Brevet FR2665892A1 — publié le 19920221

APPAREIL DE VIDANGE ET DE RINCAGE DE FLACONS NON RECUPERABLES CONTENANT UN PRODUIT TOXIQUE DESCRIPTION L'invention concerne un appareil permettant de vidanger et, si nécessaire, de rincer des flacons non réutilisables contenant un produit toxique tel qu'une solution de faible activité comportant des émetteurs gamma et ayant servi à effectuer certaines analyses. Pour analyser les émetteurs gamma contenus dans une solution de faible activité, on procède fréquemment au comptage d'une certaine quantité de liquide introduite préalablement dans un flacon muni d'un opercule et fermé par un bouchon à vis Ce flacon est habituellement réalisé en une matière plastique telle que du polyethylène Lorsque l'analyse est terminée, les flacons doivent être vidés, rincés, puis évacués de façon à être stockés dans des fûts aptes à recevoir les déchets. Actuellement, cette opération nécessite, pour chacun des flacons, de dévisser le bouchon, enlever l'opercule, vidanger le flacon, le rincer, le vidanger à nouveau, puis l'évacuer dans un fût. Ces différentes tâches, effectuées manuellement à l'intérieur de la cellule plusieurs dizaines de fois par semaine, sont particulièrement fastidieuses et entraînent une contamination générale du poste de travail. L'invention a précisément pour objet un appareil permettant d'effectuer la vidange, et si nécessaire, le rinçage de tels flacons d'une manière automatisée et sans entraîner de contamination notable du poste de travail. Pour parvenir à ce résultat, il est proposé un appareil de vidange de flacons contenant un liquide et comportant au moins une cloison perforable, caractérisé par le fait qu'il comprend: une aiguille à deux parois coaxiales, apte à être enfoncée dans le flacon au travers de la cloison perforable, les parois coaxiales de l'aiguille délimitant un passage central et un passage annulaire, et des moyens pour injecter un gaz sous pression dans l'aiguille par un premier desdits pas- sages, de façon à vidanger le liquide par l'autre passage. En perforant le fond de chacun des flacons à l'aide de l'aiguille à double paroi, puis en injec- tant un gaz tel que de l'air sous pression dans le flacon au travers de l'aiguille, on évacue de façon automatique et sans risque de contamination les solu- tions de faible activité contenues dans les flacons. En équipant, de plus, cet appareil de moyens pour injecter un liquide de rinçage sous pression par le premier passage, on peut ensuite effectuer le rinçage de chacun des flacons dans les mêmes condi- tions de confort et de sécurité Après rinçage, le liquide de rinçage contenu dans chaque flacon est vidangé en injectant à nouveau un gaz sous pression dans chaque flacon au travers de l'aiguille. De préférence, le premier passage par lequel sont injectés le gaz sous pression et, le cas échéant, le liquide de rinçage sous pression, est le passage annulaire délimité entre les parois coaxiales de l'aiguille. L'aiguille comprend alors, avantageusement, une paroi tubulaire intérieure, une paroi tubulaire extérieure et une pointe de perforation fixée à l'une au moins de ces parois, la paroi tubulaire extérieure comportant au moins un perçage situé dans une zone éloignée de ladite pointe de perforation, et la pointe de perforation comportant au moins un perçage débou- chant dans Le passage central délimité par la paroi tubulaire intérieure. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'appareil comprend un barillet rotatif apte à tourner autour d'un axe vertical et comportant 1 U au moins trois alvéoles aptes à recevoir chacune un flacon retourné, et des moyens pour entraîner le barillet en rotation, de façon à faire défiler successivement chaque alvéole devant un poste de chargement, un poste de vidange comportant des moyens pour déplacer ladite aiguille entre une position haute d'attente et une position basse de vidange, et un poste d'évacuation. Avantageusement, l'appareil selon l'inven- tion comprend alors, de plus, un panier rotatif apte 2 U à tourner autour d'un axe vertical parallèLe à l'axe du barillet, ce panier comportant des colonnes tubulaires verticales dans lesquelles peuvent être placés plusieurs flacons retournés, une platine horizontale fixe placée en dessous du panier et sur laquelle reposent les flacons, et des moyens pour entraîner le panier en rotation, de façon à amener successivement chaque colonne tubulaire au-dessus d'une ouverture formée dans la platine, ladite ouverture définissant le poste de chargement du