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COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE
La présente invention a pour objets un appareillage de prises d'échantillons proportionnelles et successives d'un liquide circulant à débit constant dans une canalisation.
On connaît les problèmes qui se posent dans le but de' suivre, d'une façon continue, les caractéristiques d'un liquide circulant dans une canalisation. C'est le cas, notamment, du contrôle des solutions de sortie d'un ensemble de dissolution continue,.
La présente invention permet de résoudre ces
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problémes à l'aide d'un appareillage permettant de prélever, à intervalles de temps réguliers, des volumes constants d'un liquide circulant à débit constant dans une installation, de mettre successivement dans un récipient un nombre déterminé et constant des volumes ainsi prélevés qui sont brassés en un mélange homogène, plis de prélever un 6chantillon à analyser de ce mélange homogène, après quoi le récipient est vide'en vue dit recommenccmont des mêmes @ cycles successifs d'opérations pour l'analyse de nouveaux échantillons.
L'appareillage conçu pour fonctionner ainsi, plus particulièrement utilisable pour les prélèvements d'échantillons do solutions très actives entrainant l'obligation de commando à distance, est caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison! un premier potétanche dit "de densité"; un deuxième pot étanche dit "mersureur" disposé à un niveau supérieur à celui du pot de densité; un troisième pot étanche dit "mélangeur" disposé à un niveau supérieur à celui du pot mesureur et comportant des moyens de brassage du liquide contenu;
des canalisations disposéos sur les trois pots précités de la façon suivante; sur le pot de densité deux canalisations d'entrée et do 'sortie du liquide cir- culant à débit constant dans l'installation, entre le pot de densité et le pot mesureur une canalisation plongeant dans 10 liquide contenu dans le pot de densité et débouchantà un niveau déterminé du pot mesureur, sur le pot mesureur une canalisation débouchant à la partie supérieure et munie d'une vanne pour la mise on communication de cette canalisation avec -L'atmosphère, entre le pot mesureur et le pot mélangeur une canalisation plongeant dans le liquide du pot Mesureur et débouchant à un niveau prédéterminé du pot mélangeur,
sur le pot mélangeur une canalisation débouchant à la partie supérieure et munie d'une vanno à trois voies pour la mise on communication do
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cette canalisation soit avec l'atmosphère, soit avec une source de vide, cette canalisation étant Munie d'un dévésiculeur, entre 10 pot mélangeur et la pot de densité une canalisation en forme do siphon plongeant à ses extrémités dans les liquides contenus dans ces pots et enfin une canalisation débouchant dans la partie supérieure de ce siphon et munie d'une vanne pour la mise en communication de cette canalisation avec l'atmosphère.
Selon une autre caractéristique, la source de vide, à laquelle est reliée la vanne à trois voies de la canalisa- tion débouchant à la partie supérieure du pot mélangeur, est régée à une valeur de vide telle que le liquide contenu dans le pot de densité ne peut pas, d'une part, ponter directement de ce pot dans le pot mélangeur et, d'autre part, monter dans le pot mélangeur en pas- sant par le pot mesureur lorsque sa densité se trouva hora d'une zone limite prédéterminée.
Selon un mode de réalisation, les trois vannes disposées sur les canalisations du pot mesureur, du pot mélan- geur et du siphon sont des vannes à commando à distance asservies à un programmateur -pour leur commande suivant des cycles prédétermlnés.
La présente invention sera mieux comprise par la description suivante d'un modo de réalisation donné à titre d'exemple, description faite en référence au dessin annexé sur lequel; la figure 1 est une vue schématique, en élévation, d'un appareillage selon l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues à échelle agrandie, en coupe suivant dos plans verticaux, respectivement d'un pot-mesureur.
et d'un pot-mélangeur selon un mode de réalisation préférentiel ,
L'appareillage, représenté schématiquement comprend un pot 1 dit de densité" interposé dans la circuit de l'installation, par exemple à la sortie d'un ensemble de dissolution
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continue,
Le liquide la,, contenu dans ce pot, circule à débit constant par les canalisations 1b et 1c de l'instal- lation,
Un deuxième pot 2 étanche dit "mesureur" cet disposé à un niveau supérieur à celui du pot 1.
Un troisième pot 3 étanche dit "mélangeur" est disposé à un niveau supérieur à celui au pot 2.
