Brevet FR2411985A1 — publié le 19790713

La présente invention a pour objet un dispositif de pompe à pression de gaz pour liquides et plus particuli8rement un dispositif de pompe sises pulsation et à pression constante ne nécessitant pas un arrêt du débit pour le remplissage du réservoir préssurisé. Ces dispositifs sont utiliseSnotamment en chromatographie en phase liquide, préparative ou analytique et connus généralement sous les dénominations de pompes à pression de gaz, pneumatiques ou à serpentin Ces pompes sont constituées d'un réservoir rempli du liquide à pomper. Une pression de gaz appliquée dans ce réservoir pousse le liquide hors de celui-ci dans les canalisations prévues à cet effet. Toutefois, ces dispositifs présentent certains inconvénients dans certaines applications. Un premier inconvénient résulte de l'impossibilité de remplir le réservoir de la pompe sans supprimer la pression et donc, sans arrêter le débit de celle-ci. Un autre inconvénient résulte du fait que si l'on désire obtenir un produit débit temps important, on doit disposer d'un réservoir pressurisé de grandes dimensions,ce qui peut-être dangereux dans le cas de produits inflammables ou toxiques en cas d'explosion du dit réservoir. Un autre inconvénient réside dans le fait qu'avec un réservoir préssurisé important, le liquide reste longtemps sous la pression du gaz qui se dissout progressivement dans celui-ci, ce qui peut être génant lors de la décompression du liquide par l'apparition de bulles, particulièrement lors d'une utilisation en chromatographie en phase liquide. Enfin, on peut noter également que lors d'un changement du liquide à pomper, le grand volume du réservoir préssurisé pour son rinçage entralnera une consommation importante du nouveau produit à pomper. La présente invention remédie aux inconvénients précités et à pour but de proposer un dispositif dans lequel le réservoir pressurisé reste de petite dimension, qu' il peut être rempli sans interruption du débit et donc que le réservoir principal peuttre de dimension quelconque et rempli au cours du fonctionnement de la pompe, sans affecter aucunement le débit de celle-ci. Le dispositif selon l'invention est du type comportant deux réservoirs pressurisés par un gaz et un réservoir de liquide en charge reliés entre eux par des dispositifs tel que, lorsqu'un des réservoirs se remplit, l'autre continu à se vider vers l'utilisation puis est rempli à son tour tout en continuant à fournir le débit demandé. De ce fait, le débit reste parfaitement constant dans les circuits d'utilisatios Selon une autre caractéristique de l'invention, les niveaux de liquide haut et bas du réservoir pressurisé sont détectés par des capteur, par exemple à conductivité thermique, afin de déclencher au bon moment le remplissage de celui-ci. Un de ces capteurs peut être sur le réservoir principal afin de commander lsarrêt de la pompe et,ou un signal d'alarme si le liquide vient à manquera Selon une autre caractéristique de l'invention, deux ou plusieurs pompes peuvent être disposées dans un ensemble afin de réaliser par exemple un n step gradient " en chromatographie en phase liquide. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indicatif, m ais non limitatif, ainsi que du dessin annexé sur lequel - La figure I est une vue schématique du dispositif selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 représente le dispositif selon l'invention associe à un système permettant un asservissement de débit. La figure 3 représente le dispositif selon l'invention associé à des systemes de sécurité en cas de manque du liquide. La figure 4 représente un dispositif selon l'invention permettant de réaliser des gradients quelconques à deux ou plusieurs pompes. La figure 5 représente le dispositif selon l'invention appliqué à un chromatographe en phase liquide pouvant fonctionner en step gradient", selon un autre mode de réalisation de l'invention. -Dans le dispositif général selon l'invention, figure I, une source de gaz sous pression stable I maintient sous pression les réservoirs 3, puis 4 à travers une vanne motorisée 5 se trouvant dans la position en traits pleins. Le liquide oontenu dans 3 et 4 est poussé par le gaz sous pression vers l'utilisation 6.Lorsque le liquide dans les réservoirs 3 et 4 atteint niveau 7 le détecteur de niveau 8 commute la vanne 5 dans la position en pointillés. I1 en résulte que le réservoir 4 revient à la pression atmosphérique, la vanne antîretour ou clapet 9 se ferme, l'autre clapet 10 s'ouvre, permettant ainsi