Brevet FR2535848A1 — publié le 19840511

La pressente invention a pour objet un dispositif d'échantillonnage d'un fluide, un procédé de prélèvement mettant en oeuvre le dispositif et une application à la dilution d'un fluide. Elle trouve son application dans le prélèvement d'échantillons radioactifs aux fins d'analyse. On connait des dispositifs de prélevement- de fluides radioactifs. Un tel dispositif est décrit notamment par le brevet français nO 73 18 377 du. 21 mai 1973. La figure montre une réalisation de ce dispositif. Il est constitué d'une cavité 2 formant réceptacle, d'une canalisation d'arrivée 4 et d'une canalisation de sortie 6 reliant toutes deux la cavité dans le bottier au circuit de circulation principal. Ces canalisations sont munies de vannes de commande 8, de moyens de chauffage 10 et de moyens de mesure et de régulation de la température du fluide-dans la cavité 2. Celle-ci est entourée d'un circuit réfrigérant 14 alimenté au travers d'une canalisation d'entrée 12 par un fluide sous pression qui est recyclé par une canalisation de sortie 16.L'analyse du fluide présent dans la cavité se fait par un détecteur au travers d'une fenêtre 18, constituant une paroi de la cavité 2, après avoir escamoté un bloc support 20 de -protec- tion contre les rayonnements. Une première limitation de ce dispositif est de ne pouvoir traiter les fluides qu'in situ. Le transfert est théoriquement possible en déconnectant les canalisations d'arrivée et de sortie du dispositif des conduites principales et en les connectant sur un circuit de prélèvement, l'échantillon étant par exemple chassé par un gaz inerte injecté dans la canalisation d'arrivée et recueilli dans un récipient après la canalisation de sortie. L'inconvénient de ce transfert est que les vannes des canalisations d'arrivée et de sortie sont alors mises à l'air, ce qui pollue l'échantillon. On peut pallier cet inconvénient en travaillant sous vide ou en milieu inerte, mais cela alourdit le dispositif. Un autre inconvénient inhérent au dispositif connu est la répartition non homogène de l'échantillon vis-à-vis du détecteur. Un volume de fluide situé à l'extrémité d'une des canalisations d'entrée ou de sortie la plus éloignée du détecteur apparaît en effet moins radioactive qu'un même volume de fluide situé à l'extrémité d'une des canalisations d'arrivée ou de sortie la plus proche du détecteur. Pour certaines applications, il est apparu par ailleurs utile de faire un prélèvement de fluide en vue d'une dilution avant analyse. I1 est nécessaire pour cela de prélever un échantillon de fluide d'un volume connu. C'est un inconvénient supplémentaire du dispositif montré sur la figure 1 de ne pouvoir offrir cette facilité, le transfert de l'échantillon étant difficilement réalisable d'une part, le volume de fluide emprisonné dans la cavité et dans les canalisations n'étant pas déterminé de manière précise d'autre part. La présente invention remédie à ces inconvénients à l'aide d'un dispositif qui permet de prélever un échantillon de volume précis déterminé du fluide à analyser et qui autorise un transfert de cet échantillon sans mise à l'air. L'invention a pour objet un dispositif d'échantillonnage constitué d'un boîtier 22 muni d'une cavité 24, fermé par un couvercle 26 et de P groupes de canalisations traversant la surface du boîtier 22 et munis chacun d'une entrée 28 et d'une sortie 30, les canalisations d'un même groupe ayant même axe, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce solide 32 mobile emplissant la cavité 24 percée de part en part par un conduit 34 pouvant mettre successivement en communication les deux canalisations d'un groupe quelconque,-tout en obturant les P-l autres groupes. Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier 22 de forme générale cylindrique est muni d'un couvercle 26 de révolution. autour de l'axe du cylindre, les axes des canalisations sont contenus dans un même plan perpendiculaire à l'axe du cylindre, et concourent en un point unique de cet axe. La pièce mobile 32 est prolongée hors de la cavité par un axe de rotation 36 centré sur l'axe du cylindre, le conduit 34 a pour axe l'un des diamètres de la pièce mobile 32, cet axe étant dans le m8me plan que les axes des canalisations. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'un des groupes de canalisations du dis- positif ent constitué d'une canalisation d'entrée munie d'un piston 38 et d'une canalisation de sortie en forme d'aiguille hypodermique 40. Ce groupe de canalisations permet d'expulser, sans mise à l'air, l'échantillon de fluide présent dans le conduit 34 dans une fiole 48, mise préalablement sous vide, au travers d'une aiguille hypodermique 40 par simple poussée du piston 38. Dans le cas du prélèvement d'un fluide radioactif, cette fiole 48 peut être véhiculée dans un conteneur 50 protégeant des radiations biologiques. La présente invention a également pour objet un procédé de prélèvement mettant en oeuvre le dispositif décrit. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on fait circuler un fluide au travers des canalisations 42 et 44 d'un même groupe, en ce qu'on fait tourner la pièce mobile 32 autour de son axe de telle façon que le conduit 34 vienne en communication avec un autre groupe de canalisations, en ce qu'on chasse l'échantillon contenu dans le conduit 34 par tout moyen approprié connu dans un réceptacle situe a la sortie du groupe de canalisations choisi. Une application préférentielle du dispos il tif de l'invention consiste à diluer un échantillon de fluide. Cette application est caractérisée en ce qutelle utilise, connectés en série et munis de vannes de commande un dispositif d'échantillonnage 56 compre- nant au moins un groupe de canalisations dans lesquelles circule le fluide à diluer et un groupe de canalisations dans lesquelles circule le diluant, une unité de dilution 58, un dispositif d'échantillonnage 62 dans un des groupes duquel circule le fluide dilue', un autre groupe de canalisations étant relié à un moyen de prélèvement. Dans une variante de cette application, on utilise un moyen de dégazage 60 muni de vannes de commande et connecté en série entre l'unité de dilution et le second dispositif d'échantillonnage. De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels - la figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, vu selon la coupe II-II de la figure 3, - la figure 3 représente le même dispositif vu selon la coupe III-III de la figure 2, - la figure 4 représente une variante du dispositif d'échantillonnage et un récipient de prélèvement, - la figure 5 représente un ensemble de dilution mettant en oeuvre le dispositif d'échantillonnage. Le dispositif objet de l'invention peut avoir une grande variété de formes générales : cylindrique, sphérique, annulaire ou autre. A titre d'exemple, les figures 2 et 3 représentent deux coupes d'un dispositif selon l'invention de forme-cylindrique. Ce dispositif est constitué d'un boîtier 22 muni d'une cavité 24. Des canalisations groupées par paires telles que 28 et 30 sont réparties à la périphérie du boîtier 22 et communiquent avec la cavité 24. Ces canalisations sont contenues dans un même plan perpendiculaire à l'axe du boîtier 22. Elles sont de plus radiales. La cavité 24 est emplie par une pièce mobile 32 percée de part en part selon un de ses diamètres par un conduit 34 dont l'axe est dans le même plan que ceux des canalisations 28 et 30 et selon un diamètre de la pièce 32.Cette pièce 32 est prolongée hors de la cavité 34 par un axe de rotation 36 (figure 3) centré sur l'axe du cylindre. Cette pièce mobile 32 est maintenue dans la cavité 24 par un couvercle 26. Le dispositif fonctionne de la façon suivante : au moyen de l'axe 36, on fait tourner la pièce 32 de manière à ce que le conduit 34 soit aligné avec une paire de canalisations 28 et 30. Pour prélever un échantillon de fluide, on fait circuler en continu ce fluide dans les canalisations28 et 30 et le conduit 34. Puis en faisant tourner la pièce 32 au moyen de l'axe 36, on emprisonne un échantillon d fluide dans le conduit 34. En continuant à faire tourner la piece 32, le conduit est mis en communication avec un autre groupe de canalisations 28 et 30 aux fins de prélèvement. Sur la figure 4, on a représenté une variante du dispositif d'échantillonnage. L'un des groupes de canalisations est muni à son entrée d'un piston 38, sa canalisation de sortie étant constituée d'une aiguille hypodermique 40 traversant le bouchon 46 de la fiole 48, préalablement mise sous vide au moyen d'une pompe 49. Dans le cas d'un fluide à haute activité, le prélèvement se fait à distance. Dans ce cas particulier, la fiole 48 est enfermée dans un conteneur 50 dont les parois constituent une protection biologique (Plomb, acier ou autre). Le conteneur 50 est amené dans l'enceinte contenant le dispositif par un moyen tel qu'un chariot au droit de ce dispositif d'échantillonnage. Le couvercle du conteneur 50 est ôté puis la fiole 48 est branchée sur le dispositif d'échantillonnage grâce à -un dispositif à piston 54 soulevant la fiole 48 en même temps que la partie centrale mobile 52 du fond du conteneur.Après prélèvement d'un échantillon du fluide circulant dans le groupe de canalisations 42 et 44, effectué selon le procédé de l'invention, la fiole 48 est replacée dans le conteneur 50 par le dispositif à piston 54, le couvercle du conteneur 50 est remis en place et le conteneur 50 peut