Brevet FR2912323A1 — publié le 20080815

La présente invention a pour objet un dispositif de positionnement automatique assisté d'une enceinte de chauffage contre un ballon de distillation dans un appareil de distillation automatique sous pression atmosphérique d'échantillons liquides, en particulier d'échantillons de produits pétroliers. Un tel appareil de distillation permet d'effectuer la mesure des paramètres de distillation de ces échantillons en respectant une norme d'essai prédéfinie choisie parmi plusieurs normes d'essai possibles. Il est connu que les caractéristiques de distillation des pro-duits pétroliers sont représentatives des performances de ces produits ainsi que des risques qu'ils peuvent faire encourir à leurs utilisateurs. La détermination de ces caractéristiques présente notamment une grande importance dans le cas de carburants destinés à l'industrie automobile ou à l'aviation où les problèmes liés à la sécurité sont primordiaux. Ces caractéristiques sont en particulier des tables ou des courbes représentant le pourcentage d'un échantillon évaporé selon la température, pendant une distillation, ou encore le volume du résidu et les pertes. Les spécialistes peuvent déduire de ces caractéristiques quel sera le comportement d'un produit pétrolier donné dans une situation donnée et donc déterminer si ce produit peut ou non être utilisé en toute sécurité, ce de manière à obtenir les performances recherchées. Dans ce contexte, les spécialistes ont édicté différentes normes d'essai qui définissent très précisément les conditions dans les-quelles doivent être obtenues de telles caractéristiques de distillation. Par suite, pour donner des résultats exploitables, les distillations doivent être mises en oeuvre en respectant scrupuleusement ces normes. Il existe actuellement sur le marché différents appareils de distillation automatique permettant d'effectuer la mesure des paramètres de distillation d'un échantillon liquide en respectant une norme d'essai prédéfinie. Les appareils de distillation normalisés actuellement propo35 sés sur le marché comportent en règle générale : un bâti fixe, une enceinte de chauffage renfermant un élément calorifique, notamment une résistance chauffante, une série de ballons de distillation correspondant respectivement à au moins une norme d'essai et susceptibles d'être fixés au bâti de l'appareil dans une position prédéterminée, la colonne de ces ballons pouvant être fermée par un bouchon d'obturation étanche muni d'un thermomètre permettant de mesurer la température des vapeurs évaporées et comportant une branche latérale destinée à être branchée sur un tube condenseur relié à un cylindre collecteur permettant de recueillir le condensât, une série de plaques isolantes destinées à être montées au-dessus de l'élément calorifique pour fermer l'enceinte de chauffage à sa partie supérieure, et équipées, chacune, d'une ouverture centrale ayant une géométrie adaptée à celle du fond des ballons de distillation associé, et des moyens de commande et de régulation permettant de commander et de faire varier dans le temps une grandeur de fonctionnement de l'élément calorifique, notamment la température ou la puissance de cet élément de manière à obtenir des paramètres de distillation conformé-ment à une norme d'essai prédéfinie. Pour effectuer la distillation d'un échantillon liquide en utilisant un tel appareil, l'utilisateur doit tout d'abord effectuer le choix d'une norme d'essai puis introduire une quantité prédéterminée d'échantillon à analyser dans un ballon de distillation correspondant à cette norme. Il doit ensuite mettre en place le ballon de distillation ainsi rempli de l'échantillon dans l'appareil de distillation, notamment en le fixant au bâti de cet appareil dans une position prédéterminée et en le po- sitionnant sur la plaque isolante fermant l'enceinte de chauffage. Pour garantir que la distillation soit effectuée en respectant scrupuleusement la norme d'essai prédéfinie préalablement choisie, il est nécessaire que l'élément calorifique soit situé à une distance prédéfinie reproductible du ballon de distillation et en outre que la plaque isolante soit en appui contre ce ballon. En effet, tout mauvais positionnement de l'élément calorifique et de la plaque isolante par rapport au ballon entraîne une dénaturation des caractéristiques de distillation obtenues. Or, dans les appareils de distillation actuellement proposés sur le marché, le ballon de distillation est posé de manière empirique sur la plaque isolante fermant l'enceinte de chauffage, et il n'a jamais été pro-posé de moyens de nature à permettre de remédier à l'inconvénient sus-mentionné en garantissant un positionnement précis de ce ballon. 