Language selection

Search

Patent 2730656 Summary

Third-party information liability

Some of the information on this Web page has been provided by external sources. The Government of Canada is not responsible for the accuracy, reliability or currency of the information supplied by external sources. Users wishing to rely upon this information should consult directly with the source of the information. Content provided by external sources is not subject to official languages, privacy and accessibility requirements.

Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2730656
(54) English Title: CUTTING HEAD WITH SPATTER COLLECTION FOR CUTTING A TUBULAR OBJECT
(54) French Title: TETE DE COUPE A RECUPERATION DE PROJECTIONS POUR SECTIONNER UN OBJET TUBULAIRE
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B26D 7/18 (2006.01)
  • B23D 45/12 (2006.01)
  • B26D 3/16 (2006.01)
  • G21C 19/20 (2006.01)
(72) Inventors :
  • BOUDREAULT, ERIC (Canada)
  • GAUTHIER, PIERRE (Canada)
  • LAVOIE, ERIC (Canada)
(73) Owners :
  • HYDRO-QUEBEC (Canada)
(71) Applicants :
  • HYDRO-QUEBEC (Canada)
(74) Agent: MORIN, LUC
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2009-07-15
(87) Open to Public Inspection: 2010-01-21
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/CA2009/000955
(87) International Publication Number: WO2010/006421
(85) National Entry: 2011-01-13

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
2637649 Canada 2008-07-18

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a cutting head with spatter collection for cutting a tubular object. The cutting head includes a frame as well as gripping, cutting, advancing, and sealing members. The gripping member is used for gripping the object and securing the position thereof relative to the frame. The cutting member includes a motor driving a blade for cutting the tubular object. The advancing member is used for guiding the cutting member so as to change the cutting depth of the blade through a cutting area defined by an opening in the frame. The sealing member includes elements extending about the cutting area and defining a chamber for containing the spatter generated by the blade upon cutting. A suction duct communicating with the chamber is used for drawing in the spatter and conveying the latter towards a spatter collection outlet.


French Abstract



Une tête de coupe à récupération de
projections pour sectionner un objet tubulaire. La
tête de coupe comporte un bâti et des organes de
préhension, de coupe, d'avance, et de scellement.
L'organe de préhension sert à agripper l'objet et
fixer sa position


par rapport au bâti. L'organe de coupe a un moteur entraînant une lame pour
couper l'objet tubulaire. L'organe d'avance sert à
guider l'organe de coupe de manière à varier une profondeur de coupe de la
lame à travers une zone de coupe définie par une
ouverture du bâti. L'organe de scellement a des membres s'étendant autour de
la zone de coupe et formant une chambre pour
contenir les projections produites par la lame lors d'une coupe. Un conduit
d'aspiration communiquant avec la chambre permet
d'aspirer les projections et les acheminer vers une sortie de récupération des
projections.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



-14-

REVENDICATIONS


1.Une tête de coupe à récupération de projections pour sectionner un objet
tubulaire, comprenant

un bâti ayant une ouverture définissant une zone de coupe destinée à
recevoir l'objet tubulaire transversalement,

un organe de préhension pour agripper l'objet tubulaire et fixer une
position de l'objet tubulaire par rapport au bâti lorsque l'objet tubulaire
est
engagé dans la zone de coupe,

un organe de coupe ayant une lame pour couper l'objet tubulaire, et un
moteur couplé à la lame pour l'entraîner en opération,

un organe d'avance de la lame guidant l'organe de coupe de manière à
varier une profondeur de coupe de la lame à travers la zone de coupe,

un organe de scellement ayant des membres s'étendant autour de la
zone de coupe et formant une chambre autour d'une portion de l'objet tubulaire

lorsque l'objet tubulaire est engagé dans la zone de coupe pour contenir les
projections produites par la lame lors d'une coupe de l'objet tubulaire, et

un conduit d'aspiration communiquant avec la chambre pour aspirer les
projections contenues dans la chambre et les acheminer vers une sortie de
récupération des projections disposée à distance par rapport à la zone de
coupe.


2. La tête de coupe selon la revendication 1, dans laquelle
le bâti a une forme substantiellement plate et une portion frontale
comportant l'ouverture, et

la lame est circulaire et s'étend dans un plan longitudinal du bâti


3.La tête de coupe selon la revendication 2, dans laquelle l'organe
d'avance comprend

un siège mobile sur lequel l'organe de coupe est monté,

un arrangement de guidage monté sur le bâti et guidant un déplacement
du siège mobile par rapport au bâti de manière à déplacer la lame




-15-


transversalement par rapport à la zone de coupe et varier la profondeur de
coupe de la lame dans la zone de coupe; et
un moteur pour déplacer le siège mobile par rapport à l'arrangement de
guidage.


