Brevet FR2828546A1 — publié le 20030214

vitesses est une boite de vitesses automatisée. - Vanne de commande, utilisation de celle-ci et chromatographe en phase qazeuse comportant une vanne de commande L' invention concerne une vanne de commande comportant un carter de vanne, un entraînement de vanne sur la partie mobile duquel est fixé un coulisseau de vanne muni d'un élément d'étanchéité, qui ouvre ou ferme un siage de vanne correspondant. Elle concerne en outre l'utilisation de cette vanne de commande ainsi qu'un chromatographe en phase gazeuse. Des vannes sont utilisées en tant qu'organes d'arrêt ou que dispositifs d'étranglement pouvant être commandés, dans des tuyauteries et des installations similaires. La conception d'une vanne du genre considéré est divulguée dans DE 298 21 236 U1. La vanne est commandée par l'intermédiaire d'un entraînement ou d'un actionneur électromagnétique, un corps d'étanchéité libérant ou fermant le siège de la vanne et ainsi les conduites d'alimentation. Le corps d'étanchéité de même que le siège de vanne ainsi que les voies de la vanne se situent à l'intérieur du corps de vanne. Le fait que les conduites d'alimentation et les voies de la vanne ne soient pas traversées à l'état fermé et que des résidus et des reliquats de gaz demeurent dans les conduites d'alimentation constitue un inconvénient dans les vannes de commande connues. Des vannes à 2 voies sont proposées, dans lesquelles le siège de vanne et le coulisseau de vanne sont exposés et ne sont plus logés dans le bloc de vanne. Le siège de vanne est alors monté dans le bloc qui contient une conduite. De ce fait, la vanne proprement dite est certes ramenée structuralement plus près du collecteur mais le problème de fond de l'encrassement n'est pas résolu. Une vanne de ce type est par exemple proposée par la société Staiger, sise à Erligheim, Allemagne, sous la référence EA 303, en tant que vanne de commande simple. Dans le cas de chromatographes en phase gazeuse en particulier, les zones mortes dans les vannes contribuent très considérablement à des erreurs de mesure. Les vannes à registre multiple habituellement utilisées sont très grandes et très chères et ne sont pas sans poser problème en raison des fuites possibles. On sait que pour l'analyse dans le chromatographe en phase gazeuse, un échantillon de gaz est prélevé, afin de déterminer les substances présentes dans le gaz. Pour ce faire, à partir d un courant de gaz en écoulement, l'échantillon de gaz provenant d'une section de conduite doit être acheminé dans la partie analyse du chromatographe en phase gazeuse. Les substances présentes dans le gaz sont ensuite séparées les unes des autres dans une colonne de séparation. Afin de préparer la colonne de séparation pour une autre mesure, celle-ci-doit étre rincée, ce qui en règle générale s'opère par rinçage en flux inversé. D'une manière connue, des chromatographes en phase gazeuse de ce type possèdent une pluralité de conduites, qui sont reliées par paires au moyen d'une vanne à registre multiple. Dans ce cas, on détermine par la position des plaques coulissantes lesquelles des conduites sont raccordées. Dans le cas de la fonction de rinçage par inversion, la colonne de séparation est traversée en sens inverse. L'utilisation d'une vanne de commande dans un chromatographe en phase gazeuse est divulguée dans DE 698 26 002 T2. Ici, la vanne de commande n'agit toutefois que sur un séparateur en aval de la colonne de séparation. Dans le cas d'une variation de pression à différentiel négatif, la vanne est ouverte par l'intermédiaire d'une unité de calcul, ce par quoi la colonne de séparation est raccordée au séparateur, afin de séparer par l'intermédiaire du séparateur la totalité du solvant susceptible d'être encore présent dans la colonne de séparation. La vanne ne se situe pas dans le système d'analyse et est donc non critique concernant la présence d'une zone morte. De là découle entre autres un objectif qui consiste à indiquer une vanne de commande du genre considéré, qui soit de construction simple et qui puisse être d'autre part utilisée dans un chromatographe en phase gazeuse. Cet objectif est atteint par une vanne du genre défini en introduction, dans laquelle le siège de vanne est fermé ou ouvert par l'élément d'étanchéité à l'extérieur du carter de vanne. L' invention vise aussi l'utilisation de la vanne de commande précédente dans une conduite, caractérisse en ce que dans la conduite est ménagé un alésage dans lequel est emboîtée la partie de carter de vanne tubulaire. L' invention porte encore sur l'utilisation d'une telle vanne de commande dans un chromatographe en phase gazeuse, ainsi que sur un chromatographe en phase gazeuse comportant un volume doseur, une colonne de séparation et un détecteur, caractérisé en ce que - celui-ci comporte un canal collecteur dans lequel - sont intégrées au moins trois vannes de commande qui - ouvrent ou ferment respectivement trois canaux latéraux dans le canal collecteur, - la première vanne de commande