Brevet FR2579749A1 — publié le 19861003

La présente invention concerne les dispositifs automatiques de dilution ou de mélange de produits liquides et plus particulièrement de tels dispositifs fonctionnant par prélèvement permanent d'échantillons liquides à diluer et par dilution en discontinu. Les prélèvements ainsi préparées peuvent être utilisés à diverses fins : analyse, conditionnement, etc... I1 est déj & connu, dans le domaine de l'industrie sucrière, d'effectuer les dilutions des produits obtenus & BR Jusqu'à présent ces contrôles sont effetués par prélèvement, pesage, puis dilution manuels du produit & analyser. Ces produits sont en outre directement prélevés à la source car il n'est pas possible de les recueillir par l'intermédiaire d'une tuyauterie munie d'un robinet d'arrêt. En effet ces produits ont tendance à cristalliser rapidement, ce qui provoque un encrassage rapide des tuyauteries qui deviennent dès lors rapidement inutilisables. Les prélèvements manuels ne permettent cependant pas d'obtenir rapidement un contrôle d'une certaine étape de la fabrication du sucre et constituent pour la personne effectuant ces prélèvements, puis la dilution des produits å analyser, une routine longue et fastidieuse. La présente invention a pour but de pallier ces différents inconvénients en automatisant l'opération de dilution des produits à analyser. A cet effet la présente invention propose un dispositif automatique de prélèvement et de dilution de produits liquides circulant en continu dans une pluralité des circuits comprenant chacun un tuyau d'arrivée à tubulure d'écoulement mobile entre une position d'écoulement et une position de prélèvement, un organe de commande de passage de l'une à l'autre de ces positions, une cuve d'écoulement et un réceptacle de prélèvement, une tubulure de sortie de ce réceptacle mobile entre une position d'écoulement et une position de prélèvement, un organe de commande de passage de l'un à l'autre de ces positions, un réceptacle d'évacuation en regard de la position d'écoulement et un récipient de mélange en regard de la position de prélèvement. Un dispositif ainsi conçu offre une solution complètement et entièrement satisfaisante au problème posé d'une automatisation des opérations de prélèvement et de dilution de produits liquides dans une quelconque installation industrielle. En particulier, et selon un aspect de l'invention, il est prévu un pilotage de l'ensemble des opérations au moyen d'un microprocesseur associé, les éléments constitutifs du dispositif se prêtant très aisément, et par des moyens en soi tous bien connus, à une telle association. D'autres objets caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique représentant les différents éléments constituant le dispositif selon l'invention ; la figure 2 est une vue en plan montrant une variante de la cuve réceptrice. Selon la forme de réalisation représentée à la figure 1, le dispositif selon l'invention colporte une pluralité de circuits comprenant chacun un tuyau d'arrivée 10 à tubulure d'écoulement mobile débouchant au-dessus d'une cuve d'écoulement 11, munie d'un réceptacle de prélèvement 12 prolongé par une tubulure de sortie 13 souple débouchant au choix, au-dessus d'un réceptacle d'évacuation des produits 14, ou au-dessus d'un récipient 15 posé sur une balance de précision 16, ce récipient contenant un agitateur 17 et un tuyau d'aspiration 18 relié à une pompe péristaltique 19. Chacun de ces éléments sera plus amplement décrit ci-après. La cuve d'écoulement 11 est de forme circulaire et possède un fond incliné 20 muni dans sa partie la plus basse d'un tuyau d'évacuation 21. Le réceptacle de prélèvement 12 se présente sous la forme d'un entonnoir 22 débouchant à travers la paroi de fond 20. Chaque tubulure de sortie d'un tuyau d'arrivée 10 est solidaire d'une tige de vérin 23 appartenant à un vérin 24 fixé sur la cuve d'écoulement 11. De même la tubulure 13 de sortie prolonge l'entonnoir 22 et est solidaire d'une tige de vérin 26 appartenant à un vérin 27. Cette tubulure 13 de sortie est également solidaire d'un dispositif de récupération de gouttes 28 fixé sur le réceptacle d'évacuation 74. Ce dispositif 28 est constitué d'une coupelle 29 pivotante autour d'un axe 30 avec une monture couplée à la tige de vérin 26, et situé à l'aplomb de l'embouchure de la tubulure de sortie 13, de sorte à empêcher la chute de toute goutte de produit en dehors du réceptacle 14 ou du récipient 15 à fond conique 32 lorsque l'embouchure de cette tubulure ne se trouve pas à l'aplomb du réceptacle 14 ou du récipient 15. Le réceptacle d'évacuation 14 est muni d'un tuyau d'évacuation 31. Une potence 33 à-bras 35 articulé sur un axe 33a, supporte le tuyau d'aspiration 18 et l'agitateur 17, et est articulée au moyen d'un vérin 34 dont l'extension permet de relever le bras 35 de sorte à ce que le tuyau d'aspiration et l'agitateur 17 puissent être dégagées du récipient 15. Deux tuyaux 36 et 37 dont les diamètres sont différents sont commandés