CA2938716C - Systeme pour la realisation d'operations liees a l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium par electrolyse - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
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Abstract
Le système (50) est destiné à être monté sur une unité mobile de l'installation pour pouvoir être déplacé au-dessus des cellules. Il comprend : un support (51 ) destiné à être monté sur l'unité; un bras (52) articulé monté sur le support; un dispositif de préhension (60) d'au moins un capot (33) conçu pour pouvoir être couplé à une première extrémité (53) du bras; et un dispositif de stockage (55) temporaire d'au moins un capot, ledit dispositif de stockage, monté sur le support, étant apte à recevoir au moins un capot apporté par le bras équipé du dispositif de préhension et à permettre audit bras équipé du dispositif de préhension de reprendre au moins un capot préalablement placé dans le dispositif de stockage.
Description
SYSTEME POUR LA REALISATION D'OPERATIONS LIEES A L'EXPLOITATION DE
CELLULES D'UNE INSTALLATION DE PRODUCTION D'ALUMINIUM
PAR ELECTROLYSE
La présente invention concerne un système pour la réalisation d'opérations liées à
l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée.
L'invention concerne aussi une unité pour l'exploitation de cellules d'une telle installation, l'unité comportant un tel système, ainsi qu'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée.
L'invention concerne également un procédé d'intervention sur une cellule d'une telle installation.
L'aluminium est produit industriellement par électrolyse ignée dans des cellules d'électrolyse suivant le procédé bien connu de Hall-Héroult. La demande de brevet français FR 2 806 742 (correspondant au brevet américain US 6 409 894) décrit les installations d'une usine d'électrolyse destinée à la production d'aluminium.
Les réactions d'électrolyse, les réactions secondaires et les hautes températures d'opération entraînent la production d'effluents gazeux, qui contiennent surtout du dioxyde de carbone et des produits fluorés. Le rejet de ces effluents dans l'atmosphère est sévèrement contrôlé et réglementé, non seulement en ce qui concerne l'atmosphère ambiante de la salle d'électrolyse, pour des raisons de conditions de travail du personnel opérant à proximité des cellules, mais également en ce qui concerne la pollution atmosphérique. Les réglementations de plusieurs Etats en matière de pollution imposent des limites aux quantités d'effluents rejetées dans l'atmosphère.
Il existe aujourd'hui des solutions qui permettent d'extraire, de récupérer et de traiter ces effluents de manière fiable et satisfaisante. Une solution largement répandue consiste à
munir les cellules d'électrolyse d'un dispositif de captage des effluents. Ce dispositif couvre les cuves d'électrolyse et comprend des moyens de confinement, qui incluent notamment un dispositif de capotage, et des moyens d'aspiration et de traitement chimique des effluents.
Le dispositif de capotage comprend des capots amovibles qui permettent d'accéder à
l'intérieur de la cellule, notamment lors du remplacement d'une anode usée par une anode neuve. L'accès à l'intérieur de la cellule peut également être nécessaire lors d'autres interventions, comme l'enlèvement du métal liquide, la couverture de bain ou diverses opérations de maintenance.
CELLULES D'UNE INSTALLATION DE PRODUCTION D'ALUMINIUM
PAR ELECTROLYSE
La présente invention concerne un système pour la réalisation d'opérations liées à
l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée.
L'invention concerne aussi une unité pour l'exploitation de cellules d'une telle installation, l'unité comportant un tel système, ainsi qu'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée.
L'invention concerne également un procédé d'intervention sur une cellule d'une telle installation.
L'aluminium est produit industriellement par électrolyse ignée dans des cellules d'électrolyse suivant le procédé bien connu de Hall-Héroult. La demande de brevet français FR 2 806 742 (correspondant au brevet américain US 6 409 894) décrit les installations d'une usine d'électrolyse destinée à la production d'aluminium.
Les réactions d'électrolyse, les réactions secondaires et les hautes températures d'opération entraînent la production d'effluents gazeux, qui contiennent surtout du dioxyde de carbone et des produits fluorés. Le rejet de ces effluents dans l'atmosphère est sévèrement contrôlé et réglementé, non seulement en ce qui concerne l'atmosphère ambiante de la salle d'électrolyse, pour des raisons de conditions de travail du personnel opérant à proximité des cellules, mais également en ce qui concerne la pollution atmosphérique. Les réglementations de plusieurs Etats en matière de pollution imposent des limites aux quantités d'effluents rejetées dans l'atmosphère.
Il existe aujourd'hui des solutions qui permettent d'extraire, de récupérer et de traiter ces effluents de manière fiable et satisfaisante. Une solution largement répandue consiste à
munir les cellules d'électrolyse d'un dispositif de captage des effluents. Ce dispositif couvre les cuves d'électrolyse et comprend des moyens de confinement, qui incluent notamment un dispositif de capotage, et des moyens d'aspiration et de traitement chimique des effluents.
Le dispositif de capotage comprend des capots amovibles qui permettent d'accéder à
l'intérieur de la cellule, notamment lors du remplacement d'une anode usée par une anode neuve. L'accès à l'intérieur de la cellule peut également être nécessaire lors d'autres interventions, comme l'enlèvement du métal liquide, la couverture de bain ou diverses opérations de maintenance.
2 Selon un premier procédé connu, les capots sont enlevés de la cellule et remis en place manuellement, un à un, par un opérateur au sol. L'opérateur est alors exposé à
des risques liés à la proximité de la cellule d'électrolyse et à la présence d'outils de manutention. En particulier, la position de prise et de dépose des capots oblige l'opérateur à se pencher vers la cellule. Comme les capots reposent sur des surfaces réduites, le mauvais positionnement d'un capot peut entraîner une mauvaise mise en appui de celui-ci sur la cellule, déséquilibrer l'opérateur et risquer de le faire tomber dans la cuve. D'autre part, le retrait des capots réduit l'efficacité du dispositif de captage et expose l'opérateur aux effluents de la cellule, ce qui l'oblige à porter des masques de protection.
Selon un deuxième procédé connu, décrit par exemple dans le brevet français FR 2 879 582 (correspondant au brevet américain US 8 273 223) les capots sont enlevés de la cellule et remis en place par un système qui comprend :
- un support destiné à être monté sur une unité mobile de l'installation pour pouvoir être déplacé au-dessus des cellules ;
- et un premier bras articulé monté sur le support et muni d'un dispositif de préhension d'au moins un capot.
Avant de remettre en place un capot sur la cellule, il est nécessaire de nettoyer la surface de la cellule sur laquelle le capot va reposer. En effet, des morceaux de bain durci ont pu tomber sur cette surface lors du changement d'anode, et la présence de ces morceaux empêcherait un repositionnement correct du capot. Pour réaliser cette opération de nettoyage, le système du document FR 2 879 582 comprend un second bras articulé
monté sur le support et pourvu d'un outil de nettoyage tel qu'une brosse.
Ainsi, un capot présent sur une cellule est ôté par le premier bras muni du dispositif de préhension, puis le deuxième bras muni de l'outil de nettoyage réalise l'opération de nettoyage tandis que le capot reste connecté au premier bras, puis le premier bras vient remettre en place le capot sur la cellule.
Un tel système donne généralement satisfaction. Toutefois, il présente un certain nombre d'inconvénients. En particulier, il possède une structure relativement complexe et encombrante, ce qui peut avoir des conséquences négatives sur sa mise en oeuvre et sur sa maintenance. En outre, ce système s'avère relativement figé, dans la mesure où il est difficile de l'adapter à différentes sortes de capots et de cellules, et de le faire évoluer pour qu'il puisse réaliser d'autres opérations sur les cellules.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un système pour la réalisation d'opérations liées à l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium
des risques liés à la proximité de la cellule d'électrolyse et à la présence d'outils de manutention. En particulier, la position de prise et de dépose des capots oblige l'opérateur à se pencher vers la cellule. Comme les capots reposent sur des surfaces réduites, le mauvais positionnement d'un capot peut entraîner une mauvaise mise en appui de celui-ci sur la cellule, déséquilibrer l'opérateur et risquer de le faire tomber dans la cuve. D'autre part, le retrait des capots réduit l'efficacité du dispositif de captage et expose l'opérateur aux effluents de la cellule, ce qui l'oblige à porter des masques de protection.
Selon un deuxième procédé connu, décrit par exemple dans le brevet français FR 2 879 582 (correspondant au brevet américain US 8 273 223) les capots sont enlevés de la cellule et remis en place par un système qui comprend :
- un support destiné à être monté sur une unité mobile de l'installation pour pouvoir être déplacé au-dessus des cellules ;
- et un premier bras articulé monté sur le support et muni d'un dispositif de préhension d'au moins un capot.
Avant de remettre en place un capot sur la cellule, il est nécessaire de nettoyer la surface de la cellule sur laquelle le capot va reposer. En effet, des morceaux de bain durci ont pu tomber sur cette surface lors du changement d'anode, et la présence de ces morceaux empêcherait un repositionnement correct du capot. Pour réaliser cette opération de nettoyage, le système du document FR 2 879 582 comprend un second bras articulé
monté sur le support et pourvu d'un outil de nettoyage tel qu'une brosse.
Ainsi, un capot présent sur une cellule est ôté par le premier bras muni du dispositif de préhension, puis le deuxième bras muni de l'outil de nettoyage réalise l'opération de nettoyage tandis que le capot reste connecté au premier bras, puis le premier bras vient remettre en place le capot sur la cellule.
Un tel système donne généralement satisfaction. Toutefois, il présente un certain nombre d'inconvénients. En particulier, il possède une structure relativement complexe et encombrante, ce qui peut avoir des conséquences négatives sur sa mise en oeuvre et sur sa maintenance. En outre, ce système s'avère relativement figé, dans la mesure où il est difficile de l'adapter à différentes sortes de capots et de cellules, et de le faire évoluer pour qu'il puisse réaliser d'autres opérations sur les cellules.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un système pour la réalisation d'opérations liées à l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium
3 par électrolyse ignée, dont des opérations de manutention de capots des cellules, le système étant destiné à être monté sur une unité mobile de l'installation pour pouvoir être déplacé au-dessus des cellules, le système comprenant :
- un support destiné à être monté sur l'unité ;
- un bras articulé monté sur le support ;
- un dispositif de préhension d'au moins un capot conçu pour pouvoir être couplé à une première extrémité du bras ;
- et, en outre, un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot, ledit dispositif de stockage, monté sur le support, étant apte à recevoir au moins un capot apporté
par le bras équipé du dispositif de préhension et à permettre audit bras équipé du dispositif de préhension de reprendre au moins un capot préalablement placé
dans le dispositif de stockage.
Grâce à la présence du dispositif de stockage monté sur le support, le bras articulé n'est pas contraint de tenir en permanence les capots pendant que sont réalisées les opérations ayant nécessité le retrait des capots (en particulier le remplacement d'une ou plusieurs anodes) et les opérations préalables à la remise en place des capots (en particulier le nettoyage de certaines zones de la cellule). De ce fait, le bras articulé, libéré
des capots, peut être utilisé pour réaliser d'autres opérations, puis reprendre les capots placés dans le dispositif de stockage pour les remettre en place sur la cellule.
