Brevet FR2503418A1 — publié le 19821008

L'invention a pour objet un dispositif de programmation de la composition d'un liquide, notamment applicable à la chromatographie en phase liquide. On connaît déjà, selon le brevet US 4 004 884 une dispo- sition de programmation de la composition d'un liquide équi- pée d'un reccord, qui est, par l'intermédiaire de n soupapes à double voies électromagnétiques à commande électronique, raccordée à n réservoirs de liquides différents, communiquant avec une source commune de gaz sous pression. Durant la programmation de la composition du liquide, au moment consigné, une seule soupape à deux voies est ouverte pour la durée de temps proportionnelle au taux consigné de liquide communiqué par elle à une chambre de mélange. Le défaut de cette disposition consiste en la présence de tous les n liquides dans la chambre de mélange, o les divers jets de liquide s'assemblent en un seul flux, ce qui implique dans ces conditions la pollution inévitable du li- quide par les autres, qui ne devraient pas prendre part au processus. En chromatographie, ce fait peut entraîner la perte d'activité de la colonne ou l'engendrement de sommets complémentaires sur le chromatogramme ou encore la dérive de la ligne zéro. Un autre inconvénient de cette disposition consiste en ce que les divers liquides sont affectés dans les réservoirs par la présence du gaz sous pression. Du fait qu'en chromato- graphie on utilise en général de hautes pressions de l'ordre de 50 à 500 atm, le liquide dans le réservoir est chargé de gaz en quelques minutes. Le gaz dissout dans le liquide impli- que des changements défavorables de ses propriétés et il nuit au travail du chromatographe à cause du dégazage du liquide dans la cuvette d'écoulement du détecteur. En outre, dans la chambre de mélange appliquée dans la disposition, les composants ne sont pas mélangés, c'est pour- quoi le processus de la composition des liquides programmés se différenciera de celui consigné aux divers moments. En plus, le montage des soupapes à deux voies et des réservoirs à liquides dans la partie refoulante de la dispo- sition impose à ces éléments une construction apte à résister aux hautes pressions, Le dispositif connu jusqu'à présent de programmation de la composition d'un liquide de la société américaine dite Spectra Physics, comporte une soupape à quatre voies, commu- niquant d'une part par des conduites avec trois réservoirs de liquide, et d'autre part par un mélangeur avec le conduit d'aspiration d'une pompe à piston. Le mélangeur présente un volume mort de l'ordre de 1,9 ml. La sortie de chacun de ces trois conduits communiquant le liquide à la soupape est équipée d'une membrane mise en mouvement au moyen d'une bobine électromagnétique. A l'endroit du raccord des trois conduits contenant cha- cun un liquide différent, à chaque instant sont présents tous les liquides sans égard à la quantité de liquides programmés. L'inconvénient principal d'un tel dispositif consiste en le contact permanent des liquides proportionnés en présence dans les réservoirs mis en communication par la soupape. Cela im- plique la pollution de la solution proportionnée par les au- tres liquides, fait qui peut provoquer la désactivation de la colonne chromatographique, la dérive de la ligne zéro, et autres inconvénients semblables. En plus, un défaut gênant résultent également du grand volume mort du dispositif, dé- terminé par le raccordement de la soupape, du mélangeur et de la pompe. Le dispositif de programmation de la composition d'un liquide, notamment applicable en chromatographie en phase li- quide, comportant une chambre de mélange et des électrovannes se caractérise selon l'invention par le fait que dans le mé- langeur, au voisinage direct des entrées de liquide vers la chambre de mélange, on a prévu le montage solidaire de sièges d'au moins deux soupapes électromagnétiques, dont les organes obturateurs ont une partie supérieure en forme de cône tron- qué inversé, et en ce que la partie la plus large du cône est logée entre la paroi de la chambre de mélange et le siège de la soupape électromagnétique. Le mélangeur présente la forme d'un cylindre, et les en- trées de liquide vers la chambre de mélange sont aménagées sur son pourtour. Les soupapes électromagnétiques sont du type à deux voies. Le dispositif peut tout aussi bien fonctionner du côté refoulement que du côté aspiration de la pompe. En cas de son montage du côté refoulement de la pompe, les réservoirs de liquide présentent la forme d'une conduite enroulée en vis sans fin. Par construction, le profil du mélangeur et celui de la chambre de mélange en forme de cylindre, assure le remplis- sage maximum de la chambre de mélange, donc réduisant ainsi le volume mort de la chambre au minimum. Grâce à cela, on peut fidèlement programmer la composi- tion de la phase mobile, même sans le mélange des liquides introduit dans la chambre, tout au moins dans la gamme des concentrations de 10 à 90%. On a pu vérifier expérimentalement la répétabilité et la précision des allures de gradient en fonction du volume mort de la chambre de mélange, de la vitesse