Brevet FR2591745A1 — publié le 19870619

L'invention est un appareil de laboratoire qui réalise automatiquement les pipetages dans les suspensions de terre et d'eau contenues dans des éprouvettes en vue de la détermination des teneurs en limon et argile.Cet appareil permet aussi le lavage des sables pour obtenir une granulométrie complète. Les prélèvements et lavages sont actuellemnt réalisés manuellement dans les laboratoires d'analyses agricoles et mobilisent de la main d'oeuvre. Le dispositif selon l'invention comporte un chassis parallélipédique constituant une cuve à fond légèrement incliné pour l'écoulement des eaux et pourvu d'un moyen de maintien vertical à un même niveau d'éprouvettes.Un portique motorisé pour les prélèvements est muni d'un cadre mobile verticalement portant des seringues et pour chacune d'elles un fil électrique relié à une sonde de niveau et 2 tuyaux servant respectivement au remplissage ou au siphonnage et à l'aération par de l'air comprimé.Le fond de la cuve a une pente comprise entre 1 et 5 % notamment 3 % pour l'écoulement de l'eau.Une tôle horizontale sert de support aux > prouvettes.Le cadre du portique est mu verticalement par Z vérins électriques ;;les seringues de prélèvement sont motorisées verticalement par 2 vérins électriques montés sur le cadre du portique.Le déplacement du portique est contrôlé par 2 interrupteurs de type "fin de course et un détecteur de proximité pour l'arrêt lors des prélèvements. Le remplissage des éprouvettes est gravitaire depuis une cuve à niveau constant par des tubes contrôlés par des sondes de niveaux reliés à chaque éprouvette;;les dits tubes permettent également le siphonnage en actionnant des électrovannes lors du lavage des sables.L'agitation par aération des éprouvettes pour mettre en suspension la terre est effectuée par la diffusion de l'air à la Dase d'un cône percé de trous de 0.5 millinètres,disposé au bas d'un tube contrôlé par une électrovanne.Le dispositif selon l'invention est piloté par un automate programmable qui définit les étapes opératoires suivante:: -Le prélèvement est effectué à 10 cm environ de la surface du liquide par les seringues dont la base du tuyau de prélèvement est coudé à SO -Le transfert de prélèvement dans le bêcher maintenu oar une gaine olastifiée est fait après 2 pipetaqes d'épuration et léger déplacement latéral du portique. -Le temps de sédimentation est calculé en fonction de la température dans la cuve a' niveau constant d'après la loi de Stocke.Cetto température est mesurée 3 feis au cours de la sédimentation des argiles pour en faire la moyenne et a chaoue séquence do lavage de sable -L'agitation par l'air comprimé intègre 2 allers retours latéraux du Portique à l'intérieur des éorouvettes -L'ensemble du procédé automatise les prélèvements de limon et d'argiles et les lavages des sables La figure I représente l'appareil en vue de facetta figure 2 représente l'appareil en vue de côté selon la coupe A-A L'appareil est constitué d'après la figure I d'un chassis parallélépipédique (liconstituant une cuve dont le fond a une oente comprise entre 1 et 5 % notamment 3 % pour permettre l'évacuation de l'eau.Cette cuve est recouverte d'une tôle perforée (18) pour recevoir un nombre N d'éprouvettes de I litre ici 10 rangées de 6 reposant sur une tôle horizontale (S) percée de nombreux trous pour l'écoulement de l'eau.A côté de chaque trou de la tôle (la) est collée verticalement une gaine (2) destinée à recevoir le bêcher oui recueillera l'échantillon prélevé Un portique (3) se déDlace le long du chassis sur des rails latéraux (10)::il est actionné par un moteur (4)solidaire du bâti (1).Son déplacement est limité par deux interrupteurs "fin de course"(5) à chaque extrémité Chaque séquence de déplacement est interrompue par un détecteur de proximité t6) aui passe devant un Dlot disposé au niveau de chaque gaine(2).Sur la figure 2,le portique (3) supporte un chassis (11)en U renversé sur lequel sont fixées des seringues de prélèvements t12) commercialisées sous la dénoaination de "Zipette" Ce chassis (11) peut monter ou descendre grâce à deux vérins électriques latéraux (13) dont la course est règlée par 4 interrupteurs (19)de type "Fin de course" intégrés au vérin.Sur ce chassis mobile sont fixés deux autres vérins électriques l143 interposés entre le chassis et la barre d'actionnement des pistons des seringues pour le pipetage par pression sur les pistons des seringues ; la remontée des pistons est permise par des ressorts non représentés logés dans les corps des seringues (12). La course est réglée par 4 interrupteurs "Fin de course' (20) logés dans le cadre (11).Chaque seringue possède un tube de prélèvement (15) dont le bas coudé à 90 degrés se trouve à 10 centimètres environ au dessous du niveau de remplissage des éprouvettes (21). Le portique comprend aussi au niveau de chaque éprouvette,2 tubes de cuivre verticaux (16 et 17) de diamètres extérieurs 10 et 12 milllimètres.Le plus étroit (16) se termine par un cône de cuivre percé à sa base de trous de 0.5 millimètre pour l'agitation par de l'air comprime.Le second tuyau (17) est relié à une cuve d'eau (7)(fig. 1) à niveau constantull permet le remplissage et le siphonnage des éprouvettes en agissant respectivement sur les électrovannes (8 et S').La base de ce tuyau est à 2 centimètres du fond de l'éprouvette lorsque le portique est en position basse.Le niveau de remplissage est contrôlé par une sonde non représentée qui réagit à la variation de résistivité due à la présence de l'eau. Cet appareil est piloté par un automate programmable qui est relié -à une sonde de température dans la cuve à niveau constant (7). -aux sondes de niveau prévues pour le remplissage (une pour chaque éprouvette au niveau de chaque seringue). -aux interrupteurs des vérins et de déplacement du portique. Il agit sur: -Le déplacement du portique (3) -Le déplacement du chassis mobile (11J du portique -Le déplacement des pistons des seringues (12) -Le moteur de déplacement latéral du portique -La commande de l'électrovanne (22) pour l'air comprimé -La commande des électrovannes de remplissage (8) -La commande des électrovannes de vidange (8') des éprouvettes L'ensemble de cet appareil permet ici le traitement de 10 lignes de 6 échantillons mais cette taille est modulable en fonction du souhait de l'acheteur. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour déterminer la granulométrie des terres caractérisé en ce qu'il comporte un chassis parallélipédique (13 constituant une cuve à fond légèrement incliné pour l'écoulement de l'eau et pourvue de moyens de maintien vertical à un même niveau d'éprouvettes.Sur -cette cuve se déplace un portique (3) de prélèvement motorisé muni d'un cadre mobile (il) verticalement portant des seringues (12)et pour chaque seringue un fil pour la sonde de niveaux et 2 tuyaux (16 et 17) servant respectivement au remplissage ou siphonnage et à l'aération par l'air comprimé. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fond de la cuve (1) a une pente comprise entre 1 et 5 % notamment 3 % pour l'écoulement de l'eau avec une tole horizontale (93 servant de support aux éprouvettes (21). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cadre (11) du portique (3) est mobile grace à 2 vérins électriques (13) et que les seringues de prélèvement (12) sont mues par 2 vérins électriques (14) montés sur le dit cadre (11) 4) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que le déplacement du portique (3) est contrôlé par 2 interrupteurs de type "Fin de course' (5) et un détecteur de proximité (6) pour l'arrêt lors du prélèvement,relies à un automate programmable. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le remplissage des éprouvettes est gravitaire depuis une cuve à niveau constant (7) par des tubes (17) contrôlés par des sondes de niveaux reliées à chaque éprouvette;les dits tubes permettent également le siphonnage en actionnant des électrovannes (8) lors du lavage des sables. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en 'ce que l'agitation par aération des éprouvettes pour mettre en suspension la terre est effectuée par la diffusion de l'air à la base d'un cône percé de trous de 0.5 millimètre disposé au bas du tube (16) relié à une source d'air comprimé contrôlée par une électrovanne (22). 7)Disoositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le prélèvement a 10 centimètres environ de la surface du liquide est assuré orâce à un tuyau coudé (15) à 90' aui réalise 2 Disetages d'épuration avant le pipetage utile.Ce 5 dernier est vidé après léger déplacement latéral du portique (3)dans un bécher bloqué par une gaine plastifiée (2). 83 Procédé de commande du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un automate calcule le temps de sédimentation en fonction de la température de l'eau dans la cuve à niveau constant (7) d'après la loi de Stocke eut automatise l'ensemble du cycle comprenant les prélèvements de limon et d'argile et les lavages de sables.L'automate fait 3 mesures de la température d'eau au cours de la sédimentation des argiles Dour en faire la moyenne et une mesure de température à chaque cycle de lavage des sables.Le temDs d'agitation intègre 2 allers retours latéraux du portique (3) à l'intérieur de l'éprouvette.