Brevet FR2092610A1 — publié le 19720128

L'invention se rapporte à un dispositif de distribution qui fonctionne automatiquement, et plus particulièrement à un distributeur de liquides qui distribue des quantités mesurées d'un liquide échantillon dans des récipients, sans besoin d'un contrôle visuel, ni d'une surveillance par un personnel. Divers distributeurs de liquides ont été proposés et sont actuellement en usage dans l'industrieO De 1)e par leurs principes fon- damentaux, il se répartissent en trois catégories : premièrement, ceux qui font appel à une méthode de comptage des gouttelettes d'un liquide, ce qui, cependant, ne peut être fait qu'à une vitesse réduite et se traduit par des résultats assez médiocres. Deuxibme- ment, ceux qui utilisent une méthode de mesure du volume d'un liquide dans une colonne ou dans une tour. Troisièmement, ceux qui mettent en oeuvre une méthode de pesée du liquide sur une balance. Cependant, le désavantage que ces dispositifs ont en commun est celui de l'utilisation d'éléments électroniquestisquedesrelais et d'autres composants extrêmement compliqués et délicats qui content chers et qui ont le désavantage être sensibles à une atmosphère corrosive ou humide telle que celle des laboratoires chimiques. La présente invention concerne des améliorations apportées aux distributeurs pour liquides en vue de remédier aux inconvénients et désavantages cités ci-dessus, et elle vise à fournir un dispositif de taille compacte et d'une construction très simple, sans utiliser des composants mécaniques qui coûtent chers et qui sont trop sensibles. Selon l'invention, on combine une poutre en équilibre relativement courte, munie d'un aimant permanent à une extrémité et d'un moyen de mesure à l'extrémité opposée, un électro-aimant monté en regard de l'aimant pour produire une répulsion magnétique de l'aimant par l'électro-aimant, et un réservoir disposé de façon à ce que son centre de gravité coincide avec le centre d'application de la force exercée sur la poutre en équilibre, un moyen pour ouvrir et fermer le réservoir en fonction de l'inclinaison de la poutre en équilibre, des récipients montés dans des supports, ceux-ci étant disposés suivant des rangées dans un boîtier rectangulaire de telle manière qu'ils puissent être alimentés à la fois longitudinalement et latéralement, en recevant ainsi des gouttelettes de liquide d'une colonne dans les quantités voulues, et un moyen pour empêcher une surcharge éventuelle en assurant le débranchement entre le moyen pour actionner l'alimentation et le moyen d'alimentation par le truchement d'un glissement provoqué par lasurcharge agissant sur le moyen d'alimentation. Une forme de réalisation de l'invention sera décrite ci-après plus en détail, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, sur lesquels La figure 1 est une vue schématique d'un distributeur de liquides selon l'invention La figure 2 est une vue en plan de supports à récipients disposés dans un boitier rectangulaire 5 Les figures 3a-d sont des vues d'un support à récipients, représenté en plan sur la figure 3a, de face sur la figure 3b, en coupe verticale suivant la ligne B-B de la figure 3b sur la figure 3e et vu du fond sur la figure 3d. La figure 4 est une vue en plan des moyens d'alimentation latéraux et longitudinaux des supports à récipients. La figure 5 est une vue en plan à plus grande échelle du système d'alimentation longitudinale avec le dispositif anti-surcharge. La figure 6 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 5. La figure 7 est une vue schématique illustrant le fonctionnement du système d'alimentation longitudinale. La figure 8 est le schéma du circuit. En référence, d'abord, à la figure i, on voit un moyen de mesure dans lequel une poutre en équilibre 1 est placée avec une "portée" 2 sur un châssis 3 qui est fixé sur un support glissant 4. La poutre en équilibre 1 est pourvue d'un aimant permanent 5 à une extrémité et d'un plateau à poids 6 à l'autre extrémité, le plateau à poids 6 étant fixé à un cadre 7 dont la partie inférieure est dirigée vers le bas. Le cadre 7 est assemblé avec la poutre en équilibre 