Brevet FR2633671A1 — publié le 19900105

Pompe à soufflet pour tubes à essais d'analyse de gaz La présente invention concerne une pompe à soufflet pour tubes à essais d'analyse de gaz, avec deux poignées plates qui sont soumises à une force de ressort dans le sens de la course d'échantillonnage, et avec une valve de sortie. On connaît une pompe à soufflet de ce type par le brevet allemand DE-10 07 523. Le gaz à analyser y est aspiré à travers le tube à essai d'analyse de gaz à l'aide d'une pompe d'aspiration configurée en pompe à soufflet, le gaz s'échappant par la valve de sortie du côté opposé au tube à essai lors de la compression des poignées plates, tandis que le gaz est aspiré à travers le tube à essai lorsque les poignées plates sont refoulées vers leur position initiale sous l'action de la force de ressort. Cette pompe à soufflet connu présente l'inconvénient que le volume d'échantillonnage n'est constant que si la course de pompage se déroule complètement, mais est différent si, par inattention par exemple, les poignées plates ne sont pas totalement comprimées, ou viennent s'appliquer l'une contre l'autre en formant un angle. En outre, à la suite du déroulement de la course de refoulement, il n'est pas possible d'effectuer un contrôle fonctionnel pour savoir si l'équilibrage de pression a déjà eu lieu, et donc si le volume de gaz prévu a été apsiré dans sa totalité à traves le tube à essai, avant de pouvoir féaliser la course de pompage suivante nécessaire. On connaît par le brevet allemand DE-33 30 578 une pompe de circulation d'air, dont le corps est configuré en poignée, et l'élément aspirant en soufflet avec une plaque de fond. La plaque de fond est assemblée à une tige de commande guidée centralement, qui peut être bloquée dans une position soumise à une force élastique dans le sens de la course d'aspiration. Le blocage a lieu dans la position vidée d'air du soufflet. A la suite du déverrouillage de la tige de commande, une course d'aspiration complète se déroule. Un regard est prévu dans le corps de pompe, dans lequel un repère devient visible à la fin de la course d'aspiration. Toutefois, le dispositif de circulation d'air décrit dans ce document est d'une structure compliquée et, en cas d'actionnement à une main, il ne permet qu'une course de pompage limitée. Si le soufflet n'est pas totalement comprimé, la tige de commande ne peut pas être verrouillée, et une course d'aspiration indéfinie peut être réalisée si. par exemple, l'appareil glisse de la main de l'utilisateur qui l'actionne à une main. Le repérage dans le regard affiche uniquement la position finale du soufflet, et il ne permet pas de contrôle fonctionnel pour savoir si l'air a été aspiré dans sa totalité à travers le tube à essai d'analyse de gaz. - Un appareil de contrôle fonctionnel pour un dispositif de mesure de gaz est connu par le document DE 28 43 651. Il est constitué d'un boîtier cylindrique, qui est fermé par une membrane élastique colorée et un verre diffusant disposé de manière correspondante à cette dernière. L'appareil de contrôle est enfilé sur l'extrémité libre du tube à essai d'analyse de gaz, l'air de contrôle pénétrant par une deuxième tubulure ouverte prévue sur le boîtier cylindrique. Pour déterminer la pression présente dans l'écoulement, la tubulure ouverte est fermée. La dépression qui s'établit dans le boîtier engendre un déplacement de la membrane élastique en direction du verre diffusant, de sorte que le signal coloré devient visible. L'inconvénient de cet appareil de contrôle fonctionnel est qu'il est enfilé comme élément séparé sur le tube à essai d'analyse de gaz, et nécessite donc une manipulation particulière. La présente invention a donc pour but d'améliorer une pompe à soufflet du type mentionné en introduction de façon que ne puissent être réalisées que des courses d'aspiration complètes, non manipulables, de volume précisément défini. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'une valve d'admission, qui se ferme en direction de l'intérieur du soufflet, qui peut être ouverte en actionnant les poignées plates afin d'amorcer une course d'échantillonnage complète, et qui reste ouverte pendant la course d'échantillonnage, est disposée dans le canal d'aspiration entre le tube à essai d'analyse de gaz et l'intérieur du soufflet. Cette valve n'autorise l'écoulement du gaz à travers le tube à essai d'analyse de gaz, et par suite l'amorçage de la course d'échantillonnage, que si le volume de course correct en vue de l'échantillonnage a été alloué par une compression totale préalable. Si les poignées plates sont incomplètement comprimées, la valve d'admission est :ermée à la suite du relâchemernt des poignées, l'écoulement