Ainsi, dans la mesure où ce bras peut réaliser différentes opérations, le système peut gagner en compacité et en coût de fabrication et de maintenance.
Notamment, selon une réalisation possible, il peut être envisagé que le système comprenne un unique bras articulé monté sur le support. Le gain en compacité
est alors encore accru.
Ce bras peut être dédié aux opérations de manutention des capots et au nettoyage des zones de la cellule sur lesquelles les capots sont placés. Il pourrait de plus être conçu pour réaliser d'autres opérations, augmentant ainsi la polyvalence du système avec une compacité sensiblement inchangée.
En variante, on pourrait prévoir que le système comprenne un bras additionnel pour réaliser des opérations autres que la manutention des capots et le nettoyage précité, notamment si ces autres opérations nécessitent une structure ou des fonctionnalités spécifiques du bras qui les réalise.
Selon une réalisation possible, le système comprend en outre un dispositif d'entreposage d'outils dont au moins le dispositif de préhension et un outil de nettoyage, le dispositif
- un support destiné à être monté sur l'unité ;
- un bras articulé monté sur le support ;
- un dispositif de préhension d'au moins un capot conçu pour pouvoir être couplé à une première extrémité du bras ;
- et, en outre, un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot, ledit dispositif de stockage, monté sur le support, étant apte à recevoir au moins un capot apporté
par le bras équipé du dispositif de préhension et à permettre audit bras équipé du dispositif de préhension de reprendre au moins un capot préalablement placé
dans le dispositif de stockage.
Grâce à la présence du dispositif de stockage monté sur le support, le bras articulé n'est pas contraint de tenir en permanence les capots pendant que sont réalisées les opérations ayant nécessité le retrait des capots (en particulier le remplacement d'une ou plusieurs anodes) et les opérations préalables à la remise en place des capots (en particulier le nettoyage de certaines zones de la cellule). De ce fait, le bras articulé, libéré
des capots, peut être utilisé pour réaliser d'autres opérations, puis reprendre les capots placés dans le dispositif de stockage pour les remettre en place sur la cellule.
Ainsi, dans la mesure où ce bras peut réaliser différentes opérations, le système peut gagner en compacité et en coût de fabrication et de maintenance.
Notamment, selon une réalisation possible, il peut être envisagé que le système comprenne un unique bras articulé monté sur le support. Le gain en compacité
est alors encore accru.
Ce bras peut être dédié aux opérations de manutention des capots et au nettoyage des zones de la cellule sur lesquelles les capots sont placés. Il pourrait de plus être conçu pour réaliser d'autres opérations, augmentant ainsi la polyvalence du système avec une compacité sensiblement inchangée.
En variante, on pourrait prévoir que le système comprenne un bras additionnel pour réaliser des opérations autres que la manutention des capots et le nettoyage précité, notamment si ces autres opérations nécessitent une structure ou des fonctionnalités spécifiques du bras qui les réalise.
Selon une réalisation possible, le système comprend en outre un dispositif d'entreposage d'outils dont au moins le dispositif de préhension et un outil de nettoyage, le dispositif
4 d'entreposage, monté sur le support, étant agencé pour pouvoir recevoir au moins un outil apporté par le bras et pour permettre audit bras de prendre l'un des outils placé dans le dispositif d'entreposage.
Grâce à cette disposition, le bras peut être équipé uniquement de l'outil nécessaire à la réalisation de l'opération en cours, le ou les autres outils étant placés dans le dispositif d'entreposage pendant ce temps. En particulier, le nettoyage peut être effectué par le bras ne portant pas le dispositif de préhension, ce qui permet de gagner en praticité et en efficacité lors de l'opération de nettoyage.
De plus, la présence du dispositif d'entreposage permet d'obtenir une polyvalence du système dans de très bonnes conditions d'utilisation. En effet, les outils restent situés sur le système et ne sont pas par exemple déposés sur le sol de l'installation, ce qui évite l'encombrement au sol, le déplacement non souhaité de l'outil et la difficulté
à le localiser pour que le bras puisse le reprendre.
Le support peut comprendre une embase sur laquelle sont montés, de façon fixe : le bras, le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot, et le dispositif d'entreposage d'outils, lorsqu'il est présent. Le bras, le dispositif de stockage et le dispositif d'entreposage sont ainsi situés dans le même référentiel, si bien qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un dispositif de détection pour que le bras puisse prendre ¨ ou reprendre ¨
correctement un ou plusieurs capots stockés ou un outil entreposé.
On peut prévoir que la première extrémité du bras soit munie de premiers moyens de couplage et que le dispositif de préhension, ou tout autre outil susceptible d'être couplé à
la première extrémité du bras, soit muni de seconds moyens de couplage conçus pour coopérer, de façon amovible, avec les premiers moyens de couplage. En particulier, les seconds moyens de couplage peuvent être identiques sur tous les outils, de sorte qu'on obtient un système de couplage c< universel >. Le couplage s'entend d'un point de vue mécanique ¨ pour assurer la tenue de l'outil sur le bras ¨ mais également électrique et/ou pneumatique ou hydraulique ¨ pour la transmission de l'énergie et des ordres d'actionnement.
De préférence, les seconds moyens de couplage sont accessibles lorsque l'outil est situé
dans le dispositif d'entreposage, pour pouvoir être approchés par la première extrémité du bras et venir coopérer avec les premiers moyens de couplage.
Le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot peut être conçu pour recevoir plusieurs capots disposés sensiblement dans un même plan vertical, avec leurs bords latéraux sensiblement horizontaux, les capots étant superposés de façon sensiblement jointive le long de la direction verticale. Ceci permet, par la gravité, de supprimer les jeux qui pouvaient exister entre les capots avant que ceux-ci ne soient ôtés de la cellule. En conséquence, l'encombrement global de l'ensemble de capots est moins important que l'espace dans lequel cet ensemble doit être replacé, ce qui facilite la remise en place des capots.
Grâce à cette disposition, le bras peut être équipé uniquement de l'outil nécessaire à la réalisation de l'opération en cours, le ou les autres outils étant placés dans le dispositif d'entreposage pendant ce temps. En particulier, le nettoyage peut être effectué par le bras ne portant pas le dispositif de préhension, ce qui permet de gagner en praticité et en efficacité lors de l'opération de nettoyage.
De plus, la présence du dispositif d'entreposage permet d'obtenir une polyvalence du système dans de très bonnes conditions d'utilisation. En effet, les outils restent situés sur le système et ne sont pas par exemple déposés sur le sol de l'installation, ce qui évite l'encombrement au sol, le déplacement non souhaité de l'outil et la difficulté
à le localiser pour que le bras puisse le reprendre.
Le support peut comprendre une embase sur laquelle sont montés, de façon fixe : le bras, le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot, et le dispositif d'entreposage d'outils, lorsqu'il est présent. Le bras, le dispositif de stockage et le dispositif d'entreposage sont ainsi situés dans le même référentiel, si bien qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un dispositif de détection pour que le bras puisse prendre ¨ ou reprendre ¨
correctement un ou plusieurs capots stockés ou un outil entreposé.
On peut prévoir que la première extrémité du bras soit munie de premiers moyens de couplage et que le dispositif de préhension, ou tout autre outil susceptible d'être couplé à
la première extrémité du bras, soit muni de seconds moyens de couplage conçus pour coopérer, de façon amovible, avec les premiers moyens de couplage. En particulier, les seconds moyens de couplage peuvent être identiques sur tous les outils, de sorte qu'on obtient un système de couplage c< universel >. Le couplage s'entend d'un point de vue mécanique ¨ pour assurer la tenue de l'outil sur le bras ¨ mais également électrique et/ou pneumatique ou hydraulique ¨ pour la transmission de l'énergie et des ordres d'actionnement.
De préférence, les seconds moyens de couplage sont accessibles lorsque l'outil est situé
dans le dispositif d'entreposage, pour pouvoir être approchés par la première extrémité du bras et venir coopérer avec les premiers moyens de couplage.
Le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot peut être conçu pour recevoir plusieurs capots disposés sensiblement dans un même plan vertical, avec leurs bords latéraux sensiblement horizontaux, les capots étant superposés de façon sensiblement jointive le long de la direction verticale. Ceci permet, par la gravité, de supprimer les jeux qui pouvaient exister entre les capots avant que ceux-ci ne soient ôtés de la cellule. En conséquence, l'encombrement global de l'ensemble de capots est moins important que l'espace dans lequel cet ensemble doit être replacé, ce qui facilite la remise en place des capots.
5 Selon une réalisation possible, le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot comprend un organe mobile entre une position ouverte permettant la mise en place ou le retrait d'au moins un capot dans/depuis ledit dispositif de stockage, et une position fermée dans laquelle le ou les capots sont maintenus dans ledit dispositif de stockage.
Le système peut en outre comporter un dispositif de détection ,apte à
déterminer la position précise d'un capot sur une cellule avant sa préhension par le bras, et apte à
détecter un élément voisin de l'emplacement de la cellule où un capot doit être repositionné par le bras, afin de permettre un repositionnement approprié
dudit capot. Ces deux fonctions peuvent être assurées par un même organe de détection ou par deux organes distincts du dispositif de détection. Par exemple, le dispositif de détection peut comporter au moins un système de télémesure, par exemple un télémètre laser.
Le support peut comprendre au moins une partie qui est mobile sensiblement verticalement, en fonctionnement, et sur laquelle est fixé le bras. Cette partie mobile ¨ par rapport à l'unité sur laquelle est montée le support ¨ peut typiquement être l'embase. Le bras est par exemple fixé en partie inférieure du support par sa deuxième extrémité.
Ainsi, ladite partie mobile du support peut être remontée afin que le système, et en particulier le bras, ne gêne pas les autres opérations qui doivent être réalisées sur la cellule et/ou qu'il ne heurte pas une partie de la cellule (montée positive, superstructure, etc.) lorsque l'unité doit se déplacer.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une unité pour l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'unité
comportant :
- un pont roulant qui comporte deux poutres s'étendant transversalement et qui est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale au-dessus des cellules ;
- un chariot monté mobile transversalement sur les deux poutres du pont roulant ;
- et un système tel que précédemment décrit, le support du système étant monté sur le chariot.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant :
- un bâtiment dans lequel sont situées plusieurs cellules, chaque cellule s'étendant selon une direction transversale, les cellules étant disposées les unes à côté
des
Le système peut en outre comporter un dispositif de détection ,apte à
déterminer la position précise d'un capot sur une cellule avant sa préhension par le bras, et apte à
détecter un élément voisin de l'emplacement de la cellule où un capot doit être repositionné par le bras, afin de permettre un repositionnement approprié
dudit capot. Ces deux fonctions peuvent être assurées par un même organe de détection ou par deux organes distincts du dispositif de détection. Par exemple, le dispositif de détection peut comporter au moins un système de télémesure, par exemple un télémètre laser.
