CA2848967A1

CA2848967A1 - Module de service compact et son utilisation dans une usine de production d'aluminium par electrolyse

Info

Publication number: CA2848967A1
Application number: CA2848967A
Authority: CA
Inventors: Stephane David
Original assignee: ECL SAS
Current assignee: Fives ECL SAS
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2013-04-04
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: FR2980488A1; AR088008A1; BR112014007309A2; CN103827356A; CA2848967C; ZA201401432B; EP2761061B1; AU2012314235A1; RU2014116961A; DK201470091A; CN103827356B; FR2980488B1; EP2761061A1; IN2014CN03122A; WO2013045771A1; US20140231268A1; RU2601717C2

Abstract

Un module de service (19) d'une usine de production d'aluminium comprenant un châssis (25) et une partie rotative (33) incluant une trémie (37) montée sur ledit châssis pour pivoter autour d'un axe sensiblement vertical, ladite partie rotative étant équipée d'au moins un outil (21, 22) monté
sur un bras télescopique, ledit module de service comprenant une première structure porteuse (35) pour porter l'ensemble de ladite partie rotative et montée sur ledit châssis de manière à pivoter autour d'un axe sensiblement vertical, un membre fixe (39) dudit bras télescopique étant monté sur une seconde structure porteuse (41) de ladite partie rotative par l'entremise de moyens d'accrochage (43) fixés à une partie d'accrochage dudit membre fixe disposée à distance des extrémités (45, 47) dudit membre fixe. Une machine de service (5), une unité de service comprenant le module de service décrit précédemment, et l'utilisation de ladite unité de service.

Description

MODULE DE SERVICE COMPACT ET SON UTILISATION DANS UNE USINE DE
PRODUCTION D'ALUMINIUM PAR ÉLECTROLYSE
Domaine de l'invention L'invention concerne la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé de Hall-Héroult. Elle concerne plus particulièrement les modules de service utilisés dans les usines de production d'aluminium.
État de la technique =
L'aluminium est produit industriellement par électrolyse ignée dans des cellules d'électrolyse suivant le procédé bien connu de Hall-Héroult. Les usines contiennent un grand nombre de cellules d'électrolyse disposées en ligne, dans des bâtiments appelés halls ou salles d'électrolyse, et raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison. Les cellules sont généralement disposées de manière à former deux ou plusieurs files parallèles qui sont électriquement liées entre elles par des conducteurs d'extrémité.
Le fonctionnement d'une usine d'électrolyse nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figurent, notamment, le remplacement des anodes usées par des anodes neuves, le prélèvement de métal liquide des cellules et les prélèvements ou ajouts d'électrolyte. Afin d'effectuer ces interventions, les usines les plus modernes sont équipées d'une ou plusieurs unités de service comprenant un pont mobile qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse, et le long des séries de cellules, et une ou plusieurs machines de service comprenant chacune un chariot et un module de service muni d'organes de manutention et d'intervention (souvent appelés outils ), tels que des pelles et des palans, et apte à être déplacée sur le pont mobile. Ces unités de service sont souvent appelées "machines de service électrolyse" ou "M.S.E"
("PTA" ou "Pot Tending Assembly" ou "PTM" ou "Pot Tending Machine" en langue anglaise).
Afin d'optimiser l'espace dans les salles d'électrolyse et de réduire le coût des investissements, les cellules d'électrolyse sont disposées de manière aussi rapprochée que possible les unes des autres et à proximité de l'un des côtés latéraux des salles d'électrolyse et une allée de circulation aussi étroite que possible est aménagée à
proximité de l'autre côté latéral des salles. Cette disposition impose que la distance entre les murs de la salle d'électrolyse et les limites de la zone de travail de chacun des outils des machines de service soit la plus réduite possible, notamment pour l'accès aux cellules d'électrolyse. Cette distance est appelée "approche des outils". La position des cellules

2 dans la salle d'électrolyse et la surface totale de la salle qui en résulte dépendent sensiblement du volume occupé par les machines de service et des possibilités d'approche et de mouvement de leurs outils. Or, les modules de service connus occupent un volume important qui interdit une approche réduite des côtés des salles d'électrolyse, notamment des côtés latéraux, et qui limite sensiblement leurs mouvements à
proximité
de ces côtés. Le volume des modules peut être réduit par un rapprochement des outils.
Toutefois, cette solution peut augmenter les risques d'endommagement des outils lors des opérations d'entretien.
Le brevet européen EP 1 781 839 de la demanderesse propose un module de service comprenant un châssis apte à être fixé à un chariot et une tourelle montée sur ledit châssis de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical, ladite tourelle étant équipée d'une pluralité d'organes de manutention et d'intervention. Ce module de service comprend un ensemble d'outils montés sur des bras télescopiques, chaque bras télescopique étant fixé à la tourelle par un support articulé autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique par rapport à un point d'articulation déterminé Dans ce module de service, les bras télescopiques sont reliés entre eux par un dispositif de liaison mécanique permettant de maintenir, dans un domaine de tolérance déterminé, l'écart angulaire relatif entre les mouvements pendulaires desdits bras télescopiques. Un tel module de service permet de rapprocher les outils en limitant ainsi le volume, notamment la largeur, sous le châssis dudit module. Il permet également de conférer aux outils une indépendance de mouvement limitée, tout en évitant qu'ils s'entrechoquent et que les à-coups subis par l'un des outils se répercutent directement sur les autres outils.
Un problème technique du module de service de l'art antérieur est de minimiser encore plus le volume sous le châssis dudit module, notamment la hauteur sous le châssis du module de service, ainsi que le volume de l'espace couvert par l'ensemble du module de service lors de la rotation de sa partie rotative.
Description de l'invention Un objet de l'invention concerne un module de service utilisable dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, ledit module comprenant un châssis apte à
être fixé à un chariot et une partie rotative montée sur ledit châssis de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe sensiblement vertical, ladite partie rotative étant équipée d'au moins un outil monté sur un bras télescopique de ladite partie rotative, ledit module de service comprenant en outre une première structure porteuse montée sur ledit châssis et destinée à porter une trémie, ledit module de service étant caractérisé en ce que ladite première structure porteuse et ladite trémie sont comprises dans ladite partie rotative,

