanipulation Sous le plafond et au25 dessus des râteliers, se trouve le champ opératoire d'un pont-grue télécommandé qui balaye les deux rangées de râteliers et le couloir central Apres avoir mis fin à toutes les liaisons et débranché toutes les canalisations, on soulève de leur ancrage les râteliers 30 ou des composants individuels lourds à l'aide de ce pont-arue et on les déplace horizontalement dans le couloir de passage un plus de ce pont-grue est monté un système porte-manipulateur intervenant horizontalement au couloir vers les composants nécessaires aux procédés 1 en vue de la mise en position de disposi- tifs et d'outils de service et d'entretien Ce système porte-manipulateur offre la possibilité de mettre en oeuvre des servo-manipulateurs et des manipulateursmoteurs électriques, ainsi que dans l'avenir des robots 5 et des appareils programmés Des composants de petite taille sont manipulés par les manipulateurs et les outils de levage disponibles en fonction de la conception du système porte-manipulateur. Le système porte-manipulateur est un dispositif semblable à une grue ayant une colonne verticale montée de manière à pouvoir se déplacer sur une poutre de pont Il est monté de manière à pouvoir être déplacé le long de la cellule de grande capacité en-dessous du pont-grue. Sur la colonne, se trouve un châssis de chariot pouvant 15 être déplacé verticalement et ayant un bras extensible qui possède une plaque porteoutils de réception ou de raccordement des outils ou des dispositifs de manipulation. En prévoyant un pont-grue et un système porte20 manipulateur, on peut parvenir à une division du travail Le pont-grue qui est télécommandé est mis en oeuvre principalement pour tenir et pour transporter des raccords de tuyau des composants et des râteliers individuels Le cas échéant, il peut prendre en charge 25 l'abaissement et le maintien d'outils,comme des dispositifs de découpage et de soudage Le système portemanipulateur qui peut être déplacé dans le couloir de passage sert à guider des visseuses à percussion ou d'autres outils particuliers auxquels on peut penser 30 à titre d'outils auxiliaires supplémentaires de démontage En outre, le système porte-manipulateur peut servir à la réception d'équipements de télévision ou d'autres dispositifs auxiliaires. On a déjà proposé un dispositif de télémanipu35 lation pouvant être télécommandé (demande de brevet en République Fédérale d'Allemagne déposée sous le N P 33 13 663 7)qui met l'accent à titre d'avantage essentiel/sur la possibilité d'auto-entretien du système porte- manipulateur et du pont-grue qui est disposé au5 dessus La poutre de pont du système porte-manipulateur est agencée en pont en forme de caisson monopoutre. Ensemble avec le châssis de chariot fixé à la colonne et représentant un support et avec les axes de rotation de la colonne par rapport au support et du bras extensi10 ble pivotant par rapport au support, le bras extensible pivotant/fixé au support de manière excentrée par rapport à la colonne et sur lequel est bridé un manipulateur-moteurlpivote des deux côtés sur la poutre de pont Le bras extensible pivotant atteint ainsi des dispositifs se trouvant au-dessus de la poutre de pont du système portemanipulateur En outre, le pont monopoutre ne crée aucun obstacle aux fonctionnements ccmbinés du système porte-manipulateur et du pont-grue lors du transport de dispositifs nécessaires aux procédés. L'invention vise à perfectionner le dispositif de télémanipulation pouvant être télécommandé mentionné au début du présent mémoire de manière à améliorer l'auto-entretien et le maintien en état proprement dit du dispositif de télémanipulation. Le dispositif de télémanipulation pouvant être télécommandé suivant l'invention est caractérisé en ce que: le dispositif de télémanipulation est formé de groupes individuels constitutifs du système, les groupes constitutifs susceptibles de se déplacer peuvent être séparés de leurs châssis de chariot l'unité d'entraînement de chaque châssis de chariot est fixée à l'élément constitutif qui est porté par ce châssis de chariot et qui est susceptible de 35 se déplacer. Comme le dispositif de télémanipulation opère dans les conditions chimiques et d'irradiation qui règnent dans la cellule de grande capacité, il doit être entretenu dans des