Brevet FR2476311A1 — publié le 19810821

L'invention a pour objet un dispositif de brélèvement d'échantillons d'un produit gazeux ou lio,ui- de sous pression a analyser par un procédé, tel que la chromatographie, dans lequel le flux d'un vecteur, respectivexent gazeux ou liquide, entraîne chaque échantillon. Lorsqu'on désire prélever d'une instal lation industrielle des écliant5llons d'un produit gazeux ou liquide en vue d'e faire l'analyse, il est courant de prélever une partie de ce proc1it par un robinet, une soupape ou un clapet pou le transférer dans une chambre, une e.analisation ou un récipient d.roù on l'extrait ensuite pour l'analyser. Ce système d'échantillonnage conduit en général au prélèvement d'une quantité importante d'échantillon qui, ensuit. n'étant pas completement utilisé risque de poser des problèmes de stockage.De plus, si l'échantillon est un mélange sous pression, des phénomènes de séparation de phrs entraînent des modifications de composition qui compromettent la représentativité de l'échantillon. Le but ae l'invention est de proposer un nouveau dispositif évitant les inconvénients précités, qui puisse 3tre introduit dans un cycle automatique de prélèvement d'échanti2llons, qui garantisse une quantité constante à chaque prélèvernent d'échantillon et dilue cet échantillon de façon exactement reproductible dans le vecteur.Un autre but de l'invention, particulièrement intéressant lorsque l'échantillon est analysé par chromatographie, est de permettre un tarage permanent, et éventuellement automatique de l'appareil d'analyse grâce à un débit permanent et constant du vecteur gazeux ou liquidez Ces buts sont atteints, selon l'invention, par un dispositif au type décrit au début, grâce au fait qu'il comprend une premiere canalisation de traversée pour le produit, une seconde canalisation de traversée pour le vecteur, un passage de communication entre les deux cana lisations et un organe commandable d'obturation normale et d'ouverture transitoire du passage de communication.La première canalisation de traversée peut être branchée, comme il est connu en soi, en dérivation par rapport à une cana lisation principale transportant, en usine ou en atelier, le produit à analyser par prélèvement. En assurant une commande intermittente périodique ou programmée de l'ouverture de l'organe d"ob- turation et d'ouvertures on peut évidemment automatiser le prélèvement. Bu fait que la seconde canalisation est traversée en permanence par le vecteur, on garantit un débit constant de celui-ci dans l'appareil dtanalyse et on élimine tout paramètre de temps de réponse après introduction d'un échantillon prélevé, temps de rétention non cc6cprris. Selon un mode de réalisation l'organe commandable d'obturation est une soupape portant sur un siège tourné vers la canalisation de traversée du produit. Une telledisposition joute dans le sens de la sécurité a l'obturation, du fait de la pression régnant dans la canalisation de traversée pour le produit. Il est, en outre, avantageux que le dispositif comporte un moyen développant une force de rappel élastique de la soupape sur son siège et un moyen de commande de soulèvement de la soupape contre la force de rappel élastique. Si, comme c'est le mode de réalisation le plus simple, la soupape est commandée en soulèvement par l'intermédiaire d'une queue et/ou d'une tige coulissant dans un guide tubulaire, il est conforme à l'invention que la canalisation de traversée pour le vecteur comprenne au moins une partie dudit guide tubulaire et que, dans la partie du guide tubulaire comprise dans la canalisation de traversée pour le vecteur, au moins l'un des deux du guide tubulaire et de la queue et/ou tige de soupape offrent une section libre de passage du vecteur. De cette façon, chaque prélèvement est pratiquement injecté dans le flux du vecteur qui l'entraîne immédiatement. Le meilleur résultat est obtenu Si le sens de traversée du vecteur est dirigé en direction du passage de communication entre les deux canalisations. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description, qui sera donnée ci-après uniquement à titre d'exemple , d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera à cet effet au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversak du dispositif de la figure 1 selon II de la figure 1. Le dispositif représenté aux figures 1 et 2 comprend un corps 1 de forme générale allongée présentant une tête 2 de forme générale cylindrique. La tête 2 comporte une chambre 3 fermée par un couvercle 20 serré de façon étanche par des vis dans des trous taraudés 4. La paroi de la chambre 3 porte un siège de soupape 5 pour une soupape 6, dont la queue 7 est tournée vers le corps 1 et est liée à une tige 8 de commande de soupape qui traverse le corps I d'où elle émerge à son autre extrémité 9 pour présenter son extrémité 10 vis-à-vis d'un plongeur ou marteau Il d'un électro-aimant 12 disposé dans un bottier 13 rendu solidaire du corps I par un manchon 14 grâce à des vis 15 et 16.Le corps 1 avec la tête 2, d'une pièce, et le couvercle 20 sont en métal, au besoin réfrac taure. L'extrémité 9 du corps I comprend un bouclier thermique 17, en résine synthétique à forte stabilité thermique, maintenu en place par une plaque 18 et des vis 19 vissées dans le corps 1 proprement dit. La tige 8 de commande de soupape peut coulisser dans un alésage central 21 du corps 1 l'étanchéité entre la tige 8 et l'alésage 21 étant assurée par un joint annulaire 22. La soupape 6 est maintenue sur son siège 5 par un ressort 23 