3 ladite première structure porteuse étant conçue pour porter l'ensemble de ladite partie rotative et étant montée sur ledit châssis de manière à pivoter autour dudit axe sensiblement vertical, et en ce que ladite partie rotative comprend une seconde structure porteuse, un membre fixe dudit bras télescopique étant monté sur ladite seconde structure porteuse solidaire de ladite partie rotative par l'entremise de moyens d'accrochage autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique, lesdits moyens d'accrochage étant fixés à une partie d'accrochage dudit membre fixe disposée à
distance des extrémités dudit membre fixe.
Le plus souvent, le module de service est monté sur le chariot d'une machine de service, 113 ledit chariot étant, quant à lui, monté sur le pont mobile d'une unité
de service qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse. Ainsi, la partie rotative du module de service est généralement disposée ou suspendue sous le chariot, c'est-à-dire encore sous le châssis dudit module de service. Plus précisément, cette partie rotative est généralement montée rotative sur le châssis de manière à pouvoir pivoter, le plus souvent sur elle-même, autour d'un axe sensiblement verticale. Dans ce qui suit, cette partie rotative peut être indifféremment appelée tourelle.
La première structure porteuse étant conçue pour porter l'ensemble de ladite partie rotative et étant montée sur ledit châssis de manière à pivoter autour dudit axe sensiblement vertical, cette première structure porteuse constitue donc généralement la partie supérieure de ladite partie rotative.
La partie rotative est généralement équipée d'un ensemble déterminé d'outils, chaque outil dudit ensemble étant monté sur un bras télescopique fixé à la seconde structure porteuse. Les bras télescopiques sur lesquels sont montés les outils, la seconde structure porteuse, ainsi que les moyens d'accrochage disposés entre la seconde structure porteuse et les bras télescopiques sont donc tous compris dans la partie rotative. Cet ensemble déterminé d'outils peut comprendre typiquement au moins un outil choisi parmi une pelle à croûtes, une pince de manutention des anodes et un piqueur.
Selon un aspect de l'invention, la trémie est comprise dans la partie rotative ou tourelle.
La partie rotative comprend donc, non seulement les outils et les bras télescopiques sur lesquels ils sont montés, mais également la trémie. Cette trémie, qui permet d'alimenter la cellule d'électrolyse en produits pulvérulents, présente généralement un volume important, par comparaison avec les outils et les bras télescopiques sur lesquels ils sont montés. Le fait d'inclure cette trémie dans la partie rotative permet de minimiser le volume sous le châssis dudit module, ou plus précisément le volume de l'espace couvert par l'ensemble du module de service lors de la rotation de sa partie rotative, et notamment

