Brevet FR2389122A1 — publié le 19781124

La présente invention concerne un échantillonneur de liquide passant dans une tuyauterie, fonctionnant par prèlevement. Les échantillonneurs classiques de liquide prèlèvent des échantillons liquides dont la quantité n?est pas proportionnelle au débit à contrôler. En fait, quand on a un mélange à préparer, on remplit un réservoir avec les différents produits mélangés préalablement et on brasse l'ensemble du réservoir de façon à homogénéiser le mélange le mieux que l'on peut. Pour déterminer la composition du produit dans le réservoir, on prélève de temps à autre des- échantillons que l'on analyse et on corrige par un apport plus ou moins abondant de chacun des composants Jusqu'd obtenir la composition que lton s'est fixée. En fait les prélèvements ne sont pas faits absolument régulièrement et on exécute ceux-ci à intervalles espacés et en des endroits bien déterminés du réservoir qui ne sont pas obligatoirement représentatifs de l'ensemble. De ce fait, les échantillons et le cumul de ceux-ci ne sont pas rigoureusement représentatifs et leur analyse ne donne qu'une -indication relative, approchée. Les corrections ont donc une efficacité limitée. Le but de la présente invention est d'améliorer la représentativité de ces échantillons par le fait qu'ils sont rigoureusement représentatifs. Il est aussi de permettre l'utilisation des échantillons aux fins d'analyse, soit séparément, soit globalement, soit les deux à la fois. Il est encore de régler, selon les besoins ou exigences, la valeur de 1 'u- nité d'échantillonnage. Dans cet esprit, l'invention est caractérisée principalement par le fait que l'échantillonneur combine un ensem ble de moyens intégrants, par rapport au débit dans la tuyauternie, des fragments du liquide prélevés régulièrement et fré- quemment, suivant une fonction donnée du volume du liquide débité, pendant tout le temps d'écoulement dudit liquide. Plus précisément, l'échantillonneur de l'invention est caractérisé par la combinaison a) d'un débitmètre sur la tuyauterie, b) d'un branchement de prélèvements qui peut être ouvert ou fermé suivant une première vanne télécommandée, c) d'un bac à trop plein qui reçoit des prélèvements, dont la capacité fixe le volume unitaire des fragments d'échantillons et dont la vidange peut être ouverte ou fermée suivant une-deu- xième vanne à télécommander, d) d'une cuve d'homogénéisation des fragments d'échantillons - dans laquelle débouche la vidange du bac à trop plein, - comprenant un agitateur, des prises d'échantillons et une vidange qui peut ouverte ou fermée avec une troisième vanne télécommandée, e) de sources d'énergie d'actionnement des différentes vannes et de l'agitateur, f) d'un centre de coordination de fonctionnement des trois vannes et de 1'agitateur en fonction d'informations venant du débitmètre, ledit centre déterminant la fréquence des prélève ment s en fonction du débit et envoyant lesdits prélèvements successivement dans la cuve d'homogénéisation, celle-ci devant être au maximum pleine quand le liquide a cessé de passer dans la tuyauterie. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des criptiont suivante qui en donne un exemple non limitatif de réa Libation pratique et qui est illustré par le dessin Joint dont l'unique figure est un schéma d'ensemble d'un échantillonneur construit suivant les caractéristiques de la présente invention. L'appareil a pour but d'échantillonner du liquide transporté par la tuyauterie 1 et dont le débit est mesuré par le débitmètre 2 qui, par exemple, peut être du type électro-magnétique. Du liquide peut être prélevé dans la tuyauterie 1, par un branchement 3, qui peut être ouvert ou fermé par une vanne à commande pneumatique 4. Le branchement 3 peut remplir un bac à trop plein 5 qui est divisé en deux par une cloison 6 avec une rehausse réglable 7, la partie de droite 8 