Brevet FR2753914A1 — publié le 19980403

COLONNE D'EXTRACTION EQUIPEE D'UN SYSTEME DE MONTAGE, REMPLACEMENT ET DEMONTAGE RAPIDES D'ELEMENTS DE FUT DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine des colonnes d'extraction par solvants et, en particulier, le montage, le démontage et le remontage rapides et pratiques de certaines parties constitutives de la colonne, par exemple des éléments constituant le fût tubulaire. Les colonnes concernées sont, en particulier, celles de petite et moyenne dimensions, où une intervention manuelle ou télémanuelle est utilisée pour l'entretien de ces colonnes. Art antérieur et problèmes posés Dans sa constitution principale, une colonne d'extraction est composée principalement d'un décanteur supérieur, d'un fût constitué d'un ou plusieurs éléments de fût équipés de garnissages et d'un décanteur inférieur. L'ensemble est supporté, soit au niveau du décanteur supérieur, soit au niveau du décanteur inférieur. Les décanteurs sont équipés de différents piquages de canalisation pour les entrées et sorties des fluides. Sur les éléments de fût peuvent être implantés d'autres piquages nécessaires à l'exploitation de la colonne, tels que des entrées auxiliaires de fluides, des prises d'échantillons, des prises pour organes de contrôle et régulation. Ces piquages peuvent être également implantés sur des pièces intermédiaires de petite hauteur, insérées entre les éléments de fût standards. La figure 1 représente un tronçon du fût d'une colonne d'extraction. On peut y distinguer un mât de maintien 1, un élément de fût 2, deux équerres de positionnement 3 solidaires chacune d'une pièce intermédiaire 4. Les équerres 3 sont fixées au mât de maintien 1 par des boulons de fixation symbolisés par leur axe 8. Chaque pièce intermédiaire 4 est placée entre deux éléments de fût 2, l'étanchéité étant assurée par des joints toriques 5 et le serrage par des brides fixes ou tournantes 6 à trois ou quatre trous de serrage d'axe de serrage 7. Les pièces intermédiaires 4 sont prises en sandwich entre les brides 6 de raccordement de deux éléments de fût 2. I1 existe également des assemblages à brides à ouverture rapide, équipées de vis articulées à écrous papillons, permettant des démontages plus faciles et rapides. Cependant, le remplacement d'éléments de fût, pour des raisons techniques, ou principalement de recherche et développement, nécessite l'intervention d'au moins deux opérateurs munis de l'outillage adéquat. De plus, le temps nécessaire d'intervention est relativement important lorsqu'il s' agit de changer un élément d'une colonne de hauteur active de six à huit mètres, munie d'éléments intermédiaires de fût fixés au mât de maintien par boulonnage. Ces différentes opérations consistent à - desserrer les boulons de fixation 8 des équerres 3 sur le mât de maintien 1 au niveau des éléments de fût supérieur de la colonne, afin d'assurer un degré de liberté de ces pièces, grâce à des trous ovalisés sur les équerres 3 autour des boulons 8 ; - démontage des deux brides 6 de l'élément de fût 2 à changer (deux fois quatre boulons) - tirage vers le haut de l'ensemble de la colonne supérieur à l'élément de fût à remplacer, afin de pouvoir dégager celui-ci. Si ces opérations sont cependant facilement réalisables sur des colonnes d'extraction conventionnelles, il n'en est pas de même pour des colonnes implantées dans des zones confinées, où les interventions ne peuvent être réalisées par des opérateurs qu'à travers la protection de ronds de gants, équipés de leurs gants, ou par l'intermédiaire de télémanipulateurs. On peut également relever les différentes difficultés rencontrées par les opérateurs, lors d'interventions sur des colonnes d'extraction implantées en atmosphère hostile, à savoir - travail de manipulation avec le port de gants solidaires de l'enceinte de confinement, impliquant des difficultés d'utilisation de l'outillage spécifique ; - risque de chute d'outils, de vis et d'écrous, sur des éléments de verre avec les risques que cela comporte - risque d'irradiation de l'organisme en fonction du temps d'intervention dans des enceintes nucléarisées. L'invention vise à remédier à ces différents inconvénients. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est une colonne d'extraction équipée d'un système de montage, de remplacement et de démontage rapides d'éléments de fût, comprenant, entre autres - un fût tubulaire constitué de plusieurs éléments de fût empilés les uns sur les autres - des moyens de positionnement des éléments de fût les uns par rapport aux autres - les moyens de fixation des éléments de fût. Selon l'invention, les moyens de fixation sont centralisés à une extrémité de la colonne et on utilise des moyens de séparation élastique automatique des éléments de fût, les uns par rapport aux autres, pour libérer ces éléments de fût les uns par rapport aux autres, lors du desserrage des moyens de fixation. Dans la réalisation principale de l'invention, lorsque la colonne est équipée d'un décanteur supérieur, les moyens de fixation sont constitués de deux vis de serrage agissant sur l'extrémité supérieure du décanteur supérieur. Dans la réalisation préférentielle, lorsque la colonne comporte un mât de maintien, des équerres sont fixées à ce mât de maintien et possèdent un orifice à travers lequel est placé le fût. Les moyens de séparation élastiques sont fixés sur ces équerres. Dans ce cas, lorsque la colonne se complète de pièces intermédiaires entre les éléments de fût, les moyens de séparation élastique sont constitués, de préférence, de deux ressorts de compression placés et fixés de part et d'autre de chacune des pièces intermédiaires, de manière à les soulever lors du desserrage du moyen de fixation. En fait, dans ce cas, les moyens de séparation élastique peuvent être également constitués de deux ressorts placés, l'un au-dessus et l'autre en dessous de deux oreilles de fixation de chaque pièce intermédiaire et sont maintenus par une tige, fixée dans l'équerre correspondante et comprimant le ressort supérieur par son extrémité supérieure. Dans une autre réalisation préférentielle de l'invention, lorsque la colonne est équipée de pièces intermédiaires entre les éléments de fût, les moyens de positionnement des éléments de fût, les uns par rapport aux autres, sont constitués des pièces intermédiaires sur les faces supérieure et inférieure desquelles sont pratiqués des lamages débouchant sur les parois périphériques des pièces intermédiaires et étant d'une largeur supérieure au diamètre extérieur des éléments de fût, et d'un pion de positionnement placé dans un trou de positionnement dans les pièces intermédiaires, de manière à tangenter avec le rebord extérieur des embases des éléments de fût. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée des figures représentant respectivement - figure 1, déjà décrite, en coupe partielle frontale, un tronçon d'une colonne d'extraction traditionnelle - figure 2, en coupe partielle frontale, une colonne d'extraction selon l'invention ; - figure 3, en coupe frontale, une pièce intermédiaire équipée d'un pion de positionnement - figure 4, la vue de dessus de la pièce intermédiaire de la figure 3. Description détaillée d'une réalisation de l'invention Sur la figure 2, on retrouve le mât de maintien 1, des éléments de fût 2 et des équerres de fixation 3. Les éléments de fût sont intercalés avec des pièces intermédiaires 14. On a fait figurer également des piquages 11 et 12 débouchant dans les décanteurs supérieur 18 et inférieur 19. Contrairement à la réalisation décrite sur la figure 1, ces pièces intermédiaires 14 ne sont pas solidaire avec les équerres de fixation 3. En effet, des moyens automatiques de séparation élastique maintiennent les pièces intermédiaires 14 dans une position déterminée entre les éléments de fût 2. Ces moyens automatiques de séparation élastique sont composés, pour chaque pièce intermédiaire 14, de quatre ressorts de compression 10. Chaque pièce intermédiaire 14 ayant deux oreilles de fixation 15, un ressort 10 est placé en dessous de chacune des deux oreilles de fixation 15 et un ressort au-dessus de chacune de ces oreilles de fixation 15. Une tige 16 complète chaque couple de ressorts, en étant fixée, par exemple par vissage, dans une équerre de fixation 3. L'extrémité supérieure 17 de chaque tige 16 maintient en compression le ressort 10 placé au-dessus de l'oreille de fixation 15. Ainsi, chaque pièce intermédiaire 14 est maintenue en hauteur dans une position déterminée à la fois par les ressorts de compression 10 et, plus particulièrement, par les ressorts placés en dessous de l'oreille de fixation 15 de la pièce intermédiaire 14 et par le poids de chaque élément de fût 2 prenant appui sur la pièce intermédiaire 14. Ainsi, on comprend que l'empilement comprenant tous les éléments de fût 2 empilés les uns au-dessus des autres avec les