FR2632727A1 - Dispositif de prelevement d'echantillons liquides - Google Patents

Abstract

Dans le cas de liquides particulièrement dangereux, il est intéressant de disposer d'un système de prélèvement évitant à l'opérateur d'être en contact avec le produit à échantillonner ainsi que de nettoyer les tubulures et autres réservoirs de l'appareil. Pour cela le dispositif de l'invention comprend une pompe 1 péristaltique rotative ainsi qu'une chignole 6 visseuse-dévisseuse automatique prévue pour entraîner la pompe 1. Cette dernière comporte une face avant complètement démontable de sorte que l'opérateur peut aisément changer le tube 4 souple placé dans la pompe 1. Différents moyens sont par ailleurs associés afin de faciliter l'échantillonnage tels qu'un guide 2 pour maintenir les extrémités 41, 42 du tube 4, un panier 3 porte flacon 8, un lest 43... Tout cela contribue à automatiser la mise en oeuvre du dispositif.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif avec lequel un operateur peut prélever une quantite de liquide typiquement entre un centilitre et quelques litres sans avoir a ètre au contact de ce liquide même fortuitement. Aussi un tel appare'il est-il particulièrement adapté aux produits aqressifs ou toxiques cornrne les bains de solvants ou d'acides, les eaux polluées Il trouve son application aussi bien en chimie qu'en pharmacie, cosmetologie ou agro-alirnentaire. Le dispositif permet alors la récolte d'échantillons qui pourront etre analysés ultérieurement au laboratoire, par exemple afin de contrôler la qualité de produits liquides lors de leur reception (matières premieres) ou lors de leur fabrication.

Le plus souvent le prelèvement d'échantillons liquides s'effectue plutôt de façon manuelle. Sans parler des flacons plongés directement au sein des bacs ou des rivières, des systèmes s'inspirant de seringues, de pipettes ou de siphons sont souvent mis en oeuvre. Les appareils correspondants présentent alors l'inconvénient de limiter la quantité prélevée au volume de leur réservoir,- soit quelques centilitres par exemple. Par ailleurs ils exposent la plupart du temps l'opérateur au contact de liquides ou de leurs vapeurs qui peuvent être très dangeureux pour sa santé soit à la longue, soit en cas de projections accidentelles.

Lorsque plusieurs liquides doivent être échantillonnés à la suite les uns des autres, la rigueur de leur analyse ultérieure exige également que le reservoir de ces appareils soient soigneusement laves. Cela ne manque pas d'occasionner une perte de temps qui peut être dans certains cas considérable.

La presente invention a pour but de fournir un outil de prélèvement qui ne limite pas la taille des echantillons met l'opérateur totalement à l'abri des liquides qu'il manipule et évite tout nettoyage entre chaque opération
C'est ainsi qu'elle se rapporte a un dispositif de prelévement d'échantillons liquides caractérisé en ce qu'il comporte::
- une pompe péristaltique rotative ayant une face- avant et une face arrière ladite face avant de ladite pompe étant entièrement demontable tandis que sur sa face arrière l'arbre de rotation de ladite pompe se prolonge,
- une chignole visseuse-dévisseuse automatique
- et des moyens de transmission, disposés sur- l'arbre de ladite pompe en face arriere, permettant a ladite chignole d'entrainer ladite pompe.

Lesdits moyens de transmission sont avantageusement constitués par un cylindre de jonction creux fixé sur l'arbre de rotation de ladite pompe ainsi que par une goupille presentant une section a pans coupes, ladite goupille s'emboitant > d'un côte dans ledit cylindre de jonction et, d'un autre, dans l'élément tournant de ladite chignole.Il est préférable de protéger entièrement lesdits moyens de transmission par un manchon assujetti a la pompe
Selon les cas ladite chignole visseuse-dévisseuse automatique est mise en mouvernent grâce à de l'électricité de préférence par l'intermédiaire d'une batterie rechargeableincorporée, ou bien grâce à de l'air comprlme. I I est avantageux qu'elle comporte un variateur de vitesse. Une forme préférée est celle d'un outil avec une crosse de préhension et une gâchette permettant de r-egler la vitesse de rotation de ladite pornpe depuis une vitesse nulle jusqu'à une vitesse rl-laxirnale selon la pression exercee sur ladite gâchette.

Un tube souple ayant deux extrémités est avantageusement placé dans ladite pompe de façon à y former un coude coopérant avec les éléments tournants de ladite pompe tandis que les deux extrémités font saillie hors de ladite pompe et se prolongent vers le bas. Des lors, ladite face avant de ladite pompe comporte de préférence
- un couvercle amovible protégeant les éléments tournants de ladite pompe,
- un guide egalement amovible, perrnettant de maintenir en place le tube en serrant une partie de chacune de ses deux extrémités contre ladite face arrière de ladite pompe. Ledit tube ainsi que ledit couvercle sont de préférence transparents.

