Brevet FR2482310A1 — publié le 19811113

L'invention concerne un disoositif de transfert de liquides oour un appareil de orélèvement ou de fourniture d'échantillons liquides comoortant un organe de orélèvement tubulaire aote à se déolacer entre une oosition de travail oour laquelle une extrémité de cet organe effectue une ooération oarticulière et une position de transfert pour laouelle la dite extrémité est mise en contact avec un liquide. Un tel dispositif est en particulier avantageusement applicable à un appareil prélevant automatiquement des échantillons contenus dans une série de tubes à essai, placés sur un support rotatif commun, lorsque une opération de rinçage doit être effectuée entre deux prélèvements. Dans un appareil, connu par l'art antérieur, le rinçage de l'extrémité de l'organe de prélèvement est effectué par plongée dans un récipient contenant un liquide approprié, ce qui présente l'inconvénient de nécessiter une circulation permanente de liquide dans ce récipient pour lui conserver ses propriétés et oblige à mettre en oeuvre un mécanisme à mouvement alternatif vertical. La consommation de liquide de rinçage est donc importante et le temps de rinçage se trouve augmenté par les temps nécessaires à l'exécution des mouvements mentionnés ci-dessus. De plus, le fait que le récipient où va baigner l'extrémité de l'organe de prélèvement, ainsi-qu'un récipient annexe qui alimente le premier, sont tous deux ouverts-, peut laisser craindre une pollution du liquide de rinçage par l'environnement.Enfin lorsque l'on souhaite utiliser l'appareil pour l'analyse d'échantillons de natures différentes et que par suite on doive effectuer le rinçage avec des liquides différents on est obligés soit de changer de récipient soit d'effectuer un rinçage supplémentaire de celui-ci, ce qui est particulièrement incommode et entraine une dépense supplémentaire de liquide de rinçage. L'invention se propose par suite de fournir d'abord un dispositif de transfert dynamique dans lequel le liquide utilisé sera entièrement protégé, et où les moyens mis en oeuvre pour effectuer ce transfert seront simplifiés de telle façon que les mouvements de l'organe de prélèvement seront réduits, un premier résultat procuré sera donc l'amélioration de la stérilité du transfert et une accélération de la rapidité de son exécution. Selon l'invention ce résultat est atteint grâce au fait que au voisinage de l'extrémité du tube de prélèvement est placé un dispositif d'arrosage à jet qui projète une colonne de liquide sur cette extrémité lorsque celle-ci est en position de rinçage de façon telle que d'une part la surface extérieure de cette extrémité soit mouillée par ce jet et que un orifice de prélèvement placé à cette extrémité soit immergé dans le dit jet. D'autres mesures annexes, visant à l'obtention de résultats particuliers et à l'élargissement du domaine d'application du dispositif seront mieux comprises è la lecture de la description ci-dessous. Bien que l'application d'un dispositif de transfert de liquide selon l'invention, ne soit nullement limitée à un appareil de prélèvement d'échantillons liquides avec rinçage, cet exemple d'application sera décrit en détail pour en développer les avantages et montrer des modes de mise en oeuvre particulièrement avantageux. Cette description est par ailleurs accompagnée de figures où - la figure 1 représente en perspective un appareil susceptible de recevoir le dispositif de rinçage selon l'invention. - la figure 2 représente un premier mode de réalisation de l'invention dans une vue en élévation coupée par un plan passant par une enveloppe de protection ouverte. - la figue 3 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention dans une coupe analogue à la précédente, où l'enveloppe de protection est ouverte. - les figures 4a et 4b montrent un troisième et quatrième mode de réalisation de l'invention dans lesquels l'enveloppe de protection est fermée. - la figue 5 représente-une variante de réalisation d'un dispositif de rinçage à plusieurs jets disposés dans une enveloppe fermée. - la figure 6 représente schématiquement des éléments d'un circuit de contrôle pour la mise en oeuvre d'un dispositif de rinçage, à plusieurs jets avec choix du liquide de rinçage. - la figure 7 