Brevet FR2391462A1 — publié le 19781215

La présente invention concerne un appareil de prélèvement d'échantillons liquides et, en particulier, un appareil de prélèvement destiné à fonctionner en combinaison avec un système d'analyse d'échantillons liquides en continu. Un tel système d'analyse d'échantillons liquides en continu est notamment décrit dans les brevets français 1 115 431 et 1 339 726. Dans ce système une aiguille reliée à un tuyau d'aspiration est plongée dans un godet ou elle prélève une quantité de liquide à analyser, puis relevée hors du godet pour aspirer une bulle d'air, puis plongée dans un bac de liquide de rinçage où elle prélève une autre quantité de liquide de rinçage, et enfin relevée pour aspirer une seconde bulle d'air, les opérations précédentes constituant un cycle de fonctionnement qui est renouvelé pour chaque~godet d'échantillon liquide présenté sous l'aiguille. L'appareil de prélèvement de l'invention a pour fonction de déplacer aiguille de prélèvement au cours de chaque cycle d'ppérations, comme on l'a indiqué ci-dessus, et de déplacer les godets contenant les échantillons liquides à analyser de marnière à associer au cours de chaque cycle un godet différent avec l'aiguille de prélèvement. En général, les godets sont disposés sur une couronne circulaire qui tourne d'un pas angulaire élémentaire à chaque cycle. Dans chaque cycle de mouvement de l'aiguille, le godet concerné et donc la couronne circulaire doivent ê.tre immobiles tant que l'aiguille plonge dans le godet, puis se relève hors de celui-ci. Ensuite, pendant que l'aiguille plonge dans le bac de rinçage, puis se relève hors du bac, la couronne doit tourner d'un pas; angulaire élémentaire. Ce mouvement pas tapas est obtenu en utilisant des dispositifs du genre croix de malte ou analogues.Dans l'appareil de l'invention, on utilise un dispositif de ce tppe.- Dans chaque cycle de fontionnemènt de l'aiguille, un demi-cycle concerne une descente et une montée de l'aiguille suivant une droite verticale pratiquement alignée avec le godet traite et un second demi-cycle concerne une descente et une montée de l'aiguille le long d'une ligne décalée par rapport à la verticale du godet. Dans le brevet 1 339 726, on décrit un appareil où la ligne décrite par l'aiguille autours du second demi-cycle est une verticale décalée angulairement par rapport à-un axe de potence supportant l'aiguille. Donc, entre chaque demi-cycle, il faut faire- tourner la potence autour de l'axe en respectant le mouvement de la couronne circulaire supportant les godets. Ces mouvements alternatifs ne sont obtenus qu'en utilisant une mécanique relativement compliquée. Dans le certificat d'utilité7439097, on décrit un appareil où la ligne décrite par l'aiguille au cours du second demi-cycle est une verticale décalée radialement par rapport à la verticale du godet. Pour obtenir le mouvement "carré" de l'aiguille, on doit encore utiliser une mécanique relativement compliquée, qu'il faut combiner avec la n;écaniclue de rotation de la couronne, ce qui conduit à un prix de revien encore élevé. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un appareil de prélèvement sensiblement plus simple que les appareils connus, dont ceux que l'on a mentionnés ci-dessus. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un appareil de prélèvement d'échantillons liquides dans lequel, au cours du second demicycle, l'aiguille décrit un arc de cercle dans le plan radial de la verticale du godet, pour plonger dans un bac de liquide de rinçage, puis se relever le long du même arc de cercle, mais en sens inverse, pour sortir dudit bac de liquide de rinçage. La caractéristique de l'invention mentionnée ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaiitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins, joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en coupe verticale de l'appareil de l'invention, au cours du premier demi-cycle, l'aiguille étant plongée dans un godet, la Fig. 2 est une vue schématique en plan cte l'appareil de l'invention, dans