1, de façon à ce qu'ils se déplacent ensemble comme une unité.Us écrou 8 est utilisé pour régler l'équilibre de la poutre 1. La portion étendue 9 du cadre 7 est pourvue d'un réservoir 10 à son extrémité0 Le réservoir 10 possède une tige de soupape 11 le traversant, qui est pourvue d'une ampoule 12a qui peut être engagée dans l'ouverture d'évacuation 13 du réservoir 10, La tête de la tige de soupape est enflée de façon à former une ampoule 12b qui est susceptible d'être accrochée par une fourche 14 attachée au châssis 3, pour que le mouvement vers le bas de la tige de soupape 11 soit limité par l'ampoule 12b accrochée par la fourchette 14.La Xportde" 2 est disposée de telle façon que le point d'application de la force exercée sur la poutre 1 puisse coiníder avec le centre de gravité du réservoir lOo Ainsi, selon l'angle d'inclinaison de la poutre > un mouvement vertical est imprimé à la portion étendue 9, ce qui permet au réservoir 10 de se déplacer de haut en bas et vice versa, de sorte que l'ouverture d'évacuation 13 se trouve ouverte ou fermée suivant l'engagement de l'ampoule 12a. Àu-dessus de l'aimant 5 est fixé un électro-aimant 15 ayant un noyau de fer 16, pour provoquer une répulsion électrique de l'aimant permanent 5 lorsque l'électro-aimant 15 est alimente en courant. L'électro-aimant 15 est actionné par l'interrupteur 16, qui se trouve fermé par une projection 17 de la poutre en équilibre 1 quand celle-ci est baissée jusqu'à un niveau donné. Le noyau de fer 15a est disposé de façon à autre sensible à l'action magnétique de l'aimant 5 lorsque la poutre 1 se trouve équilibrée. L'électro-aimant 15 est connecté à une source de courant électrique de telle manière que la surface du noyau de fer 15a puisse avoir les memes charges que l'aimant 5. L'angle d'inclinaison de la poutre de gauche 15 est limité par une petite saillie 18o Le réservoir 10 est pourvu d'un passage d'arrivée 19 au travers duquel le liquide passe, goutte à goutte, de façon continue, d'une colonne ou d'une tour 20, pour être emmagasiné dans le réservoir 10 dans les quantités voulues. Sous l'ouverture 13 se trouve un récipient 21 prGt pour recevoir les gouttelettes de la colonne 20, les récipients 21 étant montés en nombre déterminé dans un support 22. le support 22 est construit comme un cadre (figures 3a-3d), dont la plaque de fond 90 comporte des évidements 91 pour recevoir les récipients 21 sur la surface supérieure, et une rainure 92 sur la surface inférieure,pourvue de projections en forme de piliers 23, qui sont adaptées pour être prises par un crochet d'alimentation 24, de manière à faire glisser le support 22 dans le sens de la longueur (Figure 7). Les supports 22 sont arrangés dans le sens de la longueur pour former des rangées dans un bottier rectangulaire 25, comme montré sur la figure 2, de telle manière que les supports 22 soient alimentés tout en glissant latéralement et dans le sens de la longueur sous la sollicitation des crochets d'alimentation. Sous le fond du boitier 25 est prévu un espace suffisamment grand pour contenir le dispositif d'alimentation pour les supports 2?. Le dispositif d'alimentation consiste essentiellement en un appareil alimentateur qui fonctionne dans le sens de la longueur et un appareil alimentateur qui fonctionne dans le sens de la largeur, chacun muni d'une manivelle, d'arbres de support, de crochets à alimentation et d'un moteur d'entratnement. La manivelle 28 est reliée à l'arbre 30 par une bielle 31 qui est soutenue de façon excentrique par la manivelle 28, l'arbre 30 étant pivoté en 32 pour tourner autour du pivot 32 lorsque la manivelle 28 se trouve en cours de rotation, sous la sollicitation du moteur 26. Chaque extrémité de 1carbure 30 est portée librement dans une sphère 31 qui est mobile et supportée par un anneau 32, lequel est rigidement fixé à une tige d'alimentation 33 (par exemple dans le sens de la longueur) de façon que la rotation de la manivelle 28 provoque le mouvement réciproque de la tige d'alimentation 33. La tige 33 est munie d'un crochet d'alimentation 24 qui est dirigé vers le haut.La manivelle 28 a une came à rainure 34, dans