WO2020002149A1 - Dispositif d'intervention dans une enceinte - Google Patents

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WO2020002149A1
WO2020002149A1 PCT/EP2019/066464 EP2019066464W WO2020002149A1 WO 2020002149 A1 WO2020002149 A1 WO 2020002149A1 EP 2019066464 W EP2019066464 W EP 2019066464W WO 2020002149 A1 WO2020002149 A1 WO 2020002149A1
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WO
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axis
rigid chain
enclosure
arm
chain mechanism
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PCT/EP2019/066464
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Inventor
Ivan SEIGNEUR
Alexandre DEBEAUVAIS
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Serapid - France
Serapid France
Original Assignee
Serapid - France
Serapid France
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B25J18/02—Arms extensible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/087—Cleaning containers, e.g. tanks by methods involving the use of tools, e.g. brushes, scrapers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/18—Chains having special overall characteristics
    • F16G13/20—Chains having special overall characteristics stiff; Push-pull chains

Definitions

  • the invention relates to a device for intervening in an enclosure provided with a manhole.
  • Manhole means an opening whose diameter is sufficient to allow an operator to pass.
  • the manhole is closed by a shutter provided with a locking mechanism, for example a plurality of circumferentially evenly distributed screws.
  • an enclosure in service is likely to contain gases unfit for human respiration, toxic liquids or a hazardous contaminated environment.
  • An enclosure for human intervention is first emptied of liquids and then purged to provide a breathable atmosphere.
  • the purge can be carried out first with nitrogen and then, if there is a risk of explosive gas, or directly into the air. In any case, a purge must be carried out before the operator enters the enclosure in most applications.
  • the Applicant has identified a need to reduce human interventions in the pregnant.
  • enclosures have various dimensions and shapes: tank with a horizontal axis, for example of the tank car type, enclosure with a vertical axis, for example of the silo type.
  • the invention provides an intervention device inside a manhole enclosure, comprising: an arm with displacement in translation along a first axis and in rotation about the first axis,
  • a rigid chain mechanism supported by the arm and having a rest position and a deployed position along a second axis intersecting with the first axis, the rigid chain in the deployed position forming a rigid beam
  • the enclosure may be a confined space.
  • the manhole can be drilled, for example by coring.
  • the enclosure may be a tank provided with a manhole from manufacturing.
  • the first axis is generally vertical and the second axis can be horizontal or close to the horizontal.
  • the arm ensures the descent through the manhole in the enclosure and the orientation within the enclosure.
  • the rigid chain mechanism ensures deployment in translation along the second axis.
  • the tool support is thus deployable in the enclosure in length and in width thanks to the rotation around the first axis and to the translation along the second axis.
  • the rigid chain mechanism comprises an elongated magazine parallel to the first axis, a chain drive pinion mounted along a third axis perpendicular to the second axis, and a rigid chain comprising articulated links according to axes parallel to the third axis, of successive links being able to pivot around their axis of articulation upwards while being blocked downwards by matching heels, the rigid chain comprising an inactive zone arranged in the magazine, a zone drive engaged with the pinion and an active area between the drive area and the tool holder. The active area is located opposite the inactive area, along the rigid chain.
  • the rigid chain can change direction around the third axis in one direction corresponding to its curved path around the sprocket.
  • each link comprises at least one front heel and at least one rear heel.
  • the front heel receives the support of the rear heel of the higher rank link.
  • the rear heel rests on the front heel of the lower rank link.
  • the rigid chain can thus be deployed non-randomly along a non-vertical axis.
  • the rigid chain is able to deploy in a manner which does not depend on the tool supported by said rigid chain. In other words, within the size limits of the rigid chain, the position of the tool support is determined by the arm and by the rigid chain mechanism. The position of the tool support is independent of the mass of the tool within the above limits.
  • each link comprises at least two substantially parallel cheeks provided with said heels, and connecting bars between the cheeks.
  • the heels of a link in the active area are supported on the heels of a neighboring link while at least part of the bars is stressed in tension along the second axis.
  • the links other than the end links are identical to each other.
  • the second axis is perpendicular to the first axis at plus or minus -15 °.
  • the first axis is centered on the manhole.
  • the tool holder is able to support a tool with a mass of between 10 and 50 kg.
  • the rigid chain has a stroke of between 2 and 6 meters.
  • the tool holder supports a washing head.
  • the washing head can be rotatable.
  • the washing head can be pressurized water, in particular greater than 100 bars, preferably 500 bars.
  • the flow rate of the washing head, rotary or non-rotary is between 5 and 50 m 3 / h.
  • the device comprises a pump supported by the tool support and is supplied by a flexible pipe passing along the arm.
  • the device comprises a pump supported by the arm and supplied by a flexible pipe passing along the arm.
  • the tool support supports an inspection head supporting at least one of: camera, laser generator and receiver, dosimeter, shears, gripper, tooling equipment, welding equipment, control equipment , probe.
