Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
1
APPAREIL POUR DÉPLACER UN DISPOSITIF DE MESURE
LE LONG D'UN TUYAU
L'invention concerne un appareil pour déplacer un dispositif de
mesure le long d'un tuyau. De façon plus spécifique, l'invention porte sur un
appareil pour déplacer un dispositif de mesure qui sert par exemple à
mesurer l'épaisseur du tuyau.
Dans la demande internationale n WO 0196808 (LAVOIE) publiée le
décembre 2001, on montre un bracelet servant, par exemple, à mesurer
l'épaisseur des tuyaux d'alimentation d'un réacteur (TAR) pour des
centrales nucléaires du type CANDU 6. Le bracelet en question est
composé d'un bâti en aluminium servant à retenir un collier flexible muni de
15 quatorze palpeurs ultrasoniques. Le bracelet permet d'inspecter de façon
manuelle les premières et deuxièmes sections coudées des tuyaux
d'alimentation où se retrouvent la majorité des défauts. Toutefois, ce
bracelet présente l'inconvénient qu'il doit être placé manuellement sur le
tuyau, limitant ainsi son rayon d'action à la longueur du bras de l'opérateur.
20 Ainsi, ce bracelet ne permet pas de faire une étude complète de l'état
d'usure des tuyaux du réacteur, dans la mesure où il ne permet pas de
recueillir l'information nécessaire sur l'épaisseur des tuyaux le long de
sections qui sont inaccessibles à l'opérateur.
De plus, le brevet américain n 5,420,427 (MORGAN et al.) montre
un appareil pour l'inspection de tuyaux comprenant un bracelet équipé d'un
dispositif de motorisation pour déplacer le bracelet sur une section
restreinte du tuyau et pour déplacer de façon rotative des capteurs
disposés autour du bracelet. Le système de motorisation du bracelet le long
du tuyau est composé d'une tige filetée entraînée en rotation par un
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
2
engrenage couplé à un moteur. Le bracelet est monté sur la tige filetée
selon un principe de curseur et se déplace ainsi le long du tuyau. Le
principe exige que la tige filetée et son support soient préalablement
installés sur le segment de mobilité restreinte du bracelet, et n'est
aucunement adapté au déplacement d'un bracelet le long d'un coude ou à
un endroit inaccessible manuellement.
Les brevets américains n 4,611,170 et 4,555,665 (STANLEY et al.)
montrent le déplacement d'un dispositif le long d'une structure tubulaire par
simple tirage à l'aide d'un fil attaché au dispositif à déplacer le long du
tuyau et enroulé à l'autre bout autour d'un tambour ou poulie d'un
transducteur stationnaire. Le système de tirage proposé par STANLEY et
al. fait face aux mêmes problèmes que le système de MORGAN et al.
Le brevet américain n 5,963,030 (STARK) montre un appareil pour
l'inspection d'un tuyau composé d'un bracelet qui est manuellement centré
et déplacé le long du tuyau sur des rouleaux.
Le brevet américain n 4,375,165 (DE STERKE) montre un système
pour l'inspection de joints dans des lignes de tuyaux. Le dispositif
d'inspection est suspendu à un rail disposé au-dessus du tuyau à inspecter.
Il existe également d'autres brevets américains qui décrivent
différents dispositifs d'inspection dont les numéros sont les suivants :
4,485,344; 4,607,925; 4,843,884; 5,313,837; 4,879,973; 5,577,088;
5,585,565; 5,591,925; 5,594,162; 5,952,762; 6,000,288; et 6,003,377.
Aucun des dispositifs mentionnés ci-dessus ne permet de faire
l'inspection de tuyaux le long de sections de tuyaux qui sont en coude ou
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
3
qui sont situés dans des endroits qui sont hors de portée de bras de
l'opérateur qui fait l'inspection.
Un objectif de la présente invention est de proposer un appareil pour
déplacer un dispositif de mesure le long d'un tuyau qui permet de
contourner les différents inconvénients mentionnés ci-dessus.
La présente invention vise un appareil pour déplacer un dispositif de
mesure le long d'un tuyau, comprenant un bracelet ayant deux extrémités
pourvues d'un moyen de fermeture pour fermer le bracelet autour du tuyau;
un moyen de support pour supporter le dispositif de mesure par rapport au
bracelet; au moins une roue d'entraînement ayant chacune un axe, montée
sur le bracelet et orientée pour déplacer le bracelet le long du tuyau; des
moyens de transmission flexibles ayant une entrée pour recevoir un
mouvement de rotation et une sortie pour transmettre le mouvement de
rotation; des moyens d'engrenage montés sur le bracelet pour réorienter le
mouvement de rotation venant de la sortie des moyens de transmission
flexibles vers l'axe de la roue; et des moyens de couplage pour coupler les
moyens d'engrenage à l'axe de la roue.