Le support peut comprendre au moins une partie qui est mobile sensiblement verticalement, en fonctionnement, et sur laquelle est fixé le bras. Cette partie mobile ¨ par rapport à l'unité sur laquelle est montée le support ¨ peut typiquement être l'embase. Le bras est par exemple fixé en partie inférieure du support par sa deuxième extrémité.
Ainsi, ladite partie mobile du support peut être remontée afin que le système, et en particulier le bras, ne gêne pas les autres opérations qui doivent être réalisées sur la cellule et/ou qu'il ne heurte pas une partie de la cellule (montée positive, superstructure, etc.) lorsque l'unité doit se déplacer.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une unité pour l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'unité
comportant :
- un pont roulant qui comporte deux poutres s'étendant transversalement et qui est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale au-dessus des cellules ;
- un chariot monté mobile transversalement sur les deux poutres du pont roulant ;
- et un système tel que précédemment décrit, le support du système étant monté sur le chariot.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant :
- un bâtiment dans lequel sont situées plusieurs cellules, chaque cellule s'étendant selon une direction transversale, les cellules étant disposées les unes à côté
des
6 autres selon une direction longitudinale ;
- une unité telle que précédemment décrite, le pont roulant étant monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales du bâtiment.
Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un procédé d'intervention sur une cellule d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant dans cet ordre les étapes consistant à:
a) prendre au moins un capot présent sur une cellule, au moyen d'un bras articulé
monté sur un support et muni d'un dispositif de préhension d'au moins un capot ;
b) au moyen dudit bras, placer le ou les capots dans un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot monté sur le support, puis séparer le dispositif de préhension et le ou les capots, de sorte à libérer le bras ;
c) au moyen dudit bras, reprendre au moins un capot préalablement placé dans le dispositif de stockage ;
d) replacer ledit ou lesdits capots sur la cellule au moyen dudit bras.
Ainsi, après l'étape b), le bras est libéré des capots et peut donc réaliser d'autres opérations.
Le procédé peut en outre comporter, entre les étapes b) et c), et dans cet ordre, les étapes consistant à:
- au moyen dudit bras, c'est-à-dire le bras qui réalise les opérations a) à
d) de manutention des capots, placer le dispositif de préhension dans un dispositif d'entreposage d'outils monté sur le support ;
- coupler audit bras un outil autre que le dispositif de préhension présent dans le dispositif d'entreposage ;
- réaliser une opération avec ledit outil ;
- replacer ledit outil dans le dispositif d'entreposage ;
- coupler à nouveau le dispositif de préhension audit bras.
Typiquement, ledit outil autre que le dispositif de préhension peut être un outil de nettoyage, tel qu'une brosse, l'opération réalisée avec ledit outil étant alors une opération de nettoyage d'au moins une zone de la cellule.
On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'invention, en référence aux figures annexées :
- une unité telle que précédemment décrite, le pont roulant étant monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales du bâtiment.
Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un procédé d'intervention sur une cellule d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant dans cet ordre les étapes consistant à:
a) prendre au moins un capot présent sur une cellule, au moyen d'un bras articulé
monté sur un support et muni d'un dispositif de préhension d'au moins un capot ;
b) au moyen dudit bras, placer le ou les capots dans un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot monté sur le support, puis séparer le dispositif de préhension et le ou les capots, de sorte à libérer le bras ;
c) au moyen dudit bras, reprendre au moins un capot préalablement placé dans le dispositif de stockage ;
d) replacer ledit ou lesdits capots sur la cellule au moyen dudit bras.
Ainsi, après l'étape b), le bras est libéré des capots et peut donc réaliser d'autres opérations.
Le procédé peut en outre comporter, entre les étapes b) et c), et dans cet ordre, les étapes consistant à:
- au moyen dudit bras, c'est-à-dire le bras qui réalise les opérations a) à
d) de manutention des capots, placer le dispositif de préhension dans un dispositif d'entreposage d'outils monté sur le support ;
- coupler audit bras un outil autre que le dispositif de préhension présent dans le dispositif d'entreposage ;
- réaliser une opération avec ledit outil ;
- replacer ledit outil dans le dispositif d'entreposage ;
- coupler à nouveau le dispositif de préhension audit bras.
Typiquement, ledit outil autre que le dispositif de préhension peut être un outil de nettoyage, tel qu'une brosse, l'opération réalisée avec ledit outil étant alors une opération de nettoyage d'au moins une zone de la cellule.
On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'invention, en référence aux figures annexées :
7 La figure 1 est une vue schématique en section d'une installation de production d'aluminium par électrolyse comportant un système selon l'invention ;
La figure 2 est une vue schématique en section d'une cellule d'électrolyse de l'installation ;
La figure 3 représente, vue en perspective, une partie de la cellule de la figure 2;
La figure 4 est une vue en perspective du système selon un mode de réalisation de l'invention ;
Les figures 5 et 6 sont des vues d'un dispositif de stockage temporaire de capots de cellule appartenant au système de la figure 4, respectivement en perspective et en vue de dessus, le dispositif de stockage étant vide ;
Les figures 7 et 8 sont des vues similaires à la figure 5, le dispositif de stockage recevant respectivement un et trois capots ;
Les figures 9 à 16 illustrent des étapes successives du procédé d'intervention sur une cellule selon l'invention au moyen du système de la figure 4.
La figure 1 représente une installation 1 de production d'aluminium par électrolyse, et plus particulièrement une salle d'électrolyse d'une telle installation 1.
L'installation 1 comprend un bâtiment 2 dans lequel sont situées plusieurs cellules 3 d'électrolyse. Chaque cellule 3 s'étend selon une direction transversale Y, et les cellules 3 sont disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale X.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, chaque cellule 3 comprend une cuve 20, une structure de support 30 appelée superstructure et une pluralité d'anodes 40, 40'.
La cuve 20 comprend un caisson 21 en acier, un revêtement intérieur 22 qui est généralement formé par des blocs en matériaux réfractaires, et un ensemble cathodique qui comprend des blocs en matériau carboné, appelés blocs cathodiques 23, et des barres de raccordement métalliques 24 auxquelles sont fixés les conducteurs électriques 45, 46, 47 servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.
Chaque anode 40 est munie d'une tige métallique 41 qui est typiquement fixée à
l'anode 40 par l'intermédiaire d'un multipode 42. Les anodes 40 sont fixées de manière amovible à un cadre métallique mobile 25, appelé cadre anodique , par un connecteur amovible 26. Le cadre anodique 25 est porté par la superstructure 30 et fixé à des conducteurs électriques 47, appelés montées positives , servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.
Généralement, plus d'une centaine de cellules 3 sont disposées les unes à côté
des
La figure 2 est une vue schématique en section d'une cellule d'électrolyse de l'installation ;
La figure 3 représente, vue en perspective, une partie de la cellule de la figure 2;
La figure 4 est une vue en perspective du système selon un mode de réalisation de l'invention ;
Les figures 5 et 6 sont des vues d'un dispositif de stockage temporaire de capots de cellule appartenant au système de la figure 4, respectivement en perspective et en vue de dessus, le dispositif de stockage étant vide ;
Les figures 7 et 8 sont des vues similaires à la figure 5, le dispositif de stockage recevant respectivement un et trois capots ;
Les figures 9 à 16 illustrent des étapes successives du procédé d'intervention sur une cellule selon l'invention au moyen du système de la figure 4.
La figure 1 représente une installation 1 de production d'aluminium par électrolyse, et plus particulièrement une salle d'électrolyse d'une telle installation 1.
L'installation 1 comprend un bâtiment 2 dans lequel sont situées plusieurs cellules 3 d'électrolyse. Chaque cellule 3 s'étend selon une direction transversale Y, et les cellules 3 sont disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale X.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, chaque cellule 3 comprend une cuve 20, une structure de support 30 appelée superstructure et une pluralité d'anodes 40, 40'.
La cuve 20 comprend un caisson 21 en acier, un revêtement intérieur 22 qui est généralement formé par des blocs en matériaux réfractaires, et un ensemble cathodique qui comprend des blocs en matériau carboné, appelés blocs cathodiques 23, et des barres de raccordement métalliques 24 auxquelles sont fixés les conducteurs électriques 45, 46, 47 servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.
Chaque anode 40 est munie d'une tige métallique 41 qui est typiquement fixée à
l'anode 40 par l'intermédiaire d'un multipode 42. Les anodes 40 sont fixées de manière amovible à un cadre métallique mobile 25, appelé cadre anodique , par un connecteur amovible 26. Le cadre anodique 25 est porté par la superstructure 30 et fixé à des conducteurs électriques 47, appelés montées positives , servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.
Généralement, plus d'une centaine de cellules 3 sont disposées les unes à côté
des
8 autres, en rangées ou files, selon la direction X. Les cellules 3 d'une rangée sont raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison 45, 46, 47. Les cellules 3 sont disposées de manière à dégager une allée de circulation 48 le long de l'installation 1 et une voie d'accès 49 entre les cellules 3.
Chaque cellule 3 est munie d'un système de capotage. Celui-ci comprend une série de capots 33 amovibles qui sont typiquement métalliques, et plus typiquement en alliage d'aluminium. Le système de capotage confine les effluents à l'intérieur 29 de la cellule 3 et est relié à des moyens (non illustrés) pour évacuer les effluents et les diriger vers un centre de traitement.
io Les capots 33 sont typiquement insérés dans une rainure de guidage 35 aménagée le long de la cellule 3 (selon la direction Y) et sont mis en appui sur un rebord 31 de la superstructure 30. Les capots 33 sont posés côte à côte sur une cellule 3, le long de la direction Y. Il peut exister un jeu entre les bords latéraux 36 de deux capots 33 adjacents, de l'ordre de 2 à 5 mm environ. D'autre part les capots peuvent être positionnés avec un défaut angulaire de quelques degrés autour des axes Y et X. A titre d'exemple, les dimensions d'un capot 33 peuvent être les suivantes : largeur (selon Y) de 685 mm et hauteur de 1535 mm. Les capots 33 peuvent être sensiblement plans ou bombés.
Les capots 33 sont maintenus en position sous l'effet de leur propre poids, sans dispositif de verrouillage. A titre d'exemple, le poids d'un capot 33 peut être de l'ordre de 12 kg. Les capots 33 sont généralement munis d'une poignée 34 destinée à leur manutention par des opérateurs.
La tige 41 des anodes 40 émerge typiquement du système de capotage par des ouvertures 32 aménagées à cet effet dans le système de capotage.
Selon la technologie la plus répandue, les anodes 40 sont en matériau carboné
précuit.
La consommation progressive des anodes 40 lors des réactions de réduction électrolytique de l'aluminium nécessite des interventions sur les cellules 3 parmi lesquelles figure, notamment, le remplacement des anodes usées 40' par des anodes neuves 40.