conditions propres à une télé5 manipulation. Le dispositif de télémanipulation est donc réalisé sous forme de modules pour que seul un petit nombre de groupes constitutifs du système contiennent tous les entraînements et tous les capteurs de mesure 10 qui, en cas de panne, peuvent alors être remplacés complètement On réduit ainsi le nombre de points de rupture de télémanipulation lors d'un remplacement s'effectuant dans la cellule destinée aux procédés. Lorsque l'on sort un groupe constitutif du système, l'entraînement du châssis de chariot de ce groupe constitutif du système est toujours sorti en même temps et remplacé automatiquement,alors que le cha sis de chariot reste Cet emplacement d'accouplement mécanique peut représenter aussi et en même temps le point de sépara20 tion pour l'alimentation électrique et pour les canalisations. Le système porte-manipulateur est formé, suivant l'invention, d'un petit nombre de groupes constitutifs du système,qui peuvent être remplacés individuellement. 25 Le bras extensible pivotant, fixé sur le châssis de chariot susceptible de se déplacer le long de la colonne de guidage, peut être désaccouplé de ce châssis de chariot L'unité d'entraînement du châssis de chariot est fixée sur le bras extensible. La colonne de guidage peut être désaccouplée de son châssis de chariot avec l'unité d'entraînement pour le déplacement longitudinal du châssis de chariot Le chariot, mû par câble et qui peut se déplacer sur la poutre de pont du système porte-manipulateur,peut être enlevé 35 avec l'entraînement qui est fixé rigidement et qui est destiné à entraînerson châssis de chariot Les chariots mûs par câble du pont-grue sont également reliés rigidement aux entraînements de leurs châssis de chariot Quand on remplace les chariots mis par cable, les châssis de chariot restent sans unité d'entraînement sur le pont-grue. Suivant une variante avantageuse, le dispositif de télémanipulation pouvant être télécommandé suivant l'invention est caractérisé en ce que: la colonne de guidage du système porte-manipulateur est reliée par son extrémité supérieure, de manière à pouvoir tourner, à une plaque formant bride de raccordement, la plaque formant bride de raccordement est reliée 15 de manière amovible au châssis de chariot pour déplacer la colonne de guidage le long de la poutre de pont, l'unité d'entraînement du chassîs de chariot est fixé rigidement à la plaque formant bride de raccordement. La colonne verticale de guidage du système porte20 manipulateur est fixée à un châssis de chariot endessous de la poutre de pont L'entraînement pour le déplacement du chariot et pour le mécanisme destiné à faire tourner la colonne sont intégrés à la colonne et peuvent être remplacés en même temps que celle25 ci Sur la poutre de pont, il ne reste,après l'enlèvement de la colonne,que le châssis de chariot sans unité d'entraînement, sans transmission,ni autre mécanisme. La durée de vie du châssis de chariot est nettement plus grande que celle de son unité d'entraînement et 30 celui-ci peut donc rester sur la poutre de pont. De préférence: sur la plaque formant bride de raccordement sont fixées des chevilles de liaison par complémentarité de forme,qui peuvent être ntroduites dans des 35 évidements correspondants d'une plaque de base du châssis de chariot, les évidements présentent respectivement un perçage pour le passage des chevilles de liaison par complémentarité de forme, ces perçages communiquant respectivement avec un perçage de blocage à chanfrein conique par, respectivement, une boutonnière incurvée, les chevilles de liaison par complémentarité de forme présentent une surface médiane cylindrique en-dessous de laquelle est disposée une section conique 10 se rétrécissant vers le bas et les perçages de blocage présentent respectivement une gorge cylindrique tournée dans la masse, correspondant à la surface médiane cylindrique et se transformant en une partie chanfreinée conique. Outre l'avantage procuré par l'invention qu'il y a peu de points de rupture de télémanipulation dans le dispositif de télémanipulation, un avantage essentiel est que l'on peut remplacer les unités d'entraînement présentant une moindre longévité, indépendamment 20 des châssis de chariot entraînés par ces unités. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une vue partielle en élévation 25 du système portemanipulateur qui peut être déplacé le long du mur longitudinal de la cellule de grande capacité, la figure 2 représente le système portemanipulateur de la figure 1 avec marquage des emplacements 30 de séparation A et B convenables du point de vue la télémanipulation, la figure 3 représente le système porte-manipulateuralors que les groupes constitutifs individuels du système sont désaccouplés, la figure 4 est une vue suivant la ligne IV-IV de la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe suivant laligne V-V de la plaque de base du châssis de chariot de la figure 4. Par souci de clarté,on n'a représenté ici qu'un mur longitudinal 6 de la cellule de grande capacité. Le système porte-manipulateur 12 qui est représenté comprend une poutre de pont 14 supérieure, qui peut être déplacée latéralement sur des rails 16 disposés le long des murs 6 de la cellule et fixés respectivement à une console murale 18 Le système porte-manipulateur 12 peut se déplacer horizontalement sur ces rails. Sur la poutre de pont 14, est monté, avec possibilité de déplacement, un châssis de chariot 20 Un châssis 15 de chariot 22 est suspendu en-dessous de la poutre de pont 14 avec possibilité de se déplacer. Le châssis de chariot 20 supérieur porte une unité pouvant être déplacée, qui a des commandes électriques par câble 26 et sur laquelle est disposée l'unité d'en20 traînement 28 pour le déplacement longitudinal du châssis de chariot 20. Le châssis de chariot 22 inférieur qui-est suspendu, présente une plaque de base 32 (figures 4 et 5), qui est fixée dans son cadre 30 et à laquelle est sus25 pendue mécaniquement une plaque formant bride de raccordement 34 d'une colonne de guidage 36 verticale La plaque formant bride de raccordement 34 de la colonne de guidage 36 porte une unité d'entraînement 38 ayant un pignon de sortie 40 qui, à l'état accouplé, tel que 30 représenté (figure 1), engrène dans une crémaillère 42 s'étendant parallèlement à la poutre de pont 14 et fixée sur celle-ci La plaque formant bride de raccordement 34 porte sur la face inférieure une couronne dentée 44 dans laquelle engrène un pignon 46,monté sur la colonne 35 de guidage 36, d'une unité d'entraînement 48 et permet ainsi de faire tourner, par rapport à la plaque formant bride de raccordement 34, la colonne 36 montée tournante dans la plaque formant bride de raccordement 34. La colonne de guidage 36 est munie d'une crémail5 lère 50 verticale sur laquelle peut se déplacer un châssis de chariot,qui n'est pas représenté ici. Sur la plaque formant bride de raccordement 34 (figure 3) sont prévues trois chevilles 52, 54, 56 de liaison pour relier par complémentarité de forme la plaque formant bride de raccordement 34 à la plaque de base 32 du châssis 30 Ces chevilles 52, 54, 56 de liaison par complémentarité de forme s'adaptent avec jeu dans des perçages 58, 60, 62 correspondants (figures 4 et 5) de la plaque de base 32 du châssis 30,qui communiquent respectivement par une boutonnière 64, 66, 68 courte se trouvant sur un cercle avec un perçage de blocage 70, 72, 74 à chanfrein conique. Les perçages de blocage 70, 72, 74 à chanfrein conique présentent dans leur région supérieure, respectivement un épaule20 ment 84 cylindrique usiné au tour Les surfaces coniques 82 des chevilles 52, 54, 56 de liaison par complémentarité de forme se trouvent,à l'état accouplé dans la région chanfreinée 86 des perçages de blocage 70, 72, 74 Le bas de la partie médiane 80 cylindre des chevilles 52, 54, 56 de liaison par complémentarité de forme se trouve dans l'épaulement 84 cylindrique usiné au tour de la partie biseautée. La plaque de base 32 présente une boutonnière par laquelle le pignon 40 fait à l'état accomplie, 30 saillie du dispositif et engrène avec la crémaillère 42. Le mode de fonctionnement du dispositif de télémanipulation décrit est le suivant. Si, pour l'entretien,on doit remplacer ou démonter 35 la colonne de guidage 36 du système porte-manipulateur 12 on soulève un peu, par le pont-grue qui n'est pas représenté ici, la colonne de guidage 36 et,en la faisant tourner on fait cesser la liaison par complémentarité de forme Quand les chevilles 52, 54, 56 de liaison 5 par complémentarité de forme sont au-dessus de leurs perçages de passage 58, 60, 