  • the tool holder supports a paint spray head.
  • the tool holder supports a cutting head or a drilling head.
  • the system is thus suitable for dismantling complex installations.
  • the device comprises a housing to be fixed on the manhole.
  • the rigid chain mechanism comprises a motor adjacent to the sprocket.
  • the rigid chain mechanism comprises a motor remote from the pinion, for example disposed near a frame of the arm, and a transmission driven by the motor and driving the pinion.
  • a method of implementing a device such as above, for carrying out work in a confined enclosure comprises:
  • FIG. 1 is an overview of the intervention device, the rigid chain mechanism being folded
  • FIG. 2 is an overview of the intervention device, the rigid chain mechanism being deployed.
  • FIGS. 3 and 4 are views of examples of rigid chains.
  • Tanks with a horizontal axis in particular for rail or road transport, generally have a longitudinal axis around which the tank has a cylindrical inner surface and curved end surfaces.
  • the tank 1 is carried by a truck 2.
  • the vertical axis enclosures generally have a domed upper end, a cylindrical inner surface and a frustoconical lower end.
  • a manhole 3 is provided in an upper region 4.
  • the manhole 3 may comprise a tubular part 5 of small height, in particular from a few centimeters to a few tens of centimeters.
  • Closing devices for a cover or shutter are provided.
  • the closing members can be holes provided in a flange to allow screws or studs also passing through the cover.
  • the diameter of the manhole 3 is generally between 450 and 700 millimeters.
  • the invention proposes a tool holder for enclosure interior 1.
  • the tool holder may include a housing to be fixed on the manhole 3.
  • the intervention device 7 for the interior of the enclosure 1 with a manhole 3 is intended to be carried by a gantry crane, an elevating machine, an overhead crane, etc.
  • the intervention device 7 comprises an arm 10 for rotation and translation, a beam 11 erectile in translation along an axis intersecting with the axis of the arm 10 and a tool support 12 at the end of the beam 11.
  • the beam 11 has a stroke between 2 and 6 meters.
  • the tool holder 12 is designed for a tool with a mass between 10 and 50 kg.
  • the arm 10 is displaced in translation along a first axis and is rotated about the first axis.
  • the first axis is generally vertical close to the vertical.
  • the first axis is parallel or coincident with the axis of the manhole 3 of the enclosure 1 in which an intervention is requested.
  • the arm 10 has a folded position in which the whole of the intervention device 7 is situated outside the enclosure 1, for example above the enclosure 1.
  • the arm 10 has a deployed position in which the said arm goes through the hole man 3 and enters the enclosure 1.
  • the beam 11 and the tool support 12 are located inside the enclosure 1.
  • the arm 10 has an upper end 13 stationary during the intervention in the enclosure 1, and a lower end 14 carrying the beam 11.
  • the arm 10 may have a telescopic mechanism 15, for example with a jack.
  • the arm 10 comprises a rotator 16 disposed at the lower end. The rotator 16 is capable of orienting the beam 11 inside the enclosure 1.
  • the erectile beam 11 is in the form of a rigid chain mechanism.
  • the rigid chain mechanism is supported by the arm 10. More specifically, the rigid chain mechanism is supported by the rotator 16. Thus, the rigid chain mechanism is displaceable in translation and in rotation by the arm 10. The translational movement of the arm 10 brings the rigid chain mechanism into the enclosure 1 and during the folding of the arm 10, brings it out of the enclosure 1.
  • the rigid chain mechanism has a rest position and an extended position.
  • the movement between the rest position and the deployed position is a translation along a second axis intersecting with the first axis.
  • the second axis is perpendicular to the first axis to within +/- 15 °.
  • the rigid chain mechanism In the rest position, the rigid chain mechanism has a smaller footprint than the diameter of the manhole 3 in a horizontal plane.
  • the end of the rigid chain opposite the arm 10 is located in the vicinity of one end of the enclosure 1.
  • the tool holder 12 rests on the distal end of the rigid chain mechanism, the proximal end being connected to the rotator 16.
  • the rigid chain mechanism comprises an elongated magazine 17 parallel to the first axis.
  • the magazine 17 is arranged along the arm 10.
  • the rigid chain mechanism comprises a pinion 18 for driving the chain.
  • the pinion 18 is mounted along a third axis perpendicular to the second axis. In general, the third axis is also perpendicular to the first axis.
  • Rigid chain mechanism includes chain rigid 19 proper.
  • the rigid chain 19 comprises a succession of articulated links 20.
  • the articulation axes 21 of the links 20 are parallel to the third axis.
  • the rigid chain mechanism comprises a motor 25, see FIG. 4, distant from the pinion 18.
  • the motor 25 can be placed near a frame of the arm 10.
  • a transmission is driven by the motor and drives the pinion 18.
  • the transmission is arranged in the arm 10.
  • the transmission is telescopic, see FIG. 3, or of fixed length, see FIG. 4.
