WO2017215947A1 - Cloche de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille projetee, robot pour la renovation de conduites forcees, muni d'une telle cloche - Google Patents

Cloche de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille projetee, robot pour la renovation de conduites forcees, muni d'une telle cloche Download PDF

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WO2017215947A1
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WO
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shot
wall
envelope
robot
support arm
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PCT/EP2017/063391
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Inventor
Pascal PRAT
Olivier Bony
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Battakarst
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    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/049—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes having self-contained propelling means for moving the cleaning devices along the pipes, i.e. self-propelled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/10—Treating the inside of pipes
    • F16L2101/12—Cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28—Constructional aspects
    • F16L55/30—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables
    • F16L55/32—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables being self-contained

Definitions

  • the present invention relates to the general field of robots for inspection and / or renovation of pipes.
  • a penstock is a hydraulic pipe consisting of a pipe assembly, intended to convey pressurized water to a hydroelectric plant located downstream and below the water reservoir that feeds it.
  • the present invention aims more particularly at improving the movement of robots intended for the renovation of pipes, in order to avoid the phenomenon of angular drift or twisting of the robots in the pipes.
  • the invention applies to any robot intended for any type of inspection and / or repair work of pipes or other conduits of different sizes and geometries. that must be done without trench.
  • a large number of pipes of greater or lesser diameter are widely used nowadays in a broad spectrum of industries.
  • local authorities may use large diameter pipes for stormwater drainage and water management in general.
  • the oil and gas industry, as well as the power generation industry, use these pipes for the transportation of oil and gas.
  • Hydropower plants use very large diameter pipes, so-called forced pipes for the transport of water under pressure.
  • Pipes can be distinguished in terms of their diameter, since for relatively small diameters, typically less than about 1.30 meters, manual cleaning and / or inspection is practically impossible, while for diameters greater than about 1.30 meters these operations remain theoretically possible manually because accessible by a human person.
  • Some of the methods of conventional visual inspection and retrofit of relatively large diameter pipes are to use an entrance for a human being to visually inspect and, where appropriate, perform repair and / or manual maintenance of the inner wall of the pipe. the driving.
  • the applicant company of the present application has sought to define a robot for the renovation with stripping and if necessary paint coating of penstock whose diameters can be as small, that is to say less than 1.3 m , that big.
  • These penstocks usually consist of metal tubes assembled along a slope and protected by external and internal coatings.
  • the maintenance or renovation consists in making a surface preparation in adequacy with the application of a new coating of paint.
  • This preparation may for example consist of a stripping with an abrasive projection, also usually called shot blasting, which creates a certain surface roughness for the grip and the application of a new coating of paint.
  • elbows may be present in the penstock, including a radius of curvature of elbows that can be at least equal to 3 times the diameter of the pipe.
  • the inventors of the present invention thus made an inventory of existing solutions.
  • the robots already proposed are mainly for the inspection of pipes and among the few identified renovation robots, they can only withstand low loads and are very likely to have difficulties in pipes with high inclination.
  • EP0647812 A1 discloses in particular a working robot for a range of pipe diameters between 400 and 800mm, the implementation of which is limited to horizontal pipes and without bends.
  • EP 0378480B1 discloses an inspection robot for a range of pipe diameters between 500 and 1000 mm, which can certainly move in pipes vertically but necessarily with small bends.
  • Patent applications US2012 / 090111 and US2015 / 121646 and US8794636B2 disclose an inspection robot for a range of pipe diameters between 700 and 900 mm, which is sensitive to small surface variations and offers inaccurate movements .
  • Patent EP1245692B1 relates to a mechanized working robot for a range of pipe diameters between 800 and 2000 mm, certainly robust but requires a manual movement, that is to say a manual port inside the pipe.
  • the patent application WO2011 / 009420 relates to a working robot for a wide range of pipe diameters between 360 and 1300 mm, which is also robust and Relatively easy movement in all pipe profiles, but not inclined to bear significant loads.
  • the patent application AU2015207819 A1 relates to a working robot for a range of pipe diameters between 600 and 4000 mm, limited to those of linear, horizontal and without elbows water networks.
  • US Pat. No. 8633713B2 discloses an automated working robot for a range of pipe diameters between 1000 and 1800 mm, which is certainly robust and reliable but limited to linear pipeline lines without bends. This robot also has the disadvantage of being bulky.
  • the patent application WO2016 / 014566 relates to an automated working robot for a range of pipe diameters between 1300 and 3000 mm, limited to those with low elbow.
  • Mechanized robots with UHP cleaning sprays marketed by the companies HUBERT and ETTER on the one hand and DONELLI on the other, are solutions that are designed without automation, tailor-made only for a given renovation project and that require winch guiding from the outside of the pipe.
  • Patent EP2503208B1 relates to a robot for the renovation of penstocks for a range of diameters between 1800 and 3000 mm, which is not automated and which again requires the use of a winch.
  • the patent application ROI 30410 finally discloses a robotic pipe renovation for a range of diameters between 1300 and 3800 mm, which is certainly very light, but not robust and resistant to a working environment under severe conditions.
  • the patent FR2638813B1 relates to a robot for the renovation of penstocks for a range of diameters between 1300 and 1800 mm, which seems heavy and not prone to be implemented in pipes with high inclination, especially vertically.
  • the disclosed robot does not provide a remote work area, which can be detrimental to the robot itself.
  • the inventors of the present invention have been able to point out that robotic cleaning solutions for pipes do not satisfy the very strict stripping constraints imposed for the cleaning of penstocks and their repainting requiring a state of repair. standardized surface according to ISO 8501-1, 8501-2, 8501-3.
  • shot blasting solutions that could be both very efficient, clean, that is to say that offer a projection of localized shot and a recovery of all the projected shot, and compact to be easily implanted in a very small environment dedicated in a robot.
  • the object of the invention is to respond at least in part to this (these) need (s).
  • the invention relates, in one of its aspects, to a shot-blasting and suction device for the shot, mounted at the free end of the support arm, the device comprising a suitable shot-blasting nozzle in order to project shot against the wall of the pipe, a first envelope, called the guiding envelope, arranged around the nozzle to guide the flow of projected shot, before the latter has struck the wall of the pipe, a second envelope, said confinement envelope, arranged relative to the guiding envelope to confine the shot, once it has struck the wall of the pipe, to at least one suction duct and one or more brushes of contact with the pipe wall, arranged by surrounding the guiding envelope and that of containment to maintain the confinement of the projected shot closer to the pipe wall, the contact or brushes being furthermore adapted to let in the air.
  • the guiding envelope is preferably arranged at the front of the confinement envelope, the direction of movement of the robot being considered from the rear to the front.
  • each of the envelopes is shaped as a truncated cone, the truncated cone of the guide and the truncated cone of confinement having the same axis, the truncated cone of guiding being arranged inside the truncated cone confinement.
  • This first configuration is a very compact arrangement because the shot projection is in a central cone and the suction at the immediate periphery of this central cone.
  • the blasting nozzle is adapted to project a shot of substantially conical shot of axis coincident with that of the truncated cones.
  • each of the envelopes is shaped as a truncated cone, the truncated cone of guiding having a secant axis with that of the truncated cone of confinement, the truncated cone of guiding being arranged partly inside the truncated cone confined.
  • This second configuration is also a very compact arrangement with the possibility of separating the shot feed duct from that of suction and of separately tilting the projection axis of the shot and the suction axis relative to to the wall surface to be stripped.
  • the confinement envelope is shaped in the form of a cylinder and the guiding envelope is shaped in the form of a truncated cone, the confinement cylinder having a secant axis with that of the truncated cone of guiding, the truncated cone guide being arranged near the containment cylinder.
