WO1997011347A1 - Liquid sampling and/or measuring device and method - Google Patents

Liquid sampling and/or measuring device and method Download PDF

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WO1997011347A1
WO1997011347A1 PCT/CH1996/000049 CH9600049W WO9711347A1 WO 1997011347 A1 WO1997011347 A1 WO 1997011347A1 CH 9600049 W CH9600049 W CH 9600049W WO 9711347 A1 WO9711347 A1 WO 9711347A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cannula
measuring
liquid
accessories
cylinder
Prior art date
Application number
PCT/CH1996/000049
Other languages
French (fr)
Inventor
Roland Jacquerioz
Renato BÉCHON
Original Assignee
Acs S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Acs S.A. filed Critical Acs S.A.
Priority to AU45334/96A priority Critical patent/AU4533496A/en
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/12—Dippers; Dredgers

Definitions

  • the present invention relates to a device and method for withdrawing and measuring liquid from a container.
  • the present invention relates to measurement or sampling accessories specially adapted to this device.
  • container By container is meant hereinafter and in the claims all types of containers imaginable, in particular containers used in the chemical industry, for example reactors, drums, tanks, containers, etc., of shapes and extremely diverse capacities
  • Containers are also known, the lateral faces of which, for example, are provided with multiple sensors providing the operator with different types of information on the liquid or liquids contained in the container.
  • This arrangement has many drawbacks.
  • the sensors tend, depending on the type of liquid, to become blocked by crystallization.
  • the measurement or the taking of the sample is in these devices always carried out at pre-determined heights, which does not offer the flexibility you want
  • intermediate or final products are distributed spatially unevenly inside the reactor. This spatial distribution can also vary during the reaction. For example, it is common for liquids to be distributed in layers, or strata, liquids of higher density occupying the bottom of the reactor The thickness of the different layers can be very variable depending on the type of reaction
  • the device of the invention makes it possible to take or measure samples of liquid in the center of the container and in any layer.
  • the aim of the present invention is therefore to propose a measurement and sampling device which makes it possible to resolve these difficulties.
  • an object of the present invention is to provide a device and a method making it possible to take and / or measure a liquid from a determined layer of liquid inside a container, for example a chemical reactor
  • these objects are achieved by means of a device making it possible to measure and / or to take liquids from the upper surface of a container, the device being modular and allowing according to the nature of the accessories of which it is equipped to carry out either measurements or samples, or simultaneously these two operations
  • the invention also relates to accessories specially designed to equip the device of the invention, in particular test pieces of a new type and specially adapted measuring accessories.
  • FIG 1 an overview of the sampling and measuring device according to the invention
  • Figure 2 a view of the cannula equipped with a test tube according to the invention
  • Figure 4 a measurement accessory specially adapted to the device according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates the measuring and sampling device of the invention fully equipped
  • a container 40 preferably closed by a lid, contains a liquid 43 from which it is desired to analyze and take samples
  • This container can for example be a reactor used in the chemical industry, in which a reaction takes place in which the reactants and the intermediate products in the liquid state are divided into several layers as illustrated
  • the device itself is fixed to the container, for example above the container by flanges 41
  • the walls 56 of the device are preferably made of stainless steel
  • a cannula 1, at the lower end of which one or more measuring accessories 30 and one or possibly several test pieces 6 can be fixed, can be immersed in the container by lowering it using a worm screw 32, actuated by a motor 53 by means of a gear system 52.
  • the length of the cannula 1 will be very variable according to the particular application, in particular according to the depth of the container 40 Likewise, the capacity of the test tube 6 is a function of the amount of liquid that one wishes to take
  • An immersion arm 51 secured to the cannula 1 moves vertically when the worm is driven in rotation, the direction of rotation of the screw 53 determining the direction of movement of the arm 51 and therefore of the cannula 1.
  • Means 50 can be provided for the vertical guidance of the cannula, so that it penetrates perfectly vertically into the container
  • any other means can be provided for modifying the vertical position of the cannula.
  • a pneumatic or electric actuator is used in place of a motor assembly 53 - gear system 52 - worm gear 32.
  • the invention also applies to the case where the cannula is introduced by hand into the center of the container
  • the cannula can be made of a material capable of resisting liquids in the containers, for example stainless steel
  • the cannula is made of zirconium or Hastelloy
  • the cannula penetrates or is extracted from the container 40 by passing through a scraper seal 42, which makes it possible to scrape and clean the external surface of the cannula and of the various accessories which are assembled on the cannula when these are extracted from the liquid
  • a device 44 is further provided which makes it possible to spray a cleaning product on the cannula, for example solvent or water depending on the type of products used.
  • valve 45 preferably a ball valve, makes it possible to close the container when the cannula is completely extracted from the container Thus, it is possible to prevent gases produced by the reaction in the container 40 from inadvertently invading the space delimited by the walls 56
  • An open valve detector 46 and a detector of closed valve 47 transmit to a processing unit 57 information on the state of valve 45
  • a door 48 preferably made of transparent PVC, provides access to the lower end of the cannula 1, as well as to the accessories 6, 30 with which it is equipped, when the cannula is in the raised position. It is possible to access by this door to the measuring accessories 30 and to the test tube 6 to dismantle or replace them
  • a detector 49 signals to the processing unit 57 the opening of the door, so as for example to prevent the immersion of the cannula when the door is open
  • the device is furthermore equipped with a height detector 33, which provides the treatment unit 57 with an indication of the current vertical position of the cannula Si, in the variant illustrated with a worm screw, the motor d drive 53 of the endless screw a stepping motor, it may be possible to give up the position detector 33, the position of the cannula being able to be determined by the number of displacement pulses transmitted to the stepping motor -didn't
  • Pneumatic control means 35 are provided which comprise a compressor 54, or the like, and pressure control means 55 These pneumatic control means are connected by a pipe with an opening inside the cannula 1, and allow, as will be seen by controlling the pressure in said opening, to activate the sampling tube 6 mounted at the end of the cannula
  • the pneumatic control means preferably operate in all-or-nen mode, and make it possible to generate, inside the cannula, either a pressure Pmin close to 0 bar (vacuum), or a pressure Pmax which can be for example between 1 and 6 bars or more It is also possible, depending on the accessory with which the cannula 1 is fitted, to control the pressure continuously.
  • This control mode can, for example, be useful if it is desired to drain the container, or certain layers of liquids in the container, by equipping the end of the cannula with a drainage nozzle allowing the liquid to be drawn through this nozzle and the opening in the cannula 1.
  • Display means 34 are provided, which make it possible to display information on the general state of the device provided in particular by the detectors 46, 47, 49 and by the height measurement system 33. These display means 34 can furthermore be connected, possibly via the processing unit 57, to connection means 22 on the cannula 1. This connection makes it possible to electrically connect measuring accessories 30 mounted at the lower end of the cannula 1 with the means d display 34. Information provided by the sensors with which the measurement accessories 30 are equipped can thus be processed and displayed by the processing and display unit 57, 34 As will be seen, this type of information mainly concerns the nature of the liquid in which the cannula is immersed.
  • the processing means 57 and display 34 can be produced in very different ways depending on the nature of the information that one wishes to display for a particular application of the device according to the invention.
  • they can consist of an electronic circuit simpie and one or more analog or digital displays.
  • they can be constituted by a computer provided with several input-outputs and with a display screen.
  • the display 34 can for example indicate sequences of raw figures, corresponding for example to the successive impedance values measured by the measuring accessory 30 during the displacement of the cannula 1.
  • the processing means 57 can also interpret the signals coming from the measuring accessories 30 so as to light an indicator 34 when these signals take a predetermined value corresponding to a layer of liquid 43 chosen beforehand. It is also possible to completely abandon the display means in the case where the sampling is automated, the processing unit 57 in this case automatically controlling the displacement of the cannula and the opening of the test piece as a function of the signals received. measuring accessories 30.
  • FIGS. 2 and 3 the configuration of an innovative test tube specially adapted to the device of FIG. 1, allowing samples to be taken from any layer of liquid in a container.
  • the cannula 1 has a longitudinal opening 21 allowing the passage of air from the pneumatic control means 35.
  • An adapter plug 2 perforated and provided with a thread 16 is screwed into the upper part of the cannula 1 by means a thread 17 engaged in a thread 18 in the upper part of the cannula 1.
  • This plug is provided with an air intake opening 20, connected to the pneumatic control means 35. It serves as a connector and allows 'Adapt the cannula 2 to the tube (not referenced) coming from these means, as well as to the electrical connection means 22 making it possible to electrically connect the measurement accessories 30 with the processing and display means 34 and 57.
  • a seal 3 prevents the escape of air between the plug 2 and the cannula 3.
