Brevet FR3045027A1 — publié le 20170616

DISPOSITIF ET PROCEDE DE RECUPERATION D'UN COLIS STOCKE DANS UN LOCAL DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention se rapporte principalement à la manutention des colis de déchets radioactifs stockés de façon empilée dans des galeries. Elle pourrait s'appliquer à d'autres domaines de la manutention. Art antérieur et problème posé Plusieurs types de colis de déchets radioactifs sont stockés dans des galeries, de façon empilés en plusieurs couches, sur plusieurs files et cela sur plusieurs centaines de mètres de longueur. Les conditions de stockage en exploitation imposent une circulation d'air autour des colis, ceci justifiant, par conséquence, un espace libre autour de chacun des colis. Il est envisagé dans le cadre de l'exploitation, de permettre la récupération d'un ou plusieurs colis stockés. On précise que ces colis peuvent, lors du retrait, avoir une position géométrique différente de celle de la mise en stockage. En conséquence, on éprouve le besoin de disposer d'un dispositif de manutention capable d'assurer cette opération. On signale que le poids d'un tel colis peut atteindre et dépasser 16 tonnes et plusieurs mètre cubes. La figure 1 montre, en vue de dessus, trois files de stockage de colis, à l'intérieur d'une galerie ou d'un alvéole matérialisé par ses parois 1. Le colis 10, a été représenté comme ayant fait une légère rotation par rapport à sa position nominale, celle-ci étant parallèle par rapport aux parois 1, de l'alvéole. On peut envisager des positions de colis en rotation de plusieurs dégrés et décalés dans un mouvement latéral de plusieurs centaines de millimètres, ces valeurs étant la conséquence de la liberté de mouvement laissé par les jeux fonctionnels existants entre les colis. Il est facile de 3045027 2 comprendre que, pour les colis placés près de la paroi 1 et devant être saisis grâce à des rainures 12, prévues dans leur partie inférieure, leur préhension en position décalée de manière angulaire et latérale sera difficile à exécuter avec un équipement classique de type chariot élévateur ou pont de manutention. En effet, à l'approche de l'équipement de 5 manutention longeant la paroi 1, le moyen de préhension, par exemple par fourche, ne se trouvera pas parallèle aux rainures 12. En conséquence, il ne sera pas possible de rentrer les dents de la fourche sur une grande longueur sous le colis 10, de manière suffisante pour pouvoir dépasser, avec une longueur de sécurité, le centre de gravité du colis. Le but de l'invention est de proposer un appareil, ou dispositif, de 10 manutention capable de venir saisir un tel colis 10 décalé de manière angulaire et/ou latérale dans un alvéole parmi un empilement de colis. Ce dispositif doit pouvoir être intégré à l'équipement de manutention utilisé pour le stockage des colis, ce dernier pouvant être de type chariot élévateur ou pont de manutention. 15 Résumé de l'invention L'objectif est donc de réaliser la récupération d'un colis ayant subit un déplacement par raport à sa position nominale, et de manière particulière, situé prés d'une paroi latérale de l'alvéole. 2 0 Ce but est atteint au moyen d'un premier objet de l'invention, qui est un dispositif de placement et de récupération d'un colis. Selon l'invention : - un cadre vertical de fourche est mobile horizontalement par rapport au mât de l'engin de manutention dans une direction perpendiculaire aux dents 2 5 de la fourche ; - la fourche est montée mobile en rotation par rapport à un axe vertical du dispositif ; - les dents de la fourche sont télescopiques, comprenant chacune une partie fixe et une partie mobile en translation dans le prolongement de la partie fixe. 3045027 3 Dans la réalisation préférentielle de l'invention, le dispositif comprend un cadre vertical de fourche, en bas duquel sont fixées les dents de la fourche, l'ensemble étant un support élévateur monté mobile en translation horizontale de manière latérale. Dans la réalisation préférentielle de ce dispositif, le support élévateur 5 comprend : - un tablier élévateur mobile en translation verticale par rapport au mât de l'engin de manutention ; - un support tournant mobile en rotation par rapport au tablier élévateur grâce à un arbre vertical ; 10 - le cadre vertical de fourche étant mobile en translation horizontale par rapport au support tournant. Il est avantageux que le cadre vertical de fourche soit constitué d'au moins deux montants latéraux et possède une première paire de capteurs au niveau des dents de la fourche, chaque capteur est implanté de façon parallèle à la dent de fourche à 15 côté de laquelle il se trouve. Cette disposition s'en complète avantageusement d'une deuxième paire de capteurs implantée à la verticale et de manière parallèle à la première paire, à l'intérieur des deux montants latéraux. Le dispositif ainsi constitué se complète très avantageusement avec un 20 système d'asservissement de positionnement du cadre vertical support fourche en translation latéral et du support tournant en rotation par rapport au mat de l'engin de manutention ceci en fonction de l'approche du dispositif vers le colis à récupérer. Un deuxième objet principal de l'invention est un procédé de récupération d'un colis avec un dispositif tel que décrit dans les paragraphes ci-dessus. 