DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] L'invention concerne le nettoyage de certains locaux, spécialement dans des milieux
hostiles à l'homme. La principale utilisation de l'invention est le nettoyage régulier
de cellules de haute activité dans les installations nucléaires.
[0002] Dans l'industrie nucléaire, parmi les nombreuses opérations régulières d'entretien
et de maintenance des locaux, le nettoyage de cellules de haute activité est indispensable.
En effet, les installations comportent des cellules de grand volume, à l'intérieur
desquelles règne une atmosphère hostile. C'est le cas des cellules dans lesquelles
se trouvent des gros déchets et des poussières de matières recyclables qui sont ultérieurement
retraitées par des solutions chimiques.
ART ANTERIEUR
[0003] Le nettoyage de ce type de cellules est actuellement effectué au moyen de télémanipulateurs
à poste fixe. Les outils utilisés sont une pelle et un balai adaptés aux pinces de
préhension du télémanipulateur.
[0004] On conçoit aisément que cette manière de faire est quelque peu précaire et d'une
efficacité limitée. Le but de l'invention est d'utiliser un aspirateur pouvant effectuer
ce nettoyage à l'aide du télémanipulateur.
[0005] Les aspirateurs industriels sont d'une conception qui ne tient pas compte de la criticité
du lieu, du point de vue de la radioactivité, c'est-à-dire de l'état du milieu où
siège une réaction nucléaire en chaîne ayant un facteur de multiplication effectif
égal à l'unité. En effet, selon les différents composants des matériaux et des particules
se trouvant dans l'atmosphère aspirée, certaines dimensions et certaines formes doivent
être évitées pour ne pas favoriser le développement d'une réaction nucléaire en chaîne.
[0006] De plus, l'entretien et la réparation de l'aspirateur nécessitent l'intervention
humaine. L'invention vise donc en conséquence à produire un aspirateur parfaitement
adapté à la télémanipulation.
RESUME DE L'INVENTION
[0007] A cet effet, l'objet principal de l'invention est un aspirateur industriel définissant
une canalisation parcourue par l'atmosphère à nettoyer, et comprenant successivement
:
- un tuyau d'aspiration ;
- au moins un filtre placé en travers de la canalisation pour arrêter une partie des
particules en suspension dans l'atmosphère aspirée ; et
- un moteur entraînant un rotor à pales pour aspirer l'atmosphère dans la canalisation.
[0008] Selon l'invention, le moteur et le rotor à pales sont placés dans une première partie
dite supérieure, démontable par rapport au reste de l'aspirateur grâce à des premiers
moyens de fixation déverrouillables par un télémanipulateur, pour rendre l'aspirateur
modulable et permettre son entretien et sa maintenance par le télémanipulateur. En
effet, il s'avèrera nécessaire de changer fréquemment le filtre ou de réparer le moteur,
suite à une panne.
[0009] Dans la réalisation préférentielle de l'aspirateur selon l'invention, ce dernier
comprend une partie centrale, dans laquelle débouche le tuyau d'aspiration, dans laquelle
est placé le filtre et sur laquelle est fixée la partie supérieure. Dans ce cas, on
prévoit une partie inférieure fixée en dessous de la partie centrale par des deuxièmes
moyens de fixation déverrouillables par le télémanipulateur. Dans ce cas, l'aspirateur
est conçu en trois parties facilement démontables.
[0010] Selon un aspect de l'invention, la partie centrale a un venturi dans la canalisation,
en aval du tuyau d'aspiration et en amont du filtre.
[0011] Dans le but de recueillir des déchets solides, il est avantageux d'utiliser un réceptacle
placé dans la partie inférieure, et dans lequel tombent par gravité les gros déchets.
[0012] La réalisation préférentielle des premiers et deuxièmes moyens de fixation se fait,
pour chacun d'eux, à l'aide des éléments suivants :
- trois boulons imperdables, attachés sur une des deux parties à assembler par rapprochement
;
- une bride sur chacune des extrémités des parties à fixer, la bride se trouvant sur
l'extrémité ne possédant pas les boulons imperdables ayant une surface de serrage
inclinée par rapport à la direction de rapprochement des deux parties à assembler,
pour faciliter le verrouillage et le déverrouillage des moyens de fixation à l'aide
du télémanipulateur.
[0013] Dans le cadre de l'application au nettoyage de cellules contenant des produits et
des poussières irradiés, le premier filtre est de préférence un filtre, manufacturé
par "PORAL", en acier inoxydable.
[0014] Dans ce cas, l'aspirateur se complète avantageusement d'un deuxième filtre du type
à très haute efficacité, placé à la sortie de l'aspirateur, pour rejeter l'atmosphère
relativement purifiée.
[0015] Toujours dans ce type d'applications, les différentes sections de la canalisation
ont des dimensions et des diamètres respectant les normes de criticité admises pour
les poussières et les déchets contenant un élément radioactif déterminé.