  • the plug can be directly integrated into your cannula 1 which must then be adapted to the pneumatic tube and to the electrical connections 22.
  • the sampling accessory or test piece, consists mainly of elements 6, 9 10.
  • the cylinder 6 of the test piece is screwed directly onto the lower end of the cannula 1 by means of a tapping 14-thread 15 assembly , a seal 4 ensuring the tightness both against liquids and with compressed air.
  • the side walls of the cylinder 6 are pierced by several openings or orifices 8, four in the example illustrated.
  • the openings 8 are stripped longitudinally to facilitate the introduction of liquids. This arrangement makes it possible to evacuate the air in the cylinder through the upper openings while the liquid flows inside the cylinder through the lower openings.
  • a piston 9 is used to open and close the openings 8
  • the piston descends and presses firmly against the sealing seat 13 inside the cylinder. In this position, the openings 8 are closed in a sealed manner, seals 5 between the piston and the cylinder guaranteeing the seal.
  • the piston has a conical recess in which the air trapped during closing is compressed, the liquid in the cylinder not being compressible.
  • the lower part of the cylinder 6 is closed by a plug 10 screwed to the cylinder 6 by a thread 11 - thread 12 assembly, a seal 7 ensuring the seal
  • a plug 23 can be screwed into the upper part of the cylinder 6 in place of the cannula.
  • This plug keeps the piston 9 in the lower position, so as to completely obstruct the openings 8
  • this plug also has a seal.
  • FIG. 4 illustrates an example of a measuring accessory 30 specially adapted to the invention
  • This accessory is specially adapted to be inserted, as indicated in FIG. 1, between the cannula 1 and the test tube 6, 9, 10, while allowing the operation of the latter
  • the body of the measuring accessory 30 is pierced by a longitudinal opening 63 corresponding to the opening 21 in the body of the cannula 1
  • a tapping 60, corresponding to the thread 15 of the cannula, makes it possible to screw the accessory 30 to the 'lower end of the cannula 1
  • a corresponding peripheral thread 64 allows to screw another measuring accessory or a sampling tube 6, 9, 10 of the type discussed in relation to Figures 2 and 3
  • These parts can be assembled so as to guarantee the pneumatic control of the piston 9 even when one or more accessories 30 are interposed between the cannula 1 and the test tube.
  • Unreferenced seals are preferably provided to guarantee the tightness of the '' measurement accessory at the threads It is important to note that this mode of mutual fixing of the cannula, of the measuring accessory and of the test piece by means of threads and tappings is given only by way of nonlimiting example of the invention. , other fixing methods can be easily imagined by those skilled in the art. For example, it would be easy to imagine attaching the measuring accessory 30 to the canui by means of a key passing through these two elements, one or more O-R ⁇ ng seals guaranteeing sealing.
  • An electronic sensor 61 is housed in the body 30 of the accessory 30.
  • This sensor may, depending on the application, be for example a liquid impedance sensor, liquid temperature, capacitive measurement of the liquid, measurement of the pH of the liquid. , or measuring the turbidity of the liquid.
  • the invention is not however limited to these particular examples of sensor.
  • the volume and the exact configuration of sensor 61 is therefore variable according to the type of sensor, certain types of sensors also requiring direct contact with the liquid. does not have as its object the sensor 61 as such, we will not go into more detail HERE
  • An example of a capacitive sensor which can be used in this device is described for example in the document CH61 1022
  • a cap 65 can be screwed to the lower end of the measuring accessory 30. It is also possible to design ⁇ es measurement accessories 30 having no through opening 30, and intended to be used at the end of the canui without a specimen
  • connection wires 62 making it possible to make an electrical connection, via connection 22, with the processing and display means 34 and 57.
  • the connection is carried out simply by passing the two wires 62 through the opening 21 in the cannula and the opening 20 in the cap 2 and by connecting these two wires to the corresponding wires 22 connecting with the means 34, 57
  • Others connection means can easily be imagined, allowing preferably to make an automatic connection between the sensor 61 and the connection means 22 when the measuring accessory 30 is fixed to the end of the cannula 1.
  • the device of the invention can therefore, thanks to its modularity, be used for a number of different applications depending on the type of accessories 30; 6, 9, 10 with which it is equipped.
  • a typical application consists in taking a sample of liquid from a well-defined layer of liquid 43 inside a container 40.
  • the cannula 1 is for example equipped with a impedance measurement 30 and of a test tube 6, 9, 10.
  • the immersion means 32, 52, 53 are actuated so as to cause the downward displacement of the cannula and the immersion of its lower end in the liquid 43.
  • the pressure in the opening 21 of the cannula is then Pmax, which places the piston 9 in the closed position of the openings 8.
  • the processing unit 57 determines that the test piece is in the layer of liquid from which he wishes to take a sample, he first of all interrupts the vertical movement of the cannula, then actuates a command which causes a drop in the pressure in the opening 21 of the cannula and the raising of the piston 9
  • the openings 8 in the side walls of the cylinder 6 are then suddenly opened and the selected liquid enters through these openings 8 so to fill the cylinder.
  • the pressure is restored in the opening 21 and the piston 9 goes back down, the openings 8 thus being closed.
  • the cannula can then be reassembled by means of vertical displacement means 32, 42, 53 and extracted from the container.
  • test piece When the cannula is in the fully raised position, the test piece can be removed by opening the door 48. A plug 23 can then be placed on the upper end of the test piece, to block the piston 9 in the lower position. The specimen thus closed can for example be sent further to analyze the contained product, which is easy to access by unscrewing the lower plug 10
  • the piston of the test piece can also be actuated by a mechanical rather than pneumatic device, for example by a rod linked to the piston and passing through the opening 21 in the cannula.
  • a mechanical rather than pneumatic device for example by a rod linked to the piston and passing through the opening 21 in the cannula.
  • This variant is particularly suitable for manual use of the '' canulle-specimen assembly, the operator being able in this case to actuate the opening and the closing of the specimen very simply by pulling or pushing back this rod, without requiring a pneumatic system
  • the device of the invention thanks to its modularity, however, also adapts to a quantity of needs according to the accessories installed at the end of the cannula 1.
  • These accessories can either provide electrical measurements, or be controlled pneumatically, by all-or- ⁇ e ⁇ or continuous mode
  • a drain spout at the end of the cannula 1, possibly in combination with a measuring accessory 30.
  • a valve system suitable for the the upper end of the cannula 1 it is possible to aspirate and drain either a complete container or a well-defined layer of liquid 43 until the measuring accessories detect that the entire layer has been drained

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Abstract

A device for measuring and sampling a liquid (43) in a container (40), including a cannula (1) with a longitudinal opening (21), immersion means (32, 51, 52, 53) for moving the cannula vertically to immerse it in or withdraw it from the liquid (43), a screw thread (15) provided at the lower end of the cannula (1) for attaching one or more measuring accessories (6, 9, 10) or sampling accessories (30), a pneumatic controller (35) connected to the longitudinal opening (21) for pneumatically actuating said sampling accessories (6, 9, 10) or measuring accessories (30), a processing and display unit (57, 34), and an electrical connection (22) provided between the processing and display unit (34) and the cannula (1) for electrically connecting the measuring accessories (30) to the display unit (34). A sample may thus measured or removed from a predetermined liquid layer in a reactor.

Description

Dispositif et procédé de prélèvement et/ou de mesure de liquide. Device and method for withdrawing and / or measuring liquid.
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de prélèvement et de mesure de liquide à partir d'un récipient. En outre, la présente invention concerne des accessoires de mesure ou de prélèvement spécialement adaptés à ce dispositif.The present invention relates to a device and method for withdrawing and measuring liquid from a container. In addition, the present invention relates to measurement or sampling accessories specially adapted to this device.
Dans l'industrie chimique, il est souvent nécessaire de prélever des échantillons représentatifs d'un liquide contenu dans un récipient. Par exemple, dans un réacteur chimique, on souhaite souvent soutirer des petites quantités d'un liquide dans le réacteur pour effectuer des tests ou des mesures sur ces échantillons. De même, il est souvent désirable d'effectuer différents types de mesure sur des liquides à l'intérieur d'un récipient.In the chemical industry, it is often necessary to take representative samples of a liquid contained in a container. For example, in a chemical reactor, it is often desired to withdraw small quantities of a liquid in the reactor to carry out tests or measurements on these samples. Likewise, it is often desirable to perform different types of measurement on liquids inside a container.