L'installation 1 comprend une unité 4 dite unité de service pour l'exploitation des cellules 3, c'est-à-dire pour effectuer des opérations sur les cellules 3 telles que les changements d'anode ou le remplissage des trémies d'alimentation en bain broyé
et en AlF3 des cellules 3. L'unité 4 peut également servir à manutentionner des charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide ou des anodes.
Comme illustré sur la figure 1, l'unité 4 comprend un pont roulant 5 qui comporte deux poutres 6 s'étendant transversalement et qui est conçu pour se déplacer selon la direction
Chaque cellule 3 est munie d'un système de capotage. Celui-ci comprend une série de capots 33 amovibles qui sont typiquement métalliques, et plus typiquement en alliage d'aluminium. Le système de capotage confine les effluents à l'intérieur 29 de la cellule 3 et est relié à des moyens (non illustrés) pour évacuer les effluents et les diriger vers un centre de traitement.
io Les capots 33 sont typiquement insérés dans une rainure de guidage 35 aménagée le long de la cellule 3 (selon la direction Y) et sont mis en appui sur un rebord 31 de la superstructure 30. Les capots 33 sont posés côte à côte sur une cellule 3, le long de la direction Y. Il peut exister un jeu entre les bords latéraux 36 de deux capots 33 adjacents, de l'ordre de 2 à 5 mm environ. D'autre part les capots peuvent être positionnés avec un défaut angulaire de quelques degrés autour des axes Y et X. A titre d'exemple, les dimensions d'un capot 33 peuvent être les suivantes : largeur (selon Y) de 685 mm et hauteur de 1535 mm. Les capots 33 peuvent être sensiblement plans ou bombés.
Les capots 33 sont maintenus en position sous l'effet de leur propre poids, sans dispositif de verrouillage. A titre d'exemple, le poids d'un capot 33 peut être de l'ordre de 12 kg. Les capots 33 sont généralement munis d'une poignée 34 destinée à leur manutention par des opérateurs.
La tige 41 des anodes 40 émerge typiquement du système de capotage par des ouvertures 32 aménagées à cet effet dans le système de capotage.
Selon la technologie la plus répandue, les anodes 40 sont en matériau carboné
précuit.
La consommation progressive des anodes 40 lors des réactions de réduction électrolytique de l'aluminium nécessite des interventions sur les cellules 3 parmi lesquelles figure, notamment, le remplacement des anodes usées 40' par des anodes neuves 40.
L'installation 1 comprend une unité 4 dite unité de service pour l'exploitation des cellules 3, c'est-à-dire pour effectuer des opérations sur les cellules 3 telles que les changements d'anode ou le remplissage des trémies d'alimentation en bain broyé
et en AlF3 des cellules 3. L'unité 4 peut également servir à manutentionner des charges diverses, telles que des éléments de cuve, des poches de métal liquide ou des anodes.
Comme illustré sur la figure 1, l'unité 4 comprend un pont roulant 5 qui comporte deux poutres 6 s'étendant transversalement et qui est conçu pour se déplacer selon la direction
9 PCT/FR2015/000034 longitudinale X au-dessus des cellules 3. Plus précisément, le pont roulant 5 est monté
mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux 7 ou chemins de roulement qui peuvent être ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales 8 du bâtiment 2.
L'unité 4 comporte en outre un chariot 9 monté mobile transversalement sur les deux poutres 6 du pont roulant 5. Le chariot 9 appartient à une machine de service
mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux 7 ou chemins de roulement qui peuvent être ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales 8 du bâtiment 2.
L'unité 4 comporte en outre un chariot 9 monté mobile transversalement sur les deux poutres 6 du pont roulant 5. Le chariot 9 appartient à une machine de service
10 qui comporte également un module de service 11 équipé de plusieurs organes de manutention et d'intervention 12. La machine de service 10 peut également comporter une cabine de pilotage.
Sur les machines de service 10 utilisées pour les opérations de changement d'anode, ces organes de manutention et d'intervention 12 incluent des outils, à savoir typiquement un piqueur, une pelle à godets, un organe de préhension d'anode (appelé pince à
anodes >) et une trémie munie d'un conduit escamotable. Le piqueur sert à
briser la croûte d'alumine et de bain solidifié qui couvre généralement tout ou partie des anodes 40 de la cellule 3; la pelle à godets sert à dégager l'emplacement de l'anode 40, après le retrait de l'anode usée, par enlèvement des matières solides (telles que des morceaux de croûte et de l'alumine) qui s'y trouvent ; la pince à anodes sert à saisir et à manipuler les anodes 40 par leur tige 41, notamment pour l'enlèvement des anodes usées d'une cellule 3 et la mise en place d'anodes 40 neuves dans la cellule 3; le conduit escamotable sert à
introduire de l'alumine et/ou du bain broyé dans la cellule 3, de manière à
reformer une couche de revêtement, après la mise en place d'une anode neuve. Le piqueur, la pelle à
godets et la pince à anodes sont typiquement montés à l'extrémité inférieure d'un organe de guidage, tel qu'un mât ou un bras télescopique.
De plus, l'unité 4 comporte un système 50 pour la réalisation d'opérations liées à
l'exploitation des cellules 3 de l'installation 1, en particulier des opérations de manutention de capots 33 des cellules 3 et de nettoyage d'au moins une zone de la cellule 3.
Comme illustré sur la figure 4, le système 50 comprend un support 51 qui est monté sur l'unité 4, et plus précisément sur le chariot 9, pour pouvoir être déplacé au-dessus des cellules 3. Le système 50 comprend de plus un bras 52 articulé monté sur le support 51.
Par exemple, le bras 52 comprend une première extrémité 53 libre et une deuxième extrémité 54 fixée en partie inférieure du support 51. Il peut s'agir d'un robot anthropomorphe à six axes. Le bras 52 peut être l'unique bras articulé monté
sur le support 51.
Généralement, le support 51 peut être conçu pour que le bras 52 puisse être déplacé
sensiblement verticalement, en fonctionnement. Ceci permet d'amener le bras 52 près d'une cellule 3 lorsqu'une opération doit être réalisée sur la cellule 3, et de relever le bras 52 le reste du temps, afin qu'il ne gêne pas les autres interventions, ou que le déplacement de l'unité 4 portant le système 50 ne soit pas entravé par le fait que le bras 52 pourrait heurter une partie de la cellule 3, telle qu'une montée positive 47 ou la 5 structure de support 30. A cet effet, on peut prévoir que le support 51 comprenne un mât télescopique selon une direction sensiblement verticale Z.
Le système 50 comprend en outre un dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot 33, monté sur le support 51 ainsi que, dans la réalisation représentée, un dispositif d'entreposage 56 d'outils également monté sur le support 51.
10 Dans la réalisation représentée sur la figure 4, le support 51 comprend une embase 57 sur laquelle sont montés, de façon fixe : le bras 52, le dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot, et le dispositif d'entreposage 56 d'outils. Plus précisément, l'embase 57 peut être montée en partie inférieure du support 51 et être mobile verticalement par rapport à la portion supérieure du support 51, ce mouvement vertical étant actionné par un vérin 58. En outre, l'embase 57 peut comporter une aile 65 portant le dispositif de stockage 55 et une aile 66 portant le dispositif d'entreposage 56 d'outils.
Dans le dispositif d'entreposage 56 d'outils, on peut trouver différents outils pouvant être manipulés par le bras 52, et en particulier :
- un dispositif de préhension 60 d'au moins un capot 33, comportant par exemple un corps pourvu de branches portant des organes de préhension 59 tels que des ventouses, par exemple activées par un système pneumatique ;
- et un outil de nettoyage 63, telle qu'une brosse, une racle ou un moyen de soufflage.
Le dispositif d'entreposage 56 d'outils est agencé pour pouvoir recevoir au moins un outil 60, 63 apporté par le bras 52 et pour permettre audit bras 52 de prendre l'un des outils 60, 63 placé dans le dispositif d'entreposage 56. Outre le dispositif de préhension 60 et l'outil de nettoyage 63, le dispositif d'entreposage 56 peut recevoir par exemple un capteur de jaugeage, des outils de mesure, des outils de brossage d'autres parties de la cellule (cadre anodique, tiges d'anode), des outils de dépose du bain, etc.
A cet effet, la première extrémité 53 du bras 52 peut être munie de premiers moyens de couplage 61, tandis que chacun des outils susceptible d'être couplé à la première extrémité 53 du bras 52 ¨ en particulier le dispositif de préhension 60 et l'outil de nettoyage 63 ¨ peut être muni de seconds moyens de couplage 62 conçus pour coopérer, de façon amovible, avec les premiers moyens de couplage 61. Dans une version avantageuse de l'invention, les seconds moyens de couplage 62 sont identiques pour tous lesdits outils, pour créer un système de couplage universel.
Sur les machines de service 10 utilisées pour les opérations de changement d'anode, ces organes de manutention et d'intervention 12 incluent des outils, à savoir typiquement un piqueur, une pelle à godets, un organe de préhension d'anode (appelé pince à
anodes >) et une trémie munie d'un conduit escamotable. Le piqueur sert à
briser la croûte d'alumine et de bain solidifié qui couvre généralement tout ou partie des anodes 40 de la cellule 3; la pelle à godets sert à dégager l'emplacement de l'anode 40, après le retrait de l'anode usée, par enlèvement des matières solides (telles que des morceaux de croûte et de l'alumine) qui s'y trouvent ; la pince à anodes sert à saisir et à manipuler les anodes 40 par leur tige 41, notamment pour l'enlèvement des anodes usées d'une cellule 3 et la mise en place d'anodes 40 neuves dans la cellule 3; le conduit escamotable sert à
introduire de l'alumine et/ou du bain broyé dans la cellule 3, de manière à
reformer une couche de revêtement, après la mise en place d'une anode neuve. Le piqueur, la pelle à
godets et la pince à anodes sont typiquement montés à l'extrémité inférieure d'un organe de guidage, tel qu'un mât ou un bras télescopique.
De plus, l'unité 4 comporte un système 50 pour la réalisation d'opérations liées à
l'exploitation des cellules 3 de l'installation 1, en particulier des opérations de manutention de capots 33 des cellules 3 et de nettoyage d'au moins une zone de la cellule 3.
Comme illustré sur la figure 4, le système 50 comprend un support 51 qui est monté sur l'unité 4, et plus précisément sur le chariot 9, pour pouvoir être déplacé au-dessus des cellules 3. Le système 50 comprend de plus un bras 52 articulé monté sur le support 51.
Par exemple, le bras 52 comprend une première extrémité 53 libre et une deuxième extrémité 54 fixée en partie inférieure du support 51. Il peut s'agir d'un robot anthropomorphe à six axes. Le bras 52 peut être l'unique bras articulé monté
sur le support 51.