au réservoir II de remplir le réservoir 4 jusqu'à ce que le liquide atteigne le détecteur de niveau I2, qui positionnera la vanne 5 dans la position représentée en traits pleins. Pendant tout ce temps, le réservoir 3 est maintenu à la meme pression et maintient donc le débit de la pompe à la même valeur. La pression de gaz est à nouveau admise dans le réservoir 4. En conséquence, le clapet 10 se referme et le 9 s'ouvre, permettant ainsi au réservoir 4 de remplir le 3 par effet de vases oommuniquants sans affecter aucunement le débit de la pompe. Puis le cycle recommence. Dans la figure 2 un dispositif I4, amplifie l'erreur entre le dispositif de consigne de débit IS et un dispositif de mesure de débit I2, disposé à -la sortie de la pompe, ajuste un dispositif de règlage de la pres sion de gaz 2, réalisant ainsi une pompe à débit asservi. Un tel dispositif permet de réaliser avec deux ou plusieurs systèmes complets un mélange de deux ou plusieurs liquides différents à débit constant. - La figure 3 représente le dispositif selon l'invention associé à un système automatique d'arrêt de la pompe en cas de manque de liquide dans le réservoir principal. Un détecteur de niveau I7 disposé dans le fond du réservoir principalQcommande la vanne I6 qui arrête la pompe. Cette commande peut-être faite soit directement, soit par l'intermédiaire d'un système logique I8 organisant divers systèmes possibles de sécurité ou oommande manuelle telle que I5. Dans ce dispositif un flacon 19 alimente en liquide à pomper le réservoir principal Il. Ceci permet d'avoir une réserve aussi grande que l'on veut. I1 peut être utilisé dans tous les dispositifs selon l'iSvention La figure 4 représente un ensemble de dispositifs selon l'invention, constitué de deux pompes 2 et 3 fournissant à l'utilisation 8 un mélange de deux liquides dans des proportions définies par les temps d'ouverture et de fermeture des vannes 4 et 5. Une chambre de mélange 7 assure une bonne homogenéité du mélange fourni à l'utilisation. Un programmateur 6 peut-être disposé afin de faire varier le rapport des temps d'ouverture et fermeture des vannes 4 et 5 réalisant ainsi une variation de la composition du liquide dans l'utilisation en fonotion du temps. Un tel dispositif est particulièrement interessant en chromatographie en phase liquide et est connu sous le nom de " Gradient d'éluvion "e n La figure 5 représente un ensemble de dispositifs selon l'in- vention couplés entre eux par une vanne de commutation 7 qui distribue successivement dans l'utilisation 9 les n liquides pompés par les n pompes. Un tel dispositif peut être utilisé en chromatographie en phase liquide et a généralement la dénomination de " step gradient ". Toutes ces descriptions sont données à titre d'exemples non limitatifs, particulièrement en ce qui concerne le nombre de dispositifs selon l'invention pouvant être associés. Dans l'exemple figure 4 on peut très bien utiliser plus de deux pompes et réaliser par exemple un mélange ternaire. De même l'application à la chromatographie en phase liquide n'est pas une limitation du dispositif selon l'invention qui peut être utilisé dans de nombreuses applications de pompage de liquides divers. REVENDICATIONS I- Dispositif de pompage à pression de gaz pour liquides, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux réservoirs pressurisés, dont l'un utilisé comme réservoir tampon, maintient le débit constant pendant que l'autre se remplit, pour le remplir ensuite tout en maintenant le pompage constant. 2- Dispositif selon la revendication I équipé d'un système de réglage de la pression de gaz effectué à partir d'un système de mesure de débit, réalisant ainsi une pompe à débit asservi. 3 Dispositif selon les revendications I & 2 comprenant deux ou plusieurs pompes poussant deux ou plusieurs liquides différénts dans le circuit d'utilisation, par l'intermédiaire de deux ou plusieurs vannes proportionnelles, et d'une chambre de mélange permettant de réaliser un mélange des liquides dans des proportions quelconques. 4- Dispositif selon les revendications I & 2 comprenant n dispositifs selon l'invention dont les sorties sont reliées à une vanne de commutation laissant passer vers l'utilisation de liquide d'une seule pompe à la fois. 5- Dispositif selon les revendications I à 4 dans lequel un système d'alarme et ou d'arrêt du débit entre en action lorsque les réservoirs sont vides. 6- Dispositif selon les revendications I à 5 dans lequel les clapets antiretour peuvent être remplacés par des vannes quelconques.