la position montree à la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue schématique en coupe verticale de l'appareil de l'invention, au cours du second demi-cycle, l'aiguille étant plongée dans le bac de liquide de rinçage, la Fig. 4 est une vue schématique en plan de l'appareil de l'invention, dans la position montrée à la Fig. 3, la Fig. 5 est une vue en coupe verticale d'un dispositif supplémentaire améliorant encore les possibilités de l'appareil de l'invention,- et la Fig. 6 montre une variante de forme de came utilisée dans l'appareil. A la Fig. 1, l'appareil de prélèvement comprend un plateau porte-godets 1 pouvant tourner fou autour d'un axe vertical 2 par l'intermédiaire d'un palier 3, qui porte des godets, tels que le godet 4, qui contiennent des échantillons, par exemple, sanguins, et qui est entraîné en rotation, d'une manière intermittente ou pas à pas, par un dispositif d'entrafnement 5 monté sur un axe vertical 6 entraîné par un moteur 7, auquel il est couplé au moyen d'un accouplement 8. Sur l'axe 6, est monté un manchon 9 qui porte un disque 10 incline par rapport à la verticale et destiné à servir de came, la position verticale du manchon 9 sur l'axe 6 étant ajustée par une vis de serrage 11.A sa périphérie, le disque 10 supporte une tige 12 à position horizontale fixe, dont l'extrémité inférieure 13 glisse sur la surface du disque 10 au cours de la rotation de ce dernier autour de 6. A son extrémité supérieure, la tige 12 porte un support 14 qui comporte un pivot 15. Un bras 16 portant, à une extrémité, une aiguille 17 et, à l'autre extrémité, un contre-poids 18, est monté pivotant sur le pivot 15 qui passe à travers une lumière 19 du bras 16. Un ressort 20 est comprimé entre le pivot 15 et la partie du bras 16, du côté du contre-poids 18, et sert à rappeler le bras 16 en position de repos par rapport au pivot 15, c'est à dire à éloigner le contre-poids 18 du pivot 15 ce qui entraîne le redressement de l'aiguille 17. L'extrémité d'une vis 21, passant à travers la base 22 du support 14 et en contact avec le dessous du bras 16, du cSté du contre-poids 18, permet de régler pratiquement horizontalement la position du bras 16, c'est à dire la position de repos verticale de l'aiguille 17.- L'appareil comprend encore une base de ch ssis 23 sur laquelle sont montés l'axe 2, le moteur 7 ainsi que des manchons 24 et 25 servant de guides respectivement à l'axe .6 et à la tige 12. Entre le chassies 23 et un crochet 26 ìxé sur le support 14, est tendu un ressort 27 qui ajoute sa force de traction au poids du support 14 et du bras 16 pour assurer le bon contact entre 13 et 70, quelle que soit la position de 12 dans 25.Suivant le poids de 14, on peut supprimer le ressort 27. Sur le châssis 23, est également montée une potence consituée par un montant vertical 28 et une barre horizontale 29. L'appareil est encore complété par un anneau coulissant 30 monté, en porte-à-faux, sur une tige 31 passant dans un manchon guide 32 et dont l'extrémité inférieure, comme 13, repose sur le bord du disque 10. En fait, la Fig. 1 représente l'appareil au moment où, au cours d'un cycle de fonctionnement, l'aiguille 17, dont l'extrémité supérieure. est reliée à un tuyau d'aspiration 33, Fig. 5, prélève du liquide dans le godet- 4 en position basse. Le bras 16 est libre de tourner autour du pivot 15, mais est maintenu horizontal par le poids de 18. Lttextrémité 13--de 12 est à son point le plus bas, en contact avec le point de contact le plus bas du disque 10. La vue en plan de la Fig. 2 montre l'appareil dans la même position qu'à la-Fig. 1. Il y apparat que l'axe 6 du dispositif d'entraînement 5 du plateau 1 n'est pas dans le plan vertical contenant l'axe 2 et le bras 16, mais dans un plan vertical parallèle contenant la tige 12. Le dispositif d'entrainement 5 comprend une partie cylindrique 34 d'axe 6 et un doigt 35, la partie de 34 en regard du doigt 35 étant découpée. Par ailleurs, il-apparart également que la périphérie du plateau 1 est découpée de manière à présenter, en face de