Brevet FR2575874A1 — publié le 19860711

L'invention concerne un dispositif enrouleur et dérouleur d'un câble dont une extrémité assure un contact électrique avec une installation fixe. Il est souvent nécessaire d'effectuer des contrôles dans une installation industrielle, pour dé- terminer l'évolution subie par des matériaux consti- tuant certaines parties de l'installation ou pour vé- rifier que des parties sensibles ne présentent pas de dégradations dangereuses. Il peut être nécessaire d'effectuer ces contrôles à distance parce que les pièces à vérifier ne sont pas accessibles ou parce que les conditions régnant dans l'installation industriel- le sont dangereuses pour des opérateurs. Par exemple, lorsqu'on contrôle les tubes des générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression, il est nécessaire d'opérer à dis- tance depuis l'extérieur du générateur de vapeur. en dessous de sa boite à eau. Le contrôle des tubes des générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression consiste le plus souvent à introduire dans les tubes des sondes à ultrasons ou à courant de Foucault qui transmettent les résultats des mesures qu'elles effectuent par l'intermédiaire de câbles de grande longueur dont l'extrémité non reliée à la sonde est en contact électrique avec un appareil d'exploita- tion des signaux de mesure. Ces cable's comportent généralement un ensem- ble de conducteurs assurant la transmission des diffé- rents signaux de mesure à l'appareil d'exploitation de ces signaux. Le déplacement des sondes à l'intérieur de l'installation en cours de contrôle, par exemple à l'intérieur des tubes d'un générateur de vapeur, est très souvent assuré par des actions de poussée ou de traction sur une partie du câble située à l'extérieur de l'installation. Ces actions de poussée ou de trac- tion peuvent être réalisées manuellement par un ensem- ble de commande électromécanique appelé tireur-pous- seur. Le câble possède une ridigité suffisante pour permettre une transmission des efforts de traction et de poussée à son extrémité portant la sonde. ta partie d'extrémité du câble opposée à la sonde est généralement enroulée sur un tambour de for- me cylindrique qui permet de limiter les risques de détérioration mécanique du câble et la formation de noeuds qui peuvent provoquer des blocages. L'extrémité du câble qui doit être mise en contact électrique avec l'appareil d'exploitation des signaux de mesure accompagne la rotation du tambour. si bien qu'il est nécessaire d'utiliser des connec- teurs tournants multipistes, chacune des pistes conductrices correspondant à un conducteur de mesure. La réalisation de ces connecteurs pose des problèmes techniques difficiles à résoudre et nécessite le choix de matériaux appropriés pour assurer une bonne trans- mission des signaux. Le coût de ces connecteurs est donc élevé. D'autre part, l'utilisation de ces connec- teurs nécessite de prendre des précautions particu- lières qui ne sont pas toujours suffisantes pour éviter tout risque de parasites. Ces parasites super- posés au.x signaux de mesure et dus en particulier à un mauvais contact entre les balais et les pistes des connecteurs peuvent entrainer des erreurs de mesure conduisant à un contrôle non satisfaisant. On a proposé des dispositifs enrouleurs et dérouleurs de câble o l'une des extrémités du câble reste fixe -et évite ainsi l'utilisation d'un connec- teur tournant. De tels dispositifs ne sont cependant pas applicables au cas d'un câble déplacé par poussée et traction. On connait également des dispositifs d'en- roulement de fils, par exemple de fils machine, qui comportent un boitier de réception du fil de forme cy- lindrique et un conduit de guidage dans lequel passe le fil. Ce conduit'-de guidage assure le transport du fil jusqu"'à la partie périphérique du boitier dans la- quelle le fil est enroulé. Le boitier cylindrique est mis en rotation autour de son axe, si bien que le mou- vement de rotation relatif entre le bottier et le conduit de guidage par lequel arrive le fil permet l'envidage du fil à l'intérieur du boitier. Un tel dispositif n'a cependant jamais été utilisé dans le cas d'un câble de mesure déplacé par poussée et trac- tion et ne permettrait pas non plus de recueillir les signaux de mesure de façon simple. Le but de l'invention est do._ de proposer un dispositif enrouleur et dérouleur d'un câble dont une extrémité assure un contact électrique avec une