Brevet FR2356912A1 — publié le 19780127

La présente invention est relative à un dispositif pour distribuer et doser des liquides et elle vise plus particulièrement un dispositif pour distribuer et doser de petits volumes d'un produit liquide de façon automatique et régulée, en ce qui concerne la rapidité, la force de distribution, la répétabilité, avec en outre la possibilité de distribuer en une fois une dose unique ou plusieurs doses. Les procédés classiques de distribution de petites quantités ou petits volumes utilisent en général des seringues, des pipettes, des tubes capillaires et autres dispositifs manuels qui délivrent une dose unique de liquide en une fois. Ces dispositifs connus ne fonctionnent pas de façon continue car ils doivent être remplis chaque fois par la même buse ou orifice que celui qui sert à la distribution du liquide. Ce mode de fonctionnement entraxe une perte de temps et il ne peut convenir à assurer la distribution et le dosage de centaines de portions ou doses par jour. Par ailleurs, dans ces dispositifs la force de distribution (force d'évacuation du liquide) ne peut pas être maintenue constante ou réglable pour mélanger de façon répétitive le liquide distribué, par exemple un agent réactif, en l'injectant dans un autre liquide, par exemple un échantillon. Les systèmes automatiques classiques de distribution et de dilution sont coûteux car ils sont basés sur l'utilisation de seringues de précision, de moteurs pas-à-pas, de valves électriques et de compresseurs d'air. En raison de leur complexité, ces systèmes classiques de distribution comportent de nombreuses pièces mobiles et pouvant s'user. En conséquence, la présente invention se propose drapporter un dispositif simple et économique qui soit capable de mesurer et de distribuer des agents réactifs et des liquides, rapidement et automatiquement. Selon ltinvention, cet objectif est atteint en apportant un dispositif pour distribuer et doser de petits volumesde liquides à Itaide d'une unité composite comprenant un souffle t compressible et expansible et un solénoïde pour actionner ce soufflet. La présente invention est basée sur le principe de la mesure de volumes de liquides à l'aide d'un soufflet compressible et expansible qui distribue une quantité de liquide dont le volume est égal à la variation de son volume interne quand il est comprimé. Un tel dispositif possède peu de pièces mobiles et il est de construction simple. n ntexige que peu dténergie pour distribuer le liquide étant donné que les forces de frottement sont réduites à un minimum. Ce principe permet une grande souplesse et une universalité en ce qui concerne la construction et les applications du dispositif. Le dispositif selon l'invention peut distribuer de petits volumes de liquide allant du microlite au millilitre, sous la forme d'une dose unique ou de doses successives, simultanément dans un ou plusieurs récipients tels que des tubes à essais ou des fioles, avec une précision supérieure à 0, 5 % et un taux de répétabilité supérieur à 0, 2 7o. On peut inclure deux système s de distribution dans un même instrument, auquel cas le dispositif peut être utilisé en tant que système de dilution ou pour distribuer deux liquides ou agents réactifs différents, simultanément ou de façon séquentielle. Le dispositif selon l'invention est constitué d'un soufflet pompant le liquide, qui est actionné par un solénoide. L'alimentation en liquide, à partir d'un réservoir, du soufflet et des buses ou orifices de distribution, est obtenue à l'aide de deux clapets anti-retour ou de valves à solénolde, placés respectivement dans ia conduite d'alimentation en liquide et dans la conduite d'évacua~- tion du liquide, qui assurent une circulation de liquide dans un seul sens. On peut obtenir une sélection de volume progressive en réglant la longueur de la course du solénoide. La force et la vitesse de distribution est régulée à l'aide de la tension de fonctionnement du solénoide et du diamètre de la buse de distribution. La présente invention peut être appliquée à un dispositif automatique mono- ou pluri-canal, tenu à la main, du type pistolet, ou dans un instrument de laboratoire, à poser sur une table, comportant un ou une pluralité de systhèmes indépendants de distribution à soufflet et solénoide. Lorsque l'on uti- lise deux systèmes, on peut faire fonctionner l'instrument soit comme appareil de dilution, soit comme distributeur de deux agents réactifs. La distribution peut être réalisée par l'intermédiaire soit d'une seule buse ou orifice, soit d'une pluralité de buses. Dans le modèle à canal multiple ou pluri-canal, on prévoit un mécanisme de transport automatique pour un plateau à échantillons qui permet de distribuer en une heure un liquide ou un agent réactif dans plusieurs centaines de tubes à essais, de fioles et récipients similaires. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence à la figure unique du dessin annexé qui en illustre à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation. En se référant à la Figure, on voit en 1 le soufflet pouvant être réalisé en métal, "Téflon11, ou autre matière dure, et qui comporte un ou plusieurs plis. Ce soufflet produit une action de pompage lorsqu'il est comprimé par un solénolde 2, et quand il revient à son état gonflé soit par l'intermédiaire de son propre effet de ressort, soit à l'aide d'un ressort auxiliaire disposé dans le soufflet. Sur l'extrémité, côté admission, est prévue une conduite 10, munie dcun clapet anti-retour ou d'une valve à solénoïde 4, et sur l'extrémtté, coté évacuation, est prévu un autre clapet anti-retour ou une valve à solénoïde 3, ces clapets ou valves 4, 3, ne laissant s'écouler le liquide que dans un seul sens.Le fonctionnement du souffle t est obtenu à l'aide d'un solénoide 2. On peut modifier la position de ce solénoïde par rapport au soufflet pour régler la course et le volume du liquide délivré par le soufflet. Le solé - notre et le soufflet peuvent être réalisés afin d'obtenir une course unique ou une pluralité de courses grâce à un circuit de commande électrique 6. Lorsque le dispositif selon l'invention est utilisé selon un mode monocanal, le liquide est extrait d'un réservoir 5 et amené dans le soufflet par l'intermédiaire du clapet anti-retour 4, sous l'faction du solénoïde. Ce liquidetraverse le clapet anti-retour 3, circule dans le tube de distribution 8 et est amené dans un récipient récepteur par l'intermédiaire d'une buse ou d'un orifice. Lorsque le dispositif selon l'invention est utilisé selon un mode multicanal, le liquide est amené à passer, à partir du soufflet 1, par l'intermédiaire du clapet 3 et du tube 8, dans une chambre de division 11 qui comporte deux ou plusieurs tubes de sortie de même dimension, terminés par des bases ou orifices 12 de même longueur et diamètre. Des récipients récepteurs 14 peuvent être placés dans un plateau 13 qui peut être amené, de façon automatique, sous les buses 12. Le volume distribué est réglé par la valeur de la surface effective du soufflet et la longueur de la course qui comprime le soufflet. La surface effec Z 2 tive du soufflet peut varier entre 0, 1 cm et 100 cm , la longueur de la course peut aller de 0 à 10 mm avec un soufflet en acier inoxydable ou en "Téflon'l, lorsquXon utilise des solénoïdes classiques à courant continu. La force de rappel ou la constante de rappel du soufflet, qui est la force, exprimée en Newton (N) nécessaire pour comprimer le soufflet sur une distance de I mm, peut varier en fonction des dimensions du soufflet entre 0, 1 et 10 N,4nm. La plus petite valeur, à savoir 0, 1 N/mm correspond. à une distribution d'un volume d'environ 10 microlitres, et la valeur la plus élevée (10 N/mm) correspond à un volume distribué de 20 millilitres environ. La force du solénolde est choisie égale à environ deux fois la force de rappel correspondante du soufflet. La force du solénoïde et la force de rappel du soufflet augmentent dans le même sens, c'est-à-dire lorsque le soufflet est comprimé à l'aide du solénoïde, la force du solénoide augmente en même temps que le soufflet exige davantage de forces pour être comprimé davantage-. ll est nécessaire d'utiliser environ la moitié de la force du solénoide pour distribuer le liquide à partir du soufflet, les efforts maximaux dans les solénoides utilisés se situant dans le domaine de 0, 5 N à 30 N. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé en tant que système intégré pour la distribution d'agents réactifs dans des instruments analytiques, tels que par exemple des analyseurs d'enzyme, de substrat et de luminescence. Dans ces instruments, le dispositif selon l'invention, solénolde-soufflet, peut être utilisé pour injecter des agents réactifs dans un tube à essai, une fiole ou une cellule, contenant l'échantillon. De cette façon, on peut réaliser le mélange des agents réactifs et de l'échantillon avec une précision et une vitesse répétitives, ce qui permet de réaliser des mesures cinétiques sans systèmes compli qués de pompage et de mélangeage. I1 demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à exemple de réalisation décrit et représenté ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour doser de petits volumes de liquides, caractérisé en ce qu'il est constitué par une unité comprenant un soufflet compressible et expansible et un solénoide pour actionner ce soufflet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit soufflet est raccordé à une conduite d'alimentation en liquide et à une conduite dXévacuation de liquide, chacune de ces conduites étant munie d'un clapet antiretour ou d'une valve à solénolde. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la course du soufflet peut être commandée par la position du solénoide par rapport au soufflet. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité constituée du soufflet et du solénoïde est connectée à un circuit de commande électrique pour faire fonctionner ladite unité comme distributeur à course unique ou à courses multiples. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la constante de rappel du soufflet est de 0, 1 à 10 Newton/mm, en ce que la force du solé nos'de est sensiblement égale à deux fois cette constante de rappel avec des valeurs extrêmes de 0, 5 à 30 N, et en ce que la force du solénoïde et la force de rappel du soufflet augmentent dans le même sens.