Par récipient, on entendra par la suite et dans les revendications tous types de récipients imaginables, en particulier des récipients utilisés dans l'industrie chimique, par exemple des réacteurs, des fûts, des cuves, des containers, etc., de formes et de contenances extrêmement diversesBy container is meant hereinafter and in the claims all types of containers imaginable, in particular containers used in the chemical industry, for example reactors, drums, tanks, containers, etc., of shapes and extremely diverse capacities
Fréquemment des échantillons de liquide sont prélevés directement depuis le bord du récipient On connaît également des récipients dont les faces latérales par exemple sont munies de multiples capteurs fournissant à l'opérateur différents types d'information sur le ou les liquides contenus dans le récipient. Cette disposition présente de nombreux inconvénients Ainsi les capteurs tendent selon le type de liquides à se boucher par cristallisation En outre, la mesure ou la prise d'échantillon est dans ces dispositifs toujours effectuées à des hauteurs préterminées au préalable, ce qui n'offre pas la soupleese voulueFrequently liquid samples are taken directly from the edge of the container. Containers are also known, the lateral faces of which, for example, are provided with multiple sensors providing the operator with different types of information on the liquid or liquids contained in the container. This arrangement has many drawbacks. Thus, the sensors tend, depending on the type of liquid, to become blocked by crystallization. In addition, the measurement or the taking of the sample is in these devices always carried out at pre-determined heights, which does not offer the flexibility you want
Au cours de nombreuses réactions cnimiques, des produits intermédiaires ou finaux sont répartis spatiallement de manière inégale à l'intérieur du réacteur. Cette répartition spatiale peut en outre varier durant la réaction. Par exemple, ii est fréquent que les liquides soient répartis en couches, ou strates, les liquides de plus forte densité occupant le fond du réacteur L'épaisseur des différentes couches peut être très variable selon le type de réactionDuring many chemical reactions, intermediate or final products are distributed spatially unevenly inside the reactor. This spatial distribution can also vary during the reaction. For example, it is common for liquids to be distributed in layers, or strata, liquids of higher density occupying the bottom of the reactor The thickness of the different layers can be very variable depending on the type of reaction
Comme on le verra plus loin, le dispositif de l'invention permet de prélever ou de mesurer des échantillons de liquide au centre du récipient et dans n'importe quelle coucheAs will be seen below, the device of the invention makes it possible to take or measure samples of liquid in the center of the container and in any layer.
On souhaite généralement prélever des échantillons importants de liquide assez rapidement, ce qui pose certaines difficultés. En outre, suivant la nature ou la température des produits prélevés, il est souhaitable d'effectuer ce prélèvement sans aucun contact entre le liquide et l'opérateur qui effectue le prélèvement. Inversement, il est important de veiller à ce que l'opération de prise d'échantillon ne puisse pas polluer ou perturber le ou les liquides dans le réacteur. C'est particulièrement vrai en technologie alimentaire ou pharmaceutique, en particulier si le dispositif de prélèvement doit être utilisé pour prélever successivement différents types de produits dans un ou plusieurs réacteurs différentsIt is generally desired to take large samples of liquid fairly quickly, which poses certain difficulties. In addition, depending on the nature or the temperature of the products sampled, it is desirable to perform this sampling without any contact between the liquid and the operator who performs the sampling. Conversely, it is important to ensure that the sampling operation cannot pollute or disturb the liquid (s) in the reactor. This is particularly true in food or pharmaceutical technology, in particular if the sampling device must be used to successively sample different types of products in one or more different reactors
Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif de mesure et de prélèvement qui permette de résoudre ces difficultésThe aim of the present invention is therefore to propose a measurement and sampling device which makes it possible to resolve these difficulties.
En particulier, un but de la présente invention est de proposer un dispositif et un procédé permettant de prélever et/ou de mesurer un liquide depuis une couche déterminée de liquide à l'intérieur d'un récipient, par exemple d'un réacteur chimiqueIn particular, an object of the present invention is to provide a device and a method making it possible to take and / or measure a liquid from a determined layer of liquid inside a container, for example a chemical reactor
Un autre but de l'invention est de proposer des accessoires de prélèvement et de mesure, tels que éprouvettes et capteurs, spécialement adaptés à un tel dispositif polyvalent.Another object of the invention is to provide sampling and measurement accessories, such as test tubes and sensors, specially adapted to such a versatile device.
Selon une caractéristique de l'invention, ces buts sont atteints au moyen d'un dispositif permettant de mesurer et/ou de prélever des liquides depuis la surface supérieure d'un récipient, le dispositif étant modulaire et permettant selon la nature des accessoires dont il est équipé d'effectuer soit des mesures, soit des prélèvements, soit simultanément ces deux opérations L'invention concerne aussi des accessoires spécialement prévus pour équiper le dispositif de l'invention, notamment des éprouvettes d'un type nouveau et des accessoires de mesure spécialement adaptésAccording to a characteristic of the invention, these objects are achieved by means of a device making it possible to measure and / or to take liquids from the upper surface of a container, the device being modular and allowing according to the nature of the accessories of which it is equipped to carry out either measurements or samples, or simultaneously these two operations The invention also relates to accessories specially designed to equip the device of the invention, in particular test pieces of a new type and specially adapted measuring accessories.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description donnée à titre d'exemple d'un mode de réalisation et des figures, qui illustrentThe invention will be better understood using the description given by way of example of an embodiment and the figures, which illustrate
La figure 1 une vue d'ensemble du dispositif de prélèvement et de mesure selon l'inventionFigure 1 an overview of the sampling and measuring device according to the invention
La figure 2 une vue de la canule équipée d'une eprouvette selon l'inventionFigure 2 a view of the cannula equipped with a test tube according to the invention
La figure 3 les différents éléments de la figure 2, en éclatéFigure 3 the different elements of Figure 2, exploded
La figure 4 un accessoire de mesure spécialement adapté au dispositif selon l'invention.Figure 4 a measurement accessory specially adapted to the device according to the invention.
La figure 1 illustre le dispositif de mesure et de prélèvement de l'invention complètement équipé Un récipient 40, de préférence fermé par un couvercle, contient un liquide 43 dont on souhaite analyser et prélever des échantillons Ce récipient peut par exemple être un réacteur utilisé dans l'industrie chimique, dans lequel a lieu une réaction au cours de laquelle les réactifs et les produits intermédiaires à l'état liquide se repartissent en plusieurs couches comme illustré Le dispositif proprement dit est fixe au récipient, par exemple au-dessus du récipient par des brides 41 Les parois 56 du dispositif sont de préférence en inoxFIG. 1 illustrates the measuring and sampling device of the invention fully equipped A container 40, preferably closed by a lid, contains a liquid 43 from which it is desired to analyze and take samples This container can for example be a reactor used in the chemical industry, in which a reaction takes place in which the reactants and the intermediate products in the liquid state are divided into several layers as illustrated The device itself is fixed to the container, for example above the container by flanges 41 The walls 56 of the device are preferably made of stainless steel
Une canule 1 , à l'extrémité inférieure de laquelle un ou plusieurs accessoires de mesure 30 et une ou éventuellement plusieurs éprouvettes 6 sont fixables, peut être immergée dans le récipient en l'abaissant grâce à une vis sans fin 32, actionnée par un moteur 53 par l'intermédiaire d'un système d'engrenage 52. La longueur de la canule 1 sera très variable selon l'application particulière, en particulier selon la profondeur du récipient 40 De même, la contenance de l'éprouvette 6 est fonction de la quantité de liquide que l'on souhaite prélever Un bras d'immersion 51 solidaire de la canule 1 se déplace verticalement lorsque ia vis sans fin est entraînée en rotation, le sens de rotation de la vis 53 déterminant le sens de déplacement du bras 51 et donc de la canule 1. Des moyens 50 peuvent être prévus pour le guidage vertical de la canule, de manière à ce qu'elle pénètre parfaitement verticalement dans le récipientA cannula 1, at the lower end of which one or more measuring accessories 30 and one or possibly several test pieces 6 can be fixed, can be immersed in the container by lowering it using a worm screw 32, actuated by a motor 53 by means of a gear system 52. The length of the cannula 1 will be very variable according to the particular application, in particular according to the depth of the container 40 Likewise, the capacity of the test tube 6 is a function of the amount of liquid that one wishes to take An immersion arm 51 secured to the cannula 1 moves vertically when the worm is driven in rotation, the direction of rotation of the screw 53 determining the direction of movement of the arm 51 and therefore of the cannula 1. Means 50 can be provided for the vertical guidance of the cannula, so that it penetrates perfectly vertically into the container