barillet, placé en dessous de ladite platine. Un mode de réalisation préféré de l'inven- tion va à présent être décrit, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue de face, en coupe partielle, représentant de façon schématique un ap- pareil de vidange et de rinçage de flacons conforme à l'invention; la figure 2 est une vue à plus grande échelle, en coupe partielle, représentant le poste de vidange et de rinçage des flacons dans l'appareil de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe longitu- dinale illustrant à plus grande échelle l'aiguille à double paroi équipant le poste de vidange et de rinçage des flacons représenté sur la figure 2. Sur la figure 1, la référence 10 désigne de façon générale un panier rotatif présentant un axe vertical X Ce panier 10 comporte un plateau supérieur horizontal 11 et un plateau inférieur hori- zontal 12 dans lesquels sont formées des ouvertures circulaires respectives 13, 14, par exemple au nombre de huit, régulièrement réparties autour de l'axe vertical X Ces ouvertures circulaires 13 et 14 sont reliées deux à deux, par des colonnes tubulaires 16 d'axes verticaux, fixées sur les plateaux 12. Le panier rotatif 10 repose sur une platine supérieure horizontale, 18 placée immédiatement en dessous du plateau 12 Les plateaux 11 et 12 sont solidaires d'un arbre vertical 20 disposé selon l'axe X et qui traverse la platine 18 Un ensemble moteur 22, placé en dessous de la platine 18, assure l'entrainement en rotation du panier 10 par l'intermédiaire de l'arbre 20. Une ouverture circulaire 24, sensiblement de même diamètre que les ouvertures circulaires 13 et 14, est formée dans la platine 18, en un emplace- ment tel que chacune des ouvertures circulaires 14 peut être amenée successivement en face de cette ouverture circulaire 24 lors de la rotation du panier 10. L'appareil de vidange et de rinçage illustré sur la figure 1 comprend de plus un barillet rotatif désigné de façon générale par la référence 26 Ce barillet rotatif comporte un axe vertical Y décalé par rapport à l'axe X au-delà de l'axe de l'ouverture circulaire 24, de telle sorte que ces trois axes se trouvent situés dans un même plan vertical. Le barillet rotatif 26 est placé en dessous de la platine 18 et il comporte trois alvéoles matérialisées par des réceptacles tubulaires 28 d'axes verticaux, régulièrement répartis autour de l'axe Y La distance séparant chaque alvéole de l'axe Y est telle que ces alvéoles peuvent être amenées successivement dans le prolongement de l'ouverture circulaire 24 par une rotation du barillet 26. Dans l'exemple de réalisation illustré schématiquement sur la figure 1, le barillet 26 com- prend une plaque supérieure horizontale 30 et une plaque inférieure horizontale 32 reliées entre elles par une virole périphérique 34 La plaque inférieure horizontale supporte les réceptacles 28 et la plaque supérieure horizontale 30 comporte une ouverture circulaire 35 au droit de chacun de ces réceptacles. Le barillet 26 repose sur une platine infé- rieure horizontale 36 solidarisée de la platine supé- rieure 18 par exemple par des colonnettes (non repré- sentées) L'entraînement en rotation du barillet 26 autour de l'axe vertical Y est assuré par un ensem- ble moteur 40 monté en dessous de la platine 36 et dont l'arbre de sortie vertical 42, disposé selon l'axe Y, traverse la platine 36 pour être solidarisé des plaques 30 et 32 du barillet 26. Lorsque l'un des réceptacles 28 du barillet 26 se trouve placé dans l'alignement de l'ouverture circulaire 24 formée dans la platine 18 (cette ouver- ture constituant le poste de chargement du barillet 26), les deux autres alvéoles 28 du barillet 26 se trouvent respectivement en face d'un poste de vidange et de rinçage des flacons et en face d'un poste d'éva- cuation des flacons Ces deux derniers postes sont déca Lés de façon à se trouver au-delà de la périphérie extérieure du panier 10. Le poste de vidange et de rinçage des fla- cons comprend principalement, selon une caractéris- tique essentielle de l'invention, une aiguille à double paroi 44 qui sera décrite plus en détail par la suite en se référant aux figures 2 et 3 Cette aiguille 44 est disposée selon un axe vertical sensi- b Lement aligné avec l'axe du réceptacle 28 situé en face du p Gste de vidange et de rinçage des flacons. Elle est supportée par la tige 47 d'un vérin porte-aiguille 46 qui permet de la déplacer selon son axe entre une position haute d'attente, illustrée sur la figure 1, et une position basse de vidange, illustrée sur