[0016] En particulier, l'aspirateur selon l'invention est destiné au retraitement des combustibles
irradiés contenant du plutonium ; les normes de criticité correspondent alors à celles
du plutonium.
LISTE DES FIGURES
[0017] Une réalisation de l'invention est présentée maintenant à titre d'exemple non limitatif
par la description suivante, annexée de trois figures qui représentent respectivement
:
- figure 1, en vue frontale, l'aspirateur selon l'invention, lorsqu'il est placé debout
;
- figure 2, une vue de dessus correspondant à la figure 1 ; et
- figure 3, en coupe, l'utilisation de l'aspirateur selon l'invention au moyen d'un
télémanipulateur.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UNE REALISATION DE L'INVENTION
[0018] La figure 1 représente, en coupes partielles ou en vues fantômes, l'aspirateur selon
l'invention. Il définit globalement une canalisation, par une première extrémité de
laquelle l'air à purifier est collecté et par la deuxième extrémité de laquelle l'air
est refoulé dans le volume à purifier. Cette canalisation est constituée principalement
d'un tuyau d'aspiration, dont la deuxième extrémité 1 est simplement représentée,
fixée sur un embout 21 du corps de l'aspirateur. Cette canalisation se prolonge par
l'intérieur du cylindre constituant la forme globale de l'aspirateur. Ce dernier comprend
bien entendu un filtre principal 26 placé à l'intérieur de l'aspirateur, en aval du
tuyau d'aspiration. La circulation de l'atmosphère à purifier à l'intérieur de l'aspirateur
est assurée par un ensemble moteur 15 comprenant un moteur et un rotor à pales.
[0019] La configuration de l'aspirateur selon l'invention est telle que l'ensemble moteur
15 est facilement démontable. En effet, il est constitué de trois parties principales,
une partie supérieure 10 surmontant une partie centrale 20, surmontant elle-même une
partie inférieure 30. Dans le but de permettre le remplacement aisé du filtre 26 et
des éventuelles réparations du bloc moteur 15, ces éléments sont fixés l'un à l'autre
de façon démontable. Le bloc moteur 15 est placé au-dessus dans la partie supérieure
10. Ainsi, au moyen d'une anse de manutention 17, il est possible de dégager cet ensemble
du reste de l'aspirateur pour procéder à la maintenance de ces éléments essentiels.
[0020] De plus, la liaison de cette partie supérieure 10 au reste de l'aspirateur, en l'occurrence
la partie centrale 20, se fait par des premiers moyens de fixation déverrouillables
par un télémanipulateur. En d'autres termes, ces moyens de fixation doivent être facilement
accessibles à la tête d'une visseuse 3 venant visser ou dévisser des vis ou des écrous
de fixation. Comme le montre le système de fixation représenté entre la partie centrale
20 et la partie inférieure 30 de l'aspirateur, il est avantageux d'utiliser un boulon
de fixation 11 dont la tige filetée est orientée de façon inclinée vers l'extérieur.
D'habitude, lorsque l'on désire assembler deux pièces l'une contre l'autre et les
maintenir fixées au moyen d'un système vis-écrou, ce dernier est généralement orienté
parallèlement à la direction de rapprochement des deux pièces. Par contre, dans le
cas de la présente invention, les moyens de fixation possèdent une surface d'appui
inclinée, qui sera détaillée ultérieurement.
[0021] Le filtre principal 26 est fixé à la partie supérieure 10, mais est logé à l'intérieur
du cylindre que forme la partie centrale 20. Dans la partie inférieure de cette partie
centrale 20 débouche, par un orifice 23, l'embout 21 supportant le tuyau d'aspiration.
Au même niveau, à l'intérieur de la partie centrale, est placé un venturi 25 destiné
à accélérer la vitesse de l'atmosphère aspiré et à le diriger sur et autour du filtre
principal 26.
[0022] Dans l'application préférentielle de l'aspirateur au nettoyage de cellules de retraitement
de combustibles irradiés, le filtre principal 26 est de préférence un filtre du type
de ceux manufacturés par la firme "PORAL", en acier inoxydable et imprégné de plutonium.
De plus, il peut être traité chimiquement. L'acier inoxydable est avantageusement
utilisé pour constituer ce filtre principal 26.
[0023] La partie inférieure 30 comporte principalement un réceptacle 31 qui se trouve juste
en dessous du trou 23 d'arrivée de l'air aspiré. De ce fait, les gros déchets entrainés
par l'aspiration tombent par gravité dans ce réceptacle 31. Cette chute est favorisée
par le fait que le venturi 25 est placé légèrement en-dessous du trou d'arrivée 23.