II est bien entendu que n'importe quels autres moyens peuvent être prévus pour modifier la position verticale de la canule Dans une autre forme d'exécution préférentielle, non illustrée, un vérin pneumatique ou électrique est utilisé en lieu et place d'un ensemble moteur 53 - système d'engrenage 52 - vis sans fin 32. L'invention s'applique aussi au cas où la canule est introduite à la main au centre du récipientIt is understood that any other means can be provided for modifying the vertical position of the cannula. In another preferred embodiment, not illustrated, a pneumatic or electric actuator is used in place of a motor assembly 53 - gear system 52 - worm gear 32. The invention also applies to the case where the cannula is introduced by hand into the center of the container
La canule peut être réalisée en un matériau apte à résister aux liquides dans les récipient, par exemple en inox Dans une forme d'éxecution préférée, la canule est en zirconium ou en HastelloyThe cannula can be made of a material capable of resisting liquids in the containers, for example stainless steel In a preferred embodiment, the cannula is made of zirconium or Hastelloy
La canule pénètre ou est extraite du récipient 40 en traversant un joint racleur 42, qui permet de racler et de nettoyer la surface extérieure de la canule et des divers accessoires qui sont assemblés sur la canule lorsque ceux-ci sont extraits hors du liquide Un dispositif 44 est en outre prévu qui permet de projeter un produit de nettoyage sur la canule, par exemple du solvant ou de l'eau selon le type de produits utilises En outre, une vanne 45, de préférence une vanne à boule, permet de fermer le récipient lorsque ia canule est complètement extraite hors du récipient Ainsi, il est possible d'empêcher que des gaz produits par la réaction dans le récipient 40 n'envahissent intempestivement l'espace délimite par les parois 56 Un détecteur de vanne ouverte 46 et un détecteur de vanne fermée 47 transmettent à une unité de traitement 57 des informations sur l'état de la vanne 45The cannula penetrates or is extracted from the container 40 by passing through a scraper seal 42, which makes it possible to scrape and clean the external surface of the cannula and of the various accessories which are assembled on the cannula when these are extracted from the liquid A device 44 is further provided which makes it possible to spray a cleaning product on the cannula, for example solvent or water depending on the type of products used. Furthermore, a valve 45, preferably a ball valve, makes it possible to close the container when the cannula is completely extracted from the container Thus, it is possible to prevent gases produced by the reaction in the container 40 from inadvertently invading the space delimited by the walls 56 An open valve detector 46 and a detector of closed valve 47 transmit to a processing unit 57 information on the state of valve 45
II est bien entendu que cette disposition est donnée à titre d'exemple uniquement, et que le dispositif pourra être spécialement adapté a des besoins particuliers Par exemple si le récipient 40 contient des produits très toxiques ou dégageant des vapeurs toxiques, le dispositif devra être modifié pour garantir une étanchéité optimale Inversement, le dispositif de lavage 44 et le joint racleur 42 peuvent éventuellement être supprimes si les liquides 43 sont parfaitement inoffensifsIt is understood that this arrangement is given by way of example only, and that the device could be specially adapted to particular needs. For example if the container 40 contains very toxic products or releasing toxic vapors, the device must be modified to guarantee optimum sealing Conversely, the washing device 44 and the scraper seal 42 can possibly be removed if the liquids 43 are perfectly harmless
Une porte 48, de préférence en PVC transparent, permet d'accéder à l'extrémité inférieure de la canule 1 , ainsi qu'aux accessoires 6, 30 dont elle est équipée, lorsque la canule est en position relevée II est possible d'accéder par cette porte aux accessoires de mesure 30 et à l'éprouvette 6 pour les démonter ou les remplacer Un détecteur 49 signale a l'unité de traitement 57 l'ouverture de la porte, de manière par exemple à empêcher l'immersion de la canule lorsque la porte est ouverteA door 48, preferably made of transparent PVC, provides access to the lower end of the cannula 1, as well as to the accessories 6, 30 with which it is equipped, when the cannula is in the raised position. It is possible to access by this door to the measuring accessories 30 and to the test tube 6 to dismantle or replace them A detector 49 signals to the processing unit 57 the opening of the door, so as for example to prevent the immersion of the cannula when the door is open
Le dispositif est en outre équipé d'un détecteur de hauteur 33, qui fournit à l'unité de traitement 57 une indication sur la position verticale actuelle de la canule Si, dans la variante illustrée avec une vis sans fin, on utilise comme moteur d'entraînement 53 de la vis-sans-fin un moteur pas-à-pas, il peut être possible de renoncer au détecteur de position 33, la position de la canule pouvant être déterminée par le nombre d'impulsions de déplacement transmises au moteur pas-a-pasThe device is furthermore equipped with a height detector 33, which provides the treatment unit 57 with an indication of the current vertical position of the cannula Si, in the variant illustrated with a worm screw, the motor d drive 53 of the endless screw a stepping motor, it may be possible to give up the position detector 33, the position of the cannula being able to be determined by the number of displacement pulses transmitted to the stepping motor -didn't
Des moyens de commande pneumatique 35 sont prévus qui comprennent un compresseur 54, ou un moyen analogue, et des moyens de commande de pression 55 Ces moyens de commande pneumatique sont reliés par un tuyau avec une ouverture à l'intérieur de la canule 1 , et permettent comme on le verra en contrôlant la pression dans ladite ouverture d'actionner l'éprouvette de prélèvement 6 monté a l'extrémité de la canulePneumatic control means 35 are provided which comprise a compressor 54, or the like, and pressure control means 55 These pneumatic control means are connected by a pipe with an opening inside the cannula 1, and allow, as will be seen by controlling the pressure in said opening, to activate the sampling tube 6 mounted at the end of the cannula
Les moyens de commande pneumatique fonctionnent de préférence en mode tout-ou-nen, et permettent de générer à l'intérieur de la canule soit une pression Pmin proche de 0 bar (vide), soit une pression Pmax pouvant être comprise par exemple entre 1 et 6 bars ou plus II est aussi possible selon l'accessoire dont est équipée la canule 1 de commander la pression en continu Ce mode de commande peut par exemple être utile si l'on souhaite effectuer une vidange du récipient, ou de certaines couches de liquides dans le récipient, en équipant l'extrémité de la canule d'un bec de vidange permettant d'aspirer le liquide à travers ce bec et l'ouverture dans la canule 1.The pneumatic control means preferably operate in all-or-nen mode, and make it possible to generate, inside the cannula, either a pressure Pmin close to 0 bar (vacuum), or a pressure Pmax which can be for example between 1 and 6 bars or more It is also possible, depending on the accessory with which the cannula 1 is fitted, to control the pressure continuously. This control mode can, for example, be useful if it is desired to drain the container, or certain layers of liquids in the container, by equipping the end of the cannula with a drainage nozzle allowing the liquid to be drawn through this nozzle and the opening in the cannula 1.
Des moyens d'affichage 34 sont prévus, qui permettent d'afficher des informations sur l'état général du dispositif fournies notamment par les détecteurs 46, 47, 49 et par le système de mesure de hauteur 33. Ces moyens d'affichage 34 peuvent en outre être reliés, éventuellement via l'unité de traitement 57, à des moyens de connexion 22 sur la canule 1. Cette connexion permet de relier électriquement des accessoires de mesure 30 montés à l'extrémité inférieure de la canule 1 avec les moyens d'affichage 34. Des informations fournies par les capteurs dont sont équipés les accessoires de mesure 30 peuvent ainsi être traitées et affichées par l'unité de traitement et d'affichage 57, 34 Comme on le verra, ce type d'information concerne principalement la nature du liquide dans lequel la canule est immergée.Display means 34 are provided, which make it possible to display information on the general state of the device provided in particular by the detectors 46, 47, 49 and by the height measurement system 33. These display means 34 can furthermore be connected, possibly via the processing unit 57, to connection means 22 on the cannula 1. This connection makes it possible to electrically connect measuring accessories 30 mounted at the lower end of the cannula 1 with the means d display 34. Information provided by the sensors with which the measurement accessories 30 are equipped can thus be processed and displayed by the processing and display unit 57, 34 As will be seen, this type of information mainly concerns the nature of the liquid in which the cannula is immersed.