Généralement, le support 51 peut être conçu pour que le bras 52 puisse être déplacé
sensiblement verticalement, en fonctionnement. Ceci permet d'amener le bras 52 près d'une cellule 3 lorsqu'une opération doit être réalisée sur la cellule 3, et de relever le bras 52 le reste du temps, afin qu'il ne gêne pas les autres interventions, ou que le déplacement de l'unité 4 portant le système 50 ne soit pas entravé par le fait que le bras 52 pourrait heurter une partie de la cellule 3, telle qu'une montée positive 47 ou la 5 structure de support 30. A cet effet, on peut prévoir que le support 51 comprenne un mât télescopique selon une direction sensiblement verticale Z.
Le système 50 comprend en outre un dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot 33, monté sur le support 51 ainsi que, dans la réalisation représentée, un dispositif d'entreposage 56 d'outils également monté sur le support 51.
10 Dans la réalisation représentée sur la figure 4, le support 51 comprend une embase 57 sur laquelle sont montés, de façon fixe : le bras 52, le dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot, et le dispositif d'entreposage 56 d'outils. Plus précisément, l'embase 57 peut être montée en partie inférieure du support 51 et être mobile verticalement par rapport à la portion supérieure du support 51, ce mouvement vertical étant actionné par un vérin 58. En outre, l'embase 57 peut comporter une aile 65 portant le dispositif de stockage 55 et une aile 66 portant le dispositif d'entreposage 56 d'outils.
Dans le dispositif d'entreposage 56 d'outils, on peut trouver différents outils pouvant être manipulés par le bras 52, et en particulier :
- un dispositif de préhension 60 d'au moins un capot 33, comportant par exemple un corps pourvu de branches portant des organes de préhension 59 tels que des ventouses, par exemple activées par un système pneumatique ;
- et un outil de nettoyage 63, telle qu'une brosse, une racle ou un moyen de soufflage.
Le dispositif d'entreposage 56 d'outils est agencé pour pouvoir recevoir au moins un outil 60, 63 apporté par le bras 52 et pour permettre audit bras 52 de prendre l'un des outils 60, 63 placé dans le dispositif d'entreposage 56. Outre le dispositif de préhension 60 et l'outil de nettoyage 63, le dispositif d'entreposage 56 peut recevoir par exemple un capteur de jaugeage, des outils de mesure, des outils de brossage d'autres parties de la cellule (cadre anodique, tiges d'anode), des outils de dépose du bain, etc.
A cet effet, la première extrémité 53 du bras 52 peut être munie de premiers moyens de couplage 61, tandis que chacun des outils susceptible d'être couplé à la première extrémité 53 du bras 52 ¨ en particulier le dispositif de préhension 60 et l'outil de nettoyage 63 ¨ peut être muni de seconds moyens de couplage 62 conçus pour coopérer, de façon amovible, avec les premiers moyens de couplage 61. Dans une version avantageuse de l'invention, les seconds moyens de couplage 62 sont identiques pour tous lesdits outils, pour créer un système de couplage universel.
11 Les moyens de couplage 61, 62 sont conçus pour assurer une liaison démontable entre la première extrémité 53 du bras 52 et les outils, en particulier le dispositif de préhension 60 et l'outil de nettoyage 63, et pour assurer la connexion automatique des énergies pneumatiques et électriques entre le bras 52 et les outils. Dans le cas d'un système de couplage universel, les moyens de couplage 61, 62 doivent de préférence disposer de connexions suffisantes pour chacun des outils à connecter au bras 52. En outre, les moyens de couplage 61, 62 sont de préférence conçus pour garantir le maintien des outils en cas de coupure d'énergie.
La fonction du dispositif d'entreposage 56 d'outils est de permettre le stockage des outils non utilisés à un moment donné. Ces outils non utilisés sont de préférence verrouillés sur le dispositif d'entreposage 56, par exemple au moyen de vérins. Le dispositif d'entreposage 56 peut comporter plusieurs éléments 64 solidaires de l'aile 66 reliée à
l'embase 57, chacun de ces éléments 64 servant de base sur laquelle un outil non utilisé
peut être placé voire verrouillé.
Le dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot est conçu pour pouvoir recevoir au moins un capot 33 apporté par le bras 52 équipé du dispositif de préhension 60, et pour permettre audit bras 52 équipé du dispositif de préhension 60 de reprendre au moins un capot 33 préalablement placé dans le dispositif de stockage 55.
Le dispositif de stockage 55 va à présent être décrit plus précisément en référence aux figures 5 à 8.
Dans la réalisation représentée, le dispositif de stockage 55 comprend une base 70 sensiblement horizontale, un premier montant latéral 71 et un deuxième montant latéral 73 sensiblement verticaux et fixes par rapport à la base 70. Le premier et le deuxième montant latéral 71, 73 peuvent être connectés par l'aile 65 reliant le dispositif de stockage 55 à l'embase 57 du support 51.
De plus, au voisinage du deuxième montant latéral 73, est prévu un volet 72 sensiblement vertical. Le volet 72 est mobile par rapport au deuxième montant latéral 73 entre une position ouverte permettant la mise en place ou le retrait d'au moins un capot dans/depuis ledit dispositif de stockage 55, et une position fermée dans laquelle le ou les capots 33 sont maintenus dans ledit dispositif de stockage 55, en position de stockage.
Dans une variante non illustrée, on peut également prévoir un volet mobile au voisinage du premier montant latéral 71.
Le dispositif de stockage 55 est de préférence dépourvu de paroi avant, pour permettre la mise en place, par l'avant, d'un ou de plusieurs capots 33, ainsi que leur retrait, par le bras 52. Par ailleurs, le dispositif de stockage 55 peut être dépourvu de traverse
La fonction du dispositif d'entreposage 56 d'outils est de permettre le stockage des outils non utilisés à un moment donné. Ces outils non utilisés sont de préférence verrouillés sur le dispositif d'entreposage 56, par exemple au moyen de vérins. Le dispositif d'entreposage 56 peut comporter plusieurs éléments 64 solidaires de l'aile 66 reliée à
l'embase 57, chacun de ces éléments 64 servant de base sur laquelle un outil non utilisé
peut être placé voire verrouillé.
Le dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot est conçu pour pouvoir recevoir au moins un capot 33 apporté par le bras 52 équipé du dispositif de préhension 60, et pour permettre audit bras 52 équipé du dispositif de préhension 60 de reprendre au moins un capot 33 préalablement placé dans le dispositif de stockage 55.
Le dispositif de stockage 55 va à présent être décrit plus précisément en référence aux figures 5 à 8.
Dans la réalisation représentée, le dispositif de stockage 55 comprend une base 70 sensiblement horizontale, un premier montant latéral 71 et un deuxième montant latéral 73 sensiblement verticaux et fixes par rapport à la base 70. Le premier et le deuxième montant latéral 71, 73 peuvent être connectés par l'aile 65 reliant le dispositif de stockage 55 à l'embase 57 du support 51.
De plus, au voisinage du deuxième montant latéral 73, est prévu un volet 72 sensiblement vertical. Le volet 72 est mobile par rapport au deuxième montant latéral 73 entre une position ouverte permettant la mise en place ou le retrait d'au moins un capot dans/depuis ledit dispositif de stockage 55, et une position fermée dans laquelle le ou les capots 33 sont maintenus dans ledit dispositif de stockage 55, en position de stockage.
Dans une variante non illustrée, on peut également prévoir un volet mobile au voisinage du premier montant latéral 71.
Le dispositif de stockage 55 est de préférence dépourvu de paroi avant, pour permettre la mise en place, par l'avant, d'un ou de plusieurs capots 33, ainsi que leur retrait, par le bras 52. Par ailleurs, le dispositif de stockage 55 peut être dépourvu de traverse
12 supérieure : en d'autres termes, il est ouvert en partie supérieure. En outre, le dispositif de stockage 55 peut être dépourvu de paroi arrière pleine, l'aile 65 constituant l'unique élément situé à l'arrière du dispositif de stockage 55.
Le volet 72 peut être écarté ou rapproché du deuxième montant latéral 73, de sorte qu'un ou plusieurs capots 33 puissent être emprisonnés entre le deuxième montant latéral 73 et le volet 72, plus spécifiquement l'extrémité libre du volet 72. Dans cette position de stockage, les capots 33 sont donc maintenus entre les deux montants 71, 73, au moyen du volet 72.
Ainsi, lorsque le volet 72 est en position écartée du deuxième montant 73, c'est-à-dire lorsqu'il est en position ouverte (figures 5 à 8), il est possible de mettre en place ou de retirer au moins un capot 33 dans/depuis le dispositif de stockage 55. A
l'inverse, lorsque le volet 72 est en position rapprochée du deuxième montant 73, c'est-à-dire lorsqu'il est en position fermée (figure 4), le ou les capots 33 sont maintenus dans le dispositif de stockage 55.
Dans la réalisation représentée, le dispositif de stockage 55 comprend un organe d'actionnement conçu pour pouvoir déplacer l'organe mobile ¨ à savoir le volet 72 ¨ entre ses positions ouverte et fermée. Comme illustré sur la figure 6, cet organe d'actionnement se présente par exemple sous la forme d'au moins un vérin 75. Le vérin 75 peut être lié à
une patte 76 solidaire du volet 72 et articulée autour d'un axe 77 sensiblement vertical et fixe par rapport au deuxième montant 73. Ainsi, le déplacement du volet 72 entre ses positions ouverte et fermée consiste en une rotation du volet 72 autour de l'axe 77. Un détecteur de fin de course peut en outre être prévu sur le vérin 75.
En outre, le premier montant 71 ¨ et éventuellement le deuxième montant 73 et/ou le volet 72 ¨ peut présenter une gorge 74 sensiblement verticale et ouverte vers le deuxième montant 73 ¨ ou plus généralement le montant opposé ¨ dans laquelle est destiné à venir se loger un bord d'au moins un capot 33. Typiquement, la ou les gorges 74 reçoivent un bord supérieur et/ou inférieur du capot 33, les termes inférieur et ,c supérieur se référant à la position qu'occupe un capot 33 sur une cellule 3. En pratique, ce montant 71 peut présenter une section transversale en forme de V, comme illustré sur la figure 6. Cette disposition améliore la qualité du positionnement et du maintien des capots 33 dans le dispositif de stockage 55.
Lorsqu'un seul capot 33 est en position de stockage dans le dispositif de stockage 55, il repose sur la base 70 et est maintenu entre les deux montants 71, 73, grâce au volet 72, comme illustré sur la figure 7, ses bords latéraux 36 étant sensiblement horizontaux.
Le volet 72 peut être écarté ou rapproché du deuxième montant latéral 73, de sorte qu'un ou plusieurs capots 33 puissent être emprisonnés entre le deuxième montant latéral 73 et le volet 72, plus spécifiquement l'extrémité libre du volet 72. Dans cette position de stockage, les capots 33 sont donc maintenus entre les deux montants 71, 73, au moyen du volet 72.