représente un procédé de codage des récipients permettant un choix automatique du liquide de rinçage approprié. - la figure 8 représente schématiquement un circuit de régulation permettant d'assurer en permanence la mise en contact du jet et d'un organe de prélèvement Iubulaire. Un appareil de prélèvement ou de fourniture d'échantillons liquides susceptible d'être équipé avec un dispositif de rinçage faisant usage du dispositif de transfert intermittent objet de l'invention est illustré en t13 de façon non limitative, à la figure 1. L'appareil comporte un socle (2] dont la face supérieure t3) présente d'une part un plateau rotatif t43 sur lequel est disposé une série de récipients ou tubes à essai tels que (5, 6, ...), d'autre part un dispositif de prélèvement ou de fourniture d'échantillons désigné par le repère général (7), et enfin un dispositif de rinçage désigné par le repère général t8). Le plateau est animé d'un mouvement rotatif pas à pas et le dispositif de prélèvement t73 opère soit la plongée d'un organe tubulaire t93 dans un récipient pour effectuer un soutirage, soit la présentation d'un organe analogue en regard d'un récipient pour y déverser une certaine quantité de liquide. Entre deux opérations de prélèvement, ou de fourniture de liquide, il est recommandé d'effectuer un rinçage de l'organe t93 pour éviter toute pollution ou contamination lorsque les échantillons ne sont pas de même provenance ou que les liquides à déverser sont de natures différentes. De tels appareils sont fréquemment utilisés dans les systèmes d'analyse automatique. De façon connue le dispositif le prélèvement (7) est animé d'un premier mouvement de descente et de remontre, ou d'un mouvement de présentation qui l'amène en regard d'un récipient, cette position sera appelée ultérieurement position de travail tIt. Le dispositif t73 est animé d'un second mouvement généralement rotatif, qui l'amène à coopérer avec le dispositif de rinçage t83 dans une position tII) appeléeposition de rinçage, l'avancement du pas à pas du plateau est généralement opéré au cours du second mouvement. Le dispositif de rinçage (8), qui est montré de façon plus détaillée à la figure 2, comporte une enveloppe de protection (10) de forme générale cylindrique présentant une ouverture supérieure t11Z, une ouverture latérale -12) aboutissant à la précédente et une ouverture inférieure 13) une tuyauterie de faible diamètre t143 traverse de façon étanche une paroi (15) de l'enveloppe de façon que une première extrémité t16) pourvue d'un orifice de délivrance t173 soit placé dans le volume intérieur (18) de cette enveloppe. L'ouverture t133 est reliée à une conduite d'évacuation non représentée, et une seconde extrémité de la tuyauterie (14) est reliée à une source de liquide de rinçage non représentée, mais pouvant être constituée par une cuve, la pression d'alimentation étant procurée soit en raison d'une différence de niveau existant entre l'orifice (17) et la dite cuve, soit par une pompe non représentée. Un moyen de contrôle t193 de l'écoulement du dit liquide peut être disposé sur la tuyauterie (14) pour en modifier la vitesse ou plus simplement l'interrompre. A la figure 2, le dispositif de prélèvement (7) a été représenté en position de rinçage (II] où l'organe de prélèvement t9t, constitué par un tube mince sensiblement vertical, présente son extrémité (20) munie d'un orifice t213 dans le volume t1B). ce tube qui est porté par une potence (22), elle même montée sur une colonne t233 d'axe XX', peut effectuer un mouvement angulaire oscillant alternativement entre la position I et la position Il autour de l'axe XX', au cours de ce mouvement l'extrémité tz ? passe à travers l'ouverture latérale (12), qui lui est sensiblement parallèle, sans qu'il soit nécessaire de faire descendre le tube (9) pour le placer dans une région de rinçage (24). Lorsque le tuyau (14) est alimenté en fluide de rinçage, un jet (26) sortant de l'orifice de délivrance (17) passe par la région (24) et vient mouiller la surface extérieure (25) du tube (9) qui a été préalablement plongée dans un échantillon; d'autre part la colonne de liquide formée par ce jet présente un diamètre suffisant pour que l'orifice de prélèvement (21) s'y trouve immergé. Si une dépression est appliquée au tube 9), une certaine quantité de liquide de rinçage se trouve aspirée, de sorte que l'on a réalisé le rinçage tant de l'intérieur que de l'extérieur du tube (93 de façon dynamique. Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit le jet est orienté vers le haut à sa sortie de l'orifice de délivrance. il est évident que l'extrémité t203 pourrait etre placée en tout point de la trajectoire suivie par la colonne liquide, et que de même l'orientation du jet t173 à sa sortie pourrait être horizontale ou descandant ainsi qu'on peut le voir à la figure 3 où l'extrémité (16') du tuyau (14') est orientée vers le bas, l'orifice t17') étant au dessus de l'orifice (21') de l'organe t93. Le dispositif d'arrosage ainsi réalisé est avantageusement contrôlé par le moyen.de contrôle t193 pour que le jet jaillisse seulement lorsque l'extrémité t203 se trouve dans la région (24); ce moyen de contrôle peut être actionné par une came (non représentée) qui pourrait être solidaire de la colonne (23) si celle-ci pivote. ou être liée au mouvement de la potence 223 par d'autres voies mécaniques. Dans une variante de réalisation visible à la figure 4a l'enveloppe de protection 27) qui présente la même allure générale que la précédente reçoit un tuyau d'arrosage [263, mais se trouve fermée à la partie supérieure (28). Le tube de prélèvement (29) doit par suite présenter à son extrémité [301 une forme coudée (31,32) afin de pouvoir pénétrer dans la région 1243 par. l'ouverture latérale (12'). Cette configuration assure une encore meilleure protection, d'une part de la colonne de liquide de rinçage et d'autre part des échantillons voisins qui sont ainsi totalement à l'-abri d'éventuelles éclaboussures de liquide pollué.Un écran [23') peut également être fixé sur l'organe de prélèvement pour recouvrir l'ouverture latéralel2'). On a pu constater que dans les modes de réalisation précédents l'ouverture latérale (123 reliée à l'ouverture 11) et respectivement l'ouverture [12') permettaient une amenée de l'extrémité de l'organe de prélèvement 19) dans la région de rinçage par une simple rotation de la potence, ce qui raccourcit le temps de déplacement. Si toutefois, comme le cas se présente lorsque le temps d'analyse d'un échantillon est important, il n'est pas nécessaire de réduire au minimum le temps de rinçage, on peut tolérer que la potence effectue pour atteindre la région-de rinçage, une rotation suivie d'une plongée verticale vers cette région. On peut dans ces conditions utiliser une enveloppe de protection (27') visible à la figure 4b, qui comporte une petite ouverture supérieure [12"), une ouverture inférieure (13'), et un organe d'arrosage [26') analogue à [263. L'ouverture t12") sera de dimension assez faible pour que aucune éclaboussure ne puisses'échapper de (27') lorsque le jet (17") arrose l'extrémité de l'organe de prélèvement (29') placé dans la région de rinçage [24') et sera assez grand pour tenir compte du jeu latéral que peut prendre (29') dans sa position de rinçage. La paroi supérieure t28') de l'enveloppe (27') pourrait, si des précautions particulières le justifiait; être formée par une paroi de caoutchouc ou de latex mince qui serait traversée par [29') de façon-absolument étanche au cours de sa plongée. Dans le mode de réalisation montré à la figure 5, plusieurs dispositifs d'arrosage (33, 34, 353 sont placés dans l'enveloppe de protection (41); à titre d'exemple l'un [33) de ces dispositifs a été placé de façon que son orifice de délivrance t363 soit sensiblement placé dans l'axe YY' de l'extrémité [373 du tube de prélèvement, un tel procédé de rinçage permettant encore l'aspiration de liquide de rinçage du jet t17") glissant le long du tube de prélèvement t383 moyennant la mise en oeuvre d'une conformation particulière de l'orifice (39) et de l'extrémité 37). Tous ces dispositifs d'arrosage projètent ici leur jet particulier vers une seule et même région de rinçage commune (40) de l'enveloppe (41). Cette disposition est particulièrement appréciée si des liquides de rinçage différents sont utilisés séparément, successivement ou en combinaison et ceci soit au cours d'une même opération de rinçage soit au cours de deux opérations de rinçage à effectuer après prélèvement d'échantillons