FR2990555B1 - MECHANISM FOR GRIPPING A TUBULAR PLATE AND METHOD FOR SUPPORTING SAID MECHANISM - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'ancrage de plaque tubulaire (30) destiné à suspendre un outil à partir de la face inférieure d'une plaque tubulaire (30) d'échangeur de chaleur. Le dispositif insère une extrémité de deux doigts (70, 72) dans des ouvertures correspondantes dans la plaque tubulaire (30) et exerce un effet de levier sur un doigt (70, 72), à partir de l'autre, pour appliquer une force de frottement aux côtés des ouvertures de la plaque tubulaire (30) dans lesquelles sont insérés les doigts (70, 72), afin de serrer les doigts (70; 72) sur la plaque tubulaire (30).Tubular plate anchoring device (30) for suspending a tool from the underside of a heat exchanger tubular plate (30). The device inserts one end of two fingers (70, 72) into corresponding openings in the tubular plate (30) and exerts a lever effect on one finger (70, 72), from the other, to apply a force rubbing against the openings of the tubular plate (30) into which the fingers (70, 72) are inserted to clamp the fingers (70; 72) on the tubular plate (30).
Description
Mécanisme de préhension d’une plaque tubulaire et procédé de support dudit mécanismeMechanism for gripping a tubular plate and method for supporting said mechanism
La présente invention concerne le domaine des systèmes robotiques et concerne en particulier un mécanisme de préhension perfectionné pour des systèmes robotiques légers pour l’entretien des tubes d’échangeurs de chaleur dans un générateur à vapeur nucléaire.The present invention relates to the field of robotic systems and relates in particular to an improved gripping mechanism for light robotic systems for the maintenance of heat exchanger tubes in a nuclear steam generator.
Dans un système nucléaire de production d'énergie électrique à eau sous pression, la chaleur produite par la réaction nucléaire est absorbée par un fluide caloporteur primaire qui circule dans le cœur du réacteur et est utilisé pour produire de la vapeur dans un échangeur de chaleur appelé généralement générateur de vapeur. Le générateur de vapeur est typiquement une cuve sous pression cylindrique verticale avec des parties d'extrémité hémisphériques. Une plaque transversale appelée plaque tubulaire, située à l'extrémité inférieure de la partie cylindrique, sépare le générateur de vapeur en un côté primaire, qui est la section hémisphérique inférieure se trouvant au-dessous de la plaque tubulaire, et un côté secondaire se trouvant au-dessus de la plaque tubulaire. Une paroi verticale divise le côté primaire en une section d'entrée et une section de sortie. La plaque tubulaire est une plaque épaisse en acier ordinaire comportant un réseau de milliers de trous dans lesquels sont insérées les extrémités de tubes en forme de U. Une extrémité de chaque tube en forme de U est insérée dans un trou de la plaque tubulaire qui communique avec la section d'entrée du côté primaire, et l'autre extrémité est insérée dans un trou de la plaque tubulaire qui communique avec la section de sortie. Le caloporteur primaire est introduit sous pression dans la section d'entrée du côté primaire, circule à travers le tube en forme de U et sort par la section de sortie. L'eau introduite dans le côté secondaire du générateur de vapeur circule autour des tubes en forme de U et est transformée en vapeur par la chaleur dégagée par le caloporteur primaire. Typiquement, il y a des milliers de tubes en forme de U de petit diamètre, qui fournissent une grande superficie pour le transfert de chaleur. Le nombre de tubes dans un générateur de vapeur est d'environ 4 000 à 15 000. Certains générateurs de vapeur utilisent des tubes rectilignes ayant chacun une longueur d'environ 60 pieds, soitl8,29 m. La plupart des générateurs de vapeur sont constitués de tubes en U ou de sections verticales longues avec deux coudes de 90° reliés par un tube de longueur horizontale plus courte. Pendant le fonctionnement de la centrale, l'eau sous haute pression qui s'écoule à travers le cœur du réacteur transporte une certaine quantité de particules radioactives à travers les générateurs de vapeur, et quelques particules se déposent sur la surface intérieure des tubes. Après le fonctionnement de la centrale, les générateurs de vapeur deviennent une source de rayonnement.In a nuclear power system producing pressurized water, the heat produced by the nuclear reaction is absorbed by a primary heat transfer fluid which circulates in the reactor core and is used to produce steam in a heat exchanger called usually steam generator. The steam generator is typically a vertical cylindrical pressure vessel with hemispherical end portions. A transverse plate called tubular plate, located at the lower end of the cylindrical portion, separates the steam generator into a primary side, which is the lower hemispherical section below the tubular plate, and a secondary side lying above the tube plate. A vertical wall divides the primary side into an input section and an output section. The tubular plate is a thick plate of ordinary steel having an array of thousands of holes into which are inserted the ends of U-shaped tubes. One end of each U-shaped tube is inserted into a hole in the tube plate which communicates. with the input section of the primary side, and the other end is inserted into a hole of the tubular plate which communicates with the output section. The primary heat carrier is introduced under pressure into the inlet section of the primary side, flows through the U-shaped tube and exits through the outlet section. The water introduced into the secondary side of the steam generator circulates around the U-shaped tubes and is transformed into steam by the heat released by the primary coolant. Typically, there are thousands of small diameter U-shaped tubes, which provide a large area for heat transfer. The number of tubes in a steam generator is about 4,000 to 15,000. Some steam generators use straight tubes each about 60 feet long. Most steam generators consist of U-shaped tubes or long vertical sections with two 90 ° elbows connected by a shorter horizontal length tube. During the operation of the plant, the high pressure water flowing through the reactor core carries a certain amount of radioactive particles through the steam generators, and some particles settle on the inner surface of the tubes. After the operation of the plant, the steam generators become a source of radiation.
Au cours du fonctionnement du générateur de vapeur, il arrive parfois qu'une dégradation se produise dans certains tubes. Cela n'est pas souhaitable parce que le caloporteur primaire est radioactif et toute fuite du caloporteur du réacteur vers le côté secondaire du générateur contamine la vapeur. Toutefois, il n'est généralement pas pratique de remplacer les tubes dégradés, et au lieu de cela, le générateur de vapeur est inspecté périodiquement et les tubes concernés sont bouchés aux deux extrémités. Compte tenu des milliers de tubes dans le générateur de vapeur, l'obturation de quelques tubes n'affecte pas de manière sensible l'efficacité du transfert de chaleur.During operation of the steam generator, sometimes degradation occurs in some tubes. This is undesirable because the primary coolant is radioactive and any leakage of the coolant from the reactor to the secondary side of the generator contaminates the steam. However, it is not usually practical to replace the degraded tubes, and instead, the steam generator is periodically inspected and the affected tubes are plugged at both ends. Given the thousands of tubes in the steam generator, the plugging of some tubes does not appreciably affect the efficiency of the heat transfer.
