FR2688589A1 - Device, syringe and method for leaktight sampling of liquid - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le prélèvement de liquide en vue d'analyse, en particulier en vue d'analyser les gaz dissous dans un liquide. The present invention relates to the sampling of liquid for analysis, in particular for the analysis of gases dissolved in a liquid.
Ce problème se pose en particulier pour les transformateurs de puissance qui comportent une enceinte remplie d'huile isolante. En effet, il est nécessaire de vérifier la qualité de l'huile en analysant en particulier les gaz qui y sont dissous. This problem arises in particular for power transformers which include an enclosure filled with insulating oil. Indeed, it is necessary to check the quality of the oil by analyzing in particular the gases which are dissolved in it.
Pour obtenir des résultats d'analyse fiables, il est nécessaire que le prélèvement soit effectué de manière que l'échantillon obtenu soit bien représentatif de l'huile contenue dans le transformateur. En particulier, l'échantillon d'huile prélevé ne doit pas présenter de dégazage ; en effet, lors du dégazage, les gaz les moins solubles s'échappent dans la phase gazeuse. Par ailleurs, le prélèvement doit être effectué de manière parfaitement étanche pour éviter le contact avec l'air ambiant. To obtain reliable analysis results, it is necessary that the sample is taken so that the sample obtained is representative of the oil contained in the transformer. In particular, the oil sample taken must not show degassing; in fact, during degassing, the least soluble gases escape in the gas phase. In addition, the sample must be taken in a perfectly sealed manner to avoid contact with ambient air.
Actuellement, ce prélèvement se fait en utilisant une seringue munie de son aiguille et en la piquant dans un tube en caoutchouc relié à une prise d'échantillon de la cuve du transformateur. Ce dispositif de prélèvement présente des risques de blessures pour l'opérateur au moment du prélèvement du fait que le tube de caoutchouc est très épais et imprégné d'huile. Currently, this sampling is done using a syringe fitted with its needle and by pricking it into a rubber tube connected to a sample taken from the transformer tank. This sampling device poses a risk of injury to the operator at the time of sampling because the rubber tube is very thick and impregnated with oil.
C'est pourquoi, pour éviter cette opération de piqûre dans le tube de caoutchouc, on insère sur ce tuyau une conduite en forme de T comportant un orifice de prélèvement sur lequel est placée la seringue. Cet élément de conduite en forme de T peut être constitué par une vanne à trois voies. This is why, in order to avoid this pricking operation in the rubber tube, a T-shaped pipe is inserted on this tube comprising a sampling orifice on which the syringe is placed. This T-shaped pipe element can be constituted by a three-way valve.
Ces divers dispositifs de prélèvement présentent le grave inconvénient que le caoutchouc est perméable au gaz, en particulier à l'hydrogène et aux hydrocarbures insaturés, ce qui fausse les mesures effectuées par analyse sur l'échantillon prélevé. Ceci peut conduire à des erreurs de diagnostics très graves sur l'état du transformateur contrôlé. Par ailleurs, il est nécessaire de tirer le piston de la seringue pour le prélèvement, ce qui a pour conséquence de dégazer l'huile partiellement et de manière non constante. These various sampling devices have the serious drawback that the rubber is permeable to gas, in particular to hydrogen and to unsaturated hydrocarbons, which distorts the measurements carried out by analysis on the sample taken. This can lead to very serious diagnostic errors on the state of the transformer tested. Furthermore, it is necessary to pull the plunger of the syringe for sampling, which has the consequence of degassing the oil partially and not constantly.
Enfin, les seringues qui sont utilisées pour ces prélèvements sont utilisées sans préparation si bien qu'il est difficile d'éviter toutes inclusions de bulles d'air. Enfin, la liaison entre le transformateur et le dispositif de prélèvement ne présente pas une étanchéité suffisante pour se garantir contre une entrée d'air ou la rétention d'une poche d'air. Finally, the syringes which are used for these samplings are used without preparation so that it is difficult to avoid any inclusions of air bubbles. Finally, the connection between the transformer and the sampling device does not have a sufficient seal to guarantee against an air intake or the retention of an air pocket.