62, on abaisse la colonne de guidage 36 qui, ainsi, n'est plus en prise avec le châssis de chariot 22 correspondant On peut transporter la colonne de guidage 36 dans la zone de service en vue de procéder à son entretien Lors du démontage de la colonne de guidage 36, l'entraînement 38 du châssis de chariot 22 est enlevé nécessairement Lors du montage d'une nouvelle de colonne de guidage 36, on monte nécessairement un nouvel entraînement 38 pour le châssis 15 de chariot 22. Le remplacement de la colonne de guidage 36 entraîne simultanément un remplacement de l'unité d'entraînement 38 du châssis de chariot 22,sans mesure ou travaux télémanipulés supplémentaires particuliers. 20 On évite de perdre un temps considérable à démonter séparément l'unité d'entraînement 38 dans la cellule pour la mise en oeuvre des procédés, et on rend aussi petit que possible le ncmbre des points de télémanipulation On améliore encore ainsi les conditions de mise en oeuvre de la 25 technique de télémanipulation. REVENDICATIONS 1 Dispositif de télémanipulation télécommandé et utilisé pour la mise en oeuvre de procédés techniques, dans des cellules de grande capacité d'installation de retraitement de matières combustibles 5 nucléaires épuisées, ces cellules étant soumises à une charge de radioactivité, le dispositif comprenant un pont-grue télécommandé et disposé sous le plafond de la cellule, et un système porte-manipulateur disposé dans un plan plus bas et compor10 tant une poutre de pont, cette dernière portant une colonne verticale de guidage susceptible de tourner et montée sur la poutre de pont, celle-ci pouvant se déplacer horizontalement et étant disposée au-dessus des composants nécessaires à l'exé15 cution des procédés, par l'intermédiaire d'un châssis de chariot pouvant se déplacer le long de la poutre de pont, et un châssis de chariot pouvant se déplacer verticalement sur la colonne de guidage et comportant un bras extensible de reception 20 d'un manipulateur ou d'autres appareils de télémanipulation, caractérisé en ce que: Le dispositif de télémanipulation est formé de groupes individuels constitutifs du système, les groupes constitutifs ( 24,26) susceptibles de se déplacer sont séparés de leurs châssis de chariot( 20,22). l'unité d'entraînement ( 28,38) de chaque chassis de chariot ( 20 et 22) est fixée à l'élément constitutif ( 24,36) qui est porté parce châssis de chariot ( 20, 22) et qui est susceptible de se déplacer. 2 Dispositif de télémanipulation pouvant être télécommandé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que: la colonne de guidage ( 36) du système portemanipulateur ( 12) est reliée par son extrémité supérieure, de manière à pouvoir tourner, à une plaque 10 formant bride de raccordement ( 34), la plaque formant bride de raccordement ( 34) est reliée de manière amovible au châssis de chariot ( 22) pour déplacer la colonne de guidage ( 36) le long de la poutre de pont ( 14), l'unité d'entraînement ( 38) du châssis de chariot ( 22) est fixée rigidement à la plaque formant bride de raccordement ( 34). 3 Dispositif de télémanipulation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, sur la plaque formant bride de raccordement ( 34),sont fixées des chevilles ( 52,54,56) de liaison par complémentarité de forme,qui peuvent être introduites dans des évidements correspondants d'une plaque de base ( 32) du châssis de chariot ( 22). 4 Dispositif de télémanipulation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les évidements présentent respectivement un perçage ( 58,60,62) pour le passage des chevilles ( 52,54,56) de liaison par complémentarité de forme, ces perçages communiquant respec30 tivement avec un perçage de blocage ( 70,72,74) à chanfrein conique par, respectivement, une boutonnière incurvée ( 64,66,68). Dispositif de télémanipulation suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les chevil35 les de liaison par complémentarité de forme présentent une surface médiane ( 80) cylindrique en-dessous de laquelle est disposée une section ( 82) conique se rétrécissant vers le bas et en ce que les perçages de blocage ( 70,72,74) présentent respectivement une gorge cylindrique ( 84) tournée dans la masse, correspondant à la surface médiane ( 80) cylindrique et se transformant en une partie chanfreinée ( 86) conique.