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Cutting device for shears with alternating movement, employed in the nuclear industry Download PDF

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Abstract

Cutting device for shears employed for shearing bundles of tubes in the nuclear industry, the said device being mounted on a planar component called "blade-carrier" 1, itself integrally attached to a trolley which ensures its movement, the said device being characterised in that it consists of a series of three to eight knives 2, 3, 4, 5 and 6 attached to the said blade-carrier, the said knives having a general parallelepipedal shape, being arranged tangentially relative to one another, having staggered cutting edges 7, the gap a between the said cutting edges of each of the knives being very substantially equal to the thickness of the bundle 8 to be sheared, the width b of the said cutting edges decreasing progressively according to the offset of the knives, it being understood that the outermost knives 2,6 may have greater cutting edge widths and that the total width of the cutting edges of all the knives is at least equal to the width of the bundle to be sheared.

Description

Dispositif de coupe pour cisaille à déplacement alternatif utilisée dans l'industrie nucléaire.Cutting device for reciprocating shears used in the nuclear industry.

La présente invention concerne un dispositif de coupe pour cisaille à déplacement alternatif utilisée dans l'industrie nucléaire. The present invention relates to a cutting device for reciprocating shears used in the nuclear industry.

La première étape du retraitement des combustibles nucléaires irradiés consiste à tronçonner les tubes contenant le combustible, en morceaux de longueur prédéterminée, de façon à pouvoir dissoudre ledit combustible dans un solvant convenable. The first step in the reprocessing of irradiated nuclear fuel consists in cutting the tubes containing the fuel, into pieces of predetermined length, so as to be able to dissolve said fuel in a suitable solvent.

Lesdits tubes, ayant chacun un diamètre de l'ordre de 1 à 1,5 cm et des longueurs-atteignant plusieurs mètres, sont disposés parallèLement en faisceau de section généralement carrée atteignant environ 25 cl de côté. A chacune des extrémités du faisceau, les tubes sont engagés dans un embout ; les deux embouts sont reliés entre eux par des entretoises longitudinales. Said tubes, each having a diameter of the order of 1 to 1.5 cm and lengths reaching several meters, are arranged in parallel in bundles of generally square section reaching approximately 25 cl on a side. At each end of the bundle, the tubes are engaged in a tip; the two end pieces are interconnected by longitudinal struts.

Le tronçonnage de ces faisceaux de tubes contenant Le combustible nucléaire peut être effectué par sciage, par meulage ou par cisaillage. C'est ce cisaillage qui est le plus souvent employé dans les installations industrielles du fait notamment qu'il produit moins de poussière que les autres modes de tronçonnage. The cutting of these bundles of tubes containing nuclear fuel can be carried out by sawing, grinding or shearing. It is this shearing which is most often used in industrial installations, in particular because it produces less dust than the other cutting modes.

Il faut en effet tenir compte, lors du choix, de la méthode utilisée pour ce tronçonnage,-que les tubes contiennent des produits qui sont fortement radioactifs et/ou très abrasifs. On prendra donc, sur ces deux plans des précautions aussi grandes que possible impliquant notamment le tronçonnage dans une cellule étanche soumise à une forte ventilation et la protection de toutes les parties sensibLes de l'appareillage contre les poussières. It is indeed necessary to take into account, when choosing, the method used for this cutting-off, that the tubes contain products which are highly radioactive and / or very abrasive. We will therefore take, on these two planes, precautions as great as possible, implying in particular cutting-off in a sealed cell subjected to strong ventilation and the protection of all sensitive parts of the apparatus against dust.

Par ailleurs, compte ténu des efforts à exercer, par la cisaille, pour découper convenablement les faisceaux de tubes, il convient de prendre un certain nombre de precautions, au niveau du dispositif de coupe, pour que les éléments mécaniques moteurs de la cisaille ne soient pas soumis à des contraintes et chocs inadmissibles. In addition, taking into account the efforts to be exerted by the shears to cut the bundles of tubes properly, a certain number of precautions should be taken, at the level of the cutting device, so that the mechanical driving elements of the shears are not not subject to unacceptable stresses and shocks.