  • This third configuration is an alternative to the other two, also compact with the possibility of implanting closer to the wall surface to be stripped, the projection nozzle.
  • the second and third configurations make it possible to achieve shot blast productivity because the volume in which the shot is projected corresponds to the complete volume of the guiding truncated cone.
  • the invention essentially consists in defining a device that performs both the shot projection and the suction of the shot shot, with a shell dedicated to guide the shot clearly separated from the containment envelope, which allows to have a projection with a very high speed of the particles of shot and a suction with a very high flow rate, and this avoiding the risk of aspiration of at least part of the shot before its impact on the wall surface to stripped.
  • the shot blasting is very efficient and very clean since all the particles of shot are sucked locally immediately after their impact on the wall, and in a small space, which allows a significant compactness of the device.
  • the invention also relates in another of its aspects, a robot for the renovation and / or inspection of a pipe, comprising a frame itself comprising:
  • each foot of the tripod extends along a longitudinal axis and comprises, at its free end, a displacement track intended to moving the robot by pressing against the wall of a pipe;
  • a connecting sub-frame forming a universal joint connecting the two sub-frames and adapted to allow a displacement sub-frame to pivot relative to the other in two degrees of freedom;
  • At least one tool support arm itself supported at a free end of one of the two displacement subframes, and rotatably mounted 360 ° about the longitudinal axis of said subframe;
  • the support arm may also be mounted free in longitudinal translation along the longitudinal axis of the displacement subframe which supports it. It is thus possible to provide a telescopic support arm, which makes it possible to distance the shot blasting and suction device from the shot, from the rest of the robot, to a certain distance and thus to guarantee that no projection of renovation product ( shot and / or paint) does not foul the rest of the robot. This also allows the stripping of a large surface of the pipe, with the robot in motion stop, the arm being brought back as and when to the subframe that supports it, as described below with reference to the process.
  • the robot supports a shot recycling unit, connected upstream to the suction duct and downstream to the shot nozzle.
  • the invention also relates, in yet another of its aspects, to a process for stripping by blasting a wall implemented by a device described above comprising the following steps: projecting grit by means of the blasting nozzle from the inside of the guiding envelope;
  • the steps il and iil are carried out continuously during a rotation at least equal to 360 ° of the support arm around the longitudinal axis of the sub-frame, the robot being in motion stop in the pipe.
  • the method comprises the following successive steps:
  • step a 1 dl translation of the support arm in the opposite direction to that of step a 1, so as to bring the grit and suction projection device closer to the subframe, the inverse translation being carried out according to a substantially identical approach step of equal length; that of the stripped wall area;
  • the invention finally relates in another of its aspects, the use of the device according to the invention described above for the renovation with pickling by blasting, and if necessary with coating of penstocks.
  • the grit blasting device and the grit suction device can be used for pickling any wall surface, more particularly a metal surface.
  • It can be mounted on a moving robot such as the one with two displacement subframes described above, or any other robot, in particular those susceptible around a structure with multiple surfaces and complex shape that it is necessary to stripping for subsequent paint coating.
  • Examples of this type of structure are numerous such as railway rolling stock, motor vehicles or aircraft fuselages that are likely to be stripped.
  • an aircraft fuselage may in the course of its life have to undergo stripping in order to coat it with a new coating of paint.
  • the current processes used in this type of application are not necessarily effective and are either manual (sanding) and involve a significant time which is clearly detrimental to the immobilization time of the aircraft, and therefore expensive, or chemical with the need to use a very large volume of water.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a robot according to the invention for the inspection and renovation of penstocks, Figure 1 showing the support arm of renovation tooling in a folded position;
  • FIG. 2 is a perspective view of the robot according to FIG. 1, FIG. 2 showing the renovation tooling support arm in an extended position;
  • FIG. 3 is a schematic view of a first configuration of a shot blasting and suction device of the shot shot according to the invention as mounted at the free end of the support arm of FIGS. 1 and 2; ;
  • FIGS. 4A, 4B and 4C are views respectively in perspective, from below of the envelopes for guiding and confining the device according to a second configuration, and in perspective of their configuration against the wall of a pipe to be stripped;
  • FIGS. 5A, 5B and 5C are views respectively in perspective, from below of the guiding and confinement envelopes of the device in a third configuration, and in perspective of their configuration against the wall of a pipe to be stripped;
  • FIG. 6 is a schematic view of a mounting variant with possible displacement of the shot blasting device and suction of the shot shot according to the invention on the support arm of the robot.
  • front and back refer to a direction of movement of a robot according to the invention in a penstock.
  • the robot's movement is reversible: also, it goes without saying that a part of the robot, such as a tripod, designated before, in a direction of movement of the robot in the pipe becomes a rear part in the opposite direction of movement.
  • FIGS. 1 and 2 show a robot according to the invention intended to carry out camera inspection and / or renovation with shotblasting followed, if necessary, by a paint coating of penstocks.
  • the robot 1 comprises a frame 2 with two displacement subframes 3; 4 each supporting three moving feet 31 to 33; 41 to 43 forming a tripod.
  • Each foot of tripod 31 to 33; 41 to 43 extends along a longitudinal axis Y1 to
  • Each foot of the tripod is rotatably mounted about its longitudinal axis Y1 to Y3; Y 'l to Y'3.
  • a cardan joint connecting sub-frame 5 connects the two sub-frames 3 and 4.
  • This universal joint 5 is adapted to allow a displacement sub-frame 3 to be pivoted relative to the other 4 in two degrees of rotation. freedom.
  • Each of these two cylinders 5, 6 has one end connected to a sub-frame 3, 4 and the other end connected to one of the axes 50, 51 of the universal joint 5.
  • each of the two displacement subframes 3; 4 a pivoting ring 35; 45 which is rotatably mounted about the longitudinal axis X; X 'of said subframe and is connected by at least one connecting rod 36; 46 at each foot of the tripod, and a steering cylinder 37; 47, one end of which is to the subframe and the other end to the crown 35; 45.
  • the actuation of the steering cylinder 37 of the crown 35 of the rear subframe 3 is independent of the cylinder 47 of orientation 47 of the ring 45.
  • the set of displacement feet 31, 32, 33, 41, 42, 43 are identical. Thus the description for a foot 31 is for the others.
  • the foot 30 is rotatably mounted about its axis Y1 through a ring 30.
  • the crawler 34 at the free end of the foot 31 is mounted with its independent driving motor 38 pivoting about a pivot which allows to rotate said track 34, 180 ° about its axis Y1 and thus to reverse the direction of movement of the robot 1.
  • Each foot 31, 41 is connected by means of two connecting rods 36, 46 to the crown 35, 45.
  • the front subframe 4 supports a tool support arm 8 and preferably an inspection camera.
  • this arm 8 supports a device 9 forming a bell for projecting shot and sucking the shot shot according to the invention.
  • the support arm 8 is also telescopic because it is driven by via a rack 83 and an associated drive motor.
  • the renovation tooling shot blasting such as the bell 9 can be moved away along the longitudinal axis X 'of the sub-frame 4 which supports it. This makes it possible to make shot peening cycles over a considerable length of wall with the robot at the stop of displacement, as explained later.
  • the bell 9 firstly incorporates a shot peening nozzle 90, adapted to project shot against the wall of the pipe (C) to be etched.
  • a guide casing 91 arranged around the nozzle 90 guides the flow of projected shot before the latter has struck the wall of the pipe.
  • a containment casing 92 is arranged relative to the guiding envelope to confine the shot once it has struck the wall of the duct towards at least one suction duct 93.