Les moyens de traitement 57 et d'affichage 34 peuvent être réalisés de manières très différentes selon la nature des informations que l'on souhaite afficher pour une application particulière du dispositif selon l'invention Par exemple, ils peuvent être constitués d'un circuit électronique simpie et de un ou plusieurs afficheurs analogiques ou numériques. Dans une version plus élaborée, ils peuvent être constitués par un ordinateur muni de plusieurs entrées-sorties et d'un écran d'affichage. L'affichage 34 peut par exemple indiquer des suites de chiffres bruts, correspondant par exemple aux valeurs successives d'impédance mesurées par l'accessoire de mesure 30 au cours du déplacement de la canule 1. Dans une variante du dispositif adaptée à un besoin particulier, les moyens de traitement 57 peuvent aussi interpréter les signaux provenant des accessoires de mesure 30 de manière à allumer un indicateur 34 lorsque ces signaux prennent une valeur prédéterminée correspondant à une couche de liquide 43 choisie au préalable. II est aussi possible de renoncer complètement au moyens d'affichage dans le cas où le prélèvement est automatisé, l'unité de traitement 57 pilotant dans ce cas automatiquement le déplacement de la canule et l'ouverture de l'éprouvette en fonction des signaux reçus des accessoires de mesure 30. Nous allons maintenant étudier en relation avec les figures 2 et 3 la configuration d'une eprouvette innovante spécialement adaptée au dispositif de la figure 1 , permettant de prélever des échantillons à partir de n'importe quelle couche de liquide dans un récipient.The processing means 57 and display 34 can be produced in very different ways depending on the nature of the information that one wishes to display for a particular application of the device according to the invention. For example, they can consist of an electronic circuit simpie and one or more analog or digital displays. In a more elaborate version, they can be constituted by a computer provided with several input-outputs and with a display screen. The display 34 can for example indicate sequences of raw figures, corresponding for example to the successive impedance values measured by the measuring accessory 30 during the displacement of the cannula 1. In a variant of the device adapted to a particular need , the processing means 57 can also interpret the signals coming from the measuring accessories 30 so as to light an indicator 34 when these signals take a predetermined value corresponding to a layer of liquid 43 chosen beforehand. It is also possible to completely abandon the display means in the case where the sampling is automated, the processing unit 57 in this case automatically controlling the displacement of the cannula and the opening of the test piece as a function of the signals received. measuring accessories 30. We will now study, in relation to FIGS. 2 and 3, the configuration of an innovative test tube specially adapted to the device of FIG. 1, allowing samples to be taken from any layer of liquid in a container.
La canule 1 comporte une ouverture longitudinale 21 permettant le passage de l'air en provenance des moyens de commande pneumatique 35. Un bouchon d'adaptation 2 perforé et muni d'un taraudage 16 est vissé dans la partie supérieure de la canule 1 au moyen d'un filetage 17 engagé dans un taraudage 18 dans la partie supérieure de ia canule 1. Ce bouchon est muni d'une ouverture 20 d'admission d'air, raccordé aux moyens de commande pneumatique 35. II sert de raccord et permet d'adapter la canule 2 au tube (non référencé) provenant de ces moyens, ainsi qu'aux moyens de connexion électriques 22 permettant de connecter électriquement les accessoires de mesure 30 avec les moyens de traitement et d'affichage 34 et 57. Un joint 3 prévient l'échappement d'air entre le bouchon 2 et la canule 3. Dans une variante, le bouchon peut être directement intégré à ta canule 1 qui doit être alors adaptée au tube pneumatique et aux connexions électriques 22.The cannula 1 has a longitudinal opening 21 allowing the passage of air from the pneumatic control means 35. An adapter plug 2 perforated and provided with a thread 16 is screwed into the upper part of the cannula 1 by means a thread 17 engaged in a thread 18 in the upper part of the cannula 1. This plug is provided with an air intake opening 20, connected to the pneumatic control means 35. It serves as a connector and allows 'Adapt the cannula 2 to the tube (not referenced) coming from these means, as well as to the electrical connection means 22 making it possible to electrically connect the measurement accessories 30 with the processing and display means 34 and 57. A seal 3 prevents the escape of air between the plug 2 and the cannula 3. In a variant, the plug can be directly integrated into your cannula 1 which must then be adapted to the pneumatic tube and to the electrical connections 22.
L'accessoire de prélèvement, ou eprouvette, est constitué principalement par les éléments 6, 9 10. Le cylindre 6 de l'éprouvette est vissé directement sur l'extrémité inférieure de la canule 1 au moyen d'un ensemble taraudage 14-filetage 15, un joint 4 assurant l'étanchéité aussi bien face aux liquides qu'à l'air comprimé. Les parois latérales du cylindre 6 sont percées par plusieurs ouvertures ou orifices 8, quatre dans l'exemple illustré. Les ouvertures 8 sont décaiées longitudinalement afin de faciliter l'introduction des liquides. Cette disposition permet en effet d'évacuer l'air dans le cylindre par les ouvertures supérieures tandis que le liquide s'écoule à l'intérieur du cylindre par les ouvertures inférieures.The sampling accessory, or test piece, consists mainly of elements 6, 9 10. The cylinder 6 of the test piece is screwed directly onto the lower end of the cannula 1 by means of a tapping 14-thread 15 assembly , a seal 4 ensuring the tightness both against liquids and with compressed air. The side walls of the cylinder 6 are pierced by several openings or orifices 8, four in the example illustrated. The openings 8 are stripped longitudinally to facilitate the introduction of liquids. This arrangement makes it possible to evacuate the air in the cylinder through the upper openings while the liquid flows inside the cylinder through the lower openings.
Un piston 9 sert à l'ouverture et à la fermeture des ouvertures 8 Lorsque la pression dans l'ouverture 21 de la canule 1 vaut Pmax, le piston descend et s'appuie fermement contre le siège d'étanchéité 13 à l'intérieur du cylindre. Dans cette position, les ouvertures 8 sont fermées de manière étanche, des joints 5 entre le piston et le cylindre garantissant l'étanchéité. Le piston comporte un évidement conique dans lequel l'air piégé lors de la fermeture est comprimé, le liquide dans le cylindre n'étant pas compressible.A piston 9 is used to open and close the openings 8 When the pressure in the opening 21 of the cannula 1 is Pmax, the piston descends and presses firmly against the sealing seat 13 inside the cylinder. In this position, the openings 8 are closed in a sealed manner, seals 5 between the piston and the cylinder guaranteeing the seal. The piston has a conical recess in which the air trapped during closing is compressed, the liquid in the cylinder not being compressible.
Lorsque le vide est établi par les moyens 35 dans l'ouverture 21 , le piston 9 remonte par aspiration et vient s'appuyer contre l'extrémité inférieure de la canule 1 , libérant ainsi les ouvertures 8 de manière à pouvoir remplir l'intérieur de l'éprouvette de prélèvementWhen the vacuum is established by the means 35 in the opening 21, the piston 9 rises by suction and comes to bear against the lower end of the cannula 1, thus releasing the openings 8 so as to be able to fill the interior of the specimen
La partie inférieure du cylindre 6 est fermée par un bouchon 10 vissé au cylindre 6 par un ensemble filetage 11 - taraudage 12, un joint 7 garantissant l'étanchéitéThe lower part of the cylinder 6 is closed by a plug 10 screwed to the cylinder 6 by a thread 11 - thread 12 assembly, a seal 7 ensuring the seal
Lorsque l'éprouvette 6, 9, 10 est démontée de la canule 1 , un bouchon 23 peut être vissé dans la partie supérieure du cylindre 6 à la place de la canule. Ce bouchon maintient le piston 9 en position inférieure, de manière à obstruer complètement les ouvertures 8 De préférence, ce bouchon comporte également un joint d'étanchéitéWhen the test piece 6, 9, 10 is removed from the cannula 1, a plug 23 can be screwed into the upper part of the cylinder 6 in place of the cannula. This plug keeps the piston 9 in the lower position, so as to completely obstruct the openings 8 Preferably, this plug also has a seal.
La figure 4 illustre un exemple d'accessoire de mesure 30 spécialement adapté à l'invention Cet accessoire est spécialement adapté pour être inséré, comme indiqué sur la figure 1 , entre la canule 1 et l'éprouvette 6,9,10, tout en permettant le fonctionnement de cette dernièreFIG. 4 illustrates an example of a measuring accessory 30 specially adapted to the invention This accessory is specially adapted to be inserted, as indicated in FIG. 1, between the cannula 1 and the test tube 6, 9, 10, while allowing the operation of the latter
Le corps de l'accessoire de mesure 30 est percé par une ouverture longitudinale 63 correspondant à l'ouverture 21 dans le corps de la canule 1 Un taraudage 60, correspondant au filetage 15 de la canule, permet de visser l'accessoire 30 à l'extrémité inférieure de la canule 1 A l'extrémité inférieure de l'accessoire 30, un filetage périphérique 64 correspondant permet de visser un autre accessoire de mesure ou une eprouvette de prélèvement 6, 9, 10 du type discuté en relation avec les figures 2 et 3 Ces pièces peuvent être assemblées de manière à garantir la commande pneumatique du piston 9 même lorsqu'un ou plusieurs accessoires 30 sont intercalés entre la canule 1 et l'éprouvette Des joints non référencés sont de préférence prévus pour garantir l'étanchéité de l'accessoire de mesure au niveau des filetages II est important de noter que ce mode de fixation mutuelle de la canule, de l'accessoire de mesure et de l'éprouvette au moyen de filetages et de taraudages n'est donné qu'à titre d'exemple nullement limitatif de l'invention, d'autres modes de fixation pouvant être facilement imaginés par l'homme du métier. Par exemple, il serait aisé d'imaginer fixer l'accessoire de mesure 30 à la canuie au moyen d'une clavette traversant ces deux éléments, un ou plusieurs joints O-Rιng garantissant l'étanchéité.The body of the measuring accessory 30 is pierced by a longitudinal opening 63 corresponding to the opening 21 in the body of the cannula 1 A tapping 60, corresponding to the thread 15 of the cannula, makes it possible to screw the accessory 30 to the 'lower end of the cannula 1 At the lower end of the accessory 30, a corresponding peripheral thread 64 allows to screw another measuring accessory or a sampling tube 6, 9, 10 of the type discussed in relation to Figures 2 and 3 These parts can be assembled so as to guarantee the pneumatic control of the piston 9 even when one or more accessories 30 are interposed between the cannula 1 and the test tube. Unreferenced seals are preferably provided to guarantee the tightness of the '' measurement accessory at the threads It is important to note that this mode of mutual fixing of the cannula, of the measuring accessory and of the test piece by means of threads and tappings is given only by way of nonlimiting example of the invention. , other fixing methods can be easily imagined by those skilled in the art. For example, it would be easy to imagine attaching the measuring accessory 30 to the canui by means of a key passing through these two elements, one or more O-Rιng seals guaranteeing sealing.