25 Le procédé consiste à effectuer les différentes phases suivantes de façon successive : - avance du dispositif devant la pile où se trouve le colis à récupérer ; - positionnement des dents de la fourche au niveau des rainures de 30 préhension ; 3045027 4 orientation angulaire du support tournant suivant la position angulaire du colis ; - déplacement latéral du cadre vertical de fourche et recherche des rainures de manutention du colis, cette opération s'effectuant à l'aide des informations 5 données par les capteurs ; avance du dispositif dans les rainures de manutention du colis, ce mouvement combiné est réalisé par d'une part, l'ensemble considéré de l'engin de manutention supportant le dispositif et, d'autre part, par le mouvement latéral du cadre de fouche, cette opération s'effectuant grâce à un asservissement. 10 - déploiement de la partie télescopiques des dents de la fourche, repère 21; montée du tablier élévateur pour soulever le colis ; orientation angulaire à 0 degré à une position de référence ceci correspondant à une mise en parallèle de la face latéral du colis, par rapport à la paroi de 15 l'alvéole ; - descente du tablier élévateur et dépose du colis. OU recul du dispositif pour extraction du colis de l'alvéole et transfert vers une zône pour dépose du colis 20 Liste des figures L'invention et ses différentes techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de plusieurs figures représentant 25 respectivement : - figure 1, en vue de dessus, le contexte d'utilisation du dispositif selon l'invention ; - figure 2, en coupe, un colis destiné à être manipulé avec le dispositif selon l'invention ; 3045027 fourche ; 5 - figure 3, en vue cavalière, le dispositif selon l'invention, vu du côté - figure 4, en vue cavalière, le même dispositif selon l'invention, vue de l'autre côté ; 5 - figure 5, une vue représentant le dispositif selon l'invention lors de l'accostage d'un colis devant être manipulé ; et - figure 6, une vue d'une des dents télécscopiques du dispositif selon l'invention. 10 Description détaillée d'une réalisation de l'invention La figure 2, en coupe, montre en section un colis 10 dont il est question de manutentionner par le procédé et le dispositif selon l'invention. Le colis 10, possède deux rainures de manutention 12, ménagées sur la surface inférieure 14 du colis, 15 parallèles entre elles et parallèles au deux faces parallèles du colis. Ces deux rainures de manutention 12 sont suffisamment écartées l'une de l'autre et leur écart, voire leur entraxe X, doit correspondre à l'entraxe de deux dents de la fourche du dispositif selon l'invention. Il est précisé que leur hauteur est supérieure à l'épaisseur des dents constituant la fourche du dispositif selon l'invention. 20 En référence à la figure 3, les deux dents 20, formant une fourche sont placées dans la partie inférieure du cadre vertical de fourche 22 formé par deux montants latéraux 24 une entretoise verticale supérieure 26, et une entretoise horizontale inférieure 27. Deux paires de capteurs repère 28A et repère 28B sont montées sur ce 25 cadre vertical de fourche 22. Deux premiers capteurs 28A sont montés chacun à l'intérieur d'un des deux montants latéraux 24. Les capteurs 28B sont placés au niveau des dents 20 de la fourche. Les capteurs 28A sont placés sur la partie haute de l'entretoise horizontale inférieure 27, chacun à l'intérieur des montants latéraux 24. L'ensemble des capteurs 28A et 28B sont 3045027 6 orientés de manière à ce qu'ils soient opérationnels dans une direction perpendiculaire au plan du cadre vertical de fourche 22, et parallèle aux deux dents 20 de la fourche. Ce cadre vertical de fourches 22 est monté coulissant horizontalement en translation par rapport à un support tournant 30 au moyen de deux rails de guidage 5 32, parallèles entre eux et placés de façon horizontale sur le support tournant 30. Ainsi, les deux dents 20 de la fourche peuvent être translatées horizontalement. L'ensemble du tablier élévateur 40 et du tablier tournant 30 constitue un support au cadre vertical