du gaz dans le canal d'aspiration est interrompt. et les poignées plates restent en position intermédiaire. Selon une configuration opportune de la valve, la valve d'admission présente, du côté du flux d'amenée, un deuxième siège de valve comme clapet antiretour. En vis-à-vis du siège de valve de la valve d'admission, un deuxième siège de valve est donc disposé dans le canal d'aspiration, qui sert de clapet antiretour conjointement avec l'obturateur de la valve d'admission. Il interdit l'écoulement du gaz entre l'intérieur du soufflet et le canal d'aspiration pendant le temps pendant lequel les poignées plates sont comprimées par l'opérateur. Cela doit permettre d'obtenir que le gaz s'échappe en totalité par la valve de sortie prévue sur la poignée plate inférieure, et ne pénètre pas dans le tube à essai d'analyse de gaz par l'intermédiaire du canal d'aspiration, en tant que gaz flottant. Dans la partie finale de la course de serrage, la valve est maintenue ouverte par un axe de commutation, qui peut être actionné par une partie de la pompe qui est mobile avec la course, et qui éloigne l'obturateur de son siege. TI est opportun d'utiliser comme partie de pompe mobile avec la course l'entretoise d'une articulation à leviers croisés servant au guidage parallèle des poignées plates. L'effet de levier a pour conséquence qu'à l'extrémité de l'entretoise, o agit l'axe de commutation, la course de pompage de la phase initiale est soumise à la course plus faible de l'axe de commutation et de la valve, et une égalisation est obtenue sans dépense particulièrement importante. L'articulation à leviers croisés assure en outre une compression du volume du soufflet qui reste constante, et empêche une application en angle des poignées plates l'une contre l'autre. Il peut être opportun de réaliser la partie de pompe mobile lors de la course sous la forme d'un axe de commande assemblé à la poignée plate inférieure. Il est avantageux de réaliser la valve d'admission sous la forme d'une valve de limitation d'écoulement, avec un obturateur reposant sur une bague de soutien, et des ouvertures qui peuvent être obturées par cet obturateur. Cette valve se ferme dès que l'écoulement d'air dépasse la valeur limite allouée par la résistance propre du tube à essai d'analyse de gaz. Le fonctionnement est basé sur le fait qu'un volume de gaz est présent entre le remplissage du tube à essai d'analyse de gaz et la valve, sous la forme de l'extrémité creuse du tube à essai, du réceptacle et du canal d'aspiration. Au début de chaque course d'aspiration, ce volume de gaz est aspiré dans le soufflet presque par à-coup, sous la forme d'un écoulement initial élevé. Ce n'est qu'ensuite que s'établit l'écoulement d'échantillonnage nettement plus faible, déterminé par la résistance du remplissage du tube à essai. Si les poignées plates ne sont qu'incomplètement comprimées, l'écoulement initial élevé, à la suite du relâchement des poignées, engendre la fermeture de la valve. L'écoulement du gaz dans le canal d'aspiration est interrompu, et les poignées plates restent en position intermédiaire. Par contre, lorsque les poignées plates sont totalement comprimées, la valve est amenée en position ouverte par un axe de commutation. Lors de la course de refoulement consécutive, la valve est maintenue ouverte pendant l'écoulement initial élevé par l'axe de commutation, jusqu'à ce que l'écoulement d'air tombe en dessous de la valeur limite et passe à l'écoulement d'échantillonnage. Pendant la course de refoulement suivante, la valve reste alors d'elle-même en position ouverte. Un autre dispositif opportun pour maintenir la valve d'admission en position ouverte pendant la course d'échantillonnage consiste à verrouiller l'axe de commutation, au cours de la course d'échantillonnage, par un levier de verrouillage réagissant à la pression, qui est actionné par la dépression qui s'établit à l'intérieur du soufflet. Le verrouillage n'est défait qu'une fois que la course d'échantillonnage est réalisée et que l'équilibrage de pression a été obtenu à l'intérieur du soufflet. Une autre forme de réalisation consiste en une valve d'admission avec un axe de commutation verrouillable mécaniquement. Lorsque les poignées- plates sont totalement comprimées, l'axe de commutation et par suite la valve sont amenes en position d'ouverture, et l'axe de commutation est bloqué par un dispositif de crantage. A la fin de la course d'échantillonnage, il peut être déverrouillé par un dispositif de traction. La configuration de la pompe à soufflet avec un symbole de visualisation réagissant à la pression dans le canal d'aspiration permet avantageusement de ne distinguer qu'à la fin de la course d'aspiration