  • the motor 25 can be arranged at the upper end of the arm 10. Access to the
  • a guide 26 is installed at the lower end of the arm 10.
  • the guide 26 is located under the rigid chain mechanism.
  • the guide 26 comprises a pulley 27 and an outlet die 28.
  • the pulley 27 is of axis parallel to the axis of the pinion 18.
  • the outlet die 28 is oriented parallel to the second axis in the direction of the tool holder 12
  • the guide 26 allows the unwinding of a pipe and / or a cable supplying the tool with fluid and / or electrical energy. The risk of twisting or crushing of pipe and / or cable is reduced.
  • the rigid chain 19 can be, according to documents FR2573832, FR2786476, FR2780472, FR3043747 or even W02005108821 to which the reader is invited to refer.
  • Fes links 20 are configured so that successive links 20 are capable of pivoting about their axis of articulation 21 with limitation of pivoting. Successive links 20 are capable of pivoting upwards while being blocked downwards by matching heels 22.
  • the rigid chain 19 comprises an inactive zone 19a disposed in the magazine 17.
  • the rigid chain 19 comprises a drive zone 19b engaged with the pinion 18.
  • the pinion 18 meshes with a plurality of links 20, more precisely with bars 23 of the links 20.
  • the rigid chain 19 comprises an active area l9c between the drive area l9b and the tool support 12.
  • each link 20 of the active area 19c includes a lower area in compression and an upper area in traction.
  • Each link 20 comprises at least two substantially parallel cheeks 24 provided with said heels 22.
  • the cheeks 24 can be connected by one or more spacers.
  • the heels 22 can appear as surfaces normal to the second axis.
  • Each link 20 also includes bars 23 connecting the cheeks 24. The bars
  • the bars 23 have a cylindrical shape of revolution.
  • the bars 23 are, where appropriate, provided with grooves for accommodating circlips.
  • the bars 23 can be provided with bearings mounted for rotation around said bars 23.
  • the bearings have external contact surfaces with the teeth of the drive pinion 18.
  • the heels 22 of a link 20 of the active area 19c are supported on the heels 22 of a neighboring link 20.
  • the bars 23 located in the upper zone of a link 20 of the active zone 19c are in traction along the second axis.
  • the links can be made of titanium.
  • each cheek 24 consists of a sheet metal side cut and folded, in particular with the press, to give it an offset in the thickness.
  • the cheek 24 has a shoulder in a central zone, notwithstanding a constant thickness.
  • the shoulder forms a transition between an outer end and an inner end.
  • the outer end is in contact with an inner end of a next link 20.
  • the outer end is connected to said next link 20 by a bar.
  • the inner end is in contact with an outer end of a previous link 20.
  • the inner end is connected to said preceding link 20 by a bar.
  • the outer and inner ends are parallel.
  • each cheek 24 is formed of two sheet metal sides cut and assembled, for example by spot welding. Each side is flat.
  • each cheek 24 is formed of a cut sheet metal side. The side is flat. The cheek 24 is assembled with the other cheek 24 of the link 20 by two or three bars 23. In another embodiment, each cheek 24 is formed from a machined part.
  • the first axis is vertical to within +/- 5 °.
  • the first axis is centered on the manhole 3 of enclosure 1.
  • the second axis is perpendicular to the first axis to within +/- 15 °.
  • the third axis is horizontal to within +/- 5 °.
  • the tool support 12 carries a washing tool 30 supplied by a flexible pipe 31 coming from a reel 32.
  • the flexible pipe 31 is slidably mounted on the arm 10.
  • the flexible pipe 31 is fixed at one end to the washing tool 30 and at the other end to the core of the reel 32.
  • the reel 32 is mounted in the vicinity of the upper end 13. The reel 32 is stationary.
  • the flexible pipe 31 takes place during the deployment of the arm 10 downwards, then during the extension of the beam 11.
  • the flexible pipe 31 is wound in the reel 32 during the retraction of the beam 11, then during folding the arm 10 upwards, comprising the outlet of the washing tool 30 from the enclosure 1.
  • the washing tool 30 is removably mounted on the tool support 12.
  • the washing tool 30 is suitable for being replaced by another tool, in particular for processing, cutting, drilling, sanding, pickling, painting, drying, detection, inspection, in particular: camera, ultrasound, laser, dosimeter, etc.
  • the washing tool 30 can comprise one or more pressure washing nozzles, for example mounted rotatably.
  • the washing tool 30 is pressurized water, in particular greater than 100 bars, preferably 500 bars.
  • the flow rate of the washing head is between 5 and 50 m 3 / h.
  • the intervention device is easy to implement in order to intervene in an enclosure by reducing the need for an operator to enter it.
  • the intervention device is capable of traversing, during operation, the length of a confined enclosure, for example of a tank.

