Brevet FR2667938A1 — publié le 19920417

La présente invention se rapporte à un dispositif de prélèvement de quantités données de produits visqueux à température ambiante. On sait que les produits utilisés dans l'industrie ont une consistance qui varie considérablement avec leur température. Les corps purs sont soit à l'état liquide, soit à l'état solide, les mélanges présentent en outre un état intermédiaire, l'état pâteux. Ils peuvent alors présenter une viscosité importante à température ambiante ce qui rend leur manipulation difficile. Il arrive que disposant d'une grande quantité de produit fortement visqueux à température ambiante, il soit nécessaire d'en prélever de petites quantités de masse bien définie, les quantités ainsi prélevées étant réparties dans des contenants divers. En un tel cas on procéde de la façon suivante Partant, par exemple, d'un bac de ce produit à une température telle que le produit puisse être coulé, on remplit un flacon représentant une quantité égale à plusieurs dizaine de fois les quantités strictement nécessaires, puis, tout en maintenant le flacon à une température suffisante, on préléve manuellement les quantités nécessaires à l'aide d'une spatule, la quantité exacte étant déterminée au moyen d'une balance. Une telle façon de procéder présente de multiples inconvénients liés à la consistance du produit en question prélèvement de la quantité exacte, figeage partiel du produit, difficulté pour grouper le produit prélevé dans le contenant destiné à le recevoir, produit restant adhérent aux organes de manipulation et aux bords du contenant. La présente invention consiste en un dispositif qui permet de prélever de façon simple de petites quantités d'un produit difficilement manipulable du fait de sa viscosité, la masse de ces quantités devant être égale à des valeurs prédéterminées, le produit prélevé devant rester parfaitement groupé et les organes de manipulation ne devant pas se salir. Ce dispositif de préconditionnement de quantités données de produits visqueux à température ambiante est caractérisé en ce qu'il se compose de deux plaques. La première est traversée sur toute sa hauteur par des lumières dans lesquelles sera coulé le produit visqueux que l'on veut préconditionner. La seconde comporte en relief sur une de ses surfaces des tétons correspondant exactement aux lumières de la première plaque et pouvant coulisser dans celles-ci. La position relative des deux plaques peut varier. L'une des positions qui est retenue consiste à ne faire pénétrer les tétons que sur une partie de la longueur des lumières, si bien que la partie supérieure desdits tétons constitue un fond aux lumières de la première plaque.L'autre position consiste à faire traverser complètement les lumières par les tétons ce qui permet d'extruder le produit qui a été coulé dans lesdites lumières et refroidi. Ce dispositif est mis en oeuvre lorsque l'on veut préconditionner des quantités d'un produit visqueux à la température ambiante. On procéde de la façon suivante On commence par préparer le dispositif ci-dessus. Pour ce faire on introduit la seconde plaque du dispositif dans la première de façon telle que le sommet des tétons constitue un fond aux lumières, la longueur de la partie libre des lumières étant ajustée pour que le volume de ces parties libres corresponde à la quantité de produit que l'on désire préconditionner. L'ajustement des tétons dans la première plaque est tel que l'étanchéité des lumières soit assurée. On va alors pouvoir prélever le produit dont on dispose d'une quantité importante sous une forme visqueuse à température ambiante. Ce produit sera coulé dans le dispositif, soit à la température ambiante si la viscosité le permet, soit après avoir été chauffé pour le rendre plus fluide. Après cette opération, on arase la surface libre de la première plaque du dispositif et l'on met l'ensemble à refroidir à une température telle que le produit passe à un état pratiquement solide. Lorsque le refroidissement est terminé, on démoule le produit contenu dans les lumières en faisant coulisser les tétons de la seconde plaque du dispositif. A cet effet, la hauteur des tétons est prévue supérieure à l'épaisseur de la première plaque. On dispose alors de petites quantités de produit dont le volume, donc le poids, est parfaitement déterminé. Ces morceaux pourront être, pour peu qu'on les maintienne à une température où ils sont dans un état pratiquement solide, introduits facilement dans le contenant qui leur est destiné, ou travaillés aisément si l'on veut en réduire la masse ou si l'on veut les diviser. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plaques sont réalisées dans un matériau présentant un bon comportement aussi bien à la chaleur qu'au froid de façon à résister aux écarts de température existant entre coulée et démoulage. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit matériau présente une faible adhérence avec les produits que l'on préléve, et ce, afin de permettre à la fois un arasement aisé de la surface libre et un démoulage facile. La forme aussi bien que l'importance des lumières dépendra de la nature des produits que l'on voudra préconditionner et de la quantité que l'on voudra prélever. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé aussi bien pour la préparation de produits visqueux dans l'industrie que pour prélever des échantillons de produits aux fins d'analyse. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec références aux dessins annexés - figure 1 : représentation de la plaque percée des lumières; - figure 2 : représentation de la plaque portant les tétons; - figure 3 : vue en coupe des deux plaques composant le dispositif; - figure 4a, 4b, 4c et 4d : représentation de la mise en oeuvre du dispositif; - figure 5 : représentation en coupe du moule de fabrication de la plaque portant les lumières. La figure 1 représente la partie femelle du dispositif. Elle se compose d'une plaque (1) de forme telle que rectangulaire et d'épaisseur constante. Elle est percée de part en part de trous (2) généralement circulaires disposés régulièrement sur toute la surface de la plaque (1). Les trous percés dans la plaque ont un diamètre qui dépend des quantités de produit que l'on voudra prélever, si bien qu'à titre d'exemple sur la figure 1 sont représentés des trous de petits diamètre (3) et des trous de grands diamètres (4). La figure 2 représente la partie mâle du dispositif. Celle-ci se compose également d'une plaque (5) de forme générale identique à celle de la plaque (1). Sur cette plaque se trouvent placés des tétons cylindriques (12) dont la forme et la position sur la plaque (5) correspondent exactement à la forme et à la position des trous (2) sur la plaque (1). Cette disposition relative concordante des tétons (12) et des trous (2) permet d'accoler les deux plaques en faisant entrer l'ensemble des tétons de la plaque (5) dans les trous de la plaque (1). La dimension des tétons comme le diamètre des trous dépend des quantités de produit à prélever. La figure 3 représente, en coupe, l'ensemble du dispositif constitué par les parties male et femelle. L'utilisation en sera la suivante. On prend la plaque (5) et l'on positionne dessus la plaque (1). Dans un premier temps, on introduit les tétons (12) dans les trous sur une faible hauteur de façon à ménager dans la plaque (1) un logement de volume déterminé comme il est indiqué sur la figure 4.a. Si les trous sont circulaires, le volume de la cavité (40) est égale au produit du diamètre par la hauteur libre. Le dispositif étant ainsi préparé, on chauffera le produit visqueux jusqu'à une température telle qu'il soit possible de le couler. La figure 4.b montre une partie du dispositif après que l'on ait rempli les cavités (40) du produit (41). Aussitôt le produit coulé, il suffit d'araser la surface de la plaque (1), comme indiqué dans la figure 4.c, à l'aide d'une lame (42). Le produit en excédent se trouve donc éliminé et chaque cavité contient alors une quantité parfaitement définie de produit. L'ensemble du dispositif est alors mis à refroidir, en chambre froide ou en congélateur, selon la nature du produit. Lorsque le refroidissement est effectif, le produit se présente sous forme solide et il suffit, comme représenté dans la figure 4.d, de repousser la plaque (5) à travers la plaque (1) pour extruder et obtenir les quantités de solide sous forme de morceaux (43) facilement manipulables. Nous avons vu que le dispositif se présente sous la forme de deux plaques. Ces plaques doivent supporter la température du produit lorsqu'on le coule, le froid dû à la réfrigération du produit avant démoulage et bien entendu elles doivent résister chimiquement au produit. En plus de cela, le matériau dans lequel est réalisé le produit doit présenter un faible coefficient de frottement de façon à rendre facile l'arasement du produit, tel que représenté figure 4.c, et également permettre un démoulage facile. L'homme du métier pourra choisir le matériau en fonction de ces critères et par exemple, pour des températures ne dépassant pas 110 C une résine silicone. Cette résine peut être de marque Rhône-Poulenc, référence RTV 589 associée à 4% de catalyseur de la même marque référence XY 85. La fabrication du dispositif lui même ne présente pas de difficulté. Il suffit de faire réaliser des moules en acier usinés de façon qu'ils présentent des empreintes correspondant exactement aux deux parties (1) et (5) du dispositif. Pour faciliter le démoulage des plaques, il est intéressant de prévoir sur les parties en saillie une légère conicité ou pente. Comme le montre la figure 5, il est avantageux pour le moule (50) qui permet de fabriquer la plaque (1) de prévoir une contre-plaque (51) se plaçant en fond de moule et percée d'orifices entourant les tétons (52). Lorsque la résine coulée dans le moule est prise, on tire sur cette plaque à l'aide de tirants (53) qui lui sont solidaires ce qui permet un démoulage facile de la plaque (1). Le dispositif objet de l'invention est