comprimé entre un renflement 24 de l'extrémité 10 de la tige 8 et l'extrémité 9 du corps 1. L'extrémité 10 de la tige 8 porte une vis de réglage de longueur 25. Dans la chambre 3 débouchent deux canalisations 26, 27 alignées, munies de raccords 28. L'ensemble constitué par la chambre 3 et ses deux canalisations 26, 27, constitue la première canalisation 29 de traversée pour le produit. Par ailleurs, la queue 7 de la soupape 6 traverse, comme il a été dit, la tête 2 par un guide tubulaire 41, auis par construction est évidemment en ali gênent de l'alésage central 21o La queue de soupape 7 comporte une gorge latérale longitudinale 30 délimitée par deux gorges circulaires, respectivement 31 et 32 espacées l'une de l'autre. Vis-à-vås de chaque gorge circulaå- re débouche une canalisation, respectivement 33 face à la gorge circulaire 31 et 34 face à la gorge circulaire 32. 'les canalisations 33 et 34 débouchent à l'extérieur et peuvent être raccordées à des tubulures 35. L'ensemblè 36, constitué par les canalisations 33,34,le guide tubulaire 41 et les évidements 30, 31 et 32 constitue, selon l'in- vention, la seconde canalisation de traversée 36 pour le vecteur. Selon l'invention il est préféré que le sens de passage pour le vecteur dans la canalisation de traversée 36 soit celui qui correspond à la circulation de ce vecteur vers la tête de soupape 6, ou plus exactement vers l'évidement annulaire 31 le plus proche de cette texte de soupape, c'est-à-dire en direction du passage de communication 37 laissé par la soupape ouverte entre les deux cana listions 29 et 36.La tête porte, en outre un logement 38 pour un thermocouple et le corps comprend des encoches 39 pour une résistance chauffante et d'autres encoches circulaires 40 pour un circuit réfrigérant. Pour réaliser un dispositif pour plus basses températures, on pourra réduire la longueur du corps I et supprimer les encoches 39 et 40. Le dispositif de l'invention peut autre utilisé dans tous les cas où la production industrielle doit etre contrôlée de manière très fréquente, afin de pouvoir agir le plus rapidement possible sur les paramètres intervenant en amont ou sur le réacteur de production. Le dispositif peut être monté en dérivation sur un tuyau de transport du produit en sortie de réacteur. Be fluide à analyser est ainsi identique à celui circulant dans la tuyauterie principale.L'injecteur peut être utilisé à haute température, comme illustré, ou à plus basse température. Dans tous les cas, si le chromatographe est de type gazeux, le fluide à analyser doit Btre gazeux ou vaporisable aux tenspératures régnant dans l'inecteur. Be temps d'ouverture de la soupape est conditionné par la force de rappel réglable exercée par le ressort 23 qui peut être constitué par un empilement de rondelles BELDhVILLE. La fréquence des échantillonnages peut être commandée sur programne par l'intermédiaire d'un microprocesseur qui traite les données chromatographiques et intervient sur le fonctionnement de l'unité de production. Lors de l'ouverture, le fluide à analyser s'échappe autour du cône de soupape et part dans le circuit chromatographique balayé par le fluide vecteur entrant en 34 et sortant en 33. Ainsi, l'échantillon entrai- né en totalité est parfaitement représentatif du fluide passant dans la tuyauterie principale. La surpression produite dans le circuit chromatographique par l'ouverture de la soupape est négligeable et ne conduit à aucune modification du débit de fluide vecteur entrant dans le détecteur chromatographique. La fréquence maximum des échantillonnages n'est pas limitée par le dispositif de l'invention, mais par la technique d'analyse chromatographique ellemême (temps de rétention des composés analysés). REVENDICATIONS 1) Dispositif de prélèvement d'échan- tillons d'un produit gazeux ou liquide sous pression à analyser par un procédé, tel que la eBromatographie, dans lequel le flux d'un vecteur, respectiveLent gazeux ou liquide, entraine chaque échantillon, caractérisé en ce qu'il comprend un première canalisation de traversée (29) pour le produit, une seconde canalisation de traversée (36) pour le vecteur, un passage de communication (37) entre les deux canalisations (29, 36) et un organe commandable (6) d'obturation normale et d'ouverture tranditoire du passage de communication (37). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe commandable d'obturation est une soupape (6) portant sur un siège (5) tourné vers la canalisation de traversée du produit (29). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen développant une force de rappel élastique (23) de la soupape (6) sur son siège (5) et un moyen de-commande (11, 12) de soulte vement de la soupape (6) contre la force-de rappel élastique (23). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel la soupape (6) est commandée en soulèvement par l'intermédiaire d'une queue (7) et/ou d'une tige (8) coulissant dans un guide tubulaire (41), caractérisé en ce que la canalisation de traversée pour le vecteur (36) comprend au moins une partie dudit guide tubulaire (28). 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans la partie du guide tubulaire (41) comprise dans la canalisation de traversée pour le vecteur (36), au moins l'un des deux du guide tubulaire (41) et de la queue (7) et/ou tige (8) de soupape offrent une section libre de passage du vecteur. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le sens de traversée du vecteur est dirigé en direction du passage de communication (37) entre les deux canalisations (29, 36).