Brevet FR2704537A1 — publié le 19941104

La présente invention concerne un mécanisme pour enrouler et/ou dévider une conduite flexible ou analogue, ainsi qu'une installation pour nettoyer des objets allongés creux, comportant un tel mécanisme. L'invention sera plus particulièrement décrite ci-après en regard de cette application destinée au nettoyage de canalisations, tuyauteries, tubes et analogues à partir de jets fluidiques à haute pression sortant de ladite conduite flexible. On sait que, pour enlever et éliminer efficacement les dépôts de matières diverses qui se fixent solidement à la paroi interne desdits objets allongés, on utilise en particulier des installations du type à conduite flexible au bout de laquelle est prévue une tête ou buse de nettoyage, et qui est animée, par l'intermédiaire d'un mécanisme commandable, simultanément d'un mouvement d'avance pour sa progression à l'intérieur de l'objet allongé et d'un mouvement de rotation pour assurer un nettoyage de qualité de toute la surface interne dudit objet par les jets fluidiques sortant de sa tête. La conduite flexible est reliée en amont à une alimentation en fluide sous pression et le mécanisme commandable comprend alors un moteur monté sur un chariot mobile et susceptible d'entraîner en rotation la conduite flexible sur elle-même, et des moyens de guidage généralement par galets pour assurer le mouvement d'avance de la conduite. Ainsi, les moyens d'avance par galets, qui sont disposés à proximité de l'entrée de la canalisation à traiter, par exemple, tirent la conduite flexible en translation, ce qui entraîne simultanément le déplacement du chariot mobile au fur et à mesure de la progression de la conduite dans la canalisation, tandis que, par l'intermédiaire du moteur fixé au chariot, ladite conduite tourne sur elle-même pour que sa tête d'éjection haute pression nettoie la totalité de la surface interne de ladite canalisation. Ces installations de nettoyage par conduite flexible à progression hélicoïdale (rotation + translation) garantissent, sur le plan du résultat, un nettoyage particulièrement efficace de I'intérieur desdits objets allongés, mais elles présentent néanmoins, sur le plan structurel et notamment du mécanisme commandable employé, des inconvénients dans le sens où on ne peut procéder qu'au traitement de tronçons restreints de canalisation ou analogue. En effet, la conduite flexible de ces dispositifs connus ne peut avoir une longueur importante, généralement limitée à une vingtaine de mètres. D'une part, pour permettre une rotation correcte de la conduite par le moteur et éviter la présence de parties trop courbées de celle-ci entre le chariot et les moyens d'avance. D'autre part, pour limiter l'encombrement de l'installation au sol, puisque la course du chariot mobile est directement liée à la longueur de la conduite. Par conséquent, le nettoyage d'une canalisation de grande longueur ne peut s'effectuer que par tronçons, obligeant à répéter autant de fois les opérations de mise en place et de réglage du mécanisme commandable et de l'installation. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne notamment un mécanisme pour enrouler et/ou dévider une conduite flexible, dont la conception autorise un mouvement rotatif et un mouvement d'avance optimaux de la conduite flexible, quelle que soit sa longueur. A cet effet, le mécanisme pour enrouler et/ou dévider une conduite flexible ou analogue, du type à bobine rotative, autour de laquelle est disposée ladite conduite susceptible d'être reliée à une alimentation fluidique sous pression, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'il comprend - un cadre supportant en rotation ladite bobine autour d'un premier axe - un châssis fixe supportant ledit cadre de façon commanda ble en rotation, autour d'un second axe, coplanaire et perpendiculaire audit premier axe - des moyens à joint tournant, coaxiaux audit second axe, disposés d'un côté dudit cadre pour permettre l'alimenta tion de ladite conduite en fluide à partir de ladite alimentation