Brevet FR2477711A1 — publié le 19810911

La présente invention est relative à un disposi- tif destiné à effectuer le prélèvement d'échantillons à analyser spécialement dans des échantillonneurs automati- ques, ledit dispositif comprenant d'une façon connue en elle-même, une aiguille de prélèvement reliée à une pompe aspirante et soutenue par un support qui contrôle les mou- vements alternatifs axiaux de descente et de montée de l'aiguille pour son introduction dans un conteneur d'échan- tillons placé dans une position d'échantillonnage, et pour son extraction dudit conteneur respectivement, l'aiguille étant portée à la fin de chaque prélèvement dans la posi- tion d'aspiration d'un liquide de lavage hors d'une cuve placée à côté du conteneur d'échantillons. Des échantillonneurs automatiques du type défini ci-dessus sont bien connus et fonctionnent en général en coopération avec un plateau portant une série de conteneurs qui contiennent des échantillons généralement liquides et qui sont amenés successivement dans une position ou à une station de prélèvement de l'échantillon en vue de son envoi aux instruments d'analyse. Le prélèvement de l'échantillon est effectué, comme mentionné plus haut, au moyen d'une aiguille qui effectue des mouvements alternatifs d'abais- sement et de soulèvement par rapport au conteneur dans la position de prélèvement, l'aiguille devant ensuite être soumise au lavage après chaque prélèvement et avant le sui- vant. Pour cette raison, dans les échantillonneurs connus, spécialement de type automatique, l'aiguille est supportée par une barrette transversale, en particulier perpendicu- laire à l'axe de l'aiguille dont les mouvements sont eux- mêmes commandés par une tige, en particulier la tige d'un piston, qui se meut parallèlement à l'axe de l'aiguille vers le haut et le bas respectivement. Pour effectuer le lavage après chaque prélèvement, la tige de support de l'aiguille est entraînée en rotation d'un certain angle autour de son propre axe, de façon à porter l'aiguille dans une position externe au plateau porte-conteneurs, 24777 11 au dessus d'une cuve disposée à côté, en position fixe, dans laquelle l'aiguille est ensuite plongée grâce à un autre mouvement de la tige de commande. Ce système de commande des mouvements de l'ai- guille de prélèvement présente toutefois quelques incon- vénients, dont le premier est une relative complexité mé- canique, due au fait que la tige de commande ne doit pas seulement effectuer des mouvements alternatifs de soulève- ment et d'abaissement, mais aussi des rotations autour de son propre axe, selon des séquences préétablies. En outre, l'accomplissement d'un cycle complet de mouvements, c'est- à-dire d'abaissement de l'aiguille dans le conteneur de l'échantillon, de soulèvement de l'aiguille elle-même, de rotation autour de l'axe de la tige de commande, d'abais- sement dans la cuve de lavage, de soulèvement hors de la- dite cuve et enfin de rotation jusqu'à une position ali- gnée avec le conteneur d'échantillons suivant, demande des temps relativement élevés qui influent négativement sur la rapidité d'analyse et donc sur le rendement global de l'équipement tout entier. Enfin, la complexité mécani- que et la complexité des mouvements décrits ci-dessus en- trainent une fiabilité relativement réduite du contrôle des mouvements de l'aiguille, avec la possibilité consé- quente de manoeuvres incorrectes ou de positionnements erronés de l'aiguille, qui peuvent provoquer des ruptures de l'aiguille et-des fautes dans l'analyse de certains échantillons. La présente invention a, en conséquence, pour but de pourvoir à un dispositif du type mentionné ci- dessus et pour les fonctions précitées, permettant d'éli- miner les inconvénients mentionnés plus haut des disposi- tifs connus de ce type et en particulier,permettant d'ef- fectuer le cycle complet des opération de prélèvement et de lavage des échantillons et de l'aiguille respective- ment, à l'aide d'une structure mécanique des moyens de commande extrêmement simplifiée, dont l'actionnement est plus rapide et la fiabilité plus