Brevet FR2667301A1 — publié le 19920403

La présente invention concerne une cartouche pour le transport pneumatique d'échantillons. Pour réaliser le transport rapide de petits échantillons, par exemple des échantillons prélevés sur une ligne de coulée continue, pour le contrôle en laboratoire, il est connu d'utiliser des petits containers qui circulent par dépression dans un conduit reliant le lieu de prélèvement au laboratoire d'analyse. Certains petits containers, encore appelés cartouches, sont constitués d'un tube fermé par un bouchon au moyen d'une baionnette. De telles cartouches sont d'une manipulation peu aisée et incompatible avec un maniement robotique. En effet, pour ouvrir une telle cartouche,~ il convient d'exercer une pression sur le bouchon et de lui imprimer un mouvement de rotation pour dégager les ergots du bouchon des fentes ménagées dans le tube. De plus, une telle cartouche est fragile mécaniquement. Lors du transport, la cartouche peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 100 km/h. Très souvent le ressort de rappel et les ergots subissent des dommages lors des chocs d'arrivée de la cartouche, pouvant entraîner un coincement des ergots dans les fentes et une impossibilité d'ouvrir ladite cartouche sans casser le bouchon. Il est également connu d'utiliser des cartouches dont le bouchon est muni d'une garniture large en matériau polymère enveloppant toute la partie du bouchon en contact avec le tube, s'étendant depuis la collerette de manipulation du bouchon jusqu'à son extrémité libre. Cette garniture large assure le centrage du bouchon et son blocage mécanique. Une telle cartouche a l'avantage de pouvoir être manipulée par un automate, l'ouverture étant facile, mais présente certains inconvénients. Lors du transport, la cartouche pouvant atteindre des vitesses allant jusqu'à 100 km/h, l'échantillon se trouve plaqué vers le fond de la cartourche ou vers le bouchon selon le sens de circulation de ladite cartouche. Or, l'échantillon, qui peut atteindre une température de 700"C, se trouve plaqué contre le bouchon, si bien que le rayonnement thermique de l'échantillon entraine une détérioration de la garniture qui se déforme et rend difficile l'opération d'ouverture. Dans certains cas, la garniture colle aux parois et empêche l'ouverture. Après une vingtaine d'utilisation avec des échantillons à 700"C, on constate une détérioration totale de la garniture. De plus, si pour une raison technique quelconque, l'échantillon séjourne 2 à 3 mn en attente dans la cartourche, la garniture est immédiatement détériorée et inutilisable. Outre ce probleme de tenue en température, on assiste à un phénomène d'arc-boutement du bouchon. Bien souvent le circuit pneumatique est sinueux et les chocs répétés sur le bouchon à chaque changement de direction peuvent entraîner une ouverture intempestive du bouchon dans le circuit ce qui entraîne un arrêt de l'installation pour permettre de récupérer le bouchon et éventuellement l'échantillon qui risque de se bloquer dans le conduit. La présente invention a pour but de réaliser une cartouche qui permet de s'affranchir de ces inconvénients, à savoir une cartouche dont la manoeuvre d'ouverture et de fermeture est facile et pouvant être réalisée simplement par un automate et ne présentant pas de risque d'ouverture intempestive au cours du transport. Une telle cartouche doit également pouvoir supporter des temps de séjour de l'échantillon chaud sans se détériorer. La présente invention concerne plus parti culierement une cartouche pour le transport pneumatique d'échantillons comprenant un tube, un bouchon et des moyens de verrouillage dudit bouchon sur ledit tube, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage sont formés par un organe élastique emprisonné dans une gorge ménagée dans la face extérieure du bouchon, sensiblement en son milieu, ledit organe élastique étant comprimé au passage d'une première portion du tube puis à l'état libre, en regard d'une gorge ménagée dans la face intérieure du tube lorsque le bouchon est en position sur le tube. L'organe élastique est par exemple un joint torique ou une lame métallique concave. Le bouchon présente également une cavité intérieure s'étendant à partir de son extrémité libre jusqu'à sensiblement la moitié de celui-ci, la face intérieure dudit bouchon, délimitant ladite cavité, étant muni d'une gorge dans laquelle prend place une plaque délimitant une cavité fermée remplie d'une matière isolante. Les caractéristiques et avantages apparai- tront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe de la cartouche selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue partielle en coupe et à plus grande échelle de l'extrémité du tube destinée à recevoir le bouchon. - la Fig. 3 est une vue en coupe du bouchon de la cartouche selon l'invention, - la Fig. 4 est une vue en coupe d'un autre exemple de réalisation du bouchon de la cartouche selon l'invention. La cartouche selon l'invention représentée à la Fig. 1 comprend un tube 1, un bouchon 2 et des moyens de verrouillage du bouchon 2 sur le tube 1. Ces moyens de verrouillage sont formés par un organe élastique d'étanchéité 33 emprisonné dans une gorge 34 ménagée dans la face extérieure 19 du bouchon 2, sensiblement en son milieu. Dans