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Abstract

Dispositif d'intervention (7) à l'intérieur d'une enceinte (1) à trou d'homme (3), comprenant : - un bras (10) à déplacement en translation selon un premier axe et en rotation autour du premier axe, - un mécanisme de chaîne rigide supporté par le bras (10) et présentant une position de repos et une position déployée selon un deuxième axe sécant avec le premier axe, la chaîne rigide en position déployée formant une poutre (11) rigide, - un support d'outil (12) supporté par l'extrémité distale de la chaîne rigide.

Description

Dispositif d'intervention dans une enceinte
L'invention concerne un dispositif pour intervenir dans une enceinte munie d'un trou d'homme. On entend par trou d'homme une ouverture dont le diamètre est suffisant pour laisser passer un opérateur. Le trou d’homme est obturé par un obturateur muni d’un mécanisme de verrouillage, par exemple une pluralité de vis circonférentiellement régulièrement réparties.
Dans de nombreuses applications, une enceinte en service est susceptible de contenir des gaz impropres à la respiration humaine, des liquides toxiques ou un environnement contaminé dangereux. Une enceinte devant faire l'objet d'une intervention humaine est d’abord vidée de liquides puis purgée afin d’assurer une atmosphère respirable. La purge peut être effectuée d’abord à l’azote puis allait en cas de risque de gaz explosif ou directement à l'air. En tout état de cause, une purge doit être effectuée avant l'entrée de l’opérateur dans l’enceinte dans la plupart des applications.
De plus, un renouvellement de l’air dans l’enceinte doit être assuré si l’opérateur est appelé à rester dans l’enceinte pour y travailler.
Le travail dans une enceinte est généralement peu apprécié des opérateurs en raison du confinement qui y est ressenti.
La demanderesse a identifié un besoin de diminuer les interventions humaines en enceinte.
Or, les enceintes présentent des dimensions et des formes variées : cuve d’axe horizontal, par exemple de type wagon-citerne, enceinte d’axe vertical, par exemple de type silo.
Il est donc que souhaitable de fournir un dispositif permettant l'intervention dans des enceintes de dimensions et de formes variées.
L'invention propose un dispositif d'intervention à l'intérieur d'une enceinte à trou d'homme, comprenant : -un bras à déplacement en translation selon un premier axe et en rotation autour du premier axe,
-un mécanisme de chaîne rigide supporté par le bras et présentant une position de repos et une position déployée selon un deuxième axe sécant avec le premier axe, la chaîne rigide en position déployée formant une poutre rigide,
-un support d'outil supporté par l'extrémité distale de la chaîne rigide.
L’enceinte peut être un local confiné. Dans ce cas, le trou d’homme peut être percé, par exemple par carottage. L’enceinte peut être une cuve munie d’un trou d’homme issu de fabrication.
Dans le cas d'un trou d'homme d'axe vertical en position supérieure sur l’enceinte, le premier axe est généralement vertical et le deuxième axe peut être horizontal ou voisin de l’horizontale. Le bras assure la descente par le trou d’homme dans l’enceinte et l’orientation au sein de l’enceinte. Le mécanisme de chaîne rigide assure le déploiement en translation selon le deuxième axe. Le support d'outil est ainsi déployable dans l’enceinte en longueur et en largeur grâce à la rotation autour du premier axe et à la translation le long du deuxième axe. Dans un mode de réalisation de l’invention, le mécanisme de chaîne rigide comprend un magasin allongé parallèle au premier axe, un pignon d’entraînement de chaîne montée selon un troisième axe perpendiculaire au deuxième axe, et une chaîne rigide comprenant des maillons articulés selon des axes parallèles au troisième axe, de maillons successifs étant capables de pivoter autour de leur axe d’articulation vers le haut tout en étant bloqués vers le bas par des talons concordants, la chaîne rigide comprenant une zone inactive disposée dans le magasin, une zone d’entraînement en prise avec le pignon et une zone active entre la zone d’entraînement et le support d’outils. La zone active est située à l’opposé de la zone inactive, le long de la chaîne rigide. Ainsi, la chaîne rigide peut changer de direction autour du troisième axe dans un seul sens correspondant à son trajet courbe autour du pignon. Dans le sens opposé, les talons concordants viennent en appui. Les talons d’un maillon de rang N sont en appui sur les talons d’un maillon de rang N -1. Dans un mode de réalisation, chaque maillon comprend au moins un talon avant et au moins un talon arrière. Le talon avant reçoit l'appui du talon arrière du maillon de rang supérieur. Le talon arrière s'appuie sur le talon avant du maillon de rang inférieur. La chaîne rigide peut ainsi se déployer de manière non aléatoire selon un axe non vertical. La chaîne rigide est apte à se déployer d’une manière qui ne dépend pas de l’outil supporté par ladite chaîne rigide. En d'autres termes, dans les limites de dimensionnement de la chaîne rigide, la position du support d’outil est déterminée par le bras et par le mécanisme de chaîne rigide. La position du support d’outil est indépendante de la masse de l’outil dans les limites précitées.