4 l'étendue radiale par rapport à l'axe sensiblement vertical autour duquel ladite partie rotative est montée pivotante.
Dans ce qui suit, le volume de l'espace couvert par l'ensemble du module de service lors de la rotation de sa partie rotative, et notamment lors d'une rotation complète ou de 3600 de ladite partie rotative, pourra être qualifié d'encombrement spatial. Ainsi, et en d'autres termes, le fait d'inclure la trémie dans la partie rotative permet d'optimiser l'encombrement spatial, sous le châssis, du module de service, et notamment l'encombrement radial par rapport à l'axe sensiblement vertical autour duquel ladite partie rotative est montée pivotante. En effet, dans le cas contraire où la trémie est fixe par rapport aux outils, ces derniers et leurs bras télescopiques respectifs devraient être agencés de sorte que leur rotation ne soit pas entravée par ladite trémie, c'est-à-dire encore que les outils et leurs bras télescopiques respectifs devraient être agencés dans un espace ayant une symétrie de révolution par rapport à l'axe de rotation de la partie rotative qui en dehors de celui occupé par la trémie. Ce choix d'inclure la trémie dans la partie rotative permet ainsi d'agencer cette trémie, les outils et les bras télescopiques sur lesquels ils sont montés dans un espace qui est globalement plus réduit, du fait que l'ensemble de ces objets tournent, en même temps, autour d'un même axe de rotation.
Selon un autre aspect de l'invention, les membres fixes des bras télescopiques sur lesquels sont montés les outils sont fixés à la seconde structure porteuse, cette dernière étant solidaire de la partie rotative du module de service. Par membre fixe d'un bras télescopique, on entend généralement le fût dans lequel coulisse un membre mobile portant l'outil, ledit membre fixe étant en l'occurrence fixé à la seconde structure porteuse.
Cette seconde structure porteuse, qui est distincte de la première structure porteuse montée sur le châssis, est donc disposée sous ledit châssis et plus précisément sous ladite première structure porteuse. Cette seconde structure porteuse est généralement disposée sous la trémie. La seconde structure porteuse peut être avantageusement constituée par une passerelle disposée sous la trémie. Dans ce qui suit, la seconde structure porteuse peut être qualifiée de passerelle, voire de passerelle sous trémie. Cette passerelle peut porter d'autres organes que les outils, tels que, par exemple, une centrale hydraulique et des armoires électriques. Cette configuration dans laquelle les outils sont montés sur la passerelle permet aux opérateurs de maintenance d'avoir accès aux outils et à divers organes du module de service.
Par ailleurs, les outils étant montés sur la seconde structure porteuse, les efforts exercés par lesdits outils sont donc transférés sur ladite seconde structure porteuse plutôt que sur la première structure porteuse portant l'ensemble de la partie rotative.
L'utilisation de la seconde structure porteuse ou passerelle sous trémie pour fixer les outils permet ainsi de ne plus utiliser la première structure porteuse portant l'ensemble de la partie rotative ou tourelle pour reprendre les efforts principaux exercés par lesdits outils.
Cette configuration permet notamment d'alléger globalement la masse de la première structure porteuse portant l'ensemble de la tourelle. Cette configuration permet également de simplifier la

5 construction de première structure porteuse portant l'ensemble de la tourelle.
Selon encore un autre aspect de l'invention, les moyens d'accrochage autorisent des mouvements pendulaires des bras télescopiques sur lesquels sont montés les outils. Cet autre aspect de l'invention permet non seulement de conférer aux bras télescopiques une indépendance de mouvement par rapport au mouvement de la partie rotative, mais également d'éviter que les à-coups subis par un outil se répercutent directement sur l'ensemble de la partie rotative, et notamment sur les autres outils portés par cette partie rotative.
Selon encore un autre aspect de l'invention, les moyens d'accrochage sont fixés à une partie d'accrochage dudit membre fixe disposée à distance des extrémités dudit membre fixe. En d'autres termes, le membre fixe du bras télescopique n'est pas accroché à la seconde structure par l'une de ses extrémités. Cet aspect de l'invention permet d'améliorer la précision dans le positionnement de l'outil. Cet aspect de l'invention permet également d'élever l'extrémité supérieure du membre fixe à une élévation proche de celle du châssis. L'encombrement sous le châssis s'en trouve ainsi réduit sans nécessité de diminuer la longueur du membre fixe.
Les différents aspects de l'invention présentés ci-dessus concourent donc à
minimiser, encore plus significativement, l'encombrement sous le châssis du module de service.
Selon un mode préférentiel de l'invention, le membre fixe du bras télescopique est relié à
la première structure porteuse par un dispositif de liaison mécanique permettant de limiter l'amplitude des mouvements pendulaires dudit bras télescopique. De cette façon, le domaine de tolérance de l'amplitude des mouvements pendulaires du ou des bras télescopique(s) est encore mieux maîtrisé. En effet, ce domaine de tolérance est défini par rapport à la partie rotative, et plus particulièrement par rapport à la première structure porteuse de ladite partie rotative. Contrairement au module décrit dans le brevet européen EP 1 781 839, le domaine de tolérance de l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique d'un outil n'est pas défini par rapport à d'autres outils de ladite partie rotative. Ainsi, le domaine de tolérance de l'amplitude des mouvements pendulaires d'un bras télescopique est défini de manière plus déterministe que dans l'art antérieur du fait qu'il ne dépend plus des mouvements pendulaires des autres outils.

6 Grâce à cette configuration du module de service, la composante axiale ou verticale des efforts exercés par un outil et le bras télescopique sur lequel il est monté
'est reprise par la seconde structure porteuse ou passerelle sous châssis, par l'intermédiaire des moyens d'accrochage. Les composantes radiales ou horizontales de ces efforts sont, quant à
elles, en partie reprises par la première structure porteuse portant l'ensemble de la partie rotative ou tourelle sous châssis, par l'intermédiaire du dispositif de liaison mécanique.
Selon un mode préférentiel de l'invention, la partie d'accrochage du membre fixe du bras télescopique est à une distance D d'une extrémité supérieure dudit membre fixe supérieure à un dixième de la longueur L dudit membre fixe. De préférence, la distance D
entre la partie d'accrochage et l'extrémité supérieure du membre fixe est comprise entre un quart de la longueur L dudit membre fixe et deux tiers de cette même longueur. Par exemple, la distance D entre la partie d'accrochage et l'extrémité supérieure du membre fixe est égale à une moitié de la longueur L dudit membre fixe. De cette façon, la précision et la robustesse de l'outil sont améliorées.
De préférence, le dispositif de liaison mécanique est monté pour relier l'extrémité
supérieure du membre fixe à la première structure porteuse. Avantageusement, le dispositif de liaison mécanique comporte au moins un système amortisseur permettant de limiter l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique selon une direction horizontale. Avantageusement, le dispositif de liaison mécanique comporte deux systèmes amortisseurs permettant de limiter l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique selon deux directions horizontales sensiblement perpendiculaires.
De préférence, l'extrémité supérieure du membre fixe du bras télescopique a une élévation juste inférieure à celle du châssis. De préférence, la partie du membre fixe entre son extrémité supérieure et sa partie d'accrochage s'étend à travers une ouverture de la première structure porteuse. De cette façon, le membre fixe du bras télescopique peut s'étendre jusqu'au châssis, ce qui permet à limiter l'encombrement sous le châssis du module de service.
De préférence, les moyens d'accrochage sont conçus pour interdire les mouvements de rotation du bras télescopique autour d'un axe longitudinal dudit bras. Ceci confère aux outils une liberté de positionnement sans changer leur orientation de base.
Selon un mode de réalisation, les moyens d'accrochage du bras télescopique sur la seconde structure porteuse comportent des premiers moyens de fixation solidaires de ladite seconde structure porteuse en appui sur une face supérieure de ladite seconde structure porteuse. Cette face supérieure de la seconde structure porteuse s'étend généralement dans un plan sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal du bras

