FR2746039A1 - Procede et dispositif de nettoyage de conduits par robot telecommande - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif de nettoyage de conduits, tels que des conduits de fumée. Selon l'invention, le procédé consiste à projeter un film de protection dans la canalisation puis, après qu'il ait reçu des salissures à le désagréger à l'aide d'un robot télécommandé (1) à bras articulés (2). Application: nettoyage automatique des conduits soumis à des salissures et aux dépôts de graisse.

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de

nettoyage de conduits ou gaines d'aération -destinéèn partfculX-er, mais non exclusivement, aux cuisines industrielles. Dans ces bâtiments, des tuyaux de forte section évacuent vers l'extérieur les vapeurs diverses et les aérosols générés par les cuisines. Malgré un filtrage soigné, des vyraisses se déposent progressivement sur les parois du conduit. Ces dépôts combustibles constituent un danger certain en cas de feu sur un point de cuisson à l'entrée de la canalisation. De plus, pour des raisons d'hygiène, les

conduits ou gaines doivent être nettoyés régulièrement.

Actuellement, les conduits sont dégraissés manuellement à l'aide de nettoyeur à eau pressurisée. Ce procédé présente plusieurs inconvénients: utilisation de l'eau en grande quantité, l'eau souillée devant être récupérée dans des conditions difficiles. L'accès à l'intérieur des conduits n'est jamais facile et souvent impossible du fait des

grandes longueurs, des coudes et des variations de section.

Enfin il est impossible d'enlever totalement certains dépôts.

Des dispositifs de nettoyage ont déjà été proposés.

FR-B-1 571 793 divulgue un dispositif à l'aide duquel on peut nettoyer la paroi intérieure d'un tube et/ou la munir d'un enduit protecteur comportant un moteur d'entraînement des organes de travail tournent dans des sens de rotation opposés, un ressort appliquant les galets de guidage contre

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la paroi intérieure du tube. Le dispositif est tiré par un câble de traction à l'intérieur du tube. Mais un tel dispositif ne peut circuler que dans un tube ou canalisation linéaire ou à grand rayon de courbure. GB-B-719 254 décrit un chariot pour nettoyer l'intérieur des canalisations sur lequel un moteur entraîne une brosse. US-A-3037228 décrit

une machine pour ébavurer les soudures internes aux tuyaux.

FR-A-1 697 088 décrit un appareil de traitement des parois intérieures de conduits d'alimentation en eau, comprenant un chariot muni de deux groupes de trois roulettes réparties à o l'une de l'autre, commandées par des trains d'engrenage. DE-A-2 339 868 décrit un autre dispositif de nettoyage. L'ensemble des documents de l'art antérieur ne fonctionne convenablement que si les canalisations sont à section circulaire et ne présentent pas de coudes à rayon de

courbure ou a angle trop petits.

La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients de systèmes connus et d'assurer un fonctionnement correct quelle que soit la configuration des canalisations. Selon la présente invention, le procédé de nettoyage des parois de conduit est caractérisé en ce qu'il consiste à

projeter sur les parois un film pelable de type acrylique.

Après un certain temps, lorsque le dépôt de graisses et salissures est estimé suffisant, le film est retiré par pelage mécanique et aspiration avec les graisses et une nouvelle couche est projetée. Ainsi, on revêt l'intérieur de la canalisation d'un revêtement provisoire qui est détruit à chaque nettoyage mais assure entre temps l'étanchéité de

celle-ci et la réception des graisses et salissures.

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La présente invention a également pour objet un dispositif automoteur à motricité répartie constituant un robot télécommandé et pouvant porter différents outils et notamment une caméra d'inspection, un dispositif de

projection d'un film et un dispositif d'arrachage du film.

Bien entendu, le film, projeté à l'état liquide, durcit par

évaporation d'un solvant lorsqu'il est projeté sur la paroi.

Cette projection n'a lieu qu'après le nettoyage du tube.

Selon une caractéristique de l'invention, le robot est muni de six roues motrices commandées indépendamment portées par des bras repliables pour adapter l'encombrement du robot au diamètre du conduit, d'une tourelle orientable sur laquelle sont fixés les outils, d'un conduit d'évacuation des débris d'arrachage traversant axialement le véhicule, le conduit d'évacuation étant connecté à la tourelle par un joint de liaisons électriques et pneumatiques allant vers la tourelle

par l'intermédiaire d'un connecteur tournant.

Un microcontrôleur embarqué sur le robot assure: - la gestion des communications avec la station extérieure au tuyau; - l'asservissement des efforts mécaniques, de la vitesse de travail et de la luminosité; l'avance dans le tube au moyen des roues motrices; - la rotation de la tourelle; - la régulation du pas de la brosse de nettoyage; - la régulation de l'éclairage;

- la régulation de l'effort sur la brosse.

