Brevet FR2420132A1 — publié le 19791012

La présente invention, due aux travaux de Messieurs Roger DEWULF et Michel GERtSIN du COMMISS RIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE, de Monsieur Pierre JANNET de la Société VILLAMOVA et de Monsieur Christian LECOINTRE de la Société SIREL, a pour objet un dispositif de prélèvement d'échantillons liqui des. Ce dispositif peut s'appliquer notamment au-prél-è- vement d'échantillons liquides à. partir d'une colonne d'extraction liquide-liquide. On sait que l'on utilise, par exemple pour réextraire de l'uranium et du plutonium préallement fixés par une solution organique telle que du tributylphosphate ou de la trilaurylamîne, une solution aqueuse acide, et que cette réextraction liquide-liquide s'effectue dans une colonne dans laquelle les deux solutions sont mises à contre-courant ; on utilise de préférence une colonne dite pulsée, c'est-àdire dans laquelle on envoie le liquide de seconde en seconde ce qui facilite le mouvement de va-et-vient de la solution. Dans de telles colonnes d'extraction liquide-liquide, on a besoin de prélever, en des points bien déterminés de ladite colonné, des échantillons présentant un volume très faible, ceci en vue d'une analyse pour déterminer à quel stade en est le processus d'extraction. I1 est connu des dispositifs deprélèvement d'échantillons liquides, notamment des dispositifs comprenant des clapets à bille associés respectivement à des ressorts, et permettant la communication d'un réservoir de liquide avec une conduite de prélèvement, lesdits clapets à bille permettant le passage du liquide sous l'effet desdits ressorts. De tels dispositifs présentent l'inconvénient de ne pas etre d'une étanchéité parfaite. Le dispositif, objet de llinvention, pallie justement les inconvénients rappelés ci-dessus, notamment en ce qu'il est est d'un fonctionnement simple et rapide, permet le prélèvement d'une quantité tres précise d'échantillon liquide, et assure une bonne étanchéité. Le dispositif, conforme à l inventioile se caractérise notamment en ce qu'il comprend un corps. creux cylindriql~e dont une première extrémité comporte un embout de prélèyexiflt, muni d'un joint à lèvres en matière plastique, et dont une deuxame extrémité comporte un embout d'évacuation de l'échantillon liquide prélevé, un pointeau de diamètre inférieur au diamètre dudit corps creux cylindrique de façon à laisser un passage annulaire entre ledit corps creux et ledit pointeau, placé à l'intérieur dudit corps cylindrique et dont l'extrémité en forme de cône est.placée face à l'extrémité du corps cylindrique comportant un embout de prélèvement, ledit pointeau étant susceptible de se déplacer le long dudit corps cylindrique, et des moyens pour déplacer et guider ledit pointeau le long dudit corps cylindrique d'une première position où ledit pointeau est en contact avec la première extrémité dudit corps cylindrique à une deuxième position où ledit pointeau est proche de la deuxième extrémité dudit corps cylindrique. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens pour déplacer le pointeau le long.du corps cylindrique sont constitués par un ressort prenant appui, d'une part, sur l'extrémité dldit pointeau opposée à l'extrémité en forme de cône et, d'autre part, sur la face interne de la deuxième extrémité dudit corps cylindrique, et une bobine solénolde entourant sur une oertaine longueur l'extérieur dudit corps cylindrique, ladite bobine étant susceptible d'agir sur un noyau en fer doux, noyé dans la masse dudit pointeau, de façon à comprimer ledit ressort. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour guider le pointeau le long du corps cylindrique sont constitués par des saillies usinées sur la face externe dudit pointeau. De préférence, il s'agit de trois saillies, faisant un angle de 120 deux à deux. Selon une autre caractéristique de l'invention, les lèpres du joint de embout de prélèvement sont en un matériau élastomère, tel que par exemple du polytétrafluoro é thylene. Selon une caractéristique de l'invention, l'embout d'évacuation de l'échantillon liquide prélevé est constitué par un conduit débouchant dans la deuxième extrémité du corps cylindrique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation du dispositif conforme à'l'invention et de son fonctionnement ; cette disposition se réfère à la figure jointe qui représente schématiquement en coupe le dispositif considéré. Bien entendu, cette description qui va suivre est donnée à titre illustra-if et ne limite en rien l'invention. Sur la figure jointe, on a représenté en l le corps creux cylindrique dont l'une des extrémités comporte un embout 2 de prélèvement et dont l'autre extrémité comporte un embout 3 d'évacuation de l'échantillon prélevé. On a représenté en 4 le pointeau placé à l'intérieur du corps cylindrique 1 l'extrémité en forme de cône 5 de de ce pointeau 4 est placée face à l'orifice central 6 de l'embout de prélèvement 2. A l'autre extrémité de ce pointeau 4 est fixé un ressort 7 qui prend appui-à son autre extrémité sur la face interne latérale 8 de l'extrémité du corps cylindrique 1 opposée à l'extrémité comportant l'embout de prélèvement 2. Le pointeau comporte, de plus, sur-sa face externe cylindrique, trois saillies 9 faisant deux à deux un angle de 1200. Une bobine solénoide 10 entoure sur une certaine longueur le corps cylindrique 1 ; cette bobine est susceptible d'agir sur un noyau 11 en fer doux, noyé dans la masse du pointeau 4. A l'arrière de la bobine solénoide 10 est placée une butée d'arrêt 12. La partie 13 du corps cylindrique 1 est usinée en 14 de façon à pexsmettre le montage du dispositif sur la colonne. L'embout de prélèvement 2 est muni d'un joint à lèvres 15, ce joint étant en un matériau élastomère tel que du polytétrafluoroéthylène. L'embout d'évacuation 3 de l'échantillon liquide prélevé est constitué par un conduit cylindrique débouchant en 16 dans la face longitudinale inférieure de 1 t extrémité du corps cylindrique l opposée à l'extrémité comportant l'embout de prélèvement 2. Le fonctionnement du dispositif de l'invention, décrit ci-dessus, s'effectue de la façon suivante Lorsqu'on ne désire pas prélever de liquide, le pointeau 4 est en position de repos, c'est-.