  • the guide casing 91 makes it possible to avoid any unwanted suction of the shot by the confinement envelope 92, before the shot has actually struck the pipe wall to be stripped. Thus, it ensures the efficiency of the projection of shot and because of these two envelopes 91, 92 well separated from each other, one can independently give a high speed of shot projection and a high flow rate suction.
  • one or more brushes 94 for contact with the wall of the pipe, arranged by surrounding the guide casing 91 and the confinement envelope 92 to maintain the confinement of the projected shot closer to the pipe wall.
  • the contact brush or brushes 94 are further adapted to allow air to pass, thereby avoiding a suction effect of the bell 9 on the wall.
  • Advantageously chosen soft brushes so that they are not hindered by the presence of obstacles on the wall to be stripped, such as assembly rivets or other ...
  • each of the envelopes 91, 92 has a general shape of a truncated cone and share the same axis A, the truncated cone 91 being arranged at Inside the confining cone frustum 92.
  • the shot peening nozzle 90 is arranged to project a shot of substantially conical shaped shot of axis coinciding with that of conical truncated cones.
  • each of the envelopes 91, 92 also has a truncated cone shape.
  • the guiding truncated cone 91 has an axis Al intersecting with that A2 of the containment truncated cone 92 and the guiding truncated cone is arranged partly inside the confining truncated cone.
  • FIGS. 5A to 5C A third configuration is shown in FIGS. 5A to 5C.
  • the containment envelope 92 has the shape of a cylinder with an axis A4 and the guiding envelope is in the form of a truncated cone of axis A3 secant with that A4 of the cylinder 92.
  • the cylinder of containment 92 is arranged close to and offset from the truncated cone 91.
  • the suction axis A4 is intended to be orthogonal to the pipe wall surface (C) when the device 9 is in the pickling position against the wall.
  • FIG. 6 schematically shows an advantageous mounting variant of the bell 9 according to the invention on the support arm 8 of the robot 1.
  • the bell 9 is movable in transverse displacement relative to the axis X 'of the support arm 8.
  • grit and suction projection device 9 according to the invention, that is to say in its position shown in FIG.
  • Step c1 the support arm 8 is then rotated around the longitudinal axis X 'of a value equal to at least 360 °.
  • Step d / the support arm 8 is translated in the opposite direction to that of step a 1, so as to bring the device 9 according to the invention closer to the sub-frame, the inverse translation being carried out according to a step of approach of equal length. substantially to that of the stripped wall area.
  • Step c1 steps c1 and d1 are repeated until the support arm 8 is brought back to its nearest position of the front subframe 4, that is to say in its position shown in FIG.
  • Step 11 stop step b /, that is to say the projection of shot and suction.
  • Steps al to f / are performed while the robot is in motion stop in the pipe.
  • Step g / The robot is moved by translation in the pipe in the same direction as that of the support arm 8 according to step d1 and on a travel substantially equal to the spacing race of the support arm;
  • Step l we repeat the set of steps al to f /.
  • the device 9 of shot blasting and suction of the shot shot according to the invention can be implemented manually or on any other moving robot with arms -support that allows advantageous displacement of the device along six axes relative to the area to be stripped.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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Abstract

La présente invention concerne un dispositif formant cloche (9) qui réalise à la fois la projection de grenaille et l'aspiration de la grenaille projetée, avec une enveloppe dédiée au guidage (91) de la grenaille clairement séparée d'une enveloppe de confinement (92), ce qui permet d'avoir une projection avec une vitesse très élevée des particules de grenaille et une aspiration avec un débit très élevé, et ce en évitant le risque d'aspiration d'au moins une partie de la grenaille avant son impact sur la surface de paroi à décaper. Les configurations de la cloche selon l'invention permettent en outre d'atteindre une productivité élevée. L'invention concerne plus particulièrement un robot (1) pour la rénovation et/ou l'inspection d'une conduite, en particulier une conduite forcée, muni d'une telle cloche.

Description

CLOCHE DE PROJECTION DE GRENAILLE ET D'ASPIRATION DE LA GRENAILLE PROJETEE, ROBOT POUR LA RENOVATION DE CONDUITES
FORCEES, MUNI D'UNE TELLE CLOCHE
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine général des robots d'inspection et/ou de rénovation des tuyaux.
Elle concerne plus particulièrement le domaine de la rénovation par décapage et le cas échéant revêtement de peinture de canalisations, en particulier des conduites dites forcées. Une conduite forcée est une conduite hydraulique constituée par un assemblage de tuyaux, destinée à transporter de l'eau sous pression jusqu'à une centrale hydroélectrique située en aval et en contrebas de la retenue d'eau qui l'alimente.
La présente invention vise plus particulièrement à améliorer le déplacement des robots destinés à la rénovation de conduites, afin d'éviter le phénomène de dérive angulaire ou de vrille des robots dans les conduites.
Bien que décrite en référence à une application avantageuse de rénovation d'une conduite forcée, l'invention s'applique à tout robot destiné à tout type d'inspections et/ou de travaux de réparation des tuyaux ou autres conduits de différentes tailles et géométries qui doivent être réalisés, sans tranchée.
Art antérieur
Un grand nombre de tuyaux de plus ou moins grand diamètre sont largement utilisés de nos jours dans un spectre large d'industries. Par exemple, les collectivités locales peuvent utiliser des tuyaux de grand diamètre pour le drainage des eaux pluviales et la gestion de l'eau, en général. L'industrie du pétrole et du gaz, ainsi que l'industrie de la production d'énergie, utilisent ces tuyaux pour le transport de pétrole et de gaz. Les centrales hydroélectriques utilisent très largement des tuyaux de grand diamètre, les conduites dites forcées pour le transport d'eau sous pression.
Bien que nombreuses et variées dans leur contraintes et leurs mises en œuvre, toutes les industries utilisant des tuyaux sont confrontées aux mêmes défis: des durées de vie limitées de tuyauterie, les coûts de réparation élevés, les grandes interruptions de service, l'impact majeur de l'infrastructure, la sécurité du personnel, et l'efficacité de la réparation. On peut distinguer les conduits en fonction de leur diamètre puisque pour des diamètres relativement petits, typiquement inférieurs à environ 1,30 mètres, le nettoyage et/ou l'inspection manuels sont quasiment impossibles tandis que pour des diamètres supérieurs à environ 1,30 mètres, ces opérations restent possible théoriquement manuellement car accessibles par une personne humaine.
Certaines méthodes d'inspection visuelles et de rénovation classiques de tuyaux de relativement grand diamètre consistent à utiliser une entrée pour qu'un être humain puisse inspecter visuellement et le cas échéant, procéder à réparation et/ou à la maintenance manuelle de la paroi interne de la conduite.
Outre l'inconvénient évident que ce type de méthodes classiques se limite donc par définition à des tuyaux de relativement grand diamètre, il peut présenter un certain nombre d'inconvénients, y compris pour les personnes intervenantes soumises à des conditions contraignantes à l'intérieur de ces espaces confinés.
L'utilisation de robots pour le nettoyage et/ou l'inspection de canalisations, conduites et tuyaux divers et variés est déjà connue.
On peut citer ici l'inspection et le nettoyage intérieur de conduits d'air de ventilation et/ou d'air conditionné, les tuyaux de type « pipeline », les conduites de distribution d'eau potable, les conduites de gaz sous pression et les canalisations des réseaux d'égouts.
La société déposante de la présente demande a cherché à définir un robot pour la rénovation avec décapage et le cas échéant revêtement de peinture des conduites forcées dont les diamètres peuvent être aussi bien petits, c'est-à-dire inférieurs à 1,3 m, que grands.