iu bac 5 déterminant le volume exacte de chaque échantillon par le fait même que l'excédent- retombe, par l'effet de trop plein, dans la partie gauche 9 du bac 5 (flèche 10) et est évacué par la tuyauterie de trop plein 11.La partie de droite 8 du bac 5 comporte une vidange 12 qui peut être ouverte ou fermée par une deuxième vanne télécommandée à commande pneumatique 13. La vidange 12 débouche dans la cuve d'homogénéisation 14 dont le volume est supérieur à la somme des volumes élémentaires des fragments d'échantillons déterminés par la partie de droite 8 du bac 5, qui sont prélevés pendant tout le temps où du liquide s'écoule dans la tuyauterie 1 pour assurer le remplissage du réservoir où l'on prépare le mélange. La cuve 14 comporte un agitateur 15 qui est commandé par un moteur 16 et qui assure l'homogénéisation des différents échantillons qui s'y accumulent. On prévoit encore des prises d'échantillon 17, 18, 19 et une porte de visite 20 ainsi qu'une vidange 21 qui peut être ouverte ou fermée par une troisième vanne télécommandée 22 qui est généralement du type à commande pneumatique. Le rejet de la vidange s'effectue par la tuyauterie 23. Le moteur 16 de l'agitateur 15 est généralement un moteur électrique tandis que les-vannes 4, 13 et 22 reçoivent l'énergie pneumatique par les tuyaux 24, 25, 26 reliés au compresseur 27. Une caractéristique importante de l'invention réside dans un centre de coordination 28 qui reçoit des informations du débitmètre 2 par la ligne 29, qui commande les vannes 4, 13 et 22, respectivement par les lignes 30, 31, 32 et qui commandent le fonctionnement des moteurs électriques 16 et du compresseur 27 par les lignes 33 et 34 respectivement. Le fonctionnement de l'échantillonneur va maintenant entre expliqué. Au départ, le centre de coordination 28 commande la fermeture des trois vannes 4, 13 et 22. Pour déclancher une prise d'échantillon, le centre de coordination 28 lance une information dans la ligne 30 pour que la vanne télécommandée à commande pneumatique 4 s'ouvre et laisse couler par le branchement 3 une quantité de liquide légèrement supérieure au volume de la partie de droite 8 du bac à trop plein 5. Le léger excès de liquide s'écoule au-dessus de la rehausse 7 (flèche 10) et est évacué par la tuyauterie de trop plein 11 dès que la vanne à commande pneumatique 4 se referme. On a donc un volume donné de liquide qui est évacué par la vidange 12 dans la cuve d'homogénéisation 14 dès que l'on ouvre la vanne télécommandée à commande pneumatique 13 par une information lancée au moyen de la ligne 31. Après écoulement complet du fragment d'échantillon contenu dans la partie de droite 8 du bac à trop plein 5, la vanne 13 est refermée par une nouvelle information émise par le centre de coordination 28 est transporté par la ligne 31. I1 va sans dire que le centre de coordination 28 aura mis en route préalablement le compresseur 27 et qu'à partir du moment où du liquide se trouve dans la cuve d'homogénéisation 14, le moteur 16 est mis en route grâce à une information transmise par la ligne 33. De nouveaux fragments sont prélevés, touJours de la même façon, à intervalles qui sont fonction de la quantité du liquide passant dans la tuyauterie 1 et qui est mesurée par le débitmètre 2 qui envoie ces informations au centre de coordination 28, qui, lul-même, détermine la mise en route d'un nouveau cycle tel que celui qui vient d'etre décrit. En général, la tuyauterie 1 sert au remplissage discontinu d'un réservoir. Ce remplissage-se fait donc pendant un temps donné à débit pratiquement constant. Néanmoins cette dernière condition n'est pas indispensable et l'on peut prévoir que le centre de coordination 28 provoquera un cycle de prélèvement de fragment d'échantillon, tel qu'il vient d'etre décrit, après chaque quantité donnée de liquide mesurée par le débitmètre 2. Pendant tout le temps de remplissage