Brevet FR2796569A1 — publié le 20010126

La présente invention concerne l'agitation d'un milieu au moyen d'un agitateur magnétique, avec contrôle de l'entraînement magnétique et le dispositif associé. Elle a plus précisément pour objet un procédé d'agitation au moyen d'un agitateur magnétique comportant un mobile magnétisé, mis en oeuvre avec une surveillance de l'entraînement en rotation dudit mobile et le dispositif d'agitation, comprenant ledit agitateur magnétique, associé. Les agitateurs magnétiques sont connus et utilisés depuis de très nombreuses années pour assurer l'agitation d'un milieu, généralement un liquide ou une suspension, dans un récipient présentant au moins une paroi non magnétique. De tels agitateurs comprennent un aimant ou un électroaimant rotatif, disposé à l'extérieur dudit récipient, qui agit sur un objet magnétisé (le plus souvent un barreau ou une hélice) disposé lui à l'intérieur dudit récipient ; lesdits aimant ou électroaimant et objet magnétisé intervenant de part et d'autre de ladite paroi non magnétique. En tournant, ledit aimant ou électroaimant entraîne ledit objet magnétisé. L'agitation d'un milieu, si elle constitue parfois seulement un plus, se révèle la plupart du temps nécessaire, voire réellement indispensable, notamment pour des raisons de sécurité. Ainsi, il est sans nul doute opportun - de pouvoir contrôler, à tout moment, que l'objet magnétisé, situé dans le récipient, est bien entraîné en rotation par l'aimant ou l'électroaimant extérieur, - de pouvoir détecter lorsque ledit objet n'est plus entraîné, - en d'autres termes, de pouvoir vérifier à tout moment le bon fonctionnement de l'agitateur magnétique. Ces contrôles, détections ou vérifications sont généralement effectués par visualisation dudit objet magnétisé par l'opérateur. Or, une telle visualisation n'est pas toujours possible. Elle est notamment impossible dans l'hypothèse d'un milieu, à agiter, opaque et/ou d'un récipient, renfermant le milieu à agiter, aux parois opaques... Dans de tels contextes, la mise en oeuvre desdits contrôles, détections ou vérifications soulève un réel problème technique. La Demanderesse a développé la présente invention en référence à ce problème technique. Ladite invention, sous ses aspects, procédé et dispositif, s'analyse comme un perfectionnement à la technique de l'agitation magnétique selon l'art antérieur. Ladite technique de l'art antérieur est perfectionnée, selon l'invention, en ce qu'il lui est associé un contrôle de l'entraînement magnétique (dudit objet magnétisé par ledit aimant ou électroaimant). Selon son premier aspect, la présente invention concerne donc un procédé d'agitation d'un milieu contenu dans un récipient, dont au moins une paroi est non magnétique, au moyen d'un agitateur magnétique comportant un mobile magnétisé disposé dans ledit milieu d'un côté de ladite (d'une desdites) paroi(s) non magnétique(s) et un équipage d'entraînement en rotation dudit mobile magnétisé, agencé, hors dudit milieu, de l'autre côté de ladite paroi non magnétique. En cela, ledit procédé est un procédé d'agitation magnétique selon l'art antérieur. De façon caractéristique, selon l'invention, ledit procédé est mis en oeuvre avec une surveillance en continu de l'intensité de la force magnétique d'attraction entre ledit objet magnétisé et son équipage d'entraînement. La surveillance de ladite intensité peut inclure une quantification de celle-ci. Toutefois, une telle quantification n'est, en aucune façon, obligatoire. Il suffit, dans le cadre de ladite surveillance, d'être capable de détecter toute variation significative de ladite intensité, variation synonyme, dans un premier temps, d'un début de décrochage du mobile magnétisé puis, dans un second temps, d'un décrochage complet. Une telle surveillance en continu permet les contrôles, détections et vérifications évoqués ci-dessus, et ce aussi "en aveugle". Elle peut être mise en oeuvre selon différentes variantes. Selon une variante préférée, ladite