Une canalisation 4 relie le pot do densité
1 et le pot-mesurent 2; cotte canalisation plonge, à son extrémité
Intérieure-dans le liquide contenu dans le pot 1; elle aboutit, à son extrémité supérieure à une distance déterminée du fond du pot 2.
Dans la partie supérieure du pot 2 est fixée une canalisation 5, munie d'une vanne 6 permettant la misa en communication de cette canalisation avec l'atmosphère.
Une canalisation 7 relie le pot-mesureur 2 et le pot-mélangeur 3; cette canalisation plonge, à son extrémité inférieure, dans lu liquido contenu dans le pot 2; elle aboutit, à @ son extrémité supérieure, vers la partio supérieure du pot 3.
Dans la partie supérieure du pot 3 est fixée ' une canalisation 8, munie d'un dévésiculeur 9 et d'une vanne à trois voies 10 ; cette vanne permet la mise en communication do la canalisa- tion 8, soit avec l'atmosphère, soit avec une canalisation 11 reliant la vanne 10 à une source do vide 12.
Une canalisation 13 relie le pot de densité
1 et la pot-mélangour 3; cotte canalisation présente la forme d'un siphon; elle plonge à son extrémité inférieure dans le liquide contenu dans le pot 1 et elle plonge, à son autre extrémité, dans le liquide contenu dans le pot 3.
Ure canalisation 14 est fixée dans la partie
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supérieure du siphon de la canalisation 13 et elle est munie d'une vanne 15 permettant la mise en communication de la canalisation 14 avec l'atmosphère.
La source de vide 12 est constamment réglée à une valeur de vide telle que, compte tenu des niveaux respectif des trois pots 1, 2 et 3, ainsi que de la forme du siphon de la canalisation 13, le liquide contenu dans le pot 1 ne peut pas, lors de la mise sous vide du pot 3 par la vanne 10, d'une part, monter directement du pot 1 dans le pot 3 et, d'autre part, monter dant le pot 3 en passant par le pot 2 lorsque sa densité se trouve hors d'une zone limite prédéterminée.
Le fonctionnement de cet appareillage est le suivant: les pots 2 et 3 étant vides et les vannes 6 et 15 fermées, on met la vanne 10 en position de communication des canalisations 8 et 11.
Le liquide contenu dans le pot 1 monte alors par la canalisation 4 dans le pot 2 et en partie dans la canalisation 7. La durée d'application du vide sur le pot 3 est de quelques secondes; le.vide est insuffisant pour que le liquide monte jusqu'en haut do la canalisation 7.
On ouvre alors la vanne 15, puis, on fait manoeurer la, vanne. 10 pour couper la communication avec la source de vide et pour mettre la canalisation 8 en communication avec l'atmos- phère; et enfin on ouvre la vanne 6.
Le liquide contenu dans la canalisation ? redescend dans le pot 2; l'excédent do liquide par rapport au volume utile de ce pot limité par l'arrivée de la canalisation 4 dans co pot; retourne par cette canalisation dans le pot 1 et l'on a bien dans le pot-mosureur 2 un volume restant do liquide bien déterminé,,
La vanne 6 restant ouverte, on ferme la vanne
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15, puis on fait manoeuvrer la vanne 10 pour mettre en comm les canalisations 8 et 11.
Sous l'effet du vide, le liquide cent dans le pot-mesureur 2 monte par la canalisation 7 et se devers le pot-mélangeur 3.
On met alors les canalisations 14 puis 8 en communication avec l'atmosphère en agissant successivement sur les vannes 15 et 10,
On recommence alors, un nombre de fois déterminée lea mêmes opérations pour le remplissage du pct-mesurour
2 et le déversement dans le pot-mélangeur 3 du liquide contenu dans le pot-mesureur 2.
On prélève alors un échantillon dans le pot- mélangeur 3 en vue de son analyse, puis on. procède au vidage du pot- mélangeur 3 par le retour dans le pot de densité 1 à travers la cana- lisation 13 du liquide restant.
A cet effet on effectue la première opéra- tion du cycle précdement décrit, c'est-à-dire la première phase du remplissage du pot-mesureur 2 par la mise sous vide do la canali- sation 8. les vannes 6 et 15 étant formées; on effectue alors la mise en communication avec l'atmosphère de la canalisation 8 par la vanne
10, puis de la canalisation 5 par la vanne.6 en laissant la vanne 15 fermée.
. La.liquida, qui était partiellement monté du pot 'de densité 1 dans la canalisation 13, redescend. alors dans ce pot et amorce ainsi le siphon do cette canalisation; le liquide conte- nu dans le pot-mélangeur 3 eat 'ainsi vide tiana le pot de densité 1.
