Brevet FR2670897A1 — publié le 19920626

I DISPOSITIF POUR VEHICULER RAPIDEMENT ET AVEC PRECISION UNE SOURCE ENTRE UNE POSITION DE TRAVAIL ET UNE POSITION DE REPLI La présente invention se rapporte d'une manière générale aux domaines du transfert d'une source radioactive ou neutronique fixée dans un porte source à l'extrémité d'un câble porteur et susceptible à la suite de la translation de ce câble de se déplacer suivant un cycle position de repli position de travai L. De tels dispositifs sont connus notamment du brevet français FR-A-2,619,622 pour effectuer une analyse par activation d'une matière fissile contenue dans une enceinte protégée contre les rayonnements Dans un te L dispositif, une source de rayonnements neutroniques, située à L'extrémité d'un câble, est introduite dans une enceinte et extraite de celle-ci à l'aide d'un dispositif comportant un tambour tournant entraîné en rotation par un moteur pas à pas, le câb Le étant fixée d'une part à l'extrémité du tambour et d'autre part à la source de rayonnement neutronique Le câble et la source sont véhiculés dans un tube guide jusqu'à l'intérieur de l'enceinte contenant les produits fissiles sur lesquels la source produit une activation Lors du retrait de cette même source, l'examen des rayonnements secondaires dû à l'activation de la matière fissile par la source permet une estimation de la nature et de la quantité de matériau fissile contenu dans L'enceinte. Un tel dispositif, trop rudimentaire, ne permet pas d'obtenir des vitesses de déplacement rapides et des positionnements précis reproductibles de la source, qui soient compatibles avec le fait de comptabiliser Les émissions secondaires retardées sans être gêné par L'émission propre de la source. Pour parvenir à une telle qualité de mesure, il est nécessaire avec une source neutronique classique, de pouvoir faire parcourir à celle-ci en un temps d'environ 1 seconde une distance de 2 à 5 mètres, avec une précision de positionnement de + 1 mm Aucun appareillage actuellement connu ne permet des performances de cette nature, dans un service de fonctionnement automatique et en continu (cyclages). La présente invention a précisément pour objet un dispositif pour véhiculer rapidement et avec précision une source à l'aide d'un câble à Laquelle elle est fixée, qui répond aux besoins précédents à l'aide de moyens dont la mise en oeuvre est à la fois simple et efficace. Ce dispositif pour véhiculer rapidement, dans une durée de l'ordre de 1 seconde, et avec précision, une source, radioactive ou neutronique, entre une position de travail et une position de repli, en particulier dans une enceinte contenant de la matière fissile pour effectuer une analyse de celle-ci par activation, comportant un câble spiralé à l'extrémité duquel est fixée la source dans un porte source, des moyens moteurs entrainant des moyens d'entraînement du câble constitué par une roue dentée de pas adapté aux spires du câble et un magasin de stockage du câble dans la position de repli de la source, se caractérise en ce que les moyens d'entraînement du câble sont constitués par une roue dentée et des galets presseurs en un matéri'au souple, répartis sur une portion de la périphérie de la roue dentée, et de guides-câbles, épousant le profil de la roue dentée et des galets presseurs, placés entre chacun de ceux-ci, pour éviter, lors du déplacement rapide de la source, la formation de boucles sur Le câble, ainsi que la perte de la référence position Les galets ont pour fonction de guider et de maintenir le câble spiralé sur la roue dentée, ces galets étant libres en rotation. C'est donc l'embrayage très particulier selon la présente invention, qui permet de déplacer le câble porte source à grande vitesse et avec précision à l'aide notamment par exemple d'un groupe moteur-variateur autosynchrone ou asynchrone dont les performances sont totalement différentes des moteurs pas à pas de l'art antérieur. Selon une caractéristique importante de la présente invention, les galets presseurs répartis autour de la roue dentée pour maintenir radialement et transversalement le câble et de l'appliquer correctement sur cette roue, sont en un matériau suffisamment souple pour ne pas endommager le câble et ne pas produire des particules d'usure de celui-ci qui viendrait encrasser le tube guide dans lequel le câble est véhiculé A cet effet, un matériau particulièrement avantageux est constitué par exemple de po Lyéthy Lène ou de nylon. Selon une autre caractéristique de la présente invention l'espace compris entre deux galets presseurs consécutifs est rempli