Brevet FR2673541A1 — publié le 19920911

Dispositif de dosage pour un narcotique liquide traversant un récipient intermédiaire La présente invention concerne un dispositif de dosage pour un narcotique liquide qui est introduit, à partir d'un réservoir, par une conduite d'arrivée, dans un récipient intermédiaire chauffable et maintenu sous une pression donnée, dont la conduite de sortie envoie le narcotique, amené à l'état gazeux, à travers le dispositif de chauffage, par une vanne de dosage, dans une conduite de gaz frais. On connaît un dispositif de dosage de ce type par le document EP-A 2-231 513 Ce dispositif de dosage de narcotique connu est constitué d'un réservoir à partir duquel un narcotique liquide est envoyé, au moyen d'une pression de transport, dans un récipient intermédiaire chauffé La température de chauffage et la pression intérieure du récipient intermédiaire sont adaptées l'une à l'autre de >Manière que le narcotique liquide s'évapore aussitôt après son entrée dans le récipient intermédiaire et que dans celui-ci il n'y ait plus que du narcotique gazeux La vapeur de narcotique sous pression est envoyée, par une vanne de dosage synchronisée, dans la conduite de sortie du récipient intermédiaire, vers une conduite de gaz de support à travers laquelle s'écoule, par exemple, un mélange d'oxygène et de gaz hilarant, en direction d'un appareil d'anesthésie Suivant la tension de vapeur régnant dans le récipient intermédiaire, le degré d'ouverture de la vanne de dosage et le débit du gaz de support par unité de temps, il s'établit une valeur de concentration de narcotique correspondante dans le courant de gaz de support. Dans le dispositif de dosage de narcotique connu, on a cet -inconvénient que dans le cas d'un échauffe- ment insuffisant du récipient intermédiaire ou en cas de défaillance du dispositif de chauffage, du narcotique liquide peut parvenir dans le courant de gaz de support et provoquer à cet endroit une augmentation considérable et indésirable de la concentration Le narcotique liquide peut en particulier parvenir dans le courant de gaz de support lorsque la vanne de dosage reste bloquée à l'état ouvert, à la suite d'un défaut Un autre inconvénient réside dans le fait qu'un contrôle simple de la quantité, envoyée dans le récipient intermédiaire et s'évaporant dans celui-ci, de narcotique liquide provenant du réservoir, ne peut s'effectuer qu'avec des moyens complexes Une variation même minime de la quantité de narcotique envoyé à partir du réservoir dans le récipient intermédiaire, entraine à cet endroit une variation très importante de la tension de vapeur pour une température donnée. Dans le dispositif de dosage connu, la pression du narcotique évaporé dans le récipient intermédiaire est exactement égale à la pression de transport dans le réservoir Il faut donc donner précisément cette pression, ce qui se fait de manière complexe Dans le cas d'un narcotique à bas point d'ébullition qui bout déjà à la température ambiante, ce contrôle de pression est rendu extrêmement difficile dans le réservoir, car la tension de vapeur qui s'établit doit être du même ordre de grandeur que la pression de transport voulue. La présente invention a donc pour but de perfectionner un dispositif de dosage du type précité, de manière à réaliser une possibilité de dosage précise et d'un contrôle simple, en particulier pour les narcotiques à bas point d'ébullition. Ce but est atteint suivant l'invention par le fait que dans la conduite d'alimentation il est prévu une unité d'alimentation qui, par une unité de commande, laisse passer le narcotique liquide dans le récipient inter- médiaire, jusqu'à ce que soit atteint, à l'intérieur de celui-ci, un niveau de consigne donné de narcotique liquide et que le dispositif de chauffage amène le liquide narcotique à une température telle, qu'audessus du niveau de liquide, du narcotique gazeux se trouve sous la pression donnée. Le principal avantage de l'invention réside dans le fait que par suite du stockage intermédiaire de narcotique liquide dans le récipient intermédiaire chauffé et par régulation de la température du liquide, la tension de vapeur, importante pour la précision du dosage, est directement définie dans