Brevet FR2496219A1 — publié le 19820618

La présente invention concerne une électrovanne à deux positions, destinée à être insérée par exemple dans le circuit constitué par les tubulures d'un dispositif de pipetage de liquides. Les électrovannes à deux positions actuellement connues sont essentiellement constituées par un corps renfermant un siège contre lequel vient s'appliquer un clapet propulsé par le noyau d'un électro-aimant. Lors du déplacement du clapet vers le siège, la partie de liquide emprisonnée entre ces deux éléments est déplacéeen générant une onde, qui se propage dans le liquide, à l'intérieur de la canalisation. Lorsque les électrovannes de ce type équipent des circuits de pipetage de liquides comportant des tubes de prélèvement dans lesquels des détections de niveau très précises doivent etre effectuées, on comprendra que cette onde produit à la surface libre du liquide une impulsion qui fausse le résultat des détections. En outre, dans ces circuits de pipetage, la rapidité de la fermeture des électrovannes détermine la précision des volumes de liquide prélevés. Or, les électrovannes connues n'ont pas un temps de commutation suffisamment bref pour garantir la précision volumique que certains types de prélèvement exigent. Un autre inconvénient majeur des électrovannes de type classique résulte du fait qu'elles ne sont pas bistables. En d'autres termes, si une coupure intempestive de l'alimentation électrique survient alors qu'elles se trouvent dans leur position de fermeture, elles seront ramenées automatiquement dans leur position d'ouverture ce qui bien évidemment peut se traduire par des conséquences graves dans le circuit sur lequel elles sont montées. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients, et pour ce faire, elle a pour objet une électrovanne du type précité qui se carac térise en ce qu'elle comprend une embase fixe présentant une face plane et lisse sur laquelle débouchent au moins deux canaux traversant l'embase, un tiroir monté à glissement sur la face plane de l'embase par l'intermédiaire d'une face plane et lisse sur laquelle est réalisé un alvéole, des moyens pour déplacer le tiroir sur l'embase entre une première position dans laquelle l'alvéole est en communication avec les canaux de embase et une seconde position dans laquelle il ne l'est pas ; et un ensemble de guidage du mouvement du tiroir, apte à maintenir ce dernier en permanence plaqué contre l'embase. Grâce à ces dispositions, la coupure de la circulation du liquide est réalisée par un simple cisaillement transversal. I1 en résulte qu'aucune onde perceptible n'est produite dans le liquide. L'électrovanne selon l'invention est donc parfaitement bien adaptée pour équiper des circuits de pipetage dans lesquels elle garantit une détection de niveau fiable. En outre, l'étan- chéité, aussi bien interne qu'externe, de cette électrovanne est assurée par le placage permanent l'une contre l'autre des surfaces lisses en contact de l'embase et du tiroir, réalisé par l'ensemble de guidage. De préférence, les canaux de l'embase s'étendent perpendiculairement à la face plane de cette dernière. L'action de cisaillement du tiroir sur le filet de liquide parcourant les canaux s'effectue ainsi Perpendiculairement à ce dernier, c'est-à-dire sans provoquer aucune onde ni poussée dans l'axe des canaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour dé-' placer le tiroir sur l'embase comprenrent de chaque côté du tiroir, au moins un percuteur pouvant être propulsé contre ee dernier, parallèlement au plan de contact du tiroir avec l'embase. Le choc des percuteurs sur le tiroir, commandé par un électro-aimant, provoque un déplacement très rapide de ce dernier sur l'embase dans un sens ou dans l'autre, ce qui confère à l'électrovanne un temps de commutation extrêmement bref. En outre, grâce à ce mode de déplacement du tiroir, l'electrovanne selon l'invention est parfaitement bistable. Enfin, tout décollement du tiroir par rapport à l'embase lorsque le percuteur heurte le tiroir est interdit. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, l'ensemble de guidage du tiroir est constitue par une armature déformable comprenant deux cadres formant bielles parallèles et identiques,montés à rotation respectivement autour de deux axes fixes, et une chape articulée entre les extrémités libres des deux cadres et solidarisee au tiroir, un ressort monté sur chaque axe agissant sur le cadre correspondant pour solliciter la chape vers l'embase. Grâce à cette structure, l'ensemble de guidage conduit le déplacement du tiroir le long d'une trajectoire bien définie, tout en le maintenant plaqué contre l'embase grâce à l'action des ressorts sur la chape. Avantageusement, un manchon déformable est monté autour du tiroir et de l'embase de manière à délimiter autour de ces derniers un espace hermétiquement clos, et l'embase est percée d'au moins deux canaux de