est installée en amont du volume doseur, la deuxième vanne de commande en aval du volume doseur et en amont de la colonne de séparation et la troisième vanne de commande en aval de la colonne de séparation mais toutefois en amont du détecteur, par lesquelles - s'opère la commande de fermeture ou d'ouverture des trois canaux latéraux dans le canal collecteur. L' invention repose sur l'idée de concevoir une vanne commandée manière à ce qu'un élément d'étanchéité ouvre ou ferme un siège de vanne formé extérieurement au corps de vanne et ainsi les voies de vanne ménagées dans le carter de vanne. Le corps de vanne possède une extrémité tubulaire, qui de préférence est conformée en partie de carter du type d'un goulot de bouteille, laquelle pénètre dans une conduite lorsque la vanne est en service. L'élément d'étanchéité est attiré vers le siège de vanne ou repoussé en éloignement de celui-ci par l'intermédiaire d'un coulisseau de vanne, qui est actionné par un entraînement de vanne. Ainsi est mis à disposition une vanne de commande compacte, de structure simple, dont le siège de vanne de même que le coulisseau de vanne, contrairement aux vannes de commande connues, sont désormais des constituants de la vanne, de sorte que la fabrication de ces pièces peut être assurée par le constructeur de vannes lui-même. Par ailleurs il existe la possibilité de régler et de vérifier la vanne avant le montage. Dans un autre ordre didée, il est par ailleurs proposé de commuter non pas les canaux latéraux dans un système, c'est-à-dire ceux-ci non eux-mêmes, mais par raccordement des canaux latéraux (conduites d'alimentation) de modifier la pression dans le système, de manière à changer le sens d'écoulement des fluides traversant les conduites principales ou collectrices. I1 est ainsi possible de réaliser un chromatographe en phase gazeuse plus simplement, étant donné que celui-ci ne présente plus qu'une conduite fixe continue au lieu des 6 conduites précédentes. La commande à l'intérieur des diverses conduites s'opère à l' aide de vannes de commande. La vanne de commande selon l' invention peut alors être emboîtée par la partie de carter de vanne du type goulot de bouteille tubulaire, directement dans la conduite principale, par exemple dans le canal collecteur du chromatographe en phase gazeuse pour l'analyse d'un gaz. La nouvelle vanne de commande trouve application partout o il importe que des vannes présentent une faible zone morte. L' invention est décrite ci-après de manière plus détaillée à l' aide dun exemple de réalisation illustré par les dessins. La figure 1 est une représentation schématique d'une vanne de commande. La figure 2 est une représentation schématique d'un chromatographe en phase gaseuse utilisant au moins une vanne de commande selon la figure 1. Sur la figure 1 est représentée schématiquement une vanne de commande 1, ici une vanne à 2 voies. La vanne 1 est constituée d'un carter de vanne 2 avec deux voies de vannes 3, 4 intégrées. Dans le carter 2 se situe un entraînement de vanne 5 seulement esquissé. Sur la partie 5.1 déplacable ou déplacée par l'intermédiaire de l'entraînement de vanne 5 de situe un coulisseau de vanne 6, qui comporte à l'extrémité antérieure 6.1 un élément d'étanchéité 7. L'élément d'étanchéité 7 est constitué de préférence d'une plaque 7.1 sur le côté intérieur de laquelle est monté un joint de type caoutchouc 7.2. Le coulisseau de vanne 6 de configuration allongée est guidé dans la partie de carter de vanne 2.1 du type goulot de bouteille, qui forme la voie 4, et ferme par l'élément d'étanchéité 7 un siège de vanne correspondant 8 dans la position de repos de la vanne 1. Le siège de vanne 8 est ici constitué par la forme à l'extrémité de la partie de carter de vanne 2.1. Par ailleurs est représenté sur la figure 1 le montage de la vanne 1 dans une conduite 11 d'un système de conduites 11 non désigné en détail. Lorsque le siège de vanne 8 est ouvert, une entrée de gaz peut avoir lieu à travers la voie 3 par l'intermédiaire de la voie 4 dans la conduite 11 ou inversement. Lorsque la vanne 1 est commutée dans sa position de repos, c'est-à- dire que le siège de vanne 8 est fermé, la voie 4 et ainsi la voie 3 sont fonctionnellement séparées de la conduite 11. Pour l'intégration de la vanne 1 dans la conduite 11 seul est requis un alésage 13 qui conduit précisément jusque dans la conduite 11, l'alésage 13 ayant des tolérances relativement étroites, pour maintenir petite une zone morte. En regard de cet alésage 13 est prévu sur la paroi de la conduite 11 par exemple un creux plus petit, afin que l'élément d'étanchéité 7 puisse être supporté lorsque la vanne 1 fonctionne. Sur la figure 2 est montré un cas d' application pratique d'au moins une vanne 1. Le système de mesure 20 montré ici est un chromatographe en phase gazeuse. Outre seulement une conduite 21, celui-ci comporte un canal dit collecteur, une entrée de mesure 22, trois vannes 23, 24, 25 intégrées dans la conduite 21, ainsi qu'un volume doseur (dosimètre) 26 et