la figure 2. Dans sa position haute d'attente, l'aiguille à double paroi 44 est située en totalité au-dessus de la platine 18, alors que, lorsqu'elle occupe sa position basse de vidange, l'aiguille 44 traverse une ouverture 45 formée à cet effet dans la platine 18 et pénètre dans le flacon reçu dans le réceptacle 28 correspondant, comme on le verra plus en détail dans la suite de la description. Le poste d'évacuation en face duquel se trouve la troisième alvéole 28 du barillet 26 est matérialisé quant à lui par une manchette tubulaire 48 placée en dessous d'une ouverture circulaire (non représentée) formée à cet endroit dans la platine 36 Les flacons sont automatiquement évacués par gravité lorsqu'ils parviennent en face de cette ouver- ture après une rotation du barillet 26 L'extrémité opposée de la manchette 48 débouche directement dans un fût de stockage de déchets (non représenté), après avoir traversé la paroi de la cellule dans laquelle est placé l'appareil. Comme l'illustre plus en détail la figure 3, l'aiguille 44 à double paroi comprend une pièce de tête 50, une pointe 52 et deux parois tubulaires coaxiales constituées respectivement par une paroi tubulaire intérieure 54 et une paroi tubulaire exté- rieure 56. A son extrémité supérieure, la pièce de tête 50 comporte un trou taraudé 58, par lequel l'aiguille 44 est fixée à l'extrémité filetée 47 a de la tige 47 du vérin porte-aiguille 46 A son extrémité inférieure, la pièce de tête 50 comporte un alésage eétag 62, aligné avec le trou taraudé 58 Cet alésage 62 comporte une partie inférieure 62 a, de relativement grand diamètre, dans laquelle est reçue l'extrémité supérieure de la paroi tubulaire extérieure 56, une partie intermédiaire 62 b de diamètre moyen, et une partie supérieure 62 c de relativement petit diamètre, dans laquelle est reçue l'extrémité haute de la paroi tubulaire intérieure 54. La pièce de tête 50 comporte un premier raccord relié par un passage 64 à la partie inférieure 62 a ou à la partie intermédiaire 62 b de l'alésage étagé 62 Sur ce premier raccord est monté un tube 66 permettant d'injecter un gaz sous pression tel que de l'air comprimé ou un liquide de rinçage sous pression tel que de l'eau dans un espace annulaire 68 déLimité entre les parois tubulaires 54 et 56. La pièce de tête 50 comporte aussi un second raccord relié par un passage 70 à la partie supérieure de l'alésage étagé 62 et sur lequel est monté un tube 72 permettant d'évacuer les différents fuides hors des flacons, par un passage central 73 formé dans la paroi tubulaire intérieure 54. La pointe 52 de l'aiguille 44 forme à son extrémité inférieure un cône de perforation 52 a permettant à l'aiguille de traverser la paroi en matière plastique des flacons La pointe 52 comporte de plus une partie supérieure tubulaire 52 b autour de laquelle est montée la paroi tubulaire extérieure 56 et dans laquelle est reçue la paroi tubulaire intérieure 54 La fixation de la pointe 52 à l'extrémité de la paroi tubulaire extérieure 56 est avantageusement effectuée au moyen d'une soudure argon 57. Au moins un perçage 74 traverse radialement l'extrémité inférieure de la paroi tubulaire exté- rieure 56 et la partie supérieure tubulaire 52 b de la pointe 52, de façon à déboucher en dessous de l'extrémité inférieure de la paroi tubulaire inté- rieure 54. On observe également sur la figure 3 que la paroi tubulaire extérieure 56 est également traver- sée, dans sa partie haute située à proximité de la pièce de tête 50, par au moins un perçage 76 permet- tant au passage annulaire 68 de communiquer avec l'extérieur. Le tube d'introduction 66 est relié, à son extrémité opposée à l'aiguille 44, à un circuit de gaz sous pression tel que de l'air comprimé à environ 2 bars par l'intermédiaire d'une première électrovanne (non représentée), et à un circuit de liquide de rinçage sous pression tel que de l'eau à environ 3 bars par l'intermédiaire d'une deuxième électrovanne (non représentée) Le tube d'évacuation 72 est relié quant à lui à un circuit d'évacuation des effluents. Le fonctionnement automatisé de l'appareil de vidange et de rinçage de flacons qui vient d'être décrit est avantageusement géré par un automate programmable tel que l'automate SIEMENS SR 501-U, grâce aux informations fournies par différents capteurs tels que des capteurs optiques, selon des techniques classiques bien connues de l'homme du métier. Le fonctionnement de cet appareil de vidange et de rinçage va à présent être décrit en se référant notamment aux figures 1 et 