Brevet FR2986222A1 — publié le 20130802

SYSTEME DE MANUTENTION D'UNE CHARGE PAR SUSPENSION STABILISEE PAR UNE ROTULE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne la manutention par suspension de charges dont il faut éviter, entre autres, la giration dans le but de la positionner avec précision, lors d'un dépôt sur le sol. L'invention s'applique en particulier à la manutention par suspension des assemblages de combustibles nucléaires, à l'aide d'un dispositif de suspension du type à palans à moufles. Art antérieur et problème posé Lors de la manutention de charges lourdes par suspension, notamment celle d'un assemblage de combustibles nucléaires, au moyen d'un palan à moufles, la charge, suite aux différents mouvements de l'ensemble de suspension rentre en giration, en dehors d'autres mouvements pendulaires. En effet, la giration du combustible, ou tout autre charge par ailleurs, est créée par le non respect du centre de gravité et de la non parfaite verticalité du colis. De fait l'angle observé occasione la giration en statique et en dynamique. Ce problème est d'autant plus important que la charge à manutentionner est longue. En conséquence, il est difficile d'immobiliser la charge en suspension, lorsque le dispositif de suspension la fait approcher du sol pour la poser. Or, la manipulation d'un assemblage de combustibles nucléaires, interdit à un opérateur d'intervenir auprès de la charge en suspension. De plus, une pose non précise ou ne respectant pas les normes de limitation de mouvements, peut provoquer une déformation de l'assemblage à poser au sol. En effet, on éprouve le besoin de positionner avec précision un assemblage de combustibles nucléaires, lorsqu'il est manipulé au moyen d'un palan à moufles. Le problème technique de giration des assemblages de combustibles est connu depuis longtemps par l'homme du métier et le besoin d'une solution réellement efficace est aussi ressenti depuis longtemps. Il a bien été fait appel à des spécialistes, fournisseurs de palans à moufles, pour trouver une solution efficace à un tel problème de giration. Les solutions proposées jusqu'à présent et effectivement appliquées consistent à travailler sur le remplacement des câbles du mouflage du palan, les câbles utilisés jusqu'à présent ayant toujours eu tendance à se tordre un peu. En effet, ce problème de câblage du mouflage serait sous-jacent à la fabrication des câbles du mouflage, qui induit des torsions de ceux-ci, lors de la manutention des assemblages et provoque donc la giration de ces derniers. Des solutions mises en oeuvre dans d'autres domaines de manutention de charges au moyen de palans à 30 moufles ont été utilisées. Elles consistent, par exemple, à utiliser soit une perche, soit un câble supplémentaire pour essayer de rétablir la verticalité de la charge manutentionnée. Bien sûr, ces solutions ne sont pas applicables dans un milieu à radioactivité ambiante, pour des questions de sûreté de l'opérateur. Le but de l'invention est donc de remédier à ce problème de giration sur la manutention par suspension d'une charge, notamment lorsqu'un dispositif de palans à moufles est utilisé, qui plus est dans la manutention des assemblages de combustibles nucléaires. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est un système de manutention d'une charge 15 au moyen d'un appareil de hissage et de manutention par suspension comprenant : - un dispositif de hissage et de manutention, utilisant au moins un câble et comportant un point de suspension inférieur ; et 20 - un dispositif d'ancrage de ladite charge et suspendu au dispositif de hissage par son point de suspension inférieur. Selon l'invention, le système consiste à utiliser un moyen de mise en rotation libre autour d'un 25 axe vertical, de préférence une rotule, intercalés entre le dispositif de hissage et le dispositif d'ancrage au point de suspension inférieur de ce dernier, dans le but de libérer en rotation autour d'un axe vertical la charge manutentionnée se trouvant en 30 suspension, c'est-à-dire soumise, à la fois à la gravitation et aux différents mouvements du système de manutention. L'intérêt de la rotule disposée entre le moufle et la charge est justement de permettre la 5 verticalité du colis et notamment de se positionner naturellement précisément dans son centre de gravité. Le fait de maîtriser la verticalité et de fait la giration autorise une manutention en statique et en dynamique sans engendrer de défaut à la 10 présentation du combustible et aussi de savoir reposer l'assemblage dans les meilleures conditions de repositionnement sur sa tour de contrôle nouvelle. De fait, les contraintes pouvant nuirent à l'assemblage durant sa pose (pointages et parallélisme 15 des faces de contact) sont supprimées, de même que l'exposition du personnel au rayonnement. Dans le cas préférentiel de l'invention où le dispositif de hissage est un palan à moufles possédant une moufle inférieure dont la partie 20 inférieure est constituée d'un axe de suspension maintenu entre deux flasques de moufles, la rotule est montée autour de l'axe de suspension, le dispositif d'ancrage est constitué d'un palonnier et d'un grappin et possède un anneau de suspension dont une surface 25 interne est