Ainsi, lorsque le volet 72 est en position écartée du deuxième montant 73, c'est-à-dire lorsqu'il est en position ouverte (figures 5 à 8), il est possible de mettre en place ou de retirer au moins un capot 33 dans/depuis le dispositif de stockage 55. A
l'inverse, lorsque le volet 72 est en position rapprochée du deuxième montant 73, c'est-à-dire lorsqu'il est en position fermée (figure 4), le ou les capots 33 sont maintenus dans le dispositif de stockage 55.
Dans la réalisation représentée, le dispositif de stockage 55 comprend un organe d'actionnement conçu pour pouvoir déplacer l'organe mobile ¨ à savoir le volet 72 ¨ entre ses positions ouverte et fermée. Comme illustré sur la figure 6, cet organe d'actionnement se présente par exemple sous la forme d'au moins un vérin 75. Le vérin 75 peut être lié à
une patte 76 solidaire du volet 72 et articulée autour d'un axe 77 sensiblement vertical et fixe par rapport au deuxième montant 73. Ainsi, le déplacement du volet 72 entre ses positions ouverte et fermée consiste en une rotation du volet 72 autour de l'axe 77. Un détecteur de fin de course peut en outre être prévu sur le vérin 75.
En outre, le premier montant 71 ¨ et éventuellement le deuxième montant 73 et/ou le volet 72 ¨ peut présenter une gorge 74 sensiblement verticale et ouverte vers le deuxième montant 73 ¨ ou plus généralement le montant opposé ¨ dans laquelle est destiné à venir se loger un bord d'au moins un capot 33. Typiquement, la ou les gorges 74 reçoivent un bord supérieur et/ou inférieur du capot 33, les termes inférieur et ,c supérieur se référant à la position qu'occupe un capot 33 sur une cellule 3. En pratique, ce montant 71 peut présenter une section transversale en forme de V, comme illustré sur la figure 6. Cette disposition améliore la qualité du positionnement et du maintien des capots 33 dans le dispositif de stockage 55.
Lorsqu'un seul capot 33 est en position de stockage dans le dispositif de stockage 55, il repose sur la base 70 et est maintenu entre les deux montants 71, 73, grâce au volet 72, comme illustré sur la figure 7, ses bords latéraux 36 étant sensiblement horizontaux.
13 Lorsque plusieurs capots 33 (jusqu'à trois dans la réalisation illustrée sur la figure 8) sont en position de stockage dans le dispositif de stockage 55, le capot 33 inférieur repose sur la base 70. De plus, les capots 33 sont disposés sensiblement dans un même plan vertical et superposés de façon sensiblement jointive le long de la direction verticale Z. En outre, lorsqu'ils sont placés sur une cellule 3, les capots 33 ont des bords latéraux 36 qui sont situés sensiblement dans un plan (X, Z), comme on le voit sur la figure 3. En revanche, en position de stockage, comme sur les figures 7 et 8, les capots 33 ont leurs bords latéraux 36 sensiblement horizontaux, c'est-à-dire qu'ils ont été
tournés de 900 par rapport à la position qu'ils occupent lorsqu'ils sont placés sur une cellule 3.
En outre, le système 50 peut comporter des moyens de détection de la présence d'au moins un capot 33 dans le dispositif de stockage 55. Comme on le voit sur la figure 5 notamment, ces moyens de détection peuvent comporter un ou plusieurs doigts 78 ménagés sur la base 70 du dispositif de stockage 55, ces doigts 78 faisant saillie vers le haut et pouvant être enfoncés sous le poids d'un ou plusieurs capots 33 placés dans le dispositif de stockage 55.
Le dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot 33 est de préférence sécurisé, c'est-à-dire conçu pour garantir le maintien du ou des capots 33 même en cas de coupure d'énergie, empêchant ainsi leur chute accidentelle.
Le bras 52 peut être équipé d'une chaine porte câbles 80 (voir notamment la figure 9) dans laquelle seront installés l'ensemble des câbles et tuyaux nécessaire au fonctionnement du système 50. De plus, le système 50 comprend un ou plusieurs boîtiers 79 contenant divers systèmes de commande informatique et/ou pneumatique, notamment pour la commande du verrouillage des capots 33 dans le dispositif de stockage 55 (par déplacement du volet 72 vers sa position fermée et maintien dans cette position) et du verrouillage des outils 60, 63 dans le dispositif d'entreposage 56 d'outils.
Les systèmes logés dans le boîtier 79 peuvent également permettre la communication avec l'automate de la machine de service 10, pour l'acquisition des commandes et la remontée des informations.
On se réfère à présent aux figures 9 à 16 qui illustrent des étapes successives d'un procédé d'intervention sur une cellule 3 de l'installation 1 nécessitant le retrait puis la remise en place de capots 33 de la cellule 3. En particulier, lors du remplacement d'une anode 40' usée par une anode 40 neuve, les capots 33 situés devant l'anode 40' usée doivent être enlevés, puis remis en place une fois l'anode 40 neuve fixée.
Comme représenté sur la figure 9, le support 51 porté par l'unité 4 est déplacé à proximité
de la cellule 3 sur laquelle l'intervention doit avoir lieu, au moyen du pont roulant 5 et du
tournés de 900 par rapport à la position qu'ils occupent lorsqu'ils sont placés sur une cellule 3.
En outre, le système 50 peut comporter des moyens de détection de la présence d'au moins un capot 33 dans le dispositif de stockage 55. Comme on le voit sur la figure 5 notamment, ces moyens de détection peuvent comporter un ou plusieurs doigts 78 ménagés sur la base 70 du dispositif de stockage 55, ces doigts 78 faisant saillie vers le haut et pouvant être enfoncés sous le poids d'un ou plusieurs capots 33 placés dans le dispositif de stockage 55.
Le dispositif de stockage 55 temporaire d'au moins un capot 33 est de préférence sécurisé, c'est-à-dire conçu pour garantir le maintien du ou des capots 33 même en cas de coupure d'énergie, empêchant ainsi leur chute accidentelle.
Le bras 52 peut être équipé d'une chaine porte câbles 80 (voir notamment la figure 9) dans laquelle seront installés l'ensemble des câbles et tuyaux nécessaire au fonctionnement du système 50. De plus, le système 50 comprend un ou plusieurs boîtiers 79 contenant divers systèmes de commande informatique et/ou pneumatique, notamment pour la commande du verrouillage des capots 33 dans le dispositif de stockage 55 (par déplacement du volet 72 vers sa position fermée et maintien dans cette position) et du verrouillage des outils 60, 63 dans le dispositif d'entreposage 56 d'outils.
Les systèmes logés dans le boîtier 79 peuvent également permettre la communication avec l'automate de la machine de service 10, pour l'acquisition des commandes et la remontée des informations.
On se réfère à présent aux figures 9 à 16 qui illustrent des étapes successives d'un procédé d'intervention sur une cellule 3 de l'installation 1 nécessitant le retrait puis la remise en place de capots 33 de la cellule 3. En particulier, lors du remplacement d'une anode 40' usée par une anode 40 neuve, les capots 33 situés devant l'anode 40' usée doivent être enlevés, puis remis en place une fois l'anode 40 neuve fixée.
Comme représenté sur la figure 9, le support 51 porté par l'unité 4 est déplacé à proximité
de la cellule 3 sur laquelle l'intervention doit avoir lieu, au moyen du pont roulant 5 et du
14 chariot 9. Puis le bras 52 est déplacé vers le bas, au moyen du vérin 58 du support 51 télescopique dans la réalisation représentée, jusqu'à ce que la première extrémité 53 du bras 52 soit située à proximité du ou des capots 33 à retirer. A cette première extrémité
53 est couplé le dispositif de préhension 60. Le dispositif d'entreposage 56 d'outils contient au moins l'outil de nettoyage 63 en attente.
Le bras 52 muni du dispositif de préhension 60 prend alors au moins un capot 33 présent sur une cellule 3, comme illustré sur la figure 10. Plus précisément, le dispositif de préhension 60 peut être conçu pour pouvoir prendre simultanément trois capots, ou deux capots et un demi capot (les demi capots pouvant être agencés par exemple aux extrémités transversales des cellules 3). Généralement, il peut être prévu de trois à quatre organes de préhension 59 par capot 33.
Pour ce faire, le système peut comprendre un dispositif de détection apte à
déterminer la position précise d'un capot 33 sur une cellule 3 avant sa préhension par le bras 52. En effet, comme indiqué précédemment, les capots 33 peuvent être positionnés avec un jeu variable entre eux et/ou avec un défaut angulaire de quelques degrés autour des axes Y
et X. La détection de la position réelle du capot 33 garantit un excellent positionnement des organes de préhension 59 sur le capot 33 et donc une préhension en toute sécurité, sans risque de chute.
La position précise d'un capot 33 peut par exemple être déterminée par la détection de la poignée 34 du capot 33 au moyen du dispositif de détection.
Le bras 52 portant les capots 33 via le dispositif de préhension 60 vient alors placer l'ensemble de ces capots 33 dans le dispositif de stockage 55, comme illustré
sur la figure 11. A cet effet, les capots 33 ¨ ici au nombre de trois, ceci n'étant qu'un exemple ¨ sont tournés de 900 par rapport à leur position sur une cellule 3, leurs bords latéraux 36 se retrouvant ainsi sensiblement horizontaux, puis sont placés par le bras 52 dans le dispositif de stockage 55 par sa partie avant ouverte.
Les capots 33 sont placés dans le dispositif de stockage 55 entre les deux montants 71, 73, le volet 72 étant en position ouverte pour permettre la mise en place des capots 33 (figure 11).
Puis le volet 72 est déplacé vers sa position fermée, de façon que les capots 33 soient bien maintenus entre les montants 71, 73 et le volet 72 (figure 12). Le dispositif de préhension 60 peut alors être déconnecté des capots 33 sans risque de chute de ceux-ci.
Les capots 33 ayant été ôtés de la cellule 3, la machine de service 10 peut intervenir sur la cellule 3 pour réaliser différentes interventions, en particulier mais non exclusivement le changement d'anode. Pendant ces interventions, les capots 33 sont maintenus en position effacée, et ne constituent donc pas une entrave à ces interventions.
Plus généralement le bras 52 et l'ensemble du système 50 sont positionnés de façon à ne pas entraver ces interventions. De façon concrète, le système 50 peut être relevé
(au moyen du support 51 télescopique dans la réalisation décrite), et il sera rabaissé
ultérieurement 5 lorsqu'il devra à nouveau être utilisé pour la réalisation d'autres opérations.
Le bras 52 n'ayant pas à maintenir les capots 33, il peut être utilisé pour réaliser d'autres opérations, généralement au moyen d'autres outils. Ainsi, dans un premier temps, le bras 52 va se libérer du dispositif de préhension 60 en le plaçant dans le dispositif d'entreposage 56, typiquement sur l'élément 64 correspondant.