Les gros déchets étant séparés des poussières, ces dernières peuvent être arrêtées
par le filtre principal 26 alors qu'elles sont entraînées dans un mouvement ascendant
par l'ensemble moteur 15.
[0024] On note qu'il est préférable dans ce cas d'utiliser un deuxième filtre 16 du type
à très haute efficacité et placé à la sortie de la canalisation constituée par l'aspirateur,
en aval du groupe moteur 15. Ceci permet de rejeter dans l'atmosphère de la pièce
nettoyée, l'air purifié.
[0025] Comme le montre cette figure 1, une réalisation principale des moyens de fixation
des trois parties, l'une sur l'autre, peut être constituée de brides de fixation.
La partie supérieure 10 possède à cet effet une bride de fixation 19 qui vient prendre
appui sur une bride de fixation 28 de la partie centrale 20. Ces mêmes éléments se
retrouvent en 29 et 38 pour la fixation de la partie centrale 20 sur la partie inférieure
30.
[0026] Le positionnement devant se faire à l'aide d'un télémanipulateur, il est préférable
de disposer de pions de positionnement 14, par exemple fixés sur la bride supérieure
28 de la partie centrale 20 et pouvant pénétrer dans les trous de la bride inférieure
19 de la partie supérieure 10.
[0027] On prévoit également dans ces moyens de fixation des joints d'étanchéité 12 et 32
entre les brides de fixation. On note également un autre joint d'étanchéité 22 placé
entre la base du filtre 26, qui est une bride 25, et la partie centrale 20.
[0028] Les moyens de fixation déverrouillables doivent, non seulement être faciles d'accès
au télémanipulateur, lorsqu'ils sont en position serrée, mais également lorsqu'ils
ne sont pas opérationnels, c'est-à-dire lorsqu'ils ne sont pas fixés sur les brides
de fixation. On prévoit avantageusement d'utiliser alors des boulons imperdables 11
dont la boucle 7 est prisonnière d'un pion 9, solidaire d'une des parties à maintenir
fixées. De cette manière, même si l'écrou 13 du boulon 11 est dévissé sur une longueur
permettant au boulon d'échapper à son logement 8 de l'autre bride de fixation 19,
celui-ci reste à proximité de l'endroit de fixation après avoir fait une rotation
par gravité autour du pion 9.
[0029] On voit plus facilement sur la figure 2, les logements 8 pratiqués dans la bride
supérieure 19. On distingue également en légère perspective, les écrous 13 qui prennent
appui sur la bride supérieure 19. Cette dernière a à cet effet une surface d'appui
légèrement inclinée.
[0030] Sur cette deuxième figure 2, on distingue également l'embout 21 supportant l'extrémité
1 du tube d'aspiration. On s'aperçoit qu'il est préférable de faire déboucher l'atmosphère
à aspirer dans la partie centrale 20 de manière désaxé par rapport à l'axe central
de l'aspirateur. Ceci est en effet préférable pour faciliter le tri préalable des
gros déchets par rapport aux impuretés qui doivent être aspirées à travers le filtre
principal 26.
[0031] Le nettoyage des cellules destinées au retraitement des combustibles irradiés impose
le respect des normes concernant la criticité de l'atmosphère aspirée à l'intérieur
de l'aspirateur. Il est donc nécessaire et obligatoire de se référer à ces normes
qui sont spécifiques à chaque atmosphère traitée, dépendant elles-mêmes des composants
des déchets traités.
[0032] Il est plus particulièrement envisagé de traiter des déchets irradiés contenant du
plutonium. On note à cet effet que les volumes utilisés pour confiner l'atmosphère
aspirée ne doivent pas avoir des formes sphériques qui favorisent les réactions nucléaires
en chaîne. De manière générale, on utilise des formes cylindriques pour toutes les
canalisations et toutes les sections principales de ces différentes parties. De plus,
ces sections cylindriques ne doivent pas avoir un diamètre dépassant une certaine
valeur déterminée en fonction des composants contenus dans les déchets et les poussières
de l'atmosphère aspirée.
[0033] Un exemple d'utilisation de l'aspirateur selon l'invention est représenté à la figure
3. Il est donc installé dans une cellule 60 à l'intérieur de laquelle est également
installé un télémanipulateur 50. Celui-ci a la partie maître 51 placée à l'extérieur
de la cellule 60. La partie esclave 52 est placée à l'intérieur de la cellule 60.
Un hublot 53 est placé à hauteur d'homme dans la paroi de la cellule 60, permettant
ainsi à un opérateur de commander le télémanipulateur 50 au moyen de la partie maître
51.
[0034] On conçoit donc ainsi qu'il est possible à un opérateur, au moyen d'un télémanipulateur
52 de "passer l'aspirateur" en utilisant la pince 54 de la partie esclave 52 en saisissant
la tête d'aspiration 41 de l'aspirateur 40. Cette dernière est bien entendu reliée
au tuyau d'aspiration 42, lui-même fixé à l'aspirateur 40, comme on l'a précisé précédemment.