Le robot est relié en permanence à la station extérieure qui comprend un ordinateur et un récepteur de signaux vidéo qui permet de contrôler visuellement l'état intérieur du conduit

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à tout moment et de corriger des défaillances éventuelles du logiciel de commande. Mais le robot à "intelligence embarquée" fonctionne normalement par son programme interne indépendamment de la station extérieure qui ne joue habituellement qu'un rôle de contrôle. Le mouvement de rotation de la tourelle permet l'arrachage du film sur toute la périphérie interne du conduit au moyen d'une seule brosse. Ce résultat est obtenu par la combinaison du mouvement de rotation de la tourelle et de l'avance du robot, la brosse suivant ainsi une trajectoire en hélice à pas constant dans le conduit ce qui assure l'enlèvement et l'aspiration d'une quantité régulière de

matière polluée.

Pour accomplir sa fonction de nettoyage ou d'enduction, le robot doit pouvoir traverser les coudes. A cet effet, le robot comprend un corps à partir de chaque extrémité duquel font saillies trois roues espacées de 120 , les roues

roulant à l'intérieur du conduit sans glissement.

Le robot est télécommandé et le corps de celui-ci transporte toute la connectique ainsi que la carte électronique de commande du robot. Sur le corps sont fixés les six bras motorisés avec un dispositif d'anti- blocage qui sera décrit ultérieurement. Le corps transmet le mouvement de rotation pour le fonctionnement de la brosse et il est étanche aux poussières brossées et aspirées par le tuyau central. Le système de commande à microprocesseur du robot permet de régler la vitesse de rotation de l'ensemble porte brosse, l'effort d'appui de la brosse sur la paroi, l'effort d'appui des bras sur la paroi et la vitesse des roues motrices. Le corps de la machine ou robot est en forme de diabolo c'est à dire que sa partie médiane est de diamètre inférieur à celui des extrémités. La motorisation et la commande des roues

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permettent un décalage du corps par rapport à la ligne neutre dans les coudes. Pour le franchissement d'un coude, on utilise le pivotement différencié des bras qui permet d'obtenir une excentration au décalage de l'axe du robot par rapport à la ligne neutre du conduit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente

invention apparaîtront au cours de la description qui va

suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - La figure 1, une vue de face générale d'un robot permettant la mise en oeuvre du procédé; - la figure 2, une vue schématique en élévation du corps du robot; - la figure 3, une vue schématique d'un bras extensible; - la figure 4, un bras vu de côté; - la figure 5, une vue du bras porte brosse; - la figure 6, une vue de la liaison entre la brosse et la tourelle;

- la figure 7, la vue arrière du robot équipé d'une brosse.

Sur les figures 1 et 2, on voit que le robot comprend un corps 1 présente un axe de symétrie et une partie centrale la amincie, à partir duquel font saillie en fonction de la position du robot six bras télescopiques 2 dont seuls quatre apparaissent sur la figure. Le corps 1 présente de la gauche vers la droite, une couronne arrière 3, une partie fixe 4 et coaxialement à la partie 4, une partie tournante 5 se

terminant à l'autre extrémité par une tourelle ou porte-

outils 6 en saillie sur la couronne avant 7. Le corps inclût, en outre, un moteur de tourelle 8, un dispositif de transmission 9, un connecteur électrique 10 et un connecteur pneumatique 11. Le corps proprement dit est constitué par

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les deux couronnes arrière 3 et avant 7 rigidifiées par des cloisons longitudinales 12. Au centre, toute la partie avant est en rotation pour entraîner la tourelle 6. Le mouvement de rotation de la tourelle 6 est assuré par le moteur de tourelle 8 et par deux roulements avant et arrière (non référencés). L'entraînement est assuré par l'intermédiaire de l'engrenage 9. Le connecteur pneumatique 11 a pour but de permettre le passage de l'air comprimé de la partie fixe 4 vers la partie tournante 5. Ce passage s'effectue par un connecteur à trois voies. Le connecteur électrique 10 a pour but de faire passer le courant électrique de la partie fixe 4 à la tourelle 6. Les bagues sont en laiton et les balais en bronze-bérylium, ce connecteur est à huit voies dont deux voies pour le signal vidéo et deux pour

l'alimentation du moteur.

Sur la figure 1, un dispositif de projection de revêtement est monté sur le robot. Ce dispositif comprend une buse de projection B traversant le corps du robot par un conduit 30 qui est, à son autre extrémité relié à un pistolet C qui injecte sous pression le liquide dans le conduit. La buse B disperse la solution solvant-résine acrylique d'une manière régulière à l'intérieur de la canalisation. A son extrémité arrière, à gauche de la figure 1, un embout 30 sur lequel est monté le pistolet C permet le raccordement à un conduit d'évacuation, relié au sol à un aspirateur, permettant d'aspirer les particules détachées de la paroi lors de l'opération ultérieure de brossage. Bien entendu, le microprocesseur 29 est relié électriquement à la station

centrale par un câble conducteur (non représenté).

Comme cela apparaît sur les figures 3 et 4, un bras 2 est monté pivotant par une extrémité sur un axe 14 du corps 1 du

robot, sa seconde extrémité portant une roue ou galet 13.