25 30 35 La présente invention a pour objet de combler cette lacune en proposant un dispositif de positionnement automatique assisté de l'enceinte de chauffage d'un appareil de distillation automatique normalisé du type susmentionné contre un ballon de distillation préalablement fixé sur le bâti de cet appareil. Selon l'invention, un tel dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte : un chariot équipé d'un ressort à force constante monté mobile en translation verticale le long du bâti de l'appareil et fixé solidairement à l'enceinte de chauffage de façon à permettre de déplacer cette enceinte entre d'une part une position basse ou position de repos et d'autre part une position haute ou position de travail dans laquelle la plaque isolante est maintenue en appui contre un ballon de distillation en exerçant une force constante sur ce ballon, des organes de manoeuvre dont l'actionnement permet de commander la translation du chariot à ressort et par suite le déplacement de l'enceinte de chauffage entre la position de repos et la position de travail, et des organes de verrouillage montés élastiquement sur le bâti de l'appareil et mobiles entre une position embrayée dans laquelle ils per-mettent de bloquer l'enceinte de chauffage en position de travail et une position débrayée dans laquelle ils permettent le retour de cette en-ceinte de la position de travail à la position de repos sous l'action de sa gravité. Selon l'invention, les organes de manoeuvre peuvent avantageusement être constitués par un levier monté élastiquement sur le bâti de l'appareil de distillation, articulé à sa partie médiane et comportant une première extrémité ou extrémité de préhension ainsi qu'une seconde extrémité équipée d'un embout de manoeuvre. Sous l'action d'une contrainte exercée sur l'extrémité de préhension du levier de manoeuvre, un tel embout de manoeuvre coopère avec une plaquette d'actionnement solidaire du chariot à ressort pour permettre la translation vers le haut de ce chariot et le déplacement de l'enceinte de chauffage de la position de repos à la position de travail. En effet, lorsqu'un utilisateur applique une force dirigée vers le bas sur l'extrémité de préhension du levier de manoeuvre, l'embout de manoeuvre situé à l'extrémité opposée de ce levier se déplace vers le haut et exerce une poussée sur la plaquette d'actionnement, en prise avec cet embout pour faire monter le chariot à ressort jusque dans la position haute dans laquelle il est bloqué par les organes de verrouillage qui viennent alors en position embrayée. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes de verrouillage comportent un ergot en forme de coin dont la face supérieure définit en position embrayée une butée permettant de maintenir la plaquette d'actionnement en position haute et de bloquer l'enceinte de chauffage en position de travail. Plus précisément, au cours du déplacement vers le haut du chariot à ressort, la plaquette d'actionnement vient en regard de la face inclinée de l'ergot en forme de coin et glisse le long de cette face, en exerçant sur celle-ci une contrainte croissante entraînant la rétraction de cet ergot en position débrayée. Lorsque la plaquette d'actionnement vient au niveau de la face supérieure de l'ergot en forme de coin, la contrainte est relâchée et cet ergot est rappelé élastiquement en position embrayée pour bloquer la plaquette d'actionnement et le chariot à ressort en position haute, et par suite l'enceinte de chauffage en position de travail. Selon l'invention, les organes de verrouillage coopèrent de préférence avec un électroaimant permettant de déplacer l'ergot en forme de coin de la position embrayée à la position débrayée à la fin d'un essai de distillation de façon à libérer la plaquette d'actionnement et permettre le retour de l'enceinte de chauffage de la position de travail à la position de repos sous l'action de sa gravité. Il est à noter que lorsque l'enceinte de chauffage est en position de travail, il est également possible à tout instant de la ramener manuellement en position de repos en exerçant sur l'extrémité de préhension du levier de manoeuvre une force dirigée vers le haut de façon à dé-placer l'embout de manoeuvre vers le bas. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le dispositif comporte un élément de freinage du déplacement de l'enceinte de chauffage entre la position de travail et la position de repos. Grâce à la présence de cet élément de freinage, la montée de l'enceinte de chauffage de la position de repos à la position de travail s'effectue lentement de même que la vitesse de descente de cette même enceinte de chauffage, vers la position de repos, sous l'effet de la gravité, est fortement limitée. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte de chauffage est équipée à sa partie inférieure d'un montant de transfert coopérant avec des organes de guidage au cours de son déplacement entre la position de travail et la position de repos. Une telle configuration est de nature à faciliter dans une large mesure le déplacement de l'enceinte de chauffage. Les caractéristiques du dispositif qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma du dispositif représentant l'enceinte de chauffage en position de travail, la figure 2 est un schéma similaire à la figure 1 mais représentant l'enceinte de chauffage en position de repos. Selon la figure 1, l'appareil de distillation normalisé qui est représenté schématiquement comporte un bâti 1 sur lequel est montée une enceinte de chauffage 2 renfermant un élément calorifique 3. Cette enceinte de chauffage 2 est fermée à sa partie supérieure par une plaque isolante 4 munie d'une ouverture centrale 5 destinée à permettre la mise en place du fond