4. La tête de coupe selon la revendication 3, dans laquelle l'arrangement de
guidage comprend des rails espacés l'un de l'autre, et des chariots coulissant

sur les rails, le siège mobile étant monté sur les chariots.


5. La tête de coupe selon la revendication 3, dans laquelle l'organe
d'avance comprend des capteurs de proximité pour détecter des positions de
début et de fin de course du siège mobile sur les rails.


6. La tête de coupe selon la revendication 2, dans laquelle:
l'organe de coupe comprend un arbre tournant, un ensemble
d'entraînement avec tendeur couplant le moteur de l'organe de coupe à l'arbre
tournant, et un arrangement de fixation de la lame sur l'arbre tournant.


7. La tête de coupe selon la revendication 6, dans laquelle l'arrangement de
fixation comprend une bride montée sur l'arbre et recevant la lame, et au
moins
un élément de fixation se vissant de manière à fixer la lame, la bride et
l'arbre
ensembles.


8. La tête de coupe selon la revendication 2, dans laquelle l'organe de
préhension comprend:
une pince s'étendant au dessous de l'ouverture du bâti et ayant des
mâchoires opérables entre une position d'ouverture laissant l'objet tubulaire
s'engager dans la zone de coupe, et une position de préhension dans laquelle
les mâchoires exercent une pression contre l'objet tubulaire de manière à
l'assujettir par rapport au bâti; et
des actionneurs couplés aux mâchoires de la pince de manière à opérer
la pince entre les positions d'ouverture et de préhension.


-16-
9. La tête de coupe selon la revendication 8, dans laquelle:
les mâchoires ont des têtes présentant des faces intérieures infléchies
l'une vers l'autre pour s'adapter au moins en partie à un pourtour de l'objet
tubulaire, et des bras pivotants de manière à ce que la position de préhension
des mâchoires s'avance vers l'avant de la zone de coupe à mesure que l'objet
tubulaire à saisir a un diamètre réduit, assurant ainsi un positionnement de
l'objet tubulaire vers une partie avant de l'organe de scellement quel que
soit le
diamètre de l'objet tubulaire.

10. La tête de coupe selon la revendication 2, dans laquelle les membres de
l'organe de scellement comprennent:
des mâchoires mobiles opérables entre une position ouverte laissant
l'objet tubulaire s'engager dans la zone de coupe, et une position fermée dans
laquelle les mâchoires s'étendent autour de l'objet tubulaire lorsque l'objet
tubulaire est engagé dans la zone de coupe, les mâchoires ayant des faces
frontales complémentaires formant, lorsque les mâchoires sont en position
fermée, une paroi fermant un espace frontal de l'ouverture du bâti; et
des membranes élastiques s'étendant entre les mâchoires au dessus et
en dessous de l'ouverture du bâti, les membranes ayant des dégagements
laissant l'objet tubulaire s'engager dans la zone de coupe lorsque les
mâchoires
sont en position ouverte et scellant des espaces supérieur et inférieur de
l'ouverture du bâti autour de l'objet tubulaire lorsque l'objet tubulaire est
engagé
dans la zone de coupe et les mâchoires sont en position fermée.

11. La tête de coupe selon la revendication 10, dans laquelle les membranes
sont en caoutchouc et les dégagements s'étendent à travers des portions avant
des membranes.

12. La tête de coupe selon la revendication 10, dans laquelle les membranes
s'étendent près de la lame.


-17-
13. La tête de coupe selon la revendication 10, dans laquelle l'organe de
scellement comprend un mécanisme d'actionnement des mâchoires pour
opérer les mâchoires en position ouverte et en position fermée.

14. La tête de coupe selon la revendication 13, dans laquelle le mécanisme
d'actionnement comprend des actionneurs couplés aux mâchoires pour les
pousser et tirer sélectivement vers les positions ouverte et fermée.

15. La tête de coupe selon la revendication 2, dans laquelle le conduit
d'aspiration s'étend à travers le bâti.

16. La tête de coupe selon la revendication 15, dans laquelle la sortie de
récupération des projections débouche sur une face arrière du bâti.

17. La tête de coupe selon la revendication 16, dans laquelle la sortie de
récupération est dotée d'une volute d'aspiration.

18. La tête de coupe selon la revendication 15, dans laquelle le conduit
d'aspiration a une fente d'entrée communiquant avec une face latérale de la
chambre substantiellement vis-à-vis la zone de coupe et s'étendant vers
l'avant
de la zone de coupe.