La présente invention se propose de fournir un dispositif et un procédé de prélèvement étanche de liquide dans une seringue qui permettent de réaliser un prélèvement entièrement étanche et représentatif du liquide contenu dans le récipient dans lequel on fait le prélèvement. The present invention proposes to provide a device and a method for tightly sampling liquid in a syringe which make it possible to carry out a completely sealed sample representative of the liquid contained in the container in which the sample is taken.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de prélèvement étanche dans une seringue de liquide contenu dans un récipient comportant un robinet de vidange muni d'un premier élément de raccord, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un deuxième élément de raccord coopérant avec le premier élément de raccord du robinet de vidange et comportant une chambre qui communique, à sa partie supérieure, avec un tube de sortie au moins partiellement transparent et, à sa partie inferieu- re, avec un dispositif de raccordement étanche à une seringue de prélèvement, ledit dispositif de raccordement étanche à une seringue comportant un robinet de prélève- ment présentant à sa sortie un raccord étanche pour une seringue de prélèvement. To this end, the subject of the invention is a sealed withdrawal device in a syringe of liquid contained in a container comprising a drain valve provided with a first connection element, characterized in that it consists of a second connection element cooperating with the first connection element of the drain valve and comprising a chamber which communicates, at its upper part, with an at least partially transparent outlet tube and, at its lower part, with a sealed connection device to a sampling syringe, said sealed connection device to a syringe comprising a sampling tap having at its outlet a sealed connection for a sampling syringe.
L'utilisation d'un tube débouchant à la partie supérieure de la chambre permet de vidanger le dispositif de prélèvement de manière à obtenir un échantillon de liquide ne comportant pas de bulles ni de mousse. The use of a tube opening at the upper part of the chamber makes it possible to empty the sampling device so as to obtain a sample of liquid not comprising bubbles or foam.
Par ailleurs, l'utilisation de raccords étanches de seringue permet d'assurer une étanchéité totale. In addition, the use of tight syringe fittings ensures total tightness.
Le fait que le tube soit au moins partiellement transparent permet de vérifier que le prélèvement stef- fectue en l'absence de bulles d'air ou de mousse. The fact that the tube is at least partially transparent makes it possible to verify that the sampling takes place in the absence of air bubbles or foam.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le robinet de prélèvement est un robinet trois voies et comporte un orifice de mise à l'air libre. According to another characteristic of the invention, the sampling valve is a three-way valve and has a vent hole.
Cette disposition permet de réaliser une vidange du dispositif de raccordement étanche. This arrangement makes it possible to drain the sealed connection device.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le tube de sortie comporte un étranglement. According to yet another characteristic of the invention, the outlet tube has a throttle.
Cet étranglement crée une perte de charge dans le tube et il en résulte que lors du prélèvement, le piston de la seringue recule de lui même sous la pression de l'huile. This constriction creates a pressure drop in the tube and it follows that during withdrawal, the syringe plunger backs up by itself under the pressure of the oil.
L'invention a également pour objet une seringue de prélèvement de liquide caractérisée en ce qu'elle comporte un bouchon muni d'un élément de raccord étanche et elle est remplie avec un échantillon de liquide à prélever ne contenant pas d'impuretés. The invention also relates to a liquid sampling syringe characterized in that it comprises a stopper provided with a sealed connection element and it is filled with a sample of liquid to be withdrawn containing no impurities.
Avantageusement la seringue est disposée dans un emballage ne laissant pas passer la lumière et elle est du type à bout excentré. Advantageously, the syringe is placed in a package which does not allow light to pass through and it is of the eccentric tip type.