balayage qui débouchent sur sa surface latérale, à l'intérieur de l'espace hermétiquement clos. Si l'on remplit, au travers des canaux de balayage,l'espace délimité par le manchon,d'un liquide identique à celui qui parcourt l'électro- vanne, on immerge le plan de contact de l'embase et du tiroir dans ce liquide. Ainsi, une parfaite étanchéité aussi bien interne qu'externe est réalisée au niveau de ce plan de contact. Un mode de réalisation de l'électrovanne selon la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif, en réference aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de face d'une électrovanne conforme à l'invention représentée dans l'une de ses deux positions, sans son manchon d'étanchéité déformable - la figure 2 est une vue de dessus de l'électrovanne de la figure i - la figure 3 est une vue de face en coupe effectuée suivant la ligne III-III de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue arrière de l'électrovanne de la figure 1 - la figure 5 est une vue de dessous du tiroir de l'électrovanne ; et - les figures 6 et 7 sont respectivement des vues de dessous et de dessus de l'embase. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 4, les éléments constitutifs de l'électrovanne selon l'invention sont montés sur un châssis en forme de cornière 1. Cette électrovanne comprend tout d'abord une embase 2 pourvue d'un socle 3 par l'intermédiaire duquel elle est fixée sur l'une des branches 4 de la cornière 1. L'embase 2 présente, à son extrémité opposée au socle 3, une face parfaitement plane et lisse s et est percée longitudinalement de deux canaux parallèles 7 et 8 qui débouchent, à l'une de leurs extrémités, sur la face plane 6 (voir figure 7) et, à leur autre extrémité, sur la surface de base du socle 3 (voir figure 6). Les canaux 7 et 8 s'étendent perpendiculairement à la face plane 6 de l'embase 2, et peuvent être reliés, au niveau du socle 3, respectivement à un conduit d'arrivée et à un conduit de départ de liquide, non représentés, qui font partie du circuit sur lequel l'électrovanne est montée. On peut voir sur la figure 3 que, sur la face plane 6 de l'embase 2, repose à glissement un tiroir ou obturateur 9 de forme circulaire. La face 10 du tiroir, qui est en contact avec la face 6 de l'embase, est elle aussi parfaitement plane et lisse et présente un alvéole 11 que l'on peut voir plus particulièrement sur la figure 5. Le tiroir 9 peut être déplacé sur l'embase 2 grâce à des moyens que l'on décrira plus loin. Le tiroir 9 est porté par une armature 12 en forme de parallélogramme déformable, qui constitue un ensemble de guidage du déplacement du tiroir 9 sur l'embase 2. Cette armature comprend deux cadres formant bielles, parallèles et identiques 13, montes à rotation respectivement autour de deux axes fixes 14 dressés perpendiculairement au plan de contact de l'embase 2 avec le tiroir 9, entre la branche 4 de la cornière 1 et un rebord 15 de l'autre branche 16 de cette dernière. Chaque cadre 13 est constitué en fait de deux bras parallèles 13a et 13b reliés par une âme transversale non représentée. Une chape 17 est articulée entre les extrémités libres des deux cadres 13. Plus précisément, la chape 17 est montée entre les bras de chaque cadre par l'intermédiaire d'une tige d'articulation 18. Comme on peut le voir sur la figure 3, la chape 17 présente une cavité intérieure dans laquelle est logé le tiroir 9. Deux goujons 20 et 21 font saillie à l'intérieur de cette cavité, et viennent s'emboîter dans deux évidements correspondants ménagés dans le tiroir 10, pour assurer la fixation de ce dernier à l'intérieur de la chape 17. En se reportant à la figure 4, on remarquera que chaque axe 14 présente un filetage extérieur sur lequel est vissée une bague 22. Un ressort de compression 23 est monté, autour de chaque axe 14, entre la bague 22 et le bras 13b du cadre 13 correspondant, situé le plus près de la branche 4 de la cornière 1. Le degré de compression de chaque ressort 23 peut être réglé en vissant ou dévissant la bague correspondante 22 le long de son axe 14, au travers d'ouvertures 24 pratiquées dans la branche 16 de la cornière 1. On comprendra aisément que l'action des ressorts 23 sur les bras 13b des cadres 13 provoquent le placage du tiroir 9 sur l'embase 2, par l'intermédiaire de la chape 17. On assure ainsi une bonne étanchéité au niveau du plan de contact du tiroir avec l'embase. Cette étanchéité est améliorée par la mise en place, autour de l'embase 2 et du tiroir 9 d'un manchon déformable 25 que l'on peut voir sur la figure 3. L'une des extrémités du manchon est insérée entre le tiroir 9 et la chape 17, tandis que son autre extrémité est fermée autour de l'embase 2, à proximité de son socle 3, au moyen d'un collier 26. Le manchon 25 délimite ainsi autour de l'embase 2 et du tiroir 9 un espace hermétiquement clos. Par ailleurs, l'embase-est percée de deux canaux de balayage 27 et 