l'exemple de réalisation du bouchon 2 représenté à la Fig 3, l'organe élastique 33 est une garniture torique par exemple en élastomère. Dans l'exemple de réalisation du bouchon 2 représenté à la Fig. 4, l'organe élastique 33 est une lame métallique concave. Comme représenté à la Fig. 1, le tube 1 présente une extrémité ouverte 4a destinée à recevoir le bouchon 2 et une extrémité opposée fermée 4b. En se reportant maintenant à la Fig. 2, on va décrire plus en détail l'extrémité ouverture 4a du tube 1. La face intérieure 3 du tube 1, d'axe X-X, présente à partir de son extrémité ouverte 4a, un chanfrein 5, une portion 6, verticale parallèle à l'axe X-X, de diamètre D1, un chanfrein 7 reliant ladite portion 6 à une portion 8, verticale, parallèle à l'axe X-X et de diamètre D2 supérieur à D1, un chanfrein 9 reliant ladite portion 8 à une portion 10, verticale, parallèle à l'axe X-X de diamètre D inférieur à D2 et sensiblement égal à D1, un chanfrein 11 et une portion 12, verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre D3, inférieur à D, s'étendant jusqu'à l'extrémité fermée 4b du tube 1. Le chanfrein 7, la portion 8 et le chanfrein 9 délimitent une gorge 38 destinée à recevoir ltorgane élastique 33. La face extérieure 13 du tube 1 présente à partir de son extrémité ouverte 4a, une première portion 14, verticale, parallèle à l'axe X-X, une portion 15, verticale, parallele à l'axe X-X, de diamètre inférieur au diamètre de la portion 14. Les portions 14 et 15 sont reliées entre elles par un chanfrein 16. La portion 14 permet un repérage par tout dispositif connu du sens de la cartouche, permettant ainsi à un automate de la retourner le cas échéant, et également d'identifier l'origine de la cartouche. Le bouchon 2, représenté aux Figs. 3 et 4, d'axe X-X, présente une cavité intérieure 17 s'étendant à partir de son extrémité libre 18 jusqu'à sensiblement la moitié dudit bouchon. La face extérieure 19 du bouchon 2 présente, à partir de son extrémité libre 18 formant la cavité 17, un chanfrein 20, une portion 21, verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre dl, un méplat 22, horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X, une portion 23, verticale, parallele à l'axe X-X, de diamètre d2 inférieur à dl, un méplat 24 horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X, une portion 25, verticale, paral lèle à l'axe X-X de diamètre dl, un méplat 26, horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X et une portion 27, verticale, parallele à l'axe X-X, de diamètre i supérieur à D1, sensiblement égal au diamètre de la portion 14 de la face extérieure 13 du tube 1, et s'étendant jusqu'à l'autre extrémité du bouchon. Une telle confirguration confère au bouchon 2 la forme générale d'un T, la jambe du T correspondant à une collerette de hauteur H introduite dans le tube 2 lorsque ledit bouchon l'obture. L'organe élastique 33 prend place dans la gorge 34 formée par les méplats 29 et 24 et la portion 23 réalisés sur la face extérieure du bouchon 2. Cet organe élastique 33 a un diamètre extérieur supérieur au diamètre Dl de la portion 6 et inférieur au diamètre D2 de la portion 8 de la face intérieure 3 du tube 1. La face intérieure du bouchon 2, délimitant la cavité 17 présente à partir de son extrémité libre une portion 27 verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d3, un méplat 28, horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X, une portion 29, verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d4 supérieur à d3 mais inférieur à dl, un second méplat 30 identique au méplat 28 et une portion 31 verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d3 et s'étendant jusqu'a une paroi horizontale 32 délimitant le fond de la cavité 17. Le diamètre dl de la face extérieure 19 du bouchon 2 est inférieur au diamètre D1 de la portion 6 de la face intérieure 3 du tube 1. Une plaque 35 prend place dans la gorge 36 ménagée par la portion 29 de la face intérieure du bouchon 2, délimitant ainsi une cavité fermée 37. Une matière isolante 39 de type connue est introduite dans la cavité 37. Compte-tenu du fait que le diamètre dl est inférieur au diamètre D1, il existe un jeu J1 entre la face extérieure 19 du bouchon 2 et la face intérieure 3 du tube 1. Le diamètre extérieur de l'organe élastique 33 est supérieur au diamètre D1 de la portion 6 du tube 1 et inférieur au diamètre D2 de la portion 8 dudit tube. Ainsi, il existe un jeu J2 entre l'organe élastique 33 et la face intérieure 3 du tube 1. Aucune contrainte ne subsiste dans l'organe élastique d'étanchéité 33 lorsque le bouchon 2 est en position dans le tube 1. De plus, l'organe élastique d'étanchéité 33 n'affleurant pas l'extrémité libre du bouchon, il n'est pas soumis directement au rayonnement thermique dû à l'échantillon et est même protégée de ce rayonnement par la matière isolante 39 contenue dans la cavité 37. La présence de la collerette de hauteur H associée aux jeux JI et J2 permet d'éviter une ouverture intempestive du bouchon 2 lors des chocs latéraux dans les coudes du conduit de transport pneumatique, car si on observe un désaxement entre l'axe X-X du tube 1 et celui du bouchon 2, l'extrémité de ladite collerette, vient en butée contre la face intérieure 3 du tube 1 et évite à l'organe élastique