Ledit guide est avantageusement muni de deux tuteurs cylindriques se prolongeant vers le bas, dans lesquels chacune des deux extrémités dudit tube sont enfilées. Une ou plusieurs fixations peuvent alors être disposées sur un des deux tuteurs cylindriques dudit guide pour recevoir et maintenir une tige supportant un panier ouvert sur le dessus. Ledit guide, ladite tige et ledit panier sont de préférence en acier inoxydable. Tous trois peuvent également être faits d'un matériau métallique ordinaire recouvert d'un film en matière plastique.

Il ressort de cette premiere description que le present dispositif est en outre très maniable. Léger et compact, il peut être confié en propre chaque opérateur qui l'emportera sur les divers sites d'échantillonnage et l'utilisera en toute indépendance, d'une alimentation electrique par exemple
Par ailleurs la nature de la pompe permet détendre l'usage du présent dispositif à des produits relativement visqueux !comme de la glycérine).

Dans les paragraphes suivants une forme de realisation du dispositif selon l'invention est décrite en détail à.l'aide de dessins. Elle est donnée à titre d'exemple et ne saurait limiter l'invention à la conception des divers organes présentée ci-dessous.Sur les dessins:
- la figue I montre en perspectlve l'ensemble d'une forme de réalisation de l'invention
- la figure 2 montre la coupe verticale d'une pompe péristaltique pouvant faire partie d'un dispositif suivant l'invention,
- la figure 3 montre la vue de face de la pompe de la figure 2
- la figure 4 montre une vue de côté de la pompe des figures 2 et 3
- la figure 5 montre en perspective la rnême pompe que les figures 2 3 et 4 Toutefois differents accessoires d'un dlsposltlf selon l'invention y sont également représentés en vue éclatée.

L'ensemble d'un dispositif selon l'invention est présenté sur la figure I prêt à être utilisé. Il se compose de plusieurs organes prévus pour cooperer Une pompe 1 peristaltique rotative qui sera decrite plus précisément ci-dessous permet d'aspirer le liquide a prélever par l'extrémité 41 d'un tube souple 4 de préférence transparent. Le liquide est alors refoulé par l'extrémité 42 du même tube 4 à l'intérieur d'un flacon 8 dispose dans un panier 3. Le tube 4 est maintenu en place a l'entrée et à la sortie de la pompe 1 par un guide 2 fixé sur la pompe 1.

Le guide 2 sert également de support au panier 3. Panier 3 et guide 2 sont de préférence en acier inoxydable. Le cas échéant, ils peuvent aussi être proteges avec 'ensemble de la pompe 1 par un filrn en rnatlere plastique.

La pompe 1 est mise en mouvement par une chignole visseusedévisseuse 6 tandis qu'un manchon 5 protège l'arbre assurant la jonction entre ces deux organes. La chignole 6 comporte avantageusement dans sa crosse 62 une batterie rechargeabie par exemple au nickel-cadmium de 9,6 V. Il est par ailleurs préférable que la chignole soit munie d'un variateur de vitesse. Une chignole visseuse-dévisseuse du type l-lÀl < lTA, mode le 6891 D, pouvant tourner a une vitesse quelconque comprise entre
O et 1 400 tours/minute est de ce point de vue particulièrement adaptee.

C'est alors la pression exercée par l'opérateur sur la gâchette 61 qui déternine la vitesse de rotation
Les figures 2, 3 et 4 illustrent de façon plus détaillee la pompe preristaltique 1. Celle-ci comporte un boitier 11 en fonte par exemple, agrémenté d'une couche de peinture. Comme le montre la coupe verticale de la figure 2, le boitier- Il n'est toutefois pas fermé sur le dessus si bien que l'operateur a acces ai l'interieur de la pompe. Il peut ainsi y disposer le tube souple 4. Pour cela il doit prendre soin d'encastrer les deux extrémités 41 et 42 du tube dans de petites réserves 12 demicylindriques situées à la base du boîtier 11 (cf. figures 3 et 5).Sous reserve que les extremites du tube se prolongent hors de la pompe le tube 4 fait alors un coude qui peut être ensuite placé contre le bord supérieur 1 lb du boîtier t 1 admettant en l'occurrence la forme d'un arc de cercle. Par ailleurs il convient que le tube 4 passe autour d'un systeme 13 de galets
Sur la figure 2 les différentes pièces de la pompe 1 sont montrées en coupe à l'exception de ce système 1 3 qui est représenté en vue de coté par rapport à la figure 3.Ce dernier apparaît ainsi être constitue par deux petites plaques 14 en forme de languette qui sont placées en face l'une de l'autre dans des plans parallèles au fond 1 lof du boîtIer 1 1 tout en restant à l'intérieur du bord 1 lb de ce dernier. Les deux plaquettes 14 sont reliées par un cylindre central dont l'axe 15 leurest perpendiculaire Le systeme 13 est en effet prevu pour pouvoir tourner autour de cet axe. A chaque extrémité des plaquettes 14 et entre elles deux se trouve un galet 16. Celui-ci pivote quant à lui autour d'un axe solidaire des plaquettes 14 et parallèle à l'axe 15 d'ensemble.