à-direque son extrémité 5 en forme de cône est en contact avec les lèpres du joint à lèpres 15 et obstrue l'orifice 6 de l'embout de prélèvement 2. Cette position est assurée par le ressort taré 7dont l'effort s'applique à l'arrière du pointeau 4. Le pointeau 4 étant dans cette position de repos, on introduit et fixe le dispositif dans la colonne 17 contenant le liquide à prélever 18 ; le montage et la fixation du dispositif stef- fectuent gracie à la partie usinée 14 du corps cylindrique l. Le dispositif étant ainsi fixe', on excite la bobine solénoïde 10 qui agit alors sur le noyau de fer donx 11, ce qui entraîne le déplacement en arrière du pointeau 4 comprimant alors le ressort 7 ; lors de son déplacement, le pointeau 4 est guidé par les saillies 9. La durée d'excitation de la bobine solénoïde 10 est déterminée suivant le voluine d'rchan- tillon liquide que l'on désire prélever.; les différentes durées d'excitation de la bobine correspondant à différents volumes de liquide prédéterminés, peuvent etre fixées de façon manuelle ou automatique. Lorsque le pointeau 4 est ramené en arriere, l'extré- mité en forme de cône 5 libère 7'orifice central 6 et le liquide 18 pénètre dans le dispositif de prélèvement conforme à l'invention ; le liquide 18 passe alors le long du pointeau 4 et s'écoule par le conduit 3 dans le récipient 19 destiné à recueillir l'échantillon liquide prélevé. Une fois que 1' excitation de la bobine 9 est terminée, le pointeau 4 reprend sa position de repos, c'est-à-dire assure l'obstruction de l'orifice central 6. Ainsi, on voit que grâce. à la présence du joint à lèvre 15 en matériau élastique et à la forme de l'extrémité 5 en forme de cône, on a une bonne étanchéité du dispositif de prélèvement lorsque le pointeau 4 est en- position de repos. Le dispositif conforme à l'invention présente de plus de nombreux avantages, notamment la rapidité et la netteté du prélèvement d'un échantillon de quantité très précise, la simplicité du fonctionnement, la facilité de remplacement de la bobine solénoïde, la non-nécessité d'une garniture d'étau chéité complexe, la possibilité de fonctionnement automatique, grâce à la mise en place d'une boite de commande automatique des prises d'échantillons. Le corps cylindrique du dispositif peut etre usiné en tout matériau résistant à la corrosion du milieu. Le dispositif de prélèvement d'échantillons liquides conforme à l'invention, peut être utilisé chaque fois que lton a un problème de prélèvement ou d'arrdt de circulation de fluide, et que l'on désire déclencher un écoulement soudain et précis 5 avec l'assurance que cet écoulement ne sera pas souillé par une rétention provenant d'un prélèvement précédent. -REVENDICATIONS 1. Dispositif de prélèvement d'échantillons liquides1 caractérisé en ce qu'il comprend un corps creux cylindrique dont une première extrémité comporte un embout de prélèvement muni d'un joint à lèvres en matière plastique et dont une deuxième extrémité comporte un embout d'évacuation de l'échan- tillon liquide prélevé, un pointeau de diamètre inférieur au diamètre dudit corps creux cylindrique de façon à laisser un passage annulaire entre ledit corps caeeux et ledit pointeau, placé à i'intérieur dudit corps cylindrique et dont l'extré- mité en forme de cône est placée face à 1 'extrémité du corps cylindrique comportant un embout de prélèvement, ledit pointeau étant susceptible de se déplacer le long dudit corps cylindrique et des moyens pour déplacer et guider ledit pointeau le long dudit corps cylindrique d'une première position où ledit pointeau est en contact avec la première extrémité dudit corps cylindrique à une deuxième position où ledit pointeau est proche de la deuxième extrémité dudit corps cylindrique. 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer le pointeau le long du corps cylindrique sont constitués par un ressort prenant appui, d'une part, sur l'extrémité dudit pointeau opposée à l'extrémité en forme de cône et, d'autre part, sur la face interne de la deuxième extrémité dudit corps cylindrique et une bobine solénoïde entourant sur une certaine longueur l'extérieur dudit corps cylindrique, ladite bobine étant susceptible d'agir sur un noyau en fer doux noyé dans la masse dudit pointeau de façon à comprimer ledit ressort. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications l ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour guider le pointeau le long du corps cylindrique sont constitués par des saillies usinées sur la face externe. dudit pointeau. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour guider le pointeau le long du corps cylindrique sont constitués par trois saillies usinées sur la face externe dudit pointeau, lesdites saillies faisant un angle de 1200 deux à deux. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les lèyres du joint de l'embout de prélèvement sont en un matériau él2stomère. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les lèvres du joint de l'embout de prélèvement sont en polytétrafluoroéthylne. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce que l'embout d'évacuation de l'échantillon liquide prélevé est constitué par un conduit débouchant dans la deuxième extrémité du corps cylindrique. 8. Application du dispositif selon laune quelconque des revendications 1 à 7 au prélèvement d'échantillons liqui- des d'une colonne d'extractIon liquide-liquide.