distincts. Lorsque l'on est amené à utiliser plusieurs dispositifs d'arrosage, il est encore possible de placer ceux-ci de façon telle que leurs jets ne convergent pas vers une même région, mais restent au contraire séparés, ainsi qu'on peut le voir à la figure 6, qui représente une- vue de dessus d'une enveloppe particulière. Le trajet (42) suivi par l'extrémité t433 d'un tube de prélèvement t44) devra dans ce cas couper les différentstra3ectoires des jets délivrés par des arroseurs (45, 46, 47) et devra s'arrêter lorsque cette extrémité sera placée en regard du jet de liquide de rinçage approprié. Les points d'arrêt de l'organe de prélèvement, dans l'une des positions de rinçage choisie, seront dans ce cas déterminés par construction, par exemple à l'aide de dispositifs d'indexation fixes mécaniques t483 coopérant avec une came t493 solidaire de la colonne pivotante t233 qui supporte cet organe. Le choix d'un point de rinçage particulier (50, 51,52) où sera délivré un liquide spécifique, peut être effectuée soit à l'avance, en associant au plateau rotatif t43 portant les échantillons (5, 6...) un support d'information t533 approprié apte à coopérer pour chaque pas avec un dispositif décodeur t543 et un sélecteur de points de rinçage, voir figure 6, soit au contraire résulter d'une configuration particulière des récipients d'échantillon indiquant quel ou quels liquides de rinçage doivent être utilisés après un certain prélèvement c'est ainsi que les récipients tels que t5) pourraient avoir des longueurs différentes 11,12) ou présenter des taches contrastées ou colorées ou porter des marques codes (55) dont les caractères seraient analysés par un détecteur optique t563 fixé sur le socle t23 afin de déterminer le ou les liquides de rinçage appropriés voir figure 7. Dans tous les exemples de réalisation qui viennent d'être présentés on a supposé que la trajectoire de la colonne de liquide était invariable; seule la trajectoire verticale suivie par le jet provenant du dispositif d'arrosage t33) montré à la figure 5 est indépendante de la pression. Dans les autres cas la régulation de la pression du liquide de rinçage peut être fournie à l'aide d'une cuve à niveau constant placée à une hauteur appropriée ou analogue. On peut également utiliser un détecteur apte à réagir sur un régulateur de pression t573 associé à la source d'alimentation t58) du ou des dispositifs d'arrosage lorsque l'extrémité du tube de prélèvement n'est pas mouillée par le liquide de rinçage; un tel détecteur t593 qui peut être placé sur cette extrémité (68) comporte par exemple une sonde aspirante séparée t603 ou une résistance hygroscopique (61) ou une extrémité de fibre optique (62) fournissant des signaux t633 aptes à commander par un amplificateur t64) soit un régulateur de pression (57), soit encore un dispositif de correction mécanique t653 déplaçant légèrement le tube de prélèvement parallèlement à son axe, voir figure8. R E V E N D I C A T I O N S 1- Dispositif de transfert de liquide pour un appareil de prélèvement ou fourniture d'échantillons comportant un organe de prélèvement tubulaire respectivement un organe tubulaire apte à se déplacer entre une position de travail pour laquelle une extrémité de cet organe effectue une opération particulière et une position de transfert pour laquelle la dite extrémité est mise en contact avec un liquide approprié caractérisé en ce que : au voisinage de l'extrémité (25) de l'organe tubulaire t93 est placé un dispositif d'arrosage t163 à jet (26) qui projète une colonne de liquide approprié sur cette extrémité lorsque -celle-ci est en position de transfert (il) de façon telle que d'une part la surface extérieure t253 de cette extrémité soit suffisamment mouillée par cette colonne pour que un orifice (21) placé à cette extrémité soit immergé dans la dite colonne. 2- Dispositif de transfert de liquide pour un appareil de prélèvement ou de fourniture d'échantillons dans lequel une opération de rinçage doit être effectuée entre deux orélevements successifs caractérisé en ce oue l'organe tubulaire (9) Plonge dans un tube à essai (5, 6) contenant l'échantillon ou se place en regard de celui-ci dans la dite position de travail (i)et que lorsque cet organe t9) est Placé en position de transfert (il) l'extrémité (25) dé trouve placée dans une colonne de liquide de rinçage fournie oar un jet (26). 