le récipient intermédiaire et ne dépend pas d'une pression de transport dans le réservoir, difficile-ment contrôlable, en particulier pour les narcoti- ques à bas point d'ébullition En outre, la surveillance du niveau dans le récipient intermédiaire permet de contrôler de manière redondante la quantité de narcotique à envoyer à partir du réservoir Pour le contrôle, l'unité de commande reçoit d'un indicateur de niveau, par l'inter- médiaire d'une ligne de signalisation de niveau, la valeur correspondante du niveau qui peut être utilisée pour un traitement ultérieur et pour l'affichage. Par unité d'alimentation on entend, d'une manière générale, un dispositif de circulation qui envoie le narcotique liquide du réservoir au récipient inter- médiaire Dans un cas simple, il peut s'agir d'une pompe ou d'une vanne d'alimentation simple qui, à l'état ouvert, laisse librement passer le narcotique liquide du réservoir, sous surpression, au récipient intermédiaire. D'une manière avantageuse, le niveau du liquide narcotique est surveillé dans le récipient intermédiaire par le fait qu'il est prévu un indicateur de niveau minimal dont le signal de valeur minimale peut être délivré, par une ligne de signalisation, à l'unité de commande et qu'en présence du signal de valeur minimale, l'unité d'alimenta- tion est actionnée par l'unité de commande, jusqu'à ce que soit atteinte la valeur de consigne du niveau Le niveau du liquide narcotique contenu dans le récipient intermédiaire, variant entre le niveau minimal et le niveau de consigne, est la seule grandeur à contrôler dans la présente réalisation, grandeur qui est enregistrée par l'unité de commande La pression régnant dans la phase gazeuse au- dessus du niveau de liquide, à l'intérieur du récipient intermédiaire, peut se régler d'elle-même dans le cas d'un liquide narcotique -à bas point d'ébullition, ou peut être produite et maintenue, dans le cas de liquides à point d'ébullition plus élevé, par un dispositif de chauffage réglé, le niveau de liquide narcotique qui varie entre la valeur de consigne et la valeur minimale, étant sans importance ici Si en cas de défaut, le contrôle du niveau de consigne est défectueux, il est intéressant de prévoir un indicateur de niveau maximal dont le signal de valeur maximale peut être délivré, par une ligne de contrôle, à l'unité de commande et qu'en présence du signal de valeur maximale, l'unité de commande amène l'unité d'alimentation et la vanne de dosage en position de fermeture. Le réglage et le contrôle de la quantité à doser de narcotique gazeux sortant du récipient inter- médiaire et envoyé à la conduite de narcotique, peut s'effectuer de façon simple en ce qu'il est prévu une commande de dosage qui relève l'écoulement à travers la conduite de gaz frais par une sonde d'écoulement, la tension de vapeur du narcotique gazeux dans le récipient intermédiaire, par une sonde de pression et qui, à l'aide de la quantité de narcotique à doser, calculée, nécessaire pour obtenir une valeur de consigne de concentration de narcotique donnée, détermine les cycles de commutation de la vanne de dosage La sonde d'écoulement calibrée pour enregistrer le débit volumique délivre à cet effet sa valeur d'écoulement mesurée, à la commande de dosage dans laquelle est ensuite calculée la quantité de narcotique nécessaire, pour produire une concentration de consigne déterminée de narcotique dans le gaz frais Suivant la pression régnant dans le récipient intermédiaire, qui peut être mesurée par exemple par un capteur de pression ou calculée par l'unité de commande, à partir de la tempéra- ture du liquide narcotique, à l'aide de la courbe de tension de vapeur du narcotique, la commande de dosage actionne la vanne de dosage de telle sorte que la quantité de narcotique envoyée s'écoule à travers la conduite de sortie, dans la conduite de gaz frais Dans ce cas, la vanne de dosage peut être une vanne analogique de section transversale de passage variable, ou 'une vanne numérique, commandée de façon cadencée entre sa position d'ouverture et sa position de fermeture Dans un cas, la section transversale d'ouverture détermine la quantité de narcoti- que s'écoulant, dans l'autre cas, le rapport de la durée de cycle