surveillance consiste en une surveillance du poids apparent de l'équipage d'entraînement en rotation du mobile magnétisé. Une telle variante est mise en oeuvre dans les conditions ci-après - le milieu agité est contenu dans un récipient dont (au moins) la paroi de fond est non magnétique, - le mobile magnétisé est disposé sur ladite paroi de fond (à l'intérieur dudit récipient), - l'équipage d'entraînement dudit mobile (qui inclut un aimant ou électroaimant) est agencé en dessous de ladite paroi, selon un axe vertical. Ledit poids apparent consiste en le poids propre dudit équipage d'entraînement allégé de la force magnétique d'attraction (exercée par l'aimant ou électroaimant). Lorsqu'il y a décrochage, ledit poids apparent augmente pour tendre vers la valeur dudit poids propre. Pour la surveillance dudit poids apparent, on prévoit généralement de suspendre, par l'intermédiaire d'un système souple, à un bâti fixe, ledit équipage d'entraînement. Le dispositif intervenant peut exister selon plusieurs modes de réalisation. Un mode de réalisation est décrit, en termes généraux, plus avant dans le présent texte, puis de façon détaillée, en référence à la figure annexée. Dans le cadre de cette variante préférée, la surveillance de l'intensité de la force magnétique d'attraction entre l'objet magnétisé et son équipage d'entraînement est mise en oeuvre, de façon indirecte, par le biais de la surveillance du poids apparent dudit équipage d'entraînement. Elle peut, dans le cadre d'autres variantes, être mise en oeuvre de façon directe ou indirecte. Ainsi, par exemple, on peut directement surveiller ladite intensité à l'aide d'un dynamomètre ou de tout moyen équivalent ; ledit dynamomètre ou moyen équivalent reliant l'extrémité (extrémité la plus éloignée de l'objet magnétisé) de l'équipage d'entraînement, agencé, selon un axe horizontal, dans un dispositif annulant son poids, à un bâti fixe... On peut également tout à fait concevoir des systèmes intermédiaires dans lesquels on trouve un tel dynamomètre ou moyen équivalent reliant l'extrémité de l'équipage d'entraînement, agencé, selon un axe incliné, dans un dispositif annulant partiellement son poids, à un bâti fixe. Selon son deuxième aspect, la présente invention concerne aussi un dispositif d'agitation d'un milieu contenu dans un récipient, dont au moins une paroi est non magnétique, du type agitateur magnétique comportant un mobile magnétisé disposé dans ledit milieu d'un côté de ladite(d'une desdites) paroi(s) non magnétique(s) et un équipage d'entraînement en rotation dudit mobile magnétisé, agencé, hors dudit milieu, de l'autre côté de ladite paroi non magnétique. En cela, ledit dispositif est un agitateur magnétique selon l'art antérieur. De façon caractéristique, selon l'invention, ledit équipage d'entraînement dudit dispositif est solidaire de moyens capables de détecter toute variation de l'intensité de la force magnétique d'attraction entre ledit objet magnétisé et son équipage d'entraînement. Lesdits moyens permettent d'assurer la surveillance au sens de l'invention, les contrôles, détections et vérifications évoqués ci-dessus. Lesdits moyens peuvent exister selon divers modes de réalisation. Ainsi, pour la mise en oeuvre de la variante préférée du procédé de l'invention décrite ci-dessus, lesdits moyens sont-ils capables de détecter toute variation du poids apparent de l'équipage d'entraînement. Dans le cadre de cette variante, on a vu que - le récipient renfermant le milieu à agiter comporte (au moins) une paroi de fond non magnétique, - le mobile magnétisé est disposé sur ladite paroi de fond dudit récipient, et - ledit équipage d'entraînement dudit mobile est agencé en dessous de ladite paroi, selon un axe vertical. De façon particulièrement préférée, dans le cadre de cette variante, ledit équipage d'entraînement comporte - un aimant (ou électroaimant) rotatif, - un moteur d'entraînement en rotation dudit aimant, - un arbre d'entraînement reliant ledit moteur audit aimant, - un