Un capteur électronique 61 est logé dans le corps 30 de l'accessoire 30. Ce capteur peut selon l'application être par exemple un capteur d'impédance du liquide, de température du liquide, de mesure capacitive du liquide de mesure du pH du liquide, ou de mesure de la turbidité du liquide. L'invention n'est cependant pas limitée à ces exemples particuliers de capteur Le volume et la configuration exacte du capteur 61 est donc variable selon le type de capteur, certains types de capteurs nécessitant en outre un contact direct avec le liquide Comme cette invention n'a pas pour objet le capteur 61 en tant que tel, nous n'entrerons pas davantage dans les détails ICI Un exemple de capteur capacitif pouvant être utilisé dans ce dispositif est décrit par exemple dans le document CH61 1022An electronic sensor 61 is housed in the body 30 of the accessory 30. This sensor may, depending on the application, be for example a liquid impedance sensor, liquid temperature, capacitive measurement of the liquid, measurement of the pH of the liquid. , or measuring the turbidity of the liquid. The invention is not however limited to these particular examples of sensor. The volume and the exact configuration of sensor 61 is therefore variable according to the type of sensor, certain types of sensors also requiring direct contact with the liquid. does not have as its object the sensor 61 as such, we will not go into more detail HERE An example of a capacitive sensor which can be used in this device is described for example in the document CH61 1022
Lorsque le dispositif de l'invention est destiné à être utilisé sans eprouvette de prélèvement, c'est-à-dire uniquement pour effectuer une mesure du liquide 43, un bouchon 65 peut être vissé à l'extrémité inférieure de l'accessoire de mesure 30. II est aussi possible de concevoir αes accessoires de mesure 30 ne possédant pas d'ouverture traversante 30, et destinés à être utilisés en bout de canuie sans eprouvetteWhen the device of the invention is intended to be used without a sampling tube, that is to say only for carrying out a measurement of the liquid 43, a cap 65 can be screwed to the lower end of the measuring accessory 30. It is also possible to design αes measurement accessories 30 having no through opening 30, and intended to be used at the end of the canui without a specimen
Le capteur électronique 61 est lié à deux ou plusieurs fils de raccordement 62 permettant d'effectuer une connexion électrique, via la connexion 22, avec les moyens de traitement et d'affichage 34 et 57 Sur l'exemple illustré par les figures, la connexion est effectuée simplement en faisant passer les deux fils 62 à travers l'ouverture 21 dans la canule et l'ouverture 20 dans le bouchon 2 et en raccordant ces deux fils aux fils correspondants 22 effectuant la liaison avec les moyens 34, 57 D'autres moyens de connexion peuvent facilement être imaginés, permettant de préférence d'effectuer une connexion automatique entre le capteur 61 et les moyens de connexion 22 lorsque l'accessoire de mesure 30 est fixé au bout de la canule 1.The electronic sensor 61 is linked to two or more connection wires 62 making it possible to make an electrical connection, via connection 22, with the processing and display means 34 and 57. In the example illustrated by the figures, the connection is carried out simply by passing the two wires 62 through the opening 21 in the cannula and the opening 20 in the cap 2 and by connecting these two wires to the corresponding wires 22 connecting with the means 34, 57 Others connection means can easily be imagined, allowing preferably to make an automatic connection between the sensor 61 and the connection means 22 when the measuring accessory 30 is fixed to the end of the cannula 1.
Le dispositif de l'invention peut donc grâce à sa modularité être utilisé pour une quantité d'applications différentes selon le type d'accessoires 30; 6, 9, 10 dont il est équipé. Une application typique consiste en un prélèvement d'un échantillon de liquide à partir d'une couche bien déterminée de liquide 43 à l'intérieur d'un récipient 40. Pour cette application, la canule 1 est par exemple équipée d'un accessoire de mesure d'impédance 30 et d'une eprouvette 6, 9, 10. Les moyens d'immersion 32, 52, 53 sont actionnés de manière à provoquer le déplacement vers le bas de la canule et l'immersion de son extrémité inférieure dans le liquide 43. La pression dans l'ouverture 21 de la canule vaut à ce moment Pmax, ce qui place le piston 9 en position de fermeture des ouvertures 8.The device of the invention can therefore, thanks to its modularity, be used for a number of different applications depending on the type of accessories 30; 6, 9, 10 with which it is equipped. A typical application consists in taking a sample of liquid from a well-defined layer of liquid 43 inside a container 40. For this application, the cannula 1 is for example equipped with a impedance measurement 30 and of a test tube 6, 9, 10. The immersion means 32, 52, 53 are actuated so as to cause the downward displacement of the cannula and the immersion of its lower end in the liquid 43. The pressure in the opening 21 of the cannula is then Pmax, which places the piston 9 in the closed position of the openings 8.
Au cours du déplacement vertical de la canule, sa position est déterminée en permanence au moyen du dispositif de mesure de hauteur 33, tandis que les informations en provenance du capteur d'impédance 61 sont affichées sur le dispositif d'affichage 34, permettant ainsi à l'opérateur de déterminer dans quelle couche de liquide l'éprouvette 6, 9, 10 se trouve, et éventuellement d'autres caractéristiques sur l'état du liquideDuring the vertical displacement of the cannula, its position is permanently determined by means of the height measuring device 33, while the information from the impedance sensor 61 is displayed on the display device 34, thus allowing the operator to determine in which layer of liquid the test tube 6, 9, 10 is, and possibly other characteristics on the state of the liquid
Lorsque l'opérateur, ou dans un système automatisé l'unité de traitement 57, détermine que l'éprouvette se trouve dans la couche de liquide dont ii souhaite prélever un échantillon, il interrompt tout d'abord le déplacement vertical de de la canule, puis actionne une commande qui provoque une baisse de la pression dans l'ouverture 21 de la canule et le relèvement du piston 9 Les ouvertures 8 dans les parois latérales du cylindre 6 sont alors brusquement ouverte et le liquide sélectionné pénètre par ces ouvertures 8 de manière à remplir le cylindre. Après un temps déterminé soit par l'opérateur, soit automatiquement, la pression est rétablie dans l'ouverture 21 et le piston 9 redescend, les ouvertures 8 étant ainsi fermées. La canule peut alors être remontée grâce aux moyens de déplacement vertical 32, 42, 53 et extraite du récipient. Ce dernier est fermé à ce moment par la vanne à boule 45 Du solvant est projeté par le dispositif 44 pour nettoyer l'extrémité inférieure de la canule qui a trempé dans le ou les liquides 43, le joint 42 permettant en outre de racler la surface extérieure de cette canule.When the operator, or in an automated system the processing unit 57, determines that the test piece is in the layer of liquid from which he wishes to take a sample, he first of all interrupts the vertical movement of the cannula, then actuates a command which causes a drop in the pressure in the opening 21 of the cannula and the raising of the piston 9 The openings 8 in the side walls of the cylinder 6 are then suddenly opened and the selected liquid enters through these openings 8 so to fill the cylinder. After a time determined either by the operator, or automatically, the pressure is restored in the opening 21 and the piston 9 goes back down, the openings 8 thus being closed. The cannula can then be reassembled by means of vertical displacement means 32, 42, 53 and extracted from the container. The latter is closed at this time by the ball valve 45 Solvent is sprayed by the device 44 to clean the lower end of the cannula which has soaked in the liquid or liquids 43, the seal 42 also making it possible to scrape the outer surface of this cannula.
