Brevet FR2341855A1 — publié le 19770916

La présente invention a pour objet un appareil destiné au prélèvement d'échantillons représentatifs de matières non cohérentes. I1 est fréquent d'effectuer des prélèvements dans des flues et notamment dans des effluents à écoulement libre, par exemple dans les eaux usées provenant d'une usine ou dans les égouts d'une zone urbaine. Le mode de prélèvement le plus ancien consiste à recueillir directement un échantillon à l'aide d'un recipient, tel qu'un seau. Il s'agit d'une technique peu satisfaisante, d'une part en raison du fait quelle n'est pas automatique et, d'autre part, en raison du fait qu'elle ne permet pas le prélèvement d'un échantillon représentatif. En effet, il est très rare que les matières constitutives d'un effluent soient réparties de manière homogène dans toute l'épaisseur de la veine fluide. C'est ainsi que l'on trouve en surface des éléments de faible densite tels que les hydrocarbures puis en allant vers le fond, des éléments de plus en plus lourds. Par conséquent, un prélèvement effectué à une hauteur quelconque de la veine fluide ne permet pas de déterminer avec exactitude les proportions des diverses matières qu'elle contient. Dans la mesure où l'effluent est homogène, il est possible de procéder à un prélèvement à l'aide d'une pompe aspirante. Il convient de noter que les échantillons prélevées correspondent aux matières se trouvant au niveau de la crépine. Il a également été imaginé, dans le cas d'effluents à écoulement libre, d'utiliser des dispositifs consistant en une vis d'Archimède entourée d'un carter ouvert vers l'avant, ou en une Noria. De même que les dispositifs décrits précédemment, ceux-ci ne permettent pas le prélèvement d'échantillons représentatifs de lteffluent. Le brevet français nO 74.05316 du 12/2/1974 et sa première addition nO 75.21304 du 1/7/1975, au nom de la Demanderesse décrivent un dispositif permettant le prélèvement d'échantillons représentatifs de matière non cohérente, a' l'aide d'un tube obturable à son extrémité inférieure, après avoir "découpé" verticalement une veine de fluide. Cet appareil, quoique donnant toute satisfaction dans son fonctionnement ne peut, de par ses dimensions, être utilisé dans n'importe quelle condition. La pressente invention vise à fournir un appareil destiné au prelévement d'ôchantillons représentatifs de matières non cohérentes, qui fournisse de bons résultant3 tout en état utilisable dans des conditions très diverses. A cet effet, cet appareil est remarquable en ce que son corps présente une cavité verticale de section constante débouchant sur toute sa hauteur dans l'une des faces de celui-ci, équipée de moyens d'obturation avec étanchéité, d'autres moyens étant prévus pour réaliser la récupération de ltéchantillon isolé dans la cavité précitée, dans un récipient de volume plus important. L'appareil est introduit dans l'effluent, de façon telle que le niveau supérieur de la cavité soit situé au-dessus de la surface de l'effluent, la cavité ôtant tournée du côté ou arrive l'effluent. Dès que la cavité est pleine, il est procédé à l'obturation avec étanchéité de celle-ci, puis à la récupération de 1'échantillon ainsi isolé, dans un récipient de volume plus important. Ce récipient permet de collecter un nombre relativement important d'ôchantillons prélevées pendant un temps suffisamment important pour que les prôlèvements puissent être considérés comme représentatifs de la nature de l'effluent. Dans une forme préfkrée d'exécution, la cavité est ménagée dans un bloc, déplaçable parallèlement à lui-même relativement à une plaque fixe, de hauteur au moins égale à celle de la cavité, de manière à pouvoir prendre appui sur les lèvres limitant la cavité et à obturer celle-ci avec étanchéité, un clapet étant ménagé à la partie inférieure de la plaque qui, normalement maintenu en position fermée sous l'effet de moyens élastiques, est apte à mettre en communication la cavité avec un récipient de plus grand volume, un conduit d'amenée d'air sous pression, débouchant à la partie supérieure de la cavité, étant ouvert lorsque le clapet est en position ouverte. Avantageusement, les moyens d'actionnement du clapet sont constitués par un doigt qui, solidaire du bloc dans lequel est ménagée la cavité, est apte à ouvrir le clapet lorsque la fermeture étanche de la cavité a été réalisée, ce doigt commandant simultanément l'ouverture ou la fermeture du conduit d'amenée d'air sous pression. L'intérêt d'un tel appareil est sa capacité, et sa faculté de pouvoir etre utilisé en des lieux divers tels que des égouts. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de cet appareil. Figure 1 est une vue en coupe longitudinale, d'un premier type d'appareil Figures 2 et 3 sont deux vues en coupe par un plan horizontal du dispositif de prélèvement proprement dit, respectivement avant et après isolement de l'échantillon Figures 4 et 5 sont deux vues en coupe par un plan vertical correspondant respectivement aux figures 2 et 3 Figures 6 et 7 sont deux vues en coupe par un plan horizontal d'un second dispositif de prélèvement, respectivement avant et après isolement de l'ôchantillon Figure 8 est une vue schématique de côté de ce second dispositif. Le dispositif représenté aux figures 1 à 5 se compose d'un ensemble compact de 60 centimètres de long, de 7 à 10 cm de large et de 50 cm de haut, dont le poids n'excède pas 20 kg. Cet appareil comporte un bâti 2 dont la partie postérieure sert de logement à un certain nombre de récipients 3 d'un volume de l'ordre de 1 litre et demi chacun. A proximité de l'extrémité antérieure du bâti est montée de façon fixe sur celui-ci une entretoise 4 servant de support à deux vérins pneumatiques 5, dont les extrémités des tiges portent un bloc 6, à l'intérieur duquel est ménagée une cavité 7 verticale, de section constante, et ouverte sur toute sa hauteur du côté de l'extrémité antérieure du bâti 2. L'extrémité antérieure du bâti est équipée d'une plaque 8, fixe, de hauteur égale à celle du bloc 6, et de largeur telle qu'elle puisse venir en contact intime avec les lèvres 9 limitant la cavité 7 de manière à obturer celle-ci avec étanchéité, comme montré à la figure 3. A la partie inférieure de la plaque 8 est monté un clapet 10 débouchant dans un conduit 12 relié aux récipients 3. A la partie supérieure de la cavité 7 débouche un conduit 13 d'amenée d'air sous pression. Les vérins pneumatiques 5 sont commandés par des électrovannes situées dans un boltier de commande placé sur le sol près de l'orifice de l'égout. Elles peuvent soit être alimentées par le secteur, soit par des batteries rendant l'installation autonome. L'actionnement des vérins permet d'amener le bloc 6 en contact avec la plaque 8 et à prélever un échantillon de volume correspondant-a celui de la cavité 7, le bloc 6 passant de la position représentée aux figures 1, 2 et 4 a la position représentée aux figures 3 et 5. Le bloc 6 porte un doigt 14 disposé de façon telle que, après qu'ait été obturée la cavité 7, il provoque l'ouverture du clapet 10 et ltouverture du conduit 13 d'amenée d'air sous pression. L'air sous pression chasse ltéchantillon contenu dans la cavité 7 et l'envoie dans l'un des récipients 3, comme montré aux figures 3 et 5. I1 est à noter que l'ensemble des récipients 3 est équipé d'un dispositif permettant, lorsque l'un des récipients est plein, d'envoyer ltéchantillon dans le récipient suivant. Cette opération étant effectuée, les vérins sont actionnés de façon à provoquer le retrait du bloc 6, ce qui assure automatiquement la fermeture du conduit 13 d'amenée d'air sous pression et la fermeture du clapet 10. L'ensemble des opérations successives de prélèvement est avantageusement automatisé. Dans la mesure où un déversoir se trouve immédiatement en aval de l'appareil, il est possible d'asservir la cadence du prélèvement au débit par l'intermédiaire de la hauteur de l'effluent. Il est également possible d'asservir la cadence de prélèvement au débit au moyen de deux capteurs, l'un de vitesse et l'autre de hauteur d'eau, placés sur les parois latérales de l'appareil. Les figures 6 a 8 représentent une seconde forme d'exéciion de cet appareil de prélèvement. Dans ce cas, la cavité 7a est de section circulaire et présente une ouverture longitudinale constituée par une fente 15. L'obturateur est constitué par un élément cylindrique 16 concentrique .