Brevet FR2612643A1 — publié le 19880923

Dispositif de prélèvement d'un échantillon de verre fondu. L'invention concerne un dispositif de prélève- ment d'un échantillon de verre fondu, qui comprend un organe de préhension d'un échantillonpouvant être in- troduit à l'intérieur d'un four par l'orifice de celui-ci. La vitrification de solutions résiduaires très radioactives s'effectue dans un four de fusion en cérami- que. Afin de pouvoir effectuer le processus de vitrifica- tion, et de pouvoir constater la présence de dépôts dus aux différences de densité dans le verre fondu, comme par exemple des métaux et des métaux nobles, il est né- cessaire de prélever des échantillons du four de fusion. Jusqu'ici, on prélevait des résidus de verre à la sortie du fond du four de fusion, comme échantillons. La prise d'échantillon est ainsi limitée à la région de l'orifice de sortie. Des dépôts se produisant éventuellement dans une autre région du four de fusion du verre ne peuvent pas être examinés. Par le brevet de la République Fédérale Alleman- de 2 911 008, on connaît un dispositif de prélèvement de verre fondu dans une cuve ou dans un four de fusion du verre, qui comprend une tige qui peut tourner autour de son axe, qui peut être introduite dans un trou de coulée se trouvant dans la paroi' latérale du four de fusion du verre et qui peut être plongée tout en tour- nant dans le verre fondu, par son extrémité antérieure libre. Cette tige peut être retirée sensiblement dans l'axe du trou de coulée latéral, par un dispositif d'en- traînement. En raison des différences de densité entre le verre fondu et les métaux lourds et les métaux nobles, les métaux restent dans le bain fondu lorsque l'on reti- re le dispositif. Avec ce dispositif, on n'obtient pas un échantillon représentatif. L'invention vise un dispositif, du type mention- né au début du présent mémoire, par lequel on peut obtenir, par une télémanipulation plus simple et plus facile, les échantillons représentatifs des diverses régions du verre fondu. Le dispositif suivant l'invention est caractéri- sé en ce que: a) un cadre de guidage rectangulaire, vertical et ou- vert est muni latéralement de glissières intérieures verticales de guidage, b) dans les glissières intérieures de guidage est monté un cadresupport vertical, coulissant par rapport au cadre de guidage, c) le fond du cadre de guidage est traversé par un tube de guidage, d) dans le tube'de guidage est montée coulissante une broche de traction coaxiale, qui est fixée au fond du cadre-support, e) à l'extrémité du iube de guidage et à l'extrémité de la broche de traction sont montés deux couples de leviers articulés pour faire pivoter deux hémi-coquil- les de l'organe de préhension qui coopèrent et qui, en position rapprochée, forment une chambre de ré- ception fermée pour l'échantillon. Le dispositif suivant l'invention peut être accroché par le cadre-support intérieur à un crochet de grue. Le poids propre des autres parties du dispositif agit alors dans le sens de la "fermeture" du dispositif. On met le dispositif, par la grue de cellule, au-dessus d'une tubulure ouverte de four, du côté supé- rieur du four de verre fondu. Par la grue on abaisse, à une profondeur définie, le dispositif fermé dans le verre fondu, par la partie du tube de guidage. Par un coulissement relatif du cadre-support et du cadre de guidage vers le bas, on fait basculer les hémi-coquilles de l'organe de préhension en les éloignant l'une de l'autre suivant un rayon, pour venir dans la position ouverte. Ensuite, on remonte le cadre-support dans le cadre de guidage, de manière à rapprocher les hémi-co- quilles de l'organe de préhension et à enfermer ainsi un échantillon de verre dans la chambre de réception qu'elles forment en commun. Le dispositif est retiré par le haut du four de fusion et est transporté vers un autre traitement. Le coulissement relatif des deux cadres peut s'effectuer, en raison de la simplicité de la structure, par des appareils de télémanipulation présents dans des cellules blindées de génie nucléaire. De préférence, le dispositif suivant l'inven- tion est caractérisé en ce que: a) chaque couple de leviers articulés comprend deux leviers de fixation articulés diamétralement au tube de guidage, b) les autres extrémités des leviers de fixation sont articulées, en formant un angle aigu, à des leviers- supports dont les autres extrémités sont articulées diamétralement à la broche de traction, c) sur le flanc inférieur de chaque levier-support sont montées des consoles rigides, d) sur les deux consoles des couples de leviers articulés sont montées des hémi-coquilles de l'organe de préhension, les deux hémi-coquilles de l'organe de préhension formant, quand le dispositif est à l'état fermé, une chambre de réception à peu près circulaire. Le mouvement relatif entre le cadre de guidage et le cadre-porteur est ainsi transformé d'une manière sQre du point de vue fonctionnel, en le mouvement de bascule- ment des hémi-coquilles de l'organe de préhension. Suivant un perfectionnement, une bague d'étanchéi- té, s'appliquant étroitement à la branche de traction, est introduite dans le tube de guidage. Grâce à cette bague d'étanchéité, la cavité comprise entre le