tube fixe entourant ledit arbre d'entraînement, et il est supporté par au moins un capteur de force, susceptible de détecter toute variation de son poids apparent, via un élément solidaire dudit tube fixe. Le terme aimant s'entend dans le présent texte et les revendications annexées comme un aimant ou électroaimant. L'intervention d'un aimant peut se révéler plus aisée à gérer mais celle d'un électroaimant n'est pas exclue. En tout état de cause, l'alimentation en électricité dudit électroaimant ne doit pas perturber la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le(s)dit(s) capteur(s) de force est (sont) un (des) élément(s) du système souple évoqué plus avant dans le présent texte, système souple qui relie l'équipage d'entraînement suspendu selon l'axe vertical à un bâti fixe. Le(s)dit(s) capteur(s) de force intervenant consistent) avantageusement en une (des) jauge(s) de contrainte en flexion. Dans le cadre d'une variante particulièrement préférée, il intervient trois capteurs de force disposés (avantageusement symétriquement) autour de l'arbre d'entraînement, avantageusement trois jauges de contrainte en flexion. Un tel mode de réalisation du dispositif d'agitation de l'invention, incorporant des moyens de contrôle de l'entraînement magnétique, est décrit plus en détail, ci-après, en référence à l'unique figure annexée. On rappelle incidemment ici que les dispositifs de l'invention sont susceptibles d'exister selon d'autres modes de réalisation et notamment d'inclure, à titre de moyens de contrôle direct de l'entraînement magnétique, un dynamomètre (attaché à l'extrémité d'un équipage d'entraînement, agencé, selon un axe horizontal, dans un dispositif annulant son poids). Sur ladite figure annexée, on a représenté, en coupe longitudinale, un agitateur magnétique perfectionné au sens de l'invention, son équipage d'entraînement étant solidaire de moyens capables de détecter toute variation de l'intensité de la force magnétique d'attraction entre lui-même et l'objet magnétisé. Sur ladite figure, on a plus précisément représenté - en 1, le récipient supporté dans lequel se trouve le liquide ou la suspension ou plus généralement le milieu que l'on veut agiter ; - en 2, le mobile d'agitation magnétisé ou barreau aimanté ; - en 3, un aimant en forme de demi-tore ; les dimensions de cet aimant sont adaptées à celles dudit barreau 2 ; - en 4, l'arbre d'entraînement en rotation dudit aimant 3 ; cet arbre 4 est disposé au centre d'un tube fixe 5 ; - en 6, une pièce de liaison assurant le support dudit tube fixe 5 sur une boîte 7 de section rectangulaire comportant, dans ses deux parois horizontales, deux ouvertures, en regard l'une de l'autre, par lesquelles passe ledit arbre d'entraînement 4 ; - en 8, le moteur qui entraîne en rotation ledit arbre 4 ; - en 9, une cornière comportant, au centre de sa partie horizontale, une ouverture pour le passage dudit arbre 4 du moteur 8 ; ladite cornière 9 étant solidairement fixée, par sa partie verticale, à un bâti 10 ; - en 11, un capteur de force, disposé, autour dudit arbre 4, entre la paroi horizontale supérieure de la boîte 7 et la partie horizontale de ladite cornière 9. On emploie avantageusement trois capteurs de ce type, par exemple trois jauges de contrainte en flexion. Le(s)dit(s) capteur(s) est (sont) apte(s) à mesurer l'effort exercé sur lui(eux)-même(s) par la paroi horizontale supérieure de la boîte 7, qui supporte tout l'équipage d'entraînement - constitué par l'aimant 3, l'arbre 4, le tube fixe 5, la pièce de liaison 6, la boîte 7 et le moteur 8 - du barreau 2. Lorsque l'aimant 3 entraîne normalement en rotation le barreau 2, l'effort exercé sur le(s) capteur(s) 11 est égal au poids dudit équipage d'entraînement (3+4+5+6+7+8) moins la force d'attraction exercée par ledit barreau 2 sur l'aimant 3. Ledit effort est égal au poids apparent dudit équipage d'entraînement (3+4+5+6+7+8). Lorsque l'aimant 3, toujours en rotation, n'entraîne plus ledit barreau 2 (suite à un décrochage