par un guide câble dont la forme épouse à la fois le profil de la roue dentée et celui des galets presseurs, et constitués en un matériau également suffisamment souple pour ne pas endommager le câble, matériau qui peut être également par exemple du polyéthylène ou du nylon. Ces guides câbles complètent l'action des galets presseurs et collaborent avec ces derniers à la tenue du câble spiralé sur la roue dentée en évitant ainsi tout risque de glissement ou de désengagement du câble pour former localement une boucle indésirable puisqu'elle compromettrait complètement la progression et la précision de progression recherchée pour le câble. Deux dispositifs répondant aux exigences de vitesse et de positionnement ont été développés. Identiques dans leur principe d'entraînement, ils diffèrent par le mode de stockage du câble Le premier dispositif comporte un stockage sur un tambour comportant une gorge hélicoldale; le second dispositif comporte un stockage du câble dans un magasin tubulaire et linéaire. Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, le magasin de stockage de la partie morte du câble est un tambour d'enroulement de ce dernier. Selon un autre mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le magasin de stockage de la partie morte du câble est constitué par un fourreau tubulaire rectiligne, dont la longueur correspond approximativement à la longueur de progression du câble entre la position de repli de la source et sa position de travail. Enfin, selon une caractéristique très intéressante du dispositif objet de l'invention, le fourreau tubulaire rectiligne précédent est équipé, au voisinage de ses deux extrémités, d'une série de détecteurs magnétiques de position du câble permettant de gérer automatiquement les cycles de fonctionnement de ce dernier lors des déplacements de la source. Le fourreau tubulaire rectiligne peut être composé avantageusement de plusieurs tronçons, ce qui permet alors de disposer d'un ensemble réglable et facilement démontable L'extrémité du fourreau magasin la plus éloignée du moteur est obstruée de façon à éviter la sortie intempestive de la source en cas de défaillance de fonctionnement Cette obstruction peut être réalisée par exemple à l'aide d'un bouchon muni d'un ressort amortisseur et fixé au fourreau tubulaire Le fourreau magasin tubulaire et le tube guide sont raccordés au bloc moteur pour que le câb Le soit toujours guidé Les moyens de raccordement sont de préférence facilement démontables. L'ensemble source porte-source câble spiralé se dép Lace dans un tube guide fait en un matériau rigide mais pouvant être courbé, en inox dans une application préférée de L'invention. Dans le cas o l'homme ne peut pas pénétrer dans La zone dans laquel Le est le tube guide (après retrait de La source), on place le tube guide dans un fourreau de façon à pouvoir changer le tube guide si besoin De L'extérieur de la zone, on extrait a Lors Le tube guide et on le découpe On réintroduit un autre tube Si L'intervention humaine est possib Le, l'utilisation du fourreau est moins justifiée. Dans le cas o ce tube guide doit traverser un mur (par exemple de protection biologique), on munit préalablement l'évidement du mur d'un manchon ou doigt de gant fixé dans ce mur dans lequel viendra se placer le tube guide et s'i L existe, le fourreau. Dans tous les endroits o cela est nécessaire on prévoit des moyens de supportage du tube guide ou du fourreau. De toute façon l'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit de plusieurs exemples de mise en oeuvre, description qui sera faite en se référant aux figures 1 à 4 ci-jointes, sur Lesquelles: la figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif, objet de l'invention dans le mode de réalisation comportant un fourreau tubulaire rectiligne comme magasin de stockage du câble; la figure 2 est une vue schématique du mode de mise en oeuvre de l'invention dans lequel le magasin de stockage du câble est un tambour d'enroulement; la figure a est une vue en coupe du dispositif de la figure 3 qui montre la roue dentée équipée de ses galets presseurs et des guides câbles; la figure 4 montre le dispositif de déplacement du câble sur le magasin tambour des figures 2 et 3. Sur la figure 1, on a représenté Le câble 2 entouré de sa spirale coulissant dans la gaine métallique 4 qui lui sert de guide le long de son parcours A l'extrémité de ce câble 2 se trouve le porte source 6 contenant la source de neutrons ou la source radioactive Y utilisée à distance Le plus souvent, dans les applications envisagées pour l'invention, le câble 