7 télescopique, de sorte que le bras télescopique, l'outil montée à l'extrémité
dudit bras télescopique et une charge éventuelle dudit outils exercent, sur ladite face supérieure, des efforts d'appui par l'entremise des premiers moyens de fixation.
De préférence, les premiers moyens de fixation des moyens d'accrochage du bras télescopique sur la seconde structure porteuse comportent un support intermédiaire destiné à être fixé solidairement à la seconde structure porteuse, lesdits moyens d'accrochage comportant au moins une pièce d'appui solidaire dudit bras télescopique s'appuyant sur ledit support intermédiaire et autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique. De cette façon, les moyens d'accrochage permettent de reprendre les efforts de levage exercés sur la seconde structure porteuse par le bras télescopique lors du levage de l'outil et de sa charge éventuelle.
Il est à noter que les outils peuvent être actionnés par des moyens d'actionnement, généralement des vérins hydrauliques ou des moyens de levage par câble, dont la fonction est, d'une part, de maintenir l'outil actif au niveau souhaité et, d'autre part, de lever cet outil et les charges éventuelles manutentionnées par cet outil.
Généralement, la ligne d'action de ces moyens d'actionnement est confondue avec l'axe longitudinal du bras télescopique portant l'outil. Les efforts exercés par ces moyens d'actionnement sont généralement des efforts de levage, c'est-à-dire des efforts s'ajoutant au poids de l'outil, du bras télescopique sur lequel il est monté et de la charge éventuellement manutentionnée par cet outil. Les efforts descendants exercés par les moyens d'actionnement sont généralement minimisés du fait du propre poids de l'outil et de son bras télescopique. De cette façon, la présence d'au moins un point d'appui sur la face supérieure de la seconde structure porteuse est théoriquement suffisante pour reprendre les efforts de levage exercés par les outils.
De préférence, la au moins une pièce d'appui (en l'occurrence les deux pièces d'appui) comporte un élément fusible destiné à se rompre lorsque l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique est en dehors d'un domaine prédéterminé de tolérance.
Le matériau de cet élément fusible et sa forme sont choisis pour limiter les efforts ayant une composante horizontale transmis à la seconde structure porteuse. En d'autres termes, l'élément fusible est conçu pour être rompu avant de risquer d'endommager l'élément fixe du bras télescopique ou la seconde structure porteuse.
De préférence, les moyens d'accrochage du bras télescopique sur la seconde structure porteuse comportent des seconds moyens de fixation solidaires de la partie d'accrochage du membre fixe dudit bras télescopique, lesdits seconds moyens de fixation comportant

8 deux montants orientés de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du bras télescopique.
De préférence, les moyens d'accrochage comportent deux pièces d'appui solidaires du bras télescopique s'appuyant sur le support intermédiaire et autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique, l'élément fusible de chaque pièce d'appui étant fixé
solidairement sur respectivement chaque montant des seconds moyens de fixation.
L'invention a également pour objet une machine de service comprenant un chariot et un module de service tel que décrit précédemment.
L'invention a encore pour objet une unité de service d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée comprenant un pont mobile et au moins une machine de service selon l'invention.
L'invention a encore pour objet l'utilisation d'une unité de service selon l'invention pour les interventions sur des cellules d'électrolyse destinées à la production d'aluminium par électrolyse ignée.
Brève description des figures La figure 1 illustre une salle d'électrolyse typique, vue en section, destinée à la production d'aluminium et comprenant une unité de service représentée de manière schématique.
La figure 2 est une vue de côté d'une machine de service selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est une vue en perspective de la même machine de service que celle représentée à la figure 2.
La figure 4 est une vue en perspective du module de service de la machine de service représentée à la figure 2.
La figure 5 est une vue en coupe des moyens d'assemblage entre ledit bras et la seconde structure porteuse.
La figure 6 est une vue partielle de la partie supérieure du membre fixe d'un bras télescopique et du dispositif de liaison mécanique pour relier ledit bras à la première structure porteuse.
La figure 7 est une vue en coupe d'une partie du dispositif de liaison mécanique pour relier ledit bras à la première structure porteuse.