La présente invention vise aussi un appareil pour déplacer un
bracelet de mesure le long d'un tuyau, comprenant au moins une roue
d'entraînement ayant chacune un axe, montée sur le bracelet et orientée
pour déplacer le bracelet le long du tuyau; des moyens de transmission
flexibles ayant une entrée pour recevoir un mouvement de rotation et une
sortie pour transmettre le mouvement de rotation; des moyens d'engrenage
pour réorienter le mouvement de rotation venant de la sortie des moyens de
transmission flexibles vers l'axe de la roue; et des moyens de couplage
pour coupler les moyens d'engrenage à l'axe de la roue.
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
4
Les objets, avantages et autres caractéristiques de la présente
invention apparaîtront plus clairement dans la description non limitative qui
suit de réalisations préférentielles, en faisant référence aux dessins
annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation
préféré de l'invention
la figure 2 est une vue en perspective d'une partie du mode de
réalisation montré à la figure 1 ;
la figure 3 est une vue en perspective d'une partie du mode de
réalisation montré à la figure 1 ; et
la figure 4 est une vue en perspective d'une partie du mode de
réalisation montré à la figure 1.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES DESSINS
Dans les différentes figures des dessins, les éléments
correspondants sont identifiés par les mêmes repères numériques.
Si on se réfère maintenant aux figures 1 à 4, l'appareil selon la
présente invention est pour déplacer un dispositif de mesure le long d'un
tuyau (non montré). L'appareil comprend un bracelet 4 qu'on peut voir de
façon plus précise à la figure 3. Le bracelet a deux extrémités pourvues
d'un moyen de fermeture pour fermer le bracelet 4 autour du tuyau. De
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
préférence, le bracelet comprend deux parties 6 et 8 en forme de demi-
cercles. Les deux parties 6 et 8 ont des premières extrémités reliées par un
axe de pivot 10 et des secondes extrémités libres sur lesquelles est prévu
le moyen de fermeture. L'axe de pivot 10 permet aux deux parties de
5 s'ouvrir pour être installées autour du tuyau et ensuite se refermer pour
être
fixées autour du tuyau par le moyen de fermeture. De préférence, le moyen
de fermeture comprend un élément en forme de crochet 12 monté sur une
des secondes extrémités du bracelet, et une tige 14 montée sur l'autre
seconde extrémité et apte à coopérer avec l'élément en forme de crochet
12 pour fermer le bracelet autour du tuyau.
L'appareil comprend également un moyen de support pour supporter
le dispositif de mesure par rapport au bracelet 4. Bien entendu, différents
dispositifs de mesure peuvent être montés par rapport au bracelet. Dans le
cas présent, des palpeurs ultrasoniques (non montrés) semblables à ceux
montrés dans la demande internationale n WO 0196808 (LAVOIE)
peuvent être montés sur le corps du bracelet. Dans ce cas, un diffuseur
pour couplant 17 est prévu pour coopérer avec les palpeurs ultrasoniques.
Le moyen de support pour supporter le dispositif de mesure comprend
donc, de préférence, dans le cas présent un bras-support 28 pour supporter
une partie du dispositif- de mesure soit le diffuseur pour couplant, par
rapport au bracelet.
L'appareil comprend également au moins une roue d'entraînement.
Chaque roue d'entraînement a un axe. Chaque roue est montée sur le
bracelet et orientée pour déplacer le bracelet le long du tuyau. De
préférence, plusieurs roues d'entraînement sont prévues et l'appareil
comprend également en outre au moins une roue libre orientée de la même
façon que les roues d'entraînement. Dans le contexte de la présente
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
6
demande, roue libre veut dire une roue qui n'est pas reliée à des moyens
d'entraînement.
Les roues libres et d'entraînement sont distribuées de façon régulière
le long du bracelet. Toujours de préférence, les roues d'entraînement sont
regroupées en première et deuxième paires de roues 18 et 20, et les roues
libres sont regroupées en une troisième paire de roues 22. Chacune des
paires de roues a ses roues réparties selon un axe longitudinal du tuyau
comme on peut le voir à la figure 3. Les paires de roues sont distribuées de
façon régulière de long du bracelet. Toujours de préférence, chacune des
roues d'entraînement a une forme de rouleau sur laquelle sont montés
deux pneus 24. Une seule roue d'entraînement peut être suffisante pour
entraîner le bracelet le long du tuyau. Les roues libres pourraient être
remplacées par des éléments non mobiles qui glissent le long du tuyau.
L'appareil comprend des moyens de transmission flexibles ayant une
entrée pour recevoir un mouvement de rotation et une sortie pour
transmettre ce mouvement de rotation. De préférence, ces moyens de
transmission flexibles comprennent un premier arbre de transmission
primaire flexible 26 ayant une entrée pour recevoir le mouvement de
rotation et une sortie supportée par le bras-support 28 du bracelet 4.