Dans un mode de réalisation, chaque maillon comprend au moins deux joues sensiblement parallèles munis desdits talons, et des barreaux de liaison entre les joues. Les talons d’un maillon de la zone active sont en appui sur les talons d'un maillon voisin tandis qu'au moins une partie des barreaux est sollicitée en traction selon le deuxième axe.
Avantageusement, les maillons autres que les maillons d’extrémité sont identiques les uns aux autres.
Dans un mode de réalisation, le deuxième axe est perpendiculaire au premier axe à plus ou -15° très.
Dans un mode de réalisation, le premier axe est centré sur le trou d'homme.
Dans un mode de réalisation, le support d’outil est apte à supporter un outil de masse comprise entre 10 et 50 kg.
Dans un mode de réalisation, la chaîne rigide présente une course comprise entre 2 et 6 mètres. Dans un mode de réalisation, le support d'outil supporte une tête de lavage. La tête de lavage peut être rotative. La tête de lavage peut être à eau sous pression, notamment supérieure à 100 bars, préférablement à 500 bars.
Dans un mode de réalisation, le débit de la tête de lavage, rotative ou non rotative, est compris entre 5 et 50 m3/h.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une pompe supportée par le support d'outil est alimenté par une conduite souple passant le long du bras.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif comprend une pompe supportée par le bras et alimenter par une conduite souple passant le long du bras.
Dans un mode de réalisation, le support d'outil supporte une tête d'inspection supportant au moins un parmi : caméra, générateur et récepteur laser, dosimètre, cisaille, pince de préhension, équipement d’outillage, équipement de soudure, équipement de contrôle, sonde.
Dans un mode de réalisation, le support d'outil supporte une tête de projection de peinture.
Dans un mode de réalisation, le support d'outil supporte une tête de découpe ou une tête de perçage. Le dispositif est ainsi apte au démantèlement d’installations complexes.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un carter à fixer sur le trou d’homme.
Dans un mode de réalisation, le mécanisme de chaîne rigide comprend un moteur voisin du pignon.
Dans un mode de réalisation, le mécanisme de chaîne rigide comprend un moteur distant du pignon, par exemple disposé à proximité d’un bâti du bras, et une transmission entraînée par le moteur et entraînant le pignon. Dans un mode de réalisation, un procédé de mise en œuvre d’un dispositif tel que ci- dessus, pour réaliser un travail dans une enceinte confinée, comprend :
- le mécanisme de chaîne rigide est introduit dans G enceinte,
- le mécanisme de chaîne rigide est déployé dans G enceinte,
- un travail est effectué par un outil porté par le mécanisme de chaîne rigide, puis
- le mécanisme de chaîne rigide est rétracté, et
- le mécanisme de chaîne rigide est extrait de G enceinte.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés:
- la figure 1 est une vue d’ensemble du dispositif d’intervention, le mécanisme de chaîne rigide étant replié ;
- la figure 2 est une vue d’ensemble du dispositif d’intervention, le mécanisme de chaîne rigide étant déployé.
-Les figures 3 et 4 sont des vues d’exemples de chaîne rigide.
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
L’invention s'applique à différents types d’enceintes et plus généralement d'espaces fermés ou confinés. Les cuves d’axe horizontal, notamment de transport ferroviaire ou routier, présentent généralement un axe longitudinal autour duquel la cuve présente une surface intérieure cylindrique et des surfaces d’extrémité bombées. Dans le mode de réalisation représenté, la cuve 1 est portée par un camion 2.
Les enceintes d’axe vertical présentent généralement une extrémité supérieure bombée, une surface intérieure cylindrique et une extrémité inférieure tronconique. Sur les deux types d’enceintes, est prévu un trou d'homme 3 dans une région supérieure 4. Le trou d’homme 3 peut comporter une partie tubulaire 5 de faible hauteur, notamment de quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres. Des organes de fermeture d'un couvercle ou obturateur sont prévus. Les organes de fermeture peuvent être des trous ménagés dans une collerette pour laisser passer des vis ou des goujons traversant également le couvercle. Le diamètre du trou d’homme 3 est en général compris entre 450 et 700 millimètres.
Le nettoyage, le ponçage, la peinture ou encore le revêtement de la surface intérieure d'une telle enceinte 1 est une opération relativement pénible, voire dans certains cas interdite, à effectuer pour un opérateur et pose des difficultés d'apport d'air frais. Par ailleurs, la surface intérieure 6 de l’enceinte 1 peut être sale ou fragile. Il en découle qu'il peut être préférable d’éviter le contact d’un outil avec une surface située à l’intérieur de l’enceinte 1. Or un opérateur ne peut pas, dans la plupart des cas, effectuer les travaux demandés en étant seulement en partie entrée dans l’enceinte.
L’invention vient proposer un porte-outil pour intérieur d’enceinte 1.
Le porte-outil peut comprendre un carter à fixer sur le trou d’homme 3.