19. La tête de coupe selon la revendication 15, dans laquelle le conduit a
une section transversale diminuant graduellement de la chambre vers la sortie
de récupération.

20. La tête de coupe selon la revendication 2, dans laquelle le bâti a une
face arrière dotée d'un connecteur pour fixer la tête de coupe à un bras
manipulateur, le connecteur ayant une interface de communication pour
recevoir des signaux de contrôle destinés aux organes de préhension, de
coupe, d'avance et de scellement.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-1-
TETE DE COUPE A RÉCUPÉRATION DE PROJECTIONS
POUR SECTIONNER UN OBJET TUBULAIRE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention porte sur une tête de coupe à récupération de projections pour
sectionner un objet tubulaire comme un tuyau d'alimentation d'un réacteur
nucléaire, un tuyau contaminé, ou d'autres types d'objets comme un cylindre de
métal ou de plastique, creux ou plein.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Le démantèlement de certaines composantes d'un réacteur nucléaire, comme
ses tuyaux d'alimentation en vue par exemple de les remplacer pour permettre
de prolonger la durée de vie utile du réacteur, est une opération demandant
beaucoup de précautions, et nécessite notamment de sectionner les tuyaux
pour faciliter leur manipulation, sans libérer de débris ou projections
susceptibles de contaminer l'environnement de travail.

Les outils de coupe conventionnels comme les scies électriques commerciales
ne sont pas adaptés à une telle opération. Ils sont généralement trop
encombrants et ne peuvent pas accéder aux espaces souvent étroits autour
des tuyaux. Ils ne sont généralement pas manipulables à distance, par exemple
au moyen d'un bras manipulateur. Ils ne sont généralement pas non plus
adaptés à pratiquer une coupe précise d'un tuyau ou d'un élément cylindrique
ou tubulaire.

Bien que certains outils de coupe puissent être dotés de systèmes d'aspiration
des débris et projections, ces systèmes sont généralement rudimentaires et une
partie non négligeable des débris et projections est susceptible d'être
libérée
dans l'environnement.


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-2-
Outre le domaine du nucléaire, des besoins similaires pour couper ou
sectionner des tuyaux ou objets tubulaires ou cylindriques en évitant les
risques
de contamination existent, comme dans le domaine de la construction où les
tuyaux peuvent être contaminés au plomb ou au mercure, dans le domaine de
l'industrie chimique et pétrochimique où les tuyaux peuvent être contaminés
par
différents agents chimiques nocifs, et dans le domaine de l'industrie médicale
et
biochimique où les tuyaux peuvent être utilisés pour acheminer certains agents
biologiques pathogènes.

SOMMAIRE

Un objet de la présente invention est de proposer une tête de coupe permettant
de sectionner tour à tour plusieurs tuyaux d'alimentations d'un réacteur
nucléaire tout en récupérant les projections afin d'éviter une contamination
radioactive dans l'environnement.

Un autre objet de la présente invention est de proposer une telle tête de
coupe
qui peut avoir une configuration compacte permettant de l'utiliser dans des
endroits serrés.
Un autre objet de la présente invention est de proposer une telle tête de
coupe
qui peut avoir une configuration apte à être montée au bout d'un bras
manipulateur.

Un autre objet de la présente invention est de proposer une telle tête de
coupe
qui a une efficacité améliorée de récupération des débris et projections
résultant de la coupe.

Un autre objet de la présente invention est de proposer une telle tête de
coupe
qui peut également servir à sectionner d'autres genres d'objets tubulaires ou
cylindriques, creux ou pleins.


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-3-
Selon un aspect de la présente invention, il est proposé une tête de coupe à
récupération de projections pour sectionner un objet tubulaire, comprenant:
un bâti ayant une ouverture définissant une zone de coupe destinée à
recevoir l'objet tubulaire transversalement;
un organe de préhension pour agripper l'objet tubulaire et fixer une
position de l'objet tubulaire par rapport au bâti lorsque l'objet tubulaire
est
engagé dans la zone de coupe;
un organe de coupe ayant une lame pour couper l'objet tubulaire, et un
moteur couplé à la lame pour l'entraîner en opération;
un organe d'avance de la lame guidant l'organe de coupe de manière à
varier une profondeur de coupe de la lame à travers la zone de coupe;
un organe de scellement ayant des membres s'étendant autour de la
zone de coupe et formant une chambre autour d'une portion de l'objet tubulaire
lorsque l'objet tubulaire est engagé dans la zone de coupe pour contenir les
projections produites par la lame lors d'une coupe de l'objet tubulaire; et
un conduit d'aspiration communiquant avec la chambre pour aspirer les
projections contenues dans la chambre et les acheminer vers une sortie de
récupération des projections disposée à distance par rapport à la zone de
coupe.
DESCRIPTION BREVE DES DESSINS

Une description détaillée des réalisations préférées de l'invention sera
donnée
ci-après en référence avec les dessins suivants, dans lesquels les mêmes
numéros font référence à des éléments identiques ou similaires:

Figure 1 est une vue schématique éclatée en perspective d'une tête de coupe à
récupération des projections selon la présente invention.

