Brevet FR2018658A1 — publié le 19700626

La présente invention concerne un appareil pour déverser ou distribuer une quantité prédéterminée de liquide. Conformément à la présente invention, l'appareil pour déverser une quantité prédéterminée de liquide comprend un récipient comportant une entrée et une sortie, un dispositif d'obturation d'entrée commandé électriquement et un dispositif d'obturation de sortie commandé électriquement, une première partie d'électrode à un premier niveau dans le récipient, une seconde partie d'électrode à un second niveau dans le récipient, et un circuit électrique pouvant être relié à des bornes et aux dispositifs d'obturation, l'appareil étant tel que lorsque le circuit est branché et que le dispositif d'obturation d'entrée est ouvert-et le dispositif d'obturation de sortie est fermé, le récipient peut être rempli à partir d'une source jusqu'à ce que le liquide atteigne le premier niveau, moment auquel le circuit ferme automatiquement le dispositif d'obturation d'entrée et ouvre le dispositif d'obturation de sortie pour que le liquide s'écoule par la sortie jusqu'à ce que son niveau tombe jusqu'au second niveau précité, moment auquel le circuit ferme automatiquement le dispositif d'obturation de sortie. De préférenee, l'appareil peut être agencé de manière à fonctionner en continu ou en discontinu, et il peut également être actionné manuellement. Une application particulière de l'appareil consiste à fournir des volumes donnés de liquide, par exem- ple de l'eau, pour l'étalonnage de verreries volumétriques d'appareils de laboratoire, par exemple des éprouvettes graduées, des bêchera gradués, des pipettes, des burettes, des entonnoirs à robinets èt analogues. Quand l'appareil est destiné à fonctionner en continu, le circuit est alors agencé de manière à ouvrir automatiquement le dispositif d'obturation d'entrée quand il ferme le dispositif d'obturation de sortie, de manière à empêcher ltécoulement dn liquide hors du récipient et à permettre simultanément la pénétration du liquide dans le récipient pour que le cycle recommence. Pour mieux comprendre la présente invention, on se reportera à la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure 1 montre une élévation latérale quelque peu schématique d'un récipient distributeur conforme à un mode de réalisation de l'invention la figure 2 représente un agencement de circuit destiné à commander le récipient distributeur de la figure 1. Si l'on se réfère à la figure i, on voit que l'on y a représenté un récipient sphérique 1 comportant un goulot supérieur 2 et un goulot inférieur 3, le goulot inférieur 3 comportant des passages d'entrée et de sortie respectifs 4 et 5, s'étendant latéralement. L'admission du liquide dans le récipient et la sortie du liquide hors du récipient est commandée par des dispositifs d'obturation à solénolde 9 et 10 raccordés aux passages 4 et 5. Le dispositif d'obturation 9 est raccordé à un réservoir de liquide (non représenté) par l'intermédiaire d'un passage 6 et le dispositif d'obturation de sortie 10 est raccordé par l'intermédiaire d'un prolongement en col de cygne 7 > à un orifice de distribution 8. Trois électrodes 11, 12 et 13 sont montées dans un support isolé 14 et s'étendént vérs lé bas à partir de ce support, lequel repose sur le bord circulaire du goulot supérieur 2. L'électrode 12 a une longueur telle que son extrémité libre détermine un niveau inférieur à l'endroit du goulot 3 et l'é- lectrode 13 a une longueur telle que son extrémité libre déter- mine un niveau supérieur à l'endroit du goulot 2. Les deux électrodes 12 et 13 constituent des électrodes de détection de niveau de liquide.L'électrode 11 a une longueur telle que son extrémité libre se trouve en-dessous du niveau inférieur dans le goulot 3 et l'électrode li constitue une électrode d'alimentation en énergie électrique qui permet, pendant le fonctionnement, i un courant de traverser le liquide se trouvant dans le récipient et de circuler dans l'électrode 12 ou dans l'électrode 13 8ui- vant la position des contacts d'un relais (figure 2). Si l'on examine maintenant la figure 2, on voit que l'agencenent de circuit qui y est représenté comprend deur transistors -Tr1 et Tr2 reliés suivant un montage Darlington, et ce circuit comprend un amplificateur de courant à gain élevé.Cet amplificateur commande un relais miniature RLA présentant une caractéristique de réponse rapide. Le relais comporte deux aux de contacts