Brevet FR2544495A1 — publié le 19841019

Procédé et dispositif de prélèvement d'échantillons liquides La présente invention concerne le prélèvement d'échantillons pour la surveillance en continu de la composition de liquides chargés ou non de particules solides par exemple des effluents industriels et urbains. Les dispositifs de prélèvement que l'on connait actuellement soutirent directement les échantillons d'une canalisation alimentée par une pompe et branchée sur l'émissaire transportant le liquide dont la composition est à surveiller. Pour les uns cette canalisation est alimentée de manière discontinue et purgée entre chaque soutirage d'échantillons qui s'effectue lorsqu'elle atteint son plein débit. Pour les autres, cette canalisation est alimentée continuellement, le soutirage d'échantillons s'effectuant par un sectionnement momentané de la veine liquide. Ces dispositifs ne permettent pas d'effectuer une surveillance continue de longue durée En effet dans le cas d'une surveillance continue avec de tels dispositifs, il faut se prémunir contre une évolution soudaine et de courte durée de la composition du liquide en adoptant une fréquence élevée d'échantillonnage.Comme par ailleurs le volume de chaque échantillonnage ne peut être très réduit en raison de la vitesse d'écoulement et du diamètre de la canalisation de prise d'échantillon qui doivent etre suffisants pour garantir lentra1anement des matières en suspension et éviter les risques de colmatage, on obtient un volume important de prélèvement qui dépasse-rapidement, sur une durée de l'ordre de l'heure, les limites des capacités de stockage des dispositifs. La présente invention a pour but de permettre une surveillance continue de la composition d'un liquide sur une durée longue, de l'ordre d'une journée, sans stockage d'un volume important de prélè- vement. Elle a pour objet un procédé de prélèvement d'échantillons de liquide à partir d'un émissaire consistant à utiliser une capacité tampon alimentée par l'émissaire et un circuit de soutirage prélevant les échantillons de cette capacité tampon. Selon un mode préféré de mise en oeuvre le procédé consiste - à remplir d'une façon quasi-continue la capacité tampon à l'aide d'un circuit d'alimentation branché sur l'émissaire, - à amorcer une vidange rapide de cette capacité tampon chaque fois que son contenu atteint un certain volume, - à maintenir en agitation le contenu de cette capacité tampon - et à l'échantillonner peu avant chaque amorçage de la vidange. L'invention a également pour objet un dispositif mettant en oeuvre ce procédé et comportant : - une capacité tampon, - un circuit de remplissage-de la capacité tampon en fonctionnement quasi-continu, - une vidange rapide équipant la capacité tampon et s'amorçant chaque fois que le contenu de cette dernière atteint un certain volume - et un circuit de soutirage d'échantillon puisant dans la capacité tampon. le contenu de la capacité tampon est maintenu en agitation pour éviter le dépôt des matières en suspension soit par le circuit de remplissage soit par le circuit de soutirage. Le débit du circuit de remplissage est avantageusement asservi à celui de l'émissaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des revendications jointes et delta description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard de la figure unique du dessin qui représente un schéma hydraulique d'un dispositif de prélèvement d'échantillons selon l'invention. Ce dispositif est contenu dans une armoire 1 placée à proximité d'un émissaire 2 de liquide 3 dont on veut surveiller en continu la composition. Il comporte une capacité tampon 10 d'une trentaine de litres continuellement alimentée par 11 émissaire 2 et périodiquement vidangée ainsi qu'un circuit de soutirage et de distribution d'échan- tillons opérant à partir de cette capacité tampon 10. Le remplissage en continu de la capacité tampon 10 est assuré par une pompe péristaltique 11. Celle-ci a un débit réglable entre 60 l/h et 180 l/h asservi aux indications d'un débit-mètre surveillant le débit de 11 émissaire 2. Elle puise dans l'émissaire par l'intermédiaire d'une canalisation 12 de 10 mm de diamètre équipée d'une crépine 13. Elle refoule dans la capacité tampon 10 par l'intermédiaire d'une autre canalisation 14 de 70 mm de diamètre passant par une chambre 15 de faible volume renfermant des sondes d'alarme et se terminant dans la capacité tampon 10 par une buse 16 engendrant une agitation empêchant le dépôt des particules solides en suspension. La vidange périodique de la capacité tampon 10 se fait par l'amorçage d'un siphon 17 enjambant la paroi latérale de la capacité tampon 10 et plongeant dans un récipient 18 placé sous cette dernière et pourvu d'une canalisation de vidange 19 rejoignant l'émissaire 2. Le circuit de soutirage comporte une autre pompe péristaltique 30 d'un débit de 100 l/h. Elle puise dans la capacité tampon 10 par l'intermédiaire d'un tuyau 31 de 8 mm de diamètre et refoule dans un doseur 32 par l'intermédiaire d'un autre tuyau 33 de même diamètre. Le doseur 32 est une électrovanne inverseuse aiguillant le liquide refoulé par la pompe 30 soit vers une canalisation de vidange 34 soit vers un répartiteur électromécanique 35 desservant deux groupes A et T de trois bidons de stockage d'eochantillons de 10 litres 36. Les bidons de stockage d'éebantillons 36 sont équipés de robinets de prélèvement 37 permettant de transvaser les prélèvements et d'électrovannes de vidange 38 permettant de les vider avant que