d'un ballon de distillation 6. L'enceinte de chauffage 2 est mobile en translation verticale par rapport au bâti 1 de l'appareil de distillation entre une position haute ou position de travail représentée sur la figure 1 dans laquelle la plaque isolante 4 est maintenue en appui contre le ballon de distillation 6 et une position basse ou position de repos représentée sur la figure 2. Pour faciliter son déplacement entre ces deux positions, l'enceinte de chauffage 2 est équipée à sa partie inférieure d'un montant de transfert 7 qui coopère avec des organes de guidage 8 solidaires du bâti 1 de l'appareil. La colonne 9 du ballon de distillation 6 est fermée à sa par-tie supérieure par un bouchon d'obturation étanche 10 qui, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, est suspendu sur le bâti 1 de l'appareil par des organes d'arrêt 11. Selon les figures 1 et 2, le montant de transfert 7 de l'enceinte de chauffage 2, est fixé solidairement à un chariot 12 équipé 35 d'un ressort à force constante 13. Ce chariot à ressort est mobile en translation verticale le long du bâti 1 de l'appareil entre une position haute correspondant à la position de travail de l'enceinte de chauffage 2 représentée sur la figure 1 et une position basse correspondant à la position de repos de cette en-ceinte représentée sur la figure 2. Le déplacement du chariot à ressort 12, et par suite de l'enceinte de chauffage 2, entre la position de repos et la position de tra- vail, est commandé par un levier de manoeuvre 14 monté élastiquement sur le bâti 1 de l'appareil de distillation et articulé autour d'un axe 15 à sa partie médiane. Ce levier de manoeuvre 14 comporte une première extrémité ou extrémité de préhension 16 et une seconde extrémité au niveau de laquelle il est équipé d'un embout de manoeuvre 17 qui vient en prise avec une plaquette d'actionnement 18 solidaire du chariot à ressort 12. Si, à partir de la position de repos représentée sur la figure 2, un utilisateur exerce une force dirigée vers le bas schématisée par la flèche F sur l'extrémité de préhension 16 du levier de manoeuvre 14, l'embout de manoeuvre 17 se déplace vers le haut en entraînant la plaquette d'actionnement 18. Par suite, le chariot à ressort 12 et l'enceinte de chauffage 2 se déplacent eux aussi vers le haut jusqu'à la position de travail représentée sur la figure 1. Un élément de freinage 19 fixé au châssis 1 de l'appareil de distillation vient en prise contre le montant de transfert 7 de l'enceinte de chauffage 2 pour limiter la vitesse de déplacement vers le haut de l'enceinte de chauffage. Dans la position de travail, la plaque isolante 4 exerce une force constante sur le ballon de distillation 6, ce, quel que soit le type de ballon utilisé, ce grâce à la présence du ressort 13 qui est un ressort à force constante. Par ailleurs et selon les figures 1 et 2, le chariot à ressort 12 coopère avec des organes de verrouillage 20 articulés autour d'un axe 23 eux aussi montés élastiquement sur le bâti 1 de l'appareil de distillation et susceptibles de se déplacer entre une position embrayée représentée sur les figures vers laquelle ils sont automatiquement rappelés en l'absence de toute contrainte externe s'exerçant sur eux et une position débrayée non représentée sur les figures dans laquelle ils sont rétractés sous contrainte. Ces organes de verrouillage 20 comportent un ergot en forme de coin 21 dont la face supérieure définit, en position embrayée, une butée permettant de maintenir la plaquette d'actionnement 18 du chariot à ressort 12 en position haute et de maintenir l'enceinte de chauffage 2 dans la position de travail par la force du ressort 13. Au cours du déplacement vers le haut du chariot à ressort 12, la plaquette d'actionnement 18 vient en regard de la face inclinée de l'ergot en forme de coin 21 et glisse le long de cette face en exerçant sur celle-ci une contrainte croissante. Sous l'action de cette contrainte, les organes de verrouillage 20 tournent autour de l'axe d'articulation 23 ce qui entraîne la rétraction de l'ergot en forme de coin 21 en position débrayée. Lorsque la plaquette d'actionnement 18 vient au niveau de la face supérieure de l'ergot en forme de coin 21, la contrainte est relâchée, et, compte tenu du montage élastique des organes de verrouillage 20 sur le bâti 1 de l'appareil de distillation, cet ergot 21 est rappelé élastiquement en position embrayée pour bloquer la plaquette d'actionnement 18 et le chariot à ressort 12 en position haute, et par suite l'enceinte de chauffage 2 dans la position de travail représentée sur la figure 1. A la fin d'un essai de distillation, un électroaimant 22 solidaire du bâti 1 de l'appareil permet de commander le déplacement des organes de verrouillage 20 et donc de l'ergot en forme de coin 21 de la position embrayée à la position débrayée de façon à libérer la plaquette d'actionnement 18 et permettre le retour de l'enceinte de chauffage 2 de la position de travail à la position de repos représentée sur la figure 2 sous l'action de sa gravité. La vitesse de ce déplacement de l'enceinte de chauffage 2 25 est limitée par l'élément de freinage 19. Il est à noter que lorsque l'enceinte de chauffage 2 est dans la position de travail