L'invention concerne encore un procédé de prélèvement étanche d'un liquide dans une seringue caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes
- le robinet de prélèvement est mis en position de liaison entre le raccord de la seringue et l'orifice de mise à l'air libre
- le dispositif est mis en place sur le premier élément de raccord du récipient
- le robinet de vidange est ouvert et on procède à une purge en laissant s'écouler du liquide Jusqu'à ce qu'il ne présente plus de bulles ni de mousse;
- la seringue est mise en place sur le robinet de prélèvement et ce dernier est actionné de manière à réaliser la liaison entre la seringue et le récipient;;
- on pousse le piston de la seringue et on le laisse revenir plusieurs fois de manière à réaliser une vidange du robinet de prélèvement
- on laisse se remplir la seringue
- on positionne le robinet de prélèvement de manière à réaliser une liaison entre la seringue et l'orifice de mise à l'air libre et on pousse sur le piston de manière à chasser une partie du liquide ; et
- tout en maintenant le piston en position, on désolidarise la seringue du robinet de prélèvement et on la ferme avec le bouchon à raccord étanche.The invention also relates to a method for tightly drawing a liquid from a syringe, characterized in that it comprises the following steps
- the sampling tap is placed in the connection position between the syringe connection and the vent hole
- the device is placed on the first connecting element of the container
- the drain cock is open and a purge is carried out, allowing the liquid to flow until it no longer has bubbles or foam;
- The syringe is placed on the sampling valve and the latter is actuated so as to make the connection between the syringe and the container;
- push the plunger of the syringe and allow it to come back several times so as to drain the sampling tap
- let the syringe fill up
- The sampling tap is positioned so as to make a connection between the syringe and the venting opening and is pushed on the piston so as to expel part of the liquid; and
- while keeping the piston in position, the syringe is detached from the sampling valve and closed with the cap with tight fitting.
D'autres caractéristiques et avantages de 1 'in- vention ressortiront de la description qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif conforme à la présente invention ; et
- la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de prélèvement conforme à la présente invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description of an exemplary embodiment of the invention, made with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 is a block diagram of a device according to the present invention; and
- Figure 2 is a perspective view of a sampling device according to the present invention.
L'invention est décrite en application à l'analyse gazeuse des huiles isolantes utilisées dans les transformateurs électriques de puissance. The invention is described in application to the gaseous analysis of insulating oils used in electric power transformers.
On voit sur la figure 1 la cuve 1 d'un transformateur électrique de puissance qui comporte un robinet de vidange 2 disposé dans la partie basse de la cuve 1. La sortie de ce robinet de vidange 2 est reliée à un élément de raccord étanche 3 qui est avantageusement muni d'un bouchon 4 muni diun élément de raccord coopérant avec l'élément de raccord 3 du robinet 2 de manière à réaliser un raccord symétrique. Le bouchon 4 comporte un dispositif de verrouillage sur l'élément de raccord 3 du robinet de vidange. We see in Figure 1 the tank 1 of an electric power transformer which includes a drain valve 2 disposed in the lower part of the tank 1. The outlet of this drain valve 2 is connected to a sealed connection element 3 which is advantageously provided with a plug 4 provided with a connection element cooperating with the connection element 3 of the valve 2 so as to produce a symmetrical connection. The plug 4 includes a locking device on the connection element 3 of the drain valve.
Le dispositif de prélèvement selon l'invention comprend un elément de raccord 5 destiné à coopérer avec l'élément de raccord 3 de manière à réaliser un raccord symétrique. Cet élément de raccord 5 est muni d'un verrou. The sampling device according to the invention comprises a connection element 5 intended to cooperate with the connection element 3 so as to produce a symmetrical connection. This connecting element 5 is provided with a lock.
Cet élément de raccord 5 constitue une sorte de récipient cylindrique dont le fond 6 est disposé sensiblement verticalement, du fait que l'axe de l'élément de raccord 3 du robinet de vidange est disposé horizontalement. This connecting element 5 constitutes a sort of cylindrical container, the bottom 6 of which is arranged substantially vertically, owing to the fact that the axis of the connecting element 3 of the drain valve is arranged horizontally.