Lorsque la canule est en position complètement relevée, l'éprouvette peut être démontée en ouvrant la porte 48. On peut ensuite placer un bouchon 23 sur l'extrémité supérieure de l'éprouvette, pour bloquer le piston 9 en position inférieure. L'éprouvette ainsi fermée peut par exemple être expédiée plus loin pour analyser le produit contenu, auquel il est facile d'accéder en dévissant le bouchon inférieur 10When the cannula is in the fully raised position, the test piece can be removed by opening the door 48. A plug 23 can then be placed on the upper end of the test piece, to block the piston 9 in the lower position. The specimen thus closed can for example be sent further to analyze the contained product, which is easy to access by unscrewing the lower plug 10
II faut noter que le piston de l'éprouvette peut également être actionné par un dispositif mécanique plutôt que pneumatique, par exemple par une tige liée au piston et traversant l'ouverture 21 dans la canule Cette variante est particulièrement adaptée à une utilisation manuelle de l'ensemble canulle-éprouvette, l'opérateur pouvant dans ce cas actionner l'ouverture et la fermeture de l'éprouvette très simplement en tirant ou en repoussant cette tige, sans nécessiter de système pneumatiqueIt should be noted that the piston of the test piece can also be actuated by a mechanical rather than pneumatic device, for example by a rod linked to the piston and passing through the opening 21 in the cannula. This variant is particularly suitable for manual use of the '' canulle-specimen assembly, the operator being able in this case to actuate the opening and the closing of the specimen very simply by pulling or pushing back this rod, without requiring a pneumatic system
Le dispositif de l'invention, grâce à sa modularité, s'adapte cependant également à une quantité de besoins selon les accessoires installés à l'extrémité de la canule 1. Ces accessoires peuvent soit fournir αes mesures électriques, soit être commandés pneumatiquement, en mode tout-ou-πeπ ou en continu Par exemple, il est possible d'installer un bec de vidange à l'extrémité de la canule 1 , en combinaison éventuellement avec un accessoire de mesure 30. En plaçant un système de vanne approprié à l'extrémité supérieure de la canule 1 , il est possible d'aspirer et de vidanger soit un récipient complet, soit une couche bien déterminée de liquide 43 jusqu'à ce que les accessoires de mesure détectent que toute la coucne a été vidangée The device of the invention, thanks to its modularity, however, also adapts to a quantity of needs according to the accessories installed at the end of the cannula 1. These accessories can either provide electrical measurements, or be controlled pneumatically, by all-or-πeπ or continuous mode For example, it is possible to install a drain spout at the end of the cannula 1, possibly in combination with a measuring accessory 30. By placing a valve system suitable for the the upper end of the cannula 1, it is possible to aspirate and drain either a complete container or a well-defined layer of liquid 43 until the measuring accessories detect that the entire layer has been drained

Claims

Revendications claims
1. Dispositif de mesure et/ou de prélèvement de liquide (43) à partir d'un récipient (40), caractérisé en ce qu'il comprend:1. Device for measuring and / or withdrawing liquid (43) from a container (40), characterized in that it comprises:
une canule (1 ) verticale rigide comprenant une ouverture (21 ) longitudinale traversante,a rigid vertical cannula (1) comprising a longitudinal through opening (21),
des moyens d'immersion (32, 51 , 52, 53) permettant de déplacer ladite canule selon son propre axe, de manière à l'immerger ou à l'extraire du liquide (43) dans le récipient (40),immersion means (32, 51, 52, 53) making it possible to move said cannula along its own axis, so as to immerse or extract it from the liquid (43) in the container (40),
de moyens de fixation (15) à l'extrémité inférieure de la canule (1 ) permettant de fixer, séparément ou conjointement, un ou plusieurs accessoires de mesure (6, 9, 10) ou de prélèvement (30),fixing means (15) at the lower end of the cannula (1) making it possible to fix, separately or jointly, one or more measuring (6, 9, 10) or sampling (30) accessories,
des moyens de commande pneumatique (35) connectés à ladite ouverture longitudinale (21 ) et permettant d'actionner pneumatiquement lesdits accessoires de prélèvement (6, 9, 10) ou de mesure (30),pneumatic control means (35) connected to said longitudinal opening (21) and making it possible to actuate said sampling (6, 9, 10) or measuring (30) accessories pneumatically,
des moyens de traitement et d'affichage (57,34),processing and display means (57, 34),
des moyens de connexion électrique (22) entre lesdits moyens de traitement et d'affichage (34) et la canule (1 ), permettant de relier électriquement un ou plusieurs desdits accessoires de prélèvement (6, 9, 10) ou de mesure (30) fixés à l'extrémité inférieure de la canule (1 ) avec lesdits moyens de traitement et d'affichage (57, 34)electrical connection means (22) between said processing and display means (34) and the cannula (1), making it possible to electrically connect one or more of said sampling (6, 9, 10) or measuring (30) accessories ) attached to the lower end of the cannula (1) with said processing and display means (57, 34)
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens d'affichage (57, 34) permettent d'afficher, selon le type d'accessoire de mesure (30) installé, une information, par exemple l'impédance, la température, la capacité, le pH ou la turbidité du liquide (43) dans laquelle se trouve ledit ou lesdits accessoires de mesure (30).2. Device according to the preceding claim, characterized in that said display means (57, 34) make it possible to display, depending on the type of measuring accessory (30) installed, information, for example the impedance, the temperature, capacity, pH or turbidity of the liquid (43) in which said one or more measuring accessories (30) are located.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est en outre muni de moyens de fixation (41 ) audit récipient (40), une vanne (45) permettant de fermer ledit récipient lorsque la canule (1 ) est extraite hors du récipient.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is further provided with fixing means (41) to said container (40), a valve (45) making it possible to close said container when the cannula (1) is extracted from the container.
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite vanne est une vanne à boule (45).4. Device according to the preceding claim, characterized in that said valve is a ball valve (45).
5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il est en outre muni d'un joint (42) raclant la surface extérieure de la canule (1 ) lorsque celle-ci est extraite hors du récipient (40).5. Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that it is further provided with a seal (42) scraping the outer surface of the cannula (1) when the latter is extracted from the container ( 40).
6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est en outre muni de moyens (44) de nettoyage au moyen de solvant de la surface extérieure de la canule (1) lorsque celle-ci est extraite hors du récipient (40).6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that it is further provided with means (44) for cleaning by means of solvent on the outer surface of the cannula (1) when the latter is extracted out of the container (40).
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite canule (1 ) est en zirconium.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that said cannula (1) is made of zirconium.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un accessoire de mesure (30) fixé auxdits moyens de fixation (15) à l'extrémité inférieure de la canule et relié électriquement via lesdits moyens de connexion électrique (22) auxdits moyens de traitement et d'affichage (34, 57).8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with at least one measuring accessory (30) fixed to said fixing means (15) at the lower end of the cannula and electrically connected via said electrical connection means (22) to said processing and display means (34, 57).
9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un dudit ou desdits accessoires de mesure (30) permet d'effectuer une mesure de l'impédance du liquide (43).9. Device according to the preceding claim, characterized in that at least one of said one or more measuring accessories (30) makes it possible to carry out a measurement of the impedance of the liquid (43).
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un dudit ou desdits accessoires de mesure (30) permet d'effectuer une mesure de la température du liquide (43). 10. Device according to claim 8, characterized in that at least one of said one or more measuring accessories (30) makes it possible to carry out a measurement of the temperature of the liquid (43).
11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un dudit ou desdits accessoires de mesure (30) permet d'effectuer une mesure capacitive du liquide (43).11. Device according to claim 8, characterized in that at least one of said one or more measuring accessories (30) makes it possible to carry out a capacitive measurement of the liquid (43).
12. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un dudit ou desdits accessoires de mesure (30) permet d'effectuer une mesure du pH du liquide (43).12. Device according to claim 8, characterized in that at least one of said one or more measuring accessories (30) makes it possible to measure the pH of the liquid (43).
13. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un dudit ou desdits accessoires de mesure (30) permet d'effectuer une mesure de la turbidité du liquide (43).13. Device according to claim 8, characterized in that at least one of said one or more measuring accessories (30) makes it possible to measure the turbidity of the liquid (43).