3- Dispositif de rinçage selon la revendication 1. caractérisé en ce que : un orifice de délivrance (17) du jet (26) est placé au dessous de l'orifice (21) de l'organe tubulaire (9) et que ce jet, orienté vers le haut. décrit une trajectoire dans le sommet de laquelle est placé l'extrémité (251 du dit organe tubulaire. 4- Dispositif de rinçage selon la revendication 2, caractérisé en ce oue : un orifice de délivrance 17'1 du jet est placé au dessus de l'orifice (21') de l'organe tubulaire et aue ce jet t26'1 dirigé vers le bas décrit une trajectoire descendante suivant au moins partiellement la surface extérieure du dit organe tubulaire. 5- Dispositif de rinçage selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ; une enveloppe de protection 10), entoure l'orifice de délivrance t173 et l'orifice de l'organe tubulaire au moins en position de transfert tII) respectivement de rinçage. 6- Dispositif de rinçage selon la revendication 5 caractérisé en ce que : cette enveloppe t103 présente une forme générale cylindrique ayant une première ouverture (11) à sa partie supérieure, seconde ouverture t123 reliée à la première circulant sensiblement parallèlement à l'extrémité de l'organe tubulaire (9), et une troisième ouverture t13) de vidange placée au dessous des deux autres, la seconde ouverture-étant traversée par la dite extrémité, entre la position de travail tI) et la position de rinçage 11) respectivement de transfert. 7- Dispositif de rinçage selon la revendication 5, caractérisé en ce que : cette enveloppe (27, 27') présente une forme générale fermée ayant une première ouverture traversée par l'extrémité de l'organe tubulaire (29, 29') entre la position de travail et la position de rinçage t12') respectivement t12") et une seconde ouverture t13') de vidange placée au dessous de la première. 8- Dispositif de rinçage selon la revendication 7, caractérisé en ce que : l'extrémité de l'organe tubulaire t29) est coudée (31, 32) et que la première ouverture t12) est placée latéralement dans l'enveloppe de protection (27). 9- Dispositif de rinçage selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que : plusieurs dispositifs d'arrosage à jet (33) (34) (35) respectivement t45) t46) (47) sont placés au voisinage de l'extrémité (37) respectivement t43) de l'organe tubulaire t38) respectivement (44), et que celle-ci peut prendre indifféremment soit une seule position de rinçage (40) dans une région unique où convergent les différents jets, soit plusieurs positions de rinçage t50) t51) (52) > dans des régions distinctes où circulent les différents jets. 10- Dispositif de rinçage selon l'une des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que: un orifice de délivrance t17) est porté par une extrémité t16) de tuyauterie t14) traversant l'enveloppe de protection t10) de façon étanche. 11- Dispositif de rinçage selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que : des moyens de détection [59) de la position respective du jet t66) et de l'extrémité t68) de l'organe tubulaire fournissent des signaux appliqués à un dispositif de commande t57) t65) déplaçant indifféremment la dite extrémité ou la trajectoireVdit jet l'un vers l'autre. 12- Dispositif de rinçage selon la revendication 8 caractérisé en ce que : au moins une position de transfert 11) est déterminée par un'dispositif d'indexation 48, 49) associé à une potence t22) portant l'organe tubulaire de prélèvement (44), au moins un support d'informations t53) étant associé à un plateau t4) portant les échantillons t56) de façon à coopérer pour chaque mouvement de celui-ci avec un organe détecteur (54) et avec un séledteur de positions de rinçage en vue d'immobiliser l'organe de prélèvement dans une position de rinçage (50, 51, 52) correspondant au contenu de l'information. 13- Dispositif de rinçage selon la revendication 12 caractérisé en cet que : les récipients t5) contenant les échantillons constituent les supports d'information; ces informations étant représentées indifféremment par une dimension particulière tl1 12) des récipients ou par des combinaisons de marques codées (55), examinées par le détecteur t563 et portées par le récipient.