tube de guidage et la broche de traction est fermée vers le haut d'une manière étanche au gaz. Lors de l'immersion dans le verre fondu, il se crée ainsi un coussin d'air dans le tube de guidage qui empêche, dans une grande mesure, toute pénétration de verre liquide entre la broche de traction et le tube de guidage. Suivant un autre mode de réalisation de l'inven- tion avantageux pour obtenir le mouvement relatif entre le cadre de guidage et le cadre-support pour manoeuvrer les hémi-coquilles de l'organe de préhension, il est prévu un levier de manoeuvre à deux brasmonté latérale- ment tournant sur le cadre de guidage et dont l'extrémi- té la plus courte est articulée au cadre-support par un guidage à boutonnière. Si les parties du dispositif venant en contact avec le verre sont munies d'une couche de graphite, l'échantillon de verre peut être enlevé facilement après le refroidissement des hémi-coquilles de l'organe de préhension. Le verre adhérant au métal restant peut être enlevé facilement, de sorte que le dispositif télécommandé peut être remis rapidement en service pour la prise suivante d'un échantillon de verre. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la surface extérieure du tube de guida- ge est munie d'une graduation de mesure des longueurs. Cette graduation visible permet de mettre exactement le dispositif de prélèvement d'échantillons en position dans le four de verre fondu. On peut ainsi prélever un échantillon d'une partie de la masse fondue déterminée à l'avance avec précision. De préférence, sur le cadre de guidage est monté un dispositif de blocage du levier de manoeuvre, une fois qu'il a basculé dans la position de fermeture. Grâce à ce dispositif de blocage, on peut sortir le dis- positif de manière sûre de la masse fondue et le trans- porter en n'importe quel lieu, sans avoir à craindre une ouverture prématurée de la chambre de réception. L'invention procure un dispositif de prélève- ment d'échantillons de verre qui peut être télémanipulé facilement et qui, en raison de sa simplicité de téléma- nipulation, donne un prélèvement sûr du verre en n'im- porte quel endroit du verre fondu. Grace au dispositif suivant l'invention, on peut obtenir un échantillon défini, sans mélange. Lorsqu'on retire le dispositif de prise d'échantillon vers le haut, l'échantillon pris dans la région proche du fond est enfermé d'une manière sûre et ne peut se mélan- ger à la masse fondue d'autres régions. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une vue,partiellement en coupe, d'un dispositif de prélèveme.t d'échantillons de verre, la moitié gauche représentant les hémi-coquilles de l'organe de préhension ferméeset la moitié droite les représentant ouvertes, et la figure 2 est une vue en élévation latérale de la figure 1. Le dispositif télémanipulable représenté,destiné à prélever un échantillon de verre,comporte un cadre de guidage 5 rectangulaire, vertical, ouvert et qui est muni de glissières intérieures 7 verticales. Dans ces glissières intérieures 7 est monté un cadre-support 9 également rectangulaire,vertical,qui peut coulisser par rapport au cadre de guidage 5 et dans celui-ci, et qui peut être accroché à un crochet de grue. Le fond 11 du cadre de guidage 5 est traversé au milieu par un tube de guidage 13. Dans la partie su- périeure du tube de guidage 13 est insérée une bague d'étanchéité 15 torique. Dans le tube de guidage 13 est montée coulissante une broche de traction 17 coaxiale, qui est fixée au fond 19 du cadre-support 9 par une tige filetée 23 bloquée par un écrou 21. A l'extrémité du tube de guidage 13 et à l'extrémité de la broche de traction 17, sont montés l'un en face de l'autre deux couples de leviers articulés 25, 26,qui portent chacun 1' une des hémi-coquilles de l'organe de préhension 27, 29 dont les ouvertures de réception sont tournées l'une vers l'autre. Les hémi-coquilles de l'organe de préhen- sion 27, 29 forment, en position rapprochée, une chambre de réception 31 du verre fondu. Chaque couple de leviers articulés 25, 26 com- porte deux leviers de fixation 33 articulés au tube de guidage 13. Les extrémités libres des leviers de fixa- tion 33 sont articulées à une extrémité d'un levier- support 35 en formant un angle aigu. Les extrémités li- bres des leviers-suppc.rts 35 sont articulées diamétra- lement à l'extrémité cd la broche de traction 17. Sur le flanc inférieur de chaque levier-support 35 est sou- dée une console 37 rigide, les deux consoles 37 d'un couple de leviers articulés 25 et 26 portant à l'autre extrémité les hémi-coquilles de l'organe de préhension 27 et 29. Le cadre de guidage 5 comporte, à l'extrémité supérieure, latéralement, un palier 39 qui forme une articulation 41 pour un levier de manoeuvre 43 à deux bras. L'extrémité la plus courte du levier de manoeuvre 43 est munie d'une boutonnière 45, dans laquelle péné- tre un axe de guidage 45 monté latéralement sur le cadre- support 9. Sur le cadre de guidage 5 est monté, dans la ré- gion de basculement du levier de manoeuvre 43, un dispo- sitif de blocage 49,par lequel le levier de manoeuvre 43 peut être bloqué en la position de fermeture. Dans l'oeillet de blocage 49 peut être accrochée l'une des extrémités d'un crochet de