C'est ainsi que le systeme 13 de galets peut venir appilquer le tube 4 contre le bord 1 lb du boîtier 11 en creant un pincement. Cette déformation se déplace le long de l'arc de cercle du boîtier 1 1 dès que les plaquettes 14 sont mises en mouvement autour de leur axe 15. La mobilite des galets 16 favorise quanta elle la propagation du pincement sans communiquer trop de frottement au tube 4 et donc sans occasionner de façon notable son mouvement à l'intérieur de la pornpe 1.Selon le principe des pompes péristaltiques, le déplacement du pincement le long du tube provoque une aspiration de liquide du cote qui vient d'être libere de l'étreinte et un refoulement de liquide du cote vers lequel le pincement s'avance. Ce genre de pompe fonctionne à faible pression pour des liquides éventuellement assez visqueux et n'a pas besoin d'amorçage.

Avec le type de chignole vlsseuse-devlsseuse cite precedemmerit, il est avantageux d'utiliser une pompe péristaltique telle que le modèle 5K 123.01 fabriqué par la société W.A. BACHOFEN A.G. en Suisse. Le dos du fond 1 lof du boîtier 11 se prolonge alors par un cylindré 17 muni de cannelures d'ou emerge l'arbre de rotation de la pompe. Ces derniers admettent également l'axe 15 pour axe de rotation. Dans la forme de réalisation correspondant à cette combinaison d'une pompe et d'une chignole particulières, un cylindre de jonction 18 est par exernple dispose dans le prolongement de l'axe 15. Il accueille dans son évidement central, d'un côté l'arbre de la pompe et d'un autre une goupille 52.Arbre et goupille sont à pans coupés par exemple avec une section hexagonale, afin de perriiettre leur serrage au sein du cylindre de
Jonction 18 au moyen de vis laterales. Comme dejà la figure 1 l'indique, un manchon 5 est par ailleurs disposé autour et du cylindre cannelé 17 et du cylindre de jonction 18. 11 contribue à la sécurité d'ernploi du dispositif ainsi qu'à sa maniabilité. Des vis 51 de blocage permettent enfin d'assujettir ce manchon 5 sur le cylindre cannelé 17 comme cela est indiqué sur les figures 1 et 5.

En cours de fonctionnement de la pompe 1 différents accessoires doivent être fixés sur le boîtier 11. Ceux-ci sont montrés plus precisement sur la figure 5. Pour plus de clarté les differentes pieces sont présentées en vue éclatée. Il convient par ailleurs de souligner que l'opérateur est supposé effectuer le mont-age correspondant seulement lorsqu'il a placé le tube 4 dans la pompe 1 comme il a été dit ci-dessus.

Les extremites 41 et 42 de ce tube doivent alors être engagees dans les tuteurs cylindriques 24 présentés par le guide 2 (cf. figure 1). Ce n'est que par la suite qu'un couvercle 7 est placé en partie haute du boîtier 11.

Ce couvercle est de préférence transparent afin de faciliter- à
'operateur la verification du sens de rotation du systeme 13 de galets par exernple. Le couvercle épouse la forme en arc de cercle du boitier. Il est en outre muni de deux crochets 72 latéraux qui s'adaptent autour de vis 71 portées par le bord 1 lb du boîtier 1 1. Des écrous 73 en forme de boutons permettent alors de serrer le couvercle contre le boitier
En partie basse du boitier, le guide 2 est quant à lui, fixé à l'aide d'une vis 29 dont la tête en forme de bouton facilite la préhension.Cette vis coopère alors avec l'écrou 19 qui est lié rigidement au fond 1 vif du boitier 1 1 Pour cela, la vis 29 doit être passee dans la reserve 22 du meplat 21 supérieur du guide 2. La forme de ce méplat est remarquable.