du réservoir, on aura donc un prélèvement de fractions d'échantillon. Si on appelle V8 le volume de la partie droite 8 du bac à trop plein 5 et V14 > le-volume de la cuve dthomogé- néisation 14, on devra respecter l'inégalité V14 > nVg Pour un échantillonneur donné, ayant fixé les volumes V8 et V14, le centre de coordination 28 sera réglé pour déterminer la fréquence de prélèvement des fragments d'échantillons en fonction du nombre n qui est fixe pour l'installation et qui est déterminé par inégalité Les prélèvements d'échantillon par la porte de visite 20 ou par les prises 17, 18, 19 pourront se faire à tout moment voulu en vue d'une analyse par un laboratoire. Par ce moyen, le produit se trouvant dans la cuve 14 est le plus fidèlement représentatif de celui qui se trouve dans le réservoir où l'on stocke le mélange et l'on peut y brasser le liquide de façon plus énergique que dans le réservoir, grâce à l'agitateur 15, de façon à homogénéiser au maximum. Les prises d'échantillon pourront y être aussi fréquentes que l'on voudra et les résultats d'analyste seront d'autant plus fiables. Il faut remarquer que l'on peut faire varier le volume V8 en modifiant le réglage de la rehausse 7 et ainsi faire varier le volume des fragments d'échantillon. Si on le veut, on peut prélever un échantillon au sortir de la tuyaute- rie de trop-plein 11, si bien que l'on peut pratiquer une analyse sur un fragment d'échantillon qui est vérifié à la teneur du liquide qui passe dans la tuyauterie 1 à un instant donné. On voit que l'échantillonneur de l'invention a des possibilités beaucoup plus larges que le mode d'échantillonnage classique. Les variantes de l'échantillonneur peuvent être prévues dans lesquelles on a, par exemple, plusieurs branche ment s 3 avec vannes 4 et bacs à trop-plein 5 pour fragmenter encore les échantillons, On a décrit un appareil échantillonnant du liquide dans une tuyauterie mais le meme principe peut être appliqué pour du liquide passant dans une goulotte, par exemple. Dans ce cas, l'ensemble branchement 3-vanne 4 et bac à tropplein 5 peut être remplacé par un godet seul ou encore par un godet et un bac à trop-plein 5, le godet ayant pour mission de remplir totalement la partie de droite 8 du bac 5 Jusqu'à déversement dans la partie gauche 9. REVENDICATIONS 1-/ Echantillonneur de liquide passant dans une tuyauterie, fonctionnant par prèlevement, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il combine un ensemble de moyens intégrants, par rapport au débit dans ladite tuyauterie, des fragments du liquide prélevés régulièrement et fréquemment suivant une fonction donnée du volume de liquide débité pendant tout le temps d'écoulement dudit liquide. 2-/ Echantillonneur de liquide, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par la combinaison a) d'un débitmètre sur la tuyauterie, b) d'un branchement de- prélèvements qui peut être ouvert ou fermé suivant une première vanne télécommandée, c) d'un bac à trop-plein qui reçoit des prélèvements, dont la capacité fixe le volume unitaire des fragments d'échantillon et dont la vidange peut être ouverte ou fermée suivant une deuxième vanne télécommandée, d) d'une cuve d'homogénéisation des fragments d'échantillon - dans laquelle débouche la vidange du bac à trop-plein, - comprenant un agitateur, des prises d'échantillon et une vidange qui peut être uverte ou fermée avec une troisième vanne tél4- commandée, e) d'une source d'énergie d'actionnement des différentes vannes et de l'agitateur > f) d'un centre de coordination de fonctionnement des trois vannes de l'agitateur en fonction d'informations venant du débitmètre, ledit centre déterminant la fréquence des prélèvements en fonction du débit et envoyant lesdits prélèvements successivement dans la cuve dthomogénéisation, celle-ci devant être au maximum pleine quand le liquide a cessé de passer dans la tuyauterie.