Brevet FR2077775A1 — publié le 19711105

L'invention se rapporte aux appareils d'analyse des gaz. L'analyse des gaz nécessite souvent le racours@a plusieurs dispositis d'analyse successifs qui fourni eni chacur des renseignemenis distirets. @e das souvent, les conditions de fonctionnement le chaque dispositif analyseur diffèrent de celles de l'analyseur suivant, de sorte qu'il est nécessaire d'intercaler entre les deux u11 dispositif de couplage ou de stockage intermé- diaire. C'est ainsi, par exemple, qu'un chromatographe délivre des éluats dilués dans une grande quantité de ga vecteur (pression atmosphérique, débit de l'ordre de 0,5 ml par seconde), tandis qu'un spectromètre de niasse opère à basse pression et à très faible débit. De même, la vitesse alélution et la variation de concentration instantanée des pics chromatographiques sont incompatibles avec les conditions de fonctionnement d'un spectromètre courant, à constante de temps élevée. L'invention vise un dispositif de stockage intermédiaire qui remédie aux difficultés du couplage de deux analyseurs fonction- nant dans des conditions différentes. L'invention a pour objet un dispositif pour stocker suivant leur ordre de succession dans un courant de gaz porteur des compo- sés condensables à des températures supérieures à la température de condensation du gaz porteur, caractérisé en Çe qu'il comprend un tube relié à des conduits d'entrée et de sortie er des moyens pour abaisser progressivement d'aval en amont la température du tube à une valeur comprise entre la température de condensation du gaz porteur et celles des composés, puis pour augmenter progressivement d'aval en amont sa température au-dessus des températures de condensation des composés. En refroidissant le tube progressivement d'aval en amont, en fait se condenser les composés, le premier d'entre eux se condensant au voisinage de la sortie du tube et le dernier au voisinage de l'entrée, tandis que le gaz porteur s'échappe. En réchauffant ensuite et en reprenant les composés qui se subliment par évacuation ou par admission d'un autre gaz vecteur, éventuellement d@ même nature que le gaz porteur mais aumis à un @ébit différent, en peut alimenter dans les conditions souhai@ées un analyseur communiquant avec le condui@ le sortie @@ tiepag@@ @@ @@@ l'inventt loil. l'in l@ment un @@@u@rell l'anl@@@se d'un courent gazeux comprenant un analyseur d'une caractéristique de ce courant et un autre analyseur d'une autre caractéristique de ce courant caractérisé en ce que ces analyseurs sont reliés respectivement aux conduits d'entrée et de sortie du dispositif ci-dessus suivant l'invention. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa raieront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple - la Fig. unique est un schéma illustrant un dispositif de stockage suivant l'invention. Le dispositif suivant l'invention, représenté à la Fig. unieue, comprend un socle 1 dont partent deux montants 2 qui suppor tort un tube 3. Le tube 3 est relié à des conduits d'entrée 4 et de sortie 5. il peut être garni, par exemple à 25 % de copeaux d'alliage inoxydable de granulométrie comprise entre 0,25 et 0,63 mm ou encore a 17 É de fils de Ni-Cr de 0,1 mm de diamètre, etc. Une portion du tube 3 est entourée d'un manchon 6 qui peut coulisser le long du tube. Ce manchon est entouré d'un réservoir 7 empli d'un fluide réfrigérant, par exemple d'azote liquide, sauf à ses deux extrémités aval et amont, qui sont entourées d'appareils de chauffage 8. L'ensemble du manchon 6 et du réservoir 7 peut se mouvoir en translation le long du tube 3. A cet effet, le manchon est solidaire d'un châssis 9 porteur d'un écrou 10, lequel se visse sur une vis il sans fin, disposée parallèlement au tube 3. La vis 11 est entraînée en rotation par un moteur 12, avec interposition d'- - un réducteur 13 de vitesse, la vis 11 tourillonnant dans des paliers prévus sur les montants 2 et le châssis 9. Sur le conduit d'entrée 4 est placé un détecteur 14 des composés, par exemple un détecteur des pics chromatographiques, qui, par un circuit 14a électrique, commande le réducteur 13 et donc la vitesse de déplacement du manchon 6 le. long du tube 3, et éventuel liement l'arrêt du déplacement. Le conduit d'entrée 4 peut être relié, comme dans l'exemple représenté, à un chromatographe 15, par l'intermédiaire d'un robinet 16 à trois voies et d'un robinet 17 à trois voies, et à une scurce 18 de gaz porteur, tel que l'hélium, par l'intermédiaire du roet 16 et d'un débitmètre 19. Suivant la position des robinets 16 et 17, le conduit 4 peut donc être relié au chromatographe 15, à la source 18 ou à l'atmosphère Le conduit de sortie 5 alimente un spectromètre 20 par ltin- termédiaire i'une vanne 21 à aiguille et peut déboucher vers l'- atmosphère par une vanne 22. il pourrait bien entendu être mis en communication avec tout autre analyseur convenable, tel un spectrophotomètre à infrarouge. Le dispositif de stockage ainsi que l'appareil d'analyse couplé chromatographie-spectrométrie de masse précédemment décrit fonctionnent de la manière suivante. Pendant la séparation chromatographique, les robinets 15 et 17 sont tournés de manière que le ehromatographe 15 alimente le dispositif par le conduit d'entrée 4. Eventuellement, on peut faire en sorte qu'une partie seulement du gaz issu du chromatographe alimente le dispositif, une autre partie s'échappant vers latmos- sphère par le robinet 17. La vanne 22 est ouverte. Lorsque le détecteur 14 détecte un pic chromatographique, il émet un signal de mise en route ou d'accélération du déplacement du manchon 6 par l'intermédiaire du circuit 14a et du réducteur 13. Le manchon qui se trouve au voisinage du conduit 5 se déplace alors en