En raison du risque d'irradiation présent dans les générateurs de vapeur utilisés dans une centrale nucléaire, les tubes d'échange de chaleur de tels générateurs de vapeur doivent pour la plupart faire l'objet d'un entretien à distance afin d'éviter l'exposition du personnel de maintenance à un rayonnement éventuellement dangereux. Par conséquent, un certain nombre de systèmes robotiques ont été mis au point pour réaliser à distance les opérations de réparation et d'entretien sur ces tubes d'échange de chaleur. Ces systèmes robotiques comportent typiquement une sorte de bras de distribution robotique en combinaison avec un outil quelconque parmi un certain nombre d'outils spécialisés conçus pour être portés par le bras robotique, qui sont connus dans la technique comme "effecteurs terminaux". Certains des systèmes robotiques courants pour cette tâche utilisent les trous de la plaque tubulaire pour ancrer le robot par exemple à l'aide d'un certain nombre de fixations à came (typiquement quatre ou plus), comme montré dans le brevet américain n° 7,314,343, attribué au bénéficiaire de la présente invention. Chaque fixation à came est constituée d'un arrangement cylindrique de "doigts" flexibles qui avancent dans un seul tube et sont écartés par une came centrale actionnée pour venir en prise avec la surface intérieure du tube. Elles réalisent ainsi l'ancrage par la force de frottement résultante des doigts sur le diamètre intérieur des tubes. Cette méthode d'ancrage est efficace mais pose le problème que les fixations à came sont des dispositifs complexes coûteux et peuvent se dégager de façon inattendue, si la force d'actionnement est perdue.Due to the risk of irradiation present in the steam generators used in a nuclear power plant, the heat exchange tubes of such steam generators must for the most part be remotely maintained in order to avoid exposure of maintenance personnel to potentially dangerous radiation. As a result, a number of robotic systems have been developed to remotely perform repair and maintenance operations on these heat exchange tubes. These robotic systems typically include a kind of robotic distribution arm in combination with any one of a number of specialized tools designed to be carried by the robotic arm, which are known in the art as "end effectors". Some of the common robotic systems for this task use the holes in the tube plate to anchor the robot for example using a number of cam fasteners (typically four or more), as shown in US Patent No. 7,314,343. assigned to the beneficiary of the present invention. Each cam attachment is comprised of a cylindrical arrangement of flexible "fingers" that advance in a single tube and are spaced apart by a central cam actuated to engage the inner surface of the tube. They thus perform the anchoring by the resulting friction force of the fingers on the inner diameter of the tubes. This method of anchoring is effective but poses the problem that cam fasteners are expensive complex devices and can unexpectedly come off if the actuating force is lost.
La présente invention a pour but de proposer un outil de préhension plus simple apte à ancrer un robot sur la face inférieure d'une plaque tubulaire, sans utiliser des moyens de fixation à came.The present invention aims to provide a simpler gripping tool adapted to anchor a robot on the underside of a tubular plate, without using cam attachment means.
Un autre objet de l'invention consiste à proposer un mécanisme unique qui effectue à la fois l'ancrage et l'alignement rotatif.Another object of the invention is to provide a unique mechanism that performs both anchoring and rotary alignment.
Un autre objet de l'invention consiste à proposer un tel mécanisme qui produise une force de préhension très importante par le biais d'un avantage mécanique.Another object of the invention is to provide such a mechanism which produces a very large gripping force through a mechanical advantage.
Un autre objet de la présente invention consiste à proposer un tel mécanisme qui se verrouille automatiquement en place et ne nécessite pas de force d'actionnement pour rester verrouillé.Another object of the present invention is to provide such a mechanism which automatically locks in place and does not require an actuating force to remain locked.
Un autre objet de la présente invention consiste à proposer un tel mécanisme qui puisse se libérer et se serrer de nouveau très rapidement.Another object of the present invention is to provide such a mechanism that can release and tighten again very quickly.
Un objet supplémentaire de la présente invention consiste à proposer un tel mécanisme qui soit à alignement automatique et assure un positionnement précis. L’invention a pour objet un outil comprenant un actionneur pour saisir une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur comportant une pluralité de tubes d'échange de chaleur s'étendant au moins partiellement à travers des trous traversants dans la plaque tubulaire, chacun des tubes d'échange de chaleur ayant un axe central s'étendant sur la longueur de celui-ci. L'actionneur comprend un premier doigt allongé dimensionné pour avoir une première extrémité du premier doigt allongé insérée au moins partiellement dans un premier des trous traversants dans la plaque tubulaire. Un deuxième doigt allongé est dimensionné pour avoir une première extrémité du deuxième doigt allongé insérée au moins partiellement dans un deuxième des trous traversants dans la plaque tubulaire. Le deuxième doigt allongé est espacé du premier doigt allongé pour être aligné sensiblement avec le deuxième des trous traversants lorsque le premier doigt allongé est sensiblement aligné avec le premier des trous traversants. Une barre de raccordement est reliée entre le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé, à une première hauteur le long du premier doigt allongé et du deuxième doigt allongé, qui est espacée des premières extrémités. La liaison de la barre de raccordement entre le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé est configurée pour empêcher le mouvement à la première hauteur du premier doigt allongé et du deuxième doigt allongé, dans au moins une première direction parmi deux directions latérales, soit l'un en direction de l'autre, soit dans des directions opposées. L'actionneur comprend également un bras d'actionnement raccordé entre le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé, à une deuxième hauteur le long du premier doigt allongé et du deuxième doigt allongé, qui est espacée de la première hauteur et espacée des premières extrémités. Le raccordement du bras d'actionnement entre le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé est configuré pour déplacer le premier doigt allongé dans au moins une de deux directions latérales et incliner au moins un doigt parmi le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé par rapport à l'axe d'un tube ou d'un trou traversant correspondant, dans lequel il est destiné à être inséré, afin de presser un doigt parmi le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé contre une paroi intérieure du tube ou du trou traversant correspondant et maintenir cette position jusqu'à ce que le bras d'actionnement soit positivement libéré.A further object of the present invention is to provide such a mechanism which is self-aligning and provides accurate positioning. The invention relates to a tool comprising an actuator for gripping a tubular plate of a heat exchanger having a plurality of heat exchange tubes extending at least partially through through holes in the tube plate, each of heat exchange tubes having a central axis extending along the length thereof. The actuator includes a first elongated finger sized to have a first end of the first elongated finger at least partially inserted into a first through hole in the tube plate. A second elongated finger is sized to have a first end of the second elongate finger inserted at least partially into a second through hole in the tube plate. The second elongated finger is spaced from the first elongated finger to be substantially aligned with the second one of the through holes when the first elongated finger is substantially aligned with the first through hole. A connecting bar is connected between the first elongated finger and the second elongate finger, at a first height along the first elongated finger and the second elongated finger, which is spaced from the first ends. The connection of the connecting bar between the first elongate finger and the second elongate finger is configured to prevent movement at the first height of the first elongate finger and the elongated second finger in at least one of two lateral directions, ie one towards the other, in opposite directions. The actuator also includes an actuating arm connected between the first elongate finger and the second elongated finger at a second height along the first elongate finger and the second elongated finger, which is spaced from the first height and spaced from the first ends. . The connection of the actuating arm between the first elongate finger and the second elongate finger is configured to move the first elongated finger in at least one of two lateral directions and incline at least one finger among the first elongated finger and the second elongate finger by relative to the axis of a tube or corresponding through hole, into which it is to be inserted, to press a finger of the first elongate finger and the second elongate finger against an inner wall of the tube or hole through and maintain this position until the actuating arm is positively released.