En effet il présente de chaque côté des pattes 23. Lorsque le guide 2 est mis en place sur le boitier il, ces pattes 23 se trouvent alors en face des reserves 12. Ainsi les extremités 41 et 42 du tube 4 se trouventelles coincées entre les réserves et les pattes. Suivant la force avec laquelle la vis 29 est serrée, le tube 4 est alors plus ou moins comprimé dans les logernents ainsi créés. Par un bon vissage, il est possible d'eîiminer de la sorte tous les mouvements du tube 4 que les galets 16 pourraient lui transmettre par frottement en cours de fonctionnement de la pompe 1. Cette facilité s'applique par ailleurs quelle que soit la section du tube 4. Lorsque cette dernière est très faible, les pattes 23 peuvent en effet etre placées assez profondement dans les reserves 1L en raison des épaulements présentés par le méplat 21.

Le guide 2 comporte en outre deux tuteurs cylindriques 24 qui se prolongent en partie basse. Ils permettent de maintenir chacune des extremites 41 et 42 du tube 4 comme cela est indique sur la figure 1
Leur présence est surtout utile en cas de tubes particulièrement souples et légers. En effet 11 se pourralt sans cela que l'extrémité 41 du tube 4 destinée à être plongée dans le bac de liquide à prélever flotte à la surface de ce bac. Le tuteur cylindrique correspondant obllge au contraire l'extrémité 41 à être immergée dans le bac ai la profondeur souhaitée. Bien entendu sa longueur doit être prévue-en conséquence.

Sur l'un des tuteurs cylindriques 24 sont soudées deux petites fixations 25. Ce sont de tout petits cylindres creux d'axes parallèles a l'axe des tuteurs. Elles sont par exemple disposées suivant une même génératrice du tuteur 24. Ainsi peuvent-elles recevoir une tige 31. Cette dernière est alors maintenue par de petites vis 26 de serrage. La- tige 31 se prolonge avantageusement par un panier 3 servant a maintenir un flacon 8 d'échantillonnage (cf. figure 1). Lai encore la longueur de la tige 31 de même que la taille du panier 3 peuvent être adaptées à la demande suivant le type d'application.C'est en effet la taille du flacon 8 qui limite la quantite de liquide prelevee-
Le dispositif de prélèvement qui vient d'être décrit, est alors utillsé de la façon suivante. Pour chaque liquide à prélever, un tube 4 différent est de préférence prévu. L'opérateur le loge alors dans le boitier 11 de la pompe 1 peristaltique rotative comme indique cidessus. Puis il enfile les deux extrémites 41 et 42 du tube 4 dans chacun des deux tuteurs cylindriques 24 du guide 2. Avantageusement, il dispose un lest 43 à l'extrémité 41 du tube. Cela facilitera le positionnement de ce dernier a la profondeur destrie. Le lest 43 peut être constitué par une pièce tubulaire lourde enfoncée à la base du tuyau.

L'opérateur est par la suite à même de fixer le guide 2 ainsi que le couvercle 7 sur le boîtier 11 dans l'ordre qui lui convient le mieux. il assuJettit le panier 3 sur le tuteur 24 portant les fixations 25 et y place le flacon 8 en prenant soin d'y faire aboutir l'extrémité 42 du tube correspondante. Ensuite l'opérateur introduit l'arbre de la chignole 6 visseuse-dévisseuse à l'intérieur du manchon 5 de protection. A cette occasion il prend soin de verifier que la chignole est bien emboitee sur la goupille 52 afin d'assurer un bon entrainement de l'axe 15.

C'est alors que l'extrémité 41 restée libre du tube 4 est plongée dans le liquide à prélever. L'opérateur peut, pour cela, tenir d'une main la crosse 62 de la chignole 6 tandis que son autre main soutient le manchon 5 protecteur. En appuyant légèrement sur la gâchette 61 de la chignole, l'opérateur provoque la rotation de la pompe 1. Il se peut qu'll constate à ce moment que la pompe tourne dans le mauvais sens et qu'aucun liquide ne remonte dans le tube 4 par son extrémité 41. L'opérateur change alors le sens de rotation de la chignole. Elle comporte un bouton à cet effet (non représente).

Par une pression plus forte sur la gâchette 61, le liquide est vite aspiré dans le tube et refoulé dans le flacon. Lorsque celui-ci est suffisammment rempli, l'opérateur relâche sa pression sur la gâchette 61. S'll a réagi trop tard et que le flacon contlent trop de liquide, l'opérateur peut encore inverser le sens de rotation de la chignole et refouler le liquide supplémentaire depuis le flacon jusque dans le bac de prélèvement. Gracie au variateur de vi.tesse, il lui est ainsi possible d'affiner pratiquement à volonté le dosage.