laquelle peut s'engager un interrupteur 35 au cours d'une rotation où l'électro-almant 15 reçoit la force nécessaire pour produire une répulsion électrique contre l'aimant 5, ce qui a pour résultat un retour rapide de la poutre 1 sur la saillie 18, et provoque l'ouverture de l'interrupteur 16.Un interrupteur 36 est installé adjacent à l'arbre 30, l'interrupteur 36 ayant une liaison avec le circuit de soutien du moteur 26 de façon que, lorsque I1 interrupteur 36 est fermé par l'arbre 30, le moteur 26 continue à tourner même si son interrupteur de mise en marche 16 est ouvert par la répulsion électrique de la poutre en équilibre 1. Lorsque la rainure de la came 34 retourne à son point de départ, le circuit de soutien du moteur 26 est coupé et pendant ce temps les crochets 24 alimentent les supports 22 latéralement suivant la largeur des supports 22o La manivelle 29 est reliée par une bielle 39 à un arbre 37, qui est pivoté en 38, la bielle 39 étant soutenue de façon excentrique par la manivelle 29.Chaque extrémité de l'arbre 37 maintient un support à crochets42 sur lequel une paire de crochets 45 est montée verticalement, de sorte que lorsque l'arbre 37 tourne autour du pivot 38, les supports à crochets sont tenus d'avancer, comme indiqué par des flèches sur la figure 4, où les crochets verticaux 45 poussent le support 22 sur son c8té, obligeant ainsi toute la rangée de supports à avancer dans sa direction respective sur la largeur du support, comme montré sur la figure 2 portion d. Le support à crochet 42 a une fente 43 avec une cheville 44 fixée dedans, qui sert à guider le support 42 dans son mouvement. La grandeur du mouvement des supports à crochet 42 peut être prédéterminée selon la largeur du support à récipients 22. Un interrupteur 40 est prévu adjacent à la manivelle 29, qui a une liaison avec le circuit de soutien pour le moteur 27,ce qui provoque l1ali- mentation latérale. Un interrupteur 46 a un levier qui fait saillie à l'intérieur du boiter 25, lequel est adapté pour être engagé par la surface d'extrémité du support 22, lorsque le support 22 s'est entièrement déplacé de la rangée de gauche à la rangée de droite de la figure 2. La fermeture de l'interrupteur 46 complète le circuit d'actionnement du moteur 27, provoquant ainsi la rotation de la manivelle 29 ; pendant ce temps, l'interrupteur 40 est fermé par un contact avec la circonférence de la manivelle 29.Lorsque l'interrupteur 40 est ouvert par la rainure de la came 47 qui retourne à sa position de départ après une rotation, le moteur 27 s'arrdte. On se réfèrera maintenant à la figure 6, sur laquelle on voit un dispositif anti-surcharge à glissement, qui est ménagé dans la liaison entre l'arbre 30 et la bielle 31. La bielle 31 possède une cheville filetée 55 qui la traverse, laquelle cheville est fermée par un écrou 56 et qui se trouve dans un évidement 57 de la partie de tête. De préférence, un espaceur 58 est utilisé entre la bielle 31 et la tête de-la cheville 55. L'évidement 57 est formé dans la tige de l'arbre 30, et sur les deux côtés sont ménagés deux évidements de fuite 59a et 59b dans des positions radiales par rapport à l'axe de l'arbre 34. La cheville filetée 55 est sous la pression d'une lame ressort 60, laquelle pression est renforcée par une lame ressort auxiliaire 61, l'autre extrémité de la lame ressort 60 étant fixée sur l'arbre 30 par un boulon 62. La lame ressort auxiliaire 61 est fixée à l'arbre 30 par un boulon 63. La pression exercée par ces lames ressort est réglable par un boulon de réglage 64. L'avantage des deux ressorts provient du fait que, premièrement, la pression des ressorts est renforcée, et, deuxièmement, le réassemblage manuel est facilité si la cheville glisse de l'arbre 30. La lame ressort auxiliaire 61 a une plus petite courbure que la lame ressort principale, et peut pivoter autour du boulon 63, assurant ainsi que la pression des ressorts varie selon l'emplacement de la lame ressort 61. Le pivot 32 possède un bouton de commande 65 pour un interrupteur 66, qui est en contact avec la lame ressort 60.Lorsque la cheville filetée 55 glisse de l'évidement 57 jusque