Selon un mode de réalisation, le bras d'actionnement incline à la fois le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé par rapport à l'axe du tube ou du trou traversant correspondant dans lequel il est destiné à être inséré, afin de presser le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé contre le tube correspondant dans lequel il est inséré. De préférence, le bras d'actionnement bascule entre une position verrouillée, dans laquelle au moins un doigt parmi le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé est incliné par rapport à l'axe du tube ou du trou traversant correspondant dans lequel il doit être inséré, et une position déverrouillée dans laquelle le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé ne sont pas pressés contre la paroi intérieure du tube ou du trou traversant correspondant. Selon un autre mode de réalisation, aussi bien le premier doigt allongé que le deuxième doigt allongé sont pressés contre la paroi intérieure du tube ou du trou traversant correspondant lorsque le bras d'actionnement se déplace dans la direction, au nombre d'au moins une, parmi les deux directions latérales.According to one embodiment, the actuating arm tilts both the first elongate finger and the second elongated finger relative to the axis of the tube or the corresponding through hole in which it is intended to be inserted, in order to squeeze the first elongate finger and the second finger elongated against the corresponding tube into which it is inserted. Preferably, the actuating arm switches between a locked position, in which at least one of the first elongated finger and the second elongated finger is inclined relative to the axis of the corresponding through-tube or hole in which it is to be located. inserted, and an unlocked position in which the first elongated finger and the second elongate finger are not pressed against the inner wall of the corresponding tube or through hole. According to another embodiment, both the first elongate finger and the second elongated finger are pressed against the inner wall of the tube or the corresponding through hole when the actuating arm moves in the direction of the number of at least one , among the two lateral directions.
Selon encore un autre mode de réalisation, dans lequel la première hauteur se situe entre les premières extrémités et la deuxième hauteur, la barre de raccordement empêche le mouvement du premier doigt allongé et du deuxième doigt allongé, l'un en direction de l'autre. Dans une variante de réalisation, la barre de raccordement empêche le mouvement du premier doigt allongé et du deuxième doigt allongé, dans des directions opposées l'un à l'autre.According to yet another embodiment, wherein the first height is between the first ends and the second height, the connecting bar prevents the movement of the first elongated finger and the second elongated finger, one towards the other . In an alternative embodiment, the connecting bar prevents movement of the first elongated finger and the second elongated finger in opposite directions to each other.
Selon un autre mode de réalisation, la deuxième hauteur se situe entre les premières extrémités et la première hauteur, et la barre de raccordement empêche le mouvement du premier doigt allongé et du deuxième doigt allongé, l'un en direction de l'autre. En variante, la barre de raccordement empêche le mouvement du premier doigt allongé et du deuxième doigt allongé, dans des directions opposées l'un à l'autre.According to another embodiment, the second height is between the first ends and the first height, and the connecting bar prevents the movement of the first elongated finger and the second elongate finger, one towards the other. Alternatively, the connecting bar prevents movement of the first elongated finger and the second elongate finger in opposite directions to each other.
Selon un autre mode de réalisation, le premier doigt allongé et le deuxième doigt allongé sont configurés pour se déplacer sur une distance dans le sens vertical, indépendamment du bras d'actionnement. De préférence, le bras d'actionnement comprend un compensateur qui est configuré pour s'adapter à une modification de l'espacement des trous traversants, tout en maintenant une force de serrage à peu près constante. Le compensateur peut par exemple être un ressort pneumatique.According to another embodiment, the first elongate finger and the second elongated finger are configured to move a distance in the vertical direction, independently of the actuating arm. Preferably, the actuating arm comprises a compensator which is configured to accommodate a change in through hole spacing, while maintaining a substantially constant clamping force. The compensator may for example be a pneumatic spring.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de support d'un outil depuis la face inférieure d'une plaque tubulaire d'échange de chaleur dotée d'une pluralité d'ouvertures s'étendant à travers une face inférieure. Le procédé comprend l'étape d'insertion d'une portion d'un premier doigt allongé dans une première ouverture dans la face inférieure de la plaque tubulaire, et l'insertion d'une portion d'un deuxième doigt allongé dans une deuxième ouverture dans la face inférieure de la plaque tubulaire. Le procédé exerce un effet de levier sur le premier doigt allongé, à partir du deuxième doigt allongé, pour serrer au moins une partie de la portion, soit du premier doigt soit du deuxième doigt, qui est insérée dans l'ouverture correspondante, contre une paroi de l'ouverture; et verrouille le premier doigt et le deuxième doigt dans leur position serrée.In a second aspect, the invention relates to a method of supporting a tool from the underside of a heat exchange tubular plate having a plurality of openings extending through a bottom face. The method includes the step of inserting a portion of a first elongate finger into a first opening in the underside of the tubular plate, and inserting a portion of a second elongate finger into a second opening in the underside of the tube plate. The method exerts a leverage effect on the first elongated finger from the second elongate finger to clamp at least a portion of the portion, either of the first finger or the second finger, which is inserted into the corresponding aperture, against a wall of the opening; and locks the first finger and the second finger in their tight position.
Selon un mode de réalisation, le procédé exerce un effet de levier à la fois sur le premier doigt et le deuxième doigt pour les appliquer contre la paroi de l'ouverture correspondante. De préférence, l'étape d'application d'effet de levier incline soit le premier doigt, soit le deuxième doigt, soit les deux par rapport à un axe de l'ouverture correspondante dans laquelle il est inséré. Le procédé comprend également l'étape consistant à suspendre l'outil à partir des premier et deuxième doigts. Le précédé peut également comprendre l'étape consistant à déplacer le premier doigt et le deuxième doigt dans une direction verticale, indépendamment d'un mécanisme destiné à effectuer l'étape d'application d'effet de levier. D'autre part, le procédé peut en plus comprendre l'étape consistant à compenser une modification de la distance entre des ouvertures dans la face inférieure de la plaque tubulaire, tout en maintenant sensiblement une force de serrage constante. L'objet de l'invention sera mieux compris par l'homme du métier à l'étude détaillée de la description ci-après des modes de réalisation préférés, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe verticale partielle d'un générateur de vapeur, certaines parties ayant été retirées pour plus de clarté; - la figure 2 illustre un ensemble d'entraînement de support de sonde disposé dans une chambre réservoir du générateur de vapeur, sous un tube de générateur de vapeur devant être inspecté, et relié de façon libérable à un bras d'entretien à distance, pour positionner l'ensemble d'entraînement sous le tube à inspecter; - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une partie d'une plaque tubulaire, montrant les extrémités de tubes d'échange de chaleur qui s'étendent à travers elle, et d'un mode de réalisation de l'outil de préhension selon la présente invention, pour supporter un robot, tel que le bras d'entretien à distance illustré dans la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe transversale de la partie de la plaque tubulaire montrée dans la figure 1, avec un deuxième mode de réalisation de l'outil de préhension selon la présente invention, qui est représenté lorsqu'il est inséré dans deux des extrémités de tube d'échange de chaleur; - la figure 5 est une coupe transversale de la partie de la plaque tubulaire montrée dans les figures 3 et 4, avec un troisième mode de réalisation de l'outil de préhension selon la présente invention, qui est représenté lorsqu'il est disposé dans deux des extrémités de tube d'échange de chaleur; - la figure 6 est une vue en coupe transversale de la partie de la plaque tubulaire montrée dans les figures 3, 4 et 5, avec un quatrième mode de réalisation de l'outil de préhension selon la présente invention, qui