utilisable dans tous les secteurs de l'industrie ou il est nécessaire de prélever des produits visqueux. A titre d'exemple non limitatif,nous citerons le domaine de l'analyse des produits pétroliers lourds tels que bitumes, résidus de colonne à distiller sous vide, graisses et paraffines à partir de C20. Un bitume de pétrole brut d'origine Safania présente une viscosité de 108 centipoises à 20 C, une viscosité de 3,5 104 poise à 600C et 104 poise à 80 C. Il est donc intéressant, pour prélever les échantillons de quelques centigrammes à 10 grammes, de le couler à 800C dans le dispositif objet de l'invention. Le produit dont on désire prélever des échantillons se présente sous la forme de flacons contenant plusieurs centaines de grammes dudit produit en provenance des unités de fabrication. On désire prélever quelques centigrammes au fin d'analyse. Le mode opératoire est le suivant. On chauffe le flacon entre 80 et 100 C pendant un temps tel que la température soit bien régulière ce qui permet au produit contenu dans le flacon d'être bien homogène. Lorsqu'il en est ainsi, on coule le produit sur le dispositif et l'on élimine immédiatement l'excédent au dessus des plaques. On introduit les plaques dans un congélateur et l'on attend le refroidissement ou d'avoir besoin des échantillons car le dispositif permet d'assurer dans de bonnes conditions leur conservation. Il suffit ensuite de récupérer les échantillons sous forme solide. On dispose alors de morceaux de bitumes parfaitement manipulables, qui peuvent être stockés directement dans le congélateur ou introduits dans les flacons utilisés couramment en analytique.Il est possible en outre de débiter les échantillons facilement pour, par exemple, obtenir des masses moitié en les coupant en deux à l'aide d'un couteau. Si le dispositif présente une épaisseur d'environ un centimètre et demi, et que l'on veuille préparer des échantillons de un gramme de produit, il suffira de prévoir des trous de un centimètre de diamètre sachant que la densité des bitumes varie entre 1 et 1,5. Les plaques selon le dispositif ont des dimensions qui varient en fonction de la quantité de matière que l'on veut prélever et du nombre d'échantillons nécessaires. Généralement, le dispositif se présente sous forme de rectangles de 10 à 20 cm de large et de 20 à 40 cm de long mais sans que ces dimensions constituent des limites absolues en particulier s'il est nécessaire de préparer de nombreux échantillons de masse importante. Bien entendu les applications à l'analytique ne sont pas limitées au domaine des produits pétroliers. On peut, dans ce domaine utiliser le dispositif dans toutes les industries mettant en oeuvre des produits visqueux à température ambiante telles que les industries chimiques, les industries pharmaceutiques et les industries agroalimentaires. De la même façon le dispositif peut-être utilisé pour la préparation de produits. Le mode opératoire sera le même que celui décrit ci-dessus pour la préparation d'échantillons de produits visqueux. On peut citer, de façon non limitative, les industries pharmaceutiques pour la préparation de gélules, cachets, les industries chimiques pour tout ce qui concerne les polymères, les sucres et autres produits visqueux à température ambiante. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de prélèvement de quantités données de produits visqueux caractérisé en ce qu'il se compose d'une première plaque (1) traversée sur toute sa hauteur par des lumières (2) dans lesquelles sera coulé le produit visqueux et d'une seconde plaque (5), munie de tétons (12), de section identique à celle des lumières de la première plaque pouvant coulisser dans celles-ci, de façon telle que les tétons puissent en fonction de la position respective des plaques d'une part constituer un fond aux lumières et d'autre part servir à extruder le produit après qu'il ait été coulé dans les lumières et refroidi. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la hauteur des tétons (12) est supérieure à l'épaisseur de la première plaque (1) afin de permettre l'extrusion complète des quantités de produit coulés, après refroidissement. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les plaques (1) et (5) sont réalisées en un matériau présentant, en surface, un faible coefficient d'adhérence pour les produits à prélever. 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la première plaque est réalisée en produit à base de silicone. 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif est réalisé en résine de silicone polymérisée avec 4% de durcisseur. 6 - Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes au prélèvement d'échantillons en vue de leur analyse. 7 - Application du dispositif selon la revendication 6 à l'analyse des échantillons dans l'industrie pétrolière 8 - Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes au conditionnement des produits visqueux. 9 - Application du dispositif selon la revendication 8 dans les industries chimique, alimentaire et pharmaceutique.