Toujours de préférence, les moyens de transmission flexibles comprennent
également un second arbre de transmission primaire flexible 30 pour relier
la sortie du premier arbre de transmission primaire flexible 26 à des moyens
d'engrenage. L'appareil comprend donc ces moyens d'engrenage qui sont
montés sur le bracelet pour réorienter le mouvement de rotation venant de
la sortie des moyens de transmission flexibles vers les axes des roues
d'entraînement. De préférence, ces moyens d'engrenage comprennent des
premier et second engrenages 32 et 34 pour entraîner respectivement les
roues des première et deuxième paires de roues 18 et 20 via des moyens
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
7
de couplage. Le premier engrenage 32 a une entrée pour recevoir la sortie
du second arbre de transmission primaire flexible 30 et une sortie pour
entraîner le second engrenage 34 au moyen d'un arbre de transmission
flexible 36.
L'appareil comprend les moyens de couplage mentionnés
précédemment pour coupler les moyens d'engrenage aux axes des roues
d'entraînement. Ces moyens de couplage comprennent des arbres de
transmission secondaires flexibles 40 pour entraîner les première et
deuxième paires de roues d'entraînement 18 et 20. L'appareil peut
comprendre en outre un moteur 42 branché aux moyens de transmission
pour produire le mouvement de rotation.
De préférence, l'appareil comprend en outre un moyen d'inspection
visuel comprenant une lumière 46, une caméra 48 et un encodeur 44,
montés sur un châssis, et un bras-support 16 pour monter le châssis par
rapport au bracelet. Le moyen d'inspection visuel permet d'inspecter le
tuyau par l'opérateur de l'appareil. Le bras-support 16 a une première partie
fixée au second engrenage 34, et une seconde partie sur laquelle est fixé le
châssis du moyen d'inspection visuel.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'appareil est prévu
pour déplacer un bracelet de mesure le long du tuyau. Dans ce cas,
l'appareil comprend au moins une roue d'entraînement, des moyens de
transmission flexibles pour transmettre le mouvement de rotation, des
moyens d'engrenage pour réorienter le mouvement de rotation venant des
moyens de transmission flexibles vers l'axe de la roue d'entraînement, et de
moyens de couplage pour coupler les moyens d'engrenage à l'axe de la
roue d'entraînement. L'appareil selon la présente invention permet de
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
8
déplacer un bracelet de façon motorisée le long d'un tuyau et même le long
d'un coude de ce tuyau.
Un ombilical permet de relier les différentes composantes montées
sur le collier à des appareils de mesure. Le premier arbre de transmission
primaire flexible 26 a une position centrée ce qui lui permet d'être intégré
dans l'ombilical qui contient aussi l'alimentation en couplant, le fil pour
l'encodeur et les fils pour les palpeurs ultrasoniques.
La dimension de l'appareil est choisie de manière à convenir à la
grosseur de TAR à examiner. L'appareil est de préférence aminci pour
permettre un passage dans des endroits contraints (e.g. des espaces
restreints ou serrés). Le moyen de fermeture du bracelet peut
avantageusement être actionné à distance. Les pneus permettent une
meilleure traction. Au lieu d'être dotées de pneus, les roues peuvent être
entièrement faites de caoutchouc ou autre matériau aidant la traction. Les
roues libres servent de roues d'appui.
De préférence, le moteur 42 est un moteur en ligne flottant dans
l'ombilical, c'est-à-dire que le moteur est intégré dans l'ombilical qui relie
un
boîtier de contrôle et de commande (non illustré) au bracelet qui en dépend.
La fixation du moteur 42 à la gaine de l'ombilical qui elle-même est fixée au
bracelet (e.g. par l'entremise du diffuseur 17 et du bras-support 28)
contribue avantageusement au maintien approprié du moteur 42 pour qu'il
entraîne efficacement l'arbre de transmission primaire 26 sans devoir être
fixé autrement e.g. à une structure externe à l'appareil. Un tel montage
permet notamment au moteur 42 de suivre le déplacement du bracelet.
D'autres montages peuvent toutefois être réalisés si désiré. L'entraînement
des roues se fait par les arbres flexibles primaires 26 et 30 couplés entre le
moteur et les arbres flexibles secondaires 40 de chaque côté du bracelet.
CA 02511677 2005-06-23
WO 2004/063660 PCT/CA2004/000005
9
L'encodeur 44 est un encodeur par détecteur de proximité. Le diffuseur 17
pour le couplant est intégré à l'ensemble. La distance entre le diffuseur 17
et le collier est constante. Par mesure de sécurité, un fil d'acier peut être
accroché au bracelet pour permettre de le ramener dans l'éventualité où
l'appareil est sujet à un mauvais fonctionnement.
Bien que des réalisations de l'invention aient été illustrées dans les
dessins ci-joints et décrites ci-dessus, il apparaîtra évident pour les
personnes versées dans l'art que des changements et des modifications
peuvent être apportés à ces réalisations sans s'écarter de l'essence de
l'invention.