9 Description détaillée de l'invention Les usines d'électrolyse destinées à la production d'aluminium comprennent une zone de production d'aluminium liquide qui comprend une ou plusieurs salles d'électrolyse 1. Tel qu'illustré à la figure 1, chaque salle d'électrolyse 1 comporte des cellules d'électrolyse 3 et au moins une "unité de service" ou "machine de service" 5. Les cellules d'électrolyse 3 sont normalement disposées en rangées ou files, chaque rangée ou file comportant typiquement plus d'une centaine de cellules. Les cellules 3 sont disposées de manière à
dégager une allée de circulation 7 sur le long de la salle d'électrolyse 1.
Les cellules 3 comprennent une série d'anodes 9 munies d'une tige métallique 11 destinée à la fixation et au raccordement électrique des anodes à un cadre anodique métallique (non représenté). L'unité de service 5 sert à effectuer des opérations sur les cellules 3 telles que les changements d'anode ou le remplissage des trémies d'alimentation des cellules d'électrolyse, par exemple en fluorure d'aluminium. Elle peut également servir à
manutentionner des charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide ou des anodes. L'invention concerne tout particulièrement les unités de service utilisables pour effectuer les changements d'anode.
L'unité de service 5 comprend un pont mobile 13 qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse 3, et le long de celles-ci, et une machine de service 15 comprenant un chariot mobile 17 apte à être déplacé sur le pont mobile 13 et un module de service 19 équipé de plusieurs organes de manutention et d'intervention 21 tels que des outils (pelles, clés, piqueurs,...). Le pont mobile 13 repose et circule sur des chemins de roulement 23, 24 disposés parallèlement l'un à l'autre et à l'axe principal de la salle (et de la file de cellules). Le pont mobile 13 peut ainsi être déplacé le long de la salle d'électrolyse 1.
Comme cela est illustré sur les figures 2 et 3, le module de service 19 comporte un châssis 25, typiquement une plate-forme apte à être fixé au chariot 17 et une partie rotative ou tourelle 33 montée sur le châssis 25 de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical A en utilisation. La tourelle 33 est généralement équipée d'un balcon ou d'une cabine de commande non représenté comportant des commandes destinées à
manoeuvrer le module 19 et les organes de manutention et d'intervention 21, 22. Les outils se situent normalement d'un même côté de la tourelle 33, à savoir le côté qui se trouve au-dessous de la tourelle en utilisation.
Le chariot 17 de la machine de service 5 est monté sur des dispositifs de roulement 31, 32 destinés au roulement du chariot sur un chemin de roulement du pont mobile 13. Le châssis 25 du module de service 19 est fixé au chariot 17. La partie rotative ou tourelle 33 du module de service 19 est montée sur le châssis 25 de manière à pouvoir pivoter sur elle-même autour de l'axe sensiblement vertical A représenté sur les figures 3 et 4. Plus précisément, la partie rotative 33 est suspendue sous le châssis 25 du module de service.
Comme cela est illustré sur les figures 2, 3 et 4, la partie rotative 33 du module de service 5 19 comprend une première structure porteuse 35 conçue pour porter l'ensemble de ladite partie rotative. Cette première structure porteuse 35 est montée sur le châssis 25 de manière à pivoter autour de l'axe A sensiblement vertical représenté sur les figures 3 et 4.
Plus précisément, la première structure porteuse 35 est suspendue sous le châssis 25 du module de service. Ainsi, la première structure porteuse 35 constitue la partie supérieure

10 de la partie rotative 33.
La partie rotative 33 du module de service 19 comprend, en outre, une trémie permettant d'alimenter une cellule d'électrolyse en produits pulvérulents, ladite trémie étant portée par la première structure porteuse 35. Comme cela a été expliqué
précédemment, le fait d'inclure cette trémie 37 dans la partie rotative 33 permet de minimiser le volume sous le châssis 25 du module de service, ou plus précisément l'encombrement spatial de ce module de service.
La partie rotative 33 du module de service 19 est équipé de plusieurs organes de manutention et d'intervention comprenant généralement un ensemble d'outils montés sur des bras télescopiques. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2, 3 et 4, l'ensemble déterminé d'outils comporte une pelle à croûtes 21 et une pince de manutention des anodes 22. Cet ensemble d'outils peut également comporter, entre autres, un piqueur. Ces outils sont destinés aux opérations de changement d'anodes des cellules d'électrolyse. Dans ces opérations, le piqueur sert à briser la croûte d'alumine et de bain solidifié qui couvre généralement les anodes de la cellule, la pelle à
croûtes 21 sert à dégager l'emplacement de l'anode, après le retrait de l'anode usée, par enlèvement des matières solides qui s'y trouvent, et la pince de manutention des anodes 22 sert à
saisir et à manipuler les anodes par leur tige, notamment pour l'enlèvement des anodes usées d'une cellule d'électrolyse et la mise en place d'anodes neuves dans la cellule d'électrolyse. La partie rotative 33 du module de service 19 peut, en outre, comporter d'autres outils, qui n'ont pas été représentés, tels qu'une deuxième pince de manutention des anodes, un dispositif d'alimentation en alumine ou en bain broyé
comportant un conduit escamotable, ou encore un palan.
Le bras télescopique sur lequel est monté chaque outil s'entend de tout dispositif comportant au moins un membre fixe, typiquement un fût ou un châssis allongé, et un membre mobile, typiquement une tige ou un fût, apte à être déplacé par rapport au