Un tube de sortie 7 traverse la paroi 6 et débouche dans la partie supérieure de l'élément de raccord 5, c'est-à-dire la partie qui se trouve la plus élevée lorsque l'élément de raccord est verrouillé sur l'élément de raccord 3 du robinet de vidange. An outlet tube 7 passes through the wall 6 and opens into the upper part of the connection element 5, that is to say the part which is the highest when the connection element is locked on the element of connection 3 of the drain tap.
Un tuyau en matière transparente 8, par exemple en chlorure de polyvinyle, est placé sur ltextrémité extérieure du tube 7. Ce dernier présente un étranglement de section 9. A tube made of transparent material 8, for example polyvinyl chloride, is placed on the outside end of the tube 7. The latter has a constriction of section 9.
A la partie inférieure de la chambre constituée par l'élément de raccord 5 débouche un ensemble de prélèvement 10. Cet ensemble de prélèvements 10 est constitué dans l'exemple représenté par un embout métallique 11 qui est par exemple prélevé sur une aiguille à fixation étanche sur une seringue. Cet embout 11 est fixé par exemple par brasure sur la partie inférieure du fond 6 de la chambre constituée par l'élément de raccord 5 et comporte à son extrémité libre un élément de raccord mâle 12. At the lower part of the chamber formed by the connecting element 5, there is a sampling set 10. This sampling set 10 is constituted in the example represented by a metal tip 11 which is, for example, taken from a needle with tight fixing. on a syringe. This end piece 11 is fixed for example by brazing on the lower part of the bottom 6 of the chamber formed by the connection element 5 and comprises at its free end a male connection element 12.
Sur cet élément de raccord mâle 12 est tixé un robinet de prélèvement à trois voies 13 qui comporte un élément de raccord étanche femelle coopérant avec l'élé- ment de raccord mâle 12, et à son extrémité opposée, un élément de raccord étanche mâle destiné à coopérer avec une seringue à raccordement étanche 14. Ce robinet à trois voies comporte un orifice 15 relié à l'air libre. On this male connector element 12 is fixed a three-way sampling valve 13 which comprises a female sealed connector element cooperating with the male connector element 12, and at its opposite end, a male sealed connector element intended to cooperate with a sealed connection syringe 14. This three-way tap has an orifice 15 connected to the open air.
Les différents éléments de raccord étanche du dispositif de prélèvement étanche 10 sont avantageusement constitués par des éléments de raccord mâles ou femelles qui sont utilisés dans le secteur médical afin de désolidariser une seringue avec son aiguille ou un autre accessoire de manière à réaliser une connexion étanche et verrouillée. Ces éléments sont commercialisés sous la dénomination commerciale "LUER LOCK"; ils permettent un branchement et un débranchement rapide, le verrouillage s'effectuant par rotation d'un quart de tour. The various sealed connection elements of the sealed sampling device 10 are advantageously constituted by male or female connection elements which are used in the medical sector in order to separate a syringe with its needle or another accessory so as to make a sealed connection and locked. These elements are marketed under the trade name "LUER LOCK"; they allow rapid connection and disconnection, locking takes place by rotation of a quarter turn.
Les éléments de raccord 3 à 5 sont avantageusement constitués par des éléments de type connu en bronze, par exemple de dimensions 40-45 mm. The connecting elements 3 to 5 are advantageously constituted by elements of known type in bronze, for example of dimensions 40-45 mm.
L'ensemble de prélèvement constitué par l'embout 11 et le robinet 13 reste fixé en permanence sur l'été ment de raccord 5 ; la seringue destinée à effectuer les prélèvements est fixée sur le robinet 13 lors des opérations de prélèvement. The sampling assembly constituted by the end piece 11 and the tap 13 remains permanently attached to the connection summer 5; the syringe intended for taking the samples is fixed on the tap 13 during the sampling operations.