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une eprouvette (6, 9, 10) fixée auxdits moyens de fixation (15) à l'extrémité inférieure de la canule (1 ) et actionnée par lesdits moyens de commande pneumatique (35)14. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is equipped with a test tube (6, 9, 10) fixed to said fixing means (15) at the lower end of the cannula (1 ) and actuated by said pneumatic control means (35)
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un accessoire de mesure (30) fixé auxdits moyens de fixation (15) à l'extrémité inférieure de la canule et relié électriquement auxdits moyens de connexion électrique (22) et d'une eprouvette (6, 9, 10) fixée à audit accessoire de mesure (30) et actionnée par lesdits moyens de commande pneumatique (35)15. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is equipped with at least one measuring accessory (30) fixed to said fixing means (15) at the lower end of the cannula and connected electrically to said electrical connection means (22) and a test tube (6, 9, 10) fixed to said measuring accessory (30) and actuated by said pneumatic control means (35)
16. Dispositif selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que ladite eprouvette (6, 9, 10) comprend un cylindre (6) et un piston (9),16. Device according to claim 14 or 15, characterized in that said test piece (6, 9, 10) comprises a cylinder (6) and a piston (9),
ledit cylindre (6) étant fermé à l'extrémité inférieure par un bouchon (10), des ouvertures (8) étant prévues dans les parois latérales dudit cylindre (6) par lesquelles le liquide (43) à prélever peut pénétrer à l'intérieur dudit cylindre (6),said cylinder (6) being closed at the lower end by a plug (10), openings (8) being provided in the side walls of said cylinder (6) through which the liquid (43) to be withdrawn can penetrate inside said cylinder (6),
ledit piston (9) étant apte à se déplacer longitudinalement à l'intérieur dudit cylindre (6) entre une position d'admission de liquide et une position de fermeture des ouvertures (8), lesdites ouvertures (8) étant ouvertes lorsque le piston (9) se trouve en position d'admission de liquide, et étant obstruées lorsque le piston se trouve en position de fermeture,said piston (9) being able to move longitudinally inside said cylinder (6) between a liquid intake position and a position for closing the openings (8), said openings (8) being open when the piston (9) is in the liquid intake position, and being obstructed when the piston is in the closed position,
l'extrémité supérieure dudit cylindre (6) étant reliée à ladite ouverture (21 ) à l'intérieur de la canule (1 ),the upper end of said cylinder (6) being connected to said opening (21) inside the cannula (1),
le piston (9) se déplaçant en position d'admission ou de fermeture selon la pression dans ladite ouverture (21 )the piston (9) moving into the inlet or closed position depending on the pressure in said opening (21)
17. Dispositif selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite eprouvette (6, 9, 10) est constituée au moins partiellement en
Figure imgf000017_0001
17. Device according to one of claims 15 or 16, characterized in that said test piece (6, 9, 10) consists at least partially in
Figure imgf000017_0001
18. Accessoire de mesure (30) comprenant:18. Measuring accessory (30) comprising:
des moyens de fixation supérieurs (60), permettant de le fixer dans le prolongement d'une canule (1 ) munie d'une ouverture longitudinale (21 ),upper fixing means (60), making it possible to fix it in the extension of a cannula (1) provided with a longitudinal opening (21),
au moins un capteur électrique (61 ) relié à des moyens de connexion électrique (62) aptes à collaborer avec des moyens de connexion électriques (22) sur une dite canule (1 ) lorsque l'accessoire de mesure (30) équipe ladite canule,at least one electrical sensor (61) connected to electrical connection means (62) capable of collaborating with electrical connection means (22) on a said cannula (1) when the measuring accessory (30) equips said cannula,
une ouverture verticale (63) traversant l'accessoire de mesure de bas en haut et apte à collaborer avec une ouverture (21 ) longitudinale dans une dite canule (1 ) lorsque l'accessoire de mesure (30) équipe ladite canulea vertical opening (63) passing through the measuring accessory from bottom to top and able to collaborate with a longitudinal opening (21) in a said cannula (1) when the measuring accessory (30) equips said cannula
19. Accessoire de mesure selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de fixation inférieurs (64) aptes à coopérer avec lesdits moyens de fixation supérieurs (60), et permettant d'assembler par exemple une pluralité d'accessoires de mesure à la suite, ou de fermer l'extrémité inférieure de ladite ouverture verticale par un bouchon (65). 19. Measuring accessory according to the preceding claim, characterized in that it further comprises lower fixing means (64) capable of cooperating with said upper fixing means (60), and making it possible to assemble, for example, a plurality of 'measurement accessories following, or to close the lower end of said vertical opening by a plug (65).
20. Eprouvette (6, 9, 10) comprenant un cylindre (6) et un piston (9), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de fixation (14) pour la fixer à l'extrémité inférieure d'une canule (1 ) munie d'une ouverture longitudinale (21 ),20. Test tube (6, 9, 10) comprising a cylinder (6) and a piston (9), characterized in that it comprises fixing means (14) for fixing it to the lower end of a cannula ( 1) provided with a longitudinal opening (21),
ledit cylindre (6) étant fermé à l'extrémité inférieure par un bouchon (10), des ouvertures (8) étant prévues dans les parois latérales dudit cylindre (6) par lesquelles le liquide (43) à prélever peut pénétrer à l'intérieur dudit cylindre (6),said cylinder (6) being closed at the lower end by a plug (10), openings (8) being provided in the side walls of said cylinder (6) through which the liquid (43) to be withdrawn can penetrate inside said cylinder (6),
ledit piston (9) étant apte à se déplacer longitudinalement à l'intérieur dudit cylindre (6) entre une position d'admission de liquide et une position de fermeture des ouvertures (8),said piston (9) being able to move longitudinally inside said cylinder (6) between a liquid intake position and a position for closing the openings (8),
lesdites ouvertures (8) étant ouvertes lorsque le piston (9) se trouve en position d'admission de liquide, et étant obstruées lorsque le piston (9) se trouve en position de fermeture,said openings (8) being open when the piston (9) is in the liquid intake position, and being obstructed when the piston (9) is in the closed position,
l'extrémité supérieure dudit cylindre (6) étant reliée à ladite ouverture (21 ) longitudinale dans la canule (1 ) lorsque l'éprouvette (6, 9, 10) équipe la canule (1 ),the upper end of said cylinder (6) being connected to said longitudinal opening (21) in the cannula (1) when the test piece (6, 9, 10) equips the cannula (1),
le piston (9) se déplaçant en position d'admission ou de fermeture selon la pression à l'extrémité supérieure dudit cylindre (6)the piston (9) moving into the inlet or closed position depending on the pressure at the upper end of said cylinder (6)
21 Eprouvette selon la revendication précédente, caractérise en ce que lesdites ouvertures (8) sont décalées longitudinalement les unes par rapport aux autres21 Test piece according to the preceding claim, characterized in that said openings (8) are offset longitudinally with respect to each other
22. Eprouvette (6, 9, 10) selon la revendication 20 ou 21 , caractérisée en ce qu'elle peut être munie à la place d'une canule (1 ) d'un bouchon (23) fixé par lesdits moyens de fixation (14), ledit bouchon pouvant être fixé de manière à maintenir ledit piston (9) en position de fermeture desdites ouvertures latérales (8) 22. A test tube (6, 9, 10) according to claim 20 or 21, characterized in that it can be fitted instead of a cannula (1) with a plug (23) fixed by said fixing means ( 14), said plug being able to be fixed so as to maintain said piston (9) in the closed position of said lateral openings (8)
23. Eprouvette selon la revendication 17 ou 18, caractérisée en ce que qu'elle est réalisée au moins partiellement en PTFE ou en inox.23. A test piece according to claim 17 or 18, characterized in that it is made at least partially in PTFE or stainless steel.
24. Procédé de mesure et de prélèvement de liquide (43) dans un récipient (40), comprenant les étapes suivantes:24. Method for measuring and removing liquid (43) from a container (40), comprising the following steps:
-immersion d'une canule (1 ) équipée à son extrémité inférieure d'un ou plusieurs accessoires de mesure (30) et de prélèvement (6, 9, 10) dans un liquide (43) contenu dans un récipient (40),immersion of a cannula (1) equipped at its lower end with one or more measuring (30) and sampling (6, 9, 10) accessories in a liquid (43) contained in a container (40),
-détection de la couche de liquide dans laquelle se trouve le ou lesdits accessoires de mesure (30), et affichage de cette information,-detection of the liquid layer in which the said measurement accessory (s) is located, and display of this information,
-dès que le ou lesdits accessoires de mesure (30) se trouvent dans la couche de liquide (43) choisie, commande pneumatique d'une eprouvette (6, 9, 10) pour prélever un échantillon de liquide (43),-as soon as the said measuring accessory (s) (30) are in the chosen liquid layer (43), pneumatic control of a test tube (6, 9, 10) for taking a liquid sample (43),
-fermeture de l'éprouvette (6, 9, 10) au moyen de la commande pneumatique (35),-closure of the test piece (6, 9, 10) by means of the pneumatic control (35),
-extraction de la canule (1 ) avec l'éprouvette (6, 9, 10) hors du récipient (40). -extraction of the cannula (1) with the test piece (6, 9, 10) out of the container (40).
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