Brevet FR2621390A1 — publié le 19890407

DISPOSITIF DE TRANSFERT D'UNE QUANTITE DETERMINEE DE FLUIDE ENTRE UNE CONDUITE ET UNE DERIVATION DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de transfert d'une. quantité déterminée de fluide liquide ou gazeux entre une conduite où le fluide circule et une dérivation, en vue notamment du préLèvement pour ana lyse de ce fluide ou au contraire de son injection dans La conduite. Les dispositifs connus de prélèvement présentent des inconvénients, en particulier celui de devoir interrompre temporairement l'écoulement du fluide dans la conduite. Dans une conception existante, le dispositif comprend un boisseau et un tournant que traverse la conduite. Le tournant, une fois mis en rotation, emprisonne une certaine quantité de fluide. Quand la rotation est suffisante, le perçage ménagé dans le tournant établit une communication avec un autre circuit fluide où se trouvent en amont une source d'air comprimé et en aval les moyens d'analyse et de prélèvement : L'air comprimé chasse donc le fluide emprisonné dans le tournant. La circulation dans la conduite est rétablie en replaçant le tournant dans sa position initiale, alors que son perçage est plein d'air. L'écoulement dans la conduite est donc encore perturbé. Selon une autre conception, un noyau magnétique déplaçable par induction bouche tour à tour la dérivation et la conduite. L'inconvénient supplémentaire de cette solution est que la quantité de fluide prélevée dépend de la durée pendant laquelle le noyau est excité et ne peut donc être connue avec précision. La présente invention ne présente pas ces inconvénients, et permet par contre de prélever une quantité déterminée de fluide, connue avec une grande précision, sans interrompre l'écoulement dans la conduite. Plus précisément, le dispositif est caractérisé en ce que la dérivation contient une chambre se raccordant à la dérivation en deux extrémités opposées et remplie partiellement par un noyau qui s'y déplace avec jeu entre les deux extrémités de façon à obstruer tour à tour la dérivation aux deux extrémités, ainsi qu'un systeme de commande du déplacement du noyau. Dans une réalisation avantageuse, pour transférer plus spécialement des liquides, la chambre a un volume variable délimité par une membrane pouvant prendre deux positions. L'invention va maintenant être décrite à l'aide des figures annexées qui représentent une réalisation possible du dispositif, donnée à titre non limitatif : - la figure 1 représente les composants de cette réalisation, et - la figure 2 représente les composants mobiles de cette réalisation dans une autre position. La conduite où le fluide circule continûment est référencée par 1. Une dérivation 2 se compose d'un raccordement aval 8 debouchant dans un dispositif non représenté pour recueillir le fluide, d'un raccordement amont 9 qui débouche dans la conduite 1, et, pour relier ces raccordements, d'un élargissement 3 non loin de la conduite 1 qui délimite une chambre cylindrique 4. Un noyau 5 cylindrique magnétique remplit partiellement la chambre 4 avec un jeu aussi bien axial que radial. Il possède deux joints d'étanchéité aval et amont 6 et 7 opposés, susceptibles d'obstruer respectivement le raccordement aval 8 et le raccordement amont 9. Un ressort de rappel 10 tend à plaquer le noyau 5 de manière que le joint d'étanchéité amont 7 obstrue le raccordement amont 9. Un bobinage cylindrique 11 est disposé autour de la chambre 4, sans contact avec le fluide dont il est isolé par une paroi mince 12 et son excitation permet de déplacer axialement le noyau 5. Pour certaines applications, en particulier le prélèvement de liquide, les éléments énumérés jusqu'ici ne sont pas suffisants et la chambre 4 est alors à volume variable. On y arrive au moyen d'une membrane 13 flexible disposée dans un réservoir mitoyen 14 qu'elle sépare en deux parties ; L'une est reliée à la chambre 4 au moyen d'une canalisation intermédiaire 16 ; L'autre est reliée à un circuit à électrovanne 17 qui permet d'appliquer tour à tour une pression inferieure ou supérieure à la pression du fluide présent dans la chambre 4. Il en résulte que la membrane 13 peut prendre deux positions selon la pression qui lui est appliquée par le circuit à électrovanne 17, positions correspondant à l'obstruction de la canalisation intermédiaire 16 et à l'obstruction du circuit à électrovanne 17.Ces positions peuvent être déterminées avec une précision suffisante à cause des propriétés d'élasticité de la membrane 13. Elles délimitent un volume V qui représente Le volume unitaire de liquide transféré au cours d'une opération du dispositif. Le cycle