La présente invention concerne donc un tel dispositif de coupe.  The present invention therefore relates to such a cutting device.

Ce dispositif de coupe est monté sur une pièce plane dénommée "porte-lames'f, ladite pièce plane est elle-même rendue solidaire d'un chariot qui en assure le déplacement. This cutting device is mounted on a flat piece called "blade holder", said flat piece is itself made integral with a carriage which ensures its movement.

Le dispositif de coupe selon l'invention est caractérisé en ce qutil est constitué par une série de 3 à 8 couteaux, fixés sur le "porte-lames", lesdits couteaux ayant une forme générale parallélépipédique, étant disposés tangentiellement les uns par rapport aux autres, ayant des bords d'attaque étagés, l'intervalle entre les bords d'attaque de chacun des couteaux étant très sensiblement égal à l'épaisseur des faisceaux à cisailler, la largeur desdits bords d'attaque diminuant progressivement selon le décalage des couteaux, étant entendu que les couteaux extrêmes peuvent avoir des largeurs de bord d'attaque supérieures et que la largeur totale des bords d'attaque de l'ensemble des couteaux est au moins égale à la largeur du faisceau à cisailler. The cutting device according to the invention is characterized in that it consists of a series of 3 to 8 knives, fixed on the "blade holder", said knives having a generally parallelepiped shape, being arranged tangentially with respect to each other , having stepped leading edges, the interval between the leading edges of each of the knives being very substantially equal to the thickness of the beams to be sheared, the width of said leading edges gradually decreasing according to the offset of the knives, it being understood that the end knives may have greater leading edge widths and that the total width of the leading edges of all the knives is at least equal to the width of the beam to be sheared.

Pour La découpe des faisceaux normalement utilisés dans les centrales atomiques actuelles, on utilisera de préférence 5 couteaux. For cutting beams normally used in today's atomic power stations, preferably 5 knives will be used.

La diminution de la largeur des bords d'attaque de chaque couteau sera de tordre de 5 à 20 x d'un couteau au couteau voisin. The reduction in the width of the leading edges of each knife will be to twist from 5 to 20 x from a knife to the neighboring knife.

Comme connu et utilisé dans les dispositifs de découpe mettant en jeu notamment des mouvements alternati-fs, les couteaux peuvent comporter sur leur face supérieure et en arrière de leur bord d'attaque une légère dépouille qui facilite le mouvement de retour du dispositif de -coupe. As known and used in cutting devices involving in particular alternati-fs movements, the knives may have on their upper face and behind their leading edge a slight draft which facilitates the return movement of the cutting device .

Il a été trouvé de plus, et cela constitue un des aspects de l'invention, que les couteaux devaient etre constitués, au-moins sur leur bord d'attaque, par un acier ayant une dureté de 57 à 58HRC. On sait que la dureté d'un acier est fonction des traitements subis par ledit acier (-et notamment du traitement de revenu de cet acier), on choisira de préférence un acier pour lequel le traitement de revenu adéquat pourra s'effectuer dans une zone de température relativement large ; ce choix facilitera bien évidemment la préparation industriel Le des couteaux.  It has also been found, and this constitutes one of the aspects of the invention, that the knives had to be formed, at least on their leading edge, by a steel having a hardness of 57 to 58HRC. It is known that the hardness of a steel is a function of the treatments undergone by said steel (and in particular the tempering treatment of this steel), preferably a steel will be chosen for which the adequate tempering treatment can be carried out in a zone relatively wide temperature; this choice will obviously facilitate the industrial preparation of knives.

L'invention sera mieux comprise en se référant à l'exemple non limitatif suivant ; cet exemple est illustré par les figures 1 et 2. The invention will be better understood by referring to the following nonlimiting example; this example is illustrated by FIGS. 1 and 2.

La figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de coupe selon l'invention, dispositif comportant cinq couteaux. Figure 1 is an elevational view of a cutting device according to the invention, device comprising five knives.