est représenté lorsqu'il est disposé dans deux des extrémités de tube d'échange de chaleur; et - la figure 7 est une vue en coupe transversale de la partie de la plaque tubulaire montrée dans les figures 3, 4, 5 et 6, avec un cinquième mode de réalisation de l'outil de préhension selon la présente invention, qui est représenté lorsqu'il est disposé dans deux des extrémités de tube d'échange de chaleur.According to one embodiment, the method exerts a leverage effect on both the first finger and the second finger to apply them against the wall of the corresponding opening. Preferably, the lever effect applying step inclines either the first finger, the second finger, or both with respect to an axis of the corresponding aperture into which it is inserted. The method also includes the step of suspending the tool from the first and second fingers. The preceded may also include the step of moving the first finger and the second finger in a vertical direction, independently of a mechanism for performing the levering step. On the other hand, the method may further include the step of compensating for a change in the distance between openings in the underside of the tube plate, while substantially maintaining a constant clamping force. The object of the invention will be better understood by those skilled in the art to the detailed study of the description below of the preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a view in perspective and in partial vertical section of a steam generator, some parts having been removed for clarity; FIG. 2 illustrates a probe support drive assembly disposed in a steam generator reservoir chamber, under a steam generator tube to be inspected, and releasably connected to a remote maintenance arm, for position the drive assembly under the tube to be inspected; FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of a tubular plate, showing the ends of heat exchange tubes that extend therethrough, and an embodiment of the tool of FIG. according to the present invention, for supporting a robot, such as the remote maintenance arm shown in FIG. 2; FIG. 4 is a cross-sectional view of the portion of the tubular plate shown in FIG. a second embodiment of the gripping tool according to the present invention, which is shown when inserted into two of the heat exchange tube ends; FIG. 5 is a cross section of the portion of the tubular plate shown in FIGS. 3 and 4, with a third embodiment of the gripping tool according to the present invention, which is shown when it is arranged in two heat exchange tube ends; FIG. 6 is a cross-sectional view of the portion of the tubular plate shown in FIGS. 3, 4 and 5, with a fourth embodiment of the gripping tool according to the present invention, which is shown when is disposed in two ends of the heat exchange tube; and FIG. 7 is a cross-sectional view of the portion of the tubular plate shown in FIGS. 3, 4, 5 and 6, with a fifth embodiment of the gripping tool according to the present invention, which is shown when disposed in two ends of the heat exchange tube.
Parfois, il est nécessaire d'inspecter des tubes de générateur de vapeur pour détecter des défauts de surface et de volume, en utilisant un robot qui peut positionner une sonde d'inspection dans les tubes à inspecter et peut supporter l'équipement utilisé pour faciliter le déplacement de la sonde dans le tube. L’ancrage simplifié illustré sur les figures permet desupporter un robot de type depuis la face inférieure de la plaque tubulaire.Sometimes it is necessary to inspect steam generator tubes for surface and volume defects, using a robot that can position an inspection probe in the tubes to be inspected and can support the equipment used to facilitate the inspection. the displacement of the probe in the tube. The simplified anchoring illustrated in the figures allows a robot type to be supported from the underside of the tube plate.
En référence à la figure 1, un générateur de vapeur est désigné d'une manière générale par la référence 10 et comprend une enveloppe extérieure 12 sensiblement cylindrique, présentant une partie supérieure 14 cylindrique et une partie inférieure 16 cylindrique. Un moyen de séparation d'humidité 54 destiné à séparer un mélange vapeur-eau est disposé dans la partie supérieure 14, , de sorte que de l'eau entraînée est éliminée du mélange vapeur-eau. Une enveloppe intérieure 20 est disposée dans la partie inférieure 16.L’enveloppe intérieure 20 est fermée à son extrémité supérieure, à l'exception d'une pluralité d'ouvertures aménagées dans son extrémité supérieure pour permettre le passage du mélange vapeur-eau depuis l'enveloppe intérieure 20 vers le moyen de séparation d'humidité 18. L'enveloppe intérieure 20 est ouverte à son extrémité inférieure et définit un espace annulaire 21 entre l'enveloppe intérieure 20 et la partie inférieure 16 de l'enveloppe extérieure 12. Un faisceau de tubes 22 vertical de générateur de vapeur est disposé dans l'enveloppe intérieure 20 et comporte une pluralité de tubes de générateur de vapeur 24 verticaux en forme de U. Une pluralité de plaques de support de tubes 26 circulaires horizontales est disposée à différents emplacements sur la longueur du faisceau de tubes 22, et comporte chacune des trous destinés à recevoir chaque tube du faisceau de tubes 22, afin de supporter latéralement les tubes et de réduire la vibration provoquée par l'écoulement dans les tubes. Un support supplémentaire pour les tubes dans le faisceau de tubes 22 est apporté dans la région des coudes en U du faisceau de tubes 22, par une pluralité de barres antivibratoires 28.Referring to Figure 1, a steam generator is generally designated by the reference 10 and comprises a substantially cylindrical outer casing 12, having a cylindrical upper portion 14 and a cylindrical lower portion 16. A moisture separation means 54 for separating a steam-water mixture is disposed in the upper portion 14, so that entrained water is removed from the steam-water mixture. An inner casing 20 is disposed in the lower portion 16. The inner casing 20 is closed at its upper end, with the exception of a plurality of openings in its upper end to allow passage of the steam-water mixture from the inner casing 20 to the moisture separating means 18. The inner casing 20 is open at its lower end and defines an annular space 21 between the inner casing 20 and the lower part 16 of the outer casing 12. A vertical steam generator tube bundle 22 is disposed in the inner shell 20 and has a plurality of U-shaped vertical steam generator tubes 24. A plurality of horizontal circular tube support plates 26 are arranged at different locations. locations along the length of the tube bundle 22, and each has holes for receiving each tube of the bundle of tubes 22, to laterally support the tubes and reduce the vibration caused by the flow in the tubes. An additional support for the tubes in the bundle of tubes 22 is provided in the region of the U-bends of the tube bundle 22, by a plurality of antivibration bars 28.
Toujours en référence à la figure 1, une plaque tubulaire 30 circulaire horizontale est disposée dans une partie inférieure 14 de l'enveloppe extérieure 12, au-dessous de la première plaque de support 52 inférieure, et comporte une pluralité d'ouvertures 32 verticales qui la traversent, destinées à recevoir les extrémités des tubes du faisceau de tubes 22, lesquelles extrémités des tubes s'étendent sur une distance prédéterminée à travers les ouvertures 32. La plaque tubulaire 30 est fixée de manière étanche, par exemple par soudage, autour d'un bord circonférentiel, à une boîte de circulation 34 hémisphérique. Une plaque de séparation 36 semi-circulaire verticale est disposée dans la boîte de circulation 34, u et est fixée de manière étanche, par exemple par soudage, à la boîte de circulation 34, le long du bord circonférentiel de la plaque de séparation 36. La plaque de séparation 36 est également fixée de manière étanche, par exemple par soudage, à la plaque tubulaire 30, le long du bord plat de la plaque de séparation 36. La plaque 36 sépare la boîte de circulation 34 en une chambre réservoir d'admission 38 et une chambre réservoir de sortie 40.Still with reference to FIG. 1, a horizontal circular tubular plate 30 is disposed in a lower portion 14 of the outer shell 12, below the first lower support plate 52, and has a plurality of vertical openings 32 which through it, intended to receive the ends of the tube bundle tubes 22, which ends of the tubes extend a predetermined distance through the openings 32. The tube plate 30 is sealingly attached, for example by welding, around the a circumferential edge, to a hemispherical circulation box 34. A vertical semi-circular partition plate 36 is disposed in the circulation box 34, u and is sealed, for example by welding, to the circulation box 34, along the circumferential edge of the partition plate 36. The separating plate 36 is also sealingly attached, for example by welding, to the tube plate 30 along the flat edge of the separating plate 36. The plate 36 separates the circulation box 34 into a reservoir chamber. intake 38 and outlet tank chamber 40.