mécanique, avec l'atteinte de l'équilibrage de pression, l'atteinte de la fin d'un cycle d'échantillonnage. En outre, l'activité du symbole de visulation fournit un contrôle fonctionnel grossier de la pompe à soufflet pendant la course d'aspiration. Une configuration opportune du symbole de visualisation est sa réalisation sous la forme d'une membrane élastique disposée en dessous d'un verre diffusant transparent. L'invention va être maintenant décrite plus en détails à l'aide d'un exemple de réalisation repré:enté sur le dessin annexé, dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe longitudinal de la pompe à soufflet avec le soufflet entièrement rempli d'air; Figure 2- est une vue en coupe longitudinale de la valve de limitation d'écoulement Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une valve d'admission avec verrouillage de l'axe de commutation à actionnement pneumatique; et Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une valve d'admission avec verrouillage mécanique de l'axe de commutation. La pompe à soufflet représentée à la figure 1 est constituée d'un soufflet élastique 1, réalisé en un matériau imperméable aux gaz, et de poignées plates 2 et 3. Les poignée plates sont guidées en parallèle par l'intermédiaire d'une articulation à leviers croisés 4. Deux ressorts hélicoîdaux 5 sont disposés à l'intérieur du soufflet, qui poussent le soufflet en position étirée. La poignée plate inférieure 2 porte la valve de sortie 6, par laquelle l'air qui se trouve à l'intérieur 21 du soufflet peut s'échapper lors de la compression du soufflet 1. La poignée plate supérieure 3 est munie d'un réceptacle 7 pour le tube à essai 8, et elle contient, dans un canal d'aspiration 9, une valve 10 qui sera décrite plus en détails à l'aide de la figure 2, et un symbole de visualisation 11. La course de pompage peut être réglée à l'aide d'une vis de réglage 12. Le symbole de visualisation est constitué du boîtier 18, qui est muni d'une membrane élastique coloré 19 et d'un verre diffuseur 20, qui sont tous deux montés dans le boîtier de manière étanche aux gaz. Le côté de la membrane élastique 19 qui est opposé au verre diffuseur 20 est relié au canal d'aspiration 9. A l'état de repos, la membrane élastique 19 est bombée contre le verre diffuseur 20, de sorte que la membrane élastique colorée 19 peut être distinguée par l'opérateur. Par la dépression qui s'établit à l'intérieur 21 du soufflet pendant la course de refoulement, la membrane élastique 19 est éloignée du verre diffuseur 20. La couleur de la membrane élastique 19 ne peut alors plus être distinguée par l'opérateur. Une fois que les poignées plates 2, 3 ont atteint leur position finale, un peu de temps s'écoule encore avant que l'équilibrage de pression s'établisse à l'intérieur 21 du soufflet; et ce n'est qu'ensuite que le volume d'échantillonnage correct est refoulé. Cela est reconnaissable à l'apparition du symbole de visualisation, lorsque la membrane élastique 19 revient à sa position de repos. Ce n'est qu'alors qu'on peut entreprendre une nouvelle course de pompage. La valve de limitation d'écoulement 10 représentée à la figure 2 est constituée d'un obturateur 13 ayant l'élasticité du caoutchouc, qui repose sur une bague de soutien 14. Les ouvertures 15 qui se trouvent dans la poignée plate supérieure 3 peuvent être fermées par l'obturateur 13. A l'état de repos; et pendant une course d'échantillonnage en cas d'écoulement d'air uniforme, l'obturateur 13 repose sur la bague de soutien 14. L'air pénètre par l'intermédiaire des ouvertures 15 à l'intérieur de la pompe à soufflet. Les ouvertures 15 sont régulièrement réparties sur la périphérie extérieure de la bague de soutien 14. Si les poignées plates 2 et 3 sont partiellement comprimées, il se produit temporairement, lors de leur relâchement, un écoulement initial d'air accru, qui pousse l'obturateur 13 contre les ouvertures 15 et interrompt l'écoulement du gaz. Si ies poignées plates sont totalement comprimées, l'axe de commutation 16 est relié fonctionnellement à l'obturateur 13 par -l'entretoise 17. L'axe de commutation 16 maintient l'obturateur 13 en position ouverte jusqu'à ce que l'écoulement d'air soit tombé à la valeur stationnaire de l'écoulement d'échantillonnage, à la suite de quoi l'obturateur reste en position ouverte horizontale. Le deuxième siège de valve 22 forme avec l'obturateur 13 un clapet antiretour qui, lors de la compression des poignées plates 2, 3, empêche l'écoulement du gaz depuis l'intérieur 21 du soufflet dans le canal d'aspiration 9. La figure 3 représente une valve d'admission 37 avec un axe de commutation 24 qui peut être bloqué au moyen d'un levier de verrouillage 23. Le levier de