CH643145A5 - Dispositif pour prelever un volume predetermine et reglable de liquide dans un recipient. - Google Patents

Dispositif pour prelever un volume predetermine et reglable de liquide dans un recipient. Download PDF

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    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0282—Burettes; Pipettes mounted within a receptacle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F11/00—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
    • G01F11/02—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F11/021—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type
    • G01F11/023—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type with provision for varying the stroke of the piston

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Description

La présente invention a pour objet un dispositif pour prélever un volume prédéterminé et réglable de liquide dans un récipient, ce dispositif comprenant un piston glissant à frottement doux dans un cylindre fixé par sa partie avant sur un bloc-soupape adaptable sur le goulot du récipient, ce bloc-soupape portant au moins un canal d'aspiration, muni d'une soupape d'aspiration, et au moins un canal de refoulement, muni d'une soupape de refoulement, ce dispositif comprenant, en outre, au moins une butée fixe et au moins une butée mobile coopérant pour limiter, de manière réglable, la course d'aspiration du piston, la butée fixe étant solidaire de la partie arrière du cylindre et la butée mobile étant portée par un manchon cylindrique, mobile en rotation et en translation par rapport au cylindre, ce manchon étant disposé coaxialement autour du cylindre et solidaire de l'extrémité arrière de la tige du piston.
On connaît déjà un dispositif de ce genre (DT-OS N° 2343687) dans lequel le réglage du volume d'aspiration est effectué en faisant coulisser une tige solidaire de la butée mobile dans une rainure longitudinale pratiquée dans le manchon mobile, de manière à amener cette butée dans une position donnée qui peut être repérée, par exemple, au moyen d'une échelle graduée, fixée sur la paroi extérieure du manchon, indiquant la valeur du volume d'aspiration correspondant à cette position, et, finalement, en immobilisant la butée dans cette position, par exemple au moyen d'un écrou de serrage à molette.
Le dispositif décrit dans le document mentionné ci-dessus, bien que représentant un important progrès, notamment du point de vue de sa facilité de manœuvre, par rapport aux dispositifs connus ayant le même but, laisse encore à désirer sur un certain nombre de points.
En particulier, le réglage de la course d'aspiration du piston est relativement long et délicat du fait qu'il nécessite de faire coïncider un repère indiquant la position de la butée mobile avec une graduation de l'échelle. D'autre part, la précision de ce réglage gagnerait à être améliorée.
Le but de la présente invention est de fournir un dispositif permettant, par rapport aux dispositifs de l'art antérieur et en particulier à celui qui vient d'être mentionné, de simplifier le réglage du volume d'aspiration tout en rendant ce réglage plus sûr et plus précis. A cet effet, le dispositif selon l'invention présente les caractéristiques spécifiées dans la revendication 1.
Les avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée, donnée ci-dessous, à titre d'exemple, d'une forme d'exécution du dispositif, en se référant au dessin annexé, dans lequel:
la fig. 1 est une vue schématique, en élévation, du dispositif dans sa position d'utilisation, c'est-à-dire monté sur un récipient;
la fig. 2 est une vue schématique du dispositif partiellement éclatée et en coupe verticale selon le plan II-II de la fig. 1, et la fig. 3 est une vue schématique du dispositif, en coupe horizontale selon le plan III-III de la fig. 2.
Comme on le voit à la fig. 2, le dispositif comprend un piston 1 glissant à frottement doux dans un cylindre 2. Le cylindre 2 est entouré par un manchon 3 muni, à sa partie avant, d'un filetage 4 permettant de le fixer dans un alésage fileté 5a percé dans un bloc-soupape 5, ou capuchon, qui est lui-même adaptable, également au moyen d'un filetage, sur le goulot du récipient 10 contenant le liquide à prélever. La partie arrière 31 du manchon 3 est munie d'un rebord 31a sur lequel vient s'appuyer l'extrémité arrière du cylindre 2, ce qui permet donc d'immobiliser ce cylindre 2 avec son extrémité
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avant en contact avec la face supérieure du bloc-soupape 5 à l'intérieur de l'alésage fileté 5a. Une fois qu'il est complètement vissé dans l'alésage 5a, le manchon 3 est donc en position fixe. Le bloc-soupape 5 porte un canal d'aspiration 6, muni d'une soupape d'aspiration 7, du type à bille poussée par un ressort, et un canal de refoulement 8, muni d'une soupape de refoulement 9, également du type à bille poussée par un ressort. Les parties du dispositif indiquées ci-dessus sont bien connues en soi et coopèrent entre elles en fonctionnant en pompe aspirante et foulante.