Les opérations successives se continuent alors came il vient d'être décrit,
On voit ainsi que, par les seules manoeuvres
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des vannes 6, 10 et 15, on peut prélever des volumes constante déter- minés par la disposition du pot-mesureur 2, déverse!* dans le pot- mélangeur 3 un nombre déterminé et constant des volumes du pot-mesu- reur 2 et prélever dans le pot-mélangeur3 un échantillon du mélange contenu,
On a indiqué que le pot 3 comportait des moyens de brassage du liquide contenu par apports successifs d'un certain nombre constant des volumes du pot-mosurour 2.
Ces Moyens de brassage peuvent être réalisas de façons diverses et notamment en créant dans ce pot-mélangeur une agitation du liquida par aue entrée d'air qui peut être effectuée, alors que le pot-mélangeur est sous l'action du vide, soit par le siphon de vidange de la canalisa- tion 13, vanne 15 ouverte, soit par l'aiguille de prise d'échantillon dans le pot-mélangeur, aiguille non représentée sur le dessin.
Les manoeuvres indiquées ci-avant des vann @ 6, 10 et 15 peuvent être commandées à distance et notamment en @@@@@ vissant ces vannes, alors à moteur réducteur en bout de tournant par exemple, à un programmateur assurant, de toute façon connue, les manoeuvres utiles suivant des cycles successifs déterminée.
On a représenté, sur @@@ figures 2 et 3, des modes de réalisation préférentiels des pot-mesureur 2 et pot- mélangeur 3,
Le pot-mesureur 2, représenté sur la fig.
2, est un pot étanche sur lequel sont fixées les extrémités des canalisations 4, 5 et 7; une contensnce de, par exemple 40 cm3, est, assurée par les dimensions et forme du pot et par le niveau de la canalisation 4 ; par ailleurs la forme donnée a la partie inférieure interne du pot et. à la disposition de l'extrémité de la canalisation 7 no laisse subsister, lors du transfert du volume de ce pot.dana la pot-mélangeur 3, qu'une quantité négligeable et d'ailleurs constante dû liquide.
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Le pot-mélangeur 3, représenta sur la figure
3, est un pot étanche sur lequel sont fixées les extrémités des canalisations 7, 8 et 13; l'arrivée do la canalisation 7 est avanta- gousoment tangentiollo à la paroi interna du pot; une contenance de, par exemple, 800 cm3 est assurée par les dimensions et tome du pot et par la niveau de la canalisation 7; une telle contenance permet de déverser dans ce pot au maixaa dix volumes du pot-mesureur 2; à la partio supérioure du pot 3, on a représenta un orifice 3a destiné à la fixation étanche d'une aiguille de prise d'échantillon plongeant .dans le liquide contenu; cette aiguille est reliée par une canalisa- tion au banc d'analyse.
La forme donnée à la partie inférieure intox.. ne du pot et la disposition de l'extrémité de la canalisation 13 ne laissant subsister, lors du vidage de ce pot, qu'une quantité minime de liquide, inférieure à 4 o/oo de sa contenance.
On voit, par la description qui précède, que le procédé faisant l'objet de l'invention et l'appareillage conçu pour sa mise en oeuvre dans le cas de liquides très actifs à manipuler à distance, permettent de réaliser par des moyens très simples donnant des résultats précis des prises d'échantillons d'un liquide à contrO- ler circulant à débit constant, ces échantillons permettant par leurs analysos de déterminer les caractéristiques moyennes du liquide circulant.
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CENTRAL COMMISSION OF NUCLEAR ENERGY
The present invention relates to an apparatus for taking proportional and successive samples of a liquid circulating at a constant rate in a pipe.
The problems which arise in order to continuously monitor the characteristics of a liquid flowing in a pipeline are known. This is the case, in particular, of the control of the outlet solutions of a continuous dissolution assembly.
The present invention enables these
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problems with the aid of an apparatus making it possible to take, at regular time intervals, constant volumes of a liquid circulating at a constant rate in an installation, to successively place in a receptacle a determined and constant number of volumes thus withdrawn which are stirred into a homogeneous mixture, folds to take a sample to be analyzed from this homogeneous mixture, after which the container is emptied in order to recommence the same successive cycles of operations for the analysis of new samples.