élevée. - Essentiellement, selon l'invention, lesdits ob- jets sont atteints en ce que le support de l'aiguille pré- sente une composante reliée de façon pivotante à la tige de commande des mouvements de l'aiguille, qui lui fait accomplir des mouvements dans les deux sens parallèlement à la direction de mouvement de l'aiguille au cours de l'é- chantillonnage; en ce que l'on prévoit aussi un guide pour ladite composante du support, capable de guider cette der- nière dans ladite direction pendant la plus grande partie de la course de la tige de commande; et en ce que le guide présente une zone constituant une came, destinée à déter- miner une rotation de ladite composante du support autour de son propre axe de pivotement et un mouvement latéral conséquent de l'aiguille dans la cuve de lavage, dans la partie finale supérieure de la course de montée de la tige de commande, et pour amener de nouveau ladite composante de support, avec l'aiguille, dans les conditions d'échan- tillonnage, au cours de la partie initiale supérieure de la course de descente de la tige de commande. Outre les dispositions qui précèdent, l'inven- tion comprend encore d'autres dispositions, qui ressorti- ront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe du dispositif selon l'invention, ladite coupe étant pratiquée suivant un plan vertical passant par l'axe du conteneur d'échantillons sous échantillonnage et par l'axe de la tige de commande du dispositif, parallèle à l'axe précédent; - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe suivant un plan verti- cal passant par l'axe longitudinal de la cuve de lavage et par l'axe du conteneur en phase d'échantillonnage, illustrant le dispositif représenté dans les figures 1 et 2 dans la phase de lavage; - la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue schématique en plan du dispositif au cours de la phase d'échantillonnage, cette figure in- diquant par les références I-I et II-II respectivement les lignes de coupe des figures 1 et 2; - la figure 6 est une vue en coupe partielle suivant un plan perpendiculaire à l'axe de la tige de commande du dispositif, illustrant le dispositif dans la position d'échantillonnage; la figure 7 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 6, illustrant le dispositif dans la position de lavage, et - la figure 8 est un développement plan de la coulisse de guidage et en particulier de la forme de la rainure et de la came prévues dans cette dernière. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Si l'on se réfère aux dessins, un échantillonneur automatique comprend d'une façon connue en elle-même, un plateau 10 qui est entrainé en rotation de façon intermit- tentede telle manière qu'il amène chacun des conteneurs d'une série de conteneurs 12 dans une position de prélève- ment ou d'échantillonnage indiquée par la référence 14. Pour le prélèvement de l'échantillon contenu dans chaque conteneur 12, une aiguille de prélèvement 16 est abaissée dans le conteneur à travers une ouverture ménagée dans une plaque 18, de sorte que l'échantillon puisse être prélevé grâce à l'action d'une pompe aspirante reliée par une con- duite 20 à l'aiguille 16. L'aiguille 16 est supportée par une barrette transversale 22, généralement perpendiculaire à l'aiguille, qui constitue avec un petit bloc 24, auquel la barrette 22 est fixée au moyen d'une broche 26, le sup- port de l'aiguille 16. Le petit bloc 24 est poussé dans le sens vertical par une tige 28, par exemple commandée par un piston 30 qui se déplace dans un cylindre 32 et est com- mandé par des moyens appropriés, non représentés, tout le mécanisme étant conçu de façon à faire descendre l'aiguille 16 dans le conteneur 12, comme illustré dans la figure 1, et à soulever l'aiguille au dessus de la plaque 18, de façon à permettre, d'une part, la rotation du plateau 10 pour le positionnement d'un autre conteneur 12 au-dessous de l'aiguille et, d'autre part, un déplacement de l'aiguil- le dans une position de lavage. Conformément à l'invention, le petit bloc 24 est relié à la tige 28 au moyen d'un pivot 34 disposé horizon- talement, et est