Ces conduites forcées sont généralement constituées de tubes métalliques assemblés le long d'une pente et qui sont protégés par des revêtements extérieurs et intérieurs.
Il est nécessaire d'entretenir régulièrement ces conduites forcées et notamment de renouveler la protection intérieure en éliminant le revêtement intérieur existant ainsi que les éventuelles oxydations et en le remplaçant par un nouveau.
En général, l'entretien ou rénovation consiste à réaliser une préparation de surface en adéquation avec l'application d'un nouveau revêtement de peinture. Cette préparation peut par exemple consister en un décapage avec une projection d'abrasif, aussi généralement appelé grenaillage, qui permet de créer une certaine rugosité de surface pour l'accroche et l'application d'un nouveau revêtement de peinture.
Ces opérations sont actuellement effectuées manuellement et sont particulièrement pénibles, voir dangereuses. En particulier, les opérateurs travaillent dans un milieu clos et les revêtements qu'ils doivent enlever sont susceptibles de contenir des substances toxiques comme par exemple de l'amiante ou des métaux lourds. Il peut en être de même pour les revêtements qui viennent en remplacement, par exemple à cause des solvants utilisés.
De plus, ce travail doit être relativement précis car les outils utilisés, par exemple pour le décapage les lances à eau sous ultra haute pression (UHP), à environ 3000 bars ou les lances de grenaillage, ont une zone d'action relativement limitée et l'attention de l'opérateur doit être soutenue. Il en résulte que ces opérations peuvent prendre un temps considérable à la fois pour le travail et les vérifications d'autant plus que les conduites forcées peuvent être d'une grande longueur, jusqu'à mesurer plusieurs kilomètres.
Le demandeur a donc souhaité automatiser cet entretien ou rénovation de ces conduites et mettre en œuvre un robot qui puisse effectuer ces opérations de rénovation.
Toutefois, le cahier des charges imposé pour un tel robot est strict et conséquent, du fait notamment des contraintes fortes intrinsèques aux conduites forcées.
En particulier, en ce qui concerne les moyens de déplacement, un tel robot doit répondre aux spécifications suivantes :
- il doit se déplacer à l'intérieur d'une conduite par ses propres moyens et en supportant des charges conséquentes, notamment en vue d'être autonome en réservoirs de peinture pour le revêtement;
- il doit être facilement adaptable à une gamme de diamètres de conduites différents ;
- il doit pouvoir avancer ou reculer, monter ou descendre, même dans des conduites à très forte inclinaison, voire à la verticale ;
- il doit être capable de s'auto-maintenir dans les conduites, c'est-à-dire par ses propres moyens cela y compris dans des conduites à très forte inclinaison, comme les conduites à la verticales ;
- ses principaux paramètres de déplacement (vitesses, cycles...) doivent pouvoir être ajustés précisément et à distance par un opérateur ; - il doit être capable de passer de petits obstacles internes, inhérents aux conduites qui forment des irrégularités sur la paroi intérieure des conduites, comme par exemple des têtes de rivets assemblant deux tuyaux adjacents ;
- il doit être capable de passer, par ses propres moyens, les changement d'inclinaison des tuyaux, c'est-à-dire des coudes susceptibles d'être présents dans les conduites forcées, avec notamment un rayon de courbure de coudes pouvant être au minimum égal à 3 fois le diamètre de la conduite.
Les inventeurs de la présente invention ont ainsi fait l'inventaire des solutions existantes.
Ils sont tout d'abord parvenus à la conclusion qu'aucun des systèmes robotisés ou mécanisés existant n'était en mesure de satisfaire à toutes les exigences ci-dessus simultanément.
Ainsi, pour les solutions proposées pour les conduites de faible diamètre, les robots déjà proposés sont surtout pour l'inspection des conduites et parmi les quelques robots de rénovation identifiés, ceux-ci ne peuvent supporter que de faibles charges et présentent très probablement des difficultés dans des conduites à forte inclinaison.
La demande de brevet EP0647812 Al divulgue en particulier un robot de travail pour une gamme de diamètres de conduites entre 400 et 800mm, dont la mise en œuvre est limitée aux conduites horizontales et sans coudes.
Le brevet EP 0378480B1 divulgue quant à lui un robot d'inspection pour une gamme de diamètres de conduites entre 500 et 1000 mm, qui peut certes se déplacer dans des conduites à la verticale mais avec nécessairement des petits coudes.
Les demandes de brevet US2012/090111 et US2015/121646 et le brevet US8794636B2 décrivent un robot d'inspection pour une gamme de diamètres de conduites entre 700 et 900 mm, qui est sensible à des petites variations de surfaces et qui offre des déplacements peu précis.
Le brevet EP1245692B1 concerne un robot de travail mécanisé pour une gamme de diamètres de conduites entre 800 et 2000 mm, certes robuste mais qui nécessite un déplacement manuel, c'est-à-dire un portage manuel à l'intérieur de la conduite.
La demande de brevet WO2011/009420 concerne un robot de travail pour une large gamme de diamètres de conduites entre 360 et 1300 mm, également robuste et à déplacement relativement aisé dans tous les profils de conduites, mais peu enclin à supporter des charges conséquentes.
Pour les conduites de plus grand diamètre, la plupart des solutions de travail automatisées existantes sont conçues pour des conduites horizontales et sans coudes. Pour les conduites forcées, il n'existe commercialement que des solutions mécanisées.
Ainsi, la demande de brevet AU2015207819 Al concerne un robot de travail pour une gamme de diamètres de conduites entre 600 et 4000 mm, limitées à celles des réseaux d'eau linéaires, horizontales et sans coudes.
Le brevet US8633713B2 divulgue un robot de travail automatisé pour une gamme de diamètres de conduites entre 1000 et 1800 mm, certes robuste et fiable mais limité à des conduites de pipeline linéaires et sans coudes. Ce robot a en outre comme inconvénient d'être encombrant.
La demande de brevet WO2016/014566 concerne un robot de travail automatisé pour une gamme de diamètres de conduites entre 1300 et 3000 mm, limitées à celles à faible coude.
Les robots mécanisés avec des lances de nettoyage sous UHP commercialisés par les sociétés HUBERT et ETTER d'une part et DONELLI d'autre part, sont des solutions qui sont conçues sans automatisation, sur mesure uniquement pour un chantier de rénovation donné et qui nécessitent un guidage par treuil depuis l'extérieur de la conduite.
Le brevet EP2503208B1 concerne un robot destiné à la rénovation de conduites forcées pour une gamme de diamètres entre 1800 et 3000 mm, qui n'est pas automatisé et qui nécessite ici encore l'utilisation d'un treuil.
La demande de brevet ROI 30410 enfin divulgue un robot de rénovation de conduites forcées pour une gamme de diamètres entre 1300 et 3800 mm, qui est certes très léger, mais peu robuste et peu résistant à un environnement de travail en conditions sévères.
Le brevet FR2638813B1 concerne un robot destiné à la rénovation de conduites forcées pour une gamme de diamètres entre 1300 et 1800 mm, qui semble lourd et pas enclin à être mis en œuvre dans des conduites à forte inclinaison, notamment à la verticale. En outre, le robot divulgué n'offre pas une zone de travail déportée, ce qui peut être nuisible au robot lui-même. En plus des inconvénients précités, les inventeurs de la présente invention ont pu mettre en exergue que les solutions de nettoyage robotisées pour conduites ne satisfaisaient pas aux contraintes de décapage très strictes imposés pour le nettoyage de conduites forcées et leur remise en peinture nécessitant un état de surface standardisé selon les normes ISO 8501-1, 8501-2, 8501-3.