fluidique ; et - des moyens de guidage de ladite conduite, coaxiaux audit second axe et disposés du côté dudit cadre opposé auxdits moyens à joint tournant. Ainsi, grâce à l'invention, le mécanisme constitue une monture gyroscopique qui permet à la bobine et, donc, à ladite conduite de pouvoir tourner autour de deux axes perpendiculaires. D'une part, autour du second axe, lorsque le cadre est mobile, de sorte que la conduite tourne autour d'elle même et, d'autre part, autour du premier axe, lorsque les moyens de guidage agissent, pour dérouler par exemple la conduite par rotation de la bobine autour du premier axe. Par ailleurs, la bobine du mécanisme permet de stocker une réserve importante de conduite flexible (plusieurs centaines de mètres) sous un encombrement réduit et sans risque d'emmêlement au sol de la conduite puisque seule la longueur utile de celle-ci est tirée de la bobine. Par exemple, ladite bobine est montée libre en rotation dans des paliers alignés selon ledit premier axe et fixés à deux bras longitudinaux et parallèles dudit cadre. Dans un mode préféré de réalisation, une transmission mécanique commandable assure la rotation du cadre autour dudit second axe par rapport au châssis. Avantageusement, ladite transmission comprend une couronne dentée solidaire dudit cadre et coaxiale audit second axe, et un organe moteur fixé au châssis et coopérant avec ladite couronne. Celle-ci est par ailleurs fixée du côté du cadre tourné vers lesdits moyens de guidage. De préférence, ladite couronne dentée est creuse et présente une ouverture cylindrique pour le passage de ladite conduite en direction desdits moyens de guidage, et une cage à galets est disposée coaxialement sur ladite couronne, autour de ladite ouverture. Ainsi, la conduite flexible est guidée selon ledit second axe par son passage à travers l'ouverture et évite, de plus, tout contact avec des parties saillantes de la couronne ou du châssis en roulant sur l'un quelconque desdits galets. Plus particulièrement, lesdits moyens de guidage peuvent être définis par au moins deux rangées superposées de galetas, qui sont montées dans un boîtier et entre lesquelles est susceptible de passer ladite conduite, au moins l'un desdits galets étant moteur pour entraîner ladite conduite selon le mouvement d'avance. Dans une variante préférée de réalisation, lesdits moyens de guidage sont définis par un dispositif à pinces monté sur des tiges parallèles et susceptibles d'effectuer des déplacements rectilignes alternatifs pour entraîner, selon la course aller, ladite conduite et revenir librement, selon la course retour, le long de celle-ci pour la saisir à nouveau. Par ailleurs, un frein peut être prévu sur ledit cadre pour agir sur ladite bobine, et un organe d'enroulement est associé à ladite bobine pour permettre le rembobinage de ladite conduite flexible. L'invention concerne également une installation pour nettoyer l'intérieur d'objets allongés, tels que des canalisations, tuyauteries et analogues, à partir d'une conduite flexible reliée à une alimentation fluidique sous pression, à une extrémité, et munie, à son autre extrémité, d'une tête d'éjection dudit fluide, ladite conduite étant susceptible d'être animée, par l'intermédiaire d'un mécanisme commandable, d'un mouvement de rotation sur elle-même et d'un mouvement d'avance pour traiter progressivement la surface interne desdits objets. Avantageusement, le mécanisme commandable de ladite conduite flexible est du type décrit ci-dessus. Ainsi, la conception du mécanisme sous forme d'une monture gyroscopique autorise le traitement d'objets allongés sur une grande longueur sans arrêts répétitifs, grâce à la réserve de conduite flexible enroulée sur la bobine rotative autour de deux axes perpendiculaires et coplanaires, assurant un mouvement de déplacement hélicoïdal de la tête d'éjection haute pression dans la canalisation à traiter. De préférence, lesdits moyens de guidage sont fixés audit cadre, en étant sensiblement alignés selon ledit second axe. Ainsi, l'encombrement de l'installation au sol est alors minimal. Toutefois, ils peuvent être disposés à distance dudit cadre pour être amenés à proximité dudit objet allongé à nettoyer. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en plan d'un exemple de réalisation de ladite installation de nettoyage selon l'invention comprenant ledit mécanisme à monture gyroscopique. Les figures 2 et 3 sont respectivement une vue de dessus et une vue de côté de ladite installation illustrée sur la figure 1. La figure 4 représente, en plan, une variante de réalisation des moyens de guidage de ladite conduite. Les figures 5 et 6 sont respectivement des vues de dessus et de côté des moyens de guidage montrés sur la figure 4. Les figures 7, 8 et 9 représentent schématiquement trois exemples d'agencement de l'installation pour nettoyer l'intérieur d'une canalisation souterraine. L'installation 1 pour nettoyer l'intérieur de canalisations, tuyauteries ou autres, représentée sur les figures 1 à 3, comprend une conduite flexible 2 (illustrée en traits mixtes) reliée, en amont, à une alimentation fluidique sous pression 3, symbolisée par un rectangle sur la figure 1, et munie en aval d'une tête de nettoyage 4 connue en soi et par laquelle des jets à haute pression sortent. Cette installation 1 est du type dans lequel le nettoyage interne de la canalisation, par exemple, s'effectue simultanément par rotation et translation de la conduite flexible 2 dans la canalisation, permettant à sa tête 4 de progresser selon un mouvement hélicoïdal et de traiter efficacement la totalité de sa surface interne. Pour cela, l'installation comprend un mécanisme 5 commandable, pour permettre à ladite conduite 2 d'être entraînée en rotation autour d'elle-même et en translation à l'intérieur de la canalisation. Le mécanisme 5 est à bobine rotative 6, autour de laquelle est enroulée la conduite flexible 2 qui est reliée en amont à ladite alimentation fluidique sous pression 3 et qui est munie en aval de ladite tête de nettoyage 4. Avantageusement, le mécanisme 5, qui est destiné à enrouler et/ou dévider la conduite 2, comprend un cadre 7 supportant en rotation la bobine 6 autour d'un premier axe X-X, un châssis fixe 8 supportant le cadre 7, de façon commandable en rotation autour d'un second axe Y-Y coplanaire et perpendiculaire au premier, des moyens à joint tournant 9 coaxiaux audit second axe pour relier la conduite à l'alimentation fluidique 3, et des moyens de guidage 10 de la conduite, coaxiaux audit second axe. La bobine 6 est donc portée par une monture gyroscopique 11, constituée du cadre 7, du châssis fixe 8 et des axes X-X et Y-Y, de sorte que, lorsque le cadre est animé d'un mouvement de rotation autour du second axe Y-Y, la bobine 6 tourne autour de cet axe, ainsi que la conduite 2. Bien évidemment, l'intersection 0 des deux axes X-X et Y-Y correspond au centre de gravité de la bobine 6. Cette monture gyroscopique 11 assure alors la rotation de la conduite flexible 2 sur elle-même, tandis que les moyens de guidage 10 du mécanisme sont susceptibles d'imprimer un mouvement d'avance à la conduite. Plus particulièrement, autour du moyeu 6A de la bobine 6, et entre ses flasques parallèles et espacés 6B, peut être de plus stockée une grande longueur de conduite flexible 2, pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres. Le montage de la bobine 6 sur le cadre 7 est, par exemple, réalisé par deux tourillons alignés 6C, prolongeant les flasques 6B de la bobine et montés libres en rotation, autour du premier axe X-X, dans des paliers correspondants 12 fixés respectivement aux deux bras opposés et espacés parallèlement 7A du cadre. La bobine 6 peut alors tourner librement sur ellemême autour de l'axe X-X. La bobine 6 étant disposée de façon rotative autour de l'axe X-X, entre les deux bras 7A du cadre, ce dernier est à son tour monté rotatif sur le châssis fixe 8, autour du second axe Y-Y. Pour cela, le cadre 7 est monté, du côté 7B reliant les deux bras 7A et tourné vers les moyens à joint tournant 9, dans un palier 14 solidaire du