de fourche 22. Le tablier tournant 30 possède une liberté de rotation autour d'un axe 10 vertical, matérialisé par un arbre 42 solidaire par l'intermédiaire de paliers 34 implantés en partie haute et basse sur le tablier élévateur 40. Ainsi, les deux dents 20 de la fourche peuvent changer d'orientation de manière à mis en alignement avec les rainures de manutention 12 du colis 10. Le tablier élévateur 40 est lui-même monté en translation verticale par 15 rapport à une structure verticale d'un élément de chariot mobile, ou équivalent, en étant placé, par exemple, sur deux rails verticaux 50, parallèles entre-eux et solidaires d'un équipement de manutention mobile au moins en translation horizontale sur le sol de l'endroit où est utilisé le dispositif. Cet élément de chariot mobile peut être, par exemple, le mât d'un chariot élévateur ou d'un pont roulant. 20 Ainsi, l'ensemble de ce tablier élévateur 40 du support tournant 30, du cadre vertical de fourche 22 et des dents 20 est également mobile en translation verticale. Ceci permet de positionner les dents 20 à la hauteur élévateur des rainures de manutention du colis 10 de la figure 2. La figure 4 permet de voir un exemple de réalisation de la partie 25 assurant l'élévation du tablier élévateur 40. Cette fonction montée sur le mât de l'engin de manutention, peut être constituée de deux vérins 52, assurant une redondance de la fonction, placée de manière verticale et fixe sur le mât de l'engin considéré. Ce mouvement étant transmis au tablier élévateur 40, par l'intermédiaire de deux chaines 54 et de deux rails verticaux 50. 3045027 7 En référence à la figure 5, pour assurer la préhension du colis 10 qui aurait une accessibilité difficile, par exemple un décalage par rapport à l'alignement théorique, de la position latérale et angulaire de l'empilement, l'approche du dispositif selon l'invention est la suivante. 5 La première opération consiste à approcher l'engin de manutention et son dispositif, symbolisée par les rails 50 du mât, sur cette figure d'un chariot de type élévateur ou d'un équipement de manutention par exemple, en face et à proximité du colis 10. Les dents 20 de la fourche sont légèrement surélevées par rapport au sol de l'endroit ou considéré comme tel. Si la position du colis 10 ne permet pas d'engager les 10 dents 20 dans les rainures de manutention 12 du colis 10 en cas de perte de l'alignement parallèle, le cadre vertical de fourche 22 et son support tournant 30, représentés sur la figure 3, sont orientés par un mouvement de rotation verticale, de manière à ce que les dents 20 soient parallèles aux rainures de manutention 12 du colis 10. La position est donnée par les deux capteurs 28A. 15 La phase suivante consiste à rechercher la position exacte de rainures de manutention 12 du colis 10 au moyen des deux capteurs 28B sur la figure 3. Ceci se fait au moyen d'un déplacement latéral horizontal du cadre vertical de fourche 22, la position est donnée par les capteurs repère 28B. Une fois que les deux dents 20 de la fourche sont placées chacune en regard des rainures de manutention 12 du colis 10, on peut procéder, 20 dans un premier temps, à un avancement de l'ensemble de l'équipement pour engager la partie fixe des dents 20, puis dans un deuxième temps à leur déploiement. En effet, celles-ci sont concues de manière télescopiques pour être suffisamment longues. A cet effet, la figure 6 montre schématiquement que chaque dent 20 possède une partie mobile 21 montée coulissante horizontalement dans celle-ci. Ainsi, 25 chacune des deux dents peut avoir une longueur suffisante pour dépasser le centre de gravité du colis 10. La phase suivante consiste à soulever le colis 10, par élévation du tablier élévateur 40. Ainsi, le support tournant 30, est également soulevé, ainsi que le cadre vertical de fourche 22 et les deux dents 20 de la fourche. 3045027 8 Une fois le colis 10 soulevé, la phase suivante permet de repositionner le colis dans sa position de référence nominale. Cette opération, consiste à remettre en position nominale cadre vertical de fourche 22 en orientation et en position latérale afin de repositionner le colis 10 parallèle aux autres colis et parallèle aux parois de alvéole de 5 la galerie dans laquelle il se trouve. S'ensuit, soit la dépose du colis en position nominale, soit le recul de l'ensemble pour l'extration du colis à son endroit de destination. Une descente du tablier élévateur 40 permet de poser le colis 10 pour libérer l'engin de manutention. 