Parmi les solutions de nettoyage robotisées connues pour le nettoyage des conduites, on peut citer celles mettant en œuvre un brossage, comme décrit dans les brevets US5528789, JP2001096246, ou CN10169890.
On trouve également des solutions par projection d'un jet d'air comprimé à haute pression.
Certaines solutions combinent à la fois le brossage et la projection d'un jet d'air, comme décrit par exemple dans le brevet US6026538.
On peut enfin citer les solutions classiques de projection d'eau à haute pression.
Toutes ces solutions proposées ne peuvent pas être efficaces pour effectuer un dépoussiérage efficace et/ou pour éliminer les défauts tenaces à la surface des conduites, plus particulièrement ceux issus de la corrosion des conduites métalliques formant des boursouflures caractéristiques et respecter les critères d'application des normes précitées ISO 8501-1, 8501-2, 8501-3.
Aussi, les inventeurs ont conclu que seul un décapage par grenaillage à sec des conduites présentant des défauts tenaces pouvait être réellement efficace.
Ils ont alors cherché parmi les machines et équipements de grenaillage existants, si certains pouvaient être adaptés sur un robot de rénovation de conduites.
Plus précisément, ils ont cherché des solutions de grenaillage qui pouvaient être à la fois très efficaces, propres, c'est-à-dire qui proposent une projection de grenaille localisée et une récupération de toute la grenaille projetée, et compacts pour être implantées aisément dans un environnement très restreint dédié dans un robot.
Or, aucun des machines/équipements de grenaillage connus ne présente l'ensemble de ces avantages.
En effet, la plupart de ces machines/équipements sont certes très efficaces et peuvent être propres en prévoyant un circuit d'aspiration et recyclage de la grenaille projetée. Mais, elles ne peuvent être rendues compactes sans nuire à leur efficacité. Ainsi, les inventeurs pensent que si l'on cherche à reproduire ces solutions en réduisant leurs dimensions, alors la grenaille projetée peut être en partie freinée voire aspirée par le circuit d'aspiration avant d'avoir réellement impacté la paroi de la conduite à décaper.
II existe donc un besoin d'améliorer les robots destinés au décapage par grenaillage des conduites dans lesquelles ils se déplacent, plus particulièrement les conduites forcées, notamment afin de répondre au cahier des charges précité, et de le munir d'un dispositif de grenaillage qui soit à la fois efficace, propre et compact.
Plus généralement, il existe un besoin de définir une nouvelle conception de dispositif de décapage par grenaillage qui pallie les inconvénients précités, qui soit à la fois efficace, propre et compact et qui puisse être mis en œuvre pour le nettoyage et/ou rénovation de n'importe quel type de surface de paroi.
Le but de l'invention est de répondre au moins en partie à ce(s) besoin(s).
Exposé de l'invention
Pour ce faire, l'invention concerne, sous l'un de ses aspects, un dispositif de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille, monté à l'extrémité libre du bras- support, le dispositif comprenant une buse de grenaillage adaptée pour projeter de la grenaille contre la paroi de la conduite, une première enveloppe, dite enveloppe de guidage, agencée autour de la buse pour guider le flux de grenaille projetée, avant que cette dernière n'ait percutée la paroi de la conduite, une deuxième enveloppe, dite enveloppe de confinement, agencée relativement à l'enveloppe de guidage pour confiner la grenaille, une fois celle-ci ayant percutée la paroi de la conduite, vers au moins un conduit d'aspiration et un ou plusieurs balais de contact avec la paroi de la conduite, agencés en entourant l'enveloppe de guidage et celle de confinement pour maintenir le confinement de la grenaille projetée au plus proche de la paroi de conduite, le ou les balais de contact étant en outre adaptés pour laisser passer l'air.
Selon une caractéristique, l'enveloppe de guidage est de préférence agencée à l'avant de l'enveloppe de confinement, le sens de déplacement du robot étant considéré de l'arrière vers l'avant.
Plusieurs configurations avantageuses peuvent être envisagées pour le dispositif selon l'invention. Selon une première configuration avantageuse, chacune des enveloppes est conformée en tronc de cône, le tronc de cône de guidage et le tronc de cône de confinement ayant le même axe, le tronc de cône de guidage étant agencé à l'intérieur du tronc de cône de confinement. Cette première configuration est un agencement très compact du fait que la projection de grenaille se fait dans un cône central et l'aspiration à la périphérie immédiate de ce cône central.
Selon cette configuration, la buse de grenaillage est adaptée pour projeter un jet de grenaille de forme sensiblement conique d'axe confondu avec celui des troncs de cône.
Selon une deuxième configuration avantageuse, chacune des enveloppes est conformée en tronc de cône, le tronc de cône de guidage ayant un axe sécant avec celui du tronc de cône de confinement, le tronc de cône de guidage étant agencé en partie à l'intérieur du tronc de cône de confinement. Cette deuxième configuration est également un agencement très compact avec la possibilité de séparer le conduit d'amenée de grenaille par rapport à celui d'aspiration et d'incliner séparément l'axe de projection de la grenaille et l'axe d'aspiration par rapport à la surface de paroi à décaper.
Selon une troisième configuration avantageuse, l'enveloppe de confinement est conformée en forme de cylindre et l'enveloppe de guidage est conformée en forme de tronc de cône, le cylindre de confinement ayant un axe sécant avec celui du tronc de cône de guidage, le tronc de cône de guidage étant agencé à proximité du cylindre de confinement. Cette troisième configuration est une alternative aux deux autres, également compacte avec la possibilité d'implanter au plus près de la surface de paroi à décaper, la buse de projection.
En outre, les deuxième et troisième configurations permettent d'atteindre une productivité de grenaillage du fait que le volume dans lequel la grenaille est projetée correspond au volume complet du tronc de cône de guidage.
Ainsi, l'invention consiste essentiellement à définir un dispositif qui réalise à la fois la projection de grenaille et l'aspiration de la grenaille projetée, avec une enveloppe dédiée au guidage de la grenaille clairement séparée de l'enveloppe de confinement, ce qui permet d'avoir une projection avec une vitesse très élevée des particules de grenaille et une aspiration avec un débit très élevé, et ce en évitant le risque d'aspiration d'au moins une partie de la grenaille avant son impact sur la surface de paroi à décaper. Le grenaillage est donc très efficace et très propre puisque toutes les particules de grenaille sont aspirées localement immédiatement après leur impact sur la paroi, et ce dans un espace restreint, qui permet une compacité importante du dispositif.
L'invention concerne également sous un autre de ses aspects, un robot pour la rénovation et/ou l'inspection d'une conduite, comprenant un châssis lui-même comprenant:
- deux sous-châssis de déplacement s 'étendant selon un axe longitudinal et supportant chacun trois pieds de déplacement formant un tripode, chaque pied du tripode s'étend selon un axe longitudinal et comprend, à son extrémité libre, une chenille de déplacement, destinée à déplacer le robot par appui contre la paroi d'une conduite ;
- un sous-châssis de liaison formant joint de cardan reliant les deux sous- châssis et adapté pour permettre de pivoter un sous-châssis de déplacement par rapport à l'autre selon deux degrés de liberté ;
- au moins un bras-support d'outillage, lui-même supporté à une extrémité libre de l'un des deux sous-châssis de déplacement, et monté rotatif à 360° autour de l'axe longitudinal dudit sous-châssis ;
- un dispositif de projection de grenaille contre la paroi de la conduite (C) et d'aspiration de la grenaille, tel que décrit précédemment, monté à l'extrémité libre du bras- support.