le répartiteur ne commence à leur adresser des échantillons. Les électrovannes de vidange 38 comme la canalisation de vidange 34 débouchent dans un réceptacle collecteur 39 en communication avec le récipient 18 dans lequel se vidange la capacité tampon 10. La pompe 30 et le doseur 32 du circuit de soutirage sont commandés par un programmateur non représenté mis en route par un pressostat 40 disposé dans la capacité tampon 10. Ce pressostat 40 bascule à l'approche du niveau maximal provoquant l'amorçage du siphon de vidange. Tant que le niveau de liquide dans la capacité tampon 10 est insuffisant pour déclencher le pressostat 40, le programmateur et la pompe 30 sont arrêtés et l'électrovanne inverseuse du doseur à l'état desexcitée correspondant à la mise en communication du tuyau de refoulement 33 de la pompe 30 avec la canalisation de vidange 34.Dès que le niveau dans la capacité tampon 10 fait basculer le pressostat 40, le programmateur se met en route, déclenche la pompe 30 dans un premier temps sans exciter l'électrovanne inverseuse du doseur 32 provoquant ainsi un cycle de rinçage de la tuyauterie du circuit de soutirage, excite pendant une certaine durée l'électrovanne inverseuse du doseur 32 provoquant une mise en communication du tuyau de refoulement 33 de la pompe 30 avec le répartiteur 35 et la prise d'échantillon, puis met fin à la prise d'échantillon en arrêtant la pompe 30.et l'excitation de l'électrovanne inverseuse du doseur 32. Sur ces entrefaits le niveau continue à monter dans la capacité tampon 10 jusqu'à provoquer l'amorçage du siphon de vidange 17. Le pressostat 40 rebascule alors entrainant la réinitialisation du programmateur. L'un des groupes de bidon est destiné à l'analyse régulière tandis que l'autre sert de témoin. Le répartiteur électromécanique 35 permet de remplir en parallèle deux bidons 36, un de chaque groupe et dessert successivement tous les bidons de chaque groupe. Il est commandé, ainsi que les électrovannes de vidange 38 par un autre programmateur, non représenté, et piloté par une horloge, qui après l'écoulement d'une certaine durée compatible avec le volume d'échantillons stockable dans un bidon, ici une journée, ouvre les vannes de vidange 37 des prochains bidons 36 adressés par le repartiteur électromécanique 35 un temps suffisant pour leur vidage, referme ces vannes de vidanges 37 et fait progresser d'un pas le répartiteur électromécanique 35. Outre la capacité tampon, les circuits de remplissage et de soutirage, les bidons de stockage et des organes d'alimentation, de contrôle et de régulation électrique, l'armoire contient aussi un système de régulation thermique conservant les échantillons à 40C.- Ce dispositif de prélèvement s'adapte à tous les besoins concernant le volume total prélevé dans chaque bidon et la durée que représente l'échantillon contenu dans un bidon par un dimensionnement adéquat de la capacité tampon et des bidons et par réglage de la durée de prélèvement du doseur. Il s'accommode des variations de débit du liquide dont la composition est à surveiller grâce à l'asservissement du débit du circuit de remplissage de la capacité tampon aux indications d'un débitmètre. Il permet en outre une surveillance instantanée et sans délai de la composition du liquide grâce à l'implantation de sondes d'alarme dans ce circuit de remplissage. On peut, sans sortir du oadre de la présente invention modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. On peut notamment arreter la pompe du circuit de remplissage pendant les courts instants de vidange de la capacité tampon. On peut égalepment laisser fonctionner en continu la pompe du circuit de soutirage. REVENDICATIONS 1/ Procédé de prélèvement d'échantillons liquides dans un émissaire (2), caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une capacité tampon (10) alimentée par l'émissaire (2) et un circuit de soutirage prélevant les échantillons dans cette capacité tampon (10). 2/ Procédé de prélèvement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste : à à remplir la capacité tampon (10) tant que son contenu n'a pas atteint un certain volume, à l'aide d'un circuit d'alimentation branché sur l'émissaire, - à échantillonner le contenu de la capacité tampon (10) avant qu'il parvienne audit volume - et à vidanger la capacité tampon (10) chaque fois que son contenu dépasse ledit volume. 3/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte : - une capacité tampon (10), - un circuit de remplissage (11, 12, 13, 14) de la capacité tampon (10), - une vidange rapide (17) de la capacité tampon (10) s'amorçant chaque fois que le contenu de cette dernière dépasse un certain volume - et un circuit de soutirage d'échantillon (30, 31, 32, 33, 35) puisant dans la capacité tampon (10). 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vidange rapide comporte un siphon d'amorçage (17). 5/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de remplissage comporte une pompe (11) à débit réglable asservi à celui de l'émissaire (2). 6/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de soutirage comporte une pompe de liquide (30) puisant dans la capacité tampon (10) et refoulant dans un doseur (32) aiguillant le liquide soit vers une vidange soit vers un répartiteur (35) desservant simultanément deux groupes (A, T) de bidons de stockage d'échantillons (36). 7/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de soutirage comporte des bidons de stockage d'échantillons munis d'un système d'électrovannes de vidange (37).