Conformément à l'invention, les seringues sont préparées pour le prélèvement de manière à ce qu'elles ne contiennent aucune occlusion gazeuse ni impureté. La seringue est démontée, le piston est plongé dans de l'huile isolante ne contenant pas de matière en suspension. On verse de l'huile isolante dans le corps de la seringue afin de mouiller correctement la paroi et on remonte la seringue. On vérifie que le film d'huile entre le corps et le piston est continu et homogène et que l'ensemble n'est pas bloqué, par rotation du piston. According to the invention, the syringes are prepared for collection so that they do not contain any gas occlusion or impurity. The syringe is disassembled, the plunger is immersed in insulating oil containing no suspended matter. Insulating oil is poured into the body of the syringe in order to properly wet the wall and the syringe is reassembled. It is checked that the oil film between the body and the piston is continuous and homogeneous and that the assembly is not blocked, by rotation of the piston.
Ensuite, l'embout de la seringue est plongé dans l'huile de transformateur et la seringue est remplie à mi-hauteur ; elle est ensuite retournée et l'on chasse les bulles d'air à l'extérieur. Elle est aussitôt fermée avec le bouchon obturateur à raccord étanche et on la conserve à l'abri de la lumière. Then, the tip of the syringe is immersed in transformer oil and the syringe is filled halfway up; it is then turned over and the air bubbles are expelled outside. It is immediately closed with the sealing plug with watertight connection and it is stored away from light.
Avantageusement, la seringue 14 est une seringue du type à bout excentré, ce qui permet de chasser beaucoup plus facilement d'éventuelles bulles de gaz. Advantageously, the syringe 14 is a syringe of the eccentric tip type, which makes it possible to expel much more easily any gas bubbles.
Pour effectuer un prélèvement d'huile isolante dans une cuve de transformateur, on procède de la manière suivante. To take an insulating oil sample from a transformer tank, proceed as follows.
Le robinet de vidange 2 est normalement fermé et le bouchon étanche 4 est monté et verrouillé sur l'élément de raccord 3. Ce bouchon 4 est enlevé et l'on place et verrouille l'élément de raccord 5 sur l'élément de raccord 3 du robinet de vidange. L'extrémité libre du tube 8 est placée dans un récipient et on ouvre le robinet de vidange, de préférence avec une faible ouverture car un petit débit de prélèvement est suffisant. The drain valve 2 is normally closed and the waterproof plug 4 is mounted and locked on the connection element 3. This plug 4 is removed and the connection element 5 is placed and locked on the connection element 3 the drain valve. The free end of the tube 8 is placed in a container and the drain valve is opened, preferably with a small opening because a small sample flow rate is sufficient.
Pendant cette opération, le robinet trois voies 13 est dans la position de liaison entre la seringue et l'embout extérieur 15.During this operation, the three-way tap 13 is in the position of connection between the syringe and the outer nozzle 15.
On surveille le débit d'huile dans le tube 8 qui est transparent et dès que l'on constate que l'huile qui s'écoule à travers ce tube 8 ne contient plus de bulles ni de mousse, on retire le bouchon étanche de la seringue et tout en chassant l'huile de la seringue en poussant sur le piston, on raccorde celle-ci sur le robinet 13. The flow of oil in the transparent tube 8 is monitored and as soon as it is observed that the oil flowing through this tube 8 no longer contains bubbles or foam, the tight plug is removed from the syringe and while driving the oil out of the syringe by pushing on the plunger, connect it to tap 13.
Tout en maintenant l'action de poussée continue sur le piston de la seringue, on place le robinet 13 en position de liaison entre l'élément de raccord 5 et la seringue. While maintaining the continuous pushing action on the plunger of the syringe, the valve 13 is placed in the connection position between the connecting element 5 and the syringe.
En poussant à fond lentement le piston de la seringue on vide celle-ci et, dès qu'on relâche le piston, la seringue se remplit automatiquement d'huile sans qu'il soit nécessaire de tirer le piston. By pushing the plunger of the syringe slowly down, the syringe is emptied and, as soon as the plunger is released, the syringe automatically fills with oil without the need to pull the plunger.