2. Sur la figure 2, on a représenté à plus grande échelle l'un des flacons 78 dont la vidange et le rinçage peuvent être effectués à l'aide de l'appareil selon l'invention Ce flacon 78 comporte un corps 80, de section circulaire, comportant notam- ment un fond plat 82, et qui est réalisé en un maté- riau apte à être perforé par la pointe de l'aiguille 44, tel que du polyethy Lène L'embouchure du corps du flacon 78 est obturée intérieurement par un opercule 84 et extérieurement par un bouchon vissé 86 Chacun des flacons est rempli d'une solution 88 qui doit être vidangée et nécessite, dans l'exemple décrit, le rinçage du flacon avant que ce dernier ne soit évacué en fût. Comme l'illustre schématiquement la figure 1, les flacons dont on désire réaliser la vidange et le rinçage sont empilés, par exemple par quatre dans l'exemple représenté, dans chacune des colonnes rr tubulaires verticales 16 du panier rotatif 10 Plus précisément, les flacons 78 sont retournés avant d'être places dans les colonnes 16, de telle sorte que leurs fonds 82 soient tournés vers le haut. Lorsque toutes les colonnes 16 sont remplies de flacons 78, l'opération de vidange et de rinçage de ces flacons peut commencer Cette opération, réali- sée de façon totalement automatique, permet de traiter en moyenne environ 6 U flacons à l'heure sans qu'aucune manutention n'ait à être réalisée afin d'assurer le conditionnement définitif des flacons dans les fûts. Dès que l'appareil est actionné, le panier est entraîné en rotation autour de son axe par l'ensemble moteur 22 Cette rotation se poursuit jusqu'à ce que l'une des colonnes tubulaires vertica- les 16 arrive au-dessus de l'ouverture circulaire 24 Les flacons 78 qui se trouvent dans cette colonne chutent alors par gravité, de telle sorte que le flacon inférieur se trouve reçu dans l'un des récepta- cles 28 du barillet 26 Cette chute est détectée par un capteur à fibre optique 90 placé au niveau de la platine 18 et qui stoppe automatiquement l'ensemble moteur 22. Le barillet 26 est alors entraîné en rota- tion par l'ensemble moteur 40, jusqu'à l'arrivée du flacon 78 au droit du poste de vidange et de rinça- ge des flacons Lorsque Le barillet se trouve dans cette position, détectée par un capteur électrique (non représenté), un autre flacon 78 chute par gravité dans le réceptacle 28 qui se trouve alors située en dessous de l'ouverture circulaire 24. Un cycle de vidange et de rinçage du flacon 78 situé au droit du poste de vidange et de rinçage est alors initié Ce cycle va à présent être décrit en se référant plus précisément à la figure 2. Au début de ce cycle, le vérin porte-aiguil- le 46 est actionné automatiquement dans le sens de 1 1 la descente de l'aiguille 44 à double paroi Au cours de cette descente, la pointe 52 de l'aiguille perfore le fond 82 du flacon et l'aiguille s'enfonce dans ce dernier jusqu'à ce que la pointe arrive à proximité de l'opercule 84, dans la position basse de vidange illustrée sur la figure 2 Cette position basse est détectée par un capteur magnétique (non représenté). Les perçages 76 se trouvent alors à l'intérieur du flacon 78 légèrement en dessous du fond 82 et au-des- sus de la solution 88. La vidange de la solution 88 contenue dans le flacon est alors effectuée en injectant de l'air comprimé (environ deux bars) au-dessus de cette solu- tion par le tube 66, le passage annulaire 68 et les perçages 76 L'air comprimé chasse la solution 88 au travers du perçage 74, du passage central 73 et du tube 72. Dans l'exemple décrit, le flacon 78 est ensuite rincé en injectant de l'eau de rinçage par le tube 66, le passage annulaire 68 et les perçages 76 L'eau sous pression (environ 3 bars) est pulvéri- sée à l'intérieur du flacon, ce qui optimise le ruis- sellement sur les parois et, par conséquent, l'effica- cité du rinçage. L'eau de rinçage est ensuite chassée du flacon par une deuxième injection d'air comprimé effectuée dans les mêmes conditions que l'injection ayant servi à vidanger le flacon, mais pendant une période plus longue. Lorsque la pression à l'intérieur du flacon est revenue à la pression atmosphérique, ce qui sup- prime les projections lors de la sortie de l'aiguille 44, celle-ci est ramenée vers sa position haute d'at- tente illustrée sur la figure 1 par le vérin 46. Dès qu'un contact magnétique (non représenté) détecte le retour de l'aiguille 44 dans cette position haute, l'ensemble moteur 40 est à nouveau actionné afin d'amener le flacon vidangé et rincé au droit du poste d'évacuation et d'amener