concave pour prendre appui sur une surface sphérique supérieure correspondante de la rotule. Le rayon de la concavité de la surface interne de l'anneau de suspension correspond au rayon de la sphère constituant la rotule. L'application préférentielle du système selon l'invention est prévue pour la manutention des assemblages de combustibles nucléaires. Description détaillée d'une réalisation de l'invention L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la 10 lecture de la description suivante, qui est illustrée d'une seule figure. Cette figure montre, entre autres, la partie inférieure d'une moufle 10 faisant partie d'un palan à moufles. On distingue donc deux flasques 12 15 entre lesquels est placé, dans leur partie inférieure, un axe de suspension 14 dont les extrémités passent dans deux trous correspondants de ces deux flasques 12. Cet axe de suspension constitue donc un point de suspension inférieur d'un dispositif de hissage 20 constitué par le palan. Un autre élément constitutif du système selon l'invention est un dispositif d'ancrage de la charge à manipuler par suspension et étant suspendu au dispositif de hissage, c'est-à-dire à la partie 25 inférieure de la moufle 10. Ce dispositif d'ancrage est constitué principalement, dans cette réalisation, d'un palonnier 20, fixé directement à l'axe de suspension 14, et d'un grappin dont la partie supérieure 30 est représentée suspendue au palonnier 20. 30 L'invention prévoit de libérer en rotation autour de l'axe vertical le palonnier 20, et par conséquent la charge suspendue. Ce moyen de mise en rotation libre est ici une rotule 16 entre l'axe de suspension 14 et un anneau de palonnier 22, placé dans la partie supérieure du palonnier 20 et passant autour de la rotule 16. En d'autres termes, cette rotule 16 est percée dans sa partie centrale et a donc la forme d'un anneau dont la surface extérieure est sphérique et qui est placé autour de l'axe de suspension 14. La surface interne de l'anneau de palonnier 22 est donc concave pour prendre appui sur la surface sphérique supérieure de la rotule 16. Bien entendu, le rayon de la sphère constituant la rotule 16 est le même que le rayon de courbure de la surface interne concave de l'anneau de palonnier 22. On précise que la rotule 16 peut être une rotule du commerce. Libérer la charge en rotation autour de l'axe vertical pourrait également être obtenu grâce à un joint ou raccord tournant intercalé entre la moufle 10 et le palonnier 20. La partie supérieure 30 du grappin possède un anneau de grappin 34 passant autour d'une tige de suspension de grappin 32 fixée dans la partie inférieure du palonnier 20, par exemple entre deux flasques inférieurs 24 de ce dernier. On comprend ainsi que, lors des différents mouvements de descente du câble du palan, la charge suspendue à un système sans rotule subisse, entre autres, des mouvements de giration autour de l'axe vertical. On comprend donc qu'en utilisant la rotule 16, la charge, suspendue par gravité, grâce à l'inertie de sa masse, ait tendance à rester dans sa position initiale sans tourner. En effet, grâce à la rotule 16, deux degrés de liberté en rotation sont libérés pour la charge suspendue à ce système, dont celui de rotation autour de l'axe vertical. De ce fait, la charge aura tendance, grâce à l'inertie de son poids, à garder sa position initiale relative à l'ensemble lors de l'approche pour son positionnement, par exemple sur le sol. Ainsi, aucun système auxiliaire de limitation de mouvements, de balancements ou de giration de la charge n'est nécessaire pour essayer d'obtenir un positionnement précis de celle-ci, lors de son placement sur le sol. Dans le cas de la manipulation d'assemblages de combustibles nucléaires, on évite la présence d'un opérateur dans l'espace entourant la charge et, par voie de conséquence, une éventuelle contamination de ce dernier. REVENDICATIONS1) Système de manutention d'une charge par 5 suspension à un moyen de hissage et de manutention, comprenant : - un dispositif de hissage utilisant au moins un câble et comportant un point de suspension inférieur ; et 10 - un dispositif d'ancrage de ladite charge, suspendu au dispositif de hissage par le point de suspension inférieur, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de mise en rotation libre autour de l'axe vertical 15 intercalé entre le dispositif de hissage et le dispositif d'ancrage, au point de suspension inférieur. 2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise en rotation libre est une rotule (16). 20 3) Système selon la revendication 2, le dispositif de hissage étant un palan à moufles possédant une moufle inférieure (10) dont la partie inférieure est constituée d'un axe de suspension (14) maintenu entre deux flasques de moufles (12), 25 caractérisé en ce que la rotule (16) est montée autour de l'axe de suspension (14), le dispositif d'ancrage étant constitué d'un palonnier (20) et d'un grappin, le palonnier (20) possédant un anneau de palonnier (22) dont une surface interne est concave pour prendre appui 30 sur une surface sphérique supérieure correspondante de la rotule (16). 4) Application du système selon la revendication 1, à la manutention des assemblages de combustibles nucléaires.