Le dispositif d'intervention 7 pour intérieur d’enceinte 1 à trou d’homme 3 est prévu pour être porté par un portique, un engin élévateur, un pont roulant, etc. Le dispositif d’intervention 7 comprend un bras 10 à rotation et translation, une poutre 11 érectile en translation selon un axe sécant avec l’axe du bras 10 et un support d’outil 12 en bout de poutre 11. La poutre 11 présente une course comprise entre 2 et 6 mètres.
Le support d’outil 12 est conçu pour un outil de masse comprise entre 10 et 50 kg.
Plus précisément, le bras 10 est à déplacement en translation selon un premier axe est en rotation autour du premier axe. Le premier axe est en général vertical proche de la verticale. Le premier axe est parallèle ou confondu avec l’axe du trou d’homme 3 de l’enceinte 1 dans laquelle une intervention est demandée.
Le bras 10 présente une position repliée dans laquelle l'ensemble du dispositif d’intervention 7 est situé en dehors de l’enceinte 1, par exemple au-dessus de l’enceinte 1. Le bras 10 présente une position déployée dans laquelle ledit bras passe par le trou d’homme 3 et pénètre dans l’enceinte 1. En position déployée du bras 10, la poutre 11 et le support d’outil 12 sont situés à l'intérieur de l’enceinte 1.
Le bras 10 présente une extrémité supérieure 13 stationnaire au cours de l’intervention dans l’enceinte 1, et une extrémité inférieure 14 portant la poutre 11. Le bras 10 peut présenter un mécanisme télescopique 15, par exemple à vérin. En outre, le bras 10 comprend un rotateur 16 disposé en extrémité inférieure. Le rotateur 16 est capable d’orienter la poutre 11 à l’intérieur de l’enceinte 1.
La poutre 11 érectile se présente sous la forme d’un mécanisme de chaîne rigide. Le mécanisme de chaîne rigide est supporté par le bras 10. Plus précisément, le mécanisme de chaîne rigide est supporté par le rotateur 16. Ainsi, le mécanisme de chaîne rigide est déplaçable en translation et en rotation par le bras 10. Le mouvement de translation du bras 10 fait entrer le mécanisme de chaîne rigide dans l’enceinte 1 et au cours du repliement du bras 10, le fait sortir de l’enceinte 1.
Le mécanisme de chaîne rigide présente une position de repos et une position déployée. Le mouvement entre la position de repos et la position déployée est une translation selon un deuxième axe sécant avec le premier axe. Le deuxième axe est perpendiculaire au premier axe à +/- 15° près. En position de repos, le mécanisme de chaîne rigide présente un encombrement inférieur au diamètre du trou d’homme 3 dans un plan horizontal. En position déployée, l'extrémité de la chaîne rigide opposée au bras 10 est située au voisinage d’une extrémité de l’enceinte 1.
Le support d’outil 12 repose sur l'extrémité distale du mécanisme de chaîne rigide, l’extrémité proximale étant reliée au rotateur 16.
Le mécanisme de chaîne rigide comprend un magasin 17 allongé parallèle au premier axe. Le magasin 17 est disposé le long du bras 10. Le mécanisme de chaîne rigide comprend un pignon 18 d’entraînement de chaîne. Le pignon 18 est monté selon un troisième axe perpendiculaire au deuxième axe. En général, le troisième axe est également perpendiculaire au premier axe. Le mécanisme de chaîne rigide comprend une chaîne rigide 19 proprement dite. La chaîne rigide 19 comprend une succession de maillons 20 articulés. Les axes d'articulation 21 des maillons 20 sont parallèles au troisième axe. Le mécanisme de chaîne rigide comprend un moteur 25, voir figure 4, distant du pignon 18. Le moteur 25 peut être disposé à proximité d’un bâti du bras 10. Une transmission est entraînée par le moteur et entraîne le pignon 18. La transmission est disposée dans le bras 10. La transmission est télescopique, voir figure 3, ou de longueur fixe, voir figure 4. Le moteur 25 peut être disposé en extrémité supérieure du bras 10. L’accès au moteur 25 est aisé. Sur la figure 4, le trou d’homme est représenté en grisé.
En extrémité inférieure du bras 10, est installé un guide 26. Le guide 26 est situé sous le mécanisme de chaîne rigide. Le guide 26 comprend une poulie 27 et une filière de sortie 28. La poulie 27 est d’axe parallèle à l’axe du pignon 18. La filière de sortie 28 est orientée parallèlement au deuxième axe dans la direction du support d’outil 12. Le guide 26 permet le déroulement d’un tuyau et/ou d’un câble alimentant l’outil en fluide et/ou en énergie électrique. Le risque de torsion ou d’écrasement de tuyau et/ou câble est réduit.
La chaîne rigide 19 peut être selon les documents FR2573832, FR2786476, FR2780472, FR3043747 ou encore W02005108821 auquel le lecteur est invité à se référer.