Figure 2 est une vue schématique en perspective du dessous de la tête de
coupe.


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-4-
Figure 3 est une vue schématique en perspective du dessus de la tête de
coupe.

Figure 4 est une vue schématique en perspective d'un organe de préhension de
la tête de coupe.

Figure 5 est une vue schématique de dessous d'une zone de coupe illustrant
des positions préférées pour des tuyaux ayant différents diamètres.

Figure 6 est une vue schématique en perspective d'un chariot d'un organe
d'avance de la tête de coupe.

Figure 7 est une vue schématique en perspective d'un organe de coupe de la
tête de coupe.
Figure 8 est une vue schématique éclatée partielle en élévation d'un ensemble
de fixation de la lame de l'organe de coupe.

Figures 9 et 10 sont des vues schématiques partielles en perspective d'une
partie supérieure d'un organe de scellement de la tête de coupe, sans et avec
un tuyau à sectionner.

Figure 11 est une vue schématique partiellement éclatée en perspective d'un
organe de scellement de la tête de coupe.
Figure 12 est une vue schématique partielle d'un mécanisme d'actionnement
des mâchoires de l'organe de scellement.

Figure 13 est une vue schématique en perspective d'un bâti de la tête de
coupe.


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-5-
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES

Tel qu'utilisé dans le cadre de cette divulgation, l'expression "objet
tubulaire"
correspond à tout objet de forme tubulaire, creuse ou pleine (e.g.
cylindrique),
ayant une section transversale ronde, carrée ou autre.

En référence aux Figures 1, 2 et 3, il est montré une construction de la tête
de
coupe à récupération de projections pour sectionner un objet tubulaire 2, tel
qu'illustré à la Figure 10, selon l'invention. La tête de coupe permet en
outre de
contrôler et récupérer les projections résultant d'une opération de coupe avec
une lame 4, telle une lame de scie circulaire, afin de pouvoir sectionner des
objets sans libérer de débris dans l'environnement.

La tête de coupe comprend un bâti 6 ayant une ouverture 8 définissant une
zone de coupe destinée à recevoir l'objet tubulaire 2 transversalement. Pour
réaliser une opération de coupe propre, la tête de coupe comprend aussi
différents organes mécaniques, soit un organe de préhension 10, un organe de
coupe 12, un organe d'avance 14 de la lame 4, et un organe de scellement 16.
Le bâti 6 a de préférence une forme plate et une portion frontale comportant
l'ouverture 8. La lame s'étend alors dans un plan longitudinal du bâti 6.

L'organe de préhension 10 est monté sur le bâti 6 pour agripper l'objet
tubulaire
2 et fixer une position de l'objet tubulaire 2 par rapport au bâti 6 lorsque
l'objet
tubulaire 2 est engagé dans la zone de coupe.
L'organe de coupe 12 comprend la lame 4, qui doit être apte à couper l'objet
tubulaire 2, et un moteur 15 couplé à la lame 4 pour l'entraîner en opération.
Dans le cas illustré, le moteur 15 peut être couplé de manière à ajuster la
rotation de la lame 4.
L'organe d'avance 14 est monté sur le bâti 6 et est capable de déplacer
l'organe
de coupe 12 de manière à varier une profondeur de coupe de la lame 4 à


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-6-
travers la zone de coupe. L'organe d'avance 14 permet ainsi d'effectuer une
coupe à taux d'enlèvement constant de métal ou autre matière.

L'organe de scellement 16 est monté sur le bâti 6 et a des membres 18, 20
s'étendant autour de la zone de coupe pour former une chambre autour d'une
portion de l'objet tubulaire 2 lorsque l'objet tubulaire 2 est engagé dans la
zone
de coupe afin de contenir les projections produites par la lame 4 lors d'une
coupe de l'objet tubulaire 2. L'organe de scellement 16 permet donc de sceller
l'ouverture 8 du bâti 6 autour de l'objet 2 (ou cylindre) à couper.
La tête de coupe comprend également un conduit d'aspiration 22 (mieux vue à
la Figure 13) communiquant avec la chambre définie par les membres 18, 20
de l'organe de scellement 16, pour aspirer les projections contenues dans la
chambre et les acheminer vers une sortie de récupération 24 des projections
disposée à distance par rapport à la zone de coupe. Ainsi, au moment de la
coupe, les particules ou projections sont maintenues captives et récupérées
par
un système d'aspiration (non illustré) couplé à la sortie de récupération 24.