Un manchon 11, coaxial au cylindre 2, entoure le manchon fixe 3 en laissant un certain intervalle entre la paroi extérieure de ce manchon 3 et la paroi intérieure du manchon 11. Le manchon 11 est fixé à la partie arrière du piston 1, au moyen d'un filetage 1 la et d'un filetage correspondant porté par la partie arrière 12 du piston 1. Un bouchon strié 13, terminant la partie arrière du piston 1, permet de tenir celui-ci pendant son assemblage par vissage sur le manchon 11. Comme on le voit, le manchon 11 est mobile en rotation et en translation par rapport à l'axe du cylindre 2 et joue le rôle d'organe de préhension ou de manœuvre du piston 1 dont il reste solidaire une fois qu'il est complètement vissé sur la partie arrière de celui-ci. L'extrémité avant du manchon 11 est prolongée par une bague cylindrique 14, montée coaxialement au manchon 11 et réunie avec lui, en position axiale fixe, tout en étant mobile en rotation par rapport au manchon 11, grâce à une bride circulaire 15 engagée dans une rainure périphérique 16 pratiquée sur la paroi extérieure du manchon 11 perpendiculairement à l'axe de celui-ci.
La surface intérieure de la bague 11 présente une rainure hélicoïdale 19 dans laquelle est engagé un premier taquet 18, faisant partie intégrante d'une butée 17. Cette dernière présente, d'autre part, un deuxième taquet 20, engagé dans une rainure de guidage 21, pratiquée dans la paroi intérieure du manchon mobile 11 et permettant, par glissement du taquet 20 dans la rainure 21, le guidage en translation de la butée 17 parallèlement à l'axe du cylindre 2. La butée 17 s'appuie en outre sur la surface extérieure du manchon fixe 3 par une surface prolongée par un bras élastique 23 qui porte un ergot de guidage 22 faisant saillie du côté du manchon 3, l'élasticité du bras 23 tendant à appuyer l'ergot 22 sur la surface du manchon 3. La surface du manchon 3 présente des rainures de guidage rectilignes 24a, 24b, 24c, 24e, 24d, etc., de section correspondant à la forme de la section de l'ergot 22, ces rainures étant parallèles à l'axe du manchon 3 et s'étendant chacune en regard de et jusqu'à un épaulement faisant partie d'une série de gradins 25a, 25b, 25c, 25e, 25d, etc., perpendiculaires à l'axe du cylindre 2 et disposés en hélice par rapport à cet axe. Ces gradins, qui ont tous la même hauteur et la même largeur, constituent ensemble la surface d'arrêt d'une butée fixe 26 entourant la partie arrière du manchon fixe 3.
Ainsi, la butée mobile 17 accompagne le manchon mobile 11 aussi bien dans son mouvement de rotation autour de l'axe du cylindre 2 qu'en translation parallèlement à cet axe. Grâce à l'élasticité du bras 23, l'ergot 22 de la butée 17 peut être amené à volonté, par rotation du manchon 11, à s'engager dans l'une ou l'autre des rainures de guidage axiales 26a, 26b, 26c, etc. Le manchon mobile 11 peut ainsi prendre, par rapport au manchon fixe 3, une pluralité de positions angulaires bien définies, dans chacune desquelles il se trouve guidé en translation parallèlement à l'axe du cylindre 2, par suite du glissement de l'ergot 22 dans la rainure de guidage 24a, 24b, 24c, etc. Il est clair que l'on peut, à volonté, passer d'une quelconque de ces positions angulaires à une autre, par rotation du manchon mobile 11 autour de l'axe du cylindre 2 et encliquetage de l'ergot 22 dans la rainure correspondante du manchon fixe 3.