chacun par une électrovanne 38,39 et permettent d'amener un diluant dans le récipient 15. Le fonctionnement d'un tel dispositif est décrit ci-après. L'électrovanne 39 est ouverte et l'on admet une certaine quantité de diluant (par exemple 300g) dans le récipient 15, on agite avec l'agitateur 17, puis on aspire à l'aide de la pompe péristaltique 19. Lorsque la balance 16 indique qu'elle est au zéro on arrête d'aspirer le liquide contenu dans le récipient 15. Ceci constitue la première phase, dite phase de nettoyage du récipient 15. On décide alors de diluer le produit arrivant par l'un des tuyaux 10. Ces produits coulent en continu dans la cuve 11, de sorte à éviter les phénomènes de bouchage de tuyaux dûs à la cristallisation des produits qu'ils contiennent lorsque ceux-ci stagnent dans les tuyaux en raison d'une utilisation discontinue. L'électrovanne 39 est alors ouverte de sorte à admettre une quantité donnée (par exemple 100g) de diluant dans le récipient 15. On effectue une mesure du poids (PA) de diluant recueilli. Le produit à analyser est ensuite déversé dans le réceptacle de prélèvement 12 grâce à l'extension du vérin 24 correspondant. Le vérin 27 étant en position rétracté le produit provenant du tuyau d'arrivée 10 s'écoule donc dans le réceptacle d'évacuation 14. Ceci est effectué pendant un temps donné de sorte à assurer un rinçage des réceptacles 12 et 14 et de la tubulure 13 par le produit à diluer. On commande la sortie de la tige de utérin 26 ce qui a pour conséquence -d'amener la tubulure 13 au-dessus du récipient 15, tout en récupérant -toute goutte tombant en dehors du réceptacle 14 ou du récipient 15 : En effet le dispositif 28 est muni d'une coupelle qui se présente au-dessous de la tubulure 13 de sortie du réceptacle 12 de prélèvement au cours du passage de cette tubulure 13 de l'une à l'autre de ses deux positions et qui s'incline au-dessus du réceptacle d'évacuation 14 ou au-dessus du récipient 15 de mélange selon que la tubulure se place au-dessus de ce réceptacle 14 ou au-dessus de ce récipient 15. On verse ensuite une certaine quantité du produit à diluer (par exemple 200g) dans le récipient 15. On effectue une lecture du poids PB du liquide contenu dans le récipient 15 (gBU-200g + PA). Selon le coefficient de dilution C requis on doit donc avoir un poids final Pf tel que Pf = (PB - PA) x C Pour arriver à ce poids final on commande l'ouverture de l'électrovanne 39 jusqu' & ce que la balance indique Pf - 5g. L'électrovanne 39 est alors fermée tandis que l'électrovanne 38 est ouverte. Celle-ci présente un débit plus faible et permet donc d'affiner la précision de la dilution à effectuer. Une fois le poids Pf atteint, c'est-a-dire lorsque le produit à diluer a atteint la dilution choisie, l'électrovanne 38 est fermée et l'agitateur 17 est mis en fonctionnement pendant un temps donné. Le liquide contenu dans le récipient 15 est ensuite aspiré au moyen de la pompe péristaltique 19 pour être dirigé vers un poste quelconque de traitement.Lorsque la balance de précision 16 indique zéro, la pompe est arrêtée et la potence est relevée à l'aide du vérin 34. Le dispositif est alors prdt à effectuer un nouveau cycle de dilution a d'un quelconque des produits s'écoulant en continu par les tuyaux souples 10. Toutes les commandes d'extension et de rétractation des vérins, d'ouverture et de fermeture des électrovannes, de lecture de poids affichés par la balance de précision, de calcul du poids final Pf, de mise en route de la pompe péristaltique 19, sont effectués sous pilotage d'un microprocesseur. Chaque cycle de dilution est donc entièrement automatisé, l'intervention humaine se limitant au choix du liquide à diluer, et au choix du coefficient de dilution C, ces deux choix étant effectués par une simple commande à partir d'un clavier de type classique. Une fois ces choix effectués, les mécanismes de selection du produit à diluer et de calcul du poids final sont entièrement automatisés, et le cycle de dilution se déroule comme précédemment décrit. Chaque cycle de dilution comprend donc neuf phases. Une première phase de nettoyage du récipient 15, une deuxième phase d'alimentation du récipient 15 avec le diluant jusqu'à obtention d'un poids PA, une troisième phase de nettoyage du réceptacle 12 et de la tubulure 13, une quatrième phase d'alimention du récipient 15 avec le produit à diluer jusqu'à obtention d'un poids PB, une cinquième phase de calcul du poids final Pf, une sixième phase de dilution jusqu'à Pf - 5g, une septième phase de dilution jusqu'à Pf, une huitième phase d'agitation et une neuvième phase d'aspiration du produit dilué.D'autre part il est à noter que chaque fois qu'il est fait une lecture d'un poids au moyen de la balance de précision, l'agitateur 17 et le tuyau d'aspiration 18 sont dégagés du récipient 15 de sorte que la mesure du poids ne soit pas entachée de l'erreur due à la poussée d'Archimède sur les parties immergées de ces deux éléments. La pompe 19 utilisée dans le mode de