dudit barreau), on constate que ledit équipage d'entraînement (3+4+5+6+7+8) exerce sur le(s) capteur(s) 11 une force supplémentaire. L'effort exercé correspond alors sensiblement au poids propre (au poids réel) dudit équipage. La détection de ce "changement de poids" de l'équipage d'entraînement (3+4+5+6+7+8), détection mise en oeuvre au moyen du (des) capteur(s) 11, permet d'être informé du non-entraînement du barreau aimanté 2 par l'aimant 3. On peut encore préciser, à titre d'exemple, ce qui suit. L'invention a été mise en oeuvre, avec des dispositifs du type de celui représenté sur la figure annexée, dans les conditions ci-après. Le récipient 1 était constitué d'un bécher en verre contenu dans un récipient en acier inoxydable. Les barreaux aimantés 2 avaient des longueurs de 12 à 15 cm; l'aimant 3 présentait une forme parallélépipédique. Pour un poids propre de l'équipage d'entraînement (3+4+5+6+7+8) de 10 à 20 kg, il a été mesuré, lors de décrochages du barreau 2, des forces supplémentaires correspondant à un poids d'environ 200 à 300 g. REVENDICATIONS 1. Procédé d'agitation d'un milieu contenu dans un récipient, dont au moins une paroi est non magnétique, au moyen d'un agitateur magnétique comportant un mobile magnétisé disposé dans ledit milieu d'un côté de ladite(d'une desdites) paroi(s) non magnétique(s) et un équipage d'entraînement en rotation dudit mobile magnétisé, agencé, hors dudit milieu, de l'autre côté de ladite paroi non magnétique, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre avec une surveillance en continu de l'intensité de la force magnétique d'attraction entre ledit objet magnétisé et son équipage d'entraînement. 2. Procédé d'agitation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ledit milieu étant contenu dans un récipient dont la paroi de fond est non magnétique, ledit mobile magnétisé étant disposé sur ladite paroi de fond, ledit équipage d'entraînement dudit mobile étant agencé en dessous de ladite paroi, selon un axe vertical, ledit procédé est mis en oeuvre avec une surveillance en continu du poids apparent dudit équipage d'entraînement. 3. Dispositif d'agitation d'un milieu contenu dans un récipient, dont au moins une paroi est non magnétique, du type agitateur magnétique comportant un mobile magnétisé disposé dans ledit milieu d'un côté de ladite(d'une desdites) paroi(s) non magnétique(s) et un équipage d'entraînement en rotation dudit mobile magnétisé, agencé, hors dudit milieu, de l'autre côté de ladite paroi non magnétique, caractérisé en ce que ledit équipage d'entraînement est solidaire de moyens capables de détecter toute variation de l'intensité de la force magnétique d'attraction entre ledit objet magnétisé et son équipage d'entraînement. 4. Dispositif d'agitation selon la revendication 3, caractérisé en ce que, ledit récipient comportant une paroi de fond non magnétique, ledit mobile magnétisé étant disposé sur ladite paroi de fond, ledit équipage d'entraînement dudit mobile est agencé en dessous de ladite paroi, selon un axe vertical et est solidaire de moyens capables de détecter toute variation de son poids apparent. 5. Dispositif d'agitation selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit équipage d'entraînement comporte - un aimant rotatif (3), - un moteur d'entraînement (8) en rotation dudit aimant (3), - un arbre d'entraînement (4) reliant ledit moteur (8) audit aimant (3), - un tube fixe (5) entourant ledit arbre d'entraînement (4), et en ce que ledit équipage d'entraînement est supporté par au moins un capteur de force (11), susceptible de détecter toute variation de son poids apparent, via un élément (6+7) solidaire dudit tube fixe (5). 6. Dispositif d'agitation selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit capteur de force (11) est une jauge de contrainte en flexion. 7. Dispositif d'agitation selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il intervient trois capteurs de force (11) disposés autour dudit arbre d'entraînement (4).