En se référant de nouveau à la figure 1, une première tubulure d'admission 42 et une première tubulure de sortie 44, qui sont respectivement en communication de fluide avec la chambre réservoir d'admission 38 et avec la chambre réservoir de sortie 40, sont disposées sur l'enveloppe extérieure 12, au-dessous de la plaque tubulaire 30.. Une pluralité de trous d'homme 46 sont disposés sur l'enveloppe extérieure 12, au-dessous de la plaque tubulaire 30, pour permettre l'accès à la chambre réservoir d'admission 38 et la chambre réservoir de sortie 40. Une deuxième tubulure d'admission 48 est disposée sur l'enveloppe extérieure 12, au-dessus du faisceau de tubes 22, et est raccordée à un anneau d'eau d'alimentation 50 perforé horizontal et sensiblement torique, disposé dans la partie supérieure 14 de l'enveloppe extérieure 12 pour permettre l'entrée du fluide secondaire non radioactif ou de l'eau d'alimentation dans la partie supérieure 14, à travers la tubulure d'admission 48 et à travers les perforations (non représentées) de l'anneau d'eau d'alimentation 50. Une deuxième tubulure de sortie 54 est disposée sur le dessus de la partie supérieure 14 pour laisser sortir la vapeur du générateur de vapeur 10.Referring again to FIG. 1, a first intake manifold 42 and a first outlet manifold 44, which are respectively in fluid communication with the inlet reservoir chamber 38 and the outlet reservoir chamber 40, are disposed on the outer casing 12, below the tubular plate 30. A plurality of manholes 46 are disposed on the outer casing 12, below the tubular plate 30, to allow access to the intake tank chamber 38 and the outlet tank chamber 40. A second intake pipe 48 is disposed on the outer shell 12, above the bundle of tubes 22, and is connected to a water ring. 50 horizontal and substantially toric perforated feed 50 disposed in the upper portion 14 of the outer casing 12 to allow the entry of non-radioactive secondary fluid or feed water into the upper portion 14, through the tubing d 48 and through the perforations (not shown) of the supply water ring 50. A second outlet pipe 54 is disposed on top of the upper portion 14 to let steam out of the steam generator 10 .
Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur 10, le fluide primaire radioactif provenant du réacteur, qui peut atteindre une température d'environ 620°F (327°C), entre dans la chambre réservoir d'admission 38, en passant par la première tubulure d'admission 42, et s'écoule à travers le faisceau de tubes 22 jusqu'à 1 a chambre réservoir de sortie 40 où le fluide primaire quitte le générateur de vapeur 10 en passant par la première tubulure de sortie 44. Le fluide secondaire, qui est de l'eau, entre dans l'anneau d'eau d'alimentation 50 en passant par la deuxième tubulure d'admission 48, qui est reliée à l'anneau d'eau d'alimentation 50, et s'écoule vers le bas depuis les perforations (non représentées) de l'anneau d'eau d'alimentation 50, dans l'espace annulaire 21, jusqu'à ce que le fluide secondaire soit en communication de fluide avec la plaque tubulaire 30. Ensuite, le fluide secondaire quitte l'espace annulaire 21 en s'écoulant vers le haut par convection naturelle à travers le faisceau de tubes 22, où le fluide secondaire bout et se vaporise en un mélange vapeur-eau, suite au transfert de chaleur par conduction du fluide primaire au fluide secondaire, à travers les parois du faisceau de tubes 22 qui fonctionne comme conducteur de chaleur. Le mélange vapeur-eau s'écoule vers le haut depuis le faisceau de tubes 22 et est séparé par le moyen de séparation d'humidité 18 en eau saturée et vapeur saturée sèche qui peut atteindre une qualité minimale d'environ 99,75 %. L'eau saturée s'écoule vers le bas depuis le moyen de séparation d'humidité 18 et se mélange au fluide secondaire. Ainsi, à mesure que le fluide secondaire entre par la deuxième tubulure d'admission 48, la vapeur saturée sèche quitte le générateur de vapeur 10 en passant par la tubulure de sortie de vapeur 54. D'une manière qui est bien connue dans la technique, la vapeur saturée sèche est finalement transportée pour produire du travail utile, tel que l'entraînement de turbogénérateurs pour la production d'électricité. D'autre part, comme mentionné plus haut, dans un réacteur nucléaire, le fluide primaire est radioactif et par conséquent, le générateur de vapeur 10 est conçu de manière à ce que le fluide primaire ne soit à aucun endroit en communication directe avec le fluide secondaire, afin d'éviter que le fluide secondaire non radioactif ne soit contaminé par la radioactivité en se mélangeant avec le fluide primaire radioactif.During operation of the steam generator 10, the radioactive primary fluid from the reactor, which can reach a temperature of about 620 ° F (327 ° C), enters the intake tank chamber 38 through the first manifold intake 42, and flows through the tube bundle 22 to the outlet tank chamber 40 where the primary fluid leaves the steam generator 10 through the first outlet pipe 44. The secondary fluid, which is water, enters the supply water ring 50 through the second intake manifold 48, which is connected to the feed water ring 50, and flows to the bottom from the perforations (not shown) of the supply water ring 50, in the annular space 21, until the secondary fluid is in fluid communication with the tubular plate 30. Then the secondary fluid leaves the annular space 21 flowing upwards by convection is natural through the bundle of tubes 22, where the secondary fluid boils and vaporizes into a steam-water mixture, following the transfer of heat by conduction of the primary fluid to the secondary fluid, through the walls of the tube bundle 22 which operates as a heat conductor. The steam-water mixture flows upwardly from the tube bundle 22 and is separated by the moisture separation means 18 into saturated water and dry saturated steam which can reach a minimum quality of about 99.75%. The saturated water flows downward from the moisture separating means 18 and mixes with the secondary fluid. Thus, as the secondary fluid enters through the second intake manifold 48, the dry saturated steam leaves the steam generator 10 through the steam outlet manifold 54. In a manner that is well known in the art , the saturated dry steam is finally transported to produce useful work, such as driving turbogenerators for the production of electricity. On the other hand, as mentioned above, in a nuclear reactor, the primary fluid is radioactive and therefore, the steam generator 10 is designed so that the primary fluid is at no point in direct communication with the fluid secondary, to prevent the non-radioactive secondary fluid is contaminated by radioactivity by mixing with the radioactive primary fluid.