chaque trou godet 36, un arc de cercle- de m eme diamètre que celui de 34 et ouvert vers ltextérieur, comme 37, et, entre deux trous 36, une encoche 38.Quand l'aiguille 17 est à son point le plus bas, comme le montre la Fig. 1, le doigt 35 du dispositif d'entraînement 5 se trouve aligné avec des axes 2 et 6, de l'autre côté de 6 par rapport à 2, et la surface latérale de 34, opposée à 35, se trouve en contact avec la découpure 37 correspondante du plateau 1. Ainsi, au cours de la rotation de l'axe 6, entraîné par 7, tant que la surface latérale de 34 est en contact avec 37, le plateau 1 ne peut tourner ce qui évite tout mouvement relatif horizontal du godet 4 et de l'aiguille 17. La Fig. 4 montre les positions relatives du dispositif d'entralnement 5 et-du plateau 1, quand l'axe 6 a tourné d'un demi-tour. Le doigt 35 se trouve dans une encoche 38 et, par conséquent, entraîne le plateau 1 dans le sens de la flèche. Au moment où le doigt 35 a embrayé l'encoche 38 correspondante, la portion découpée dans 34 a permis le déverrouillage du plateau 1. Quand le doigt 35 quittera l'encoche 38, la surface latérale de 34 rendra, à nouveau, le plateau t stationnaire. A noter que la portion découpée dans 34 doit, en principe, être cylindrique, en creux, mais qu'une découpe droite, telle qu'indiquée aux Figs. 2 et 4, diminue le coût d'usinage tout en assurant un blocage convenable du plateau 1. La Fig. 3 permet d'illustrer les différentes étapes de fonctionnement de l'appareil pendant que l'axe 6, entraîné par le moteur 7, tourne d'un demitour. En prenant comme point de référence initial, la position de la Fig. 1, dès que l'axe 6 quitte cette position, la rotation de la came 10 repousse la tige 12 qui monte en entraînant le support 14, le bras 16 et l'aiguille 17. Quand, au cours de la montée, une encoche 39, prévue sur la face supérieure du bras 16 dans le même plan vertical que la barre ronde 29t du bras 16 rencontre la barre 29, l'appareil se trouve dans la position indiquée en traits mixtes en 40, Fig. 3; l'aiguille 17 est complètement sortie du godet 4 et aspire de l'air. Une fois cette position indiquée par 40 dépassée, la tige t2 continuant à monter, le bras 16 tourne autour de la barre 29, tandis que le pivot 15 solidaire. de la tige 12 continue à monter en se-déplaçant dans la lumière 20 du bras 16 et en comprimant le ressort 20, et prend au point le plus haut de la came 10, la position indiquée oblique montrée en traits pleins à la Fig. 3. Il apparaît qu'entre la position indiquée en 40 et la position haute, la pointe de l'aiguille 17 a décrit, vers le bas, l'arc de cercle indiqué en traits mixtes 41. Pendant ce mouvement, la pointe de l'aiguille 17 vient plonger dans un bac 42, qui n'était pas représenté à la Fig. 1 pour permettre de voir le dispositif 5, rempli d'un liquide de rinçage.Le bac 42, non montré à la Fig. 2, pour simplifier le dessins, est également représenté à la Fig. 4 Le bac 42 est relativement allongé étant donné que la pointe de 17 sty déplace presque suivant une horizontale. Il faut bien noter qu'une simple inclinaison du bras 16 autour du pivot 15, supposé lié au bras 76, inclinaison pouvant betre provoquée par la barre 29, mais l'encoche 39 n'existant pas, ne permettrait-pas d'obtenir la plongée de l'aiguille dans un bac de rinçage,-tel que 42. En effet, le pivot 1-5 continuant à monter, la pointe de 17 ne décrirait pas un arc de cercle, tel que 41, et ne descendrait pas sensiblement autour de la position indiquée en 40. Les rlesde l'encoche 39 et de la barre 29, ainsi que de la lumière 79 permettant le déplacement du pivot 15 par rapport à 16, apparaissent donc comme très importants pour le fonctionnement de l'appareil.Ces éléments permettent, en effet, au cours du simple mouvement alternatif de la tige 12 de faire plonger l'aiguille dans deux récipients différents. Il faut noter encore que pour chaque cycle alternatif de la tige 12, 1'axe 12 ne fait qu'un tour. Cela permet, d'une part, d'éviter des pignons de réduction ou multiplication de vitesse et, d'autre part, de