châssis et aligné selon l'axe Y-Y, tandis que, de son autre côté 7C, est prévue une transmission mécanique commandable 15 pour sa rotation autour de l'axe Y-Y. Dans un mode préféré de réalisation, cette transmission 15 comprend une couronne dentée 16 coaxiale à l'axe Y-Y et solidaire du cadre 7, en bout de ses deux bras 7A, et un organe moteur 17, tel qu'un motoréducteur, dont le pignon moteur 17A coopère avec la couronne dentée 16 et qui est fixé au châssis 8. On comprend donc que le fonctionnement du moto-réducteur entraîne, par l'intermédiaire du pignon 17A et de la couronne 16, la rotation du cadre 7 autour du second axe Y-Y et, donc, celle de la bobine 6 portant la conduite flexible 2, laquelle bobine peut par ailleurs tourner autour du premier axe X-X sous l'action des moyens de guidage 10, lors de la sortie de la conduite 2 par exemple. Comme le montrent notamment les figures 1 et 2, les moyens de guidage 10 sont disposés du côté 7C du cadre et se composent, dans ce mode de réalisation, de deux rangées superposées 18 de galets à gorge 18A alignés, qui sont logés de façon rotative dans un boîtier 19. Au moins l'un des galets 18A est susceptible d'être entraîné en rotation par un organe moteur, tel qu'un moto-réducteur 20, fixé au boîtier 19. On voit, sur la figure 1, que l'extrémité aval à tête d'éjection 4 de la conduite 2 passe alors entre les deux rangées superposées 18 de galets 18A, de sorte que, lors de la rotation, dans le sens approprié, du galet moteur, la conduite flexible 2 est tirée de la bobine 6. Par ailleurs, sur ces figures 1 à 3, les moyens de guidage 10 sont solidaires, par le boîtier 19, de la couronne dentée 16 en étant situés sensiblement dans le prolongement du second axe Y-Y. Cet agencement permet de réduire l'encombrement de l'installation 1, puisque la conduite flexible 2 et le mécanisme 5 à monture gyroscopique 11 et à moyens de guidage 10 sont réunis en un même ensemble alors compact. En outre, la conduite flexible 2 traverse avantageusement l'ouverture circulaire 16A de la couronne 16, de façon à être acheminée convenablement en direction des moyens de guidage 10, dans le prolongement de l'axe Y-Y. Pour éviter une usure prématurée de la conduite 2 lors de son passage à travers la couronne 16, une cage 21 à galets 21A est rapportée concentriquement sur la face 16B de la couronne, opposée à celle 16C tournée vers les moyens de guidage. Les galets 21A sont alors disposés radialement par rapport à la couronne pour que la conduite roule, si nécessaire, sur l'un quelconque desdits galets pour éviter son contact avec un bord saillant de la couronne ou du châssis. L'alimentation en fluide sous pression 3, constituée par un groupe moteur-pompe haute pression 3A connu en soi et montré schématiquement sur la figure 7, est reliée par une liaison fluidique 3B au joint tournant approprié 9 situé du côté 7B du cadre et relié à l'extrémité amont de la conduite flexible. Un joint tournant 9A peut être également prévu sur l'un des bras 7A du cadre, de façon alignée selon l'axe X-X de la bobine. La liaison fluidique 3B peut être raccordée à ce joint 9A, par l'intermédiaire d'une tuyauterie rigide 3C fixée au cadre 7 et reliant directement les deux joints 9 et 9A, lorsqu'il n'est pas nécessaire de procéder à la rotation du cadre autour de l'axe Y-Y. Comme le montre la figure 2, un frein 22 peut être agencé, par exemple sur l'autre bras 7A du cadre mobile 7, pour agir sur le tourillon correspondant de la bobine 6 et freiner ainsi sa rotation autour de l'axe X-X. De plus, un organe d'enroulement, de préférence du type motorisé et amovible, et symbolisé en 23 sur la figure 2, est associe à la bobine, du côté du frein 22, pour permettre le rembobinage de la conduite flexible 2, autour de l'axe X-X, lorsqu'elle a été préalablement sortie par les moyens 10. Selon la variante de réalisation illustrée sur les figures 4 à 6, les moyens de guidage 10 sont définis par un dispositif 24 à pinces 25 susceptible d'effectuer des déplacements rectilignes alternatifs pour avancer la conduite