pièces intermédiaires 14, le décanteur supérieur 18 placé au-dessus des éléments de fût 2 et le décanteur inférieur 19 placé en dessous de l'empilement des éléments de fût 2 constituent une colonne d'extraction de solvant, dès l'instant que cet empilement est bien positionné et fixé rigidement. Concernant le positionnement des éléments de fût 2 les uns par rapport aux autres et par rapport au décanteur supérieur 18 et au décanteur inférieur 19, chaque élément de fût repose sur une pièce intermédiaire 14 par l'intermédiaire de joint torique 5, ou joint plat, chaque élément de fût 2 ayant son embase inférieure pénétrant dans un lamage supérieur de la pièce intermédiaire 14 sur laquelle il repose. De même, chaque élément de fût 2 a son embase supérieure 22 logée dans un lamage pratiqué sur la surface inférieure de la pièce intermédiaire se trouvant juste au-dessus de lui. Concernant les décanteurs supérieur 18 et inférieur 19, ils reposent chacun dans un lamage 23 pratiqué dans une bride de serrage inférieure 25 qui sert l'empilage constituant la colonne. Les moyens de fixation de cette colonne sont rassemblés à l'extrémité supérieure de celle-ci et, en particulier, prennent appui sur l'embase supérieure 22 du décanteur supérieur 18 par l'intermédiaire de la bride de serrage supérieure 24. Les moyens de fixation se complètent par deux vis de serrage 26 vissées dans l'équerre supérieure 30 et fixées en libre rotation dans la bride de serrage supérieure 24 pour assurer à cette dernière un mouvement de translation. On comprend que, avec un serrage de ces moyens de fixation, en l'occurrence les vis 26, on presse l'empilage constitué du décanteur supérieur 18 des éléments de fût 2 et des pièces intermédiaires 14 et du décanteur inférieur 19, les joints toriques 5 assurant l'étanchéité. Les ressorts de compression 10 et, en particulier, la longueur des ressorts inférieurs, sont prévus pour que, en position de fonctionnement, c'est-à-dire l'empilement de la colonne serrée, les pièces intermédiaires 14 compriment légèrement ces ressorts inférieurs. De cette manière, lorsque on procède au desserrage des moyens de fixation, en ltoccurrence les vis 26, l'empilement de la colonne se détend, chaque pièce intermédiaire 14 étant poussée vers le haut par ces deux ressorts 10 inférieurs. Ceci a pour conséquence qu'il est possible de dégager légèrement l'embase supérieure 22 des éléments de fût 2 et des décanteurs 18 et 19 des lamages dans lequel ils ont été positionnés. Ainsi, chaque élément peut être démonté à la demande, selon les besoins d'entretien, ou de réparation de la colonne d'extraction. La figure 3 permet de voir comment les moyens de positionnement des éléments de fût et des décanteurs sont complétés au niveau des pièces intermédiaires 14. En effet, sur cette figure 3, un lamage 27 a été représenté en traits interrompus, placé sur la surface supérieure 31 de la pièce intermédiaire 14. De manière équivalente, un autre lamage 27 a été prévu sur la surface inférieure 32 de la pièce intermédiaire 14. La largeur de ces lamages est légèrement supérieure au diamètre des embases 21 et 22 des éléments de fût 2, du décanteur supérieur 18 et du décanteur inférieur 19. De la sorte, ces éléments peuvent y être logés. Un pion de positionnement 28 traverse l'épaisseur de la pièce intermédiaire 14 entre les deux lamages 28. Il est pourvu d'un téton de préhension 29 qui prend appui sur le fond du lamage 27 placé sur la surface supérieure 31 de la pièce intermédiaire 14. La figure 4 montre en vue de dessus le positionnement précis de ce pion de positionnement, par rapport aux éléments de fût 2, ou au décanteur. En effet, il est placé de manière à tangenter le rebord extérieur des embases de ces éléments. On remarque que les lamages 27 débouchent sur la paroi périphérique 33 de la pièce intermédiaire. Sur la figure 4, c'est l'embase supérieure 22 d'un élément de fût 2 qui a été représentée. Ainsi, lorsque chaque élément de fût 2, ou décanteur inférieur ou supérieur, est mis en place, l'insertion du pion de positionnement 28 dans son logement de la pièce intermédiaire 14 l'empêche de s'échapper. Lors du desserrage des vis de fixation, référencées 26 sur la figure 2, l'empilement se détend, l'opérateur n'a qu'à enlever le pion de positionnement 28, au niveau des deux embases de l'élément de fût 2 a remplacer, et à retirer ce dernier, aucun problème de frottement n' empêchant cette manoeuvre, l'empilement