réalisation ci-dessus décrit-est une pompe péristaltique, ce qui permet de ne pas mettre en contact deux produits dilués différents lors de l'aspiration successive de ces produits. Xl est cependant possible d'utiliser une pompe aspirante normale si les cycles de nettoyage entre les différentes dilutions sont correctement réalisés. Bien entendu l'invention ne se limite pas au mode de réalisation précédemment décrit. il est possible par exemple au lieu d'utiliser une cuve d'écoulement Il unique dans laquelle s'écoule de manière continue, et donc se mélange, une pluralité de produits à diluer qui ne peuvent pas être utilisés par la suite, d'utiliser une cuve d'écoulement 40 (voir figure 2) munie d'autant de compartiments 41 qu'il y a de produits à diluer, chacun de ces compartiments étant muni d'un tuyau d'évacuation (non représenté). En utilisant un tel dispositif il est alors possible de récupérer chaque liquide à diluer de sorte à le réutiliser séparément. Bien que le dispositif selon l'invention trouve principalement sa place dans la charmé de fabrication du sucre, où il permet de diluer les produits obtenus à chaque phase du cycle de fabrication de celui-ci de sorte à en faire des analyses, il est évident qu'un tel dispositif ne saurait se limiter à cette seule application et peut être utilisé dans toute industrie où il est nécessaire de diluer une pluralité de produits. il est également à noter qu'un tel dispositif permet une dilution dite "en ligne" c'est- & dire effectuée alors même que la chaine de production des produits à diluer est en fonctionnement. Comme moyen de déplacement des tubulures mobiles d'écoulement des produits en circulation vers l'un, l'autre des réceptacles, on peut naturellement faire appel à tout moyen en soi connu de commande mécanique susceptible de remplacer les vérins (24,27,34) choisis ici à titre d'exemple : des moyens électromécaniques équivalents pourront être envisagés entre autres, éventuellement en combinaison avec des tubulures mobiles sur articulation a rotule par exemple. REVENDICATIONS 1) Dispositif automatique de prélèvement et dilution de produits liquides circulant en continu dans une pluralité des circuits comprenant chacun un tuyau d'arrivée (10) à tubulure d'écoulement mobile entre une position d'écoulement et une position de prélèvement, un organe de commande (24) de passage de l'une à l'autre de ces positions, une cuve d'écoulement (11, 40) et un réceptacle de prélèvement (12), une tubulure (13) de sortie de ce réceptacle mobile entre une position d'écoulement et une position de prélèvement, un organe (27) de commande de passage de l'une à l'autre de ces positions1 un réceptacle d'évacuation (14) en regard de la position d'écoulement et un récipient (15) de mélange en regard de la position de prélèvement. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (27) de commande de la tubulure de sortie du réceptacle de prélèvement (12) est associé à un dispositif (28-30) de récupération de goutte. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de récupération de goutte comporte une coupelle (30) avec une monture couplée audit organe de commande (27) de sorte que ladite coupelle se présente au-dessous de la tubulure (13) du réceptacle de prélèvement au cours du passage de cette tubulure de l'une à l'autre de ses deux positions et s incline au-dessus du réceptacle d'évacuation (14) ou au-dessus du récipient (15) de mélange selon que ladite tubulure (13) se place au-dessus de ce réceptacle ou au-dessus de ce récipient. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient (15) de mélange est disposé sur le plateau d'une balance de précision (16). 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le récipient (15) de mélange est muni d'un agitateur (17) et d'un tuyau d'aspiration (18) montés solidaires avec un bras (35) d'une potence pivotante (33), ainsi que d'au moins un tuyau (36) d'alimentation en diluant équipé d'une électrovanne (38), ledit tuyau d'aspiration (18) étant relié a une pompe de vidange (19). 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux tuyaux (36,37) d'alimentation en diluant de diamètres différents. 7) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pompe de vidange (19) est une pompe péristaltique. 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque organe de commande des tubulures d'écoulement des tuyaux (10) d'arrivée est un vérin (24) pneumatique. 9) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande de la tubulure (13) de sortie du réceptacle de prélèvement (12) est un vérin (27) pneumatique. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un microprocesseur permettant de commander les électrovannes (38,39), les vérins (24,27), la pompe de vidange (19) et de lire les indications de la balance (16). 11) Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la cuve d'écoulement (40) est munie d'une pluralité de compartiments (41), chacun disposé à l'aplomb d'un tuyau d'arrivée (10), et comportant une tubulure de sortie.