Fes maillons 20 sont configurés de sorte que de maillons 20 successifs sont capables de pivoter autour de leur axe d'articulation 21 avec limitation de pivotement. De maillons 20 successifs sont capables de pivoter vers le haut tout en étant bloqués vers le bas par des talons 22 concordants. Sur la figure 3, une partie seulement des maillons de la partie active l9c a été représentée. Fa chaîne rigide 19 comprend une zone inactive l9a disposée dans le magasin 17. Fa chaîne rigide 19 comprend une zone d'entraînement 19b en prise avec le pignon 18. Fe pignon 18 engrène avec une pluralité de maillons 20, plus précisément avec des barreaux 23 des maillons 20. Fa chaîne rigide 19 comprend une zone active l9c entre la zone d’entraînement l9b et le support d’outil 12. Au sein de la zone active l9c, le ou les talons 22 avant d'un maillon 20 reçoivent l'appui du ou des talons 22 arrière du maillon 20 situé plus en avant et le ou les talons 22 arrière d'un maillon 20 sont en appui sur le ou les talons 22 avant du maillon 20 situé plus en arrière. Chaque maillon 20 de la zone active l9c comprend une zone inférieure en compression et une zone supérieure en traction.
Chaque maillon 20 comprend au moins deux joues 24 sensiblement parallèles munies desdits talons 22. Les joues 24 peuvent être reliées par une ou plusieurs entretoises. Les talons 22 peuvent se présenter comme des surfaces normales au deuxième axe. Chaque maillon 20 comprend également des barreaux 23 de liaison entre les joues 24. Les barreaux
23 présentent une forme cylindrique de révolution. Les barreaux 23 sont, le cas échéant, munis de gorges pour accueillir des circlips. Les barreaux 23 peuvent être munis de paliers montés à rotation autour desdits barreaux 23. Les paliers présentent des surfaces extérieures de contact avec les dents du pignon 18 d'entraînement. Les talons 22 d'un maillon 20 de la zone active l9c sont en appui sur les talons 22 d’un maillon 20 voisin. Les barreaux 23 situés en zone supérieure d’un maillon 20 de la zone active l9c sont en traction selon le deuxième axe. Les maillons peuvent être en titane.
Dans un mode de réalisation, chaque joue 24 consiste en un flanc de tôle découpé et plié, notamment à la presse, pour lui conférer un décalage dans l’épaisseur. La joue 24 présente un épaulement dans une zone centrale, nonobstant une épaisseur constante. L’épaulement forme transition entre une extrémité extérieure et une extrémité intérieure. L’extrémité extérieure est en contact avec une extrémité intérieure d’un maillon 20 suivant. L’extrémité extérieure est reliée audit maillon 20 suivant par un barreau. L’extrémité intérieure est en contact avec une extrémité extérieure d’un maillon 20 précédent. L’extrémité intérieure est reliée audit maillon 20 précédent par un barreau. Les extrémités extérieure et intérieure sont parallèles.
Dans un autre mode de réalisation, chaque joue 24 est formée de deux flancs de tôle découpés et assemblés, par exemple par soudure par point. Chaque flanc est plat.
Dans un autre mode de réalisation, chaque joue 24 est formée d’un flanc de tôle découpé. Le flanc est plat. La joue 24 est assemblée avec l’autre joue 24 du maillon 20 par deux ou trois barreaux 23. Dans un autre mode de réalisation, chaque joue 24 est formée d’une pièce usinée.
De manière générale, le premier axe est vertical à +/-5° près. Le premier axe est centré sur le trou d’homme 3 de l’enceinte 1. Le deuxième axe est perpendiculaire au premier axe à +/-l5° près. Le troisième axe est horizontal à +/-5° près.
Dans le mode de réalisation représenté, le support d’outil 12 porte un outil de lavage 30 alimenté par un tuyau flexible 31 provenant d’un enrouleur 32. Le tuyau flexible 31 est monté à coulissement sur le bras 10. Le tuyau flexible 31 est fixé à une extrémité à l’outil de lavage 30 et à l’autre extrémité au noyau de l’enrouleur 32. L’enrouleur 32 est monté au voisinage de l’extrémité supérieure 13. L’enrouleur 32 est stationnaire.
Le tuyau flexible 31 se déroule lors du déploiement du bras 10 vers le bas, puis lors de l’allongement de la poutre 11. Le tuyau flexible 31 s’enroule dans l’enrouleur 32 lors de la rétraction de la poutre 11, puis lors du repliement du bras 10 vers le haut, comprenant la sortie de l’outil de lavage 30 hors de l’enceinte 1. L’outil de lavage 30 est monté amovible sur le support d’outil 12. L’outil de lavage 30 est apte à être remplacé par un autre outil, notamment de traitement, de découpe, de perçage, de sablage, de décapage, de peinture, de séchage, de détection, d’inspection, notamment : caméra, ultrasons, laser, dosimètre, etc. L’outil de lavage 30 peut comprendre une ou plusieurs buses de lavage sous pression, par exemple montées rotatives.