11 membre fixe le long d'un axe déterminé, qui est généralement parallèle à l'axe principal du membre fixe. Le membre fixe est fixé au module de service, en l'occurrence à la partie rotative 33 du module de service 19. L'outil est, quant à lui, fixé au membre mobile, généralement à une extrémité de celui-ci. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2, 3 et 4, chaque bras télescopique comporte un premier fût 39 de section sensiblement carrée et un deuxième fût de section sensiblement carrée apte à
coulisser à
l'intérieur du premier fût. L'axe principal des premier et deuxième fûts coïncident. L'axe principal de chaque bras télescopique est généralement destiné à être sensiblement vertical en utilisation et est typiquement parallèle à l'axe du membre fixe de ce même bras télescopique. Dans d'autres modes de réalisation non représentés, le bras télescopique de chaque outil peut comporter un ou plusieurs membres intermédiaires complémentaires situés entre le membre fixe et le membre mobile et aptes à coulisser par rapport à ces derniers.
Le membre fixe du bras télescopique de chacun de ces outils 21, 22, c'est-à-dire le fût 39 dans lequel coulisse un membre mobile dudit bras télescopique, est monté sur une seconde structure porteuse 41. Cette seconde structure porteuse est solidaire de la partie rotative 33 et distincte de la première structure porteuse 35. Cette seconde structure porteuse 41 est disposée sous la trémie 37. En l'occurrence, la seconde structure porteuse 41 permet également de porter une passerelle disposée sous la trémie qui peut être équipée d'une centrale hydraulique et d'armoires électriques. La passerelle permet notamment aux opérateurs de maintenance d'avoir accès aux outils et à divers organes du module de service.
Plus précisément, comme cela est visible sur les figures 2, 3 et 4, le fût 39 de chaque bras télescopique est monté sur la seconde structure porteuse 41 par l'entremise de moyens d'accrochage 43 autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique tout en interdisant les mouvements de rotation de ce même bras télescopique autour de son axe longitudinal. Ces mouvements pendulaires des bras télescopiques permettent d'éviter que les à-coups subis par un outil se répercutent directement sur l'ensemble de la partie rotative 33, et notamment sur les autres outils portés par cette même partie rotative.
Contrairement au module de service de l'art antérieur, le fût 39 de chaque bras télescopique n'est pas accroché à la seconde structure porteuse 41 par l'une de ses extrémités. Les moyens d'accrochage 43 sont en fait fixés à une partie d'accrochage du fût 39 qui disposée à distance des extrémités dudit fût, c'est-à-dire à
distance de l'extrémité supérieure et de l'extrémité inférieure dudit fût. Les extrémités supérieures des fûts 39 des bras télescopiques portant la pince de manutention des anodes 22 et la pelle à godets 21 sont représentées à la figure 2 sous la référence 45. Les extrémités

12 inférieures des fûts 39 de ces mêmes bras télescopiques sont, quant à elles, représentées sur les figures 2, 3 et 4 sous la référence 47. Les fûts 39 des bras télescopiques n'étant pas accrochés à la seconde structure porteuse 41 par l'une de leurs extrémités, ils sont en fait disposés à travers des ouvertures 49 de cette même seconde structure porteuse. Ces ouvertures 49 sont particulièrement bien visibles sur la figure 4. Il est à noter que l'ouverture 49 sur la droite de la figure 4 correspond à
l'emplacement du bras télescopique d'un outil qui a été démonté. Grâce à cette configuration, la précision dans le positionnement de l'outil est améliorée. Un autre avantage de cette configuration est de limiter l'encombrement sous le châssis 25 du module de service 19.
Comme cela est représenté à la figure 5, les moyens d'accrochage 43 de chaque bras télescopique sur la seconde structure porteuse 41 comportent des premiers moyens de fixation 51 solidaires de cette même seconde structure porteuse 41 en appui sur une face supérieure 53 de ladite seconde structure porteuse. Ces premiers moyens de fixation 51 permettent notamment de porter le bras télescopique et l'outil. Plus précisément, les premiers moyens de fixation 51 sont suspendus à la seconde structure porteuse 41. Ceci permet le montage et le démontage du bras télescopique par-dessous ladite seconde structure porteuse 41 par un opérateur positionné sur une passerelle de cette même seconde structure porteuse. Les premiers moyens de fixation 51 des moyens d'accrochage 43 comportent un support intermédiaire 55 destiné à être fixé
solidairement à la seconde structure porteuse 41 à l'aide de boulons 57 et d'écrous 58.
Les moyens d'accrochage 43 comportent deux pièces d'appui 61 solidaires du fût 39 du bras télescopique et s'appuyant sur le support intermédiaire 55 en autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique. Chaque pièce d'appui 61 comporte un élément fusible 63 destiné à se rompre lorsque les efforts exercés par le bras télescopique sur la seconde structure porteuse 41, notamment la composante horizontale de ces efforts, est en dehors d'un domaine de tolérance prédéterminé. Les moyens d'accrochage 43 du bras télescopique sur la seconde structure porteuse 41 comportent des seconds moyens de fixation 65 solidaires de la partie d'accrochage du fût 39 de ce même bras télescopique. Ces seconds moyens de fixation comportent, en l'occurrence, deux montants 67 orientés de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du bras télescopique.
Chaque outil 21, 22 est actionné par un vérin hydraulique 62, visible sur la figure 4, dont la ligne d'action est confondue avec l'axe longitudinal du bras télescopique portant l'outil.
Les efforts exercés par les vérins 62 sont généralement des efforts de levage, c'est-à-dire des efforts s'ajoutant au poids de l'outil, du bras télescopique sur lequel il est monté et de la charge éventuellement manutentionnée par cet outil. Les efforts descendants exercés