The apparatus designed to operate in this way, more particularly usable for taking samples of very active solutions leading to the obligation of remote commando, is characterized in that it comprises, in combination! a first so-called "density" potétanche; a second watertight pot called a "seawater" placed at a level higher than that of the density pot; a third sealed pot called a "mixer" arranged at a level higher than that of the measuring pot and comprising means for mixing the liquid contained;
pipes arranged on the three aforementioned pots as follows; on the density pot two inlet and outlet pipes for the liquid circulating at a constant rate in the installation, between the density pot and the measuring pot a pipe immersing in the liquid contained in the density pot and opening at a determined level of the measuring pot, on the measuring pot a pipe leading to the upper part and provided with a valve for the communication of this pipe with -The atmosphere, between the measuring pot and the mixing pot a pipe plunging into the liquid in the measuring pot and emerging at a predetermined level from the mixing pot,
on the mixing pot a pipe leading to the upper part and fitted with a three-way valve for the communication between
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this pipe either with the atmosphere or with a vacuum source, this pipe being fitted with a demister, between the mixing pot and the density pot a siphon-shaped pipe plunging at its ends into the liquids contained in these pots and finally a pipe opening into the upper part of this siphon and provided with a valve for placing this pipe in communication with the atmosphere.
According to another characteristic, the vacuum source, to which is connected the three-way valve of the pipe opening to the upper part of the mixing pot, is regulated at a vacuum value such that the liquid contained in the density pot. cannot, on the one hand, bridge directly from this pot into the mixing pot and, on the other hand, climb into the mixing pot by passing through the measuring pot when its density is within a predetermined limit zone .
According to one embodiment, the three valves arranged on the pipes of the measuring pot, of the mixing pot and of the siphon are remote control valves slaved to a programmer - for their control according to predetermined cycles.
The present invention will be better understood from the following description of an embodiment given by way of example, description given with reference to the appended drawing in which; FIG. 1 is a schematic view, in elevation, of an apparatus according to the invention; Figures 2 and 3 are views on an enlarged scale, in section along back vertical planes, respectively of a measuring pot.
and a pot-mixer according to a preferred embodiment,
The apparatus, shown schematically, comprises a so-called density pot 1 interposed in the circuit of the installation, for example at the outlet of a dissolution assembly.
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keep on going,
The liquid la ,, contained in this pot, circulates at a constant rate through the pipes 1b and 1c of the installation,
A second watertight pot 2 called a "measurer" this disposed at a higher level than that of the pot 1.
A third sealed pot 3 called a "mixer" is placed at a higher level than that of the pot 2.
A pipe 4 connects the density pot
1 and the pot-measure 2; the pipe is plunged, at its end
Inner-in the liquid contained in jar 1; it ends at its upper end at a determined distance from the bottom of the pot 2.
In the upper part of the pot 2 is fixed a pipe 5, provided with a valve 6 allowing this pipe to be placed in communication with the atmosphere.
A pipe 7 connects the pot-meter 2 and the pot-mixer 3; this pipe plunges, at its lower end, into the liquid contained in the pot 2; it ends, at its upper end, towards the upper part of pot 3.
In the upper part of the pot 3 is fixed a pipe 8, provided with a demister 9 and a three-way valve 10; this valve allows the line 8 to be placed in communication, either with the atmosphere or with a line 11 connecting the valve 10 to a vacuum source 12.
A pipe 13 connects the density pot
1 and the pot-mixour 3; this pipe has the shape of a siphon; it plunges at its lower end into the liquid contained in pot 1 and at its other end it plunges into the liquid contained in pot 3.
A pipe 14 is fixed in the part
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top of the siphon of the pipe 13 and it is provided with a valve 15 allowing the placing of the pipe 14 in communication with the atmosphere.
The vacuum source 12 is constantly adjusted to a vacuum value such that, taking into account the respective levels of the three pots 1, 2 and 3, as well as the shape of the siphon of the pipe 13, the liquid contained in the pot 1 does not can not, when vacuuming the pot 3 by the valve 10, on the one hand, go directly from the pot 1 into the pot 3 and, on the other hand, go up in the pot 3 through the pot 2 when its density is outside a predetermined limit zone.
The operation of this apparatus is as follows: the pots 2 and 3 being empty and the valves 6 and 15 closed, the valve 10 is placed in the communication position of the pipes 8 and 11.
The liquid contained in the pot 1 then rises through the pipe 4 in the pot 2 and partly in the pipe 7. The duration of application of the vacuum on the pot 3 is a few seconds; the vacuum is insufficient for the liquid to rise to the top of pipe 7.