entre l'ouverture et la fermeture Un contrôle de sécurité supplémentaire de la quantité de narcotique nécessaire, déterminée par la commande de dosage, peut s'effectuer de façon simple en ce que l'unité de commande calcule, à partir du nombre de cycles de remplissage par unité de temps, la quantité de narcotique consommé entre l'indicateur de niveau minimal et l'indicateur de niveau et la compare, au moyen d'un comparateur, à la quantité de narcotique déterminée par la commande de dosage, et en cas d'écart entre ces deux quantités, supérieur à une valeur de différence donnée, amène en position de fermeture l'unité d'alimentation et la vanne de dosage et coupe le dispositif de chauffage Même si la cause de l'écart entre les quantités de narcotique déterminées par la commande de dosage et par l'unité de commande devait se traduire par un blocage de la vanne de dosage en position ouverte, seule la petite réserve de narcotique gazeux contenue dans le récipient intermédiaire serait cédée au gaz de transport. Dans toutes les formes de réalisation de l'invention, la surpression extérieure agissant sur le réservoir pour envoyer le liquide narcotique dans le récipient intermédiaire, n'est plus déterminante en ce qui concerne la précision, car cette surpression n'intervient plus directement dans la précision du dosage, comme c'est le cas dans l'état de la technique Il suffit que soit satisfaite la condition, simple à respecter, selon laquelle la chute de pression entre le réservoir et le récipient intermédiaire est suffisamment importante pour surmonter la surpression s'établissant dans le récipient intermédiaire. La température régnant dans le récipient intermédiaire, isolé thermiquement par rapport à l'environnement, est avantageusement choisie telle que la pression régnant dans le récipient intermédiaire soit supérieure de quelques 100 mbar à la pression normale En même temps, la tempéra- ture doit avantageusement être supérieure à la température de service maximale probable Avec un narcotique dont le point d'ébullition se situe à la température ambiante, cette température est d'environ 33 O C, ce qui pourrait conduire à une tension de vapeur dans le récipient intermédiaire d'environ 700 mbar au-dessus de la pression normale. Un exemple de réalisation de-l'invention est décrit ci-après et représenté de manière schématique sur le dessin. La figure unique représente un réservoir 1, résistant à la pression, destiné à un narcotique 2 liquide, à bas point d'ébullition et qui est raccordé, par une conduite de gaz sous pression 3, à une source de gaz comprimé 4, afin de maintenir au-dessus du niveau du liquide narcotique, une pression permettant d'envoyer le narcotique 2, par une conduite d'alimentation 5, à un récipient intermédiaire 6 Dans le parcours de la conduite d'alimentation 5 se trouve une unité d'alimentation 7 qui est représentée par une vanne ouverte-fermée, actionnable électromagnétiquement Le réservoir 6 résistant à la pression est en partie rempli du narcotique 2 dont le niveau de liquide est relevé jusqu'à un indicateur de niveau 8 Dans le récipient intermédiaire 6 se trouve en outre un capteur de pression 9, l'embouchure d'une conduite de sortie 10 ainsi qu'une spire de chauffage 11 électrique, alimentée par un dispositif de chauffage 12, et il se trouve en outre, à l'intérieur du liquide narcotique, une sonde de température 13 Au-dessous de l'indicateur de niveau 8 il est prévu un indicateur de niveau minimal 14 et au-dessus, un indicateur de niveau maximal 15 Les indicateurs de niveau 8, 14, 15 sont des sondes de mesure capacitives qui possèdent deux électrodes non représentées par lesquelles est produit un signal de mesure capacitif qui varie dès que celles-ci sont recouvertes par le liquide narcotique 2 La conduite de sortie 10 est pourvue d'une vanne à flotteur 16 Dans la suite du - parcours de la conduite de sortie 10 se trouve une vanne de dosage 17 dont la sortie débouche dans une conduite de gaz frais 18 qui n'est représentée que partiellement et qui est traversée, dans le sens des flèches de direction 19, par un mélange d'oxygène et de gaz hilarant servant de gaz de support Une sonde d'écoulement 20, placée à l'intérieur de la conduite de gaz