13 par les vérins 62 sont généralement minimisés du fait du propre poids de l'outil et de son bras télescopique. De cette façon, la présence d'au moins un point d'appui sur la face supérieure 53 de la seconde structure porteuse 41 est suffisante pour reprendre les efforts de levage exercés par les outils par l'intermédiaire des pièces d'appui 61.
Comme cela est visible sur la figure 4, le fût 39 du bras télescopique de chaque outil 21, 22 est relié à la première structure porteuse 35 par un dispositif de liaison mécanique 71 permettant de limiter encore plus l'amplitude des mouvements pendulaires dudit bras télescopique. Le débattement horizontal du bras télescopique et de l'outil porté par ledit bras s'en trouve ainsi limité et le domaine de tolérance de l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique est encore mieux maîtrisé. Grâce à cette configuration du module de service 19, les composantes radiales ou horizontales des efforts exercés par chaque bras télescopique sont en partie reprises par la première structure porteuse 35, par l'intermédiaire du dispositif de liaison mécanique 71.
Dans l'exemple représenté sur les figures 2, 3 et 4, le dispositif de liaison mécanique 71 est monté pour relier l'extrémité supérieure 45 du fût 39 de chaque bras télescopiques à
la première structure porteuse 35. En particulier, l'extrémité supérieure 45 du fût 39 de chaque bras télescopique a une élévation juste inférieure à celle du châssis.
Pour cela, la partie du fût 39 entre son extrémité supérieure 45 et sa partie d'accrochage s'étend à
travers une ouverture 73 de la première structure porteuse 35.
Comme cela est visible sur la figure 6, le dispositif de liaison mécanique 71 entre le fût ou membre fixe 39 du bras télescopique de chaque outil et la première structure porteuse 35 comporte deux systèmes amortisseurs 75, 76 permettant de limiter l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique selon deux directions horizontales perpendiculaires entre elles. Chaque système amortisseur est destiné à
reprendre le mouvement du fût 39 selon l'une ou l'autre des directions horizontales. Chaque système amortisseur permet également de faire un centrage, ou plus exactement un rappel vers une position de centrage, du fût 39.
Comme cela est visible sur la figure 7, chaque système amortisseur 75, 76 agissant selon une direction horizontale donnée comporte une partie mobile 79 solidaire du fût 39 d'un bras télescopique, ainsi qu'une partie déformable 81 coopérant avec ladite partie mobile 79 et avec deux parois 83, 84 solidaires de la première structure porteuse 35, pour reprendre tout mouvement horizontal selon la direction horizontale donnée. La partie déformable 81 comporte un ressort axial 85 agissant à ses extrémités sur deux butoirs mobiles 87, 88 coopérant avec les deux parois respectivement 83, 84 solidaires de la première structure porteuse 35. La partie mobile 79 solidaire du fût 39 comporte, quant à

14 elle, deux pièces annulaires 89, 90 destinées à coulisser le long de manchons formés sur les deux butoirs mobiles respectivement 87, 88 en s'appuyant sur l'un ou l'autre desdits butoirs mobiles en fonction du mouvement du fût 39. Ces pièces annulaires 89 permettent également de maintenir les deux butoirs mobiles 87, 88 en contact avec les extrémités du ressort 85.
Grâce à ce système amortisseur 75, 76, tout mouvement du fût 39 d'un bras télescopique et de la pièce mobile 79 solidaire dudit fût s'accompagne d'une déformation de la partie déformable 81 en comprimant le ressort 85 par l'intermédiaire de l'une ou l'autre des pièces annulaires 89, 90 et du butoir mobile 87, 88 sur lequel coulisse ladite pièce annulaire. En même temps, ce même butoir mobile 87, 88 est désolidarisé de la paroi 83, 84 solidaire de la première structure porteuse 35, tandis que le butoir mobile opposé 88, 87 s'appuie encore plus fortement sur l'autre paroi 84, 83 solidaire de cette même structure porteuse. La pièce mobile 79 et le fût 39 du bras télescopique sont ensuite rappelés dans leur position initiale grâce au ressort 85. De cette façon, le domaine de tolérance de l'amplitude des mouvements pendulaires du fût 39 de chaque bras télescopique est encore mieux maîtrisé.