à la cavité 7a, logé à l'intérieur de celle-ci et présentant une fente 18 sur toute sa hauteur. Cet obturateur 17 peut pivoter par action d'un moteur 19 monté sur l'appareil. Dans le cas de ce dispositif, les conduits 13 d'amenée d'air sous pression, et 12 d'évacuation de l'échantillon débouchant respectivement a la partie supérieure et à la partie inférieure de la cavité, sont sensiblement diamétralement opposés à l'ouverture 15. De ce fait, lorsque l'obturateur est à la position reprétentée à la figure 6, c'est-à-dire que la fente 18 correspond â celle 15 de la cavité, l'effluent peut pénétrer à l'intérieur de cette dernière. Lorsque la cavité est pleine, il est possible de faire pivoter de lôO- l'obturateur pour l'amener dans la position représentée à la figure 7. Les extrémités des conduits 12 et 13 sont alors dégagés et l'air sous pression peut alors chasser le prélèvement contenu dans la cavité vers un récipient 3, de la manière décrite plus haut. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet appareil décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation C'est ainsi notamment que le clapet 10 pourrait être actiaz par un vérin independant, ou que les électro-vannes pourraient autre remplacées par un dispositif de commandes pneumatiques permettant une utilisation sans danger de l'appareil dans un milieu déflagrant, sans que lton sorte pour autant du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 1. - Appareil destiné au prélèvement d'échantillons représentatifs de matières non cohérentes, caractérisé en ce que son corps présente une cavité verticale de section constante débouchant sur toute sa hauteur dans l'une des faces de celui-ci, équipés de moyens d'obturation avec étanchéité, d'autres moyens étant prévus pour réaliser la récupération de l'échantillon isolé dans la cavité précitée, dans un récipient de volume plus important. 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité est ménagée dans un bloc, déplaçable parallèlement à lui-meme relativement à une plaque fixe, de hauteur au moins égale à celle de la cavité, de manière à pouvoir prendre appui sur les lèvres limitant la cavité et à obturer celle-ci avec étanchéité, un clapet étant ménagé à la partie inférieure de la plaque qui, normalement maintenu en position fermée sous l'effet de moyens élastiques, est apte à mettre en communication la cavité avec un récipient de plus grand volume, un conduit d'amenée d'air sous pression, débouchant à la partie supérieure de la cavité, étant ouvert lorsque le clapet est en position ouverte. 3. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement du clapet sont constitués par un doigt qui, solidaire du bloc dans lequel est ménagée la cavité, est apte à ouvrir le clapet lorsque la fermeture étanche de la cavité a été réalisée, ce doigt commandant simultanément l'ouverture ou la fermeture du conduit d'amenée d'air sous pression. 4. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité a une section circulaire et en ce que ltorgane obturateur est constitué par un élément cylindrique creux qui, interne à la cavité, concentrique à celle-ci, et présentant une fente sur toute sa hauteur, est actionné en rotation par un moteur. 5. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce corm3rinre qu'il comporte des conduits d'amenée d'airtet dtévacuation de l'échantillon, qui débouchent dans la cavité et qui sont sensiblement diamétralement opposés à l'ouverture de celle-ci. 6. - Appareil, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif commandant automatiquement les prélèvements. 7. - Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de commande est agencé de façon telle que la fréquence des prélèvements est proportionnelle au débit de l'effluent à échantillonner.