frais 18, est reliée à une commande de dosage 21. Cette commande de dosage 21 reçoit également un signal du capteur de tension 9 Il est prévu sur la commande de dosage 21, une saisie de valeur de consigne 22 pour la concentration du narcotique dans la conduite de gaz frais. Une unité de commande 23 contrôle et commande les opéra- tions, en liai-son avec l'envoi de narcotique à partir du réservoir 1, dans le récipient intermédiaire 6 ainsi que le chauffage 12 et les indicateurs de niveau 8, 14, 15 Un comparateur 24 réalise la liaison entre la commande de dosage 21 et l'unité de commande 23. Le déroulement d'un dosage est décrit ci- après, en référence à la figure Dans l'état représenté, le niveau de liquide du narcotique 2 dans le récipient intermédiaire 6, se trouve à sa valeur de consigne b, telle qu'elle est mesurée par l'indicateur de niveau 8 et transmise à l'unité de commande 23 L'unité de commande 23 détermine la puissance imposée au dispositif de chauffage 12, afin que soit maintenue constante la température du narcotique 2 à 33 C environ, à l'aide de la spire de chauffage 11 Cette température est contrôlée par la sonde de température 13 et envoyée au dispositif de chauffage 12, sous la forme d'un signal de valeur réelle L'énergie de chauffage destinée à la spire Il est réglée en fonction de l'écart de la température du narcotique par rapport à la valeur de consigne de 33 'C Au-dessus du niveau du liquide narcotique 2 règne une tension de vapeur d'environ 700 mbar, ce qui fait que, dans la conduite de départ 10, de la vapeur de narcotique est envoyée à la vanne*de dosage 17 Suivant la concentration de narcotique souhaitée, sélectionnée sur l'unité de commande 23, la vanne de dosage 17 est commandée, selon des cycles d'ouverture et de fermeture définis par l'unité de commande 23, et délivre ainsi des quantités définies de narcotique à la conduite de gaz frais 18 Après un certain temps de service, une quantité suffisante de narcotique 2 est évaporée pour que le niveau du liquide soit abaissé au niveau de l'indicateur- minimal 14 Un signal de valeur minimale a correspondant s'applique alors à l'unité de commande 23 qui délivre une impulsion de commutation à l'unité d'alimentation 7, laquelle est également une vanne magnétique d'ouverture et de fermeture qui, sur instruction de commande, s'ouvre et libère la conduite d'alimentation 5 Le gaz comprimé envoyé à travers la conduite de gaz comprimé 3, à partir de la source de gaz comprimé 4, produit une telle surpression que le narcotique 2 est chassé du réservoir 1 vers la conduite d'alimentation 5, envoyé à travers la vanne 7 ouverte et acheminé vers le récipient intermédiaire 6 jusqu'à ce que le niveau du liquide narcotique 2 atteigne l'indicateur de niveau 8 Si tel est le cas, la vanne magnétique 7 est fermée par une commande correspondante de l'unité de commande 23, et l'envoi de narcotique 2 à partir du réservoir 1 est interrompu Si en cas de défaut, l'in- dicateur de niveau 8 est défectueux et si le niveau de liquide narcotique 2 augmente dans le récipient inter- médiaire 6 jusqu'à l'indicateur de niveau maximal 15, un signal de commande c correspondant envoyé à l'unité de commande 23, ferme également la vanne magnétique 7 Comme autre moyen de sécurité, la vanne à flotteur 16, située dans la conduite de sortie 10, empêche que du liquide narcotique ne pénètre dans la conduite de gaz frais 18, dans le cas o l'indicateur de niveau maximal 15 est également défectueux En fonctionnement normal, la vanne à flotteur 16 libère l'embouchure de la conduite de sortie 10 dans le récipient intermédiaire 6, ce qui fait que du narcotique gazeux peut s'écouler librement dans la conduite de sortie 10 L'unité de commande 23 calcule, à l'aide des cycles de remplissage entre l'indicateur de niveau minimal 14 et l'indicateur de niveau 8, la quantité de narcotique 2 consommée pendant une unité de temps Cette valeur calculée est envoyée au comparateur 24 En même temps, la commande de dosage 21 calcule de manière redondante, au moyen de la sonde d'écoulement 20 et de la valeur de consigne de concentration 22 introduite, la quantité nécessaire de gaz narcotique pour produire la concentration de narcotique voulue dans la conduite