Il peut arriver que, suite à des défauts des parois des tubes ou à des fissurations des parois des tubes, provoquées par des contraintes et par la corrosion, certains tubes dans le faisceau de tubes 22, par exemple un tube suspect de générateur de vapeur (voir la figure 2), développe des défauts de surface et de volume et ne soit donc plus étanche aux fuites. Par conséquent, il est coutumier d'inspecter les tubes du générateur de vapeur, tel que le tube 56, pour détecter l'emplacement et l'importance des défauts ou irrégularités, de manière à pouvoir prendre des mesures correctives, de préférence avant que des fuites ne se développent. Une détermination pour savoir si le tube 56 présente des défauts ou des irrégularités suffisants pour nécessiter des mesures correctives peut être effectuée en vérifiant le tube 56 avec un dispositif d'exploration de contrôle non destructif (non représenté). Bien entendu, le dispositif d'exploration doit être déplacé de façon appropriée, sans glissement ni fluage, sur la surface intérieure du tube 56, de manière à ce que le tube puisse être exploré soigneusement pour détecter des défauts ou des irrégularités.It may happen that, due to defects in the walls of the tubes or to cracks in the walls of the tubes, caused by stress and corrosion, certain tubes in the bundle of tubes 22, for example a suspect tube of steam generator ( see Figure 2), develops surface and volume defects and is therefore no longer leakproof. Therefore, it is customary to inspect the tubes of the steam generator, such as tube 56, to detect the location and extent of defects or irregularities, so that corrective action can be taken, preferably before leaks do not develop. A determination as to whether the tube 56 has defects or irregularities sufficient to require corrective measures can be performed by checking the tube 56 with a non-destructive inspection scanning device (not shown). Of course, the scanning device must be appropriately moved, without slipping or creep, on the inner surface of the tube 56, so that the tube can be carefully scanned for defects or irregularities.
Tel qu’illustré sur la figure 2 un ensemble d'entraînement de support de sonde, désigné d'une manière générale par la référence 58, permet de déplacer de façon appropriée un support de sonde 60 dans le tube 56. Comme décrit ci-dessus, un bras robotique 62, supporté depuis deux ou plus de deux des trous 32 de plaque tubulaire à l'aide de fixations à came, a été utilisé pour supporter l'ensemble d'entraînement 58 au cours de ce processus. Grâce à la présente un mécanisme unique simplifié permet supporter un tel robot sur la face inférieure de la plaque tubulaire qui assure un ancrage verrouillable avec une stabilité de rotation qui nécessiterait au moins deux des fixations à came de la technique antérieure.As shown in FIG. 2, a probe support drive assembly, generally designated 58, is suitable for moving a probe holder 60 in the tube 56. As described above , a robotic arm 62, supported from two or more of the tubular plate holes 32 with cam fasteners, was used to support the drive assembly 58 during this process. With the present invention a simplified single mechanism allows such a robot to be supported on the underside of the tubular plate which provides a lockable anchorage with rotational stability which would require at least two of the prior art cam fasteners.
Un mode de réalisation préféré est représenté dans la figure 3. Au lieu d'être en prise avec un seul trou de tube par la fixation à came, comme dans la technique antérieure, ce mécanisme est en prise avec deux trous de tube 64 et 66 séparés, espacés l'un de l'autre d'un ou plusieurs pas. Lorsque le mécanisme à tringles 68 est actionné, il avance les premier et deuxième doigts de serrage 70 et 72 et vient en prise avec une surface de diamètre intérieur de chaque tube 64 et 66 (ou du trou correspondant lorsque les tubes ne pénètrent pas complètement dans le trou). Du fait de la géométrie, la prise des doigts alignera le mécanisme avec les deux trous 64 et 66, en établissant ainsi une référence de rotation fixe, et produira une force d'ancrage par voie de frottement avec la surface de diamètre intérieur des tubes. Le mécanisme à tringles 68 apporte un avantage mécanique significatif qui est tel que la force de prise est beaucoup plus grande que la force d'actionnement, et avec un dimensionnement et une souplesse appropriés, la tringlerie basculera dans une position verrouillée, de sorte que le mécanisme restera serré, même une fois que la force d'actionnement est supprimée. Comme on peut le voir dans la figure 3, les doigts 70 et 72 ont une première extrémité 74 et 76 qui sont insérées au moins partiellement dans les ouvertures de plaque tubulaire des tubes d'échange de chaleur 64 et 66. Les extrémités distales des doigts 70 et 72 sont empêchées de se déplacer latéralement vers l'extérieur par une barre ou tige de raccordement 78 qui s'étend respectivement à travers une ouverture 80 et 82 dans les extrémités distales des doigts 70 et 72 et est retenue par une extrémité élargie ou un écrou 96 à chaque extrémité. De préférence, la barre de raccordement s'ajuste de manière lâche à travers les ouvertures 80 et 82, ou bien la barre ou tige de raccordement 78 est souple, de sorte que les doigts 70 et 72 peuvent s'incliner (se placer en oblique) contre les parois latérales des ouvertures dans les tubes 64 et 66, lorsque le bras d'actionnement 68 est commandé pour venir dans la position horizontale dans laquelle il est verrouillé. Le bras robotique 62 qui supporte l'outil (montré dans la figure 2) peut être supporté par l'un ou l'autre doigt 70, 72 ou par la barre de raccordement 78. Le bras d'actionnement est constitué principalement des deux tringles 84 et 86 qui sont reliées au centre par un axe d'articulation 92 et aux extrémités par des supports articulés 88 et 90. Il est prévu une poignée d'actionnement 94 à laquelle on peut accéder en utilisant un outil à distance, par exemple une perche, qui est manipulé de l'extérieur depuis l'un des trous d'homme 46.A preferred embodiment is shown in FIG. 3. Instead of being engaged with a single tube hole by the cam fastener, as in the prior art, this mechanism is engaged with two tube holes 64 and 66. separated, spaced from one another by one or more steps. When the link mechanism 68 is actuated, it advances the first and second clamping fingers 70 and 72 and engages an inner diameter surface of each tube 64 and 66 (or corresponding hole when the tubes do not fully penetrate the hole). Due to the geometry, the gripping of the fingers will align the mechanism with the two holes 64 and 66, thus establishing a fixed rotation reference, and will produce an anchoring force by friction with the inner diameter surface of the tubes. The rod mechanism 68 provides a significant mechanical advantage that is such that the gripping force is much greater than the actuating force, and with proper sizing and flexibility, the linkage will switch to a locked position, so that the mechanism will remain tight even after the actuating force is removed. As can be seen in FIG. 3, the fingers 70 and 72 have a first end 74 and 76 which are inserted at least partially into the tube plate openings of the heat exchange tubes 64 and 66. The distal ends of the fingers 70 and 72 are prevented from moving laterally outwardly by a connecting bar or rod 78 which extends respectively through an opening 80 and 82 into the distal ends of the fingers 70 and 72 and is retained by an enlarged end or a nut 96 at each end. Preferably, the connecting bar loosely adjusts through the openings 80 and 82, or the connecting rod or rod 78 is flexible, so that the fingers 70 and 72 can tilt (place themselves obliquely). ) against the side walls of the openings in the tubes 64 and 66, when the actuating arm 68 is controlled to come to the horizontal position in which it is locked. The robotic arm 62 which supports the tool (shown in FIG. 2) can be supported by one or the other finger 70, 72 or by the connection bar 78. The actuating arm consists mainly of the two rods 84 and 86 which are connected centrally by a hinge pin 92 and at the ends by articulated supports 88 and 90. There is provided an actuating handle 94 which can be accessed using a remote tool, for example a pole, which is manipulated from outside from one of the manholes.