dans l'évidement 59a ou 59b, l'affaisse ment de la lame 60 fait que celle-ci appuie sur le bouton 65 mettant ainsi en marche l'interrupteur 66 qui fait fonctionner un signal d'alarme 67. Comme autre exemple, ilL est possible de faire en sorte que l'interrupteur 66 soit oomecté électriquement de façon telle qutil coupe toute alimentation de l'ensemble de l'appareil lorsque le signal d'alarme 67 est actionné. le dispositif anti-surcharge à glissement peut bien entendu être utilisé dans les liaisons entre l'arbre 37 et la bielle 39 Avec référence à la figure 7 :le crochet 24 est attaché sur le bout supérieur de la tige d'alimentation 33, comme décrit plus haut, la tige 33 ayant une cheville 72 qui se projette vers une came 71. Dans l'exemple représenté,la came 71 est une plaque dont l'extrémité est supportée par un pivot 73, tandis que l'autre extrémité libre ext courbée vers le bas, le côté soutenu étant cassé dans le sens de la longueur (la partie cassée est affectée du numéro de référence 74). De cette façon, lorsque la tige d'alimentation 33 qui se trouve dans le sens de la longueur commence à progresser, comme montré par la flèche dans la figure 7, en position b, la cheville 72 est forcée de monter sur la plaque de la came 71, et l'avancement du crochet 24 peut être tracé comme indiqué par la flèche dans la figure 7 b, en mdme temps le crochet 24 monte petit à petit de sa position originale en appuyant sur la dent 23 du support 22.Au contraire, quand la tige 33 fait marche arrière comme montré dans la figure 7a, la cheville 70 passe sous la plaque de la came 71, avec le crochet tout à fait libéré du support 22. Le circuit est montré sur la figure 8, selon lequel de l'éner- gie électrique est fournie à travers la borne 10f et délivrée à ltélectro-aimant 15 après avoir été rectifidepar un condensateur 102 et une résistance 103 en passant par un rectificateur 104. Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention peut être décrit de la façon suivante La poutre 1 est mise en équilibre avec des poids 80 mis sur le plateau à poids 6 avant la mise en place de l'échantillon de liquide dans le réservoir 10, l'écrou 8 étant utilisé pour un réglage suffisant. Par la suite, les poids ainsi mis en place sont retirés dans des quantités correspondantes à celles du liquide à recueillir dans un récipient, ce qui provoque la montée du réservoir 10, de sorte que l'ouverture 13 est fermée par l'ampoule 12a permettant ltemma- gasinage du liquide. le liquide commence à entrer dans le réservoir 10 à travers le passage 19 jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli sur la poutre en équilibre 1.Dès que l'état d'équilibre est atteint sur la poutre 1, l'aimant 5 est attiré par le noyau de fer 15a, ce qui cause l'abaissement du réservoir 10. L'ampoule de tête 12b ne peut s'abaisser davantage en raison de la fourchette 14, ce qui dégage l'ampoule 12a de l'ouverture 13 et le liquide qui s'y trouve sort du réservoir 10. Lorsque la poutre 1 s'incline sous l'action magnétique fournie par l'aimant 5, l'interrupteur 16 est fermé par la projection 17 pour alimenter le moteur 26 et obtenir l'alimentation latérale du support 22, ce qui fait tourner une fois la manivelle 28. le mouvement rotatoire de la manivelle 28 est communiqué à l'arbre 30 l'obligeant ainsi à osciller autour du pivot 32 pour alimenter le support 22 dans le sens de la longueur d'un récipient à la fois, de façon à ce qu'un récipient plein soit remplacé par un récipient vide. Quand la manivelle tourne une seule fois, l'interrupteur 35 est fermé par son contact avec la rainure 34, ce qui complète le circuit pour l'électro-aimant 15. Immédiatement, le courant continu (D.C.) est fourni à travers le rectificateur 104 à l'électro-aimant 15, provoquant ainsi une répulsion de la poutre 1 contre le noyau de fer 15a, le laps de temps étant trop court pour que l'on s'inquiète quant à la consommation de l'électricité0 Le mouvement ascendant qui en résulte pour la poutre de droite 1, provoque la montée du réservoir 10; l'ampoule 12a s'accroche de nouveau dans l'ouverture 13, permettant ainsi la réception d'une nouvelle