de gaz frais 18 La valeur calculée par la commande de dosage 21 pour la quantité de narcotique est également envoyée au comparateur 24 Si ces deux valeurs calculées concordent, le dosage est poursuivi de manière inchangée par la commande de dosage 21; à cet effet, à l'aide de la valeur de pression enregistrée par le capteur de pression 9 et de l'écoulement mesuré dans la conduite de gaz de support 18, la vanne de dosage 17 est commandée en conséquence, pour transporter la quantité de gaz narcotique nécessaire au maintien de la concentration exigée, dans la conduite de gaz frais 18 Mais si les quantités calculées dans la comparateur 24 s'écartent d'une différence donnée, un signal de coupure correspondant, délivré par le comparateur 24, entraîne la fermeture de la vanne de dosage 17 et de la vanne magnétique 7, ce qui fait que la conduite d'alimentation 15 et la conduite de sortie sont interrompues et que la température pour la spire de chauffage Il est immédiatement abaissée, par le dispositif de chauffage 12- REVENDICATIONS 1 Dispositif de dosage pour un narcotique liquide qui est introduit, à partir d'un réservoir, par une conduite d'arrivée, dans un récipient intermédiaire chauffable et maintenu sous une pression donnée, dont la conduite de sortie envoie le narcotique, amené à l'état gazeux, à travers le dispositif de chauffage ( 12), par une vanne de dosage, dans une conduite de gaz frais, carac- térisé en ce que dans la conduite d'alimentation ( 5) il est prévu une unité d'alimentation ( 7) qui, par une unité de commande ( 23), laisse passer le narcotique liquide ( 2) dans le récipient intermédiaire ( 6), jusqu'à ce que soit atteinte à l'intérieur de celui-ci une valeur deconsigne de niveau (b) donnée de narcotique ( 2) liquide et en ce que le dispositif de chauffage ( 12) amène le liquide narcotique à une température telle qu'au-dessus du niveau de liquide, du narcotique ( 2) gazeux se trouve sous la pression donnée. 2 Dispositif de dosage selon la revendication -1, caractérisé en ce que le niveau (b) est déterminé par un X indicateur de niveau ( 8) et est délivré à l'unité de commande ( 23), par une ligne de signalisation de niveau, sous la forme d'une valeur de consigne de niveau. 3 Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans le récipient intermédiaire ( 6), un indicateur de niveau minimal ( 14) dont le signal de valeur minimale (a) peut être délivré, par une ligne de signalisation, à l'unité de commande ( 23) et en ce qu'en présence du signal de valeur minimale (a), l'unité d'alimentation ( 7) est actionnée par l'unité de commande ( 23), jusqu'à ce que soit atteinte la valeur de consigne de niveau (b). 4 Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans le récipient intermédiaire ( 6), un indicateur de niveau maximal ( 15) dont le signal de valeur maximale (c) peut être délivré, par une ligne de contrôle, à l'unité de commande ( 23) et en ce qu'en présence du signal de valeur maximale (c), l'unité de commande ( 23) amène l'unité d'alimentation ( 7) et la vanne de dosage ( 17) en position de fermeture. Dispositif de dosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu une commande de dosage ( 21) qui relève l'écoulement à travers la conduite de gaz frais ( 18), par une sonde d'écoulement ( 20) et la tension de vapeur du narcotique gazeux dans le récipient intermédiaire ( 6), -par une sonde de pression ( 9) et qui, à l'aide de la quantité de narcoti- que à doser, calculée, nécessaire pour obtenir une valeur de consigne de concentration de narcotique donnée, détermine les cycles de commutation de la vanne de dosage ( 17). 6 Dispositif de dosage selon la revendication , caractérisé en ce que l'unité de commande ( 23) calcule, à partir du nombre de cycles de remplissage par unité de temps, la quantité de narcotique consommée entre l'in- dicateur de niveau minimal ( 14) et l'indicateur de niveau ( 8) et la compare, par un comparateur ( 24), à la quantité de narcotique déterminéepar la commande de dosage ( 21), et en cas d'écart entre ces deux quantités, supérieur à une valeur de différence donnée, amène en position de fermeture l'unité d'alimentation ( 7) et la vanne de dosage ( 17) et coupe le dispositif de chauffage ( 12).