Brevet FR2280131A1 — publié le 19760220

L'invention concerne un dispositif pour mélanger deux courants de liquide suivant une proportion réglable. De tels dispositifs sont utilisés dans la chromatographie en phase liquide pour obtenir un gradient dit continu. On doit combiner des courants de liquide sous une pression relativement élevée (500 bars et plus), de manière que la composition du courant des liquides mélangés varie de façon continue. Dans ce but, on a utilisé jusqu'ici des pompes présentant une capacité de refoulement pouvant être réglée de façon continue. Cependant, de tels dispositifs nécessitent une dépense élevée de moyens techniques et sont cot- teux. La présente invention se propose de réaliser un dispositif mélangeur simple qui ne présente qu'un faible encombrement et qui coopère avec un dispositif électronique de commande et de commutation. A cet effet, on utilise des soupapes pouvant être commutées électromagnétiquement dans les trajets des liquides devant etre combinés, et suivant l'invention on prévoit un dispositif de commande et de commutation qui délivre aux soupapes des impulsions de commutation dont le rapport durée des impul- sions/intervalle entre impulsions est réglable de manière que les deux courants de liquide soient alternativement bloqués et débloqués. La proportion du mélange est modifiée en faisant varier de façon continue le rapport durée des impulsions/durée des intervalles entre impulsions des impulsions de commutation. Une forme de réalisation de l'invention peut par exem- ple etre conçue de façon que les deux trajets de liquide soient réunis, respectivement par l'intermédiaire d'une soupape pouvant être commutée électromagnétiquement, et que le dispositif de commande et de commutation délivre deux trains d'impulsions pour les dispositifs d'actionnement des soupapes. Pour régler la proportion du mélange ou le gradient, les rapports durée des impulsions/durée des intervalles entre impulsions des deux trains d'impulsions sont réglés en sens contraires. De préférence, les impulsions sont synchronisées de manière que les impulsions d'un des trains coIncident avec les intervalles entre impulsions de l'autre train. En raison de la fréquence de commutation élevée des soupapes, celles-ci doivent satisfaire à des exigences particulièrement sévères et présenter une constitution très résistante à l'usure ( > 107 commutations). Etant donné que ceci est difficilement atteint avec les soupapes courantes, on utilise de préférence une nouvelle constitution sous la forme d'une soupape à trois voies, dans laquelle un piston de commande en matériau magnétique présentant des surfaces d'étanchéité aux deux extrémités se déplace -entre deux positions extrêmes dans un bottier cylindrique. Les liquides devant être mélangés arrivent, par l'intermédiaire de surfaces coniques formant soupape, aux deux extrémités du bottier. Au milieu du bottier se trouve un écoulement commun et sur les extrémités du bottier sont montées des bobines de commande qui déplacent le piston de commande d'une position entre à l'autre position extrême lorsqu'elles sont excitées par l'intermédiaire des impulsions délivrées par le dispositif de commande et de coi- mutation. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel La figure 1 est un schéma représentant une soupape à trois voies suivant l'invention. La figure 2 est une représentation schématique de la constitution du dispositif de commande et de cormtutation. La figure 3 représente l'allure dans le temps des courants de commande. D'après la figure 1, les deux courants de liquide sont appliqués aux conduites d'amenée 1 et 2 résistant à la pression qui débouchent, par l'interiédiaire de surfaces d'étanchéité coniques 5, 6, dans les plaques d'extrémités d'un bottier 3 resis- tant à la pression. Au milieu du bottier 3 est disposé un écoulement 9 par l'intermédiaire duquel le liquide sortant est envoyé vers un dispositif mélangeur connu, par exemple un espace rempli de liquide où se trouve un agitateur. A l'intérieur du bottier cylindrique 3 peut se déplacer un corps cylindrique 4 en matériau magnétique qui est respectivement muni à ses extrémités d'un siège tronconique pour les surfaces d'étanchéité 5, 6.Le corps 4 est de préférence revetu d'acier inoxydable. I1 peut aussi être muni d'un revêtement en tétrafluoroéthylène. Sur les extrémités du bottier cylindrique 3 sont disposées des bobines magnétiques 7 et 8 qui peuvent être excitées à l'aide du dispositif de commande et de commutation représenté dans la figure 2. Le corps 4 est constitué soit par un matériau magnétique doux, soit par un aimant permanent. L'aimant permanent peut aussi etre noyé à l'in térieur du corps 4.Les bobines 7, 8 sont excitées de manière que le corps 4 vienne s'adapter, dans la position extrême gauche ou droite, aux surfaces d'étanchéité 5, 