De préférence, le bras-support peut en outre être monté libre en translation longitudinale selon l'axe longitudinal du sous-châssis de déplacement qui le supporte. On peut ainsi prévoir de réaliser un bras-support télescopique, ce qui permet d'éloigner à une certaine distance le dispositif de grenaillage et d'aspiration de la grenaille, du reste du robot et donc garantir qu'aucune projection de produit de rénovation (grenaille et/ou peinture) ne vient encrasser le reste du robot. Cela permet également de réaliser le décapage d'une grande surface de la conduite, avec le robot en arrêt de déplacement, le bras étant ramené au fur et à mesure vers le sous-châssis qui le supporte, comme décrit ci- après en référence avec le procédé.
Selon une variante avantageuse, le robot supporte une unité de recyclage de grenaille, reliée en amont au conduit d'aspiration et en en aval à la buse de grenaille.
L'invention concerne également sous encore un autre de ses aspects, un procédé de de décapage par grenaillage d'une paroi mis en œuvre par un dispositif décrit précédemment comprenant les étapes suivantes : il projection de grenaille au moyen de la buse de grenaillage, depuis l'intérieur de l'enveloppe de guidage;
iil aspiration de la grenaille projetée ayant percutée la paroi, par l'intérieur de l'enveloppe de confinement.
Avantageusement, lorsque le procédé est mis en œuvre par le robot décrit précédemment, qui est en déplacement à l'intérieur d'une conduite, les étapes il et iil sont réalisées en continu pendant une rotation au moins égale à 360° du bras-support autour de l'axe longitudinal du sous-châssis, le robot étant en arrêt de déplacement dans la conduite.
Selon un mode de réalisation avantageux, le procédé comprend les étapes successives suivantes :
al translation du bras-support selon l'axe longitudinal du sous-châssis de déplacement qui le supporte, de sorte à écarter, au maximum de sa course d'écartement, le bras-support du sous-châssis le dispositif de projection de grenaille et d'aspiration;
b/ mise en œuvre des étapes il et iil ;
cl rotation du bras-support autour de l'axe longitudinal du sous-châssis de déplacement d'une valeur égale au moins à 360° ;
dl translation du bras-support en sens inverse à celui de l'étape al, de sorte à rapprocher du sous-châssis le dispositif de projection de grenaille et d'aspiration, la translation inverse étant réalisée selon un pas de rapprochement de longueur égale sensiblement à celle de la zone de paroi décapée;
e/ répétition des étapes cl et dl jusqu'à le bras-support soit ramené dans sa position la plus rapprochée du sous-châssis ;
f/ arrêt de l'étape b/ ;
les étapes al à f/ étant réalisées pendant que le robot est en arrêt de déplacement dans la conduite ;
g/ déplacement par translation du robot dans la conduite dans le même sens que celui du bras-support selon l'étape dl et sur une course sensiblement égale à la course d'écartement du bras-support;
h/ répétition des étapes al à f/.
L'invention concerne enfin sous un autre de ses aspects, l'utilisation du dispositif selon l'invention décrit ci-avant pour la rénovation avec décapage par grenaillage, et le cas échéant avec revêtement de peintures de conduites forcées. Le dispositif de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille peut être mis en œuvre pour le décapage de toute surface de paroi, plus particulièrement métallique.
Il peut être monté sur un robot de déplacement comme celui à deux sous- châssis de déplacement décrit ci-dessus, ou tout autre robot, en particulier ceux susceptibles autour d'une structure à surface multiple et de forme complexe qu'il est nécessaire de décaper en vue d'un revêtement de peinture ultérieur.
Les exemples de ce type de structure sont nombreux tels que les matériels roulants ferroviaires, les véhicules automobiles ou encore les fuselages d'avion qui sont susceptible d'être décapés.
En particulier, un fuselage d'avion peut au cours de sa vie avoir à subir un décapage afin de le revêtir avec un nouveau revêtement de peinture. Or, les procédés actuels utilisés dans ce type d'application ne sont pas nécessairement efficaces et sont soit manuels (ponçage) et impliquent un temps important ce qui est clairement préjudiciable au temps d'immobilisation de l'avion, et donc coûteux, soit chimiques avec la nécessité d'utilisation d'un très grand volume d'eau.
Aussi, munir un robot adapté au déplacement autour d'un fuselage d'avion, d'un dispositif de projection de grenaille et d'aspiration selon l'invention pourrait permettre de pallier les inconvénients de ces procédés actuels.
Description détaillée
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en œuvre de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un robot selon l'invention destiné à l'inspection et à la rénovation de conduites forcées, la figure 1 montrant le bras-support d'outillage de rénovation dans une position repliée ;
- la figure 2 est une vue en perspective du robot selon la figure 1 , la figure 2 montrant le bras-support d'outillage de rénovation dans une position déployée ;
- la figure 3 est une vue schématique d'une première configuration d'un dispositif de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille projetée selon l'invention tel qu'il monté en extrémité libre du bras-support des figures 1 et 2;
- les figures 4A, 4B et 4C sont des vues respectivement en perspective, de dessous des enveloppes de guidage et de confinement du dispositif selon une deuxième configuration, et en perspective de leur configuration contre la paroi d'une conduite à décaper ;
- les figures 5A, 5B et 5C sont des vues respectivement en perspective, de dessous des enveloppes de guidage et de confinement du dispositif selon une troisième configuration, et en perspective de leur configuration contre la paroi d'une conduite à décaper;
- la figure 6 est une vue schématique d'une variante de montage avec déplacement possible du dispositif de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille projetée selon l'invention sur le bras-support du robot.
On précise que les termes « avant » et « arrière» se réfèrent à un sens du déplacement d'un robot selon l'invention dans une conduite forcée. Dans l'exemple illustré, le déplacement du robot est réversible : aussi, il va de soi qu'une partie du robot, telle qu'un tripode, désignée avant, dans un sens de déplacement du robot dans la conduite devient une partie arrière dans le sens de déplacement opposé.
On a représenté aux figures 1 et 2, un robot selon l'invention destiné à réaliser l'inspection par caméra et/ou la rénovation avec décapage par grenaillage suivie le cas échéant d'un revêtement de peinture de conduites forcées.
Le robot 1 comprend un châssis 2 avec deux sous-châssis de déplacement 3 ; 4 supportant chacun trois pieds de déplacement 31 à 33; 41 à 43 formant un tripode.
Chaque pied du tripode 31 à 33; 41 à 43 s'étend selon un axe longitudinal Yl à
Y3 ; Y' 1 à Y' 3 et comprend, à son extrémité libre, une chenille de déplacement 34; 44, destinée à déplacer le robot par appui contre la paroi d'une conduite. Chaque pied du tripode est monté rotatif autour de son axe longitudinal Yl à Y3; Y' l à Y'3.
Un sous-châssis de liaison formant joint de cardan 5 relie les deux sous-châssis 3 et 4. Ce joint de cardan 5 est adapté pour permettre de pivoter un sous-châssis de déplacement 3 par rapport à l'autre 4 selon deux degrés de liberté. Comme détaillé ci- après, au passage d'un coude, pour diriger le robot lpar rapport à l'axe de la conduite forcée dans laquelle il se déplace, il est prévu, deux vérins de direction 5, 6. Chacun de ces deux vérins 5, 6 a une extrémité reliée à un sous-châssis 3, 4 et l'autre extrémité reliées à l'un des axes 50, 51 du cardan 5.