On comprend que, dans chacune des positions de guidage en translation du manchon 11, la course d'aspiration du piston 1 et, par conséquent, le volume d'aspiration correspondant sont fonction de l'amplitude de la translation de la butée mobile 17, limitée par le contact de sa surface d'arrêt 27 avec la partie en regard de la surface d'arrêt de la butée fixe 26, c'est-à-dire le gradin 25a, 25b, 25c, etc., qui correspond à la rainure 24a, 24b, 24c, etc., dans laquelle est engagé l'ergot 22. Les dimensions et le nombre des gradins 25a, 25b,
25c, etc., sont choisis de manière que les courses d'aspiration du piston 1 pour chacune des positions de guidage correspondent à une série de volumes d'aspiration prédéterminés et échelonnés régulièrement, par exemple une série de dix volumes échelonnés de 1 à 10 cm3, ou de 0,5 à 5 cm3, ou encore de 2 à 20 cm3, etc. Il est clair que, en utilisant un jeu de cylindre 2 et des pistons 1 interchangeables, on peut disposer d'une pluralité de gammes de volumes d'aspiration dans un même appareil.
Une fenêtre 28, pratiquée dans le manchon 11, permet de lire un repère porté par la surface extérieure du manchon fixe 3, ce repère indiquant la position angulaire choisie et étant avantageusement constitué par une inscription indiquant directement le volume d'aspiration correspondant.
Le pas de la rainure hélicoïdale 19 est déterminé de façon que, pour un tour complet de la bague 14, la butée mobile 17 subisse une translation correspondant à la hauteur d'un gradin de la butée fixe 26. La surface extérieure de la bague 14 porte, outre une couronne à molette 29 permettant d'actionner cette bague en rotation, une échelle graduée circulaire 20 portant, par exemple, dix divisions principales égales dont chacune est divisée en dixièmes.
Ainsi, le choix de la position angulaire du manchon mobile 11 par rapport au manchon fixe 3 permet de régler à volonté le volume d'aspiration dans la gamme fixée par la section intérieure du cylindre
2 et le nombre et les dimensions des gradins de la surface d'arrêt de l'arête fixe 26. La position angulaire de la bague 14 par rapport au manchon mobile 11 permet un réglage fin du volume avec une précision correspondant à un sous-multiple, par exemple le centième, de la variation de volume résultant du passage d'une positioon angulaire de guidage axial du manchon 11 à une autre position angulaire de guidage axial adjacente. Cela rend donc possible le réglage du volume d'aspiration avec une sensibilité très élevée, correspondant par exemple au millième du volume maximal, simplement par rotation du manchon 11 et de la bague 14. Comme illustré à la fig. 2, la lecture de la valeur ainsi assignée au volume d'aspiration peut être directement effectuée sous forme numérique. Ainsi, la manœuvre du dispositif est extrêmement simple et rapide et elle peut être éventuellement effectuée d'une seule main. D'autre part, l'indication du volume est donnée sous une forme claire, en supprimant ainsi pratiquement tout risque d'erreur dans la détermination de la lecture du volume prélevé dans le récipient à chaque course d'aspiration du piston. On comprend que la sensibilité et la précision élevées du réglage du volume sont obtenues à la fois grâce à la démultiplication du déplacement axial de la butée mobile 17, résultant de l'action de la rainure hélicoïdale 19, et par la combinaison de la lecture à travers la fenêtre 28 et sur l'échelle 30.
Bien entendu, dans le cas où l'on n'a besoin que d'un petit nombre de positions de réglage, la présence de la bague 14 n'est pas nécessaire, et la butée mobile 17 peut alors être portée de manière fixe par le manchon 11.
Les différentes parties du dispositif peuvent être construites de manière simple, en tout matériau connu approprié. Par exemple, le cylindre 2 et le piston 1 peuvent être en verre ou en matière plastique, ou encore en verre revêtu de matière plastique, et les manchons
3 et 11, ainsi que les butées 17 et 26, peuvent être en matière plastique ou en métal. Avantageusement, la butée 17 est en une matière plastique, telle que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) ayant un faible coefficient de frottement, et le manchon 3 peut être réalisé en matière plastique et venu de moulage d'une seule pièce avec la butée fixe 26.
Il est clair que de nombreuses variantes du dispositif peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention, par exemple en conférant à la surface d'arrêt de la butée fixe 26 une forme hélicoïdale continue au lieu d'une forme en gradin, ou encore en conférant une forme hélicoïdale à la butée mobile 17 et non à la butée fixe 26, etc. Le repérage de la position angulaire du manchon 11 par rapport au manchon 3, ainsi que, le cas échéant, de la position angulaire de la bague 14 par rapport au manchon 11 pourrait, en outre, être obtenu par d'autres moyens que ceux qui sont décrits ci-dessus.
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Claims (7)

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  1. (1).