livraison de liquide.Le laps de temps qui s'écoule alors que l'ouverture 13 est ouverte, est sensiblement égal à celui pendant lequel les récipients sont remplacés par le mouvement du support 22. De cette façon, le support 22 est alimenté dans le sens de la longueur,récipient après récipient. Si le support n'avance pas pour une raison quelconque, le moteur est protégé contre la surchauffe éventuelle par le dispositif dérapant anti-surcharge. Lorsque le support a fini de se déplacer entièrement de la rangée gauche à la rangée droite de la figure 2, la face d'extrémité du support bute contre l'interrupteur 46 pour l'alimentation latérale dusupport 22 et le ferme, ce qui provoque la rotation de la manivelle 29. l'arbre 37 commence à osciller autour du pivot 38, ce qui produit un mouvement réciproque des supports à crochets 42, et chaque rangée glisse toute entière dans sa direction respective, comme indiqué par les flèches de la figure 2 (position d).Quand ce mouvement des rangées dans les supports est terminé, les premiers supports 22 sont prêts à être alimentés dans le sens de la longueur dès que le liquide commence à arriver du réservoir 10, Lorsque la manivelle 29 oscille, l'interrupteur 40 est fermé par contact avec la circonférence de la manivelle 29, et le circuit du moteur 27 reste encore complet, même si les interrupteurs 46 sont rouverts, jusqu'a ce que 11 interrupteur 40 soit ouvert dans la rainure 47. il y a avantage à ce que les moteurs 26 et 27 ne soient pas mis en marche simultanément, car il en résulte un déplacement bien ordonné des supports à la fois la téralement et dans le sens de la longueur. L'appareil ainsi construit présente de multiples avantages, et notamment les suivants Dans son ensemble, la construction est simple et compacte, puisque la poutre en équilibre peut être très courte en faisant en sorte que la force appliquée à la poutre en équilibre coincide avec le centre de gravité du réservoir, ce qui constitue un avantage particulier lorsque l'appareil se trouve dans un espace limité tel qu'un réfrigérateur.Le fonctionnement de l'appareil est très facile, l'usager n1 ayant qu"à décider de la quantité de liquide à recueillir dans un récipient en eSEvant tout simplement le nombre de poids équivalent du plateau à poids0 Puisque la poutre en équilibre s'in dinde sous l'action magnétique fournie par l'aimant permanent, une réponse rapide et sensible est obtenue de façon avantageuse, donnant un résultat sans aucun des problèmes qui se présenteraient autrement à cause des changements des caractéristiques électriques d'un électro-aimantO L'électro-aimant incorporé dans l'appareil n'est utilisé que lorsqu'il y a besoin de produire une répulsion électrique. les moteurs sont protégés contre une surchauffe éventuellement causée par un défaut d'avancement des supports, de sorte que l'appareil peut être utilisé même la nuit, san-s qu'il y ait besoin dgun contrôle visuel, ni de la présence de quelqu'un, les quantités voulues de liquide étant distribuées automatiquement dans les récipients. REVEND i CAT ION Distributeur pour liquides comprenant une poutre en équilibre relativement courte pourvue d'un aimant permanent à une extrémité et de moyens de mesure à l'autre extrémité, un électro-aimant monté en regard de l'aimant pour produire une répulsion magnétique de l'aimant par l'électro-aimant, un réservoir disposé de telle manière que son centre de gravité coincide avec le centre d'application de la force exercée sur la poutre en équilibre, un moyen pour ouvrir et fermer le réservoir selon l'angle d'inclinaison de la poutre en équilibre, des récipients montés dans des supports, ceux-ci étant disposés en rangées dans un boitier rectangulaire de façon que les récipients puissent être alimentés latéralement et dans le sens de la longueur, recevant ainsi des gouttelettes de liquide d'une colon- ne dans les quantités voulues, et un dispositif anti-surcharge à glissement assurant la déconnexion entre le moyen d'actionnement de l'alimentation et le moyen d'alimstation par le truchement d'un glissement provoqué par une surcharge agissant sur le moyen d'alimentation.