Comme décrit et revendiqué dans la demande de brevet déposée ce jour au nom du déposant et intitulée « Robot pour rénovation de conduites forcées, muni d'un système anti-vrille de déplacement», il est prévu avantageusement sur chacun des deux sous-châssis de déplacement 3 ; 4, une couronne de pivotement 35; 45 qui est montée rotative autour de l'axe longitudinal X ; X' dudit sous-châssis et est reliée par au moins une bielle de liaison 36 ; 46 à chaque pied du tripode, et un vérin d'orientation 37 ; 47, dont une extrémité est au sous-châssis et l'autre extrémité à la couronne 35 ; 45. L'actionnement du vérin d'orientation 37 de la couronne 35 du sous-châssis arrière 3 est indépendant du vérin 47 d'orientation 47 de la couronne 45.
L'ensemble des pieds de déplacement 31, 32, 33, 41, 42, 43 sont identiques. Ainsi la description pour un pied 31 vaut pour les autres.
Le pied 30 est monté rotatif autour de son axe Yl par l'intermédiaire d'une couronne 30. La chenille 34 à l'extrémité libre du pied 31 est montée avec son moteur d'entraînement indépendant 38 pivotante autour d'un pivot qui permet de faire pivoter ladite chenille 34, à 180° autour de son axe Yl et donc d'inverser le sens de déplacement du robot 1. Chaque pied 31, 41 est reliée par l'intermédiaire de deux bielles de liaison 36, 46 à la couronne 35, 45.
Le sous-châssis avant 4 supporte un bras-support 8 d'outillage et de préférence une caméra d'inspection.
En particulier, tel qu'illustré en figures 1 et 2, ce bras 8 supporte un dispositif 9 formant une cloche de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille projetée selon l'invention.
Une couronne dentée 81 en engrènement avec un moteur d'entraînement 82 permettant la rotation sur 360° du bras-support 8 autour de l'axe longitudinal X' du sous- châssis 4. Le bras-support 8 est en outre télescopique car entraîné par l'intermédiaire d'une crémaillère 83 et d'un moteur d'entraînement associé. Ainsi, l'outillage de rénovation par grenaillage, comme la cloche 9, peut être éloigné par translation selon l'axe longitudinal X' du sous-châssis 4 qui le supporte. Cela permet de faire des cycles de grenaillage sur une longueur de paroi conséquente avec le robot à l'arrêt de déplacement, comme explicité par la suite.
La cloche 9 intègre tout d'abord une buse de grenaillage 90, adaptée pour projeter de la grenaille contre la paroi de la conduite (C) à décaper.
Une enveloppe de guidage 91, agencée autour de la buse 90 permet de guider le flux de grenaille projetée, avant que cette dernière n'ait percutée la paroi de la conduite. Une enveloppe de confinement 92, est agencée relativement à l'enveloppe de guidage pour confiner la grenaille, une fois celle-ci ayant percutée la paroi de la conduite, vers au moins un conduit d'aspiration 93.
L'enveloppe de guidage 91 permet d'éviter toute aspiration non souhaitée de la grenaille par l'enveloppe de confinement 92, avant que la grenaille n'ait effectivement percuté la paroi de conduite à décaper. Ainsi, on s'assure de l'efficacité de la projection de grenaille et du fait de ces deux enveloppes 91, 92 bien séparées l'une de l'autre, on peut indépendamment donner une vitesse élevée de projection de grenaille et un débit élevé d'aspiration.
Enfin, il est prévu un ou plusieurs balais 94 de contact avec la paroi de la conduite, agencés en entourant l'enveloppe de guidage 91 et celle de confinement 92 pour maintenir le confinement de la grenaille projetée au plus proche de la paroi de conduite.
Le ou les balais de contact 94 sont en outre adaptés pour laisser passer l'air, ce qui permet d'éviter un effet ventouse de la cloche 9 sur la paroi. On choisit avantageusement des balais souples, afin qu'ils ne soient pas gênés par la présence d'obstacles sur la paroi à décaper, tels que rivets d'assemblage ou autres...
Une première configuration de l'invention est illustrée en figure 3. Dans cette configuration, chacune des enveloppes 91, 92 a une forme générale de tronc de cône et partagent le même axe A, le tronc de cône de guidage 91 étant agencé à l'intérieur du tronc de cône de confinement 92. Comme on peut le voir sur cette figure 3, la buse de grenaillage 90 est agencée pour projeter un jet de grenaille de forme sensiblement conique d'axe confondu avec celui A des troncs de cône.
Une deuxième configuration est illustrée en figures 4A à 4C. Dans cette configuration, chacune des enveloppes 91, 92 a également une forme de tronc de cône. Ici, le tronc de cône de guidage 91 a un axe Al sécant avec celui A2 du tronc de cône de confinement 92 et le tronc de cône de guidage est agencé en partie à l'intérieur du tronc de cône de confinement.
Une troisième configuration est montrée aux figures 5 A à 5C. Dans cette configuration, l'enveloppe de confinement 92 a une forme de cylindre d'axe A4 et l'enveloppe de guidage a quant à elle une forme de tronc de cône d'axe A3 sécant avec celui A4 du cylindre 92. Le cylindre de confinement 92 est agencé à proximité et décalé par rapport au tronc de cône de guidage 91. L'axe A4 d'aspiration est prévu pour être orthogonal à la surface de paroi de conduite (C) lorsque le dispositif 9 est en position de décapage contre la paroi.
Dans toutes ces configurations, de la grenaille, en tant qu'abrasif de décapage de la paroi intérieure de conduite, est projetée par la buse 90 dans l'enveloppe de guidage 91 qui guide parfaitement la grenaille jusqu'à ce qu'elle impacte la paroi, puis la grenaille utilisée est récupérée séparément immédiatement après, par aspiration dans l'enveloppe de confirment 92.
On a représenté schématiquement en figure 6, une variante de montage avantageuse de la cloche 9 selon l'invention sur le bras-support 8 du robot 1.
La cloche 9 est mobile en déplacement transversale par rapport à l'axe X' du bras-support 8.
Cela peut être réalisé de manière simple et efficace par exemple au moyen d'un vérin électrique 10 dont une extrémité, par exemple le bout de la tige, est fixée au bras 8 tandis que l'autre extrémité, par exemple le corps du vérin, est solidaire de la cloche au moyen d'une ou plusieurs pièces mécaniques de fixation 11 et peut venir coulisser sur un coulisseau 12 également fixé sur le corps 8.
Ainsi, par actionnement du vérin, on peut rapprocher ou écarter orthogonalement à l'axe X' du bras 8, la cloche 8 selon une course D de déplacement. Cela permet de venir plaquer mécaniquement au mieux la cloche 9 contre la paroi de conduite (C) à décaper et sans risque d'effet de ventouse, du fait des balais 94 qui permettent de laisser passer l'air. Autrement dit, grâce au pilotage du vérin 10, on peut faire en sorte que la cloche 9 épouse au mieux la paroi à décaper.
On décrit maintenant brièvement les étapes du procédé de décapage par grenaillage selon l'invention en relation avec la cinématique de déplacement du robot 1 et de son bras-support télescopique 8. Ces étapes sont télé-opérées par un opérateur à distance.
Etape a/ : le bras-support 8 est translaté selon l'axe longitudinal X' du sous- châssis de déplacement avant 5 de sorte à écarter, au maximum de sa course d'écartement, le bras-support 8 du sous-châssis le dispositif de projection de grenaille et d'aspiration 9 selon l'invention, c'est-à-dire dans sa position représentée en figure 2.
Etape b/ : on fait fonctionner le dispositif 9 qui met en œuvre donc simultanément une projection de grenaille au moyen de la buse de grenaillage 90, depuis l'intérieur de l'enveloppe de guidage 91 et une aspiration de la grenaille projetée ayant percutée la paroi de la conduite, par l'intérieur de l'enveloppe de confinement 92.