    1. Dispositif pour prélever un volume prédéterminé et réglable de liquide dans un récipient, ce dispositif comprenant un piston glissant à frottement doux dans un cylindre fixé par sa partie avant sur un bloc-soupape adaptable sur le goulot du récipient, ce bloc-soupape portant au moins un canal d'aspiration muni d'une soupape d'aspiration et au moins un canal de refoulement, muni d'une soupape de refoulement, ce dispositif comprenant, en outre, au moins une butée fixe et au moins une butée mobile coopérant pour limiter, de manière réglable, la course d'aspiration du piston, la butée fixe étant solidaire de la partie arrière du cylindre et la butée mobile étant portée par un manchon cylindrique, mobile en rotation et en translation par rapport au cylindre, ce manchon, étant disposé coaxialement autour du cylindre et solidaire de l'extrémité arrière de la tige du piston, caractérisé par le fait que la surface d'arrêt d'au moins l'une des butées est disposée en hélice par rapport à l'axe du cylindre, de sorte que la distance minimale entre les surfaces d'arrêt des deux butées varie en fonction de la position angulaire relative du manchon et du cylindre, le dispositif comprenant, en outre, des moyens pour indiquer la valeur du volume d'aspiration correspondant à cette position.
  2. (2) et en rotation autour de cet axe, de façon à correspondre à une série de volumes d'aspiration prédéterminés en fonction du diamètre intérieur du cylindre (2) et de la course du piston (1) correspondant à chacun de ces gradins.
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface d'arrêt de la butée fixe (26) forme une série de gradins (25a, 25b, 25c, etc.) perpendiculaires à l'axe du cylindre (2) et disposés en hélice par rapport à cet axe, cette butée (26) étant disposée autour de la partie avant d'un manchon fixe (3) entourant le cylindre (2), au moins une rainure rectiligne (24a, 24b, 24c, etc.) parallèle à l'axe du cylindre (2) étant ménagée sur la surface extérieure de la paroi de ce manchon (3), en regard de chacun de ces gradins, la butée mobile (17) portant, sur sa face intérieure, au moins un ergot de guidage (22), supporté par un organe élastique (23) tendant à l'appuyer sur la paroi extérieure du manchon fixe (3), de sorte que, par rotation du manchon mobile (11) par rapport au manchon fixe (3), cet ergot (22) peut être amené, à volonté, à s'engager dans l'une ou l'autre de ces rainures (24a, 24b, 24c, etc.) en permettant le guidage en translation de la butée mobile (17) parallèlement à l'axe du cylindre (2), jusqu'à ce que sa surface d'arrêt (27) vienne buter sur le gradin correspondant à cette rainure, l'amplitude de la translation axiale de cette butée mobile (17) déterminant la course d'aspiration du piston
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    REVENDICATIONS
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de repérage de la ramure dans laquelle est engagé l'ergot (22) de la butée mobile (17).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ces moyens de repérage comprennent une fenêtre (28) ménagée dans la paroi du manchon mobile (11) et permettant de lire un repère placé sur la surface extérieure de la paroi du manchon fixe (3).
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit repère est constitué par une indication numérique correspondant au volume d'aspiration.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les gradins (24a, 24b, 24c, etc.) sont étagés avec une hauteur et une largeur constantes, respectivement dans le sens de l'axe du cylindre
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'extrémité avant du manchon mobile (11) est prolongée par une bague cylindrique (14), coaxiale au manchon (11) et mobile en rotation par rapport à celui-ci, cette bague (14) étant réunie au manchon (11) avec une position axiale fixe par rapport à celui-ci, la paroi intérieure de la bague (14) présentant au moins une rainure hélicoïdale (19) dans laquelle est engagée une pièce de guidage (18) de la butée mobile (17), glissant dans cette rainure (19) lors de la rotation de la bague (14), la butée mobile (17) étant, d'autre part, maintenue et guidée dans une rainure (21) ménagée à l'extrémité avant de la paroi intérieure du manchon (11), le pas de la rainure hélicoïdale (19) étant tel que, pour une rotation d'un tour de la bague (14) par rapport au manchon mobile (11), la butée mobile (17) se déplace parallèlement à l'axe du cylindre (2) d'une distance correspondant à la hauteur d'un gradin (24, 24b, 24c, etc.) de la butée fixe (26), la périphérie de la bague (14) étant munie de repères indiquant sa position angulaire par rapport au manchon (11).
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