Après quelques vidanges et remplissages de la seringue, on maintient le piston de telle manière que le volume contenu dans la seringue soit un petit peu supérieur au volume nécessaire pour l'analyse, par exemple 20 ml. After a few emptying and filling of the syringe, the plunger is held in such a way that the volume contained in the syringe is a little greater than the volume necessary for the analysis, for example 20 ml.
Tout en poussant lentement le piston, on positionne le robinet de prélèvement 13 de manière à réaliser la liaison entre la seringue et l'embout extérieur 15, puis on désolidarise la seringue du robinet 13 et on la pousse avec son bouchon. While slowly pushing the plunger, the sampling valve 13 is positioned so as to make the connection between the syringe and the outer nozzle 15, then the syringe is detached from the valve 13 and it is pushed with its stopper.
On a ainsi obtenu un prélèvement d'une quantité donnée d'huile, par exemple 20 ml, sans aucune perte de gaz et sans aucune pollution par l'air ambiant. A sample of a given quantity of oil, for example 20 ml, was thus obtained without any loss of gas and without any pollution by ambient air.
La seringue ainsi remplie est placée dans un coffret à l'abri de la lumière et est envoyée rapidement au laboratoire d'analyses. The syringe thus filled is placed in a box protected from light and is quickly sent to the analysis laboratory.
Cette opération a nécessité simplement le prélèvement de quelques litres d'huile dans le récipient se trouvant en communication avec le tuyau 8. S'il est nécessaire de prélever de l'huile pour des analyses complémentaires, on peut remplir un bidon métallique de prélèvement, par exemple d'un litre, qui a été préalablement nettoyé, séché en étuve et conditionné en huile isolante depuis plusieurs jours avec l'huile contenue dans le récipient précité. Dans ce cas, on peut effectuer plusieurs remplissages et vidanges successifs en prenant soin de ne pas faire mousser l'huile isolante. This operation simply required the withdrawal of a few liters of oil from the container located in communication with the pipe 8. If it is necessary to take oil for additional analyzes, a metal sampling can can be filled, for example of a liter, which has been previously cleaned, dried in an oven and conditioned in insulating oil for several days with the oil contained in the aforementioned container. In this case, it is possible to carry out several successive fillings and empties, taking care not to foam the insulating oil.
Lorsque le prélèvement est terminé, on ferme le robinet de vidange 2, on enlève le dispositif de prélèvement et on remet en place le bouchon étanche 4. When the sampling is finished, the drain valve 2 is closed, the sampling device is removed and the tight plug 4 is replaced.
La présente invention s'applique en particulier au prélèvement d'huile de transformateur de puissance en vue de l'analyse des gaz dissous dans l'huile isolante. The present invention applies in particular to the sampling of power transformer oil for the analysis of the gases dissolved in the insulating oil.
I1 est évident qu'elle peut s'appliquer à tous les cas ou l'on doit prélever un liquide sans pollution par l'air ambiant, l'échantillon ne présentant pas de dégazage. It is obvious that it can be applied to all cases where a liquid must be removed without pollution by ambient air, the sample not exhibiting degassing.
La description ci-dessus n'a été fournie qu'à titre d'exemple non limitatif et il est évident que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, on peut utiliser un robinet de prélèvement solidaire de l'élément de raccord 5, l'important étant qu'il soit muni à son extrémité de sortie d'un élément de raccord étanche à une seringue. The above description has been provided only by way of non-limiting example and it is obvious that modifications or variants can be made without departing from the scope of the invention. In particular, it is possible to use a withdrawal tap integral with the connection element 5, the important thing being that it is provided at its outlet end with a connection element that is sealed to a syringe.
Par ailleurs on pourrait également effectuer des prélèvements en utilisant un robinet de prélèvement à deux voies ne comportant pas d'embout extérieur. In addition, samples could also be taken using a two-way sampling tap without an external nozzle.
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