direction du conduit 4. Lorsque le composé qui a été détecté arrive, porté par le gaz porteur, dans la portion du tube 3 refroidie par le réservoir 7, il se condense et se dépose sous forme solide dans le tube, l'hélium porteur continuant son trajet et s'échappant par la vanne 22, la vanne 21 étant fermée. Lorsqu'un deuxième composé est détecté par le détecteur 14, le morne processus se répète sauf que la position initiale du manchon est en amont de celle qu'il occupait auparavant. De la sorte, le deuxième composé est stocké dans le tube 3 en amont de la position occupée par le premier composé, et ainsi de suite, ces positions pouvant être très rapprochées même si les pics chromatogra- phiques sont très éloignés puisqu'il suffit d'arrêter entre deux pics le déplacement du manchon 6. Lors chromato- graphe 15, au moment pù le composé indésirable est détecté et va traverser le tube 3 - on peut enlever le tube toujours entouré du manchon et du réservoir, le stocker ou le transporter dans un autre local où se trouve l'appareil analyseur 20, cependant que ses extrémités sont fermées par des obturateurs. I1 va de soi qu'on peut également relier en permanence, comme représenté, un spectrometre 20 ouotout autre analyseur convenable, au conduit de sortie 5. Pour effectuer les analyses au spectromètre de masse 20, on relie, si ce n'est déjà fait, le conduit de sortie 5 au spectrometre de masse 20, on met en communication le conduit d'elltrée 4 avec la source 18 en tournant les robinets 1o et 17, ou éventuellement avec une autre source d'un autre gaz vecteur, on isole, Si ce n'est déjà fait, le chromatographe 15 du reste de l'appareil et on règle la vanne 22.pour introduire une partie ou la totalité du flux gazeux dans le spectromètre. On fait déplacer progressivement d'aval en amont le manchon b sur le tube 3.Lorsque la portion du tube 3 contenant le premier composé arrive en regard de l'appareil de chauffage 8 aval, le premier composé se sublime. il est véhiculé par le gaz vecteur provenant de la source 18 et dont on peut régler le débit par le débitmètre 19, jusque dans le spectromètre 20 en passant par la vanne 21. Au fur et à mesure que le manchon progresse vers l'amont, les divers composés stockés se subliment dans leur ordre d'élution. La encore, on peut régler la vitesse de déplacement du manchon en fonction des exigences du spectromètre de masse. On peut ainsi allonger à volonté le temps d'introduction dans le spectromètre tout en évitant les inconvénients d'un pigage classique discontinu (nombre limité de fractions, manipulations répétées). Il est recommandé de faire en sorte que le domaine de masse étudié soit parcouru plusieurs fois pendant la sublimation d'un composé, celle-ci pouvant éventuellement être interrompue, par l'arrêt du manchon 3, pour modifier par exemple le domaine de masse balayé. Parmi les avantages du dispositif de stockage intermédiaire ou de couplage de deux analyseurs suivant l'invention, il faut noter surtout, outre un enrichissement des composés dans le gaz vecteur, la possibilité d'accorder les vitesses d'analyse des deux analyseurs et une simplicité de-manipulation qui permettent d'effectuer des analyses en continu. - REVENDICATIONS. 1 - Dispositif pour stocker suivant leur ordre de succession dans un courant de gflz porteur des composés ' ondensables a des températures supérieures t la température de conuensation du gaz porteur, caractérisé en ce qu'il comprelîd un tube relié à des conduits d'entrée et de sortie et des moyens pour ab.lisser progressi- vement d'aval en amont la température du tube à une valeur comprise entre la température de condensation du gaz porteur et celles des composés, puis pour augmenter progressivement d'aval en amont sa température au-dessus des températures de condensation des composés. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un réservoir empli d'un fluide ré- frigérant qui entoure et est solidaire d'un manchon monté coulissant sur le tube. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un appareil de chauffage est disposé sur l'extrémité aval du manchon et éventuellement sur son extrémité amont. 4 - Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le manchon est relié à des moyens pour le déplacer le long du tube. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement du manchon le long du tube comprennent un appareil de réglage de la vitesse de déplacement. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'appareil de réglage de la vitesse de déplacement est commandé par un détecteur des composés dans le courant disposé en amont du tube etiou par un organe commandé par un analyseur disposé en aval du tube. 7 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement du manchon le long du tube comprennent un écrou qui est solidaire du manchon et qui se visse sur un vis sans fin parallèle au tube et entraînée en rotation. 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube est garni. 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités ciu tube comportent des obturateurs. 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en cequ'iî comprend un organe de réglae du debit dans le conduit d'entrée 11. Appareil d'analyse d'un courant gazeux comprenant un analyseur d'une caractéristique de ce courant, et un autre analyseur d'une autre caractéristique de ce courant, caractérisé en ce que ces analyseurs sont reliés respectivement aux conduits d'entrée et de sortie du dispositif revendiqué à itune quelconque des revendications 1 à 10 12. Appareil d'analyse d'un courant gazeux comprenant un chromatographe et un spectromètre de masse couplé, caractérisé en ce que le dispositif de couplage est le dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10