être sorti de l'enceinte. La figure 5 représente un ensemble mettant en oeuvre le dispositif d'échantillonnage pour opérer la dilution d'un échantillon de fluide. I1 est constitué d'un dispositif d'échantillonnage 56, d'une unité de dilution 58, d'une unité de dégazage 60 pouvant être occultée et d'un second dispositif d'échantillonnage 62. La dilution s'obtient comme suit : le fluide à diluer arrive par la canalisation 64. On en prélève un échantillon dans le conduit 34, puis on aligne le conduit 34 avec la canalisation 66, voie d'arrivée du diluant. L'échantillon dilué est recueilli dans l'unité de dilution 58. Un gaz inerte est injecté par la canalisation 68 dans l'unité de dilution 58 pour chasser le fluide à échantillonner au travers de la vanne 72. Le gaz est recyclé par la canalisation commandée par la vanne 70. Si la vanne 74 est fermée et la vanne 76 ouverte, l'échantillon de fluide dilué passe dires tement de l'unité de dilution 58 au second dispositif d'échantillonnage 62. Dans le cas contraire, l'échantillon de flui3e dilué est recueilli dans l'unité de dégazage 60. On injecte alors, en ouvrant la vanne 80, un gaz inerte dans l'unité de dégazage. Ce gaz, dis- persé par l'élément diffuseur 82, entraîne la phase gazeuse de l'échantillon de fluide dilué. La vanne 84 étant alors ouverte, la phase liquide de l'échantillon de fluide dilue est chassée vers le second dispositif d'échantillonnage 62 par un gaz inerte injecté par la canalisation commandée par la vanne 78. Un échantillon de la phase liquide du fluide est alors prélevé dans le conduit 34 du dispositif d'échantillonnage 62. Cet échantillon peut alors etre, au choix, recueilli dans une fiole 48 ou recyclé dans une canalisation 86 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'échantillonnage d'un fluide comprenant - un boîtier (22) muni d'une cavité (24) fermé par un couvercle (26), - P groupes de canalisations traversant la surface du boîtier et munis chacun d'une entrée (28) et d'une sortie (30), les canalisations d'un même groupe ayant même axe, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce solide mobile (32) emplissant la cavité (24), percée de part en part par un conduit (34) pouvant mettre successivement en communication les deux canalisations d'un groupe quelconque, tout en obturant celles des P-l autres groupes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - le boîtier (22), de forme générale cylindrique, est muni d'un couvercle (26) de révolution autour de l'axe du cylindre, - les axes des canalisations sont contenus dans un même plan perpendiculaire à l'axe du cylindre et concourent en un point unique de cet axe, - la pièce solide mobile (32) est prolongée hors de la cavité par un axe de rotation (36) centré sur l'axe du cylindre, - le conduit (34) a pour axe l'un des diamètres de la pièce mobile (32), cet axe étant dans le même plan que les axes de canalisations. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des groupes de canalisations est constitué d'une canalisation d'entrée munie d'un piston (38) et d'une canalisation de sortie en forme d'aiguille hypodermique (40). 4. Procédé de prélèvement d'un fluide mettant en oeuvre le dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que - on relie un des groupes de canalisations du disposi tif a d'échantillonnage au circuit principal conte- nant le fluide à prélever, - on fait circuler ce fluide au travers des canalisa tions d'un même groupe et au travers du conduit (34) préalablement aligné avec les canalisations de ce groupe, - on fait tourner la pièce mobile (32) autour de son axe de telle façon que le conduit vienne en communi cation avec un autre groupe de canalisations, - on chasse l'échantillon de fluide contenu dans le conduit (34) par tout moyen approprié connu dans un réceptacle situé à la sortie du groupe de canalisa tions choisi. 5. Application du dispositif d'échantillonnage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3 à la dilution d'un fluide, caractérisée en ce qu'on utilise connectés en série et munis de vannes de com mande - un dispositif d'échantillonnage (56)comprenant au moins un groupe de canalisations dans lesquelles - circule le fluide à diluer, et un groupe de cana lisations dans lesquelles circule le diluant, - une unité de dilution (58), - un dispositif d'échantillonnage (62) dans l'un des groupes duquel circule le fluide dilué, un autre groupe de canalisations étant relié à un moyen de prélèvement. 6. Application du dispositif d'échantillonnage selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'on utilise un moyen de dégazage (60) muni de vannes de, commande et connecté en série entre l'unité de dilution et le second dispositif d'échantillonnage.