installation fixe, comportant un plateau ayant une partie périphérique sur laquelle le câble vient s'en- rouler et un conduit de guidage du câble jusqu'à la partie périphérique du plateau, le câble étant en pri- se en amont du conduit, c'est-à-dire du côté opposé au plateau avec un moyen de poussée et de traction assu- rant ses déplacements et le plateau et le conduit étant mis en rotation l'un par rapport à l'autre pour l'envidage ou, le dévidage du câble, dispositif qui permette de réaliser de façon simple l'envidage ou le dévidage du câble dans de bonnes conditions et évitant l'utilisation de connecteurs tournants. Dans ce but, le plateau est fixe et le conduit de guidage est solidaire d'un arbre monté ro- tatif par rapport au plateau, dirigé suivant un axe perpendiculaire au plateau dans sa partie centrale, correspondant à l'axe d'enroulement du câble et relié à un moyen de rappel en rotation autour de l'axe d'en- roulement tendant à le faire tourner dans le sens cor- respondant au dévidage du câble, le conduit de guidage présentant une forme telle que sa projection dans un plan perpendiculaire à l'axe d'enroulement soit courbe et présente une partie convexe dirigée dans le sens d'envidage du câble de façon que la poussée sur le ca- ble pour son envidage provoque la mise en rotation du conduit de guidage contre l'action du moyen de rappel. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation du disposi- tif enrouleur et dérouleur de câble suivant l'inven- tion appliqué à un câble de mesure dont une extrémité est reliée à une sonde-de contrôle des tube- d'un gé- nérateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. Dans ces figures: - la Fig. I est une vue en coupe par un plan vertical d'un générateur de vapeur dans lequel on effectue un contrôle des tubes; la Fig. 2a est une demi-vue suivant A de la Fig. 1 du dispositif enrouleur-dérouleur; - la Fig. 2b est une demi-vue suivant B de la Fig. 1 de l'enrouleur-dérouleur de câble; - la Fig. 2c est une coupe suivant CC de la Fig. 2a; - la Fig. 3a est une vue agrandie du détail A de la Fig. 2c; - la Fig. 3b est une vue agrandie du détail B de la Fig. 2c. Sur la Fig. 1, on voit la partie inférieure 1 d'un générateur de vapeur comportant la boite à eau 2, le faisceau de tubes 3 et la plaque tubulaire 4 traversée par les parties inférieures des tubes du faisceau 3. Pour effectuer le contrôle des tubes, on. in- troduit par u.ne ouverture 5 de la boite à eau, un ca- ble 6 à l'extrémité duquel est fixée une sonde 7 qui peut être introduite successivement dans chacun des tubes du faisceau par une de ses extrémités. La sonde 7 peut être déplacée à l'intérieur du tube grâce à un ensemble comportant un tireur-pousseur 9 et le dispo- sitif enrouleur-dérouleur de cable 10. Le dispositif tireur-pousseur comporte de manière connue un ensemble de galets 11 entraînés dans un sens ou dans l'autre par un moteur'12, à l'inté- rieur d'un carter 13 porté par un support 14. Le dispositif enrouleur-dérouleur de câble qui sera décrit plus en détail en se zeférant aux Fig. 2a, 2b et 2c comporte un plateau 15 destiné à re- cevoir le câble, rigidement solidaire d'un support 16 et un conduit de guidage 17 dans lequel passe le cable 6 à la sortie du tireur-pousseur 9. Le conduit de gui- dage 17 comporte une extrémité voisine de la périphé- rie du plateau support 15 par o s'effectue la distri- bution du câble pour son envidage ou sop dévidage sur le plateau 15. Le conduit de guidage comporte une fen- te le long de la génératrice interne 17b du coude du conduit 17. Cette fente 17b facilite l'introduction de la sonde et de son câble dont la rigidité lui interdit d'épouser facilement la forme du conduit de guidage 17. Le tireur-pousseur 9 se trouve légérement en amont de l'autre extrémité du conduit de guidage 17 qui constitue son extrémité d'entrée. L'extrémité du câble opposée à la sonde 7 est fixée sur le plateau 15 et reliée à un appareil 18 d'exploitation des signaux de mesure transmis par le cable 6. La jonction entre l'extrémité du câble et l'appareil 18 ne pose aucun problème puisque le sup- port 15 est fixe. Sur les Fig. 2a, 2b et 2c, on voit le dispo- sitif enrouleur-dérouleur de câble 10 dont le plateau fixe 15 porte dans sa partie centrale un support tron- conique 20 ayant pour axe l'axe XX' du plateau circu- laire 15 qui correspond à l'axe d'enroulement du câble 6. Le support 20 porte un ensemble de paliers à bille 22 dans