flexible, lors de sa course aller. Plus particulièrement, le dispositif 24 comprend deux tiges parallèles 26 et 27 dont l'une, 26, est filetée et qui sont portées, à leurs extrémités respectives, par deux plaques 28 et 29 parallèles entre elles. Un support intermédiaire 30 est monté de façon mobile sur les tiges au moyen d'un raccord tournant 31 sur la tige lisse 27 et d'un raccord taraudé 32 sur la tige filetée 26. Lorsque les moyens 10 sont fixés à la couronne du cadre 7, les tiges 26 et 27 sont parallèles à l'axe Y-Y, et la conduite flexible 2 est alors sensiblement confondue avec l'axe Y-Y quand elle traverse des passages coaxiaux et respectifs 28A, 29A et 30A prévus dans les plaques 28,29 et le support 30. Les pinces commandables 25 du dispositif sont liées au support 30 et entourent la conduite flexible 2. Un organe moteur 33, solidaire par exemple de la plaque 29, est susceptible d'entraîner en rotation, par une transmission à courroie 34 ou analogue, la tige filetée 26. On comprend donc que, lorsque le moteur 33 est actionné, la tige filetée 26 tourne sur elle-même, de sorte que le support intermédiaire 30 peut se déplacer en translation par son raccord taraudé 32, selon une course sensiblement égale à la distance séparant les deux plaques. Lorsque le support 30 effectue sa course aller, vers la plaque 28 sur les figures 4 et 5, les pinces 25 enserrent la conduite 2 pour l'entraîner en translation, puis, lorsque le support effectue sa course retour, vers la plaque 29, les pinces sont relâchées et n'agissent pas sur la conduite, pour la saisir ensuite au début d'un nouveau cycle. Ces moyens de guidage 10 à dispositif à pinces 25 permettent notamment de contrôler le mouvement d'avance de la conduite flexible 2 à l'intérieur de la canalisation à traiter, et de garantir son entraînement même si elle présente une usure externe importante. Le fonctionnement de l'installation 1 ne soulève pas de difficultés et il sera décrit brièvement ci-après en regard de trois agencements particuliers de celle-ci. Dans ces exemples, l'installation 1 a pour but de procéder au nettoyage de la surface interne SI d'une canalisation C d'un quelconque réseau. La conduite flexible 2 est reliée par les joints tournants 9 et la liaison fluidique 3B à l'ensemble pompe-moteur 3A de l'alimentation en fluide sous pression 3, et elle est enroulée autour de la bobine 6 portée par la monture gyroscopique 11. On remarque, par ailleurs, sur la figure 7, que les moyens de guidage 10 de la conduite sont, dans ce cas, distants du châssis 8 pour être amenés à proximité du trou d'accès TA à la canalisation C. Les moyens 10 sont constitués par le dispositif 24 à pinces 25. En outre, autour de la conduite flexible 2, sont disposés, pour des raisons de protection et de sécurité, des tuyaux T, d'une part entre le châssis 8 et les moyens de guidage 10, et d'autre part, entre ces moyens 10 et l'entrée de la canalisation C. La rotation du cadre 7 autour de l'axe Y-Y entraîne celle de la bobine autour de cet axe Y-Y et, donc, la rotation de la conduite 2, de sorte que sa tête d'éjection à haute pression 4 tourne. Simultanément à cette rotation, les moyens de guidage 10 assurent le mouvement d'avance de la conduite 2 à l'intérieur de la canalisation, la conduite 2 se dévidant de la bobine qui tourne, de plus, autour de l'axe X-X. La tête d'éjection 4 décrit un mouvement hélicoïdal, de sorte que les jets fluidiques sous pression sortant de celle-ci peuvent traiter efficacement la surface interne SI de ladite canalisation. Sur la figure 8, les moyens de guidage 10 sont solidaires du châssis 8, ce qui permet de disposer avantageusement l'installation 1 à proximité du trou d'accès TA à la canalisation. Les moyens de guidage 10 sont, par exemple, à galets tels qu'illustrés sur les figures I à 3. Dans une variante de réalisation, les moyens de guidage 10, par exemple à dispositif 24 à pinces, sont montés à leurs extrémités sur des brides B permettant de les approcher au mieux de l'entrée de la canalisation. REVENDICATIONS I. Mécanisme