10 Puis le bras 52 va se connecter à un outil ¨ autre que le dispositif de préhension 60 ¨
présent dans le dispositif d'entreposage 56 par coopération entre les premiers moyens de couplage 61 ménagés à la première extrémité 53 du bras 52 et les seconds moyens de couplage 62 ménagés sur l'outil. Le bras 52 peut alors réaliser avec cet outil une opération liée à l'exploitation de la cellule 3 mais autre que la manutention des capots 33.
53 est couplé le dispositif de préhension 60. Le dispositif d'entreposage 56 d'outils contient au moins l'outil de nettoyage 63 en attente.
Le bras 52 muni du dispositif de préhension 60 prend alors au moins un capot 33 présent sur une cellule 3, comme illustré sur la figure 10. Plus précisément, le dispositif de préhension 60 peut être conçu pour pouvoir prendre simultanément trois capots, ou deux capots et un demi capot (les demi capots pouvant être agencés par exemple aux extrémités transversales des cellules 3). Généralement, il peut être prévu de trois à quatre organes de préhension 59 par capot 33.
Pour ce faire, le système peut comprendre un dispositif de détection apte à
déterminer la position précise d'un capot 33 sur une cellule 3 avant sa préhension par le bras 52. En effet, comme indiqué précédemment, les capots 33 peuvent être positionnés avec un jeu variable entre eux et/ou avec un défaut angulaire de quelques degrés autour des axes Y
et X. La détection de la position réelle du capot 33 garantit un excellent positionnement des organes de préhension 59 sur le capot 33 et donc une préhension en toute sécurité, sans risque de chute.
La position précise d'un capot 33 peut par exemple être déterminée par la détection de la poignée 34 du capot 33 au moyen du dispositif de détection.
Le bras 52 portant les capots 33 via le dispositif de préhension 60 vient alors placer l'ensemble de ces capots 33 dans le dispositif de stockage 55, comme illustré
sur la figure 11. A cet effet, les capots 33 ¨ ici au nombre de trois, ceci n'étant qu'un exemple ¨ sont tournés de 900 par rapport à leur position sur une cellule 3, leurs bords latéraux 36 se retrouvant ainsi sensiblement horizontaux, puis sont placés par le bras 52 dans le dispositif de stockage 55 par sa partie avant ouverte.
Les capots 33 sont placés dans le dispositif de stockage 55 entre les deux montants 71, 73, le volet 72 étant en position ouverte pour permettre la mise en place des capots 33 (figure 11).
Puis le volet 72 est déplacé vers sa position fermée, de façon que les capots 33 soient bien maintenus entre les montants 71, 73 et le volet 72 (figure 12). Le dispositif de préhension 60 peut alors être déconnecté des capots 33 sans risque de chute de ceux-ci.
Les capots 33 ayant été ôtés de la cellule 3, la machine de service 10 peut intervenir sur la cellule 3 pour réaliser différentes interventions, en particulier mais non exclusivement le changement d'anode. Pendant ces interventions, les capots 33 sont maintenus en position effacée, et ne constituent donc pas une entrave à ces interventions.
Plus généralement le bras 52 et l'ensemble du système 50 sont positionnés de façon à ne pas entraver ces interventions. De façon concrète, le système 50 peut être relevé
(au moyen du support 51 télescopique dans la réalisation décrite), et il sera rabaissé
ultérieurement 5 lorsqu'il devra à nouveau être utilisé pour la réalisation d'autres opérations.
Le bras 52 n'ayant pas à maintenir les capots 33, il peut être utilisé pour réaliser d'autres opérations, généralement au moyen d'autres outils. Ainsi, dans un premier temps, le bras 52 va se libérer du dispositif de préhension 60 en le plaçant dans le dispositif d'entreposage 56, typiquement sur l'élément 64 correspondant.
10 Puis le bras 52 va se connecter à un outil ¨ autre que le dispositif de préhension 60 ¨
présent dans le dispositif d'entreposage 56 par coopération entre les premiers moyens de couplage 61 ménagés à la première extrémité 53 du bras 52 et les seconds moyens de couplage 62 ménagés sur l'outil. Le bras 52 peut alors réaliser avec cet outil une opération liée à l'exploitation de la cellule 3 mais autre que la manutention des capots 33.
15 Dans la réalisation représentée sur la figure 13, cet outil est l'outil de nettoyage 63, qui est utilisé pour une opération de nettoyage d'au moins une zone de la cellule 3, comme illustré sur la figure 14.
De façon concrète, après le changement d'anode, et avant de remettre les capots 33 en place sur la cellule 3, la rainure de guidage 35 doit être nettoyée, sur toute la longueur dégagée par le retrait des capots 33, pour éliminer tous les morceaux ¨ à
savoir les débris de bain durci et de bain broyé ¨ qui auraient pu tomber lors du changement d'anode 40.
Pour nettoyer la rainure de guidage 35, l'outil de nettoyage 63 peut typiquement remettre ces morceaux à l'intérieur de la cuve 20. Le bras 52 doit de préférence être conçu pour permettre le nettoyage sous les montées positives 47 gauche et droite sans se retourner.
Une fois l'opération de nettoyage achevée, l'outil de nettoyage 63 peut être replacé dans le dispositif d'entreposage 56, sur l'élément 64 correspondant, puis le bras 52 peut être déconnecté de l'outil de nettoyage 63.
Le bras 52 peut alors être connecté à un autre outil présent dans le dispositif d'entreposage 56 pour la réalisation d'une autre opération.
Comme illustré sur la figure 15, le bras 52 peut reprendre le dispositif de préhension 60 qu'il a précédemment temporairement placé dans le dispositif d'entreposage 56, par coopération entre les premiers moyens de couplage 61 ménagés à la première extrémité
53 du bras 52 et les seconds moyens de couplage 62 ménagés sur le dispositif de préhension 60.
De façon concrète, après le changement d'anode, et avant de remettre les capots 33 en place sur la cellule 3, la rainure de guidage 35 doit être nettoyée, sur toute la longueur dégagée par le retrait des capots 33, pour éliminer tous les morceaux ¨ à
savoir les débris de bain durci et de bain broyé ¨ qui auraient pu tomber lors du changement d'anode 40.
Pour nettoyer la rainure de guidage 35, l'outil de nettoyage 63 peut typiquement remettre ces morceaux à l'intérieur de la cuve 20. Le bras 52 doit de préférence être conçu pour permettre le nettoyage sous les montées positives 47 gauche et droite sans se retourner.
Une fois l'opération de nettoyage achevée, l'outil de nettoyage 63 peut être replacé dans le dispositif d'entreposage 56, sur l'élément 64 correspondant, puis le bras 52 peut être déconnecté de l'outil de nettoyage 63.
Le bras 52 peut alors être connecté à un autre outil présent dans le dispositif d'entreposage 56 pour la réalisation d'une autre opération.
Comme illustré sur la figure 15, le bras 52 peut reprendre le dispositif de préhension 60 qu'il a précédemment temporairement placé dans le dispositif d'entreposage 56, par coopération entre les premiers moyens de couplage 61 ménagés à la première extrémité
53 du bras 52 et les seconds moyens de couplage 62 ménagés sur le dispositif de préhension 60.
16 Le bras 52 ainsi équipé du dispositif de préhension 60 peut alors reprendre un ou plusieurs capots 33 préalablement placés dans le dispositif de stockage 55.
Cette opération ne nécessite pas de dispositif de détection de la position précise des capots 33 puisque ceux-ci sont restés dans le même référentiel que le bras 52 depuis leur mise en place dans le dispositif de stockage 55. Il s'ensuit un gain en temps et en fiabilité.
Une fois les organes de préhension 59 associés aux capots 33 de façon appropriée, le volet 72 du dispositif de stockage 55 peut être déplacé vers sa position ouverte pour permettre le retrait des capots 33 hors du dispositif de stockage 55.
Ensuite, comme illustré sur la figure 16, le bras 52 est déplacé pour qu'il puisse replacer le ou les capots 33 qu'il porte sur la cellule 3. Afin de permettre un repositionnement approprié des capots 33, le système 50 peut comprendre un dispositif de détection apte à
détecter un élément voisin de l'emplacement de la cellule 3 où les capots 33 doivent être repositionnés par le bras 52. Cet élément voisin peut par exemple être un capot 33 adjacent déjà en place sur la cellule 3, ou, dans le cas où les capots à
repositionner sont des capots situés à une extrémité transversale de la cellule 3, une paroi d'extrémité de la cellule 3.
Le bras 52 vient insérer les capots 33 dans la rainure de guidage 35 qui a été
préalablement nettoyée, et les placer en appui sur le rebord 31 de la superstructure 30.
Dans la mesure où les capots 33 ont été stockés de façon superposée selon Z, avec leurs bords latéraux 36 sensiblement horizontaux, les éventuels jeux qui pouvaient exister entre deux capots 33 adjacents, avant leur retrait de la cellule 3, ont été éliminés par gravité.
Ainsi, l'encombrement global ¨ selon Y ¨ de l'ensemble de capots 33 à remettre en place sur la cellule 3 est moins important que l'encombrement de cet ensemble de capots 33 avant leur retrait de la cellule 3. En d'autres termes, l'emplacement disponible sur la cellule 3 pour remettre en place les capots 33 est plus grand que la dimension selon Y de cet ensemble de capots 33. La remise en place des capots 33 sur la cellule s'en trouve grandement facilitée.
Le procédé qui vient d'être décrit peut être réalisé de façon automatique, le système 50 fonctionnant de façon autonome après une consigne de lancement du cycle donnée par la machine de service 10 positionnée au-dessus de la cellule 3 considérée.
En variante, en particulier pour procéder à des réglages, on pourrait envisager un fonctionnement manuel, la conduite pouvant se faire par un opérateur agissant sur les organes de commande présents dans la cabine de pilotage de la machine de service 10.
Cette opération ne nécessite pas de dispositif de détection de la position précise des capots 33 puisque ceux-ci sont restés dans le même référentiel que le bras 52 depuis leur mise en place dans le dispositif de stockage 55. Il s'ensuit un gain en temps et en fiabilité.
Une fois les organes de préhension 59 associés aux capots 33 de façon appropriée, le volet 72 du dispositif de stockage 55 peut être déplacé vers sa position ouverte pour permettre le retrait des capots 33 hors du dispositif de stockage 55.
Ensuite, comme illustré sur la figure 16, le bras 52 est déplacé pour qu'il puisse replacer le ou les capots 33 qu'il porte sur la cellule 3. Afin de permettre un repositionnement approprié des capots 33, le système 50 peut comprendre un dispositif de détection apte à
détecter un élément voisin de l'emplacement de la cellule 3 où les capots 33 doivent être repositionnés par le bras 52. Cet élément voisin peut par exemple être un capot 33 adjacent déjà en place sur la cellule 3, ou, dans le cas où les capots à
repositionner sont des capots situés à une extrémité transversale de la cellule 3, une paroi d'extrémité de la cellule 3.