représentée sur la figure 1, il est également à tout instant possible de la ramener manuellement dans la position de repos représentée sur la figure 2 en exerçant sur l'extrémité de préhension 16 30 du levier de manoeuvre 14 une contrainte dirigée vers le haut dans une direction opposée à la direction schématisée par la flèche F. 35 REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de positionnement automatique assisté d'une enceinte de chauffage (2) contre un ballon de distillation (6) dans un appareil de distillation automatique sous pression atmosphérique d'échantillons liquides, en particulier d'échantillons de produits pétroliers permettant d'effectuer la mesure des paramètres de distillation de ces échantillons en respectant une norme d'essai prédéfinie, cet appareil de distillation normalisé comportant : un bâti fixe (1), une enceinte de chauffage (2) renfermant un élément calorifique (3), notamment une résistance chauffante, une série de ballons de distillation (6) correspondant respectivement à au moins une norme d'essai et susceptibles d'être fixés au bâti (1) de l'appareil dans une position prédéterminée, la colonne (9) de ces bal- Ions (6) pouvant être fermée par un bouchon d'obturation étanche (10) muni d'un thermomètre permettant de mesurer la température des va-peurs évaporées et comportant une branche latérale destinée à être branchée sur un tube condenseur relié à un cylindre collecteur per-mettant de recueillir le condensât, une série de plaques isolantes (4) destinées à être montées au-dessus de l'élément calorifique (3) pour fermer l'enceinte de chauffage (2) à sa partie supérieure, et équipées, chacune, d'une ouverture centrale (5) ayant une géométrie adaptée à celle du fond de ballons de distillation (6), et des moyens de commande et de régulation permettant de commander et de faire varier dans le temps une grandeur de fonctionnement de l'élément calorifique (3), notamment la température ou la puissance de cet élément de manière à obtenir des paramètres de distillation conformément à une norme d'essai prédéfinie, caractérisé en ce qu' il comporte : un chariot (12) équipé d'un ressort à force constante (13) monté mobile en translation verticale le long du bâti (1) de l'appareil et relié par ce ressort (13) à l'enceinte de chauffage (2) de façon à permettre de dépla- cer cette enceinte entre d'une part une position basse ou position de repos et d'autre part une position haute ou position de travail dans laquelle la plaque isolante (4) est maintenue en appui contre un ballonde distillation (6) préalablement fixé au bâti (1) de l'appareil en exerçant une force constante sur ce ballon (6), des organes de manoeuvre (14) dont l'actionnement permet de commander la translation du chariot à ressort (12) et le déplacement de l'enceinte de chauffage (2) entre la position de repos et la position de travail, et des organes de verrouillage (20) montés élastiquement sur le bâti (1) de l'appareil et mobiles entre une position embrayée dans laquelle ils per-mettent de bloquer l'enceinte de chauffage (2) en position de travail et une position débrayée dans laquelle ils permettent le retour de cette enceinte (2) de la position de travail à la position de repos sous l'action de sa gravité. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de manoeuvre sont constitués par un levier (14) monté élastiquement sur le bâti (1) de l'appareil, articulé à sa partie médiane et comportant une première extrémité ou extrémité de préhension (16) ainsi qu'une seconde extrémité équipée d'un embout de manoeuvre (17) coopé- rant avec une plaquette d'actionnement (18) solidaire du chariot à ressort (12) pour permettre la translation de ce chariot et le déplacement de l'enceinte de chauffage (2) de la position de repos à la position de manoeuvre sous l'action d'une contrainte exercée sur l'extrémité de préhension (16) du levier de manoeuvre (14). 3 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de verrouillage comportent un ergot en forme de coin (21) dont la face supérieure définit en position embrayée une butée permettant de maintenir la plaquette d'actionnement (18) en position haute et de bloquer le chariot à ressort (12) en position haute, maintenant ainsi l'enceinte de chauffage (2) en position de travail par la force du ressort. 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de verrouillage (20) coopèrent avec un électroaimant (22) per-mettant de déplacer l'ergot en forme de coin (21) de la position embrayée à la position débrayée de façon à libérer la plaquette d'actionnement (18) et 2912323 lo permettre le retour de l'enceinte de chauffage (2) de la position de travail à la position de repos sous l'action de sa gravité. 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 5 caractérisé en ce qu' il comporte un élément de freinage (19) du déplacement de l'enceinte de chauffage (2) entre la position de travail et la position de repos. 6 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 10 caractérisé en ce que l'enceinte de chauffage (2) est équipée à sa partie inférieure d'un montant de transfert (7) coopérant avec des organes de guidage (8) au cours de son déplacement entre la position de travail et la position de repos. 15