de fonctionnement est en effet le suivant dans la position de départ (figure 2), la membrane 13 obstrue la canalisation intermédiaire 16, c'est-à-dire que le volume de la chambre 4 est minimal. D'autre part, le noyau 5 repose contre le raccordement amont 9. On commence à exciter le bobinage 11 ; l'action d'induction vainc L'action du ressort dé rappel 10, et Le noyau 5 vient obstruer le raccordement aval 8. Ce déplacement ne modifie pas le volume de la chambre 4, ce qui fait que Itécoulement du liquide n'est pas perturbé dans le conduit 1. Le prélèvement du liquide a lieu en faisant commuter le circuit à électrovanne 17 de façon à déplacer la membrane 13 et à lui faire obstruer le circuit à électrovanne 17 (figure 1). Un volume unitaire V de liquide est alors prélevé du conduit 1 dans la chambre 4. Ensuite, le bobinage 11 cesse d'strie excité et le noyau 5 obstrue de nouveau le raccordement amont 9. Le volume de la chambre 4 est alors accru du volume V par rapport à L'état initial. Une commutation inverse du circuit à électrovanne 17 repousse alors la membrane 13 dans sa position initiale et fait passer un volume V de liquide dans le raccordement aval 8. Le dispositif est alors revenu à son état initial, et un nouveau cycle de prélèvement peut commencer. Dans le cas où le fluide à prélever est un gaz, on a vu que la canalisation intermédiaire 16, la membrane 13, le réservoir 14 et L'électrovanne 17 étaient inutiles. On va donc supposer que le dispositif ne les comprend plus pour expliquer le prélèvement d'un gaz. Au départ, le noyau 5 obstrue le raccordement amont 9. Quand le bobinage 11 est excité, le noyau 5 est soulevé par induction et la chambre 4 est mise en communication avec la conduite 1. Or, dans cette variante du dispositif, la dérivation 2 est en dépression. Il en résulte que la chambre 4 est également en dépression, et que maintenant elle se remplit de gaz provenant de la conduite 1. Le prélèvement se fait simplement en cessant d'exciter le bobinage 11 : le noyau 5 retombe sur le raccordement amont 9 et met le contenu de la chambre 4 en communication avec la dérivation 2 en dépression. Il en résulte que le gaz emplissant La chambre 4 est aspiré et prélevé par le raccordement aval 8. A condition de connaStre avec précision les pressions régnant dans la conduite 1 et dans la dérivation 2, il est ainsi possible de prélever une quantité parfaitement déterminée de gaz. Il est évident que ce dispositif peut s'appliquer parfaitement à L'injection de Liquides ou de gaz de la dérivation 2 vers la conduite 1. Dans Le cas des gaz, il faut alors que La dérivation 2 soit en surpression par rapport à la conduite 1. Dans le cas des liquides, il suffit de modifier L'ordre des étapes du processus de façon à accroStre le volume de la chambre 4 quand celle-ci est en communication avec La dérivation 2 et de Le décrotte quand celle-ci est en communication avec la conduite 1. IL est clair que de nombreux autres équivalents mécaniques des pièces utilisées peuvent être proposés sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, La membrane peut etre remplacée par un piston, et on peut envisager d'autres moyens de mouvoir le noyau 5. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transfert d'une quantité déterminée de fluide entre une conduite (1) où le fluide circule et une dérivation (2) débouchant dans la conduite, caractérisé en ce que la dérivation (2) contient une chambre (4) se raccordant à la dérivation en deux extrémités (8, 9) opposées et remplie partiellement par un noyau (5) qui s'y déplace avec jeu entre les deux extrémités de façon à obstruer tour à tour la dérivation (2) aux deux extrémités (8, 9), ainsi qu'un système de commande (11) du déplacement du noyau. 2. Dispositif de transfert d'une quantité déterminée de fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (5) est déplaçable hors d'une position initiale par une induction magnétique créée en excitant un bobinage (11) faisant partie du système de commande, et en ce que le noyau est ramené à La position initiale par un ressort de rappel (10) en L'absence d'excitation du bobinage (11). 3. Dispositif de transfert d'une quantité déterminée de fluide selon L'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre (4) a un volume variable (V). 4. Dispositif de transfert d'une quantité déterminée de fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre 4) est délimitée partiellement par une membrane (13) pouvant prendre deux positions, une face de La membrane (13) donnant sur La chambre (4) et l'autre face sur un circuit fluide commutable (17) en dépression ou en surpression par rapport à la chambre (4).