lequel un arbre 24 dirigé suivant l'axe XX' est monté rotatif. Le conduit de guidage 17 est soli- daire d'une des extrémités de l'arbre 24. L'autre ex- trémité de cet arbre 24 pénètre dans un boitier 25 so- lidaire du support 20. A l'intérieur du boitier 25, l'extrémité de l'arbre 24 est solidaire de l'extrémité centrale d'un ressort spiral 26 dont l'autre extrémité est bloquée en rotation dans le boitier 25. Le sens d'enroulement du ressort spiral 26 et son montage dans le boitier 25 sont tels que ce ressort a tendance à entrainer l'arbre 24 et le conduit 17 dans le sens de la flèche 27 de la Fig. 2a. c'est-à-dire dans le sens du dévidage du câble 6. Le ressort 26 constitue donc un moyen de rappel de l'arbre 24 et du conduit 27 dans le sens du dévidage du câble. Une butée 29 comportant un pion de blocage permet de bloquer l'arbre 24 en ro- tation pour éviter le déroulement du ressort lorsque l'enrouleur n'est pas en fonctionnement. Le câble 6 est enroulé dans la partie péri- phérique du support fixe 15 et constitue des spires successives comme représenté sur les Fig. 2c, 3a et 3b. Lorsqu'on tire sur le câble grâce au dispo- sitif 9, le conduit de guidage 17 a donc tendance à précéder le déplacement du câble, sous l'effet du res- sort 26, entrainant l'arbre 24 en rotation autour de l'axe XX' dans le sens du déroulement du câble. Le dé- vidage de ce câble est donc facilité par l'action du conduit 17. - Lorsqu on effectue une poussée sur le câble grâce au dispositif 9, celui-ci, à cause de sa rigidi- té, exerce une poussée sur la surface intérieure du conduit 17 d'ans sa partie 17a visible à la Fig. 2a. Le conduit 17 a en effet une forme telle qu'aussi bien sa projection sur un plan renfermant l'axe d'enroulement XX' comme visible sur la Fig. 2c que sa projection sur un plan perpendiculaire à cet axe XX' comme visible sur la Fig. 2a présente une courbure assurant le gui- dage du câble. La courbure dans un plan axial -omme visible sur la Fig. 2c permet de guider le câble vers la par- tie périphérique du support 15 o est constitué l'en- roulement. La courbure dans un plan perpendiculaire à l'axe XX', comme visible à la Fig. 2a, est telle que le conduit de guidage 17 présente extérieurement une partie convexe 17a dirigée dans le sens de la flèche 28 correspondant au' sens d'envidage du câble. Lors- qu'on effectue l'envidage du câble par poussée, celui- ci exerce une poussée sur le conduit 17 dans sa partie 17a tendant à le faire tourner dans le sens de la flè- che 28. La rotation du conduit 17 permet d'effectuer une distribution du câble pour son envidage dans la partie périphérique du support 15. La force de poussée du câble rigide 6 sur le conduit 17 est suffisante pour faire tourner ce conduit 17 contre l'action du ressort spiral Z6 dont la compression augmente pendant l'envidage du câble 6. Les mouvements du câble 6 aussi bien dans le sens du dévidage que dans le sens de l'envidage sont donc facilités par le conduit 17 qui évite toute dé- formation ou tout emmêlement du câble. En se reportant à l'ensemble des Fig. 2 et 3, on va maintenant décrire la structure et le montage du plateau 15 qui comporte une partie centrale 15a en - 10 forme de disque rigidement solidaire du support 16 et une partie périphérique 15b en forme de couronne en- tourée extérieurement par un rebord 30 sur lequel sont fixées des pattes 31 de maintien du câble enroulé dans la partie périphérique 15b du plateau 15. Les parties 15a et 15b du plateau 15 sont assemblées entre elles par l'intermédiaire d'un dispo- sitif à baïonnette comportant trois pattes fixées à ' les unes des autres sur la couron-s 15 et trois parties 33 en saillie du disque 15a. Comme il est vi- sible sur les Fig. 2b et 3a, trois roulements à bille 34 sont placés à 120' les uns des autres sur la cou- ronne 15b, de façon que leur bague externe soit en contact avec le bord extérieur du disque 15a. - On peut ainsi faire tourner facilement la couronne 15b autour du disque 15a. Les roulements à bille 34 servent à la fois de butée mécanique et de moyen facilitant la-rotation de la couronne par rap- port au disque. Cette rotation permet de désenclencher les parties en saillie 33 des pattes 32, pour séparer la couronne dans laquelle est enroulé le câble, du disque solidaire du support ou au contraire pour réas- sembler ces deux parties qui se trouvent alors solida- - risées par engagement à force des pattes 32 sur les parties en saillie 