Chaque bras est équipé d'un moteur 15, commandé par le

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microprocesseur 29, destiné à entraîner la roue 13 sur la paroi. A la partie supérieure du bras on distingue un vérin 16 armé par un ressort 17 permettant de tarer la force d'appui nominale du galet 13 sur la paroi. L'ensemble vérin ressort permet d'obtenir une inclinaison plus ou moins importante de la roue par rapport au corps du robot. Le vérin 16 est couplé avec le ressort 17 qui l'aide ou le contrarie. Au cours d'un fonctionnement, notamment lors du passage d'un coude, il arrive qu'une ou plusieurs roues 13 soient en contact sous forte pression contre une paroi alors que les autres sont dans le vide. L'avance de la roue demande donc un courant plus important dans le moteur 15 de celle- ci. Il en résulte un accroissement de l'intensité nécessaire à la progression de la roue. Selon une caractéristique de l'invention, cet accroissement est détecté par le microprocesseur 29 du robot qui agit immédiatement sur le vérin 16 du bras 2 pour modifier son inclinaison par rapport à la paroi et ramener l'intensité du moteur 15 à sa valeur nominale. Le moteur 15 est relié à un train d'engrenages 18 qui avec un rapport de réduction donné permet d'entraîner la roue 13. En cas de coupure de courant, le robot ne peut pas tomber grâce à la sécurité passive assurée par les ressorts 17 des bras moteurs. Il est toutefois nécessaire de prévoir un câble (non représenté) permettant le retrait du robot dans cette situation. La pièce principale du bras est une plaque en aluminium 19 sur laquelle est montée le pivot principal 14 reliant le bras au corps 1 du robot, le boîtier de roulement et l'entretoise du moteur. La transmission est assurée entre le moteur et le galet par une courroie, les galets 13 sont montés en force dans un boîtier en aluminium et les bagues intérieures sont serrées entre l'épaulement de l'arbre et la poulie. Le ressort 17 est un ressort de compression et il nécessite un bon guidage car il est soumis au flambage. Ce guidage est

assuré par un guide présentant la forme d'un piston.

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Les figures 5 à 7 représentent le montage de la brosse 20 sur un bras porte brosse 21 qui est lui-même assujetti sur la tourelle 6. On distingue sur ces figures la caméra 23 portée par le bras 21. Le bras 21 est excentré par rapport à l'axe de la tourelle 6. La caméra 23 est éclairée par des ampoules électriques (non représentées) dont le flux est également commandé par le microprocesseur 29 pour éviter une saturation de la cible qui se produirait très souvent sans

cette précaution.

A l'extrémité du bras 21, monté pivotant sur la tourelle par un axe 32, est disposée une brosse circulaire rotative 20

entraînée en rotation par un moteur 27 et une courroie 28.

La pièce ou bras de liaison 24 permet le passage des fils électriques d'alimentation du moteur 27 et le passage des conduits d'air comprimé. Le motoréducteur 27 et le vérin 25 qui détermine l'inclinaison de la brosse par rapport à l'axe de la tourelle 6 sont eux-mêmes sous la dépendance du microprocesseur 29. Cette inclinaison de la brosse 20

détermine la pression de celle-ci sur la paroi.

La brosse 20 est incluse dans un carter 31 et elle est, de préférence, montée de manière amovible sur un noyau ce qui

permet une interchangeabilité de la partie d'usure.

Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques

équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

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Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Procédé d'entretien des parois d'une canalisation, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter sur les parois un film pelable, puis après une certaine période d'utilisation à désagréger mécaniquement ledit film sur lequel se sont accumulés des graisses, détritus et

salissures et à aspirer les fragments.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application du film et sa désagrégation sont effectués par un robot télécommandé comprenant un microprocesseur programmé agissant sur différents organes du robot, le microprocesseur étant relié à une station externe à la canalisation pour inspecter ladite canalisation, le robot portant des moyens d'éclairage et de détection transmettant des signaux vidéo à la

station externe.

3 Robot de nettoyage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comprenant un corps creux à partir duquel font saillie des bras portant des roues, caractérisé en ce que sur un corps (1) en forme de diabolo sont montés à chaque extrémité trois bras (2) répartis à 120 , chaque bras portant une roue entraînée indépendamment des autres, l'une des faces (7) du corps (1) portant une tourelle (6) sur laquelle peuvent être montés différents outils, des lampes d'éclairage

et une caméra vidéo (23).

4 Robot selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bras (2) est articulé sur le corps (1) et comporte un moteur (15) connecté au

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microprocesseur (29), un vérin (16), un ressort (17), l'arbre du moteur (15) étant mécaniquement relié à la

roue (13) par un train d'engrenages (18).

5 Robot selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé

en que la tourelle (6) est montée pivotante sous l'action d'un moteur (8) par l'intermédiaire d'une pignonerie, des joints tournants (10, 11) assurant la transmission pneumatique et la transmission des signaux

de commande et des signaux vidéos.

6 Robot selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé

en ce que, sur la tourelle (6) est monté, sur un pivot (24), un bras porte-brosse (21) portant un motoréducteur (27) entraînant la brosse (20) en

rotation, et un vérin d'inclinaison (25).

7 Robot selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microprocesseur détecte l'intensité du courant d'alimentation du moteur (15) d'un bras (2) et si cette intensité atteint certain seuil, le bras est incliné

pour limiter le frottement de la roue sur la paroi.