Le flacon 8 se retire aisément du panier 3 et un nouveau flacon est rapidement mis å sa place. A la fin de l'échantillonnage du premier liquide, le guide 2 et le couvercle 7 sont démontés et le tube 4 retiré.

L'ensemble de ces opérations peut alors être recommencé à partir d'un autre bac de prélèvement avec un second liquide. L'emploi d'un tube 4 neuf permet d'être assuré de la qualité des échantillons suivants. II est également possible de nettoyer efficacement le tube 4 par aspiration et refoulement d'un liquide de rinçage. Par allleurs, en fonctlon des produits à prélever différents types de tube peuvent être retenus. En effets il est bien souvent nécessaire que la matière élastomère constituant ces tuyaux soit compatible avec les liquides à prélever (acides, bases ou solvants).

Claims (14)

REVENDICATIONS

1.- Dispositif de prélèvement d'echantillons liquides caractérisé en ce qu'il comporte:

- une pompe (1) péristaltique rotative ayant une face avant et une face arrière ladite face avant de ladite pompe étant entièrement démontable tandis que, sur sa face arrière, l'arbre de rotation de ladite pompe se prolonge,

- une chignole (6) visseuse-dévisseuse automatique,

- et des moyens de transmission (52,18), disposés sur l'arbre de ladite pompe en face arrière permettant à ladite chignole (6) d'entraîner ladite pompe (1).

2.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 1 caracterise en ce que lesdits moyens de transmission sont constitués par un cylindre (18) de jonction creux fixé sur l'arbre de rotation de la dite pompe (1) ainsi que par une goupille (52) présentant une section à pans coupés, ladite goupille s'emboîtant, d'un côté, dans ledit cylindre (18) de Jonction et d'un autre, dans l'élément tournant de ladite chignole (6).

3.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (52,1 8) sont entierement proteges par un manchon (5) assujetti à la pompe (1).

4.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquldes selon l'une quelconque des revendications I à 3 caractérisé en ce que ladite chignole (6) visseuse-dévisseuse automatique est mise en mouvement par une batterie rechargeable incorporée.

5.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite chignole (6) visseuse-dévisseuse automatique est mise en mouvement grâce à de l'air comprimé.

6.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que ladite chignole (6) visseuse-devisseuse automatique comporte un variateur de vitesse; 7.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite chignole (6) visseuse dévîsseuse comporte également une crosse (62) de préhension et une gâchette (61) permettant de régler la vitesse de rotation de ladite pompe (I) depuis une vitesse nulle jusqu'a une vitesse maximale selon la pression exercée sur ladite gâchette (61).

8.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'un tube (4) souple ayant deux extremités (41 > 42), est placé dans ladite pompe (1) de façon à y former un coude coopérant avec les éléments tournants (13) de ladite pompe (1) tandis que les deux extrémités (41,42) font saillie hors de ladite pompe et se prolongent vers le bas.

9.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 8 caractérisé en ce que ladite face avant de ladite pompe (1) comporte:

- un couvercle (7) amovible protégeant les éléments tournants (13) de ladite pompe (1),

- un guide (2) également amovible, permettant de maintenir en place le tube (4) en serrant une partie de chacune de ses deux extrémités (41,42) contre ladite face arrière de ladite pompe.

10.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit tube (4) ainsi que ledit couvercle (7) sont de préférence transparents.

11.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 10 caractérisé en ce que ledit guide (2) est également muni de deux tuteurs cylindriques (24) se prolongeant vers le bas, dans lesquels chacune des deux extrémités (41,42) dudit tube (4) sont enfilées.

12.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'une ou plusieurs fixations (25,26) sont disposées sur un des deux tuteurs cylindriques (24) dudit guide (2) pour recevoir et maintenir une tige (31) supportant un panier (3) ouvert sur le dessus.

13.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 12 caractérisé en ce que ledit guide (2), ladite tige (31)et ledit panier (3) sont en acier inoxydable.

14.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon la revendication 13 caractérisé en ce que ladite pompe ( 1 ) ledit guide (2), ladite tige (31) et ledit panier (3) sont en outre recouverts d'un film de matière plast'ique.

15.- Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides selon l'une quelconque des revendications 8 à 14 caractérisé en ce qu'un lest (43) constitué par un cylindre creux lourd, en métal compatible avec ledit liquide à prélever, est enfoncé à force dans une des extrémités (41) dudit tube (4) souple de sorte que ladite extrémité (41) est maintenue verticale.