10 Avantage de l'invention Le principal avantage du dispositif et du procédé selon l'invention est de permettre le retrait et/ou la remise en position nominale d'un colis, de charge importante, positionné en stockage à l'intérieur d'un alvéole ou d'une enceinte dont 15 l'accès est interdit aux opérateurs. Le colis est considéré en position non connue et ayant subit un déplacement par rapport à sa position initiale de stockage en position latérale (gauche/droite) et en rotation par rapport à un axe vertical. Pour réaliser cette opération, un équipement objet de l'invention équipé de deux dents téléscopiques 20 pour la préhension du colis est mis en position par rapport à la position constatée du colis suivant 2 0 les axes considérés. Un avantage du dispositif réside dans la possibilité que l'ensemble de l'équipement peut être intégré à un moyen de manutention de type chariot élévateur ou pont de manutention. REVENDICATIONS1) Dispositif de placement et de récupération d'un colis (10) stocké dans un local, où des colis sont empilés, et pouvant être placés très près d'une paroi latérale (1) dudit local, le dispositif étant intégré à un équipement de manutention du type élévateur à fourche mobile en élévation par rapport à un mât ou pont de manutention , caractérisé en ce que : il comprend un cadre vertical de fourche (22) qui est mobile en translation horizontale par rapport au mât ou pont de manutention et de manière latérale en direction perpendiculaire aux dents (20) de la fourche ; la fourche est mobile en rotation par rapport à un axe vertical ; les dents (20) de la fourche sont télescopiques, avec une partie fixe (20) et une partie mobile (21) en translation et placée dans le prolongement des parties fixes (20). 2 Dispositif selon la revendication 1, en ce qu'il est composé, entre autres, d'un cadre vertical de fourche (22) sur lequel sont fixées les deux dents (20) et monté lui-même mobile en translation horizontale de manière latérale sur un support élévateur. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support élévateur est composé : - d'un tablier élévateur (40) monté mobile en translation verticale par rapport au mât, et : - d'un support tournant, repère (30), monté mobile en rotation grâce à un arbre vertical (42) et un palier (34) par rapport au tablier élévateur (40) ; - le cadre vertical de fourche (22) étant monté mobile en translation horizontale par rapport au support tournant (30). 4) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cadre vertical de fourche (22) intègre une première paire de capteurs (28A) implantés au niveau du cadre vertical de fourches (22) et de deux montants latéraux (24), chaque capteur étant orienté de manière à être opérationnel dans une direction parallèle aux dents (20) 3045027 10 de la fourche, permettant ainsi d'orienter le support tournant (30) de façon parallèle par rapport à la face frontale du colis (10). 5) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cadre vertical de fourche (22), possède une deuxième paire de capteurs (28B), implantés chacun 5 au niveau des dents (20), de manière à visualiser et positionner la fourche en face les rainures de manutention (12) du colis (10) par le déplacement latéral du support vertical (42), par l'intermédiaire de glissières (32). 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un asservissement lors de l'entrée des dents (20), dans les rainures de manutention (12) 10 du colis (10), entre le mouvement d'avance du mât, et le mouvement latéral du du cadre vertical de fourche (22). 7) Procédé de récupération d'un colis avec un dispositif selon les revendications 1 à 6, et comprenant les phases successives suivantes : - avance du dispositif devant la pile où se trouve le colis (10) à 15 récupérer ; - mise à niveau des dents (20) de la fourche par rapport aux rainures de manutention (12) ; - orientation angulaire du support tournant (30) pour remettre les dents (20) dans l'alignement théorique des rainures de préhension (12) du colis (10) ; 20 - déplacement latéral du cadre vertical de fourche (22) pour recherche des rainures de manutention (12) du colis (10) ; - avance avec asservissement du mouvement de rotation du support tournant (30), par rapport à l'équipement de manutention, par exemple un chariot élévateur ou un pont roulant, permettant l'entrée de la partie fixe des dents (20) dans les 25 rainures de manutention (12), du colis (10) ; - déploiement des parties mobiles (21) des dents (20) de la fourche ; - montée du tablier élévateur (40) pour soulever le colis (10) ; - remise en position du colis (10), en position nominale dite de référence dans l'axe latéral et l'axe de rotation pour : 30 - descente du tablier élévateur (40) et dépose du colis (10) ; 3045027 11 ou - recul du dispositif pour recul, extraction et transfert du colis (10) vers une zône pour dépose du colis.