La figure 2 est une vue en coupe d'un couteau comportant une dépouille et fixé sur le porte-lames de la cisaille. Figure 2 is a sectional view of a knife having a draft and attached to the blade holder of the shears.

Sur ta figure 1, on a représenté, en vue en élévation, un dispositif de coupe selon l'invention. In FIG. 1, there is shown, in elevation view, a cutting device according to the invention.

Sur cette figure, on voit
- en 1 le porte-lames
- en 2, 3, 4, 5, -6 les cinq couteaux qui sont fixés sur le porte-lames 1 ; lesdits couteaux sont disposés tangentiellement les uns par rapport aux autres sur une certaine partie de leur face latérale ; ils ont des bords d'attaque 7 (constitués de plans sensiblement verticaux) qui sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens de deplacement du dispositif matérialisé par la flèche ; la distance (a) entre deux de ces bords d'attaque est très sensiblement égale à l'épaisseur du faisceau de tubes à découper ; les hauteurs (b) de ces bords d'attaque diminuent progressivement au fur et à mesure que la.découpe s'effectue (c'est-à-dire au fur et à mesure du décalage des couteaux) étant entendu que les couteaux extrêmes peuvent être avantageusement d'une largeur supérieure et que la largeur totale de ltensemble des couteaux est supérieure à la largeur totale du faisceau à découper.In this figure, we see
- in 1 the blade holder
- In 2, 3, 4, 5, -6 the five knives which are fixed on the blade holder 1; said knives are arranged tangentially with respect to each other on a certain part of their lateral face; they have leading edges 7 (made up of substantially vertical planes) which are offset with respect to each other in the direction of movement of the device materialized by the arrow; the distance (a) between two of these leading edges is very substantially equal to the thickness of the bundle of tubes to be cut; the heights (b) of these leading edges decrease progressively as the cutting takes place (that is to say as the knives are offset) it being understood that the extreme knives can advantageously be of a greater width and that the total width of all of the knives is greater than the total width of the beam to be cut.

Sur la figure 1, on a représenté très schématiquement, en 8, en coupe les dimensions d'un faisceau à découper. In Figure 1, there is shown very schematically, at 8, in section the dimensions of a beam to be cut.

Sur la figure 2, on a représenté en coupe Longitudinale :
- en 1 le porte-lames sur lequel les couteaux sont fixés
- en 2 un couteau ; ce couteau est fixé au porte-lames au moyen de deux vis 9 ; le porte-lames et le couteau se déplaçant, lors de la coupe, dans le sens de la flèche ; on notera que ledit couteau comporte, en arrière de son bord d'attaque 7 une dépouille 10 connue en elle-même. In FIG. 2, a longitudinal section is shown:
- in 1 the blade holder on which the knives are fixed
- in 2 a knife; this knife is fixed to the blade holder by means of two screws 9; the blade holder and the knife moving, during cutting, in the direction of the arrow; it will be noted that said knife comprises, behind its leading edge 7 a body 10 known in itself.

Les couteaux utiLisés dans la présente invention sont en acier d'une dureté comprise entre 57 et'58HRc; pour obtenir cette
dureté, on pourra employer par exemple des aciers dont la composi
tion comporte
C 1,8 % Cr 13 Mn 0,15 % à 0,45 Z
Si 0,10 à 0,4 x Mo 0,7 à 11 Va 0,7 à 1 %. The knives used in the present invention are made of steel with a hardness of between 57 and 58 RHc; to get this
hardness, we can use for example steels whose composition
tion includes
C 1.8% Cr 13 Mn 0.15% at 0.45 Z
If 0.10 to 0.4 x MB 0.7 to 11 Va 0.7 to 1%.