guidé dans ses mouvements par une coulis- se de guidage 36 qui présente une rainure longitudinale 38 pour le passage de la barrette de support 22. Dans sa par- tie supérieure, la coulisse 36 présente, sans interruption par rapport à la rainure 38, une 'partie élargie 40, qui est reliée à la paroi de la rainure 38 grâce à un façonnage en forme de came 42, ladite partie élargie étant conçue de manière à permettre une rotation du petit bloc 24 autour de son propre pivot 34, jusqu'à ce qu'il arrive à la posi- tion représentée aux figures 3, 4 et 7. Ce mouvement de rotation du petit bloc 24 autour de son propre pivot 34 est facilité par la présence d'un ressort plat 44 qui coo- père avec la coulisse 36 et qui est apte à agir sur le pe- tit bloc 24 lorsque ce dernier atteint sa position termina- le supérieure, agissant à travers une fente 46 pratiquée dans la coulisse 36. Comme on peut le voir en particulier dans la figure 5, la cuve de lavage 48 est disposée à côté de la tige 28 de commande et présente une conformation essentiel- lement allongée, avec un siège 50 pour le liquide de lava- ge 52, qui est à peu près conformé en arc de cercle. Afin que la rotation autour du pivot 34, schématisé dans les figures 5, 6 et 7 par son axe, permette d'amener l'aiguil- le 16 dans la cuve 48, il est indispensable de prévoir une certaine disposition géométrique réciproque de l'axe du pivot 34 et de la barrette 22, ainsi que des autres com- posantes du dispositif. Comme on peut le voir, en parti- culier dans les figures 5 et 6, l'axe 34 forme un angle dif- férent de 900 avec la barrette 22. Plus précisément, si l'on observe la disposition en plan représentée à la figure 5, la barrette 22 constitue une connexion entre les axes 54 et 56 respectifs de la tige 28 de commande et de l'aiguille 16, lorsque cette dernière se trouve dans la position de prélèvement de l'échantillon, ladite connexion formant un premier alignement a; la cuve 48 présente un positionnement longitudinal suivant un second alignement b qui passe par l'axe 56 et forme un angle aigu avec le premier alignement a. Afin que l'aiguille puisse pénétrer dans la cuve 48, l'axe de pivotement 34 forme avec le se- cond alignement b un angle de 90 . De cette façon, lorsque le petit bloc 24 peut tourner autour du pivot 34, il pro- voque une rotation de la barrette 22 autour dudit axe et donc une rotation de la pointe de l'aiguille 16,suivant une trajectoire en arc de cercle qui amène ladite pointe à l'intérieur de la cuve 48. Une fois le lavage effectué par des méthodes connues en elles-mêmes, il suffit d'amener de nouveau la tige 28 de commande dans sa position terminale inférieure pour que le façonnage en forme de came 42, au cours de la première partie de la course, provoque un redressement du petit bloc 24 et donc de l'aiguille 16 jusqu'à une po- sition alignée avec la position de prélèvement de l'échan- tillon, au-dessus du conteneur 12, l'aiguille étant prête, dans cette position, à être à nouveau abaissée, au cours de la deuxième partie de la course de la tige 28, pour péné- trer dans le conteneur 12. Ce que l'on vient de dire montre clairement que pour chaque cycle de prélèvement d'échantillon et de lavage de l'aiguille, les mouvements de la tige de commande sont réduits à un seul mouvement d'abaissement et de soulèvement de celle-ci, avec un contrôle mécanique automatique du mou- vement de l'aiguille jusqu'à sa pénétration dans la cuve de lavage, en concomitance avec la partie terminale supérieure de la course de la tige de commande, et au retour de l'ai- guille dans la position d'alignement pour l'échantillonnage au cours de la partie initiale de descente de la tige de commande. Cela permet non seulement de simplifier la struc- ture mécanique du dispositif, mais aussi de rendre les mou- vements et les opérations dudit dispositif fiables et d'aug- menter la rapidité du cycle complet des opérations, élevant par conséquent la capacité de production de l'équipement auquel le dispositif concerné est accouplé. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du tech- nicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif pour le prélèvement d'échantil- lons à analyser, spécialement dans des échantillonneurs automatiques, du type comprenant une aiguille de prélève- ment (16) reliée à une pompe aspirante et soutenue par un support qui contrôle les mouvements alternatifs de descente et de montée de l'aiguille pour son introduction dans un conteneur à échantillons placé dans une position d'échantil- lonnage, et pour son extraction dudit conteneur lorsque le prélèvement est terminé, l'aiguille étant amenée dans une position d'aspiration d'un liquide de lavage contenu dans une cuve placée à côté du conteneur sous échantillonnage, lequel dispositif est caractérisé en ce que le support de l'aiguille présente une composante reliée par pivotement à une tige de commande, qui est amenée à se mouvoir dans les deux sens parallèlement à la direction de mouvement de l'ai- guille au cours de l'échantillonnage; en ce que l'on a prévu un guide pour ladite composante du support,apte à guider cette dernière dans ladite direction pendant la plus grande partie de la course de la tige de commande (28), et en ce que le guide présente une zone en forme de came (42) apte à déterminer une rotation de ladite composante du sup- port autour de son propre axe de pivotement et un mouvement conséquent latéral de l'aiguille dans la cuve-de lavage (48), dans la partie finale supérieure de la course de mon- tée de la tige de commande (28), et pour amener de nouveau ladite composante du support et l'aiguille dans les condi- tions d'échantillonnage au cours de la partie initiale su- périeure de la course de descente de la tige de commande. 2 ) Dispositif selon la Revendication 1, caracté- risé en ce que ladite composante du support de l'aiguille est constituée par un petit bloc (24) façonné portant une barrette (22) transversale de support de l'aiguille (16) et en ce que le guide comprend une coulisse (36) disposée axialement à la tige de commande (28) ayant une forme s'adaptant à celle du petit bloc (24), avec une rainure (38) pour le passage de la barrette de support (22) et une ouverture constituant une came (42) dans sa partie supé- rieure, qui prolonge la rainure (38) et a une largeur suf- fisante pour permettre une rotation du petit bloc autour de son axe de pivotement (34) par rapport à la tige de commande. ) Dispositif selon la Revendication 2, caracté- risé en ce que l'axe de pivotement (34) du petit bloc (24) façonné fait en plan un angle différent de 90 avec la bar- rette transversale de support (22) de l'aiguille (16) 4 ) Dispositif selon la Revendication 3, caracté- risé en ce que la cuve de lavage (48) et l'axe vertical (56) du conteneur (12) des échantillons sont disposés sui- vant un premier alignement horizontal (a), l'axe vertical du conteneur (12) des échantillons, la barrette transversale de support (22) de l'aiguille (16) et l'axe vertical de la coulisse de guidage étant disposés suivant un second aligne- ment horizontal (b) qui fait un angle avec le premier ali- gnement en correspondance avec l'axe du conteneur d'échan- tillons, tandis que l'axe de pivotement (34) du petit bloc (24) par rapport à la tige de commande (28), qui est ho- rizontal et traverse l'axe de la coulisse de guidage (36), est perpendiculaire au premier alignement (a). ) Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 2, 3 et 4, caractérisé en ce que, dans un plan vertical, la barrette (22) de support de l'aiguille (16) est disposée perpendiculairement à l'aiguille (16) et à l'axe de la coulisse (36). 6 ) Dispositif selon la Revendication 2, carac- térisé en ce qu'il comprend au moins un ressort (44) qui coopère avec la coulisse (36) et est capable de pousser le petit bloc (24) façonné lors de son mouvement de rotation, dans la position la plus haute à l'intérieure de la coulis- se (36). ) Dispositif selon la Revendication 4, carac- térisé en ce que la cuve de lavage (48) présente une con- formation allongée dans la direction du premier alignement et une coupe adaptée à la trajectoire en arc de cercle accomplie par la pointe de l'aiguille dans ladite cuve.