La tête de coupe peut être dotée d'une interface de type connecteur rapide 26
faisant le lien entre la tête de coupe et un bras manipulateur (non illustré).
Les
opérations de la tête de coupe peuvent être contrôlées par un logiciel via un
circuit électronique (non illustré) monté ou non dans la tête de coupe,
connecté
et opérant deux moteurs électriques 15, 28 et quatre cylindres pneumatiques
30, 31, 33, 35. Le connecteur 26 peut à cet effet avoir une interface de
communication pour recevoir des signaux de contrôle destinés aux organes de
préhension 10, de coupe 12, d'avance 14 et de scellement 16.

A l'exception de l'organe de coupe 12 qui est monté sur l'organe d'avance 14,
l'ensemble des organes mécaniques 10, 14, 16 de la tête de coupe sont fixés
sur le bâti 6 (directement ou par l'entremise de pièces intermédiaires si
voulu)
qui peut servir de boitier à la tête de coupe. Dans le cas illustré, le bâti 6
donne
de la rigidité à la tête de coupe en plus de retenir les projections.


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-7-
En référence à la Figure 4, l'organe de préhension 10 est utilisé pour fixer
temporairement la tête de coupe à l'objet 2 à sectionner. L'organe de
préhension 10 permet de stabiliser la coupe et d'éviter de solliciter indument
le
bras manipulateur (non illustré). De plus, il permet de positionner l'objet 2,
e.g.
un tuyau, dans l'organe de scellement 16 (illustré par exemple à la Figure 1)
et
de le manipuler après la coupe.

L'organe de préhension 10 comporte une pince 32 s'étendant au dessous de
l'ouverture 8 du bâti 6 (tel qu'illustré à la Figure 2) et ayant des mâchoires
34,
36 opérables entre une position d'ouverture laissant l'objet tubulaire 2
s'engager
dans la zone de coupe, et une position de préhension dans laquelle les
mâchoires 34, 36 exercent une pression contre l'objet tubulaire 2 de manière à
l'assujettir par rapport au bâti 6. Des cylindres pneumatiques 33, 35 sont
couplés aux mâchoires 34, 36 de manière à opérer la pince 32 entre les
positions d'ouverture et de préhension.

De préférence, les mâchoires 34, 36 ont des têtes présentant des faces
intérieures dotées de coussinets 38, 40 et infléchies l'une vers l'autre pour
s'adapter au moins en partie à un pourtour de l'objet tubulaire 2 à
sectionner.
Les mâchoires 34, 36 peuvent avantageusement avoir des bras pivotants 35,
37 qui s'entrecroisent pour faciliter le positionnement des pivots 39, 41, 43,
45
des mâchoires 34, 36 de manière à ce que la position de préhension des
mâchoires 34, 36 s'avance vers l'avant de la zone de coupe à mesure que
l'objet tubulaire 2 à saisir a un diamètre réduit, assurant ainsi un
positionnement
de l'objet tubulaire 2 vers une partie avant de l'organe de scellement 16 quel
que soit son diamètre, tel qu'illustré à la Figure 5.

La trajectoire des mâchoires 34, 36 sera dictée par la longueur des faces
intérieures des mâchoires 34, 36 de la pince 32 et la position de leurs pivots
39,
41, 43, 45. Afin de répondre aux contraintes reliées à l'environnement de
coupe
et selon la configuration illustrée de l'organe de scellement 16, il est
préférable
que le tuyau 2 soit positionné sur la partie avant de la zone de coupe le plus


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-8-
tangentiellement possible à la circonférence ou le pourtour de la zone de
coupe. La Figure 5 illustre les positions qu'un tuyau 2 prendra pour des
diamètres de tuyau de 4,000, 2,875 et 1,900 pouces (10,16, 7,30 et 4,83 cm)
respectivement. Le positionnement des pivots 39, 41, 43, 45 illustré engendre
une erreur de positionnement inférieure à 1/16 pouce (approx. 1,5 mm).
Chacune des mâchoires 34, 36 de la pince 32 est actionnée par le cylindre
pneumatique 33, 35 correspondant. Les cylindres pneumatiques 33, 35 ont des
extrémités montées de manière pivotante et forcent l'ouverture et la fermeture
des mâchoires 34, 36.