blocage, dont l'autre extré- mité pénètre dans un perçage du levier 51. Le dispositif fonctionne de la manière suivante. Le dispositif décrit est accroché au crochet de grue de cellule par le cadre-support 9. Par la grue de cellule, le dispositif est amené, alors qu'il est à l'état fermé, au-dessus d'une tubulure ouverte du four de verre fondu et est abaissé à une profondeur détermi- née à l'avance dans le verre fondu. Il est avantageux de munir la partie supérieure du tube de guidage 13 d'une graduation centimétrique bien visible. Ceci per- met de prélever un échantillon d'une région déterminée à l'avance au millimètre près de la masse fondue. La cavité comprise entre le tube de guidage 13 et la broche de traction 17 est fermée vers le haut d'une manière étanche au gaz par la bague d'étanchéité 15. Le coussin d'air ainsi créé empêche, dans une gran- de mesure, toute entrée de v- rre liquide entre la broche de traction 17 et le tube de guidage 13. Avec un manipulateur,disponible dans les cellu- les de génie nucléaire, on relève alors le levier de ma- noeuvre 43 qui relie le cadre de guidage 5 et le cadre- support 9. La force est transmise du cadre-support 9 glissant vers le bas au couple de leviers articulés 25 et 26, par la broche de traction 17. Les hémi-coquilles de l'organe de préhension 27 et 29 basculent, en s'éloignant l'une de l'autre. Puis on repousse le levier de manoeuvre 43 vers le bas. Les hémi-coquilles de l'or- gane de préhension 27 et 29, de forme ovale, se ferment en se déplaçant l'une vers l'autre. Dans la chambre de réception 31 des hémi-coquilles de l'organe de préhen- sion 27 et 29 se trouve un échantillon de la masse fondue. A l'aide de la grue, on retire le dispositif verticalement vers le haut, du four de verre fondu et, pour refroidir l'échantillon, on le met dans une posi- tion d'attente. En les saisissant au moyen d'un manipu- lateur et en relevant le levier de manoeuvre 43, on ouvre à nouveau les hémi-coquilles de l'organe de pré- hension 27 et 29, de manière à pouvoir enlever l'échan- tillon de verre. Le dispositif, qui constitue un organe de prise d'échantillons de verre, peut alors être réutilisé pour prélever un autre échantillon. REVEND I CATIONS 1. Dispositif de prélèvement d'un échantillon de verre fondu, qui comprend un organe de préhension d'un échantillon pouvant être introduit à l'intérieur d'un four par l'orifice de celui-ci, remarquable par les caractéristiques suivantes: a) un cadre de guidage (5) rectantulaire, vertical et ouvert est muni latéralement de glissières intérieu- res verticales de guidage (7), b) dans les glissières intérieures de guidage (7) est monté un cadre-support (9) vertical, coulissant par rapport au cadre de guidage (5), c) le fond (11) du cadre de guidage (5) est traversé par un tube de guidage (13), d) dans le tube de guidage (13) est montée coulissante une broche de traction (17) coaxiale, qui est fixée au fond (19) du cadre-support (9), e) à l'extrémité du tube de guidage (13) et à l'extré- mité de la broche de traQtion (17) sont montés deux couples de leviers artic lés (25, 26) pour faire pivoter deux hémi-coquilles de l'organe de préhen- sion (27 et 29) qui coopèrent et qui, en position rapprochée, forment une chambre de réception (31) fermée pour l'échantillon. 2. Dispositif suivant la revendication 1, remar- quable par les caractéristiques suivantes: a) chaque couple de leviers articulés (25 et 26) com- prend deux leviers de fixation (33) articulés diamé- tralement au tube de guidage (13), b) les autres extrémités des leviers de fixation (33) sont articulées, en formant un angle aigu, à des levierssupports (35) dont les autres extrémités sont articulées diamétralement à la broche de trac- tion (17), c) sur le flanc inférieur de chaque levier-support (35) sont montées des consoles (37) rigides, d) sur les deux consoles (37) des couples de leviers articulés (25, 26) sont montées des hémi-coquilles (27 et 29) de l'organe de préhension, les deux hémi- coquilles de l'organe de préhension (27, 29) formant, quand le dispositif est à l'état fermé, une chambre de réception (31) à peu près circulaire. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, une bague d'étanchéité (15), s'appliquant étroi- tement à la branche de traction (17), est introduite dans le tube de guidage (13). 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour manoeuvrer les hémi-coquilles de l'organe de préhension (27, 29), il est prévu un levier de ma- noeuvre (43) à deux bras monté latéralement tournant sur le cadre de guidage (5) et dont l'extrémité la plus courte est articulée au cadre-support (9) par un guida- ge à boutonnière (45). 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, les hémi-coquilles de l'organe de préhension (27, 29) et les parties du dispositif venant en contact il avec le verre fondu sont revêtues de graphite. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, la surface extérieure du tube de guidage (13) est munie d'une graduation de mesure des longueurs. 7. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, sur le cadre de guidage (5) est monté un dispo- sitif de blocage (49, 51) du levier de manoeuvre (43), une fois qu'il a basculé dans la position de fermeture.