2 sert à introduire la source 6 dans une enceinte de protection biologique schématisée sur la figure par la référence 8 A l'autre extrémité du câble 2, se situe le fourreau tubulaire rectiligne 10 qui sert de magasin de stockage pour la partie morte du câble lorsque La source 6 est en position de retrait à L'extérieur de l'enceinte 8 Ce fourreau tubulaire 10 aboutit dans une pièce 12 qui sert de bouchon et empêche la sortie du câble à l'extérieur Un ressort 14 permet d'ailleurs d'arrêter le mouvement du câble en limitant sa progression si besoin est. Entre l'extrémité active du câble 2 muni du porte source 6 et son extrêmite morte logée dans le fourreau tubulaire rectiligne 10, se situe l'ensemb Le 12 de déplacement rapide et précis du câble A cet effet, cet ensemble 12 comporte un moteur 14 du type asynchrone par exemple muni des engrenages de démultiplication nécessaires et d'un système d'embrayage 16 du câble par rapport à l'axe moteur du moteur 14 Ce dispositif d'embrayage 16 qui est l'une des caractéristiques originales du dispositif objet de l'invention se compose d'une roue dentée 18 dont les dents ont un pas correspondant aux spirales du câble 2 à mettre en mouvement Ledit câble 2 est assujetti à rester en contact intime et sans déformation avec la roue dentée 18 à l'aide d'un système comportant des galets presseurs 20 répartis sur une partie de la périphérie de la roue 18 ainsi qu'entre deux galets presseurs consécutifs des guides câbles 22 logés dans l'espace compris entre les galets 20 et la roue dentée 18 de façon à maintenir en contact sans déformation ni boucle gênante, le câble avec la roue dentée; de cette façon, les vitesses linéaires du câble 2 peuvent atteindre 2 à 5 mètres par seconde pour répondre aux besoins spécifiques d'une analyse par activation de produits fissiles contenus dans l'enceinte 8 L'ensemble des galets presseurs 20 et des guides câbles 22 est fixé sur un flasque 24 lui-même vissé sur les structures de maintien du moteur 14. Selon l'invention également, le tube guide 4 entourant le câble est maintenu fixe dans un premier bloc-guide 26 à l'entrée du système et dans un deuxième bloc-guide 28 à la sortie de ce même système, la partie du câble 2 qui s'enroule autour du tambour 18 étant bien entendu exempte de guides de façon à ce que les spirales 2 puissent engrener correctement avec cette roue 18. Selon une caractéristique importante de la présente invention, le fourreau tubulaire rectiligne de stockage 10 du câble est muni de deux séries 30 et 32 de détecteurs magnétiques permettant d'apprécier à chaque instant la position de l'extrémité du câb Le 2 dans sa gaine fourreau 10 Ces deux groupes de détecteurs magnétiques 30 et 32 sont situés respectivement au voisinage des deux extrémités du fourreau tubulaire rectiligne 10 de façon à être séparés par une distance qui correspond approximativement à la distance de progression rectiligne du câble 2 entre sa position de repli et sa position de travail dans l'enceinte 8 De cette façon, les signaux de présence ou d'absence du câble au niveau des détecteurs 30 et 32 peuvent être utilisés pour gérer automatiquement, c'est-à-dire déclencher ou stopper, les cycles de fonctionnement de ce câble lors des déplacements de la source dans un sens ou dans l'autre. Le fonctionnement des détecteurs est le suivant (fig 1): la commande étant donnée au moteur 14, le câble 2 avance lentement pour amener la source 6 en position repli; lorsque L'extrémité du câble passe devant le détecteur 30, la commande "marche" est enclenchée, la source 6 est amenée avec accélération en position d'irradiation, l'extrémité du câble passant le détecteur 32, l'arrêt est commandé Le câble 4 stoppe alors, avec une petite inertie à la réponse. Le temps d'irradiation s'étant écoulé, le moteur 14 est enclenché La source 6 est retirée très rapidement L'extrémité du câble 2 passe devant le détecteur 30 déclenchant la commande arrêt. En cas de besoin, des détecteurs supplémentaires de sécurité, non représentés, peuvent encore être ajoutés. La figure 2 représente une variante de mise en oeuvre du dispositif objet de l'invention dans laquelle le magasin de stockage du câble 2 est un tambour d'enroulement 34 Dans ce mode de réalisation dont on verra plus en détail la réalisation pratique sur les figures 3 et 4, les moyens identiques à ceux de la figure I portent les mêmes nombres de références Il faut toutefois, dans ce mode de mise en oeuvre envisager un second flasque 36 qui, en liaison avec le flasque 24 définit l'espace dans lequel se trouve situé la roue dentée 18 et son