L’outil de lavage 30 est à eau sous pression, notamment supérieure à 100 bars, préférablement à 500 bars. Le débit de la tête de lavage est compris entre 5 et 50 m3/h.
Dans la position de la figure 1, illustrant le début du travail de l’outil de lavage 30, le bras 10 allongé vers le bas passe dans le trou d’homme 3 et la poutre 11 est rentrée. Le support d’outil 12 est situé sous le bras 10. Le tuyau flexible 31 est alors généralement parallèle au bras 10. L’enrouleur 32 est plein. Dans la position de la figure 2, illustrant une position de travail de l’outil de lavage 30, le bras 10 est dans la même position que précédemment et la poutre 11 est allongée. Le tuyau flexible 31 est alors généralement parallèle au bras 10 sur une portion supérieure, puis rejoint le support d’outil 12 par une portion inférieure oblique. Le bras 10 est voisin d’une position d’élongation maximale. L’enrouleur 32 est sensiblement plein.
Ainsi, le dispositif d’intervention est aisé à mettre en œuvre pour intervenir dans une enceinte en réduisant le besoin qu’un opérateur y rentre. Le dispositif d’intervention est capable de parcourir, en fonctionnement, la longueur d’une enceinte confinée, par exemple d’une cuve.

Claims

Revendications
1. Dispositif d’intervention (7) à l’intérieur d’une enceinte (1) à trou d’homme (3), comprenant :
- un bras (10) à déplacement en translation selon un premier axe et en rotation autour du premier axe,
- un mécanisme de chaîne rigide supporté par le bras (10) et présentant une position de repos et une position déployée selon un deuxième axe sécant avec le premier axe, la chaîne rigide en position déployée formant une poutre (11) rigide,
- un support d’outil (12) supporté par l’extrémité distale de la chaîne rigide.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme de chaîne rigide comprend un magasin (17) allongé parallèle au premier axe, un pignon (18) d’entraînement de chaîne monté selon un troisième axe perpendiculaire au deuxième axe, et une chaîne rigide (19) comprenant des maillons (20) articulés selon des axes parallèles au troisième axe, deux maillons (20) successifs étant capables de pivoter autour de leur axe d’articulation (21) vers le haut tout en étant bloqués vers le bas par des talons (22) concordants, la chaîne rigide (19) comprenant une zone inactive (l9a) disposée dans le magasin (17), une zone d’entraînement (l9b) en prise avec le pignon (18) et une zone active (l9c) entre la zone d’entraînement (l9b) et le support d’outil (12).
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel chaque maillon (20) comprend au moins deux joues (24) sensiblement parallèles munies desdits talons (22), et des barreaux (23) de liaison entre les joues (24), les talons (22) d’un maillon (20) de la zone active (l9c) étant en appui sur les talons (22) d’un maillon (20) voisin tandis qu’au moins une partie des barreaux (23) est en traction selon le deuxième axe.
4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième axe est perpendiculaire au premier axe à +/- 15° près.
5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier axe est centré sur le trou d’homme (3).
6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le support d’outil (12) est apte à supporter un outil de masse comprise entre 10 et 50 kg et la chaîne rigide (19) présente une course comprise entre 2 et 6 mètres.
7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le support d’outil (12) supporte une tête de lavage rotative à eau sous pression, notamment supérieure à 100 bars, préférablement à 500 bars, supportée par le support d’outil (12), le débit de la tête de lavage étant compris entre 5 et 50 m3/h.
8. Dispositif selon la revendication 7, comprenant une pompe supportée par le support d’outil (12) ou par le bras (10) et alimentée par une conduite souple passant le long du bras (10).
9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le support d’outil (12) supporte une tête d’inspection supportant au moins un parmi : caméra, ultrasons, laser, dosimètre, cisaille, pince de préhension, équipement d’outillage, équipement de soudure, équipement de contrôle, sonde.
10. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le support d’outil (12) supporte une tête de peinture ou une tête de découpe/perçage.
11. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant un carter à fixer sur le trou d’homme (3).
12. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme de chaîne rigide comprend un moteur distant d’un pignon (18), notamment disposé à proximité d’un bâti du bras (10), et une transmission entraînée par le moteur et entraînant le pignon (18).
13. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme de chaîne rigide comprend des maillons en titane.
14. Procédé de mise en œuvre d’un dispositif selon l’une des revendications précédentes, pour réaliser un travail dans une enceinte confinée, dans lequel le mécanisme de chaîne rigide est introduit dans l’enceinte, le mécanisme de chaîne rigide est déployé dans l’enceinte, un travail est effectué par un outil porté par le mécanisme de chaîne rigide, puis le mécanisme de chaîne rigide est rétracté, et le mécanisme de chaîne rigide est extrait de l’enceinte.
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