Le bras 52 vient insérer les capots 33 dans la rainure de guidage 35 qui a été
préalablement nettoyée, et les placer en appui sur le rebord 31 de la superstructure 30.
Dans la mesure où les capots 33 ont été stockés de façon superposée selon Z, avec leurs bords latéraux 36 sensiblement horizontaux, les éventuels jeux qui pouvaient exister entre deux capots 33 adjacents, avant leur retrait de la cellule 3, ont été éliminés par gravité.
Ainsi, l'encombrement global ¨ selon Y ¨ de l'ensemble de capots 33 à remettre en place sur la cellule 3 est moins important que l'encombrement de cet ensemble de capots 33 avant leur retrait de la cellule 3. En d'autres termes, l'emplacement disponible sur la cellule 3 pour remettre en place les capots 33 est plus grand que la dimension selon Y de cet ensemble de capots 33. La remise en place des capots 33 sur la cellule s'en trouve grandement facilitée.
Le procédé qui vient d'être décrit peut être réalisé de façon automatique, le système 50 fonctionnant de façon autonome après une consigne de lancement du cycle donnée par la machine de service 10 positionnée au-dessus de la cellule 3 considérée.
En variante, en particulier pour procéder à des réglages, on pourrait envisager un fonctionnement manuel, la conduite pouvant se faire par un opérateur agissant sur les organes de commande présents dans la cabine de pilotage de la machine de service 10.
17 Ainsi, le système selon l'invention permet de manutentionner les capots et de réaliser les autres opérations (nettoyage, etc.) dans l'environnement très encombré des cellules d'électrolyse, avec la précision requise.
De par sa modularité, le système permet en outre d'arriver à un temps de cycle considérablement réduit, par exemple inférieur à 100 s (pour la prise des capots, le nettoyage et la remise en place des capots).
Etant compact, le système peut réaliser certaines opérations en temps masqué, dans la mesure où elles n'engendrent pas de risque de collision avec un élément de la machine de service. Tel est le cas en particulier du changement d'outil entre le dispositif de préhension et l'outil de nettoyage, qui peut être effectué pendant que la machine de service 10 intervient sur la cellule 3 pour casser la croûte du bain, enlever une anode usée ou remettre une anode neuve.
Outre l'impact financier, la réduction du temps de cycle est avantageuse en termes de sécurité et d'environnement, car le temps pendant lequel les capots sont enlevés des cellules est plus limité.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.
De par sa modularité, le système permet en outre d'arriver à un temps de cycle considérablement réduit, par exemple inférieur à 100 s (pour la prise des capots, le nettoyage et la remise en place des capots).
Etant compact, le système peut réaliser certaines opérations en temps masqué, dans la mesure où elles n'engendrent pas de risque de collision avec un élément de la machine de service. Tel est le cas en particulier du changement d'outil entre le dispositif de préhension et l'outil de nettoyage, qui peut être effectué pendant que la machine de service 10 intervient sur la cellule 3 pour casser la croûte du bain, enlever une anode usée ou remettre une anode neuve.
Outre l'impact financier, la réduction du temps de cycle est avantageuse en termes de sécurité et d'environnement, car le temps pendant lequel les capots sont enlevés des cellules est plus limité.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.
Claims (20)
1. Système pour la réalisation d'opérations liées à l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, dont des opérations de manutention de capots des cellules, le système étant destiné à être monté sur une unité mobile de l'installation pour pouvoir être déplacé au-dessus des cellules, le système comprenant :
un support destiné à être monté sur l'unité;
un bras articulé monté sur le support;
un dispositif de préhension d'au moins un capot conçu pour pouvoir être couplé
à
une première extrémité du bras;
caractérisé en ce que le système comprend en outre un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot, ledit dispositif de stockage, monté sur le support, étant apte à recevoir au moins un capot apporté par le bras équipé du dispositif de préhension et à permettre audit bras équipé du dispositif de préhension de reprendre au moins un capot préalablement placé dans le dispositif de stockage.
un support destiné à être monté sur l'unité;
un bras articulé monté sur le support;
un dispositif de préhension d'au moins un capot conçu pour pouvoir être couplé
à
une première extrémité du bras;
caractérisé en ce que le système comprend en outre un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot, ledit dispositif de stockage, monté sur le support, étant apte à recevoir au moins un capot apporté par le bras équipé du dispositif de préhension et à permettre audit bras équipé du dispositif de préhension de reprendre au moins un capot préalablement placé dans le dispositif de stockage.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un unique bras articulé monté sur le support.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif d'entreposage d'outils dont au moins le dispositif de préhension et un outil de nettoyage, le dispositif d'entreposage, monté sur le support, étant agencé
pour pouvoir recevoir au moins un outil apporté par le bras et pour permettre audit bras de prendre l'un des outils placé dans le dispositif d'entreposage.
pour pouvoir recevoir au moins un outil apporté par le bras et pour permettre audit bras de prendre l'un des outils placé dans le dispositif d'entreposage.
4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support comprend une embase sur laquelle sont montés, de façon fixe : le bras, le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot, et le dispositif d'entreposage d'outils, lorsqu'il est présent.
5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première extrémité du bras est munie de premiers moyens de couplage et en ce que le dispositif de préhension, ou tout autre outil susceptible d'être couplé à
la première extrémité du bras, est muni de seconds moyens de couplage conçus pour coopérer, de façon amovible, avec les premiers moyens de couplage.
la première extrémité du bras, est muni de seconds moyens de couplage conçus pour coopérer, de façon amovible, avec les premiers moyens de couplage.
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot est conçu pour recevoir plusieurs capots disposés sensiblement dans un même plan vertical, avec leurs bords latéraux sensiblement horizontaux, les capots étant superposés de façon sensiblement jointive le long de la direction verticale (Z).
7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot comprend un volet mobile entre une position ouverte permettant la mise en place ou le retrait d'au moins un capot dans/depuis ledit dispositif de stockage, et une position fermée dans laquelle le ou les capots sont maintenus dans ledit dispositif de stockage.
8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de stockage comprend un organe d'actionnement conçu pour pouvoir déplacer le volet entre ses positions ouverte et fermée.
9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de stockage comprend une base sensiblement horizontale, un premier et un deuxième montant latéral sensiblement verticaux et fixes par rapport à la base, et, au voisinage d'au moins l'un des deux montants latéraux, le volet sensiblement vertical mobile par rapport audit montant latéral entre une position ouverte permettant la mise en place ou le retrait d'au moins un capot dans/depuis ledit dispositif de stockage, et une position fermée dans laquelle le ou les capots sont maintenus dans ledit dispositif de stockage, en position de stockage.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins l'un desdits montants présente une gorge sensiblement verticale et ouverte vers l'autre montant, dans laquelle est destiné à venir se loger un bord d'au moins un capot.
11. Système selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection de la présence d'au moins un capot dans le dispositif de stockage.
12. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de détection apte à déterminer la position précise d'un capot sur une cellule avant sa préhension par le bras, et apte à détecter un élément voisin de l'emplacement de la cellule où un capot doit être repositionné par le bras, afin de permettre un repositionnement approprié dudit capot.
13. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le support comprend au moins une partie qui est mobile sensiblement verticalement, en fonctionnement, et sur laquelle est fixé le bras, le bras étant par exemple fixé en partie inférieure du support par sa deuxième extrémité.
14. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le support comprend un mât télescopique selon une direction sensiblement verticale (Z).
15. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le bras articulé est un robot anthropomorphe à six axes.
16. Unité pour l'exploitation de cellules d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, l'unité comportant :
- un pont roulant qui comporte deux poutres s'étendant transversalement et qui est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules;
- un chariot monté mobile transversalement sur les deux poutres du pont roulant;
caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, le support du système étant monté sur le chariot.
- un pont roulant qui comporte deux poutres s'étendant transversalement et qui est conçu pour se déplacer selon une direction longitudinale (X) au-dessus des cellules;
- un chariot monté mobile transversalement sur les deux poutres du pont roulant;
caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, le support du système étant monté sur le chariot.
17. lnstallation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant :
- un bâtiment dans lequel sont situées plusieurs cellules, chaque cellule s'étendant selon une direction transversale (Y), les cellules étant disposées les unes à
côté
des autres selon une direction longitudinale (X) ;
- une unité selon la revendication 16, le pont roulant étant monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales du bâtiment.
- un bâtiment dans lequel sont situées plusieurs cellules, chaque cellule s'étendant selon une direction transversale (Y), les cellules étant disposées les unes à
côté
des autres selon une direction longitudinale (X) ;
- une unité selon la revendication 16, le pont roulant étant monté mobile longitudinalement sur des rails longitudinaux ménagés au voisinage de deux parois d'extrémité transversales du bâtiment.
18. Procédé d'intervention sur une cellule d'une installation de production d'aluminium par électrolyse ignée, comprenant dans cet ordre les étapes consistant à :
a) prendre au moins un capot présent sur une cellule, au moyen d'un bras articulé
monté sur un support et muni d'un dispositif de préhension d'au moins un capot;
b) au moyen dudit bras, placer le ou les capots dans un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot monté sur le support, puis séparer le dispositif de préhension et le ou les capots, de sorte à libérer le bras;
c) au moyen dudit bras, reprendre au moins un capot préalablement placé
dans le dispositif de stockage;
d) replacer ledit ou lesdits capots sur la cellule au moyen dudit bras.
a) prendre au moins un capot présent sur une cellule, au moyen d'un bras articulé
monté sur un support et muni d'un dispositif de préhension d'au moins un capot;
b) au moyen dudit bras, placer le ou les capots dans un dispositif de stockage temporaire d'au moins un capot monté sur le support, puis séparer le dispositif de préhension et le ou les capots, de sorte à libérer le bras;
c) au moyen dudit bras, reprendre au moins un capot préalablement placé
dans le dispositif de stockage;
d) replacer ledit ou lesdits capots sur la cellule au moyen dudit bras.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, entre les étapes b) et c), et dans cet ordre, les étapes consistant à :
au moyen dudit bras, placer le dispositif de préhension dans un dispositif d'entreposage d'outils monté sur le support;
coupler audit bras un outil autre que le dispositif de préhension présent dans le dispositif d'entreposage;
réaliser une opération avec ledit outil;
replacer ledit outil dans le dispositif d'entreposage;
coupler à nouveau le dispositif de préhension audit bras.
au moyen dudit bras, placer le dispositif de préhension dans un dispositif d'entreposage d'outils monté sur le support;
coupler audit bras un outil autre que le dispositif de préhension présent dans le dispositif d'entreposage;
réaliser une opération avec ledit outil;
replacer ledit outil dans le dispositif d'entreposage;
coupler à nouveau le dispositif de préhension audit bras.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que ledit outil autre que le dispositif de préhension est un outil de nettoyage, et en ce que l'opération réalisée avec ledit outil est une opération de nettoyage d'au moins une zone de la cellule.
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