33 ayant une épaisseur légèrement supérieure à l'épaisseur du-disque 15a. On peut ainsi facilement séparer le câble enroulé dans la partie périphérique du plateau 15 de la partie centrale de ce plateau solidaire du support. On peut également venir placer très facilement le ca- ble enroulé à l'intérieur de la partie périphérique b sur la partie centrale 15a solidaire du support, pour commencer une opération de contrôle dans le géné- rateur de vapeur. Les principaux avantages du dispositif en- rouleur et dérouleur suivant l'invention sont donc d'éviter toute déformation ou tout emmêlement du céble avec un dispositif simple comportant un plateau de ré- ception du câble fixe permettant de relier facilement une extrémité du câble à un appareil d'exploitation des signaux de mesure. D'autre part, le dispositif utilise uniquement la force de poussée du cable et la force de tension d'un ressort pour la mise en rotation du conduit de guidage de l'enrouleur. Enfin, la structure du plateau de réception du câble en deux parties permet de mettre en place très facilement le câble enroulé sur l'enrouleur dé- rouleur. L'invention ne se limite pas au mode de réa- lisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut imaginer une réalisa- tion différente du plateau de réception du càble. Le conduit peut avoir une forme différente de celle qui a été décrite à partir du moment o ce conduit subit une poussée du câble suffisante pour provoquer sa mise en rotation contre l'action du ressort, dans le sens de l'envidage du cible. - Enfin, le dispositif enrouleur et dérouleur suivant l'invention peut être utilisé non seulement ?5874 dans le cas du contrôle des générateurs de vapeur mais encore dans le cas du contrôle de tout échangeur de chaleur utilisé dans un réacteur nucléaire ou dans une autre application. ou encore dans le cas de tout contrôle dans des zones difficilement accessibles d'une installation industrielle. REVENDICATIONS 1.- Dispositif enrouleur et dérouleur d'un câble (6) dont une extrémité assure un contact élec- trique avec une installation fixe (18),- comportant un plateau (15) ayant une partie périphérique (15b) sur laquelle le câble vient s'enrouler et un conduit de guidage (17) du câble (6) jusqu'à la partie périphéri- que du plateau (15), le câble (6) étant en prise en amont du conduit (17), c'est-à-dire du côté opposé au plateau (15), avec un moyen (9) de poussée et de trac- tion assurant ses déplacements et le plateau (15) et le conduit d'enroulement du câble (6) et relié à un moyen de rap- pel en rotation (26) autour de l'axe XX' d'enroulement tendant à le faire tourner dans le sens correspondant au dévidage du câble, le conduit de guidage (17) pré- sentant une forme telle que sa projection dans un plan perpendiculaire à l'axe d'enroulement. XX' soit courbe et présente une partie convexe (17a) dirigée dans le sens (28) d'envidage du câble, de façon que la poussée sur ce câble (6) pour son envidage provoque la mise en rotation du conduit de guidage (17) contre l'action du moyen de rappel (26). 2.- Dispositif enrouleur et dérouleur sui- vant la revendication 1. caractérisé par le fait que le moyen de rappel (26) est un ressort spiral. 3.- Dispositif enrouleur et dérouleur sui- vant la revendication 2. caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen (29) de blocage de l'arbre (24) en rotation pour éviter le-déroulement du ressort spiral (26) lorsque le dispositif enrouleur n'est pas en ser- vice. 4.- Dispositif enrouleur et dérouleur sui- vant l'une quelconque des revendications. 1, 2 et 3. caractérisé par le fait que le plateau (15) comporte une partie centrale (15a) en forme de disque solidaire d'un support fixe (16) et une partie périphérique (15b) en forme de couronne comportant des moyens (30, 31) de maintien du càble (6) enroulé, le disque (15a) et la couronne (15b) étant reliés par l'intermédiaire d'un dispositif à baïonnette constitué par des parties en saillie (33) par rapport au disque (15a) et des pattes (32) solidaires de la couronne (15b}, la cou- ronne (15b) étant montée rotative sur le bord du dis- que (15a) par l'intermédiaire de roulements à bille (34). 5.- Application d'un dispositif enrouleur et dérouleur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, au déplacement d'un cible (6) portant à l'une de ses extrémités une sonde (7) de contrôle des tubes d'un générateur de vapeur (1) d'un réacteur nu- cléaire à eau sous pression.