6. S'il s'agit d'un corps à aimantation permanente, les deux bobines 7, 8 sont excitées en sens contraire afin que la pression d'application dans chaque position extreme soit aussi importante que possible. Le dispositif de commande et de commutation de la figure 2 comporte deux étages de bascule A, B qui, par l'intermédiaire d'étages de puissance et d'isolation correspondants, délivrent des impulsions de courant suivant la figure 3 pour les bobines de commande 7, 8. Les éléments du circuit servant à déterminer la durée sont représentés schématiquement entre les blocs A et B sous la forme de condensateurs et de résistances. Pour faire varier de façon continue la proportion du mélange, le rapport durée des impulsions/durée des intervalles entre impulsions des deux trains d'impulsions de la figure 3 est modifié en faisant varier en sens contraire et de façon permanente les deux résistances R1, R2, au moyen d'un dispositif mécanique connu.De ce fait, les impulsions du train d'impulsions inférieur sont par exemple toujours plus courtes et les impulsions du train d'impulsions supérieur sont plus longues. Comme on peut le voir d'après la figure 3, les impulsions de l'un des trains d'impulsions coïncident avec les intervalles d'impulsions de l'autre train. Les deux courants de liquide se trouvant sous pression dans les conduites d'amenée 1 et 2 sont de cette façon alternativement interrompus et débloqués, et ce dans une proportion telle que l'on obtient la proportion de mélange souhaitée. La fréquence des impulsions est comprise entre 5 et 30 Hz. La soupape à trois voies représentée dans la figure 1 peut aussi etre modifiée,de manière que le corps de soupape cylindrique 4 soit bloqué dans la position extreme droite par exemple, au moyen d'une force magnétique ou élastiquement mécanique, puis soit simplement commandé vers la position extreme gauche après l'excitation de la bobine 7. A cet effet, le corps de soupape muni d'un aimant permanent est maintenu dans la position extreme droite, par exemple par la bobine 8 excitée en permanence, et lors de l'excitation de la bobine 7, est envoyé dans la position extrême gauche. La force élastique dirigée vers la gauche peut aussi être créée à l'aide d'un ressort mécanique disposé à l'intérieur, par exemple un ressort hélicoldal. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour mélanger deux courants de liquide suivant une proportion réglable, notamment pour obtenir un gradient continu en chromatographie en phase liquide, en utilisant des soupapes pouvant être commutées électromagnétiquement dans les trajets des liquides, caractérisé par le fait que l'on prévoit un dispositif de commande et de commutation et que celui-ci délivre aux soupapes des impulsions de commutation dont le rapport durée des impulsions/intervalle entre impulsions est réglable de manière que les deux courants de liquide soient alternativement bloqués et débloqués. 2. Dispositif suivant la revendication 1, comportant respectivement une soupape dans chaque trajet de liquide, caractérisé par le fait que le dispositif de commande et de cowxnta- tion délivre deux trains d'impulsions dont le rapport durée des impulsions/durée des intervalles entre impulsions est réglable, et que chaque train est respectivement appliqué au dispositif d'actionnement des soupapes, les rapports durée des impulsions/ durée des intervalles entre impulsions des deux trains dtiEpul- sions pouvant etre réglés en sens contraire. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les impulsions des deux trains d'impulsions sont synchronisées de manière que les impulsions de l'un des trains correspondent aux intervalles entre impulsions de l'autre train. 4. Dispositif suivant la revendication 7, comportant une soupape à trois voies par l'intermédiaire de laquelle sont réunis les deux courants de liquide, caractérisé par le fait que l'on prévoit un piston de commande en matériau magnétique, pouvant se déplacer dans un bottier cylindrique entre deux positions extrêmes, et comportant aux deux extrémités des surfaces d'étanchéité qui s'adaptent à des surfaces coniques formant soupapes prévues aux extrémités du bottier, un écoulement commun prévu au milieu du bottier, ainsi que des bobines de commande disposées sur les extrémités du bottier et destinées à actionner le piston de commande, les bobines de commande étant excitées par l'intermédiaire des impulsions du dispositif de commande et de commutation. 5. Dispositif suivant la revendication 4, comportant une soupape à trois voies, caractérisé par le fait que le corps de soupape cylindrique est bloqué dans une position extrême au moyen de forces magnétiques ou élastiquement mécaniques, et peut être commandé électromagnétiquement pour arriver dans l'autre position extrême, au moyen d'une bobine disposée sur l'extrémité opposée du bottier.