de la phase mobile ainsi qu'en fonction de la durée de mélange de ses composants. Les avantages du dispositif consistent en l'élimination du processus de mélange des liquides, qui dans ledit proces- sus ne sont pas soumis à la programmation, et aussi en la possibilité de programmation de la composition du liquide à partir de n composants, dont les taux de concentration en divers composants en fonction du temps seront quelconques. En outre, les réservoirs de liquide, les soupapes élec- tromagnétiques et le mélangeur peuvent être montés indifférem- ment côté refoulement ou aspiration de la pompe. En plus, il y a la possibilité d'ajustage d'un volume convenable de la chambre de mélange en fonction du débit de la pompe et de la durée des temps de programmation de la com- position du liquide transmis vers la colonne de chromatogra- phie. Une forme de réalisation de l'invention est décrite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés o: - la figure 1 présente le dispositif de programmation de la composition d'un liquide en coupe longitudinale, et - la figure 2 est un schéma-bloc général du chromatogra- phe en phase liquide avec le dispositif branché de programma- tion de la composition d'un liquide. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée (figure 1), le dispositif comporte un mélangeur 1 en forme de cylindre à chambre de mélange 2, sur le pourtour de laquelle on a aménagé deux entrées 3 de liquide. La chambre de mélange 2 est limitée en haut par un piston 4, dans l'axe de symétrie duquel est aménagé un canal 5 d'évacuation du liquide, et elle est équipée d'un agitateur mécanique 6 en forme de cylin- dre, à arbre d'entraînement 7 monté dans un presse-étoupe 8. Le diamètre de l'agitateur 6 est inférieur à celui de la chambre 2 de lmm environ. Dans le voisinage direct de l'en- trée 3 de liquide, on a prévu le montage d'un siège 9 d'une soupape électromagnétique à deux voies 10, dont l'organe ob- turateur 11 présente à la partie supérieure le profil d' un cône tronqué inversé sa partie la plus large surmontant le siège 9 de la soupape 10. L'organe 11 est solidaire d'un aimant 12 coulissant dans la carcasse-bâti 13 de la soupape 10, dont la paroi intérieure présente un canal 14 d'entrée de li- quide communiquant par une conduite 15 avec un réservoir de liquide 16. La carcasse 13 est équipée d'une bobine d'induc- tance 17. Le presse-étoupe 8 comporte un chapeau 18 et une bague d'étanchéité 19. Le siège 9 de la soupape 10 est étanché entre le bâti 13 de la soupape et l'agitateur 1 au moyen de rondelles 20 en polytétraflu6réthylène. Conformément à la figure 2, le mé- langeur 1 communique avec la pompe à piston 21, tandis que les bobines d'inductance 17 associées à la carcasse 13 de la soupape électromagnétique 10 sont reliées au circuit de commande électronique 22. La pompe à piston 21 refoule le liquide mélangé par le doseur 23 et la colonne de chromato- graphie 24 vers un détecteur 25 qui est connecté à un enregis- treur 26. En fonctionnement, on met d'abord en marche la pompe à piston 21 et l'agitateur mécanique 6. Les bobines d'inductan- ce 17 des soupapes 10 sont connectées au circuit de commande 22, et on règle le programme de travail de chaque soupape 10 de manière à ce qu'elles soient ouvertes alternativement. A partir du réservoir 16 la pompe aspire le liquide qui s'écoule par la soupape 10 actuellement ouverte et l'entrée 3 vers la chambre de mélange 2, o il sera mélangé avec celui présent dans la chambre 2 par injection en continu. Le taux en pour- cent de liquide injecté à travers la soupape ouverte 10 est 25034 1 8 proportionnel à la durée de son ouverture. Après l'obtention de la composition des divers liquides à composition consignée à l'avance en quantité, la solution est transférée par la pompe 21 et le doseur 23 à la colonne de chromatographie 24. Après le passage par la colonne de chromatographie 24, la so- lution est dirigée vers l'évacuation à travers le détecteur 25. Le signal électrique du détecteur 25 est enregistré par l'enregistreur 26. Le nombre de soupapes 10 équipant le mé- langeur 1 détermine celui des composants du mélange programmé de la solution. REVEND ICATIONS 1. Dispositif de programmation de la composition d'un liquide, notamment pour la chromatographie en phase liquide, comportant une chambre de mélange et des électrovannes de communication avec des réservoirs de liquides, caractérisé en ce que dans le mélangeur 1 on a monté, dans le voisinage di- rect des entrées (3) de liquides dans la chambre de mélange (2), des sièges (9) d'au moins de deux soupapes électromagné- tiques (10), ayant des organes obturateurs (11) avec une par- tie supérieure en forme de tronc de cône inversé, dont la par- tie la plus large est placée entre la paroi de la chambre (2) et le siège (9) de la soupape électromagnétique (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélangeur (1) présente la forme d'un cylindre et en ce que les entrées (3) de liquides dans la chambre de mélange (2) sont aménagées sur son pourtour. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes électromagnétiques (10) sont du type à - deux voies.