Claims

REVENDICATIONS

1. Module de service (19) utilisable dans une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée, ledit module comprenant un châssis (25) apte à être fixé à
un chariot (17) et une partie rotative (33) montée sur ledit châssis de manière à
pouvoir pivoter autour d'un axe sensiblement vertical (A), ladite partie rotative étant équipée d'au moins un outil (21, 22) monté sur un bras télescopique de ladite partie rotative, ledit module de service comprenant en outre une première structure porteuse (35) montée sur ledit châssis et destinée à porter une trémie (37), ledit module de service étant caractérisé en ce que ladite première structure porteuse (35) et ladite trémie (37) sont comprises dans ladite partie rotative (33), ladite première structure porteuse (35) étant conçue pour porter l'ensemble de ladite partie rotative (33) et étant montée sur ledit châssis (25) de manière à pivoter autour dudit axe sensiblement vertical, et en ce que ladite partie rotative comprend une seconde structure porteuse (41), un membre fixe (39) dudit bras télescopique étant monté sur ladite seconde structure porteuse (41) solidaire de ladite partie rotative (33) par l'entremise de moyens d'accrochage (43) autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique, lesdits moyens d'accrochage (43) étant fixés à une partie d'accrochage dudit membre fixe disposée à distance des extrémités (45, 47) dudit membre fixe.

2. Module de service selon la revendication 1, caractérisé en ce que le membre fixe (39) du bras télescopique est relié à la première structure porteuse (35) par un dispositif de liaison mécanique (71) permettant de limiter l'amplitude des mouvements pendulaires dudit bras télescopique.

3. Module de service selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie d'accrochage du membre fixe (39) du bras télescopique est à une distance (D) d'une extrémité supérieure (45) dudit membre fixe, supérieure à un dixième de la longueur (L) dudit membre fixe.

4. Module de service selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de liaison mécanique (71) est monté pour relier l'extrémité
supérieure (45) du membre fixe (39) à la première structure porteuse (35).

5. Module de service selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de liaison mécanique (71) comporte au moins un système amortisseur (75, 76) permettant de limiter l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique selon une direction horizontale.

6. Module de service la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de liaison mécanique (71) comporte deux systèmes amortisseurs (75, 76) permettant de limiter l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique selon deux directions horizontales sensiblement perpendiculaires.

7. Module de service selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure (45) du membre fixe du bras télescopique a une élévation juste inférieure à celle du châssis (25).

8. Module de service selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie du membre fixe entre son extrémité supérieure (45) et sa partie d'accrochage s'étend à travers une ouverture (73) de la première structure porteuse (35).

9. Module de service selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (43) sont conçus pour interdire les mouvements de rotation du bras télescopique autour d'un axe longitudinal dudit bras.

10. Module de service selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la partie rotative (33) est équipée d'un ensemble déterminé d'outils (21, 22), chaque outil dudit ensemble étant monté sur un bras télescopique fixé à la seconde structure porteuse (41).

11. Module de service selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'ensemble déterminé d'outils comprend au moins un outil choisi parmi une pelle à croûtes (21), une pince de manutention des anodes (22) et un piqueur.

12. Module de service selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (43) du bras télescopique sur la seconde structure porteuse (41) comportent des premiers moyens de fixation (51) solidaires de ladite seconde structure porteuse (41) en appui sur une face supérieure (53) de ladite seconde structure porteuse.

13. Module de service selon la revendication 12, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation (51) des moyens d'accrochage (43) du bras télescopique sur la seconde structure porteuse (41) comportent un support intermédiaire (55) destiné à
être fixé solidairement à la seconde structure porteuse, lesdits moyens d'accrochage comportant au moins une pièce d'appui (61) solidaire dudit bras télescopique s'appuyant sur ledit support intermédiaire et autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique.

14. Module de service selon la revendication 13, caractérisé en ce que la au moins une pièce d'appui (61) comporte un élément fusible (63) destiné à se rompre lorsque l'amplitude des mouvements pendulaires du bras télescopique est en dehors d'un domaine prédéterminé de tolérance.

15. Module de service selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (43) du bras télescopique sur la seconde structure porteuse (41) comportent des seconds moyens de fixation (65) solidaires de la partie d'accrochage du membre fixe (39) dudit bras télescopique, lesdits seconds moyens de fixation comportant deux montants (67) orientés de façon sensiblement parallèle à
l'axe longitudinal du bras télescopique.

16. Module de service selon les revendications 15, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (43) comportent deux pièces d'appui (61) solidaires du bras télescopique s'appuyant sur le support intermédiaire (55) et autorisant des mouvements pendulaires dudit bras télescopique, et en ce que l'élément fusible (63) de chaque pièce d'appui (61) est fixé solidairement sur respectivement chaque montant (67) des seconds moyens de fixation (65).

17. Machine de service (5) comprenant un chariot (17) et un module de service (19) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.

18. Unité de service d'une usine de production d'aluminium par électrolyse ignée comprenant un pont mobile (13) et au moins une machine de service (5) selon la revendication 17.

19. Utilisation d'une unité de service selon la revendication 18 pour les interventions sur des cellules d'électrolyse destinées à la production d'aluminium par électrolyse ignée.