pour enrouler et/ou dévider une conduite flexible ou analogue, du type à bobine rotative, autour de laquelle est disposée ladite conduite susceptible d'être reliée à une alimentation fluidique sous pression, caractérisé en ce qu'il comprend - un cadre (7) supportant en rotation ladite bobine (6) autour d'un premier axe (X-X) ; - un châssis fixe (8) supportant ledit cadre (7) de façon commandable en rotation, autour d'un second axe (Y-Y), coplanaire et perpendiculaire audit premier axe - des moyens à joint tournant (9), coaxiaux audit second axe (Y-Y), disposés d'un côté dudit cadre (7) pour permettre l'alimentation de ladite conduite en fluide à partir de ladite alimentation fluidique ; et - des moyens de guidage (10) de ladite conduite, coaxiaux audit second axe (Y-Y) et disposés du côté dudit cadre opposé auxdits moyens à joint tournant. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bobine (6) est montée libre en rotation dans des paliers (12) alignés selon ledit premier axe (X-X) et fixés à deux bras longitudinaux et parallèles dudit cadre (7). 3. Mécanisme selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une transmission mécanique commandable (15) assure la rotation du cadre (7) autour dudit second axe (Y-Y) par rapport au châssis (8). 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite transmission (15) comprend une couronne dentée (16) solidaire dudit cadre (7) et coaxiale audit second axe (Y-Y), et un organe moteur (17) fixé au châssis (8) et coopérant avec ladite couronne. 5. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couronne dentée (16) est fixée du côté (7C) du cadre (7) tourné vers lesdits moyens de guidage (10). 6. Mécanisme selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite couronne dentée est creuse et présente une ouverture cylindrique (16A) pour le passage de ladite conduite en direction desdits moyens de guidage (10), et en ce qu'une cage (21) à galets est disposée coaxialement sur ladite couronne (16), autour de ladite ouverture. 7. Mécanisme selon l'une des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (10) sont définis par au moins deux rangées superposées (18) de galets (18A), qui sont montées dans un boîtier (19) et entre lesquelles est susceptible de passer ladite conduite, au moins l'un desdits galets étant moteur pour entraîner ladite conduite selon le mouvement d'avance. 8. Mécanisme selon l'une des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (10) sont definis par un dispositif à pinces (24) monté sur des tiges parallèles (26,27) et susceptibles d'effectuer des déplacements rectilignes alternatifs pour entraîner, selon la course aller, ladite conduite et revenir librement, selon la course retour, le long de celle-ci pour la saisir à nouveau. 9. Mécanisme selon l'une des revendications précédentes 1 à 8, caractérisé en ce qu'un frein (22) est prévu sur ledit cadre (7) pour agir sur ladite bobine (6), et un organe d'enroulement (23) est associé à ladite bobine pour permettre le rembobinage de ladite conduite flexible. 10. Installation pour nettoyer l'intérieur d'objets allongés, tels que des canalisations, tuyauteries et analogues, à partir d'une conduite flexible (2) reliée à une alimentation fluidique sous pression (3), à une extrémité, et munie, à son autre extrémité, d'une tête d'éjection (4) dudit fluide, ladite conduite étant susceptible d'être animée, par l'intermédiaire d'un mécanisme commandable (5), d'un mouvement de rotation sur elle-même et d'un mouvement d'avance pour traiter progressivement la surface interne desdits objets, caractérisée en ce que ledit mécanisme commandable (5) de ladite conduite flexible (2) est du type spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 9. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage (10) sont fixés audit cadre (7), en étant sensiblement alignés selon ledit second axe (Y-Y). 12. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage (10) sont disposés à distance dudit cadre (7) pour être amenés à proximité dudit objet allongé à nettoyer.