le flacon suivant au droit du poste de vidange et de rinçage Le flacon vidangé et rincé est alors évacué automatiquement par gravité dans la manchette tubulaire 48 et un nouveau cycle de vidange et de rinçage est initié sur le flacon suivant Dans cette position, un troisième flacon contenu dans la colonne tubulaire verticale 16 qui se trouve au-dessus de l'ouverture circulaire 24 chute dans le réceptacle 28 placé en dessous de cette ouverture. Dès que le capteur optique 90 placé au niveau de l'ouverture circulaire 24 détecte que la colonne 16 qui se trouve au-dessus de cette ouverture est vide, l'ensemble moteur 22 est automatiquement actionné afin d'amener une autre colonne 16 au-dessus de cette ouverture circulaire. Le cycle se poursuit ainsi jusqu'à ce que l'ensemble des colonnes tubulaires verticales 16 soit vide L'appareil s'arrête alors automatiquement grâce aux informations fournies par un capteur électrique (non représenté) assurant le comptage des colonnes tubulaires 16. L'appareil selon l'invention permet, comme on vient de le voir, de réaliser de façon entière- ment automatique la vidange et le rinçage des fla- cons sans qu'il soit nécessaire d'en dévisser le bouchon ni d'en enlever l'opercule, ce qui serait très difficile à faire en automatique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. Ainsi, le panier 10 et le barillet 26, qui constituent des moyens particuliers pour faire défiler de façon automatique des flacons à vidanger et à rincer devant l'aigui L Le à double paroi au moyen de laquelle ces opérations sont réalisées, peuvent dans certains5 cas être supprimés, modifiés ou remplacés par des moyens équivalents tels qu'un transporteur pas à pas Par ailleurs, lorsque la nature du liquide conte- nu dans le flacon à vidanger le permet, l'opération de rinçage peut être supprimée. REVENDICATIONS 1 Appareil de vidange de flacons contenant un liquide et comportant au moins une cloison perfora- ble, caractérisé par le fait qu'il comprend: une aiguille ( 44) à deux parois coaxiales, apte à être enfoncée dans le flacon au travers de la cloison perforable, les parois coaxiales ( 54, 56) de l'aiguille délimitant un passage central ( 73) et un passage annulaire ( 68), et des moyens ( 66) pour injecter un gaz sous pression dans l'aiguille par un premier ( 68) desdits passages, de façon à vidanger le liquide par l'autre passage ( 73). 2 Appareil selon la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'il comprend de plus, pour as- surer le rinçage des flacons vidangés, des moyens ( 66) pour injecter un liquide de rinçage sous pression par le premier passage ( 68). 3 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le premier passage est le passage annulaire ( 68) délimité entre les parois coaxiales de l'aiguille. 4 Appareil selon la revendication 3, carac- térisé par le fait que l'aiguille ( 44) comprenant une paroi tubulaire intérieure ( 54), une paroi tubulaire extérieure ( 64) et une pointe de perforation ( 52) fixée à l'une au moins de ces parois, la paroi tubulaire extérieure comporte au moins un perçage ( 76) situé dans une zone éLoignée de ladite pointe de perforation, et la pointe de perforation comporte au moins un perçage ( 74) débouchant dans le passage central ( 73) délimité par la paroi tubulaire intérieure. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un barillet rotatif ( 26) apte à tourner autour d'un axe vertical et comportant au moins trois alvéoles ( 28) aptes à recevoir chacune un flacon retourné, et des moyens ( 40) pour entraîner le baril- let en rotation, de façon à faire défiler successi- vement chaque alvéole devant un poste de chargement, un poste de vidange comportant des moyens ( 46) pour déplacer ladite aiguille ( 44) entre une position haute d'attente et une position basse de vidange, et un poste d'évacuation. 6 Appareil selon la revendication 5, carac- térisé par le fait qu'il comprend de plus un panier rotatif ( 10) apte à tourner autour d'un axe vertical parallèle à l'axe du barillet, ce panier comportant des colonnes tubulaires verticales ( 16) dans lesquel- les peuvent être placés plusieurs flacons retournés, une platine horizontale fixe ( 18) placée en dessous du panier et sur laquelle reposent les flacons, et des moyens ( 22) pour entraîner le panier en rotation, de façon à amener successivement chaque colonne tubu- laire ( 16) au-dessus d'une ouverture ( 24) formée dans la platine, ladite ouverture définissant le poste de chargement du barillet ( 26), placé en dessous de ladite platine.