Etape cl : le bras-support 8 est alors mis en rotation du autour de l'axe longitudinal X' d'une valeur égale au moins à 360°.
Etape d/ le bras-support 8 est translaté en sens inverse à celui de l'étape al, de sorte à rapprocher du sous-châssis le dispositif 9 selon l'invention, la translation inverse étant réalisée selon un pas de rapprochement de longueur égale sensiblement à celle de la zone de paroi décapée.
Etape cl : on répète les étapes cl et dl jusqu'à le bras-support 8 soit ramené dans sa position la plus rapprochée du sous-châssis avant 4, c'est-à-dire dans sa position représentée en figure 1.
Etape il : on arrête l'étape b/, c'est-à-dire la projection de grenaille et d'aspiration.
Les étapes al à f/ sont réalisées pendant que le robot est en arrêt de déplacement dans la conduite.
Etape g/ : Le robot est déplacé par translation dans la conduite dans le même sens que celui du bras-support 8 selon l'étape dl et sur une course sensiblement égale à la course d'écartement du bras-support;
Etape l : on répète l'ensemble des étapes al à f/.
Bien que décrit en relation avec le robot 1 à deux sous-châssis de déplacement
3, 4 et à l'application de décapage de conduite forcée, le dispositif 9 de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille projetée selon l'invention peut être mis en œuvre de manière manuelle ou sur toute autre robot de déplacement avec bras-support qui permet un déplacement avantageux du dispositif selon six axes par rapport à la zone à décaper.
D'autres variantes et améliorations peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (9) de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille, comprenant :
- une buse de grenaillage (90), adaptée pour projeter de la grenaille contre une paroi ;
- une première enveloppe (91), dite enveloppe de guidage, agencée autour de la buse (90) pour guider le flux de grenaille projetée, avant que cette dernière n'ait percutée la paroi;
- une deuxième enveloppe (92), dite enveloppe de confinement, agencée relativement à l'enveloppe de guidage pour confiner la grenaille, une fois celle-ci ayant percutée la paroi, vers au moins un conduit d'aspiration (93) ; et
- un ou plusieurs balais (94) de contact avec la paroi, agencés en entourant l'enveloppe de guidage et celle de confinement pour maintenir le confinement de la grenaille projetée au plus proche de la paroi, le ou les balais de contact étant en outre adaptés pour laisser passer l'air ;
chacune des enveloppes étant conformée en tronc de cône, le tronc de cône de guidage (91) ayant un axe (Al) sécant avec celui (A2) du tronc de cône de confinement (92), le tronc de cône de guidage étant agencé en partie à l'intérieur du tronc de cône de confinement.
2. Dispositif (9) de projection de grenaille et d'aspiration de la grenaille, comprenant :
- une buse de grenaillage (90), adaptée pour projeter de la grenaille contre une paroi ;
- une première enveloppe (91), dite enveloppe de guidage, agencée autour de la buse (90) pour guider le flux de grenaille projetée, avant que cette dernière n'ait percutée la paroi;
- une deuxième enveloppe (92), dite enveloppe de confinement, agencée relativement à l'enveloppe de guidage pour confiner la grenaille, une fois celle-ci ayant percutée la paroi, vers au moins un conduit d'aspiration (93) ; et
- un ou plusieurs balais (94) de contact avec la paroi, agencés en entourant l'enveloppe de guidage et celle de confinement pour maintenir le confinement de la grenaille projetée au plus proche de la paroi, le ou les balais de contact étant en outre adaptés pour laisser passer l'air ;
l'enveloppe de confinement étant conformée en forme de cylindre et l'enveloppe de guidage étant conformée en forme de tronc de cône, le cylindre de confinement (92) ayant un axe (A4) sécant avec celui (A3) du tronc de cône de guidage (91), le tronc de cône de guidage étant agencé à proximité du cylindre de confinement.
3. Robot (1) pour la rénovation et/ou l'inspection d'une conduite (C), comprenant un châssis (2) lui-même comprenant :
- deux sous-châssis de déplacement (3 ; 4) s'étendant selon un axe longitudinal (X; X') et supportant chacun trois pieds de déplacement (31 à 33; 41 à 43) formant un tripode, chaque pied du tripode s'étend selon un axe longitudinal (Yl à Y3 ; Y' 1 à Y'3) et comprend, à son extrémité libre, une chenille de déplacement (34; 44), destinée à déplacer le robot par appui contre la paroi d'une conduite,
- un sous-châssis de liaison formant joint de cardan (5) reliant les deux sous- châssis et adapté pour permettre de pivoter un sous-châssis de déplacement (3) par rapport à l'autre (4) selon deux degrés de liberté;
- au moins un bras-support (8) d'outillage, lui-même supporté à une extrémité libre de l'un des deux sous-châssis de déplacement, et monté rotatif à 360° autour de l'axe longitudinal dudit sous-châssis,
- un dispositif (9) de projection de grenaille contre la paroi de la conduite (C) et d'aspiration de la grenaille, selon l'une des revendications précédentes, monté à l'extrémité libre du bras-support (8).
4. Robot selon la revendication 3, le bras-support étant en outre monté libre en translation longitudinale selon l'axe longitudinal du sous-châssis de déplacement qui le supporte.
5. Robot selon l'une des revendications 3 ou 4, supportant une unité de recyclage de grenaille, reliée en amont au conduit d'aspiration et en en aval à la buse de grenaille.
6. Procédé de décapage par grenaillage d'une paroi mis en œuvre par un dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant les étapes suivantes :
il projection de grenaille au moyen de la buse de grenaillage, depuis l'intérieur de l'enveloppe de guidage; ii/ aspiration de la grenaille projetée ayant percutée la paroi, par l'intérieur de l'enveloppe de confinement.
7. Procédé de décapage par grenaillage selon la revendication 6, mis en œuvre par un robot selon l'une des revendications 3 à 5, en déplacement à l'intérieur d'une conduite, les étapes i/ et ii/ étant réalisées en continu pendant une rotation au moins égale à 360° du bras-support autour de l'axe longitudinal du sous-châssis, le robot étant en arrêt de déplacement dans la conduite.
8. Procédé de décapage par grenaillage selon la revendication 7, comprenant les étapes successives suivantes :
a/ translation du bras-support selon l'axe longitudinal du sous-châssis de déplacement qui le supporte, de sorte à écarter, au maximum de sa course d'écartement, le bras-support du sous-châssis le dispositif de projection de grenaille et d'aspiration;
b/ mise en œuvre des étapes il et ii/ ;
cl rotation du bras-support autour de l'axe longitudinal du sous-châssis de déplacement d'une valeur égale au moins à 360° ;
dl translation du bras-support en sens inverse à celui de l'étape al, de sorte à rapprocher du sous-châssis le dispositif de projection de grenaille et d'aspiration, la translation inverse étant réalisée selon un pas de rapprochement de longueur égale sensiblement à celle de la zone de paroi décapée;
cl répétition des étapes cl et dl jusqu'à le bras-support soit ramené dans sa position la plus rapprochée du sous-châssis ;
f/ arrêt de l'étape b/ ;
les étapes a/ à f/ étant réalisées pendant que le robot est en arrêt de déplacement dans la conduite ;
g/ déplacement par translation du robot dans la conduite dans le même sens que celui du bras-support selon l'étape dl et sur une course sensiblement égale à la course d'écartement du bras-support;
h/ répétition des étapes al à f/.
9. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 pour la rénovation avec décapage par grenaillage d'une conduite forcée, avec le cas échéant revêtement de peinture.
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