Brevet FR2503867A1 — publié le 19821015

i La présente invention, due aux travaux de Messieurs Christian LEVOS et Daniel PERIE de la C.O.G.E.M.A. et de Monsieur Jean-François GEY de la Société MECACHIMIE, a pour objet un dispositif de prélèvement d'échantillons liquides, et plus parti- culièrement de liquides radioactifs pour analyse. La plupart des procédés actuels utilisent un flacon de prélèvement fermé par une membrane sou- ple dans lequel on a préalablement fait le vide. Ce flacon est renversé et piqué à l'extrémité supérieu- re d'une aiguille creuse dont l'extrémité inférieure est plongée dans le réservoir contenant le liquide à échantillonner: le liquide monte dans le flacon par aspiration. L'extrémité inférieure de l'aiguille creuse peut éventuellement être plongée dans un ré- servoir intermédiaire qui peut être rempli et vidé par un système de mise sous vide. De telles instal- lations comprennent généralement un nombre élevé de points de prélèvements (jusqu'à 19) disposés circu- lairement et desservis par un organe à commande hy- draulique. Ces installations présentent un certain nomabre d'inconvénients. Tout d'abord leur prix de revient est élevé du fait de la mécanisation poussée pour un nombre limité de prélèvements. D'autre part, après chaque prélèvement il reste toujours des tra- ces du liquide analysé à l'intérieur de l'aiguille creuse et ce liquide résiduel n'évolue pas de la même façon que le liquide contenu dans le réservoir. Dans les dispositifs de l'art antérieur, il n'est pas possible de rincer les aiguilles et lors d'une prochaine analyse le liquide contenu dans le réser- voir risque d'être pollué par les traces restées à l'intérieur de l'aiguille creuse lors de l'analyse 2503 867 précédente: l'échantillon recueilli dans le flacon n'est pas représentatif. La présente invention a justement pour objet un dispositif de prélèvement qui remédie à ces inconvénients en étant facilement utilisable pour un petit nombre de prélèvements, en évitant de faire le vide dans les flacons de prélèvement et en permet- tant un rinçage des aiguilles creuses. Selon la principale caractéristique du dispositif objet de l'invention, celui-ci comprend des moyens pour supporter un flacon de prélèvement fermé de manière étanche par un bouchon ou membrane souple, des moyens de liaison mettant ledit flacon en communication d'une part avec un réservoir conte- nant le liquide à échantillonner et d'autre part avec un deuxième flacon dit "flacon laveur", lesdits moyens de liaison comprenant une première aiguille creuse reliant le flacon de prélèvement au liquide à échantillonner par l'intermédiaire d'un conduit et une deuxième aiguille creuse reliant le flacon de prélèvement au flacon laveur par l'intermédiaire d'un autre conduit, la première aiguille creuse dé- bouchant dans le flacon de prélèvement à un niveau inférieur à celui o débouche la deuxième aiguille creuse et en ce qu'il comporte des moyens permettant de créer une différence de pression entre le réser- voir et le flacon laveur. Selon une autre caractéristique du dispo- sitif objet de l'invention, les moyens permettant de créer une différence de pression entre le réservoir et le flacon laveur comprennent un conduit reliant ce dernier à un système d'aspiration, ledit conduit étant muni d'un dispositif de fermeture. Selon une troisième caractéristique du dispositif objet de l'invention, la partie inférieu- 2503 86? re du flacon laveur est située à un niveau suprier a celui de la partie supérieure du réservoir conte- nant le liquide à échantillonner. On remarque immédiatement que, grace au dispositif de l'invention, il n'est plus nécessaire de créer un vide préalable dans le flacon de prélè- vement et que, en outre, le système d'aspiration permet un fonctionnement en "continu". Ce fonction- nement continu provoque un rinçage préalable des conduits et des aiguilles et donc la prise d'un échantillon représentatif. De toute facon l'invention sera mieux coinm- prise à la lecture de la description qui sa suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins an- nexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe de l'ensemble du dispositif objet de l'inven- tion; et - la figure 2 est une vue agrandie, sché- matique et en coupe, montrant de manière plus dé- taillée le flacon de prélèvement