La figure 4 montre un autre mode de réalisation dans lequel les tringles d'actionnement 84, 86 du bras d'actionnement 68 sont réalisés sous forme d'éléments tendeurs. Comme expliqué par rapport à la figure 3, le mécanisme s'aligne automatiquement avec les trous, présente un avantage mécanique significatif pour ce qui est de la force de préhension et est apte à basculer dans un état verrouillé. Des références identiques sont utilisées pour identifier des composants correspondants dans les différentes figures. Dans ce mode de réalisation, les extrémités des barres de raccordement 78 sont vissées dans des ouvertures 80 et 82 dans les extrémités distales des doigts 70 et 72. Les tringles 84 et 86 du bras d'actionnement 68 s'étendent respectivement à travers des ouvertures 98, 100 dans les doigts 70 et 72. Les extrémités distales des tringles 84 et 86 sont retenues par des écrous 102, 104 sur l'autre côté des ouvertures 98 et 100. Ainsi, lorsque le disque d'actionnement 106 est tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, les tringles 84 et 86 sont placées sous tension en tirant les doigts 70 et 72 l'un vers l'autre et en appuyant les extrémités distales 74 et 76 contre les parois intérieures des ouvertures de tube 64 et 66. Il convient de noter qu'un résultat similaire pourrait être obtenu en fixant les extrémités distales des tringles 84 et 86 directement aux surfaces intérieures des doigts 70 et 72, comme cela était le cas dans le mode de réalisation illustré dans la figure 3, et en tournant le disque d'actionnement dans le sens des aiguilles d'une montre pour placer les tringles 84 et 86 sous compression et incliner les extrémités 74 et 76 des doigts 70 et 72 vers l'extérieur, contre les parois des ouvertures 64 et 66.Figure 4 shows another embodiment in which the actuating rods 84, 86 of the actuating arm 68 are formed as tensioning elements. As explained with respect to FIG. 3, the mechanism automatically aligns with the holes, has a significant mechanical advantage as regards the gripping force and is able to switch to a locked state. Identical references are used to identify corresponding components in the different figures. In this embodiment, the ends of the connecting bars 78 are screwed into openings 80 and 82 in the distal ends of the fingers 70 and 72. The rods 84 and 86 of the actuating arm 68 extend respectively through openings. 98, 100 in the fingers 70 and 72. The distal ends of the rods 84 and 86 are retained by nuts 102, 104 on the other side of the openings 98 and 100. Thus, when the actuating disc 106 is turned in the counterclockwise, the rods 84 and 86 are energized by pulling the fingers 70 and 72 toward each other and pressing the distal ends 74 and 76 against the inner walls of the tube openings 64 and 66. It should be noted that a similar result could be obtained by attaching the distal ends of the rods 84 and 86 directly to the inner surfaces of the fingers 70 and 72, as was the case in the illustrated embodiment. 3 in FIG. 3, and turning the actuating disc clockwise to place the rods 84 and 86 under compression and tilt the ends 74 and 76 of the fingers 70 and 72 outward, against the walls of the openings 64 and 66.
Les figures 5 et 6 montrent d'autres modes de réalisation dans lesquels le point d'appui (barre de raccordement 78) est déplacé vers la position supérieure et les doigts 70 et 72 sont utilisés comme leviers depuis les tringles d'actionnement 84, 86, aux extrémités inférieures ou distales des doigts, agencés soit comme éléments de compression soit comme éléments de tension. Comme auparavant, le mécanisme s'aligne automatiquement avec les trous des tubes, présente un avantage mécanique significatif pour appliquer la force de préhension et est apte à basculer dans l'état verrouillé.Figures 5 and 6 show other embodiments in which the fulcrum (connecting bar 78) is moved to the upper position and the fingers 70 and 72 are used as levers from the actuating rods 84, 86 , at the lower or distal ends of the fingers, arranged either as compression elements or as tensioning elements. As before, the mechanism automatically aligns with the holes of the tubes, has a significant mechanical advantage for applying the gripping force and is able to switch to the locked state.
Il convient de noter que différentes structures de support peuvent contenir ce mécanisme et être supportées par la plaque tubulaire pour exécuter n'importe quel nombre de tâches mécaniques, telles que l'inspection de tubes d'échange de chaleur, l'obturation des extrémités des tubes, le laminage des extrémités des tubes, le soudage de sections de tubes, et autres. En outre, si les raccords avec les doigts 70, 72 sont fendus, il est possible de glisser les doigts verticalement pour les faire entrer dans la plaque tubulaire et en sortir, lorsque le mécanisme n'est pas serré activement, ce qui offre une possibilité de dégager le mécanisme de la plaque tubulaire, c'est-à-dire que la barre de raccordement ou le bras d'actionnement ou les deux sont reliés de façon lâche aux doigts à travers des fentes. Un exemple de cet agencement est représenté dans la figure 7.It should be noted that different support structures may contain this mechanism and be supported by the tubular plate to perform any number of mechanical tasks, such as inspection of heat exchange tubes, sealing of the ends of the tubes. tubes, rolling the ends of the tubes, welding sections of tubes, and others. In addition, if the finger connections 70, 72 are slit, it is possible to slide the fingers vertically into and out of the tube plate when the mechanism is not actively tightened, which offers a possibility disengaging the tubular plate mechanism, i.e. the connecting bar or the actuating arm or both are loosely connected to the fingers through slots. An example of this arrangement is shown in Figure 7.
La figure 7 montre encore un autre mode de réalisation de la présente invention qui a deux caractéristiques supplémentaires non prévues dans les modes de réalisation précédents. La première caractéristique supplémentaire prévoit des fentes de dégagement 108 et 110 respectivement dans les doigts 72 et 70, qui permettent aux doigts de se déplacer verticalement par rapport à la barre de raccordement 78 ou aux tringles d'actionnement 84 et 86 ou aux deux, pour entrer dans la plaque tubulaire 30 ou en sortir. Cela permet à la barre de raccordement 78 et/ou aux tringles d'activation 84, 86 d'être soutenues séparément pendant que les doigts pénètrent dans les tubes de la plaque tubulaire 30, avant le serrage, ou sortent de la plaque tubulaire après le serrage. La deuxième caractéristique englobe un ressort pneumatique 120 entre le levier de came primaire 116 et le levier de verrouillage 118 pour absorber des variations dimensionnelles.Figure 7 shows yet another embodiment of the present invention which has two additional features not provided for in the previous embodiments. The first additional feature provides clearance slots 108 and 110 respectively in the fingers 72 and 70, which allow the fingers to move vertically with respect to the connecting bar 78 or the actuating rods 84 and 86 or both, for enter the tubular plate 30 or leave it. This allows the connecting bar 78 and / or the activation rods 84, 86 to be supported separately as the fingers penetrate the tubes of the tube plate 30, before tightening, or leave the tube plate after Tightening. The second feature includes a pneumatic spring 120 between the primary cam lever 116 and the lock lever 118 to absorb dimensional changes.