se servir-directement delta périphérie du plateau porte-godets 1, en combinaison avec lue dispositif 5, pour faire avancer le plateau pas à pas.Dans les appareils de prélèvement de l'état de la technique, en plus du plateau porte-godets, il faut prévoir un plateau spécial servant à l'entratnement. Il est bien évident toutefois, que l'on peut prévoir encore deux plateaux, l'un pour porter les godets et l'autre dont la périphérie permet d'effectuer l'entrainement, la solution de l'exemple décrit à un seul plateau étant bien sur plus économique. Quand l'axe 6 continue à tourner, la tige 12 descend, le ressort 20 repousse le bras 16 -par rapport au pivot 15 et le contre-poids 18 redresse le bras 16, l'aiguille sort du bac 42, la vis 21 arrête le bras 16 en position horizontale, et l'aiguille peut descendre dans un nouveau godet 4 jusqu'à atteindre la position de la Fig. 1. La tige 31 supportant l'anneau 31 a un mouvement symétrique de celui de la tige 12. A la Fig. 1, elle est en position haute poussée par la came 10 de manière que l'anneau 30 vienne entourer le fond du godet 4. gon suppose que l'anneau 30 porte des transducteurs électro-magnétiques capables de lire des marques magnétiques portées par le fond du godet 4 et qui identifient l'échantillon de liquide transporté par le godet. A la Fig. 3, la tige 31 est descendue jusqu'à une butée, de manière que l'anneau 30 se trouve au-dessous du fond des godets en dégageant l'espace nécessaire pour la rotation du plateau. Quand le liquide à prélever contient des particules solides susceptibles de se déposer au fond du godet 4, il est préférable d'éviter que la pointe de l'aiguille 17 ne plonge dans le dépôt de ces particules, dont certaines seraient aspirées ce qui pourrait entrainer l'obturation de l'aiguille et, donc, une panne. Le cas d'un liquide meulé à des particules se rencontre avec le sang contenant des hématies. Il faut, pour éviter cet inconvénient, limiter la descente de la pointe de l'aiguille 17 à une certaine profondeur au-dessous du niveau du liquide du godet 4. Le dispositif de la Fig. 5 permet de résoudre ce problème. A la Fig. 5, on a représenté, à plus grande échelle, le disque 10, la tige 72, la base du châssis 23, le godet 4, l'aiguille 17, le bras 16, le support 14 et le guide 25 formé d'un bloc cylindrique percé pour le passage de 12. Le support 14 est encore traversé par une tige 43 verticale, qui, dans la position montrée, repose sur le haut du guide 25. Le support 14 comporte encore une bobine électro-magnétique 44 avec un noyau plongeur 45 qui tend à eXtre appliqué contre la tige 43 par un ressort 46. Quand la bobine 44 n'est pas alimentée, le noyau 45 est repoussé vers 43 par 44 et, par le bloc de caoutchouc 47, ou tout autre matériau antidérapant, emptche tout mouvement relatif du support 14 par rapport à la tige 43.Quand la bobine 44-est alimentée, le noyau 45 écarte le bloc 47 de la tige 43 et rend indépendants les mouvements de 14 et 43. Par ailleurs, le bras 16 porte, à proximité immédiate de l'aiguille 17, une électrode 48 dont la pointe est à un niveau légèrement supérieur à celui de l'aiguille 17. Le fonctionnement du dispositif de la Fig. 5 est le suivant. On suppose que l'aiguille 17 est en train de descendre et que la bobine 44 est alimentée. La tige 43, que rien ne retient, est tombée jusqu'a buter contre le guide 25. Quand l'aiguille 17 a plongé, dans le liquide du godet 4, d'une profondeur égale à l'écart de niveau entre les pointes de 48 et 17, le liquide crée un court-circuit électrique qui est détecté par les fils 49 et 50 reliés respectivement à 48 et 17, les fils électriques 49 et 50 étant par ailleurs reliés à un détecteur, non montré qui déclenche un commutateur électrique, également non montré, qui coupe le courant dans la bobine 44. Le bloc 47 est appliqué contre 43 et le support 14 ne peut plus descendre, la tige 12 reste suspendue au-dessus de la came 10 retenue par tG. Donc, l'aiguille cesse de descendre. Quand la came 10 a accompli un certain angle de rotation, elle repousse1 à