et le flacon la- veur. La figure 1 représente l'ensemble du dis- positif objet de l'invention. On voit tout d'abord un support 1 sur lequel est placé le flacon de pré- lèvement 2. Le support 1 est traversé par une pre- mière aiguille creuse 3 dont une extrémité 3A pas- sant à travers le support 1 pénètre à l'intérieur du flacon de pr6làvem. ent 2 et qui se prolonge par un conduit _A. dont l'extrémité 3B plonge dans un réser- voir 4 contenant le liquide à échantillonner 5. Une deuxième aiguille creuse 6 a une extr6émité 6A qui débouche dans le flacon 2 après passage à travers le support 1; elle se prolonge par un conduit 7A qui 2503 867 traverse un dispositif 7B fermant de manière étanche la partie supérieure d'un deuxième flacon dit "fla- con laveur" 7: l'extrémité 6B du conduit 7A débou- che au fond de ce deuxième flacon. La contenance de ce flacon laveur 7 est supérieure à celle du flacon de prélèvement 2. L'intérieur du flacon 7 est mis en communication à travers le dispositif 7B avec une conduite 8 munie d'un système de fermeture 9, par exemple une vanne, et qui aboutit à un système d'as- piration 10. Ce dernier peut être une trompe à eau ou un éjecteur à air permettant de créer une diffé- rence de pression entre le réservoir 4 et le flacon laveur 7. La figure 2 montre plus en détail le dis- positif servant de support au flacon de prélèvement 2. Le support 1 comporte une partie inférieure lI pleine à travers laquelle passent les deux aiguilles creuses 3 et 6. Celles-ci débouchent à l'intérieur d'une partie cylindrique creuse llA prolongeant la partie inférieure 11. Le flacon de prélèvement, fer- mé de manière étanche par un bouchon ou une membrane souple 12, est introduit à l'intérieur de la partie cylindrique creuse llA. Le flacon 2 est renversé de sorte qu'au cours de cette opération, la membrane 12 soit percée par les deux aiguilles 3 et 6. Les pa- rois de la partie cylindrique creuse llA sont suffi- samment ajourées pour que l'on puisse contrôler le niveau du liquide à l'intérieur du flacon 2. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant: Lorsqu'on vient de placer le flacon de prélèvement 2 sur le support 1, le flacon laveur 7 étant vide, on ouvre la vanne 9 et l'on met en route le système d'aspiration 10. Ceci crée une dépression à l'intérieur du flacon laveur 7 et, par aspiration, '3 867 le liquide 5 contenu dans le réservoir 4 monte le long du conduit 4A et de l'aiguille 3 jusque dans le flacon de prélèvement 2. Bien entendu, pour que ceci soit possible, il faut que le flacon laveur 7 et le flacon de prélèvement 2 soient situés à un niveau supérieur à celui de la partie supérieure du réser- voir 4. Il faut prendre garde également à ce que la différence de hauteur de liquide entre le réservoir 4 et le flacon laveur 7 représente une différence de pression inférieure au vide produit par la trompe à eau. A l'intérieur du flacon 2, l'extrémité 3A de l'aiguille 3 se trouve à un niveau inférieur à celui de l'extrémité 6A de l'aiguille 6: cette disposi- tion est nécessaire pour que le liquide à analyser arrivant par l'aiguille 3 remplisse au moins par- tiellement le flacon de prélèvement 2 avant de s'écouler dans le flacon laveur 7 à travers l'ai- guille 6 et le conduit 7A. La présence du flacon laveur 7 s'explique par la nécessité de renouveler plusieurs fois le contenu du flacon 2 pour avoir un échantillon repré- sentatif. En effet, même dans le dispositif objet de l'invention, il reste des traces de liquide dans lJaiguille 3 et le conduit 4A après une analyse, d'o la nécessité de les rincer avant l'analyse sui- vante. Dans un exemple de réalisation, o la diffé- rence de hauteur entre le réservoir 5 et le flacon laveur 7 était de 6,50 m et la capacité du flacon de prélèvement de 10 ml, on a constaté qu'il fallait renouveler au moins dix fois le contenu du flacon de prélèvement pour avoir un échantillon représenta- tif. Le flacon laveur 7 sert à stocker le trop-plein provenant de cette opération. Une fois que le flacon 2 est rempli d'un échantillcon représentatif, on ferme la vanne 9 et on arr't!a tla;.e ô eau 10. 