En référence à la Figure 6, l'organe d'avance 14 peut avantageusement être
composé d'un mécanisme ayant un siège mobile 60 monté sur des chariots à
billes 62, 64 qui coulissent sur des rails 66, 68 espacés l'un de l'autre.
L'organe
de coupe 12 (tel qu'illustré à la Figure 1) est monté sur le siège mobile 60.
Les
rails 62, 64 sont montés entre des membres supports 74, 76 fixés au bâti 6
(tel
qu'illustré à la Figure 1) et guident un déplacement du siège mobile 60 par
rapport au bâti 6 de manière à déplacer la lame 4 transversalement par rapport
à la zone de coupe et varier la profondeur de coupe de la lame 4 dans la zone
de coupe. D'autres mécanismes de guidage du siège mobile 60 peuvent être
utilisés si voulu.

Le siège 60 est actionné par le moteur électrique 28 via un mécanisme de
transmission 69 couplé à une vis 70, afin de déplacer le siège 60 le long des
rails 66, 68. Le moteur 28 est contrôlé en vitesse et régularise le taux
d'enlèvement de métal ou autre matériau dont le tuyau 2 est fait. Ce type de
contrôle limite les fluctuations de contraintes dans l'organe de coupe 12 (tel
qu'illustré à la Figure 1) qui peuvent être à la source d'une dégradation
accélérée de la lame 4 et de certaines irrégularités lors de la coupe.
Le mécanisme de l'organe d'avance 14 illustré est capable de fournir une force
d'avance considérable. L'utilisation d'une telle puissance permet une
stabilité


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-9-
dans le mouvement sans toutefois affecter significativement le poids de la
tête
de coupe.

L'organe d'avance 14 peut être doté de deux capteurs 72, 73 pour détecter des
positions de début et de fin de course du siège mobile 60. Les capteurs 72, 73
sont fixés respectivement sur le membre support 74 du moteur d'avance et sur
le siège mobile 60. Ainsi, un contact du siège mobile 60 contre le capteur 72
signalera que le siège mobile 60 est en début de course, alors qu'un contact
du
capteur 73 contre le membre support 76 signalera que le siège mobile 60 est en
fin de course. Le capteur 72 permet notamment une calibration et une
initialisation du système. Le capteur 73 quant à lui peut être utilisé pour
valider
que le siège mobile 60 a atteint la position de fin de course correspondant à
la
profondeur de coupe maximale. Tout autre arrangement de détection de début
et de fin de course du siège mobile 60 peut être utilisé si voulu.
En référence à la Figure 7, l'organe de coupe 12 fait partie du coeur de
l'ensemble. Dans le cas de tuyaux d'alimentation de centrales nucléaires,
l'outil
qui est préconisé pour la coupe est une lame 4 à scie circulaire conçue pour
l'acier. L'organe de coupe peut avantageusement comprendre un arbre
tournant 82, un ensemble d'entraînement avec tendeur 84 couplant le moteur
15 à l'arbre tournant 82, et un arrangement de fixation radiale 86 de la lame
4
sur l'arbre tournant 82. Le moteur 15 entraine la lame 4 au moyen de deux
poulies 78, 80. Le rapport d'entrainement est de préférence ajusté pour
obtenir
une plage optimale de vitesse d'opération à la puissance maximale du moteur
15. Le système de tendeur 84 est intégré au bâti 90 de l'organe de coupe 12
pour faciliter l'installation de la courroie 88 et compenser l'étirement
possible
que la courroie 88 peut subir avec le temps. Le bâti 90 est monté sur et
entrainé
par l'organe d'avance 14 (tel qu'illustré à la Figure 1) décrit précédemment.

En référence à la Figure 8, l'arrangement de fixation 86 de la lame 4 comporte
une bride 87 se montant au bout de l'arbre 82, et un ensemble de vis 89, 91
(ou
autres éléments de fixation similaires) fixant la lame 4 à la bride 87 et la
bride
87 à l'arbre 82. Un tel montage permet en outre de limiter l'épaisseur de la
tête


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-10-
de coupe. La bride 87 permet de centrer la lame 4 et sert de lien mécanique
entre l'arbre 82 et la lame 4. D'autres genres de montages de la lame 4 à
l'arbre
82 peuvent être utilisés si voulu.

En référence à la Figure 11, les membres 18, 20 de l'organe de scellement 16
comportent des mâchoires mobiles 96, 98 opérables entre une position ouverte,
telle qu'illustrée sur cette Figure, laissant l'objet tubulaire 2 (tel
qu'illustré dans
la Figure 10) s'engager dans la zone de coupe, et une position fermée, telle
qu'illustrée aux Figures 9 et 10, dans laquelle les mâchoires 96, 98
s'étendent
autour de l'objet tubulaire 2 lorsqu'il est engagé dans la zone de coupe. Les
mâchoires 96, 98 ont des faces frontales complémentaires 100, 102 formant,
lorsque les mâchoires 96, 98 sont en position fermée, une paroi fermant un
espace frontal de l'ouverture 8 du bâti 6 (tel qu'illustré à la Figure 1). Les
mâchoires 96, 98 peuvent être reliées ensembles par une tige 99 pour qu'elles
soient interdépendantes et pivotent en harmonie.