Tel qu’illustré sur la figure 7, les deux doigts 70 et 72 peuvent être soulevés pour entrer dans la plaque tubulaire 30, en utilisant la barre commune 130, pendant que la barre de raccordement 78 et les tringles d'actionnement 84 et 86 sont soutenues séparément, par exemple par un robot 62. Les doigts 70 et 72 peuvent être déplacés verticalement par un vérin neumatique ou hydraulique 136. A mesure que les doigts 70 et 72 sont levés ou abaissés, les fentes 110 et 108 se déplacent respectivement sur les tringles d'actionnement 84 et 86. Les tringles 84 et 86 sont pourvues d'encoches 126 qui sont retenues dans les fentes 110 et 108 par les extrémités 112 et 114 élargies des tringles 84 et 86, c'est-à-dire comparé aux encoches 126. De façon analogue, la barre de raccordement 78 peut se déplacer dans des fentes similaires, bien que cela ne soit pas nécessaire, à moins que la barre de raccordement 78 et les tringles 84 et 86 ne soient supportées ensemble, par exemple par la plaque arrière 148. En variante, les tringles d'actionnement 84 et 86 peuvent être dotées d'ouvertures dans leurs extrémités, dans lesquelles passent des encoches du doigt qui se déplacent verticalement d'une manière similaire. En variante, dans ce dernier mode de réalisation, les tringles d'actionnement 84 et 86 peuvent être des barres plates avec des trous traversants en direction des extrémités périphériques des barres, pour le passage des doigts. Dans ce mode de réalisation, la barre de raccordement 78 inférieure est facultative, puisque la barre de levage 130 commune, servant à soulever et abaisser les doigts, peut également être utilisée pour maintenir le bas des doigts.As shown in FIG. 7, the two fingers 70 and 72 can be raised to enter the tube plate 30, using the common bar 130, while the connecting bar 78 and the actuating rods 84 and 86 are supported separately, for example by a robot 62. The fingers 70 and 72 can be moved vertically by a neumatic or hydraulic cylinder 136. As the fingers 70 and 72 are raised or lowered, the slots 110 and 108 move respectively on the actuating rods 84 and 86. The rods 84 and 86 are provided with notches 126 which are retained in the slots 110 and 108 by the ends 112 and 114 widened rods 84 and 86, that is to say compared to the notches 126. Similarly, the connecting bar 78 can move in similar slots, although this is not necessary unless the connecting bar 78 and the rods 84 and 86 are supported together, for example Alternatively, the actuating rods 84 and 86 may be provided with apertures in their ends, into which finger notches which move vertically in a similar manner pass. Alternatively, in this latter embodiment, the actuating rods 84 and 86 may be flat bars with through holes in the direction of the peripheral ends of the bars, for the passage of the fingers. In this embodiment, the lower connecting bar 78 is optional, since the common lifting bar 130 for lifting and lowering the fingers can also be used to hold the lower fingers.
Le mécanisme d'actionnement 68 comprend une came et une série de tringles d'actionnement reliées entre elles. Les tringles d'actionnement 116 et 118 sont reliées à la plaque arrière 148, respectivement par des accouplements à pivot 138 et 140, et la came est reliée à la plaque arrière 148 par un accouplement tournant 142. Une broche 132 fait saillie à partir de la surface de la came et porte contre la surface courbe du crochet 134 à l'extrémité inférieure de la tringle d'actionnement 116, sur au moins une partie de la course de la came. La tringle d'actionnement 116 est reliée à une extrémité de la tringle d'actionnement 118 par l'intermédiaire d'un ressort pneumatique 120 qui est lié de manière pivotante par ses extrémités respectivement à un segment intermédiaire de la tringle d'actionnement 116 et à une extrémité de la tringle d'actionnement 118. La tringle d'actionnement 84 est accouplée de façon pivotante à un segment intermédiaire de la tringle d'actionnement 118, par l'intermédiaire de la patte d'attache 124 qui est fixée de manière rigide à la tringle d'actionnement 84. De façon similaire, la tringle d'actionnement 86 est accouplée de façon pivotante à une partie d'extrémité de la tringle d'actionnement 118, par l'intermédiaire de la patte d'attache 122 qui est liée de manière rigide à la tringle d'actionnement 86.The actuating mechanism 68 comprises a cam and a series of actuating rods interconnected. The actuating rods 116 and 118 are connected to the rear plate 148, respectively by pivot couplings 138 and 140, and the cam is connected to the rear plate 148 by a rotatable coupling 142. A pin 132 projects from the surface of the cam and bears against the curved surface of the hook 134 at the lower end of the actuating rod 116, on at least a portion of the stroke of the cam. The actuating rod 116 is connected to one end of the actuating rod 118 via a pneumatic spring 120 which is pivotally connected at its ends respectively to an intermediate segment of the actuating rod 116 and at one end of the actuating rod 118. The actuating rod 84 is pivotally coupled to an intermediate segment of the actuating rod 118, via the fastening tab 124 which is fixed in a manner rigidly to the actuating rod 84. Similarly, the actuating rod 86 is pivotally coupled to an end portion of the actuating rod 118 via the bracket 122 which is rigidly connected to the actuating rod 86.
Une fois que les doigts sont dans la position haute dans les tubes appropriés de la plaque tubulaire, la mise en rotation de la came a pour effet de pousser le levier de tringle d'actionnement 116 afin de comprimer le ressort pneumatique 120 qui déplace à son tour le levier de verrouillage de tringle d'actionnement 118 pour incliner les extrémités 74 et 76 des doigts 70 et 72 vers l'intérieur, en vue d'être en prise avec les parois latérales des tubes 64 et 66 de la plaque tubulaire. A mesure que la came 106 poursuit son mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre, elle comprime le ressort pneumatique 120, produisant ainsi l'action de verrouillage. La rotation de la came 106 continue jusqu'à ce qu'elle ait atteint le crochet 134 incurvé sur le levier d'actionnement 116, point sur lequel la géométrie provoque une détente (c'est-à-dire que la came ne peut pas être ramenée en arrière par le ressort pneumatique). L'utilisation du ressort pneumatique 120 permet au mécanisme de verrouillage de compenser de petites variations dimensionnelles dans l'espacement des tubes, tout en produisant une force de verrouillage presque constante.Once the fingers are in the up position in the appropriate tubes of the tube plate, rotating the cam has the effect of pushing the actuating rod lever 116 to compress the air spring 120 which moves to its position. turn the actuating rod lock lever 118 to tilt the ends 74 and 76 of the fingers 70 and 72 inwardly to engage the side walls of the tubesheet tubes 64 and 66. As the cam 106 continues its clockwise movement, it compresses the air spring 120, thereby producing the locking action. The rotation of the cam 106 continues until it has reached the curved hook 134 on the operating lever 116, at which point the geometry causes a detent (i.e. the cam can not be brought back by the air spring). The use of the air spring 120 allows the locking mechanism to compensate for small dimensional variations in the spacing of the tubes, while producing a nearly constant locking force.
Il faut noter que les doigts ne présentent pas nécessairement une section transversale ronde et que deux points de contact assurent un meilleur alignement automatique avec les ouvertures de la plaque tubulaire. De plus, les pointes des doigts 70, 72 peuvent être pourvues de fourreaux 150 élastomères (illustrés sur la figure 7) pour protéger les tubes d'échange de chaleur.It should be noted that the fingers do not necessarily have a round cross section and that two points of contact provide better automatic alignment with the openings of the tube plate. In addition, the tips of the fingers 70, 72 may be provided with elastomeric sleeves 150 (shown in FIG. 7) to protect the heat exchange tubes.
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