[0035] La pince 54 du télémanipulateur peut ainsi également avoir accès au système de fixation
entre les différentes parties de l'aspirateur 40, puisque celles-ci sont prévues de
préférence légérement inclinées.
[0036] Bien entendu, une liaison électrique 56 est prévue à l'intérieur de la cellule 60
et est reliée à une source d'énergie électrique 57.
[0037] La cellule à nettoyer 60 comporte de préférence un sas 58 pour permettre le stockage
momentané d'un élément 55 de l'aspirateur 40 à remplacer, par exemple le filtre principal
26 ou le bloc moteur 15.
[0038] La cellule 60 a été représentée sur pilotis, ce qui tente à suggérer que celle-ci
n'a pas une dimension très importante compte tenu de la hauteur du hublot 53 par rapport
au sol 59. Il est tout de même prévu d'utiliser un tel aspirateur pour des cellules
de dimensions très importantes.
[0039] De nombreux essais ont déjà été effectués à la date de dépôt sur des matières très
diverses, telles que le sable, la terre, les copeaux et les poudres de métal. Ces
essais ont donné entière satisfaction.
[0040] L'aspirateur peut donc, grâce à ses formes "non critiques", aspirer des matières
fissiles.
[0041] On ajoute que la réalisation d'un tel aspirateur en acier inoxydable permet de résister
à la corrosion chimique en milieu nitrique.
[0042] Le filtre principal 26 est en acier inoxydable, son contenu peut être récupéré par
dissolution dans l'acide nitrique.
[0043] L'aspirateur peut également résister au fort débit de doses d'irradiation.
[0044] Dans le cas où de nombreux gros déchets, tels que des vis ou des écrous se trouvent
dans l'enceinte de la cellule à nettoyer, le caractère télédémontable de l'aspirateur
selon l'invention permet de changer souvent le réceptacle 31 dans lequel sont collectés
ces gros déchets.
1. Aspirateur industriel définissant une canalisation parcourue par l'atmosphère à nettoyer
et comprenant successivement :
- un tuyau d'aspirateur (42) ;
- un filtre principal (26) placé en travers de la canalisation pour arrêter une partie
des particules en suspension dans l'atmosphère aspirée ; et
- un ensemble moteur (15) comportant un moteur et un rotor à pales pour aspirer l'atmosphère
dans la canalisation,
caractérisé en ce que l'ensemble moteur (15) est placé dans une première partie (10)
dite supérieure, démontable par rapport au reste de l'aspirateur grâce à des premiers
moyens de fixation déverrouillables par un télémanipulateur (50), pour rendre l'aspirateur
(40) modulable et permettre son entretien et sa maintenance par le télémanipulateur
(50).
2. Aspirateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une partie centrale
(20) dans laquelle le filtre principal (26) est logé, dans laquelle débouche le tuyau
d'aspiration (42) et sur laquelle est fixée la partie supérieure (10).
3. Aspirateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie centrale
(20) est munie d'un venturi (25) dans la canalisation, en aval du tuyau d'aspiration
(42) et en amont du filtre principal (26).
4. Aspirateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce
qu'il comprend une partie inférieure (30) fixée en dessous de la partie centrale (20)
par des deuxièmes moyens de fixation déverrouillables par un télémanipulateur (50).
5. Aspirateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend dans sa partie
inférieure (30) un réceptacle (31) pour recueillir les gros déchets de l'atmosphère
aspirée qui tombent par gravité dans ce réceptacle (31).
6. Aspirateur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes
moyens de fixation comprennent pour chacun d'eux :
- trois boulons imperdables (11) attachés à une des deux parties (10, 20, 30) à assembler
par rapprochement ;
- une bride (19, 28, 29, 38) sur chacune des extrémités des parties (10, 20, 30) à
fixer avec une surface de serrage inclinée par rapport à la direction de rapprochement
des deux parties (10, 20, 30) à assembler.
7. Aspirateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à être utilisé
pour le nettoyage de cellules de retraitement des combustibles irradiés, caractérisé
en ce que le filtre principal (26) est un filtre du type de ceux manufacturés par
la firme "PORAL", en acier inoxydable.
8. Aspirateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième
filtre (16) du type à très haute efficacité et placé à la sortie de l'aspirateur (40).
9. Aspirateur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les différentes sections
de la canalisation ont des dimensions et des diamètres respectant les normes de criticité
admises pour les produits contenus dans l'atmosphère aspirée.
10. Aspirateur selon la revendication 9, destiné à aspirer une atmosphère contenant des
déchets contenant eux-mêmes du plutonium, caractérisé en ce que les normes de criticité
sont celles admises pour le plutonium.