En référence aux Figures 9 et 10, pour effectuer le scellement du bâti 6
(agissant comme garde de la lame 4) autour du tuyau 2, la tête de coupe
utilise
des membranes 104 élastiques (seule la membrane 104 supérieure est
illustrée), de préférence en caoutchouc. Les membranes 104 s'étendent entre
les mâchoires 96, 98 au dessus et en dessous de l'ouverture 8 du bâti 6 (tel
qu'illustré à la Figure 1). Les membranes 104 peuvent être fixées aux
mâchoires 96, 98 à l'aide d'inserts de fixation 108, 110, 112 (illustrés à la
Figure
11). Les membranes 104 s'étendent de préférence près de la lame 4.
Les membranes 104 ont des dégagements 106 laissant l'objet tubulaire 2
s'engager dans la zone de coupe lorsque les mâchoires 96, 98 sont en position
ouverte et scellant des espaces supérieur et inférieur de l'ouverture 8 du
bâti 6
autour de l'objet tubulaire 2 lorsque l'objet tubulaire 2 est engagé dans la
zone
de coupe et les mâchoires 96, 98 sont en position fermée.

Cet arrangement a l'avantage d'être adaptatif, très résistant, passif et
facile
d'utilisation. Le caoutchouc naturel résiste à la chaleur susceptible d'être


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-11-
dégagée par les projections et n'est pas sensible aux déchirures. Les
membranes 104 doivent cependant être suffisamment épaisses pour éviter,
lorsque l'aspiration est en marche, que les membranes 104 entrent en contact
par succion avec la lame 4.
Les dégagements 106 s'étendent de préférence à travers des portions avant
des membranes 104. Une telle position des dégagements 106, sur le milieu
avant des membranes 104, permet une répartition plus uniforme des plis 107
lorsque les membranes 104 sont en fonction. De plus, elle permet de limiter le
facteur de déformation relative et facilite l'ouverture des mâchoires 96, 98.

La géométrie des mâchoires 96, 98 illustrées est optimisée de façon à limiter
l'encombrement lors de l'ouverture. Un positionnement judicieux des pivots
114,
116 permet de limiter l'excroissance des mâchoires 96, 98 à moins de 3/4 pouce
(1,9 cm). Cette caractéristique permet de faciliter le déplacement de la tête
de
coupe dans un espace limité.

En référence à la Figure 12, l'organe de scellement 20 comprend un
mécanisme d'actionnement 118 des mâchoires 96, 98 apte à les opérer en
position ouverte et en position fermée. Le mécanisme d'actionnement 118 peut
avantageusement être constitué des vérins pneumatiques 30, 31 couplés aux
mâchoires 96, 98 et aptes à les pousser et tirer sélectivement vers les
positions
ouverte et fermée (un seul des vérins 30, 31 est illustré dans la Figure,
l'autre
étant illustré par exemple dans la Figure 1). L'utilisation des vérins
pneumatiques 30, 31 permet de réduire considérablement les dimensions du
mécanisme d'actionnement 118 en comparaison avec d'autres types
d'actionneurs tels qu'électriques. La source d'énergie pneumatique est en
outre
propre et facilement disponible.

En référence à la Figure 13, le conduit d'aspiration 22 s'étend de préférence
à
travers le bâti 6 et la sortie 24 de récupération des projections débouche sur
une face arrière du bâti 6. La sortie 24 de récupération peut avantageusement
être dotée d'une volute d'aspiration 122 facilitant le couplage à un système


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-12-
d'aspiration (non illustré) tel qu'un aspirateur industriel. Le conduit
d'aspiration
22 a une fente d'entrée 124 communiquant avec une face latérale de la
chambre sensiblement vis-à-vis la zone de coupe et s'étendant vers l'avant de
la zone de coupe. Le conduit 22 a de préférence une section transversale
diminuant graduellement de la chambre vers la sortie 24 de récupération. En
d'autres mots, l'espace à l'intérieur du bâti 6 menant de la zone de coupe à
la
volute d'aspiration 122 s'épaissit de manière à créer un conduit (ou canal)
qui
dirige les copeaux vers la volute 122.