Il a été indiqué que la largeur des couteaux était variable en fonction de la place desdits couteaux sur le porte
lames ; si l'on se réfère à l'exemple représenté sur la figure 1
(cinq couteaux pour une largeur totale de 27 cm destinés à la coupe
de faisceaux présentant après compactage une largeur de l'ordre de 25 cm) la largeur de chacun des couteaux est respectivement
couteau 2 6,3 cm
couteau 3 6 cm
couteau 4 5 cm
couteau 5 4,2 cm
couteau 6 ^ 6 cm
Il a été indiqué par ailleurs que le nombre des couteaux pouvait varier de 3 à 8 ; il apparaît donc souhaitable et cela
constitue un des aspects de l'invention d'indiquer comment on peut déterminer, en se fixant un nombre de couteaux à utiliser, la largeur de chacun des couteaux pour obtenir un résultat optimum.It was indicated that the width of the knives was variable depending on the place of said knives on the holder
blades; if we refer to the example shown in figure 1
(five knives for a total width of 27 cm intended for cutting
of beams having after compacting a width of the order of 25 cm) the width of each of the knives is respectively
knife 2 6.3 cm
knife 3 6 cm
knife 4 5 cm
knife 5 4.2 cm
knife 6 ^ 6 cm
It has also been indicated that the number of knives could vary from 3 to 8; it therefore appears desirable and this
constitutes one of the aspects of the invention to indicate how it is possible to determine, by fixing a number of knives to be used, the width of each of the knives to obtain an optimum result.

La technique à utiliser est la suivante
- ayant constaté que, si l'on utilise des couteaux possé dans tous la même largeur, la pression maximum dans le vérin subit
lors du travail de chacun des couteaux des variations supérieures à environ 15 à 20 % de la pression maximum moyenne ; on modifiera progressivement la largeur des couteaux pour que les pressions maximales successives du vérin ne différent que d'au plus 7 à 10 % de la pression maximum moyenne. The technique to use is as follows
- having noted that, if knives with all the same width are used, the maximum pressure in the jack undergoes
during the work of each of the knives variations greater than about 15 to 20% of the average maximum pressure; the width of the knives will be gradually modified so that the successive maximum pressures of the jack differ only by at most 7 to 10% from the average maximum pressure.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de coupe pour cisaille utilisée pour le cisaillage des faisceaux de tubes dans l'industrie nucléaire, ledit dispositif étant monté sur une pièce pLane dénommée "porte-lames" (1) elle-même solidaire d'un chariot qui en assure le déplacement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il est constitué par une série de 3 à 8 couteaux (2, 3, 4, 5 et 6) fixés sur ledit porte-lames, lesdits couteaux ayant une forme générale parallélépi pédique, étant disposés tangentiellement les uns par rapport aux autres, ayant des bords d'attaque (7) étagés, l'intervalle (a) entre lesdits bords attaque de chacun des couteaux étant très sensiblement égal à l'épaisseur du faisceau (8) à cisailler, la largeur (b) desdits bords d'attaque diminuant progressivement selon le décalage. des couteaux, étant entendu que les couteaux extrêmes (2, 6) peuvent avoir des largeurs de bord d'attaque supérieures et que la largeur totale des bords d'attaque de ltensemble des couteaux est au moins égale à la largeur du faisceau à cisailler. 1. Cutting device for shears used for shearing bundles of tubes in the nuclear industry, said device being mounted on a pLane part called "blade holder" (1) itself secured to a carriage which ensures the displacement, said device being characterized in that it consists of a series of 3 to 8 knives (2, 3, 4, 5 and 6) fixed on said blade holder, said knives having a general pedic parallelepi shape, being arranged tangentially with respect to each other, having stepped leading edges (7), the interval (a) between said leading edges of each of the knives being very substantially equal to the thickness of the beam (8) to be sheared, the width (b) of said leading edges gradually decreasing according to the offset. knives, it being understood that the extreme knives (2, 6) can have greater leading edge widths and that the total width of the leading edges of all the knives is at least equal to the width of the beam to be sheared. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que .chaque couteau présente, sur sa face supérieure et en arrière du bord d'attaque, une dépouille (10). 2. Device according to claim 1, characterized in that .each knife has, on its upper face and behind the leading edge, a draft (10). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits couteaux sont en acier ayant une dureté de 57 à 58HR . 3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that said knives are made of steel having a hardness of 57 to 58HR.
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