de consutatiòn RLA1 et RLÂ2. Les jeux de contacts sont représentés à l'état initial, c'est-à-dire à celui qui correspondaa remplissage du récipient 1 (figure i). Le contact normalement fermé RL-A1 relie la base du transistor Tri, par l'intermédiaire d'une résistance de 47 kA, à l'électrode 13 qui, du fait qu'elle se trouve au-dessus du niveau du liquide, ne peut pas fournir de courant à la base de Tari. Par conséquent, le relais RLA ne se trouve pas sous tension.Le contact normalement fermé RLÂ2 relie une alimentation de + 12 volts à l'enroulement 3Vl (26 ohms) du dispositif d'obturation d'entrée à solénoïde 9, ce qui a pour effet de maintenir ouvert ce dispositif d'obturation et de permettre au liquide de pénétrer dans le récipient 1.Quand le niveau du liquide atteint l'électrode 13, le courant peut alors parvenir à la base de Trl par l'intermédiaire de l'électrode 11 qui, comme repré- senté, est reliée à l'alimentation de + 12 volts, cela en traversant le liquide Jusqu'à l'électrode 13 puis en parvenant, par l'intermédiaire de la résistance de 47 krL , à la base du transistor Tri. Ce transistor amplifie le signal-et rend conducteur le transistor Tr2, ce qui a pour effet de mettre sous tension le relais RLÂ et de faire permuter les deux jeux de contacts.Dans le cas du jeu de contacts RLA1, lorsque les contacts commencent à se déplacer, le courant cesse de parvenir à la base du transistor Tari, mais le relais présente une inertie suffisante pour que les contacts effectuent une permutation complète.La base du transistor Tri est alors alimentée de façon continue à partir de la source de + 12 volts par l'intermédiaire de l'électrode 11, du liquide, de l'électrode 12 et de la résistance de 47 A. Le jeu de contacts RLA2 effectue une permutation de sorte que le dispositif d'obturation d'entrée à solénoïde 9 cesse d'autre sous tension et se ferme et que le dispositif d'obturation de sortie à soldnoSde 10 est mis sous tension et s'outre. Le niveau du liquide tombe à mesure que le récipient se oside, mais comme l'électrode 12 s'étend j'usqu'au niveau inférieur, l'appareil se maintient dans ce second état Jusqu'à ce que l'électrode 12 cesse autre en contact avec le niveau du liquide, moment auquel le relais PLA cesse d'entre sous tension en raison du fait que la base de Trl cesse d'être alimentée en courant, et le système revient à l'état initial en recommençant ainsi le cycle. Les diodes D1, D2 et D3 sont inèluses dans le circuit de manière à protéger les transistors et les contacts des relais contre les surintensités d'origine inductive qui se pro duisent pendant les processus de commutation. Une lampe témoin est branchée aux bornes de SVI. Cette lampe s'éteint pendant la partie du cycle où le récipient se vide et peut donner une indi cation visuelle utile du fonctionnement de l'appareil. De ce fait, dans chaque cycle, un certain volume de liquide est déversé du récipient 1, ce volume correspondant à celui qui est contenu dans le récipient entre le niveau supérieur et le niveau inférieur déterminés respectivement par les extrémi- tés libres des électrodes 13 et 12. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'orifice de déversement 8 est situé à un niveau qui correspond au niveau in Sérieur du liquide dans le récipient ou en est voisin. Le passage 7 a une section transversale réduite et ceci ainsi que la forme en siphon et Le positionnement de la sortie constituent des caractéristiques qui se combinent de manière à produire une réduction commandée de l'écoulement du liquide sortant du réci pient,au moment ou près du moment où le niveau du liquide se rapproche du dispositif détectant le niveau inférieur du liquide. Cette réduction commandée de l'écoulement de sortie est dsira- ble non seulement pour permettre un vidage rapide d'une maJeure partie du récipient mais encore pour provoquer une réduction du débit près du moment où le dispositif détectant le niveau inférieur du liquide entre en action pour fermer le dispositif d'obturation de sortie. De ce iait, toute erreur de volume du liquide déversé survenant à la suite de variations de l'intervalle de temps compris entre le moment où le niveau du liquide atteint l'extrémité de l'électrode 12 et celui où a lieu la fermeture de l'appareil d'obturation dé sortie 10, se trouve réduite 9 un minimum. Les électrodes 11, 12 et 13 sont, de préférence, des tiges constituées par desfils métalliques rigides, dont le ma tériau constitutif peut