2503 867 Le flacon 2 est alors retiré et remplacé par un flacon vide. Pendant l'intervalle de temps séparant l'enlèvement du premier flacon et la mise en place du deuxième, les quantités de liquide con- tenues dans l'aiguille 3 et le conduit 4A d'une part, l'aiguille 6 et le conduit 7A d'autre part, redescendent par gravité dans le réservoir 4 et le flacon 7 respectivement. Pour récupérer le liquide contenu dans le flacon 7 et le recycler dans le réservoir 4, on opè- re de la manière suivante Tout d'abord, on réamorce le circuit en ouvrant la vanne 9 et en mettant en route la trompe à eau 10 jusqu'à ce que le nouveau flacon de prélè- vement soit rempli de liquide. On arrête ensuite la trompe à eau 10 mais sans fermer la vanne 9: la surface du liquide contenu dans le flacon laveur 7 est alors soumise à la pression atmosphérique de mê- me que celle du liquide 5 contenu dans le réservoir 4. Comme la surface du liquide contenu dans le fla- con 7 est à un niveau supérieur à celui de la surfa- ce du liquide 5, et comme le flacon 2 est rempli de liquide entre les extrémités 3A et 6A des aiguilles 3 et 6, il se produit un phénomène de siphonnage et tout le liquide contenu dans le flacon 7 redescend automatiquement dans le réservoir 4. Bien entendu, pour que cela soit possible, il faut que le conduit 7A débouche dans le flacon 7 le plus bas possible vers le fond de celui-ci. Le dispositif est alors prêt pour un nouveau prélèvement. Le dispositif objet de l'invention pré- sente de nombreux avantages et tout d'abord une grande simplicité puisqu'il ne fait appel à aucun automatisme, ni système de régulation de vide. Les différents éléments constituant le dispositif sont :'53 8 6? peu coûteux et facilement disponibles dans le co:- merce. D'autre part, la distance entre le dispositif et le réservoir n'a pas d'importance car il suffit que la différence de niveau entre le flacon laveur et le réservoir de liquide à échantillonner repré- sente une différence de pression inférieure au vide produit par la trompe à eau: c'est ainsi qu'on a pu constater qu'un dispositif conforme à l'invention fonctionnait avec une dénivellation de 7,50 m et une longueur de tuyauterie de 80 mr. De plus, le trop- plein de liquide recueilli dans le flacon 7 lors du rinçage de l'aiguille 3 peut être facilement renvoyé au réservoir 4 par siphonnage après chaque prélève- mient. On supprime ainsi le risque de rejeter dans le circuit de la trompe à eau, ou dans l'atmosphère si on utilise un éjecteur a air, des effluents radioac- tifs ou chargés de matières fissiles. Quant au deuxième flacon servant au siphonnage, il peut être laissé en place pour l'analyse suivante si la solu- tion ne risque pas de cristalliser au cours du temps. Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul exemple de réalisation qui vient d'être décrit, mais qu'elle en couvre au contraire toutes les variantes. 2503 86? REVENDICATIONS 1. Dispositif de prélèvement d'échantil- lons liquides, notamment radioactifs, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (1) pour supporter un flacon de prélèvement (2) fermé de manière étan- che par un bouchon ou une membrane souple (12), des moyens de liaison mettant ledit flacon (2) en commu- nication d'une part avec un réservoir (4) contenant le liquide à échantillonner (5) et d'autre part avec un deuxième flacon, dit "flacon laveur" (7), lesdits moyens de liaison comprenant une première aiguille creuse (3) reliant le flacon de prélèvement (2) au liquide à échantillonner (5) par l'intermédiaire d'un conduit (4A) et une deuxième aiguille creuse (6) reliant le flacon de prélèvement (2) au flacon laveur (7) par l'intermédiaire d'un autre conduit (7A), la première aiguille creuse (3) débouchant dans le flacon de prélèvement (2) à un niveau infé- rieur à celui o débouche la deuxième aiguille creu- se (6), et en ce qu'il comporte des moyens (9, 10) permettant de créer une différence de pression entre le réservoir (4) et le flacon laveur (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens permettant de créer une différence de pression comprennent un con- duit (8) reliant le flacon laveur (7) à un système d'aspiration (10), ledit conduit étant muni d'un dispositif de fermeture (9). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie inférieure du flacon laveur (7) est située à un niveau supérieur à celui de la partie supérieure du réservoir (4) contenant le liquide à échantillonner (5) et en ce que sa con- tenance est supérieure à celle du flacon de prélève- ment (2).