étant détendu. L'opération inverse peut être exécutée pour la remise en place de l'élément à repositionner dans la colonne d'extraction. On peut ainsi prévoir un jeu de desserrage ou un degré de liberté dans le sens vertical au niveau de chaque pièce intermédiaire de l'ordre de dix millimètres. On précise que l'utilisation de ces ressorts de compression 10 permet également une meilleure répartition des forces, lors du serrage de l'ensemble des éléments de la colonne. Ce système permet de procéder à un montage, un remplacement ou un démontage très rapides et pratiques de chacun des éléments constitutifs de la colonne d'extraction. Il ne nécessite aucun outillage particulier et peut être facilement exécuté au travers de ronds de gants ou en enceintes blindées à l'aide de télémanipulateurs. De plus, les pièces intermédiaires 14, n'étant pas solidaires des équerres de positionnement 3, elles peuvent avantageusement être équipées de piquages permettant - l'introduction de fluides auxiliaires, tels que des réactifs, etc. - la prise d'échantillons - l'instrumentation ; - le branchement de divers appareils de contrôle et de mesure pour le suivi du fonctionnement de la colonne. Cette possibilité est particulièrement intéressante pour les exploitants car, dans les colonnes de l'art antérieur, de tels aménagements devaient être prévus avant le montage, lesdits aménagements étant généralement effectués sur les éléments de fût métalliques ou en verre. REVENDICATIONS 1. Colonne d'extraction équipée d'un système de montage, remplacement et démontage rapides d'éléments de fût (2), constituée de - un fût tubulaire constitué de plusieurs éléments de fût (2) empilés les uns sur les autres - des moyens de positionnement des éléments de fût (2) les uns par rapport aux autres ; et - des moyens de fixation des éléments de fût (2) les uns par rapport aux autres, caractérisée en ce que - les moyens de fixation sont centralisés à une extrémité de la colonne ; et - on utilise des moyens automatiques de séparation élastique des éléments de fût (2), les uns par rapport aux autres, pour libérer ces éléments de fût (2), les uns par rapport aux autres, lors du desserrage des moyens de fixation (26). 2. Colonne d'extraction selon la revendication 1, comprenant un décanteur supérieur (18), caractérisée en ce que les moyens de fixation sont constitués de deux vis de serrage (26) agissant sur l'extrémité supérieure (22) du décanteur supérieur (18). 3. Colonne d'extraction selon la revendication 2, comprenant un mât de maintien (1) et des équerres de fixation (3) fixées au mât de maintien (1), caractérisée en ce que les équerres de fixation (3) comportent un orifice à travers lequel est placé le fût et auquel sont fixés les moyens automatiques de séparation élastique. 4. Colonne d'extraction selon la revendication 3, comprenant des pièces intermédiaires (14) entre les éléments de fût (2), caractérisée en ce que les moyens automatiques de séparation élastique sont constitués par au moins deux ressorts de compression (10) placés et fixés de part et d'autre de chacune des pièces intermédiaires (14), de manière à les soulever lors du desserrage des moyens de fixation (26). 5. Colonne d'extraction selon la revendication 4, caractérisée en ce que les pièces intermédiaires (14) possèdent deux oreilles de fixation (15), et que les moyens automatiques de séparation élastique comprennent, pour chaque oreille de fixation (15), deux ressorts de compression (10), l'un placé au-dessus et l'autre placé en dessous de l'oreille de fixation (15), et sont maintenus par une tige (16) fixée dans l'équerre de fixation (3) correspondante et comprimant le ressort de compression (10) supérieur par son extrémité supérieure (17). 6. Colonne d'extraction selon la revendication 1, comprenant des pièces intermédiaires (14) placées entre les éléments de fût (2), caractérisée en ce que les moyens de positionnement sont constitués des pièces intermédiaires (14) sur les faces supérieure (31) et inférieure (32) desquelles sont pratiqués des lamages (27) débouchant sur les parois périphériques (33) des pièces intermédiaires (14) et d'une largeur supérieure au diamètre des embases (22, 23) des éléments de fût (2) et un pion de positionnement (28) placé dans un trou de positionnement dans les pièces intermédiaires (14), de manière à tangenter avec le rebord extérieur des éléments de fût (2) des décanteurs supérieur (18) et inférieur (19).