être un fil en cuivre étamé, un fil en cuivre plaqué d'or ou un fil de platine. Le montage vertical des électrodes, particulièrement de l'électrode correspondant au niveau inférieur, contribue à éviter la formation d'une pellicule d'électrolyte liquide continue sur les surfaces des électrodes et sur le goulot du récipient, ce qui pourrait entraîner par ailleurs des Variations fâcheuses du volume de liquide débité. Les effets secondaires électrslytiques indésirables dans le milieu liquide se trouvent réduits du fait que l'on a recours, pour le fonctionnement, à une basse tension (12 volts) ainsi qu'à un amplificateur de courant grâce auquel ilest possible d'utiliser dans le milieu liquide des courants de conduc tion aussi faibles que 20 microampères. il est possible de maintenir la conductivité du milieu liquide dans des limites désirables grâce à l'utilisation de certains additifs, par exemple des solutions tampons. Pour réduire à un minimum la rétention de globules de liquide sur 13 surface intérieure du récipient 1, on peut utiliser des agents de revêtement non mouillants sur la surface interieure du récipient, par exemple des revetements de silicone. De préférence, le niveau auquel se trouve chacune des électrodes dans le goulot ou col du récipient est réglable. Bien que les deux électrodes 12 et 13 puissent se trouver à des posi- tions fixes, il est préférable, dans le cas où lune des positions d'électrodes est fixe et où l'autre est réglable, que la position inférieure soit fixe et que la position supérieure puisse être réglée au moyen d'un dispositif de commande à réglage fin. On peut incorporer au système de relais un dispositif formant interrupteur (non représenté) pour - pouvoir utiliser soit un cycle de fonctionnement discontinu, c'est-à-dire un cycle complet de remplissage et de vidage du récipient, soit un cycle de fonctionnement continu, c'est-à-dire des cycles répetés de remplissage et de vidage du récipient. On peut modifier l'appareil de manière que l'embouchure de sortie du récipient comporte un orifice de grandes dimensions et qu'une électrode supplémentaire de détection et d'avertissement se termine juste au-dessus du niveau inférieurpour mettre en action un dispositif d'étranglement à l'embouchure de sortie afin de diminuer l'écoulement du liquide Jusqu'à un débit de faible va- leur avant que le niveau du liquide dans le récipient atteigne le niveau inférieur. Ceci permet un déversement rapide de la ma jeure partie du liquide se trouvant dans Le récipient suivi d'une évacuation à un débit beaucoup plus faible de manière à réduire les erreurs de volume du liquide distribué quand le dispositif d'obturation de sortie se ferme.De la meme manière, l'embouchure d'entrée du récipient peut comporter un orifice de grandes dimensions et un dispositif d'étranglement commandé par une autre électrode se terminant juste en-dessous du niveau supérieur de manière à réduire l'écoulement du liquide Jusqu'à un débit désiré avant que le niveau du liquide atteigne le niveau supérieur. De cette manière, le récipient peut être rempli et vidé rapide- ment mais cela sans accompagnement de turbulences à la surface du liquide quand cette surface atteint le niveau supérieur et le niveau infriewn, turbulences qui, par ailleurs, pourraient apporter des variations dans la quantité de liquide délivrée. L'embouchure de sortie et l'embouchure d'entrée peuvent comporter un système de dispositifs d'obturation appariés, l'un de ces appareils étant destiné à la fermeture comme déJà décrit et l'autre pouvant etre actionné par son électrode as sociée de détection et d'avertissement de manière à étrangler ou réduire l'écoulement du liquide, et un autre agencement de circuit similaire à celui représenté sur la figure 2 pourrait commander ces dispositifs "d'étranglement" et, dans ce cas, ces derniers pourraient remplacer SVO et SV1 représentés sur la figure 2 ; de façon similaire, les électrodes ou sondes 12 et 13 pourraient être remplacées par les électrodes ou sondés supplémentaires se terminant juste au-dessus et juste en-dessous des niveaux inférieur et supérieur respectivement. Ces électrodes supplémentaires pourraient être similaires-aux électrodes 12 et 13 mais être respectivement un peu plus courte et un peu plus longue et s'étendre de la même façon de ces dernières. La demanderesse envisage également d'utiliser la pression d'un gaz pour refouler le liquide hors du récipient. REVEIiDICATIONS 1 ) Appareil pour déverser ou distribuer une quantité prédéterminée de liquide, cet appareil comprenant un récipient comportant une entrée et une sortie, un dispositif d'obturation d'entrée commandé électriquement et un dispositif d'obturation de sortie commandé électriquement, une première partie d'électrode à un premier niveau dans le récipient, une seconde partie d'électrode à un second niveau dans le récipient, et un agencement de circuit électrique pouvant être raccordé aux parties d'électrodes ainsi qu'aux dispositifs d'obturation, l'appareil susvisé étant tel que lorsque l'agencement de circuit se trouve branché et que le dispositif d'obturation d'entrée est ouvert et le dispositif d'obturation de sortie est fermé, le récipient peut être rempli à partir d'une source Jusqu'à ce que le liquide atteigne le premier niveau, moment auquel le circuit ferme automa; tiquement le dispositif d'obturation d'entrée et ouvre le dispositif d'obturation de sortie pour déverser le liquide par la sortie jusqu'à ce que le niveau du liquide tombe jusqu'audit second niveau, moment auquel le circuit ferme automatiquement le dispositif d'obturation d'entrée. 20) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le récipient comporte un goulot ou col au premier niveau et un autre goulot ou col au second niveau, lesdites parties d'électrodes se trouvant dans les goulots respectifs qui sont de section sensiblement plus faible que le restant du récipient. 30) Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'un dispositif réduit l'écoulement de sortie immédiatement avant la fermeture du dispositif d'obturation de sortie. 40) Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les parties d'électrodes précitées sont constituées par les extrémités des électrodes correspondantes de forme allongée s'étendant depuis le premier niveau jusqu'au premier et Jusqu'au second niveau respectivement et par le fait qu'une troisième électrode de forme allongée s'étend de façon similaire aux autres électrodes jusqu'à un niveau situé en-dessous du second niveau précité. 50) Appareil suivant n'importe laquelle des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le récipient comporte sur sa surface intérieure un agent qui réduit à un minimum la rétention de globules de liquide sur la surface intérieure. 60) Appareil suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que la sortie est reliée à un tube en col de cygne débouchant dans l'atmosphère à un niveau qui correspond au second niveau précité ou qui se trouve au voisinage de ce second niveau. 70) Appareil suivant n'importe laquelle des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'agencement de circuit comprend un relais pouvant être relié aux parties d'électrodes ainsi qu aux dispositifs d'obturation, et un amplificateur sensible à des signaux'en provenance des parties d'électrodes associées de manière à faire fonctionner le relais. 80) Appareil suivant n'importe laquelle des revendioa- tions 3 à 7, caractérisé par le fait qu'un dispositif d'étranglement peut entre placé dans la sortie, une autre partie d'électrode est disposée au voisinage du second niveau et au-dessus de ce second niveau, et un autre agencement de circuit sert b faire fonctionner le dispositif d'étranglement de sortie précité de manière que ce dernier entre en action quand le niveau du liquide atteint la partie d'électrode supplémentaire précitée qui se trouve au voisinage du second niveau. 90) Appareil suivant n'importe laquelle des revendica tions 1 à 8, caractérisé par le fait qu'un dispositif réduit li;* coulement d'entrée immédiatement avant la fermeture du disposée tif d'obturation d'entrée. 100) Appareil suivant la revendication 9, caractéris par le fait qu'un dispositif d'étranglement est placé dans l'entrée, une autre partie d'électrode est disposée au voisinage du premier niveau et sous ce premier niveau, et l'agencement de circuit supplémentaire précité ou bien un autre agencement de circuit est prévu pour faire fonctionner le dispositif d'étran- glement d'entrée afin de mettre ce dernier en action quand le niveau du liquide atteint la partie d'électrode supplémentaire voisine du premier niveau. 110) Appareil suivant les revendications 7 à 10, caractérisé par le fait que l'amplificateur comprend deux transis- tors reliés suivant un montage Darlington. 120) Appareil suivant la revendication 1, sensiblement comme décrit dans l'exposé qui précède en rdRérmeealdesin Jnnesé.