Une caractéristique du bâti 6 est de minimiser l'espace libre entre la lame 4
(telle qu'illustrée à la Figure 1) et le corps du bâti 6. En plus d'accélérer
la
circulation d'air à l'intérieur du bâti 6, cela permet d'utiliser la lame 4
comme
moyen mécanique pour déloger les débris.

La disposition et le positionnement de l'entrée d'air 125 du conduit 22 peut
avoir
un certain intérêt tout dépendant de la configuration de la tête de coupe.
Dans
le cas illustré, l'entrée d'air 125 est préférablement positionnée aussi près
que
possible en amont de la zone de coupe. Cette disposition favorise l'écoulement
d'air dans la zone de coupe et permet d'entrainer la majorité des particules
avec le jet d'air. L'aire de l'entrée d'air 125 est préférablement de
dimension
identique à l'aire de la volute d'aspiration 122 afin de conserver la vitesse
d'écoulement.

Des modifications peuvent être apportées à la configuration de la tête de
coupe
en fonction de son usage prévu. Par exemple, dans les cas où l'épaisseur de la
tête de coupe n'est pas un facteur critique, la configuration et le
fonctionnement
de l'organe de coupe 12 peuvent alors s'apparenter à ceux d'une scie sauteuse.
En pareil cas, la lame de l'organe de coupe 12 serait alors disposée de
manière
à se projeter complètement au travers de la zone de coupe, et l'organe
d'avance 14 serait alors arrangé pour déplacer la lame latéralement dans la
zone de coupe plutôt que vers l'avant. Le conduit 22 pourrait prendre la forme
d'un tuyau d'aspiration disposé à l'extérieur du bâti 6, préférablement le
longeant, plutôt que d'être intégré au bâti 6. L'organe d'avance 14 peut


CA 02730656 2011-01-13
WO 2010/006421 PCT/CA2009/000955
-13-
également prendre d'autres formes notamment si la vitesse et la puissance
d'avance ne sont pas des facteurs importants à respecter, selon le type de
matériau à couper. Par exemple, le siège mobile 60 pourrait être monté dans
des glissières et son déplacement pourrait être réalisé au moyen d'un système
d'engrenages approprié. Selon les caractéristiques du moteur 15, celui-ci
pourrait être intégré au bâti 90 de l'outil de coupe 12. L'organe de
préhension
peut aussi prendre d'autres formes. Par exemple, les mâchoires 34, 36 de la
pince 32 peuvent être articulées différemment, et leur actionnement peut être
effectué au moyen d'un ou plusieurs moteurs électriques au lieu des cylindres
10 pneumatiques 33, 35 si voulu. L'organe de préhension 10 peut être combiné à
l'organe de scellement 16 si voulu, par exemple en étant monté sur l'organe de
scellement 16 ou être intégré à l'organe de scellement 16 qui serait alors
doté
d'éléments de préhension (non illustrés) remplissant le rôle des mâchoires 34,
36. Différents types d'actionneurs, e.g. électriques, hydrauliques, peuvent
être
utilisés au lieu des vérins/cylindres pneumatiques 30, 31, 33, 35 si voulu. Au
lieu de membranes 104 élastiques, l'organe de scellement 16 peut par exemple
comporter un mécanisme à diaphragme (non illustré) composé d'un
assemblage de lamelles mobiles permettant de régler le diamètre de
l'ouverture, ou un mécanisme à carrousel composé d'une lamelle percée de
plusieurs trous de diamètres différents et mobile de manière à permettre un
certain réglage. D'autres modifications peuvent être apportées aux organes de
la tête de coupe en autant que ces modifications fournissent les fonctions
utiles
décrites ci-dessus.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Administrative Status , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date Unavailable
(86) PCT Filing Date 2009-07-15
(87) PCT Publication Date 2010-01-21
(85) National Entry 2011-01-13
Dead Application 2015-07-15

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2014-07-15 FAILURE TO REQUEST EXAMINATION
2014-07-15 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $400.00 2011-01-13
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2011-07-15 $100.00 2011-06-23
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2012-07-16 $100.00 2012-06-22
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2013-07-15 $100.00 2013-07-02
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
HYDRO-QUEBEC
Past Owners on Record
None
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

To view selected files, please enter reCAPTCHA code :



To view images, click a link in the Document Description column. To download the documents, select one or more checkboxes in the first column and then click the "Download Selected in PDF format (Zip Archive)" or the "Download Selected as Single PDF" button.

List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 2011-03-14 1 58
Abstract 2011-01-13 2 102
Claims 2011-01-13 4 150
Drawings 2011-01-13 8 224
Description 2011-01-13 13 536
Representative Drawing 2011-01-13 1 35
PCT 2011-01-13 9 334
Assignment 2011-01-13 6 134