verrouillage 23 est relié à un piston 25 qui est guidé de manière étanche aux gaz dans un boîtier 26, en étant librement déplaçable à l'intérieur de la chambre de commande 27. La chambre de commande 27 est reliéeà l'intérieur 21 du soufflet par l'intermédiaire d'une ouverture 36; la pression atmosphérique règne dans la chambre d'équilibrage 28. A l'état de repos, le levier de verrouillage 23 est pressé en position finale sous l'action du ressort de rappel 29. L'axe de commutation 24 est déverrouillé. Lorsque les poignées plates 2 et 3 sont totalement comprimées, l'axe de commutation 24 est actionné par un axe de commande 30, et l'obturateur 13 est amené en position d'ouverture. A la suite du relâchement des poignées plates 2, 3, une dé:ression s'établit à l'intérieur 21 du soufflet et, par l'intermédiaire de l'ou%,:-ture 36, dans la chambre de commande 30, dépression qui pousse le piston 25 à l'encontre de la force du ressort de rappel 29, et qui déplace le levier de verrouillage 23 dans l'espace 31. L'axe de commutation 24 est ainsi verrouillé. Une fois la course d'échantillonnage terminée, et à la suite de l'équilibrage de pression qui s'établit alors, le levier de verrouillage 23 revient, au moyen du ressort de rappel 29, en position de repos. L'axe de commutation 24 est ainsi déverrouillé. La figure 4 représente une forme de réalisation de la valve d'admission 38 avec un verrouillage mécanique de l'axe de commutation 32. Lorsque les poignées plates 2 et 3 sont totalement comprimées, l'axe de commutation 32 est actionné par l'axe de commande 33, et l'obturateur 13 est amené en position d'ouverture. L'axe de commutation 32 est maintenu dans cette position par un dispositif de crantage 34, et il est ramené en position initiale par un dispositif de traction 35, lorsque la course d'échantillonnage est terminée. REVENDICATIONS 1. Pompe à soufflet pour tubes à -essais d'analyse de gaz, avec deux poignées plates qui sont soumises à une force élastique dans le sens de la course d'échantillonnage, et avec une valve de sortie, caractérisée en ce qu'une valve d'admission (10, 37, 38), qui se ferme en direction de l'intérieur entre le tube à essai d'analyse de gaz (8) et l'intérieur (21) du soufflet. 2. Pompe à soufflet selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valve d'admission (10, 37, 38) présente, du côté du flux d'amenée, un deuxième siège de valve (22) comme clapet antiretour. 3. Pompe à soufflet selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'un axe de commutation (16, 24, 32) peut être actionné dans la partie finale de la course de serrage par une partie (17, 30, 33) de la pompe qui est mobile avec la course, et la valve d'admission (10, 37, 38) peut être maintenue en position ouverte. 4. Pompe à soufflet selon la revendication 3, caractérisée en ce que la partie de pompe mobile avec la course est une entretoise (17) d'une articulation à leviers croisés (4) servant de guidage parallèle des poignées plates (2, 3). 5. Pompe à soufflet selon la revendication 3, caractérisée en ce que la partie de pompe mobile avec la course est un axe de commande (30, 33) assemblé à la poignée plate (2). 6. Pompe à soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la valve d'admission (10) est réalisée sous la forme d'une valve de limitation d'écoulement, avec un obturateur (13) reposant sur une bague de soutien (14), et des ouvertures (15) qui peuvent être obturées par cet obturateur. 7. Pompe à soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'axe de crommutation (24) de la valve d'admission (37) peut, par l'intermédiaire d'un le ler de verrouillage réagissant à ta pression (23à, être verrouillé en positon d'ouverture par la dépression produite pendant la course d'échantillonnage à l'intérieur (21) du soufflet, et peut être déverrouillé à la fin de la course d'échantillonnage par un ressort de rappel (29), à la suite de l'équilibrage de pression entre l'intérieur (21) du soufflet et l 'environnement. 8. Pompe à soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'axe de commutation (32) de la valve d'admission (38) peut être verrouillé en position d'ouverture par l'intermédiaire d'un dispositif de crantage (34), et peut être déverrouillé à la fin de la course d'échantillonnage par un dispositif de traction (35). 9. Pompe à soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un symbole de visualisation (I1) réagissant à la pression, qui est relié au canal d'aspiration (9). 10. Pompe à soufflet selon la revendication 9, caractérisée en ce que le symbole de visualisation (11) est réalisé sous la forme d'une membrane élastique (19) en dessous d'un verre diffusant transparent (20) disposé dans une des poignées plates (2, 3).