28 débouchant d'une part sur le socle 3 et d'autre part sur la surface latérale de l'embase 2. Au travers des canaux 27 et 28, on peut remplir l'espace délimité par le manchon 25 d'un liquide identique à celui qui parcourt les deux autres canaux 7 et 8. On immerge ainsi le plan de contact de l'embase avec le tiroir dans le liquide qui traverse l'électrovanne, de sorte que toute fuite de ce liquide vers l'extérieur ou toute infiltration d'air vers l'intérieur est impossible au niveau de ce plan de contact. Une fois que le manchon 25 est rempli, les canaux 27 et 28 peuvent être fermés au niveau du socle 3, par des bouchons non représentés. On notera ici que la déformabilité du manchon 25 permet à l'armature 12 de se déformer sans aucune restriction. Le tiroir 9 peut être déplacé sur l'embase 2 au moyen de deux percuteurs 30 (dont un seul est visible sur les figures) disposés de part et d'autre de la chape 17, parallèlement au plan de contact de l'embase et du tiroir. Chaque percuteur, qui constitue le noyau d'un électro-aimant 31 est dirigé en face d'un butoir 32 fixé sur le côté correspondant de la chape. Les deux élec tro-aimants 31 peuvent être mis alternativement sous tension pour propulser le percuteur 30 correspondant contre le butoir 32 qui lui fait face. Par suite, le tiroir 9 est deplacé instantanément dans un sens ou dans l'autre sur l'embase 2, entre deux positions extrêmes déterminées par la position des bâtis des électro-aimants 31. L'emplacement de l'alvéole 11 sur le tiroir 9, ainsi que la disposition des bâtis des électro-aimants 31 par rapport à l'ensemble embase-tiroir sont prévus de telle façon que, dans l'une des positions extrêmes du tiroir 9 (celle représentée sur la figure 3), son alvéole 11 communique avec les canaux 7 et 8 de l'embase 2, tandis que dans l'autre position extrême du tiroir, cette communication est coupée, ces deux positions correspondant respectivement à l'état d'ouverture et à l'état de fermeture de l'électrovanne. Afin que le tiroir 9 soit parfaitement immobilisé dans ses deux positions extrêmes, des organes d'amortissement 33 en forme de butées rétractables à l'intérieur du bâti des électro-aimants, sont prévus en face des parties latérales de la chape 17. On fera observer que le déplacement du tiroir par percussion, confère non seulement à l'électrovanne selon l'invention un temps de commutation extrêmement bref, mais en plus la rend parfaitement bistable. De la description qui précède, il ressort que l'électrovanne selon l'invention est parfaitement bien adaptée pour équiper des circuits de pipetage de liquide. En vue de cette utilisation particulière, on fera en sorte que les éléments constitutifs de l'électrovanne soient fabriqués en matériaux résistants à la corrosion par les agents chimiques. C'est ainsi par exemple que le man c hon déformable 25 peut être réalisé en silicone et que le tiroir 9 et l'embase 2 peuvent être fabriqués à partir de "téflon" ou d'une céramique quelconque. REVENDICATIONS 1. Electrovanne à deux positions, destinée à être insérée par exemple dans le circuit constitué par les tubulures d'un dispositif de pipetage de liquides caractérisée en ce qu'elle comprend une embase fixe (2) présentant une face plane et lisse (6) sur laquelle débouchent au moins deux canaux (7) et (8) traversant l'embase ; un tiroir (9) monté à glissement sur la face plane de l'embase par l'intermédiaire d'une face plane et lisse (10) sur laquelle est réalisé un alvéole (i1) des moyens (30 ; 32) pour déplacer le tiroir (9) sur l'embase (2) entre une première position dans laquelle l'alvéole (11) est en communication avec les canaux (7) et (8) de embase et une seconde positon dans laquelle il ne l'est pas ; et un ensemble de guidage (12) du mouvement du tiroir (9), apte à maintenir ce dernier en permanence plaqué contre l'embase (2). 2. Electrovanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux de l'embase (7) et (8) s'étendent perpendiculairement à la face plane (6) de cette dernière. 3. Electrovanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ee que les moyens pour déplacer le tiroir sur l'embase comprennent de chaque côte du tiroir (9) au moins un percuteur (30) pouvant être propulsé contre ce dernier, parallèlement au plan de contact du tiroir (9) avec l'embase (2). 4. Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'ensemble de guidage (12) du tiroir (9) est constitué par une armature deformable comprenant deux cadres formant bielles, parallèles et identiques (13), montés à rotation respectivement autour de deux axes fixes (14), et une chape (17) articulée entre les extrémités libres des deux cadres (13) et solidarisée au tiroir (9), un ressort (23) monté sur chaque axe (14), agissant sur le cadre correspondant (13) pour solliciter la chape (17) vers embase (2). 5. Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un manchon déformable (25) est monté autour du tiroir