d'étanchéité 33 de sortir de sa gorge 34. La cartouche ne peut donc pas s'ouvrir intempestivement tout en étant d'ouverture facile et manipulable par un automate. Du point de vue tenue en température, on a constaté qu'une telle cartouche pouvait effectuer 2000 transports d'échantillons à 700"C avant de constater une détérioration de l'organe élastique d'étanchéité 33. De plus, si pour des raisons d'encombrement, l'échantillon devait sejourner quelques minutes dans la cartouche, celle-ci ne subit aucune détérioration. Il a d'ailleurs été constaté que l'échan- tillon peut y séjourner jusqu'à son complet refroidissement. REVENDICATIONS 1. Cartouche pour le transport pneumatique d'échantillons solides comprenant d'un tube (1), un bouchon (2) et des moyens de verrouillage dudit bouchon (2) sur ledit tube (1), caractérisée en ce que les moyens de verrouillage sont formés par un organe élastique (33) emprisonné dans une gorge (34) ménagée dans la face extérieure (19) du bouchon (2) sensiblement en son milieu, ledit organe élastique (33) étant comprimé au passage d'une première portion (6) du tube (1) puis à l'état libre, en regard d'une gorge (38) ménagée dans la face intérieure (3) du tube (1), lorsque ledit bouchon est en position sur ledit tube. 2. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe élastique (33) est une garniture torique. 3. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe élastique (33) est une lame métallique concave. 4. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bouchon (2) présente une cavité intérieure (17) s'étendant à partir de son extrémité libre (18) jusqu'a sensiblement la moitié de celui-ci, la face intérieure dudit bouchon, délimitant ladite cavité (17), étant munie d'une gorge (36) dans laquelle prend place une plaque (35) délimitant une cavité fermée (37). 5. Cartouche selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une matière isolante (39) est introduite dans la cavité (37). 6. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face intérieure (3) du tube (1), d'axe X-X présente à partir de son extrémité libre ouverte (4a), un chanfrein (5), une portion (6), verticale, parallèle à l'axe X-X et de diamètre D1, un chanfrein (7) reliant ladite portion (6) à une portion (8), verticale parallèle à l'axe X-X et de diamètre D2 supérieur à D1, un chanfrein (9) reliant ladite portion (8) à une portion (10), verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre D inférieur à D2 et sensiblement égale à D1, un chanfrein (11) et une portion (12), verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre D3 inférieur à D, s'étendant jusqu'à l'autre extrémité (4b) du tube (1). 7. Cartouche selon la revendication 1, -caractérisée en ce que la face extérieure (13) du tube (1) présente, à partir de son extrémité libre ouverte (4a) une première portion (14) parallèle à l'axe X-X, une portion (15), verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre inférieur au diamètre de la portion (14), lesdites portions (14, 15) étant reliées entre elles par un chanfrein (16). 8. Cartouche selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que la face extérieure (19) du bouchon (2), d'axe X-X, présente à partir de son extrémité libre (18) formant la cavité (17), un chanfrein (20), une portion (21), verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre dl, un méplat (22), horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X, une portion (23), verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d2 inférieur à dl, un méplat (24) horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X, une portion (25), verticale, parallèle à l'axe X-X de diamètre dl, un méplat (26), horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X et une portion (27), verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d supérieur au diamètre D1, sensiblement égal au diamètre de la portion (14) de la face extérieure (13) du tube 1 et s'étendant jusqu'à l'autre extrémité du bouchon (2). 9. Cartouche selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que la face intérieure du bouchon (2), délimitant la cavité (17) présente partir de son extrémité libre une portion (27) verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d3, un méplat (28), horizontal, perpendiculaire à l'axe X-X, une portion (29), verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d4 supérieur au diamètre d3, mais inférieur au diamètre D1, un second méplat (30) identique au méplat (28) et une portion (31) verticale, parallèle à l'axe X-X, de diamètre d3 et s'étendant jusqu'à une paroi horizontale (32) délimitant le fond de la cavité (17). 10. Cartouche selon les revendications 6 à 9, caractérisée en ce que le diamètre dl de la face extérieure (19) du bouchon (2) est inférieur au diamètre intérieur dl de la face intérieure du tube (1), ménageant ainsi un jeu J1 entre la face extérieure (19) dudit bouchon (2) et la face intérieure (3) du tube (1). 11. Cartouche selon les revendications 1 et 6, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de l'organe élastique (33) est supérieur au diamètre D1 de la portion (6) du tube (1) et inférieur au diamètre D2 de la portion (8) du tube (1), ménageant ainsi un jeu J2 entre ledit organe élastique (33) et la face intérieure (3) du tube (1).