The valve 15 is then opened, then the valve is operated. 10 to cut off communication with the vacuum source and to put line 8 in communication with the atmosphere; and finally we open valve 6.
The liquid in the pipe? goes back down to pot 2; the excess of liquid compared to the useful volume of this pot limited by the arrival of the pipe 4 in the pot; returns by this pipe in the pot 1 and we have in the pot-mosurer 2 a well-determined remaining volume of liquid ,,
As valve 6 remains open, the valve is closed
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15, then the valve 10 is operated to put in comm the pipes 8 and 11.
Under the effect of the vacuum, the liquid one hundred in the measuring pot 2 rises through the pipe 7 and goes to the mixing pot 3.
The pipes 14 then 8 are then placed in communication with the atmosphere by successively acting on the valves 15 and 10,
We then start again, a determined number of times the same operations for filling the pct-measurour
2 and pouring the liquid contained in measuring pot 2 into pot-mixer 3.
A sample is then taken from the mixing pot 3 with a view to its analysis, then one. empties the mixing pot 3 by returning the remaining liquid to the density pot 1 through the pipe 13.
For this purpose, the first operation of the cycle described above is carried out, that is to say the first phase of filling the measuring pot 2 by placing the pipe 8 under vacuum. The valves 6 and 15 being trained; line 8 is then placed in communication with the atmosphere via the valve
10, then from line 5 through valve. 6, leaving valve 15 closed.
. La.liquida, which was partially mounted from the pot 'of density 1 in line 13, goes down again. then in this pot and thus prime the siphon of this pipe; the liquid contained in mixing pot 3 is thus emptied out of the pot of density 1.
The successive operations then continue, as has just been described,
We thus see that, by the only maneuvers
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valves 6, 10 and 15, it is possible to take constant volumes determined by the arrangement of the measuring pot 2, pour! * into the mixing pot 3 a determined and constant number of volumes of the measuring pot 2 and take a sample of the mixture contained in the mixing pot3,
It was indicated that the pot 3 included means for mixing the liquid contained by successive contributions of a constant number of the volumes of the pot-mosurour 2.
These stirring means can be carried out in various ways and in particular by creating in this pot-mixer an agitation of the liquida by aue air inlet which can be carried out, while the pot-mixer is under the action of vacuum, either by the drain siphon of the line 13, valve 15 open, or by the needle for sampling in the mixing pot, needle not shown in the drawing.
The maneuvers indicated above for valves 6, 10 and 15 can be controlled remotely and in particular by screwing these valves, then with a reduction motor at the end of the turn for example, to a programmer ensuring, in any case known, the useful maneuvers following determined successive cycles.
Preferred embodiments of the pot-measurer 2 and pot-mixer 3 have been shown in FIGS. 2 and 3,
The pot-measurer 2, shown in FIG.
2, is a sealed pot on which the ends of the pipes 4, 5 and 7 are fixed; a capacity of, for example 40 cm3, is ensured by the dimensions and shape of the pot and by the level of the pipe 4; moreover the shape given to the inner lower part of the pot and. at the disposal of the end of the pipe 7 no leaves, during the transfer of the volume of this pot.dana the pot-mixer 3, a negligible and moreover constant quantity due to the liquid.
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The pot-mixer 3, represented in the figure
3, is a sealed pot on which the ends of the pipes 7, 8 and 13 are fixed; the arrival of the pipe 7 is advantageously tangential to the internal wall of the pot; a capacity of, for example, 800 cm3 is ensured by the dimensions and volume of the pot and by the level of the pipe 7; such a capacity makes it possible to pour ten volumes of pot-measurer 2 into this maixaa pot; at the upper partio of the pot 3, there was shown an orifice 3a intended for the sealed attachment of a sample-taking needle plunging .dans the liquid contained; this needle is connected by a pipe to the analysis bench.
The shape given to the lower poisonous part of the pot and the arrangement of the end of the pipe 13 leaving only a minimal quantity of liquid remaining, when emptying this pot, less than 4 o / oo of its capacity.
It can be seen, from the above description, that the method forming the subject of the invention and the equipment designed for its implementation in the case of very active liquids to be handled remotely, make it possible to carry out by very simple means giving precise results of the taking of samples of a liquid to be controlled circulating at constant flow rate, these samples making it possible by their analyzes to determine the average characteristics of the circulating liquid.