nouveau, la tige 12 vers le haut ce qui soulève ensemble le support 14 et la tige 43, car la bobine 44 est toujours non alimentée. Quand l'aiguille 17 plonge dans le bac 42, il se produit un second court-circuit avec l'électrode 48, ce qui entrain une nouvelle détection et un changement d'état du commutateur électrique qui alimente la bobine 44. Au retrait du bloc 47, la tige 43 se désolidarise du support 14 et retombe sur 25. On retrouve alors les conditions initiales précédentes. Il est bien évident que la différence de niveau entre 48 et 17 doit pouvoir titre réglable. Dans l'exemple de réalisation des Figs 1 à 4, pour qu'en position. d'aspiration dans un godet ou dans le bac de rinçage, l'aiguille 17 ait le temps suffisant pour aspirer des quantités raisonnables de liquides, on peut prévoir d'arrenter le moteur 7 tous les demi-tours avec des temporisations prédéterminées. On peut également utiliser un disque 70 ayant le profil indiqué schématiquement à la Fig. 6, avec Un segment horizontal 51 en position basse et un segment horizontal 52 en position haute. On peut alors faire tourner le moteur 7 plus lentement, mais d'une façon continue, l'arc de cercle défini par 51 déterminant le temps d'aspiration dans un godet et celui défini par 52 le temps d'aspiration dans 42. L'angle du disque entre 51 et 52 par rapport à la verticale peut être alors plus faible pour accélérer les mouvements de l'aiguille 17 entre ces deux états. Il est bien évident que l'appareil de prélèvement que l'on vient de décrire peut aussi être utilisé avec des systèmes autres que des systèmes d'analyse en continu. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que ladite description nta été faite qu'à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REllENDICATIONS 1) Appareil de prélèvement d'échantillons liquides dans lequel une aiguille de prélèvement est déplacée au cours d'un premier demi-cycle de fonctionnement pour prélever du liquide d'échantillon et au cours d'un second demi-cycle de fonctionnement pour prélever un liquide de rinçage ou second liquide, le premier demi-cycle concernant la descente et la montée de l'aiguille sensiblement verticalement dans un godet contenant un échantillon, caractérisé en ce qu'au cours du second demi-cycle, l'aiguille décrit un arc de cercle dans le plan radial de la verticale du godet, pour plonger dans un bac contenant le second liquide, puis se relever le long du même arc de cercle, mais en sens inverse pour sortir dudit bac. 2) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aiguille est supportée par un bras couplé élastiquement à un pivot solidaire d'une tige verticale qui décrit, au cours de chaque cycle de fonctionnement de l'appareil, une montée et une descente cycliques, en haut de la course de ladite tige, le bras étant bloqué parne-btLtée autour de laquelle il pivote de manière que l'aiguille décrive un arc de cercle vers le bas tant que la tige monte, ledit pivot pouvant se déplacer dans un lumière du bras, puis vers le haut quand la tige commence à redescendre, ledit pivot étant rappelé à sa position initiale. 3) Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tige est mue par une came en forme de disque monté obliquement sur un axe vertical. 4) Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit axe entraîne un dispositif d'entraSnement entraînant un plateau portant des godets d'échantillons. 5) Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif dtentratnement engrène directement le bord dudit plateau. 6) Appareil suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit disque comporte des segments horizontaux pour définir des positions quasi-stationnaires hautes et basses. 7) Appareil suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la position de ladite came est réglable en hauteur. 8) Appareil suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que ledit bras est relié à ladite tige par un support dans lequel coulisse une seconde tige dont il peut être rendu solidaire par un électro-aimant commandé par la position de l'aiguille.