une colonne de séparation 27. À l'extrémité du canal collecteur 21 est raccordé un détecteur 28. Les vannes 23 à 25 relient respectivement des canaux latéraux 30, 31, 32 au canal collecteur 21. Le volume doseur 26 se situe entre le premier canal latéral 30 et le deuxième canal latéral 31 pour régler un volume précisément défini d'un échantillon de gaz à mesurer 29. Sur le canal collecteur 21 l'échantillon de gaz à mesurer 29 est acheminé de manière connue par l'intermédiaire de l'entrée de mesure 22. La vanne 24 est ouverte, c'est-à-dire que le canal latéral 31 est ouvert. Le gaz à mesurer 29 s'écoule par le volume doseur 26 et la vanne 24 dans le canal latéral 31, soit vers l'atmosphère soit vers une aspiration. Au cours de cette étape, le volume doseur 26 se remplit de gaz à mesurer frais 29. La troisième vanne 25 est également ouverte, par laquelle un gaz vecteur 39, par exemple de l'azote, entre dans le canal collecteur 21. Ainsi, la colonne de séparation 27 est traversée en sens inverse, c'està-dire rincée, le gaz de rinçage 39 sortant également par la vanne 24. Ainsi, deux flux de gaz différents 23, 39 circulent l'un vers l'autre, et sortent par la vanne médiane 24. Après cela, les deux vannes 24, 25 sont fermées et ensuite la première vanne 23 est ouverte. À ce stade, du gaz de calibrage 38 est amené à une pression (P2>P1) précisément réglée. La quantité de gaz dans le volume doseur (26) est poussée en direction de la colonne de séparation 27 et le gaz de mesure 29' séparé, analysé de manière connue dans le détecteur 28. À cet égard, le gaz de mesure séparé 29' arrive à la sortie du canal collecteur 21. Une fois l'analyse terminse, la première vanne 23 est fermée et ensuite les deux vannes 24, 25 ouvertes pour rincer le canal collecteur 21 et recevoir un nouveau gaz à mesurer. Une nouvelle mesure peut ensuite avoir lieu. En tant que détecteur 28 on peut utiliser un détecteur à ionisation de flamme (FID) pour analyser des hydrocarbures dans les gaz d'échappement des voitures. Mais on peut aussi utiliser tout détecteur quelconque de chromatographie en phase gazeuse. Outre l'utilisation décrite, on peut utiliser des vannes 1 de ce type lorsque plusieurs fluides circulent dans une même conduite et que ceux-ci doivent se mélanger le moins possible, par exemple des encres d'imprimante etc. On contourne la "branche morte" à l'extrémité de la conduite commune par exemple par une bifurcation vers la droite ou vers la gauche, ce pour quoi les extrémités sont de préférence reliées en une conduite circulaire. Revendications 1. Vanne de commande (1) comportant un carter de vanne (2), un entraînement de vanne (5) sur la partie mobile (5.1) duquel est fixé un coulisseau de vanne (6) muni d'un élément d'étanchéité, qui ouvre ou ferme un siège de vanne (8) correspondant, caractérisé en ce que le siège de vanne (8) est fermé ou ouvert par l'élément d'étanchéité (7) à l'extérieur du carter de vanne (2). 2. Vanne de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité (7) est formé dune plaque (7.1), sur le côté intérieur duquel est placé un joint (7.2) de type caoutchouc. 3. Vanne de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une partie de carter de vanne tubulaire (2.1) forme la voie intagrée (4). 4. Vanne de commande selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie de carter de vanne tubulaire (2.1) est réalisée à la manière d'un goulot de bouteille. 5. Vanne de commande selon la revendication 3, caractérisée en ce que le coulisseau de vanne (6) est guidé à l'intérieur de la voie (4) ménagée à l'intérieur du carter de vanne. 6. Utilisation de la vanne de commande selon l'une des revendications précédentes dans une conduite (11, 21), caractérisée en ce que dans la conduite (11, 21) est ménagé un alésage (13), dans lequel est emboîtée la partie de carter de vanne tubulaire (2.1). 7. Utilisation dune vanne de commande (1) selon l'une des revendications 1 à 5 dans un chromatographe en phase gaseuse (20). 8. Chromatographe en phase gazeuse (20) comportant un volume doseur (26), une colonne de séparation (27) et un détecteur (28), caractérisé en ce que - celui-ci comporte un canal collecteur (21) dans lequel S - sont intégrées au moins trois vannes de commande (23, 24, 25) qui - ouvrent ou ferment respectivement trois canaux latéraux (30, 31, 32) dans le canal collecteur (21), - la première vanne de commande (23) est installée en amont du volume doseur (26), la deuxième vanne de commande (24) en aval du volume doseur (26) et en amont de la colonne de séparation (27) et la troisième vanne de commande (25) en aval de la colonne de séparation (27) mais toutefois en amont du détecteur (28), par lesquelles - s'opère la commande de fermeture ou d'ouverture des trois canaux latéraux (30, 31, 32) dans le canal collecteur (21). 9. Chromatographe en phase gazeuse selon la revendication 8, caractérisé en ce que deux flux de gaz (29, 39) s'écoulent dans des sens d'écoulement différents par le canal collecteur (21) et hors du canal latéral (31) par