dispositif d'embrayage 16. Sur la figure 3, on a représenté en coupe le mode de mise en oeuvere du dispositif selon la figure 2 sur lequel on retrouve le tambour 34, la roue dentée 18, le câble 2, ainsi que le système d'embrayage 16 du câble 2 sur le tambour 18 Cette vue en coupe permet de mieux comprendre la forme et par conséquent le fonctionnement des galets presseurs 20 et des guides câbles 22 Ces galets presseurs 20 et ces guides câbles 22 étant destinés à maintenir en toutes circonstances le câble 2 contre la roue dentée 18, sont constitués en un matériau souple, tel que par exemple le polyéthylène ou le téflon. La figure 4 montre enfin l'ensemble du dispositif des figures 2 et 3 vu de côté On retrouve sur cette figure 4 le moteur 14 muni de son réducteur 38 ainsi que sur l'axe de rotation 40, la roue dentée 18 engrenant avec le câble 2 Sur la figure 4, on voit l'un des galets presseurs 20 qui maintiennent le câble 2 en contact étroit avec la roue dentée 18. Dans ce mode de mise en oeuvre, le tambour d'enroulement 34 est monté rotatif autour de l'arbre cannelé 42 et comporte à sa périphérie une surface également cannelée 34 dans les cannelures de laquelle vient s'enrouler le câble 2 au fur et à mesure de ses déplacements A cet effet, un système de commande automatique de la translation du tambour 34 en fonction de sa rotation est représenté en 46 qui comprend sur l'arbre cannelé 42 une pièce cylindrique 48 mobile en translation sur les cannelures de l'arbre 42 et engrenant par l'intermédiaire d'un système d'écrou à billes 50 avec un carter 52 fixé au bâti 54 de la machine Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: lorsque le tambour 34 tourne dans un sens ou dans l'autre, l'arbre cannelé 42 entraîne la pièce 48 provoquant ainsi par l'intermédiaire de l'accouplement à billes du type vis-écrou 50, le déplacement axial de la pièce 48 par rapport au carter 52 De cette façon, le câble 2 s'enroule dans les cannelures 44 de la surface du tambour 34 selon un trajet hélicoidial. Dans cette application, les détecteurs magnétiques de positionnement sont remplacés par un codeur 55 monté sur l'arbre de la roue dentée; il délivre directement les informations de position du câble au variateur de vitesse du moteur. La combinaison des moyens spécifiques de l'entraînement 16 et éventuellement du tambour cannelé permet d'obtenir le déplacement du câble porte source à vitesse élevée ( 2 à 8 mètres par seconde) pendant un temps égal au maximum à une seconde et avec une précision, à l'introduction comme au retrait, que les dispositifs connus de l'art antérieur ne permettaient pas d'obtenir. 1 1 REVENDICATIONS 1 Dispositif pour véhiculer rapidement, dans une durée de l'ordre de 1 seconde, et avec précision, une source ( 6), radioactive ou neutronique, entre une position de travail et une position de repli, en particulier dans une enceinte ( 8) contenant de la matière fissile pour effectuer une analyse de celle-ci par activation, comportant un câble spiralé ( 2) à l'extrémité duquel est fixée la source ( 6) dans un porte source, des moyens moteurs ( 12) entraînant au moyen d'une roue dentée ( 18), un câble de pas adapté et un magasin de stockage ( 10) du câble dans la position de repli de la source, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement ( 16) du câble sont constitués de galets presseurs ( 20) en un matériau souple, répartis sur une portion de la périphérie de la roue dentée ( 18), des guides-câbles ( 22), épousant le profil de la roue dentée ( 18) et des galets presseurs ( 20), placés entre chacun de ceux-ci, pour éviter, lors du déplacement rapide de la source, la formation d'une boucle sur le câble entre deux galets. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le magasin de stockage est un tambour d'enroulement ( 34)du câble ( 2). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le magasin de stockage est un fourreau tubulaire rectiligne ( 10), dont la longueur correspond approximativement à la longueur de progression du câble entre la position de repli de la source et sa position de travail. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fourreau tubulaire rectiligne ( 10) est équipé, au voisinage de ses deux extrémités, d'une série de détecteurs magnétiques ( 30, 32) de position du câble permettant de gérer automatiquement les cycles de fonctionnement de ce dernier lors des déplacements de la source. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fonctionnement de la source en cyclages est automatique et continu grâce au groupe moteur-variateur autosynchrone ou asynchrone.